DE2441916A1 - Ball joint for steering linkage of vehicle - preventing expulsion of resilient cover from housing under great axial pressure - Google Patents

Abstract

A ball joint for the steering linkage of a vehicle comprises a joint housing closed on the side remote from the joint pin by a cover (2) of elastically and plastically deformable material against which abuts a bearing element (3) for the ball head (4). The cover has on the periphery of its inner surface a curved or conical surface (8) tapering in a direction away from the joint pin, acting as an axial stop for the bearing element. Pref. the bearing element includes resilient lugs onto which the cover is resiliently biassed. MATERIALS The cover (2) is pref. of polyurethane. (7 pp.).

Description

Kugelgelenk, insbesondere für Lenkgestänge von Kraftfahrzeugen. Ball joint, in particular for the steering linkage of motor vehicles.

Die Erfindung betrifft ein Kugelgelenk, insbesondere für Lenkgestänge von Kraftfahrzeugen, dessen Gelenkgehäuse an der dem Gelenkbolzen abgewandten Seite durch einen Deckel aus einem elastisch und plastisch verformbaren Werkstoff, beispielsweise Polyurethan, verschlossen ist, gegen den sich ein Lagerkörper zur Lagerung des Kugelkopfes abstützt.The invention relates to a ball joint, in particular for steering linkages of motor vehicles, the joint housing of which is on the side facing away from the joint bolt by a cover made of an elastically and plastically deformable material, for example Polyurethane, is closed, against which a bearing body for mounting the ball head supports.

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.Ball joints for steering linkages are among the most vital construction elements of a motor vehicle because such a construction element jams or even breaks catastrophic consequences not only for the occupants of the vehicle concerned but could also have for other road users.

Kugelgelenke für Lenkgestänge sind aber auch typische massenartikel, die nur aus wenigen und leicht herstellbaren Einzelteilen bestehen sollten und deren Funktionstüchtigkeit keinesfalls von der Sorgfalt des Arbeiters beim Zusammenbau abhängen sollte.Ball joints for steering linkages are also typical mass-produced items, which should only consist of a few and easily manufactured items and their Functionality by no means from the care of the worker during assembly should depend.

Schliesslich sollten Kugelgelenke für Lenkgestänge noch möglichst leicht sein, weil das am Achsschenkel angebrachte Kugelgelenk zu den ungefederten massen eines Kraftfahrzeuges gehört.Finally, ball joints for steering linkages should still be as good as possible be easy, because the ball joint attached to the steering knuckle is unsprung one of the masses of a motor vehicle.

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.The invention is based on the object of the initially to further develop and improve the aforementioned type Claims with regard to safety, functionality, weight and manufacturing costs meet in an optimal way.

Diese Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der elastische Deckel an der Peripherie seiner Innenseite eine gekrümmte Fläche oder eine Kegelfläche aufweist, die sich nach der dem Gelenkbolzen abgewandten Seite hin verjüngt, und die dem Lagerkörper zur Lagerung des Kugelkopfes als Axialanschlag dient. Ein weiteres Kennzeichen der Erfindung besteht darin, dass der Lagerkörper mit einem Boden versehen ist, auf den der elastische Deckel federnd drückt. Der Lagerkörper kann aber auch mit federnden Zungen versehen sein, auf die der elastische Deckel federnd drückt. These This object is achieved according to the invention solved that the elastic cover on the periphery of its inside a curved Has surface or a conical surface facing away from the hinge pin Side tapers, and the bearing body for mounting the ball head as an axial stop serves. Another feature of the invention is that the bearing body is provided with a bottom on which the elastic cover presses resiliently. Of the Bearing body can also be provided with resilient tongues on which the elastic Lid presses resiliently.

