DE2441914A1

DE2441914A1 - Kugelgelenk, insbesondere fuer lenkgestaenge von kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE2441914A1
Application number: DE2441914A
Authority: DE
Inventors: Leopold F Schmid
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-09-02
Filing date: 1974-09-02
Publication date: 1976-03-11

Description

Kugelgelenk, insbesondere für Lenkgestänge von Kraftfahrzeugen.
Die Erfindung betrifft ein Kugelgelenk, insbesondere für Lenkgestänge von Kraftfahrzeugen, bei dem die Lagerung des Kugelkopfes im Gelenkgehäuse über eine Lagerschale aus einem elastisch und plastisch verformbaren Werkstoff, beispielsweise Polyurethan, erfolgt, die als Deckel zum Verschluss des Gelenkgehäuses an der dem Gelenkbolzen abgewandten Seite ausgebildet und zu diesem Zwecke mit einem Flansch versehen ist.
Kugelgelenke für Lenkgestänge gehören zu den lebenswichtigsten Konstruktionselementen eines Kraftfahrzeuges, weil ein Blockieren oder gar ein Bruch eines solchen Konstruktionselementes katastrophale Folgen nicht nur für die Insassen des betroffenen Fahrzeuges sondern auch für andere Verkehrsteilnehmer haben könnte.
Kugelgelenke für Lenkgestänge sind aber auc.h typische Massenartikel, die nur aus wenigen und leicht herstellbaren Einzelteilen bestehen sollten und deren Funktionstüchtigkeit keinesfalls von der Sorgfalt des Arbeitsrs beim Zusammenbau abhängen sollte.
Schliesslich sollten Kugelgelenke für Lenkgestänge noch möglichst leicht sein, weil das am Achssch-enkel angebrachte Kugelgelenk zu den ungefederten massen eines Kraftfahrzeuges gehört.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, -Kugelgelenke der eingangs genannten Art weiterzuentwickeln und so zu verbessern, dass sie die vorgenannten Ansprüche in Bezug auf Sicherheit, Funktionstüchtigkeit, Gewicht und Herstellungskosten in optimaler Weise erfüllen.
Diese Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass zwischen der Lagerschale und dem Flansch eine Ringnut vorgesehen ist, deren dem Flansch zugekehrte Flanke eine gekrümmte Fläche oder eine Kegelfläche bildet, die sich nach der dem Gelenkbolzen abgewandten Seite hin verjünqt.
Der mit der Erfindung erzielte Hauptvorteil besteht insbesondere darin, dass auch bei grossen in Achsrichtung des Gelenkbolzens auftretenden Kräften, die bei einem Personenkraftwagen der mittelklasse bis zu 250 kp ansteigen können, ein Herausdrücken der Lagerschale aus dem Gelenkgehäuse mit Sicherheit verhindert wird, weil deren Flansch infolge der besonderen Ausbildung der zwischen dem Flansch und der Lagerschale vorgesehenen Ringnut umso fester in die Ringnut des Gelenkgehäuses gedrückt wird, je grösser die auf die Lagerschale einwirkende Axialkraft ist. Ein weiterer grosser Vorteil besteht darin, dass durch die zwischen dem Flansch und der Lagerschale vorgesehene Ringnut auf die einfachste überhaupt mögliche Weise nicht nur ein Federelement mit einem besonders grossen Arbeitsvolumen und einer idealen Federcharakteristik geschaffen wird sondern auch ein exakter und stoßgedämpfter Axialanschlag für die Lagerschale.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Kugelgelenk gemäss der Erfindung; Fig.2 einen Längsschnitt durch eine entspannte Lagerschale in vergrössertem maßstab; Fig.3 einen Längsschnitt entsprechend Fig.2, jedoch im eingebauten und normal belasteten Zustand; Fig.4 einen Längsschnitt durch eine von einer grossen Axialkraft auf Anschlag gedrückten Lagerschale.
