DE3000764A1

DE3000764A1 - Kugelgelenkkonstruktion fuer spurstangen

Info

Publication number: DE3000764A1
Application number: DE19803000764
Authority: DE
Inventors: Jun Joseph Earl Smith; William Henry Trudeau
Original assignee: Gulf and Western Manufacturing Co
Current assignee: Gulf and Western Manufacturing Co
Priority date: 1979-03-02
Filing date: 1980-01-10
Publication date: 1980-09-11
Also published as: CA1131927A; BE881526A; GB2049024A; JPS55119217A; JPS5755924B2; US4332500A

Description

Kugelgelenkkonstruktion für Spurstangen

Die Erfindung betrifft Gelenkkanstruktionen, genauer gesagt, eine Gelenkkonstruktion für das Steuergestänge von Motorfahrzeugen o.a.

In den Steuermechanismen von einigen Motorfahrzeugen wird die Spurstange einem Drehmoment ausgesetzt, das eine Drehung von herkömmlichen Kugelgelenken bewirkt, die die Spurstange mit dem Achsschenkel verbinden, wodurch unerwünschtes Spiel und Instabilität in das Steuersystem eingeführt werden. Bei derartigen Steuersystemen kann einer Drehung der Spurstange durch Kugelgelenke entgegengewirkt werden, die beispielsweise in der US-PS 3 527 316 beschrieben und so konstruiert und angeordnet sind, daß die Pfanne und der Kugelzapfen in einer Ebene, die die Längsachse des Kugelzapfens enthält, nicht gegeneinander verdreht werden können, während eine Verdrehung der Elemente in einer Ebene möglich ist, die sich unter einem rechten Winkel zu der vorstehend erwähnten Ebene erstreckt, die die genannte Achse enthält. Bei Kugelgelenken der in der US-PS 3 527 316 beschriebenen Art wird ein Verschwenken oder Verdrehen der Elemente relativ zueinander entweder durch einen Schlitz im Pfannengehäuse, der sich mit dem Zapfen an einem Punkt von der Kugel entfernt in Eingriff befindet, welcher beträchtlichem Verschleiß ausgesetzt ist und folglich eine relativ kurze nutzbare

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Lebensdauer aufweist, oder durch eine Einheit, die einen separaten Schaft aufweist, der sich von der Kugel aus erstreckt und in einem Lager aufgenommen ist, das gleitend in einem Schlitz im Gehäuse angeordnet ist, so daß eine relativ teure Konstruktion entsteht, die ein vergrößertes Pfannengehäuse erfordert, verhindert.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kugelgelenkeinheit mit einer Pfanne zur Verfugung zu stellen, die relativ zum Zapfen in einer Ebene, die die Achse des Zapfens enthält, nicht verschwenkt werden kann und die ein kompaktes Gehäuse und eine relativ lange nutzbare Lebensdauer aufweist sowie unempfindlich, dauerhaft, wartungsfrei ist, eine einfache Konstruktion besitzt und in wirtschaftlicher Weise hergestellt und montiert werden kann.

Diese und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden detailierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Patentansprüchen und der Zeichnung hervor. Es zeigen:

Figur 1 eine halbschematische Teilansicht eines Steuergestänges, bei dem eine erfindungsgemäß ausgebildete Kugelgelenkexnheit Verwendung findet;

die Figuren

2 und 3 Schnitte durch die Kugelgelenkeinheit der Figur 1, die rechtwinklig zueinander geführt sind;

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Figur 4 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht von einigen Teilen der Kugelgelenkeinheit der Figur 1;

die Figuren

und 6 Schnitte durch eine zweite Kugelgelenkeinheit

der Erfindung, die unter einem rechten Winkel zueinander geführt sind;

Figur 7 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht von einigen Teilen der Kugelgelenkeinheit der Figuren 5 und 6;

die Figuren

und 9 Schnitte durch eine dritte Kugelgelenkeinheit

nach der Erfindung, die unter einem rechten
Winkel zueinander geführt sind;

