DE8705481U1 - Kugelgelenk mit Dauerschmierung - Google Patents

Description

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Beschreibung

Die Neuerang betrifft ein Kugelgelenk mit Dauerschmierung, insbesondere für ein Lenksystem eines Automobils. Die Abschaffung der Schmierungs-Arbeitsgänge entspricht den Wünschen des Verbrauchers, weil sie einerseits damit nicht mehr befaßt sein wollen und andererseits dadurch die ünter-10 haltungskosten der Fahrzeuge vermindert werden. Außerdem spart der Hersteller, der einen Mechanismus mit Dauerschmierung (Lebensdauerschmierur.c) herstellt, die Schmiereinrichtung

und ihre Anbringung ein.

Es wurde festgestellt, daß die einfache Abschaffung der Schmiereinrichtung und eine gute Abdichtung der Gelenkkugel nicht ausreichen, um ein gutes Kugelgelenk herzustallen. Versuche ,i haben eine nicht akzeptable Abnutzung (Verschleiß) gezeigt.

*^ⁿ Kugelgelenk besteht iia wesentlichen aus einem Gehäuse mit einem Gehäuseende, einer Gelenkkugel mit einem Kugelkopf, der sich in einem Lager aus zwei Teilen dreht: einem unteren Lager, das offen ist für die Einführung der Stange des Gelenkkopfes, und einem oberen Lager in Form einer Kugelkelotte. Das obe.'e Lager wird mittels einer Feder auf den Kugelkopf gedrückt, die durch einen Verschluß zusammengedrückt wird, der das Gehäuse umgibt.

Es wurden bereits Lager aus einem Kunststoffmaterial, wie gQ z.B. Nylon oder Acetalharz, vorgeschlagen in dem Bestreben, eine Schmierung abzuschaffen. Die Ergebnisse sind ermutigend, die bisherigen Lager erfordern jedoch eine komplizierte Montage und diese Lager weisen als Folge der Abnutzung (des Verschleißes) des Materials des Lagers auf die ₃g Dauer ein großes Spiel auf.

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Neuerungsgemäß ist das Kugelgelenk Von einem solchen Typ,
der besteht aus einem Gehäuse/ dessen Innenwand eine im
Wesentlichen kegelstumpf artige Form hat, und einem Lager==
oder Lagerbüchsen^Teil in Form einer Manschette (Hülse),

deren im wesentlichen kegelstumpfartige äußere Form derjenigen der Innenwand der Küvette entspricht, wobei dieses i Lager aus einem Acetälharz gefertigt ist. s|

Das Gelenk ist leicht zu montieren, jede Schmierung ist |

überflüssig und während der Lebensdauer des Gelenks tritt |

überhaupt kein Spiel (Spielraum) auf* |

Weitere Eigenschaften und Vorteile der Neuerung gehen aus &rgr;

der nachfolgenden beispielhaften Beschreibung der Neuerung, |

auf welche die Neuerung jedoch nicht beschränkt ist, unter jg

Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen, welche die |

Neuerung erläutern, hervor. Es zeigen: |

Fig. 1 eine Aufriß-Ansicht, teilweise im Schnitt, eines I

neuerungsgemäßen Kugelgelenks; I

Fig. 2 eine axiale Unteransicht des Lagers des Kugelgelenks \

gemäß Fig. 1 gemäß dem Pfeil II der Fig. 3 und I

Fig. 3 eine Schnittänsicht des gleichen Lagers entlang j

der Linie III-III der Fig. 2. |

Das Gehäuse 1 ist mit dem Gehäuseende 1a fest verbunden und |

weist eine öffnung mit einer konischen Ausfräsung 1c auf. |

Q₀ Im Innern der Öffnung ist der Kugelkopf 2 der Gelenkkugel | angeordnet, der sich am Ende des Schafts 2a befindet.

