DE1168174B - Belastungsabhaengig spielfreies Kugelgelenk - Google Patents

Description

• Belastungsabhängig spielfreies Kugelgelenk Die Erfindung bezieht sich auf ein im wesentlichen axial belastetes Kugelgelenk, z. B. ein Traggelenk für einzeln aufgehängte Kraftfahrzeugräder. Um das im Gelenk vorhandene oder im Laufe Tier Betriebszeit durch Verschleiß auftretende Spiel auszugleichen, muß entweder eine Nachstellmöglichkeit vorhanden sein oder aber eine Feder, welche den Kugelkopf dauernd belastet. Das Nachstellen ist ein unerwünschter Arbeitsgang, der periodisch während der Laufzeit des Gelenkes zu wiederholen ist und von der Sorgfalt abhängt, die der betreffende Arbeiter gerade aufwendet. Eine Feder vergrößert und verteuert das Gelenk, stellt also ebenfalls keine vollkommene Lösung für die Herstellung eines spielfreien Gelenkes dar.
• Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, ein Gelenk zu schaffen, welches unabhängig von dem späteren Verschleiß ohne zusätzliche Federn und Einstelleinrichtungen spielfrei ist. Bei einem im wesentlichen axial belasteten Kugelgelenk, vorzugsweise Traggelenk für einzeln aufgehängte Kraftfahrzeugräder, welches aus einem Kugelzapfen, einem Gehäuse und wenigstens einer darin ruhenden Lagerschale besteht, welche den Kugelkopf Ober- und unterhalb des Äquators umfaßt, wird die Aufgabe durch die erfindungsgemäße Kombination folgender drei Merkmale gelöst: a) Die Lagerschale besitzt im Bereich ihres Äquators einen Bund, der die Schale gegen einen entsprechenden Gehäuseabsatz abstützt, b) die Schale hat radiale Schlitze, welche von der unbelasteten Seite ausgehen und den Bund zwecks Bildung federnder Zungen gerade noch durchsetzen, um dem Bund in Axialrichtung eine Formelastizität zu verleihen, c) auf der Belastungsseite ist zwischen Lagerschale und Gehäuse ein Hohlraum für eine Axialbewegung der Schale vorgesehen.
• Es ist zwar nicht neu, eine Lagerschale im Bereich ihres Äquators mit einem Bund zu versehen, um die Schale damit in einem entsprechenden Gehäuseabsatz festzulegen. Ebenso gehört es zum Stande der Technik, eine Kugelschale mit radialen Schlitzen zu versehen. Die Aufgabe gemäß der Erfindung konnte und sollte jedoch mit keinem der bekannten Einzelmerkmale gelöst werden.
• Die Wirkungsweise des Gelenkes ist folgende: Die Last ruht auf der ungeschlitzten Seite der Lagerschale. Diese stützt sich mit ihrem Bund im Gehäuse ab. Durch die Belastung verformt sich der Bund etwas und drückt jede der durch die Schlitzung der Schale entstandenen federnden Zungen gegen die der Belastung abgewandte Kugelseite. Der Druck der Zungen ist abhängig von der axialen Belastung des Gelenkes. Infolge der Belastung weicht die ganze Schale um den gleichen Betrag axial aus, um welchen sich der ebenfalls geschlitzte Flansch verformt. Die Ausweichbewegung hat noch den Vorteil, daß harte Stöße auf das Gelenk federnd abgefangen werden. Die Schale kann aus Metall oder Kunststoff bestehen oder auch zweiteilig sein. Das bedeutet, da.ß z. B. eine Stahlschale wenigstens auf der Druckseite mit Kunststoff ausgefüttert ist.
• Es ist auch möglich, die Lagerschale derart auszubilden, daß die Schlitze etwas breiter sind als die dazwischen stehengebliebenen Zungen. Man kann dann zwei solcher Schalen in einander entgegengesetzter Richtung über den Kugelkopf schieben. Die eine Schale hält den Kugelzapfen spielfrei bei Belastung in einer Richtung, die andere Schale ist für die andere Belastungsrichtung vorgesehen.
• Einige Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 ein stehendes Traggelenk mit einer Lagerschale aus Kunststoff, F i g. 2 ein stehendes Traggelenk mit einer Lagerschale aus Stahl und F i g. 3 eine Lagerschale allein, zum Teil geschnitten, zur Aufnahme einer Kunststoffausfütterung, F i g. 4 ein hängendes Traggelenk mit einer Lagerschale aus Stahl und einer Kunststoffausfütterung, F i g. 5 ein stehendes Traggelenk mit zwei Schalen und F i g. 6 die Ausbildung einer Schale schaubildlich. Gemäß F i g. 1 ist das Kugelgehäuse dreiteilig und besteht aus einem Gehäusering 1, einem eingelegten Gehäusetopf 2 aus Blech und einem eingewalzten Gehäusedeckel 3. Im Gehäuse liegt eine Lagerschale 4 aus Kunststoff, welche sich mit einem Bund 5 gegen einen entsprechenden Gehäuseabsatz 6 abstützt. Der Kugelzapfen 7 ruht in der Lagerschale 4. Diese besitzt radiale Schlitze 8 (F i g. 3). Die auf diese Weise gebildeten federnden Zungen 9 werden bei Belastung des Gelenkes durch Verformung des Bundes 5 fest gegen den Kugelkopf gedrückt. Und zwar ist der Druck abhängig von der jeweiligen Gelenkbelastung. Das Verhältnis von Gelenkbelastung zum Anpreßdruck der Zungen 9 kann nach Maßgabe der Breite des Bundes 5 und der Zungenform beliebig variiert werden.
• Das Gelenk nach F i g. 2 besteht aus einem Gehäuse 10 mit eingeschraubtem Gehäusedeckel 3. Die Lagerschale 4 besteht aus Stahl und besitzt eine Ausfütterung 11 aus Kunststoff.
• F i g. 3 veranschaulicht die Ausbildung der Lageschale 4.
• In F i g. 4 ist ein hängendes Traggelenk dargestellt. Der Kugelzapfen ist geteilt und besteht aus dem eigentlichen Zapfen 7 und einer Zwischenscheibe 7" sowie einer Kalotte 7'. Bei derartigen Gelenken erfolgt die reine Drehbewegung zwischen den Teilen 7 und 7', die Winkelbewegung dagegen zwischen Kalotte 7' und Lagerschale 4, welche wiederum eine Ausfütterung 11 aus Kunststoff besitzt. Der Kraftfluß erfolgt durch den Kugelzapfen 7 auf die Kalotte 7', dann über die Ausfütterung 11 der Lagerschale 4 in deren Bund 5 und von dort in das Gehäuse 10. Die Wirkungsweise des Bundes 5 und der federnden Zungen 9 ist die gleiche, wie oben beschrieben. Eine dauernde Verspannung der Zungen am Kugelkopf auch bei völliger Entlastung des Gelenkes wird dadurch aufrechterhalten, daß die Zungen gewellt sind und sich elastisch am Gehäuse abstützen.
• Das Gelenk gemäß F i g. 5 ist mit zwei Schalen 4, 4', zweckmäßig aus Kunststoff, ausgestattet. Die Schlitze 8 sind breiter als die stehengebliebenen federnden Zungen 9 und setzen sich nach oben als Nuten 13 fort. Auf diese Weise werden jeweils zwei unter sich völlig gleich ausgebildete Schalen gegensinnig über den Kugelbolzenkopf geschoben (F i g. 6).
• Die Wirkungsweise eines solchen Gelenkes ist dann folgende. Bei druckbelastetem Gelenk gemäß F i g. 5 stützen sich die Lappen 14, die durch Schlitzen des Bundes stehengeblieben sind, an dem Gehäusedeckel 3 ab und drücken damit die Zungen 9 von unten gegen den Kugelbolzenkopf.
• Bei zugbelastetem Gelenk tritt die zweite, nur zum Teil sichtbare Schale 4' in Tätigkeit. Sie stützt sich am Gehäuseabsatz 6 ab. Sie wirkt, ebenso wie die Schale 4, nur in umgekehrter Richtung.
• Durch mehr oder weniger tiefes Einschrauben des Deckels 3 läßt sich die Gängigkeit des Gelenkes bereits bei unbelastetem Gelenk beeinflussen. Das Gelenk gemäß der Erfindung bleibt in jeder Belastungsrichtung absolut spielfrei.
• Durch die erfindungsgemäße Ausbildung und Anordnung der Lagerschale wird der Kugelzapfen stets allseitig kraftschlüssig im Gehäuse gehalten. Ein Eintreten von Spiel wird auch nach längerer Betriebsdauer des Gelenkes mit Sicherheit vermieden.