Figur 10 eine perspektivische Ansicht von einigen Teilen der Kugelgelenkeinheit der Figuren B und 9;

die Figuren

und 12 Schnitte durch eine vierte Kugelgelenkeinheit

nach der Erfindung, die unter einem rechten
Winkel zueinander geführt sind;

Figur 13 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht von einigen Teilen der Kugelgelenkeinheit der Figuren 11 und 12;

/10

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die Figuren
und 15

Schnitte durch eine fünfte Kugelgelenkeinheit nach der Erfindung, die unter einem rechten Winkel zueinander geführt sind;

Figur 16

eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht von einigen Teilen der Kugelgelenkeinheit der Figuren 14 und 15;

die Figuren
und 18

Schnitte durch eine sechste Kugelgelenkeinheit nach der Erfindung, die unter einem rechten Winkel zueinander geführt sind;

Figur 19

eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht von einigen Teilen der Kugelgelenkeinheit der Figuren 17 und 18;

die Figuren
und 21

Schnitte durch eine siebte Kugelgelenkeinheit nach der Erfindung, die unter einem rechten Winkel zueinander geführt sind;

Figur 22

eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht von einigen Teilen der Kugelgelenkeinheit der Figuren 20 und 21;

die Figuren
und 24

Schnitte durch eine achte Kugelgelenkeinheit nach der Erfindung, die unter einem rechten

Winkel zueinander geführt sind;

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/11

Al/

Figur 25 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht von einigen Teilen der Kugelgelenkeinheit der Figuren 23 und 24;

die Figuren
26 und 27

Schnitte durch eine neunte Kugelgelenkeinheit nach der Erfindung, die unter einem rechten Winkel zueinander geführt sind;

Figur 28 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht von einigen Teilen der Kugelgelenkeinheit der Figuren 26 und 27;

die Figuren
29 und 30

Schnitte durch eine zehnte Kugelgelenkeinheit nach der Erfindung, die unter einem rechten Winkel zueinander geführt sind; und

Figur 31 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht von einigen Teilen der Kugelgelenkeinheit der Figuren 29 und 30.

In Figur 1 ist ein Steuermechanismus 30 eines Motorfahrzeuges, beispielsweise einer Zugmaschine bzw. eines Traktors (nicht gezeigt), dargestellt, das eine feste Vorderachse 32 und ein Rad 34 aufweist, das am Zapfen eines Achsschenkels 36 montiert ist, der an einem Achsschenkelbolzen 38 befestigt ist, welcher in einer Ausweitung 40 der Vorderachse drehbar gelagert ist.

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Ein Ende eines Lenkarmes 42 ist am Achsschenkelbolzen 38 befestigt, während das andere Ende des Armes über eine erfindungs gemäß ausgebildete Kugelgelenkeinheit 46 mit einer Spurstange 44 verbunden ist. Um das Fahrzeug zu lenken, wird das Rad durch eine Kraft gedreht, die auf die Spurstange 44 mittels eines Hydraulikzylinders 48 und dessen Kolbenstange 50 aufgebracht wird. Die Kolbenstange 50 ist über einen Arm 52 mit der Spurstange verbunden. Die von dem Zylinder 48 aufgebrachte Kraft erzeugt ein Drehmoment, das dazu neigt, die Spurstange 44 auf ihrer Längsachse zu verdrehen. Dieser Drehung wirkt die Kugelgelenkeinheit 46 entgegen bzw. verhindert diese.

Wie in den Figuren 1 bis 3 gezeigt ist, besitzt die Kugelgelenkeinheit 46 ein Gehäuse oder ein Pfannenelement 54 mit einem Montagearm 56, der in der Spurstange 44 befestigt ist, und einem allgemein zylindrischen Hohlraum 58, in dem ein Kugelzapfenelement 60 montiert ist. Das Element 60 besitzt ein halbkugelförmiges Segment 62, das in einem ringförmigen Lagersitz 64 mit einer komplementär ausgebildeten Lagerfläche 66 aufgenommen ist, und einen einstückig damit ausgebildeten Schaft- bzw. Stielabschnitt 68, der vom Hohlraum zur Außenseite der Pfanne 54 hin vorsteht.

