FR2576374A1

FR2576374A1 - BALL JOINT

Info

Publication number: FR2576374A1
Application number: FR8600765A
Authority: FR
Inventors: Gunther Henkel; Peter Busch
Original assignee: TRW Fahrwerksysteme GmbH and Co KG
Current assignee: TRW Fahrwerksysteme GmbH and Co KG
Priority date: 1985-01-24
Filing date: 1986-01-21
Publication date: 1986-07-25
Also published as: IT8619166A0; GB2170265B; FR2576374B1; GB8600764D0; DE3502233C1; GB2170265A; IT1204439B

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UNE ARTICULATION A ROTULE COMPORTANT UN CARTER 8 CONTENANT UNE ROTULE 1 SUR LAQUELLE DEUX CUVETTES 3 SONT APPLIQUEES PAR DES BAGUES DE PRESSION 6. LE PROBLEME A RESOUDRE CONSISTE A AMELIORER LES PROPRIETES DE MONTAGE ET DE FONCTIONNEMENT DE L'ARTICULATION. L'ARTICULATION EST CARACTERISEE EN CE QUE LES BAGUES DE PRESSION 6 PRESENTENT UNE SURFACE EXTERIEURE 9 A COURBURE CONCAVE SUR LAQUELLE S'ETEND UNE NERVURE PERIPHERIQUE AVEC DES RAINURES LATERALES, LES BAGUES DE PRESSION 6 S'APPLIQUANT AUSSI PAR LE POURTOUR DE LEURS NERVURES SUR LA PAROI INTERIEURE 10 DU CARTER. L'INVENTION EST APPLICABLE NOTAMMENT AUX ARTICULATIONS EN MATIERE SYNTHETIQUE.THE INVENTION CONCERNS A BALL JOINT INCLUDING A CASE 8 CONTAINING A BALL JOINT 1 ON WHICH TWO CUVETTES 3 ARE APPLIED BY PRESSURE RINGS 6. THE PROBLEM TO BE SOLVED CONSISTS OF IMPROVING THE ASSEMBLY AND OPERATING PROPERTIES OF THE JOINT. THE JOINT IS CHARACTERIZED IN THAT THE PRESSURE RINGS 6 HAVE AN EXTERNAL SURFACE 9 WITH CONCAVE CURVATURE ON WHICH A PERIPHERAL RIB WITH LATERAL GROOVES EXTENDS, THE PRESSURE RINGS 6 ALSO APPLY BY THE PERIOD OF THEIR RIBS ON THE INTERIOR WALL 10 OF THE CRANKCASE. THE INVENTION IS APPLICABLE IN PARTICULAR TO ARTICULATIONS IN SYNTHETIC MATERIAL.

Description

"Articulation à rotule""Ball joint"

L'invention concerne une articulation à ro- The invention relates to an articulated joint

tule avec une rotule d'articulation logée dans le vo- tule with a hinge joint housed in the

lume intérieur d'un carter, avec deux cuvettes en ma- lume inside a crankcase, with two

tière synthétique élastique et dure insérées entre le carter d'articulation et la rotule d'articulation et avec deux bagues de pression en matière synthétique elastic and hard synthetic material inserted between the hinge housing and the hinge joint and with two pressure rings of synthetic material

élastique et molle s'appliquant par leur surface inté- elastic and soft applied by their internal surface.

