DE1040394B - Gelenk, insbesondere fuer Lenkgestaenge von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein, Gelenk, das insbesondere iür Lenkgestänge von Kraftfahrzeugen, bestimmt ist.

Es ist bekannt, daß Lenkvorrichtungen für moderne, schnelle Kraftfahrzeuge mit einzeln, gefederten Rädern während der Fahrt recht erheblichen Belastungen durch Schwingungen ausgesetzt sind, so daß das ganze Lenkgestänge eine ausreichende Elastizität haben muß, damit keine Stoßwirkungen auf das Lenkrad gelangen. Es sind daher bereits elastische Gelenke bekanntgeworden, bei denen zwischen dem Gelenkzapfen des einen Gestängeteils und der Bohrung des anderen Gestängeteils eine elastische Hülse aus Gummi angeordnet ist. Wird diese elastische Hülse beim Zusammenbau des Gelenks vorgespannt, so kann ein durch Abnutzung auftretendes Spiel im Gelenk automatisch ausgeglichen werden. Da die elastische Gummihülse beim Arbeiten der Lenkvorrichtung gegenüber dem Gelenkzapfen verschwenkt wird, kann sie nicht unmittelbar auf dem Gelenkzapfen sitzen. Es ist erforderlich, eine Futterbuchse zwischenzuschalten, die sich zusammen mit der Gummihülse gegenüber dem Gelenkzapfen verschwenken kann. Diese Futterbuchsen wurden bisher aus einem geeigneten Metall hergestellt, wobei dann von Zeit zu. Zeit ein Abschmieren des Gelenks erforderlich ist. Diese Wartung ist unbequem, und ferner wird häufig vergessen, die Schmierzeiten einzuhalten.

Daher ist auch bekanntgeworden, Futterbuchsen aus Stoffen wie porösem Metall zu verwenden, die mit Schmiermittel imprägniert bzw. getränkt sind. Obwohl hiermit eine längere Schmierwirkung erreicht wird, ist diese Ausbildung der Gelenke auch noch nicht vollkommen, insbesondere deswegen, weil metallische Futterbuchsen, infolge ihrer Starrheit eine automatische Aufnahme des bei Abnutzung eingetretenen Spiels nicht zulassen. Diese automatische Wirkung durch die Vorspannung der Gummihülse, kann auch nicht erreicht werden, wenn die Futterbuchsen aus Metall mit verhältnismäßig dünner Wandstärke ausgeführt werden, weil sich selbst solche dünnen Buchsen nicht auf einen kleineren Durchmesser zusammendrücken lassen. Abgesehen, davon wirkt sich die Vorspannung der Gummihülse in diesen Fällen schon von vornherein kaum aus, so daß die Futterbuchsen genau passend auf die Gelenkbolzen aufgesetzt werden müssen.

Schließlich ist auch versucht worden, Futterbuchsen aus einem mit Schmiermittel getränkten Gewebe zu benutzen. Diese Buchsen sind zwar genügend nachgiebig, haben sich aber als völlig unpraktisch erwiesen, weil sich das Gewebe trotz des vorhandenen Schmiermittels schnell abnutzt.

Bei dem Gelenk gemäß der Erfindung wird eine aus Polyamid bestehende trockene Futterbuchse ver-Gelenk, insbesondere für Lenkgestänge
von Kraftfahrzeugen

Anmelder:

Thompson Products, Inc.,
Cleveland, Ohio (V. St. A.)

Vertreter: DipL-Ing. W. Meissner, Berlin-Grunewald, und Dipl.-Ing. H. Tischer, München 2, Tal 71,

Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 2. Februar 1954

Edward J. Herbenar, Detroit, Mich. (V. St. A.),
ist als Erfinder genann*- worden

wendet, die eine so dünne Wandstärke hat, daß sie sich unter der Wirkung der elastischen Hülse fest und elastisch an den Gelenkzapfen. od. dgl. anlegt, wodurch auftretende Abnutzung ausgeglichen wird.

Die Verwendung von Polyamid für Lagerzwecke ist an sich nicht neu. Bei den bisherigen Vorschlägen handelt es sich aber um übliche Lagerungen von Wellen usw., wobei die Polyamidschalen oder -büchsen lediglich die Aufgabe hatten, eine Lagerwirkung" auszuüben. Im vorliegenden Fall wird von den guten Lagereigenschaften des Polyamids zwar auch Gebrauch gemacht, so daß eine Schmierung des Gelenks entfällt; gleichzeitig wird aber durch die Verwendung der Futterbuchse mit dünner Wandstärke erreicht, daß sich die Vorspannung der elastischen Gummihülse im Sinn, eines guten Anliegens am Gelenkzapfen und für die automatische Aufnahme der auftretenden Abnutzung auswirkt. Die dünne Futterbuchse aus Polyamid kann sich auch bei Abnutzung durch die Vorspannung immer dicht an den Gelenkzapfen anlegen, weil die Buchse, eine ausreichende Schmiegsamkeit aufweist, wodurch sich die Vorspannung der elastischen Gummihülse voll auswirken kann.