Gemäß der Erfindung wird ein Verschwenken der Pfanne 54 und des Zapfens 60 relativ zueinander in einer Ebene, die die sich längs erstreckende Mittellinie des Zapfens enthält, verhindert, während ein Verschwenken der Elemente in einer Ebene unter einem rechten Winkel zu einer solchen Ebene,

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die diese Mittellinie enthält, und eine Drehung des Zapfenelementes auf einer solchen Mittellinie durch eine Zwangsführung 70 zugelassen wird, die sich mit dem Zapfenelement in Eingriff befindet und in einem Halter 72 gelagert ist. Die Zwangsführung 70 weist eine flache Seite 74 auf, die an einer allgemein flachen Stoßfläche 76 des Kugelsegmentes 62 gelagert ist, die sich allgemein quer zur Achse 78 des Kugelzapfens 60 erstreckt und vorzugsweise durch die Mitte 80 des Kugelsegmentes 62 verläuft.

Die Zwangsführung 70 weist desweiteren eine halbkugelförmige Lagerfläche 82 auf, die auf einer komplementär ausgebildeten Fläche 84 des Halters 72 gelagert ist und eine Längsachse aufweist, die im wesentlichen mit der Mitte 80 des halbkugel— förmigen Segmentes 72 zusammenfällt. Im zusammengebauten Zustand schneidet die Längsachse der halbzylindrischen Lagerfläche 82 die Längsachse 78 des Zapfenelementes 60, welche Achsen die Ebene bilden, in der die Pfanne 54 und der Zapfen 60 daran gehindert werden, relativ zueinander zu verschwenken. Um für den Zusammenbau zwischen der Zwangsführung 70 und dem Lagersitz 64 Spiel vorzusehen, erstrecken sich durch den Sitz zwei gegenüberliegende Schlitze 86.

Bei der Basis des Halters 72 handelt es sich um eine allgemein flache Scheibe 88, die in einer Aussparung in der Ausnehmung 58 angeordnet und darin durch Lappenabschnitte 90 des Pfannen— elementes gehalten ist. Ein Ausgleich für den Verschleiß

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zwischen der Kugel 62, dem Lagersitz 64, der Zwangsführung 70 und dem Halter 72 ist in Form eines elastischen Ringes 92 aus elastomerem Material vorgesehen, der in einer Nut 94 des Lagersitzes 64 angeordnet und zwischen dem Sitz und der Pfanne 54 zusammengepreßt ist.

In den Figuren 5 bis 7 ist eine zweite Gelenkeinheit 1GO dargestellt, die der Gelenkeinheit 46 entspricht, mit Ausnahme der Tatsache, daß sie eine veränderte Zwangsführung 102 aufweist, die einen vergrößerten Lagerbereich zwischen dem Zapfenelement 60' und der Zwangsführung vorsieht. Die Zwangsführung 102 besitzt einen unteren Keilabschnitt 104 mit einer halbzylindrischen Lagerfläche Θ2, die sich mit einer komplementär ausgebildeten Lagerflache Θ4 des Halters 72 in Eingriff befindet, einen oberen domförmigen Abschnitt mit einer halbkugelförmigen Lagerfläche 106, die sich mit einer komplementär ausgebildeten halbkugelförmigen Lagerfläche 108 im Kugelabschnitt des Zapfenelementes 60' in Eingriff befindet, und einen scheibenförmigen Zwischenabschnitt mit einer flachen Seite 110 und einer halbkugelförmigen Randfläche 112, die im zusammengebauten Zustand an der Stoßfläche 76 des Zapfenelementes und der halbkugelförmigen Oberfläche 66 des Lagersitzes 64 gelagert sind.