rieure sur la surface extérieure des cuvettes, les cuvettes présentant, dans la zone d'appui des bagues de pression, des surfaoes coniques se retrécissant vers l'extérieur de l'articulation, les bagues de pression s'appliquant, par deux zones de contact étroites s'étendant sur la périphérie de leur surface on the outer surface of the cuvettes, the cuvettes having, in the bearing zone of the pressure rings, conical surfaces tapering towards the outside of the articulation, the pressure rings being applied, by two contact zones narrow ones extending on the periphery of their surface

extérieure, sur la paroi intérieure du carter d'arti- outside, on the inside wall of the crankcase

culation, ces bagues de pression S' appliquant, par deux zones de contact étroites s'étendant sur la périphérie de leur surface extérieure, sur la paroi intérieure du carter d'articulation, ces bagues de pression s'appuyant par des faces frontales sur des These pressure rings are applied, by two narrow contact areas extending on the periphery of their outer surface, to the inner wall of the hinge housing, these pressure rings being supported by end faces on

butées entre lesquelles l'ensemble formé par les:ba- stops between which the assembly formed by the:

gues de pression et les cuvettes est serré dans la Pressure gauges and cuvettes is tight in the

direction axiale du volume intérieur du carter. axial direction of the interior volume of the housing.

D'après le Modèle d'Utilité allemand 19 37 933, on connatt une articulation à rotule du type décrit précédemment. Cette articulation à rotule a pour inconvénient que la forme compacte de la section According to German Utility Model 19 37 933, a ball joint of the type described above is known. This ball joint has the disadvantage that the compact shape of the section

des bagues de pression ne permet qu'une faible défor- pressure rings only allow a slight deformation

mation de la matière en cas de ahargement. Il faut donc appliquer des forces importantes pour effectuer material in case of loading. It is therefore necessary to apply significant forces to perform

le montage, même si l'on respecte des tolérances ser- assembly, even if tolerances

rées pour les cotes de la surface latérale extérieure des bagues de pression et du diamètre intérieur du for the dimensions of the outer lateral surface of the pressure rings and the inside diameter of the

carter d'articulation. Ces forces provoquent une pré- hinge case. These forces cause a pre-

contrainte élevée des cuvettes et développent des couples élevés lors du fonctionnement de l'articulation à rotule. Pour des domaines de tolérances donnés des éléments de construction intéressés, on obtient des tolérances élevées pour les couples. Les fluctuations des charges en service ont pour conséquence des couples high cuvette stress and develop high torques during operation of the ball joint. For given tolerance areas of the building elements concerned, high tolerances for the couples are obtained. The fluctuations of the loads in service result in couples

fortement variables et ne sont pas amorties. highly variable and are not amortized.

Partant de cela, l'invention a pour but On the basis of this, the object of the invention is

de créer une articulation à rotule présentant des pro- to create a ball joint with

priétés améliorées demDntage et de fonctionnement, les Improved properties of ownership and operation,

couples développés par cette articulation étant affec- couples developed by this articulation being affected

tés de tolérances réduites.Tolerance tolerances.

A cet effet, l'invention concerne une articulation du type ci-dessus caractérisée en ce que For this purpose, the invention relates to a hinge of the above type characterized in that

les bagues de pression présentent une surface exté- the pressure rings have an external surface

rieure à courbure concave sur laquelle s'étend, en direction périphérique, une nervure présentant une concave curvature on which extends, in the peripheral direction, a rib presenting a

rainure de chaque côté, les bagues de pression s'appli- groove on each side, the pressure rings apply

quant aussi par le pourtour de leurs nervures sur la also by the periphery of their ribs on the

paroi intérieure du carter d'articulation. inner wall of the hinge housing.

Cette articulation à rotule a pour avantage que l'amélioration de la capacité de déformation des This ball joint has the advantage that the improvement of the deformation capacity of the

bagues de pression fait que les forces de serrage dé- pressure rings makes the clamping forces de-

veloppées lors du montage sont plus réduites. La ner- veloppées during the assembly are more reduced. The nerves

vure périphérique absorbe élastiquement les forces peripheral wire absorbs elastically the forces

développées en direction radiale, le choix de la lar- developed radially, the choice of the

geur de la nervure et la profondeur des rainures per- of the rib and the depth of the grooves

mettant d'agir sur la caractéristique élastique des bagues de pression. Les surfaces d'appui réduites de la surface latérale extérieure des bagues de pression favorisent l'introduction simple des bagues de pression dans le carter d'articulation. Les propriétés que l'on acting on the elastic characteristic of the pressure rings. The reduced bearing surfaces of the outer lateral surface of the pressure rings facilitate the simple introduction of the pressure rings into the hinge housing. Properties that we

vient de mentionner pour les bagues de pression per- just mentioned for the pressure rings

mettent la fabrication d'articulations à rotule déve- put the manufacture of articulated ball joints

loppant des couples affectés de plus faibles domaines loppant couples affected weaker domains

de tolérances.tolerances.