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 des elastischen Deckels aus dem Celenkgehäuse mit Sicherheit verhindert wird, weil er infolge der besonderen Ausbildung an der Peripherie seiner Innenseite umso fester in die Ringnut des Gelenkgehäuses gedrückt wird, je grösser die auf den Lagerkörper einwirkende Axialkraft ist. Ein weiterer grosser Vorteil besteht darin, dass der elastische Deckel, der ein Federelement darstellt, federnd auf federnde Zungen drückt, die aus dem Lagerkörper herauswachsen, sodass das Andrücken des Lagerkörpers an den Kugelkopf über ein Federsystem erfolgt, das ein besonders grosses Arbeitsvolumen und eine ideale Federcharakteristik hat. Infolge der besonderen Cestaltung der aus dem Lagerkörper herauswachsenden federnden Zungen als Biegefedern, die sich über den Kugelkopf hinweg zur mitte hin wölben, entsteht von selbst eine grosse kegelförmige Anschlagfläche am Lagerkörper, die zusammen mit der Kegelfläche an der Peripherie der Innenseite des elastischen Deckels einen exakten, niedrig beanspruchten und stoßgedämpften Axialanschlag bei grossen in Achsrichtung des Celenkbolzens auftretenden Kräften ergibt. Schliesslich haben Kugelgelenke gemäss der Erfindung noch den Vorteil, dass sie nur aus wenigen und leicht herstellbaren Einzelteilen von geringem Gewicht bestehen, deren Funktionstüchtigkeit nicht von der Sorgfalt des Arbeiters beim Zusammenbau abhängt.The main advantage achieved with the invention is, in particular, that even with large forces occurring in the axial direction of the hinge pin, the can increase up to 250 kp in a middle class passenger car Prevents the elastic cover from being pushed out of the Celenk housing with certainty because it is a result of the special training on the periphery of its inside the more firmly it is pressed into the annular groove of the joint housing, the larger the is the axial force acting on the bearing body. There is another great advantage in that the elastic cover, which is a spring element, resiliently on resilient Presses tongues that grow out of the bearing body, so that the pressing of the bearing body to the ball head via a spring system that creates a particularly large working volume and has an ideal spring characteristic. Due to the special design of the resilient tongues growing out of the bearing body as spiral springs that extend over Arching the spherical head towards the center creates a large, conical shape by itself Stop surface on the bearing body, which together with the conical surface on the periphery the inside of the elastic cover an exact, low-stressed and Shock-damped axial stop with large ones occurring in the axial direction of the celenkbolzens Forces. Finally, ball joints according to the invention also have the advantage that they only consist of a few and easily manufactured individual parts of low weight exist whose functionality does not depend on the care taken by the worker during assembly depends.

Ein Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. A An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below.

Es zeigen Fig.1 einen Längsschnitt durch ein Kugelgelenk gemass der Erfindung; Fig.2 eine Draufsicht auf den Lagerkörp-er-, die unterhalb der mittellinie die Ausführung mit einem Boden und oberhalb der mittellinie die Ausführung mit federnden Zungen zeigt; Fig.3 einen Teillängsschnitt entsprechend Fig.1, jedoch mit einem auf Anschlag gedrückten Lagerkörper in vergrössertem Maßstab.1 shows a longitudinal section through a ball joint according to the Invention; 2 shows a plan view of the bearing body, which is below the center line the version with a bottom and above the center line the version with springy Showing tongues; 3 shows a partial longitudinal section corresponding to FIG. 1, but with one bearing body pressed to the stop on an enlarged scale.

Der Kugelkopf 4 des Gelenkbolzens 6 ist im Gelenkgehäuse 1 mittels eines unteren Lagerkörpers 5 und eines oberen Lagerkörpers 3 gelagert, die aus einem elastisch und plastisch verformbaren Werkstoff, beispielsweise Polyurethan, gefertigt sind. Aus dem oberen Lagerkörper 3 wachsen aus der dem Gelenkbolzen 6 abgewandten Seite federnde Zungen 10 heraus, die als Biegefedern ausgebildet sind, die sich über den Kugelkopf 4 hinweg zur mitte hin wölben und die sich mit ihrer gewölbten Aussenseite an der Mittelzone der Innenseite des elastischen Deckels 2 abstützen. Dieser elastische Deckel ist aus einem elastisch und plastisch verformbaren Werkstoff, beispielsweise Polyurethan, gefertigt und so gestaltet, dass er federnd auf die federnden Zungen 10 des oberen Lagerkörpers 3 drückt, wodurch ein Federsystem mit einem besonders grossen Arbeitsvolumen und einer idealen Federcharakteristik entsteht. Der elastische Deckel 2 ist in eine Ringnut 17, 21 des Gelenkgehäuses 1 eingesprsngt und weist an der Peripherie seiner Innenseite eine gekrümmte Fläche oder eine Kegelfläche 8 auf, die sich nach der dem Gelenkbolzen 6 abgewandten Seite hin verjüngt. Beim Auftreten von grossen Axialkräften 13, die bei einem Personenkraftwagen der mittelklasse bis zu 250 kp ansteigen können, wird der Laqer- Lagerkörper 3 nach oben gedrückt, bis seine Anschlagfläche 19 nach Überwindung des Axialspieles 20 an die Kegelfläche 8 des elastischen Deckels 2 anschlägt. Da der Anschlag innerhalb einer gekrümmten Fläche oder der Kegelfläche 8 mit dem Kegelwinkel 9 erfolgt, wird die Anschlagkraft 18 in eine resultierende Kraft 7 umgewandelt, durch die der elastische Deckel 2 umso fester in die Ringnut 17, 21 des Gelenkgehäuses 1 gedrückt wird, je grösser die Anschlagkraft 1S ist. Die federnden Zungen 10 entstehen infolge von Schlitzen 16 und haben einen dreieckförmigen Grundriss, sodass sie zusammen mit ihrer ungleichen zur mitte hin dünner werdenden Wanddicke Körper gleicher Festigkeit darstellen. Bei Verwendung eines besonders elastischen Werkstoffes für den oberen Lagerkörper 3 kann anstelle der federnden Zungen 10 ein Boden 14 mit einer Bohrung 15 vorgesehen sein, auf den der elastische Deckel 2 federnd drückt.The ball head 4 of the hinge pin 6 is in the joint housing 1 by means a lower bearing body 5 and an upper bearing body 3 mounted, which consists of a elastically and plastically deformable material, such as polyurethane, manufactured are. From the upper bearing body 3 grow from the pivot pin 6 facing away from it Page resilient tongues 10 out, which are designed as spiral springs, which Arch over the ball head 4 towards the middle and the arched with her Support the outside on the central zone of the inside of the elastic cover 2. This elastic cover is made of an elastically and plastically deformable material, for example polyurethane, manufactured and designed in such a way that it is resilient to the resilient tongues 10 of the upper bearing body 3 presses, whereby a spring system with a particularly large working volume and ideal spring characteristics. The elastic cover 2 is pressed into an annular groove 17, 21 of the joint housing 1 and has a curved surface or a conical surface on the periphery of its inner side 8, which tapers towards the side facing away from the hinge pin 6. At the Occurrence of large axial forces 13, which in a passenger car of the middle class can increase up to 250 kp, the storage Bearing body 3 after pressed up until its stop surface 19 after overcoming the axial play 20 strikes against the conical surface 8 of the elastic cover 2. Because the stop is within a curved surface or the conical surface 8 with the cone angle 9 takes place, is the impact force 18 is converted into a resultant force 7 by which the elastic Lid 2 is pressed the more firmly into the annular groove 17, 21 of the joint housing 1, depending the stop force 1S is greater. The resilient tongues 10 arise as a result of Slots 16 and have a triangular plan so that they go together with their unequal wall thickness, which becomes thinner towards the middle, bodies of equal strength represent. When using a particularly elastic material for the upper Bearing body 3 can, instead of the resilient tongues 10, a base 14 with a bore 15 can be provided, on which the elastic cover 2 presses resiliently.