Die Figuren 8 bis 10 zeigen eine dritte Gelenkeinheit 120, die im wesentlichen der Gelenkeinheit 46 entspricht, mit der Ausnahme, daß der elastische Ring 92 nicht vorhanden ist und daß ein Ausgleich für Verschleiß durch ein flexibles Spannelement 122 erreicht wird. Im zusammengebauten Zustand ist das

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Spannelement 122 aus seiner normalen ungespannten Position heraus verschoben und drückt den Lagersitz 64·, das Zapfenelement SO, das Spannelement 122 und den Halter 72 nachgiebig zusammen. Das Spannelement 122 besteht aus einer Scheibe aus Kunststoff oder Metall, beispielsweise Federstahl, und weist einen niedrigeren mittleren Abschnitt 124 auf, der eine Lagerfläche 82 bildet, und zwei Flügelabschnitte 126, die im zusammengebauten Zustand an der Stoßfläche 76 der Kugel des Zapfenelementes 60 gelagert sind.

In den Figuren 11 bis 13 ist eine vierte Gelenkeinheit dargestellt, die ein Kugellager 132 aufweist, das sich mit der komplementär ausgebildeten halbkugelförmigen Oberfläche 108 der Kugel 62 des Zapfenelementes 60' in Eingriff befindet und in einem Halteblock 134 in Eingriff mit einer komplementär ausgebildeten halbkugelförmigen Oberfläche 136 aufgenommen ist. Die jeweiligen Mittelpunkte der Kugel 132 und der halbkugelförmigen Oberflächen 108 und 136 sind zueinander und zum Mittelpunkt 80 des halbkugelförmigen Segmentes 62 des Zapfenelementes konzentrisch. Ein Verschwenken der Pfanne 54 und des Zapfenelementes 60' relativ zueinander in einer Ebene wird durch zwei seitlich voneinander beabstandete

Anschlagabschnitte 138 des Halteblockes 134 verhindert, die über die Kugel 62 hinaus vorstehen und in Scheitellinien 140 enden, die an der Stoßfläche 76 der Kugel gelagert sind, um ein Verschwenken der Elemente in einer Ebene, die die Scheitellinien 140 und die Längsachse 78 des Zapfenelementes enthält, zu verhindern. Vorzugsweise wird das

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Ausmaß der Schwenkbewegung der Elemente 54 und 60* in einer Ebene, die die Mittellinie 78 des Zapfenelementes und die sich in Längsrichtung erstreckende Mittellinie des Armes der Pfanne enthält, durch den Eingriff der Stoßfläche 76 mit einem Abschnitt der Seiten 142 des Halteblocks 134 begrenzt.

In den Figuren 14 bis 16 ist eine fünfte Gelenkeinheit 150 dargestellt, die der Gelenkeinheit 130 entspricht, mit der Ausnahme, daß sie eine modifizierte Zwangsführung 152 aufweist, die einen größeren Lagerflächenbereich zwischen der Kugel des Zapfenelementes 60' und der Zwangsführung vorsieht. Die Zwangsführung 152 weist einen Unteren Abschnitt mit einer halbkugelförmigen Lagerfläche 154 auf, die sich in passendem Eingriff mit der halbkugelförmigen Oberfläche 136 des Halters 134 befindet, einen oberen Abschnitt mit einer halbkugelförmigen Oberfläche 156, die komplementär zu der halbkugelförmigen Oberfläche 108 der Kugel des Zapfenelementes 60' ausgebildet und an dieser gelagert ist, und einen mittleren Scheibenabschnitt mit einer allgemein flachen Seite 158 und einer halbkugelförmigen Randfläche 160, die sich im zusammengebauten Zustand mit der Stoßfläche 76 des Zapfenelementes 60· und der Oberfläche 66 des Lagersitzes 64 in Eingriff befinden. Die Zwangsführung 152 kann aus Kunststoff oder Metall hergestellt sein. Der Mittelpunkt ihrer halbkugelförmigen Oberfläche 154 ist konzentrisch zum Mittelpunkt 80 der halbkugelförmigen Außenfläche des Kugelsegmentes 62 angeordnet, und der Mittelpunkt ihrer halbkugelförmigen Oberfläche 156

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liegt auf der Achse 78 des Zapfenelementes 60·.