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Im wesentlichen axial belastetes Kugelgelenk, vorzugsweise Traggelenk für einzeln aufgehängte Kraftfahrzeugräder, bestehend aus einem Kugelzapfen, einem Gehäuse und wenigstens einer darin ruhenden Lagerschale, welche den Kugelkopf ober- und unterhalb des Äquators umfaßt, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender Merkmale: a) die Lagerschale besitzt im Bereich ihres Äquators einen Bund, der die Schale gegen einen entsprechenden Gehäuseabsatz abstützt, b) die Schale hat radiale Schlitze, welche von der unbelasteten Seite ausgehen und den Bund zwecks Bildung federnder Zungen gerade noch durchsetzen, um dem Bund in Axialrichtung eine Formelastizität zu verleihen, c) auf der Belastungsseite ist zwischen Lagerschale und Gehäuse ein Hohlraum für eine Axialbewegung der Schale vorgesehen.
2. 2. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschale aus Metall besteht und eine Ausfütterung aus Kunststoff besitzt.
3. 3. Kugelgelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die federnden Zungen sich elastisch am Gehäuse abstützen (F i g. 4).
4. 4. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Schlitze breiter als die stehengebliebenen federnden Zungen sind und daß in diese Schlitze eine zweite gleich ausgebildete Lagerschale in entgegengesetzter Richtung auf den Kugelkopf aufgeschoben ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 904 963; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1748 427.