Die Mulde 12 erleichtert das Verformen des elastischen Deckels 2 beim Einsprengen in die Ringnut 17, 21 des Gelenkgehäuses, und die umlaufenden Rippen 11 dienen zum Schutz gegen Beschädigungen.The trough 12 facilitates the deformation of the elastic cover 2 when Pressing into the annular groove 17, 21 of the joint housing, and the circumferential ribs 11 are used to protect against damage.

Patentansprüche: Patent claims:

Claims (3)

P a t e n t a n s p r ü c h e : 1. Kugelgelenk, insbesondere für Lenkgestänge von Kraftfahrzeugen, dessen Gelenkgehäuse an der dem Gelenkbolzen abgewandten Seite durch einen Deckel aus einem elastisch und plastisch verformbaren Werkstoff, beispielsweise Polyurethan, verschlossen ist, gegen den sich ein Lagerkörper zur Lagerung des Kugelkopfes abstützt, d a d u r c h g e k e n n z e i c; hn e t, dass der elastische Deckel (2) an der Peripherie seiner Innenseite eine gekrümmte Fläche oder eine Kegelfläche (B) aufweist, die sich nach der dem Gelenkbolzen (6) abgewandten Seite hin verjüngt, und die dem Lagerkörper (3) zur Lagerung as Kugelkopfes (4) als Axialanschlag dient. P a t e n t a n s p r ü c h e: 1. Ball joint, especially for Steering linkage of motor vehicles, the joint housing of which on the one facing away from the joint pin Side through a cover made of an elastically and plastically deformable material, for example polyurethane, is closed against which a bearing body is used Bearing of the ball head is supported, d u r c h e k e n n z e i c; hn e t that the elastic cover (2) has a curved surface on the periphery of its inside or has a conical surface (B) facing away from the hinge pin (6) The side is tapered, and the bearing body (3) for storage as the ball head (4) serves as an axial stop. 2. Kugelgelenk nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Lagerkörper (3) mit einem Boden (14) versehen ist, auf den der elastische Deckel (2) federnd drückt. 2. Ball joint according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the bearing body (3) is provided with a bottom (14) on which the elastic cover (2) presses resiliently. 3. Kugelgelenk nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Lagerkörper (3) mit federnden Zungen (10) versehen ist, auf die der elastische Deckel (2) federnd drückt. 3. Ball joint according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the bearing body (3) is provided with resilient tongues (10) on which the elastic cover (2) presses resiliently. L e e r s e i t eL e r s e i t e