Die Figuren 17 bis 19 zeigen eine sechste Gelenkeinheit 170, die im wesentlichen der Gelenkeinheit 130 entspricht, mit der Ausnahme, daß sie eine einstückig ausgebildete Zwangsführung mit Halter 172 aus Kunststoff oder Metall aufweist, die mit einem einstückigen mittleren Abschnitt versehen ist, der eine halbkugelförmige Lagerfläche 174 vorsieht, die komplementär zur Lagerfläche 108 in der Kugel des Zapfenelementes 60' ausgebildet ist und sich mit dieser in Eingriff befindet.

In den Figuren 20 bis 22 ist eine siebte Gelenkeinheit 180 dargestellt, die mit einer Pfanne 182 versehen ist, die eine Blindbohrung 184 mit einer einstückig ausgebildeten Zwangsführung 186 aufweist, die Xm Boden derselben mit abgeschrägten Wänden 142, die in einer Messerkante oder einem Scheitel 140 enden, ausgebildet ist. Das Zapfenelement 188 besitzt ein Kugelsegment 62*, das in einem Lagersitz 190 angeordnet ist, der in dem Hohlraum 184 durch einen Metallhaltering 192 und Lappenabschnitte 90 der Pfanne gehalten wird. Um Spiel für die Zwangsführung 186 vorzusehen, weist der Lagersitz 190 zwei Schlitze 194 auf. Um einen Ausgleich für Verschleiß vorzusehen, werden der Lagersitz 190, das Kugelsegment 62' und der Scheitel 140 der Zwangsführung 186 nachgiebig durch einen elastischen Ring 92 zusammengedrückt. Der Scheitel 140 der einstückigen Zwangsführung 186 lagert einerseits das Zapfenelement 188 und verhindert andererseits, daß die

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Pfanne 1B2 und das Zapfenelement 188 in einer Ebene, die sowohl den Scheitel 140 als auch die Achse 7Θ des Zapfenelementes enthält, relativ zueinander verschwenkt werden können.

Die Figuren 23 bis 25 zeigen eine achte Gelenkeinheit 2Q0 mit einem Pfannenelement 202, das einen Hohlraum mit einer allgemein schräg zulaufenden kreisförmigen Seitenwand 204 und ein Kugelzapfenelement 206 mit einer Kugel 10B aufweist, die in einem Lagersitz 210 angeordnet ist. Um einen Ausgleich für Verschleiß vorzusehen, wird der Lagersitz 210 durch die Zusammenwirkung der schräg zulaufenden Wand 204 und eines Ringes 92 aus einem elastomerem Material in Eingriff mit der Kugel 2OB gepreßt. Der Ring ist in einer Nut 212 im Lagersitz angeordnet und wird durch eine Schließkappe 214 zusammengepreßt, die im Hohlraum durch Lappenabschnitte der Pfanne gehalten wird.

Die Pfanne 202 und der Zapfen 206 werden an einem Verschwenken relativ zueinander in einer Ebene durch die Zusammenwirkung eines Stiftes 216 und eines Kugellagers 218 mit einer in Umfangsrichtung kontinuierlichen Nut 220 im Bereich des größten Durchmessers der Kugel gehindert. Der Stift 216 ist in eine Bohrung 222 in der Pfanne hineingepreßt, erstreckt sich durch eine Abstandsbohrung 224 im Lagersitz und in die Nut hinein. Das Kugellager 218 ist in einer Bohrung 226 im Lagersitz angeordnet und erstreckt sich in die Nut hinein. Im Betrieb der Gelenkeinheit 200 verhindern der Stift 216

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und die Kugel 218 in Zusammenwirkung mit der Nut 220 ein Verschwenken der Pfanne 202 und des Zapfens 206 in einer Ebene, die durch die Längsachse des Stiftes und die Längsachse des Zapfenelementes bestimmt wird, während sie zulassen, daß sich das Zapfenelement auf seiner Längsachse 78 drehen kann.