Suivant une forme de réalisation préféren- According to a preferred embodiment

tielle, les surfaces latérales intérieures des bagues de pression sont agencées sous forme de surfaces de pression à courbure convexe qui s'appliquent lors du montage sur les surfaces coniques des cuvettes et per- In this respect, the inner side surfaces of the pressure rings are arranged as convex curvature pressure surfaces which are applied during mounting on the conical surfaces of the cups and

mettent de compenser de faibles imprécisions de fabri- compensate for small manufacturing inaccuracies

cation en direction axiale.cation in the axial direction.

Il est proposé par l'invention d'équiper l'articulation à rotule de cuvettes de construction identique et de bagues de pression de construction identique. Cette réalisation a pour avantage de donner les mêmes propriétés de chargement à tous les éléments It is proposed by the invention to equip the ball joint of cuvettes of identical construction and pressure rings of identical construction. This embodiment has the advantage of giving the same loading properties to all elements

de construction..of construction..

Par l'invention, il est enfin proposé de donner aux rainures une largeur et une profondeur telles qu'en cas de déformation élastique des bagues de pression les flancs des nervures puissent renfler sans être gênés. Cette réalisation a pour avantage By the invention, it is finally proposed to give the grooves a width and a depth such that in case of elastic deformation of the pressure rings the flanks of the ribs can bulge without being disturbed. This realization has the advantage

que les bagues de pression peuvent, dans un large do- pressure rings can, in a wide range of

maine, se déformer proportionnellement à la précon- to be deformed proportionally to the

trainte.constraint.

D'autres particularités et avantages de l'in- Other peculiarities and advantages of

vention résulteront de la description ci-après et des will result from the following description and

dessins annexés représentant un exemple de réalisation de l'invention. Dans ces dessins: attached drawings showing an exemplary embodiment of the invention. In these drawings:

- la Fig. 1 est une vue en coupe longitudi- FIG. 1 is a longitudinal sectional view

nale éclatée de l'articulation à rotule; - la Fig.2 est une vue en coupe longitudinale de l'articulation à rotule assemblée; - la Fig. 3 représente une bague de pression en coupe et à plus grande échelle; - la Fig.4 est une vue en coupe d'une bague burst of the ball joint; - Fig.2 is a longitudinal sectional view of the assembled ball joint; FIG. 3 shows a pressure ring in section and on a larger scale; - Fig.4 is a sectional view of a ring

de pression encore agrandie.pressure still enlarged.

Une articulation à rotule comporte une rotule d'articulation 1 avec un pivot incorporé 2. La rotule A ball joint comprises a ball joint 1 with a built-in pivot 2. The ball joint

1 est montée dans des cuvettes identiques en matière plas- 1 is mounted in identical cuvettes in plastic material.

tique constituée par du polyoxyméthylène, de sorte que les surfaces de glissement 4 des cuvettes 3 s'appliquent entièrement sur la surface de la rotule d'articulation 1. Une partie des surfaces latérales des cuvettes 3 est The polyoxymethylene surface is formed so that the sliding surfaces 4 of the cups 3 are fully applied to the surface of the hinge ball 1. A portion of the side surfaces of the cuvettes 3 is

réalisée sous forme de surfaces coniques 5 sur lesquel- in the form of conical surfaces 5 on which

les s'appliquent des bagues de pression 6 de construc- apply pressure rings 6 of construction

tion identique. Les surfaces de pression intérieures 7 identical. Internal pressure surfaces 7

des bagues de pression 6 présententune courbure convexe. pressure rings 6 have a convex curvature.

