DE1022919B - Zapfenlager mit Winkelbeweglichkeit, insbesondere zur Verwendung an Kraftfahrzeugen, beispielsweise fuer deren Lenkungsteile - Google Patents

Description

• Zapfenlager mit Winkelbeweglichkeit, insbesondere zur Verwendung an Kraftfahrzeugen, beispielsweise für deren Lenkungsteile Die Erfindung bezieht sich auf ein Zapfenlager mit Winkelbeweglichkeit, insbesondere zur Verwendung an Kraftfahrzeugen, beispielsweise für deren Lenkungsteile, bei welchem ein Zapfen über einen Kugelkopf in einer Hohlkugelfläche eines Gehäuses am Austritt des Kugelzapfens aus diesem ruht und die die Lagerfläche bildende Außenfläche des Kugelkopfes geringere Härte und besonders gute Lagereigenschaften aufweist sowie beispielsweise aus nichtmetallenem Werkstoff besteht.
• Bei Gelenken der vorbezeichneten Art besteht der Übelstand, daß die Lagerfläche des Kugelkopfes an den Stellen, an denen Kanten überglitten werden müssen, insbesondere am Austritt des Zapfens aus dem Gehäuse, besonderen Verschleißbeanspruchungen unterworfen ist, indem die Kanten eine schabende Wirkung auf die Außenfläche des Kugelkopfes ausüben. Besitzt die Fläche, mit welcher der Kugelkopf im Gehäuse lagert, elastische Eigenschaften, weil sie beispielsweise aus elastischem Kunststoff besteht, dann kann der Kunststoff unter Belastungs- und Stoßbeanspruchungen vor den Kanten quellen. Die Folge hiervon ist, daß eine noch größere Verschleißwirkung durch die Kanten eintritt.
• Nach der Erfindung sind die vorstehenden Nachteile dadurch vermieden, daß die kugelige Oberfläche des Kugelkopfes derart eine verschleißfeste und druckfeste Teilarmierung, z. B. aus Stahlblech, aufweist, daß bei Winkelbewegungen in jeder Stellung des Kugelkopfes die innere Begrenzungskante des Gehäusedurchlasses von der Armierung überdeckt ist. Die Folge hiervon ist, daß die günstigen Lagereigenschaften der Oberfläche des Kugelkopfes ausgenutzt werden können, dennoch aber die erwähnten Verschleißbeschädigungen nicht eintreten können, da die Kugeloberfläche durch die Teilarmierung vor den Verschleißbeanspruchungen geschützt ist.
• Die Armierung kann die Form einer mit ihrer Außenfläche der Hohlkugelfläche im Gehäuse konzentrischen Kappe aufweisen, wobei der Durchmesser des Kugelkopfes in dem von der Kappe überdeckten Teil so abgesetzt ist, daß die Außenfläche des nicht von der Kappe überdeckten Teils des Kugelkopfes mit der Außenfläche der Kappe fluchtet. In diesem Fall besitzt der Kugelkörper gewissermaßen eine formerhaltende Schutzfassung gegen Beanspruchungen durch die zu überfahrenden Kanten.
• Ist das Gelenklager so ausgebildet, daß der Gelenkzapfen einen Kugelabschnitt durchgreift, der den Lagerkugelkörper für den Gelenkzapfen bildet, dann kann der der Durchlaßöffnung für den Kugelzapfen im Kugelabschnitt zugewandte Rand der Kappe in die Durchlaßöffnung umgelegt und der vom umgelegten Kappenrand übergriffene Teil des Durchlasses im Durchmesser so vergrößert sein, daß die dem Zapfen zugewandte Fläche des übergreifenden Randes mit der übrigen Durchlaßfläche fluchtet. Auf diese Weise erhält der Durchlaß im Kugelabschnitt auf der Austrittsseite, an welcher er bei Winkelbewegungen am meisten beansprucht wird, einen Kantenschutz.
• Eine andere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, die Armierung aus einer in die Außenfläche des Kugelkörpers versenkten und mit ihrer Oberfläche mit der Oberfläche des Kugelkörpers fluchtenden Hohlkugelzone zu bilden.