In den Figuren 26 bis 28 ist eine neunte Gelenkeinheit 230 dargestellt, die ein Pfannenelement 232 aufweist, das mit einer Blindbohrung 234 versehen ist, und ein Kugelzapfenelement 236, das ein halbkugelförmiges Segment 238 aufweist, das in einem Lagersitz 240 angeordnet ist. Um einen Ausgleich für Verschleiß vorzusehen, wird der Lagersitz 240 durch einen Ring 92 aus einem elastomerem Material, der in einer Nut 94 angeordnet ist, in Eingriff mit der Kugel 238 gepreßt. Der Lagersitz 240 wird in der Bohrung 234 durch einen Haltering 242 und umspannte Abschnitte 244 der Pfanne gehalten.

Das Pfannenelement 232 und das Zapfenelement 236 werden an einem Verschwenken relativ zueinander in einer Ebene durch einen Haltestift 246 gehindert, der zur Durchführung einer Rotation um seine Längsachse in einer Bohrung 248 durch die Pfanne gelagert ist und eine Tasche 250 mit einer allgemein flachen Seite 252 aufweist, die sich an einer allgemein flachen Stoßfläche 76 des Kugelsegmentes 238 lagert. Die Kugel 238 ist in der Tasche des Stiftes 246 angeordnet, und die Lagerfläche zwischen der Kugel und dem Stift wird durch

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einen konischen Vorsprung 254 am Boden der Kugel, der mit der Achse 78 des Zapfenelementes zusammenfällt und sich in eine passende konische Ausnehmung 256 im Stift 246 erstreckt und an dieser gelagert ist, erhöht. Das Ausmaß der Schwenkbewegung des Pfannenelementes 232 und des Zapfenelementes 236 in einer Ebene, die sich senkrecht zu der längs verlaufenden Mittellinie des Haltestiftes 246 erstreckt und die Mittellinie 78 des Zapfenelementes enthält, wird durch den Eingriff der StoBfläche 76 mit den Seiten 142 der schräg zulaufenden Bodenwand der Bohrung 234 des Pfannenelementes begrenzt.

Die Figuren 29 bis 31 zeigen eine zehnte Gelenkeinheit 260 mit einem Pfannenelement 262, das eine allgemein zylindrische Durchgangsbohrung 264 aufweist, und einem Kugelzapfenelement 266 mit einem halbkugelförmigen Segment 268, das in einem Lagersitz 240 angeordnet ist, der in der Durchgangsbohrung durch einen Haltering 244 und Lappenabschnitte 90 des Pfannenelementes gehalten wird. Eine Abdeckung 270 ist in einer Ausnehmung am unteren Ende der Durchgangsbohrung 264 angeordnet und wird dort durch Lappenabschnitte 90 des Pfannenelementes gehalten.

Das Pfannenelement 262 und das Zapfenelement 266 werden an einem Verschwenken relativ zueinander in einer Ebene durch einen Haltestift 246· gehindert, der zur Durchführung einer Drehung um seine Längsachse in Koaxialbohrungen 272 im Pfannenelement angeordnet ist, sich quer durch die Durchgangsbohrung erstreckt

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und eine Tasche mit einer flachen Seite 252 aufweist, die an der Stoßfläche 76 des Zapfenelementes gelagert ist. Die Kugel 268 des Zapfenelementes ist in der Tasche des Haltestiftes 276' angeordnet, und der Lagerbereich zwischen dem Stift und der Kugel wird durch einen halbkugelförmigen Vorsprung 274 am Stift erhöht, der sich mit einer passenden halbkugelförmigen Tasche 276 im Boden der Kugel in Eingriff befindet. Im Unterschied zu der Gelenkeinheit 230 in der Gelenkeinheit 260 wird der mittlere Abschnitt des Haltestiftes durch das Pfannenelement nicht gestützt.