Zwischen dem Kopf 2 und dem Gehäuse 1 ist das Lager 3 an- I

geordnet, dessen äußere konische Oberfläche so geformt ist, |

daß sie sich in das Gehäuse einpaßt, und dessen untere f

g₅ Oberfläche kugelförmig ist mit dem Durchmesser des Kopfes 2, f

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Um die Oszillatiönsbewegungen desselben zu ermöglichen. Das Lager 3 steht in Richtung des Scheitels seiner konischen äußeren Oberfläche mit der Feder 5 in Verbindung, die gegen den Verschluß 6 drückt/ der die Wand des Gehäuses umgibt, wie an sich bekannt. Das Gelenk wird durch die Staubabdeckung 8 verschlossen, die mit einemVerbindungsteil an dem Gehäuse und einem Verbindungs teil 82 an dem Kugelgelenkschaft befestigt ist.

iÖ Neuerungsgemäß wird das Gehäuse 3 aus einem Acetalharz gefertigt, vorzugsweise direkt mit den Fertigmaßen geformt. Das Harz kann beispielsweise dasjenige sein, wie es von der Firma Hoechst unter der Handelsbezeichnung Hostaform 9021 M vertrieben wird. Man erhält auf diese Weise ein Lager, dessen Haltbarkeit ausreicht, um beständig zu sein ohne zu fließen gegen die höchsten Belastungen, die bei der Verwendung auftreten können, ohne anormale Deformation oder Abnutzung (Verschleiß) für eine ausreichende Benutzungsdauer und gleichzeitig erlaubt die Wahl dieses Materials die endgültige Schmierung, d.h. die Lebensdauer-Schmierung _t beim Zusammenbau in der Fabrik.

Gemäß einem anderen Charakteristikum der vorliegenden Neuerung ist das Lager aus einem einzigen Stück hergestellt, das so geschlitzt (unterteilt) ist, daß es gespreizt werden kann, um die Einführung des Gelenkkopfes unter Druck zu ermöglichen. Das Lager ist in den Fig. 2 und 3 im Detail dargestellt. Die äußere Oberfläche 31 ist konisch, so daß sie sich in die konische Oberfläche 1c des Gehäuses einspannt bzw. einpäßtr der untere Rand 32 des Lagers darf nicht auf dem unteren Vorsprung 1b des Gehäuses aufliegen. Die innere Oberfläche 33 des Lagers ist kugelförmig und durch zwei Parallelen 33a und 33b begrenzt, die diesseits und jenseits des Äquators 33c angeordnet sind. Die innere Ober&mdash; fläche 33 bildet ein Gehäuse, das den Kugelkopf 2 umgibt und

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ihn Umschließt. Um den Kopf in sein Gehäuse einführen zu können^ ist das" Lager mit einem Spalt bzw. Schlitz 35 in einer Meiridiänebene versehen, die seine öffnung für die Einführung des Kopfes 2 Unter" Druck erlaubt. Um dieses öffnen zu erleichtern, ist ein innerer Schlitz 36 in der gleichen Meridianebene vorgesehen gegenüber dem Schlitz 35. Das Material, das auf dem Boden des Schlitzes ruht, um die Kontinuität zu gewährleisten und ein Scharnier zu bilden, ist an der schraffierten oberfläche 31 der Fig_; 3 sichtbar.

Die Montage wird wie folgt durchgeführt: Die Gelenkkugel, die beispielsweise durch Schleifrollen (oder durch Einlaufen für geringe Mengen) so glatt wie möglich gemacht worden ist, wird, nachdem sie mit Fett bedeckt worden ist, unter Druck in das Lager eingeschoben in Richtung des Pfeils II der Fig. 3. Dann wird die Gelenkkugel mit dem Lager in der Öffnung des Gehäuses durch die breite Seite der konischen Oberfläche (auf der Zeichnung oben) eingeschoben, bis sie fest sitzt. Dann bringt man die Feder 5 an, die man mit dem Ver-Schluß 6 bedeckt und so einfaßt, daß die Feder einen ständigen Druck auf das Lager von beispielsweise 75 kg für ein Lastkraftwagen-Kugelgelenk mit einem Durchmesser von 40 nun ausübt. Anschließend bringt man die Staubabdeckung 8

auf, die an dem Schaft 2a der Gelenkkugel angeordnet ist, und fixiert sie mit dem Verbindungsteil 81 an dem Gehäuse. Dann füllt man das Ganze mit Fett durch die Staubabdeckung, bevor das Verbindungsteil 82 angebracht wird, das erst nach dem Füllen mit Fett angebracht wird, das bis zum Verschluß reicht, durch den Spalt 35 und den Schlitz 36, während die Luft verdrängt wird* Man vermeidet die Einführung von Fett zwischen, das Lager und das Gehäuse, dann schließt man die Staubabdeckung mittels des Verbindungsteils 82, das auf dem Schaft 2a befestigt ist. Das Kugelgelenk ist dann fertig und kann beispielsweise auf eine Lastkraftwagen-Lenkung montiert werden.