In diesem Zusammenhang ist auch beachtlich, daß Polyamidbuchsen zunächst einen stärkeren Abrieb haiben, wenn sie fest gegen die harte Metallfläche des Gelemkzapfens gedrückt und verdreht werden. Das

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dadurch entstehende Pulver zwischen der Buchse und dem Gelenkzapfen wirkt dann weiter wie eine große Anzahl von winzigen Kugellagern und ermöglicht trotz guter Anlage der Büchse ein leichtes Schwenken des Gelenkzapfens ohne weitere Abnutzung und Verzerrung der Futterbuchse.

In der Zeichnung ist die Erfindung veranschaulicht. Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise Aufsicht auf die Vorderräder eines Kraftfahrzeugs und die damit verbundene Lenkvorrichtung,

Fig. 2 eine Ansicht der Kuppelstange der Lenkvorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 1 im größeren Maßstab und

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 1, ebenfalls im größeren Maßstab.

Gemäß Fig. 1 sind an dem vorderen Querträger 11 des Fahrzeugrahmens 10 die Schwingarme 12 und 13 der Vorderräder 15 derart angelenkt, daß die Räder eine senkrechte Pendelbewegung ausführen können. Die Räder 15 sind in der üblichen Weise auf Radzapfen 16 und 17 gelagert, die an, den Schwingarmen 12 und 13 so angelenkt sind, daß die Räder zum Lenken um eine im wesentlichen senkrechte Achse geschwenkt werden können.

Vom Lenkgetriebe 18 wird die Lenkbewegung mittels des Lenkhebels 21 auf die Kuppelstange 19 übertragen, die mit einem elastischen Gelenk 23 mit diesem Lenkhebel 21 verbunden ist und auf der anderen Seite über ein zweites elastisches Gelenk 22 mit einem Lenker 20 verbunden ist, der bei 24 am Fahrzeugrahmen angelenkt ist. Die Kuppelstange ist ihrerseits mit den Steuerarmen 25 der Räder 15 durch Spurstangen 26 und 27 verbunden, wobei Universalgelenke 28 bekannter Bauart verwendet sind, so daß die Übertragung der Lenkbewegung· von der Kuppelstange auf die Räder unabhängig von ihrer jeweiligen Einstellung vor sich gehen kann.

Das Gelenk 23 zwischen Lenkhebel 21 und Kuppelstange 19 hat gemäß Fig. 3 einen Gelenkzapfen 31 mit Kopf 32. Der Gelenkzapfen 31 sitzt mit einem entsprechenden Teil 34 in einer Kegelbohrung 33 des Lenkhebels 21, in der er durch eine aufgeschraubte Mutter 35 festgezogen ist.

Der Kopf 32 hat auf der Unterseite eine ringförmige Druckfläche 36 von größerem Durchmesser als der Durchmesser der Bohrung 37 in der Kuppelstange 19. Am Lenkhebel 21 bildet ein Druckring 38 eine ringförmige Druckfläche auf der anderen Seite des Gelenks. Zwischen diesen Druckflächen 36 und 38 liegt eine elastische Gummihülse 40. Diese Gummihülse 40 hat eine größere Länge als die Länge der Bohrung 37 und wird beim Zusammenbau des Gelenks so vorgespannt, daß sie sich dicht an die Wandung der Bohrung 37 anlegt und die Endflansche der Buchse sich gegen die Endflächen 37 a und 376 der Bohrung 37 legen. Bei dieser Vorspannung würde der Zapfen 31 so festgeklemmt werden, daß sich das Gelenk in der Gummihülse nicht drehen kann. Diese Drehung wird durch zwei Futterbuchsen 41 und 42 ermöglicht, die jedoch den durch die Vorspannung erzeugten festen Sitz nicht beeinträchtigen.

Die Futterbuchsen 41 und 42 bestehen aus Polyamid und haben eine ziemlich dünne Wandstärke. Beim anfänglichen Arbeiten des Gelenks entsteht durch die feste Anlage beim Schwenken der Buchsen gegenüber dem Zapfen ein Abrieb, der infolge seiner Pulverform eine Zwischenschicht nach Art eines Lagers aus winzigen Kügelchen darstellt, so daß das Arbeiten des Gelenks ohne wesentliche Verzerrung der Gummihülse 40 vor sich geht. Ist dieser Zustand nach kurzem Gebrauch des Gelenks erreicht, so findet erfahrungsgemäß keine weitere wesentliche Abnutzung mehr statt, wobei das Gelenk keinerlei Schmierung bedarf. Abgesehen hiervon wird ein durch weitere Abnutzung eintretendes geringes Spiel durch die Vorspannung der Gummihülse ausgeglichen. Etwa eindringendes Wasser stört die Arbeitsweise nicht.