• Besteht der Kugelkörper aus einem Kern mit einer Umhüllung besonders guter Lagereigenschaften, insbesondere aus solche Eigenschaften aufweisendem Kunststoff, dann kann die Umhüllung von Rippen oder anderen Vorsprüngen des Kernes durchgriffen sein, die mit ihrer Oberfläche mit der Umhüllungsoberfläche fluchten oder annähernd fluchten. Steht die Umhüllungsoberfläche geringfügig über die Oberfläche der Rippen vor, dann kommt die Umhüllungsoberfläche hinsichtlich ihrer günstigen Eigenschaften für die Lagerung und das Gleiten sowie zum Dämpfen voll zur Wirkung, während Stoß- und andere Beanspruchungen, zu deren Aufnahme die Umhüllung nicht bestimmt ist und gegenüber welchen sie nachgiebig ist, von den Rippen des Kernes aufgenommen werden.
• Die Zeichnung veranschaulicht verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand von hängenden Traggelenken, Abb. 1 zeigt ein Zapfenlager in Form eines Traggelenkes mit durch eine Kappe gebildetem Kante nschutz ; Abb. 2 ist ein Abb. 1 entsprechendes Ausführungsbeispiel, bei welchem sich der Kantenschutz auch auf die dem Zapfen des Lagers zugewandte Randung des Lagerkörpers erstreckt; Abb. 3 gibt eine Ausführungsform mit durch eine Hohlkugelzone gebildetem Kantenschutz wieder; Abb. 4 verdeutlicht ein Tragkugelgelenk mit umhülltem Kugelkörper; Abb. 5 läßt den Kugelkörper des Gelenkes nach Abb. 4 herausgezeichnet erkennen.
• Bei allen Ausführungsbeispielen ist die Lager- und Gleitfläche für den Kugelkörper in Form eines Kugelabschnittes unmittelbar durch eine Hohlkugelfläche des Gehäuses 1 auf der dem Zapfen 2 zugewandten Seite gebildet. Naturgemäß könnte diese Lagerfläche auch durch eingesetzte Schalen od. dgl. gebildet sein. Der Zapfen 2, der einen Bund 3 aufweist, durchgreift drehbar den Kugelkörper und stützt sich mit seinem Bund auf dem Kugelabschnitt ab. Es wäre auch möglich, den Kugelkörper mit dem Zapfen fest zu verbinden, was beispielsweise durch Ankleben erfolgen könnte, wenn der Kugelkörper aus einem mehr oder weniger elastischen Kunststoff besteht. Bei der Verwendung von Gummi ließe sich der Kugelkörper anvulkanisieren.
• Die gezeigten Ausführungsbeispiele gemäß Abb. 1, 2 und 3 sind mit einem Kugelkörper 4 in Form eines Kugelabschnittes ausgerüstet, der aus einem geeigneten Kunststoff, z. B. der Gruppe der Polykondensationsprodukte mit vernetzter Struktur oder der Gruppe der Polyamide und Superpolyamide, besteht. Naturgemäß kann der Kugelkörper auch aus anderem Kunststoff oder Werkstoff mit besonders günstigen Lagereigenschaften gebildet sein.
• Gemäß Abb. 1 ist auf der dem Austritt des Gelenkzapfens 2 aus dem Gehäuse zugewandten Seite der Kugelabschnitt 4 mit einer Kappe 5 aus Stahlblech versehen, die zwecks leichterer Herstellung und zur Bildung von Schmiernuten mit Einschlitzungen 6 auf der dem Austritt des Zapfens 2 aus dem Gehäuse abgewandten Seite ausgerüstet ist.
• Der Kugelabschnitt 4 ist um die Stärke der Kappe 5 abgesetzt, so daß die Oberfläche der Kappe 5 mit der Oberfläche des Kugelabschnittes 4 fluchtet.