Les bagues de pression 6 assurent l'appui des cuvettes 3 dans le carter d'articulation 8 en s'appliquant par leurs surfaces latérales extérieures 9 sur une paroi intérieure 10 et par leurs faces frontales planes 11 The pressure rings 6 ensure the support of the cups 3 in the hinge case 8 by applying by their outer lateral surfaces 9 to an inner wall 10 and by their flat end faces 11

sur une collerette annulaire 12 du carter d'articula- on an annular flange 12 of the articula-

tion 8 ou sur une bague de butée 13. La bague de butée 13 s'applique sur une bague d'arrêt 14 maintenue dans 8 or on an abutment ring 13. The abutment ring 13 is applied to a stop ring 14 held in

une rainure annulaire 15 du carter d'articulation 8. an annular groove 15 of the hinge case 8.

Les bagues de pression 6 sont réalisées en polyuréthane qui est une matière synthétique élastique The pressure rings 6 are made of polyurethane which is an elastic synthetic material

et molle; Elles présentent une surface latérale exté- and soft; They have an external lateral surface

rieure 9 à courbure concave sur laquelle s'étend en direction périphérique une nervure 16 présentant des 9 of concave curvature on which extends in the peripheral direction a rib 16 having

rainures 17 d'un côté et de l'autre. Les cotes des ba- grooves 17 on one side and the other. The odds of the

gues de pression sont déterminées de manière qu'elles s'appliquent sur la paroi intérieure 10 par le pourtour de la nervure 16 et suivant deux lignes de contact 18, Pressure gauges are determined so that they are applied to the inner wall 10 by the periphery of the rib 16 and following two lines of contact 18,

19 s'étendant sur la périphérie de leur surface laté- Extending on the periphery of their lateral surface

rale extérieure 9. Ces cotes sont déterminées également pour que les baguesde-pression s 'appliquent par leur face frontale 11 sur une collerette annulaire 12 du carter d'articulation 8 ou sur une bague de butée 13, cette bague de butée 13 étant maintenue par une bague d'arrêt 14 retenue dans une rainure annulaire 15 du carter d'articulation 8, de manière que les bagues de These dimensions are also determined so that the pressure rings are applied by their end face 11 to an annular collar 12 of the hinge housing 8 or to an abutment ring 13, this abutment ring 13 being maintained by a stop ring 14 retained in an annular groove 15 of the hinge case 8, so that the bushings

pression 6 se déforment élastiquement. pressure 6 deform elastically.

La fig. 4 montre comment les bagues de pres- Fig. 4 shows how the pressure rings

sion 6 se déforment élastiquement sous l'action d'une sion 6 deform elastically under the action of a

force de précontrainte axiale P1, d'une force P2 agis- axial prestressing force P1, of a force P2 acting

sant dans les zones d'appui de la surface latérale extérieure 9 des bagues de pression 6 et d'une force P3 agissant dans la surface de pression 7. La nervure 16 voit, comme un ressort, ses flancs s'évaser en remplissant partiellement les.nervures périphériques in the bearing areas of the outer lateral surface 9 of the pressure rings 6 and a force P3 acting in the pressure surface 7. The rib 16 sees, as a spring, its flanks flake out by partially filling the Peripheral lines

17. Des zones de déformation préférentielles compren- 17. Preferred deformation zones include

nentégalement la surface latérale extérieure 9 des also the outer lateral surface 9 of the

bagues de pression 6 qui est déformée de la même fa- pressure rings 6 which is deformed in the same way.

çon qu'une poutre fléchie reposant sur trois points, et la surface de pression 7 qui s'applique sur la that a flexed beam resting on three points, and the pressure surface 7 that applies to the

surface conique 5 de la cuvette 3.conical surface 5 of the bowl 3.