Beim Zusammenbau des Gelenks stellen sich die Futterbuchsen 41 und 42 in axialer Richtung auf dem Zapfen selbst ein, wenn dieser in der Kegelbohrung 33 festgezogen wird. Um die Vorspannung der Gummihülse zu ermöglichen, haben beide Futterbuchsen 41 und 42 eine etwas kürzere Gesamtlänge als die Länge der Gummihülse 40 im vorgespannten, also axial zusammengedrückten Zustand.

Die Vorspannung der Gummihülse 40 kann durch Benutzung von Ringen zwischen dem Druckring 38 und dem Lenkhebel 21 oder durch Benutzung von Druckringen 38 verschiedener Stärke eingestellt werden. Auch kann zu diesem Zweck der Druckring 38 oder der Zapfenkopf 32 verstellbar auf den Zapfen 31 aufgeschraubt werden. Ferner ist es möglich, die Futterbuchsen 41 und 42 zwischen der Gummihülse 40 und der Bohrung 31 vorzusehen, so daß die Schwenkbewegung an dieser Stelle eintritt.

Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß das Gelenk 22 der Kuppelstange 19 in gleicher Ausführung vorgesehen ist wie das eben beschriebene Gelenk 23. Die Kuppelstange 19 hat eine Bohrung 45 zur Aufnahme der Gummihülse 46. Der Lenker 20 ist etwas gebogen und an einem Ende mit einem Gelenkzapfen 47 versehen, der einen Anschlagring 48 trägt, gegen den sich ein Ende der Gummihülse 46 anlegt. Der Zapfen trägt ferner einen zweiten Anschlag 49 in Form eines Ringes, der gegen das andere Ende der Gummihülse 46 durch eine Mutter 50 angedrückt wird. Zwischen Gummihülse 46 und Zapfen 47 befinden sich die Futterbuchsen 51 und 52 aus Polyamid.

Das andere Ende des Lenkers 20 ist am Fahrzeugrahmen 10 durch einen Arm 53 angeschlossen, der mit dem Lenker 20 durch ein Gelenk 24 verbunden ist. Dieses Gelenk 24 entspricht im Aufbau den Gelenken 22 und 23 und hat einen Zapfen 25, der in der Gummihülse 56 sitzt, wobei wieder Futterbuchsen 57 und 58 aus Polyamid zwischengeschaltet sind. Die Gummihülse 56 befindet sich in einer Bohrung 59 des Armes 53. Diese Bohrung hat im Gegensatz zu den anderen Gelenken 22, 23 am oberen Ende eine Ausdrehung 60, die gegebenenfalls auch bei den Gelenken 22 und 23 angewendet werden kann und den Zweck hat, die Gummihülse im eingesetzten Zustand abzudecken, so daß sie gegen Fett usw. geschützt liegt.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Gelenk, insbesondere für Lenkgestänge von Kraftfahrzeugen, mit einer vorgespannten elastischen Hülse aus Gummi od. dgl. zwischen dem Gelenkbolzen des einen Lenkerteils und der Bohrung des anderen Lenkerteils und einer Futterbuchse zwischen der elastischen Hülse und einem Lenkerteil, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Polyamid bestehende trockene Futterbuchse (41, 42, 51, 58) eine so dünne Wandstärke hat, daß sie sich unter der Wirkung der elastischen Hülse (40, 46, 56) fest und elastisch an den Gelenkzapfen

(31) od. dgl. anlegt und auftretende Abnutzung ausgeglichen wird.

2. Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Hülse (40, 46, 56) Stirnflansche hat, mit denen sie gegen die Stirnflächen (37 a, 37 b) der Bohrung (37) des einen Lenkerteils anliegt.

3. Gelenk nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Hülse (46) zur Einstellung der Vorspannung zwischen xo einem festen Anschlag (48) am Gelenkbolzen (47)

und einem einstellbaren Anschlag (49) am Gelenkbolzen (47) liegt.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 720 912; belgische Patentschrift Nr. 496 703; britische Patentschrift Nr. 620 882; USA.-Patentschriften Nr. 2 246 086, 2 305 880, 324 984, 2 642 318;

Fachblatt »Chemie-Industrie«, Zeitschrift für die deutsche Chemiewirtschaft, Jahrg. Ill, Nr. 10, S. 654.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© m 640/288 9.58