• In Abb. 2 ist eine kleinere Kappe 7 vorgesehen. Der dem Gelenkzapfen 2 zugewandte Rand 8 der Kappe 7 ist in den Durchlaß des Kugelabschnittes 4 für den Zapfen 2 umgelegt, wobei der Durchlaß an der Umlegungsstelle im Durchmesser so vergrößert ist, daß die Oberfläche des umgelegten Randteils mit der Durchlaßöffnung fluchtet. Der umgelegte Rand 8 kann sich auch auf die ganze Länge des Durchlasses erstrecken.
• Aus Abb. 3 ist die Bildung des Schutzes gegenüber den Kanten am Austritt des Gelenkzapfens 2 aus dem Gehäuse durch eine Hohlkugelzone 9 aus Stahl zu erkennen, welche in den Kugelabschnitt derart eingelassen ist, daß die Oberfläche der Hohlkugelzone mit der Oberfläche des Kugelabschnittes fluchtet.
• Das Ausführungsbeispiel nach Abb. 4 ist mit einem Kugelabschnitt ausgerüstet, dessen Kern 10 aus Stahl, Bronze, Sintereisen, mit Harz durchsetztem Gewebe od. dgl. besteht und mit einer Umhüllung 11 aus elastischem Kunststoff versehen ist. Die elastische Umhüllung ist von Rippen 12 (vgl. Abb. 5) des Kernes durchgriffen, deren Oberfläche mit der Oberfläche der Umhüllung 11 fluchtet oder annähernd fluchtet.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Zapfenlager mit Winkelbeweglichkeit, insbesondere zur Verwendung an Kraftfahrzeugen, beispielsweise für deren Lenkungsteile, bei welchem ein Zapfen über einen Kugelkopf in einer Hohlkugelfläche eines Gehäuses am Austritt des Kugelzapfens aus diesem ruht und die die Lagerfläche bildende Außenfläche des Kugelkopfes geringere Härte und besonders gute Lagereigenschaften aufweist sowie beispielsweise aus nichtmetallenem Werkstoff besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die kugelige Oberfläche des Kugelkopfes derart eine verschleißfeste und druckfeste Teilarmierung (5, 7, 9, 12), z. B. aus Stahlblech, aufweist, daß bei Winkelbewegungen in jeder Stellung des Kugelkopfes die innere Begrenzungskante des Gehäusedurchlasses von der Armierung überdeckt ist.
2. 2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Armierung die Form einer mit ihrer Außenfläche der Hohlkugelfläche im Gehäuse konzentrischen Kappe (5, 7) besitzt und der Durchmesser des Kugelkörpers (4) in dem von der Kappe überdeckten Teil so abgesetzt ist, daß die Außenfläche des nicht von der Kappe überdeckten Teils des Kugelkörpers mit der Außenfläche der Kappe fluchtet.
3. 3. Lager nach Anspruch 1 und 2, bei welchem der Zapfen einen Kugelabschnitt als ihn im Gehäuse lagernden Kugelkörper durchgreift, dadurch gekennzeichnet, daß der der Durchlaßöffnung für den Zapfen (2) im Kugelkörper (4) zugewandte Kappenrand (8) in die Durchlaßöffnung umgelegt und diese im vom umgelegten Kappenrand übergriffenen Teil im Durchmesser so vergrößert ist, daß die dem Zapfen zugewandte Fläche des übergreifenden Randes mit der übrigen Durchlaßfläche fluchtet.
4. 4. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Armierung aus einer in die Außenfläche des Kugelkörpers (4) versenkten und mit ihrer Oberfläche mit der Oberfläche des Kugel= körpers fluchtenden Hohlkugelzone (9) besteht.
5. 5. Lager nach Anspruch 1, bei welchem der Kugelkörper aus einem Kern mit einer Umhüllung aus Kunststoff guter Lagereigenschaften und gegebenenfalls elastischer Eigenschaften besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (11) von Rippen (12) oder anderen Vorsprüngen des Kernes (10) durchgriffen ist, die mit ihrer Oberfläche mit der Umhüllungsoberfläche fluchten oder annähernd fluchten. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 720 912; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1680 857; britische Patentschriften Nr. 482 799, 493 472; USA.-Patentschriften Nr. 2 328 330, 2 425 138.