Kugelgelenk mit federbelasteten Lagerschalen Die Erfindung bezieht
sich auf ein Kugelgelenk, dessen Kugelkopf auf der dem Gelenkzapfen abgekehrten
Seite des Gelenkgehäuses in einer durch mehrere Federn abgestützten Kugelschale
ruht.Ball joint with spring-loaded bearing shells The invention relates
on a ball joint, the ball head of which is turned away from the pivot pin
Side of the joint housing in a spherical shell supported by several springs
rests.
Eine derartige Federung dient einmal dem Spielausgleich innerhalb
des Gelenkes und zum anderen dem elastischen Auffangen von Stößen. Die verwendeten
Schraubenfedern haben jedoch den Nachteil zu großer Weichheit oder, bei entsprechender
Steifigkeit, der zu großen Bauhöhe. Tellerfedem wären grundsätzlich zwar verwendbar,
infolge ihrer steilen Kennlinie bringt jedoch eine verschieden große Zusammendrückung
beim Einbau - die sich infolge von Fertigungsungenauigkeiten nie vermeiden
läßt - verschieden große Vorspannkräfte. Die Unterschiede in der Gängigkeit
der Gelenke wären bei Verwendung von Tellerfedern also zu hoch. Außerdem besteht
die Gefahr, daß der nach größerer Vorspannung noch verfügbare Federweg nicht mehr
ausreicht. Das gleiche gilt bei der bekannten Ausführung mit zwei parallel geschalteten
Federn, die beide ständig im Eingriff sind. Um die geschilderten Nachteile zu vermeiden,
wird gemäß der Erfindung eine ständig belastete Wickelfeder mit flacher Kennlinie
und eine Tellerfeder mit steilerer Kennlinie vorgeschlagen, die erst dann zum Tragen
kommt oder durchfedert, wenn die Wickelfeder um einen vorbestimmten Betrag zusammengedrückt
worden ist. Die Tellerfeder ist zweckmäßig so eingebaut, daß sie gerade noch völlig
ohne Vorspannung ist, damit der gesamte Federweg verfügbar ist.Such a suspension serves on the one hand to compensate for play within the joint and on the other hand to absorb shocks elastically. The coil springs used, however, have the disadvantage that they are too soft or, given the appropriate rigidity, that the overall height is too great. Disk springs would in principle usable, due to their steep characteristic, however, brings a different sized compression during installation - which can never avoid due to manufacturing inaccuracies - different sizes preload forces. The differences in the mobility of the joints would be too great if disc springs were used. In addition, there is the risk that the spring travel still available after a greater preload is no longer sufficient. The same applies to the known design with two springs connected in parallel, both of which are constantly in engagement. In order to avoid the disadvantages described, a constantly loaded clock spring with a flat characteristic curve and a plate spring with a steeper characteristic curve are proposed according to the invention, which only come into play or spring when the clock spring has been compressed by a predetermined amount. The plate spring is expediently installed in such a way that it is just barely pretensioned so that the entire spring travel is available.
Auf diese Weise erhält die Federkennlinie einen Knick, was die obenerwähnten
Nachteile vermeidet. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung
dargestellt.In this way, the spring characteristic gets a kink, what the above
Avoids disadvantages. In the drawing is an embodiment according to the invention
shown.
Abb. 1 zeigt ein Kugelgelenk im Schnitt; Abb. 2 stellt die
Kennlinie beim Zusammenwirken beider Federn dar.Fig. 1 shows a ball joint in section; Fig. 2 shows the characteristic curve when both springs work together.
Das Gelenkgehäuse ist mit 1 bezeichnet und besitzt eine obere
Kugelschale 2 und eine untere Kugelschale 3. Zwischen den Kugelschalen 2,
3 ruht der Kugelkopf 4 des Gelenkzapfens 5. Die obere Kugelschale
2 wird durch eine napfartig ausgebildete Tellerfeder 6 belastet. Auf diese
wirkt eine Wickelfeder 7,
die sich an dem eingewalzten Gehäusedeckel
8 abstützt. Die beiden Federn gemäß der Abbildung sind hintereinandergeschaltet.
Bei auftretenden Stößen kann die Kugelschale 2 zunächst so weit ausweichen, bis
der Boden der Tellerfeder 6 am Gehäusedeckel 8
anliegt. Anschließend
drückt sich bei stärkeren Stößen auch die Tellerfeder 6 zusammen. Zur Begrenzung
des Federweges der Tellerfeder 6 besitzt diese an ihrem äußeren Rand einen
Kragen 9. Der Kragen 9
stützt sich bei durchgefederter Tellerfeder
6 am Gehäusedeckel 8 ab. Die zu Abb. 1 gehörige Federkennlinie
ist in Abb. 2 dargestellt. Das Spiel der Tellerfeder 6 zwischen Kugelschale
2 und Gehäusedeckel ist mit a bezeichnet, die Vorspannung der Wickelfeder mit
b. Die Tellerfeder kann also erst zur Wirkung kommen, wenn kein Spiel mehr
vorhanden ist.The joint housing is denoted by 1 and has an upper ball socket 2 and a lower ball socket 3. The ball head 4 of the pivot pin 5 rests between the ball sockets 2, 3. The upper ball socket 2 is loaded by a cup spring 6. A coil spring 7, which is supported on the rolled-in housing cover 8, acts on this. The two springs shown in the figure are connected in series. When impacts occur, the ball socket 2 can initially give way until the bottom of the plate spring 6 rests on the housing cover 8. Then the plate spring 6 also compresses in the event of stronger impacts. To limit the spring travel of the plate spring 6 , it has a collar 9 on its outer edge. The collar 9 is supported on the housing cover 8 when the plate spring 6 is sprung through. The spring characteristic associated with Fig. 1 is shown in Fig. 2. The play of the disc spring 6 between the spherical shell 2 and the housing cover is denoted by a, and the bias of the clock spring is denoted by b. The disc spring can only take effect when there is no longer any play.
Das bedeutet, daß nach dem Zuwalzen des Gelenkgehäuses, unabhängig
von den vorhandenen Toleranzen, stets ein genügender Federweg bei ausreichender
Vorspannung verfügbar ist, was weder bei zwei parallel geschalteten Federn noch
bei einer Tellerfeder allein bisher möglich war.This means that after rolling the joint housing, independently
of the existing tolerances, always a sufficient spring travel with sufficient
Preload is available, which is neither with two springs connected in parallel nor
was previously possible with a disc spring alone.