Um das Gelenk zu testen, werden die folgenden Versuche durchgeführt :

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Versuch auf einem Prüfstand&iacgr;

Kugelgelenk,- Durchmesser 40 mm, mit einer Küvette (Lägeir) aus dem Cöpolymer-Acetalharz Hostaform 9021 M der E¹IfItIa Hoechst;
Versüchsbedingungen: nach dem Belastungsheft R*V.I* (Renaült-Fahrzeug-Industrie) 31*05*400 (Kügelgelenk-Verschleißversüch):

Umgebungstemperatur: 2O⁰C Ausschlag (fiüslenkwinkel): 35 ⁼ 10 Torsion +15°

Frequenz 9 Zyklen pro Minute (540

Zyklen/h)

Radialbelastung 1260 bis 1500 kgf

,_ Jeder Zyklus umfaßt einen axialen Stoß, dann einen axialen Ib

Zug, eine Hin- und Her-Torsion und einen Hin- und Her-Ausschlag, wobei diese drei Operationen gleichzeitig durchgeh &rgr; führt werden.

Spiel unter einem Zug von 900 kg:

axial radial

neues Teil 0,01 mm 0,17 mm

nach 100 h (54000 Zyklen) 0,01 mm 0,18 mm

nach 196 h (105 840 Zyklen) 0,02 mm 0,20 mm 25

nach 322 h (173 880 Zyklen) 0,02 mm 0,20 mm nach 423 h (228 420 Zyklen) 0,02 mm 0,20 mit

Während dieser 423 Versuchsstunden wurde eine leichte Erwärmung zu Beginn des Versuchs ( auf etwa 40⁰C) und dann eine Abnahme der Temperatur vor der Stabilisierung derselben festgestellt. Nach dem Abstoppen liegt das korrekte Kippmoment bei etwa 2,5 m &khgr; kgf. Es treten keine harten Punkte, keine Unregelmäßigkeiten der Reibung bei der Rotation und

beim Auslenken auf. Nach der Demontage ist eine normale 35

Abnutzung (Verschleiß) auf der Gelenkkugel in der Größenordnung von 2/100 mm auf den Durchmesser zu beobachten. Die Küvette ist nicht abgenutzt. Ein solcher Versuch von 423 h entspricht einer Laufzeit von 600 000 km eines Lastkraftwagens unter strengen Bedingungen.

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Claims (3)

1. Kugelgelenk mit Dauerschmierung, das umfaßt ein Gehäuse (1), eine Gelenkkugel (2) mit einem Lager (3), das eine Küvette für die Gelenkkugel bildet, und eine Feder (5), die gegen eine Verschlußkappe (6) des Gehäuses drückt, dadurch gekennzeichnet , daß das Kugelgelenk (2) von einem Typ ist, der besteht aus einem Gehäuse (1), dessen Innenwand eine im wesentlichen kegelstumpfartige Form hat, daß das Lager (3) die Form einer Manschette hat, deren im wesentlichen kegelstumpfartige äußere Form derjenigen der Innenwand der Küvette entspricht, wobei die Feder (5) das Lager in dem Gehäuse festhält, und daß das Lager (3) aus einem Acetalharz gefertigt ist.

2. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (3) besteht aus einem einzigen Stück, das den Kopf der Gelenkkuqel umgibt, zwischen zwei Parallelen (33a, 33b), die diesseits und jenseits des Äquators angeordnet sind, und daß es entlang einer Meridianebene geschlitzt ist.

3. Kugelgelenk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (3) einen Innenschlitz (36) in der gleichen Meridianebene, dem Spalt (35) gegenüberliegend,aufweist.

Zeppellnstr, 53, i>8000 München §9 ,". "".,",'.'" \ .". «!

Telefon (UÖ9)484095^96,Telefax(089)484097,' ', '. '", '..'.> ,Beutsihe Bank AG München (BLZ 700 70010) 7090020 Telex52141,68sozad '..' &iacgr; '..' ·./ S *fldstgifearrit München (BLZ 70010080) 74620^809