Les explications qui précèdent montrent que The explanations above show that

l'invention divulgue la construction d'une articula- the invention discloses the construction of an articula-

tion à rotule constituée d'un petit nombre d'éléments de construction et qui remplit des existences sévères en ce qui concerne l'élasticité et le maintien du of a small number of structural elements and which fulfills severe existences with regard to the elasticity and maintenance of the

cpuple à une valeur constante.at a constant value.

Claims

REVENDICATIONS

1 . Articulation à rotule avec une rotule d'articulation logée dans le volume intérieur d'un 1. Ball joint with a ball joint located in the interior volume of a

carter, avec deux cuvettesen matière synthétique élas- casing, with two bowls made of elastic synthetic material

tique et dure insérées entre le carter d'articulation tick and hard inserted between the hinge case

et la rotule d'articulationet avec deux bagues de pres- and the articulation ball joint with two pressure rings

sion en matière synthétique élastique et molle s'ap- elastic and soft synthetic

pliquant par leur surface intérieure sur la surface extérieure des cuvetes, les cuvettes présentant, dans la zone d'appuides bagues de pression, des surfaces by their inner surface on the outer surface of the cuvettes, the cuvettes having, in the area of pressure rings, surfaces

coniques se rétrécissant vers l'extérieur de l'articu- tapered towards the outside of the articu-

lation, les bagues de pression s'appliquant, par deux pressure rings applied by two

zones de contact étroites s'étendant sur la périphé- areas of close contact extending to the periphery

rie de leur surface extérieure, sur la paroi intérieure du carter d'articulation, ces bagues de pression s'appuyant par des faces frontales sur des butées entre lesquelles l'ensemble formé par les bagues de pression et les cuvettes est serré dans la direction axiale du volume intérieur du carter, caractérisée en their outer surface, on the inner wall of the hinge housing, these pressure rings supported by end faces on abutments between which the assembly formed by the pressure rings and the cuvettes is clamped in the axial direction. of the interior volume of the housing, characterized

ce que les bagues de pression (6) présentent une sur- that the pressure rings (6) have an over-

face latérale extérieure (9) à courbure concave sur laquelle s'étend, en direction périphérique, une nervure (16) présentant des rainures adjacentes (17) d'un côté et de l'autre, les bagues de pression (6) s'appliquant aussi par le pourtour de leurs nervures outer side surface (9) having a concave curvature on which extends, in peripheral direction, a rib (16) having adjacent grooves (17) on one side and the other, the pressure rings (6) are also applying around their ribs

sur la paroi intérieure (10) du carter d'articulation. on the inner wall (10) of the hinge housing.

2 . Articulation à rotule selon la revendi- 2. Ball joint according to the

cation 1, caractérisée en ce que les surfaces inté- cation 1, characterized in that the surfaces

rieures des bagues de pression (6) sont agencées sous pressure rings (6) are arranged under

forme de surfaces de pression (7) à courbure convexe. form of pressure surfaces (7) with convex curvature.

3 . Articulation à rotule selon l'une quel- 3. Ball joint according to any one

conque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce of claims 1 and 2, characterized in that

que les.cuvettes (3) sont de construction identique, that the cups (3) are of identical construction,

de même que les bagues de pression (6). as are the pressure rings (6).

4 .- Articulation à rotule selon l'une 4 .- Ball joint according to one

quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce any of claims 1 to 3, characterized in that

que la largeur et la profondeur des rainures (17) des bagues de pression (6) sont déterminées pour qu'en cas de déformation élastique des bagues de pression (6), les flancs des nervures (16) puissent s'évaser sans être gênés. that the width and the depth of the grooves (17) of the pressure rings (6) are determined so that in case of elastic deformation of the pressure rings (6), the flanks of the ribs (16) can flare without being disturbed .