Das Gelenkgehäuse 1 ist mit einer Bohrung 21 versehen, in die eine untere Lagerschale 4 und eine obere Lagerschale 2 aus einem elastisch und plastisch verformbaren Werkstoff, beispielsweise Polyurethan, zur Lagerung des Kugelkopfes 3 des Gelenkbolzens 5 eingebettet sind. Die obere Lagerschale 2 ist als Deckel zum Verschluss des Gelenkgehäuses 1 an der dem Gelenk- Gelenkbolzen 5 abgewandten Seite ausgebildet und zu diesem Zwecke mit einem Flansch 10 versehen, der in eine Ringnut 18 des Gelenkgehäuses 1 eingesprengt ist. Zwischen dem Flansch 10 und der Lagerschale 2 ist eine Ringnut 11 vorgesehen, deren dem Flansch 10 zugekehrte Flanke 26 eine gekrümmte Fläche oder eine Kegelfläche 15 bildet, die sich nach der dem Gelenkbolzen 5 abgewandten Seite hin verjüngt. Durch diese Ringnut 11 wird die aus einem elastisch und plastisch verformbaren Werkstoff gefertigte Lagerschale 2 zu einem Federelement mit einem besonders grossen Arbeitsvolumen, sodass ihre Lagerfläche 13 nicht nur genügend stark sondern ausserdem noch mit einer idealen Federcharakteristik an die Oberfläche des Kugelkopfes 3 axial angedrückt wird. Beim Auftreten von grossen Axialkräften 20, die bei einem Personenkraftwagen der mittelklasse bis zu 250 kp ansteigen können, wird die Lagerschale 2 nach oben gedrückt, bis die Flanke 28 der Ringnut 11 an die Flanke 26 anschlägt. Da der Anschlag an einem Kreisring 17 erfolgt, der innerhalb einer gekrümmten Fläche oder einer Kegelfläche 15 liegt, die sich nach der dem Gelenkbolzen 5 abgewandten Seite hin verjüngt, wird die Anschlagkraft 19 in eine resultierende Kraft 16 umgewandelt, durch die der Flansch 10 umso fester in die Ringnut 18 des Gelenkgehäuses 1 gedrückt wird, je grösser die Anschlsgkraft 19 ist. Die Pfeile 22 versinnbildlichen die quer zur Längsachse des Gelenkbolzens 5 suftretenden Kräfte, die bei einem Personenkraftwagen der mittelklasse bis zu 750 kp ansteigen können und die zusammen mit einer beim Durchfedern der Räder möglichen Schrägstellung 25 der Spurstange die hohen Axialkräfte 20 verursachen. Der Deckel 6, 8 der Lagerschale 2 ist zur Erleichterung der beim Einsprengen in die Ringnut 18 erforderlichen Verformung gewellt ausgeführt und zum Schutz gegen Beschädigungen mit umlaufenden Rippen 7, 27 versehen. Die umlaufende -Rippe 27 ist zusätzlich als Dichtungslippe gegen das Eindringen von Staub und Wasser ausgebildet. Die Ringnut 11 hat im entspannten Zustand eine äussere lichte Weite 12, die sich im eingebauten und normal belasteten Zustand infolge der Vorspannung 23 auf das Maß 24 verringert.
Patentanspruch:

Claims

Patentanspruch Kugelgelenk, insbesondere für Lenkgestänge von Kraftfahrzeugen, bei dem die Lagerung des Kugelkopfes im Gelenkgehäuse über eine Lagerschale aus einem elastisch und plastisch verformbaren Werkstoff, beispielsweise Polyurethan, erfolgt, die als Deckel zum Verschluss des Gelenkgehäuses an der dem Gelenkbolzen abgewandten Seite ausgebildet und zu diesem Zwecke mit einem Flansch versehen ist, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, dass zwischen der Lagerschale (2) und dem Flansch (10) eine Ringnut (11) vorgesehen ist, deren dem Flansch (10) zugekehrte Flanke (26) eine gekrümmte Fläche oder eine Kegelfläche (15) bildet, die sich nach der dem Gelenkbolzen (5) abgewandten Seite hin verjüngt.