Bei den erfindungsgemäß ausgebildeten Kugelgelenkeinheiten ist die Pfanne vorzugsweise ein geschmiedetes Stahlstück, Das Kugelzapfenelement ist ebenfalls aus Stahl, während die Lagersitze, Zwangsführungen und Halter aus Metall oder Kunststoff bestehen. Der zum Ausgleich von Verschleiß dienende Ring besteht aus einem elastomeren Material, kann jedoch auch als sinusförmiger Ring aus Federstahl ausgebildet sein. Wenn sich die beschriebenen Gelenkeinheiten in Betrieb befinden, können die Pfannen- und Zapfenelemente relativ zueinander in einer Ebene, die die Achse des Zapfenelementes enthält, nicht verschwenkt werden, während sie in einer Ebene relativ zueinander verschwenkt werden können, die sich unter einem rechten Winkel zu der vorstehend erwähnten Ebene, die diese Achse enthält, erstreckt und das Zapfenelement auf seiner Längsachse relativ zum Pfanenelement rotieren kann. Dadurch wird eine geeignete Gelenkeinheit für Steuergestänge zur Verfügung gestellt,

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die Kugelgelenke erforderlich machen, die eine Rotation der Spurstangen, mit denen sie verbunden sind, verhindern. Jedes Kugelgelenk besitzt eine relativ einfache und kompakte, zuverlässige und dauerhafte Konstruktion, kann auf wirtschaftliche Weise hergestellt und montiert werden und weist Kompensationseinrichtungen für den Verschleiß der sich bewegenden Teile auf, so daß es insgesamt eine lange nutzbare Lebens dauer besitzt.

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Claims

Gulf & Western Manufacturing Company 23100 Providence Drive Anwal Southfield, Michigan USA 2. Januar 19BQ Patentansprüche

1. jGelenkverbindung, gekennzeichnet durch ein Pfannenelement mit einem darin befindlichen Hohlraum, der sich zur Außenseite desselben öffnet, ein Zapfenelement, das einen Kugelabschnitt aufweist, der in dem Hohlraum aufgenommen ist, und einen Zapfen, der von diesem allgemein axial zur Außenseite des Pfannenelementes vorsteht, wobei die Kugel eine halbkugelförmige Lagerfläche und eine Anschlageinrichtung im Bereich des größten Durchmessers der halbkugelförmigen Lagerfläche aufweist, einen Lagersitzring, der in dem Hohlraum aufgenommen ist und eine halbkugelförmige Oberfläche aufweist, die komplementär zu mindestens einem Abschnitt der halbkugelförmigen Oberfläche der Kugel ausgebildet und auf dieser gelagert ist, und eine in dem Hohlraum angeordnete Zwangsführung, die so konstruiert und angeordnet ist, daß sie an der Anschlageinrichtung gelagert ist, um ein Verschwenken der Elemente relativ zueinander in einer Ebene, die die Längsachse des Zapfenelementes enthältj im wesentlichen zu verhindern und ein Verschwenken der Elemente relativ zueinander in einer Ebene zuzulassen, die sich unter einem rechten Winkel zu anderen Ebene, die die Längsachse des Zapfenelementes

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enthält, und eine Drehung des Zapfenelementes auf seiner Längsachse relativ zum Pfannenelement zuzulassen.

2. Gelenkverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlageinrichtung eine allgemein flache Oberfläche umfaßt, die sich allgemein quer zur Längsachse des Zapfens erstreckt.

3. Gelenkverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwangsführung einen Halter umfaßt, der in dem Hohlraum unterhalb des Zapfenelementes angeordnet ist und eine allgemein halbzylindrische Lagerfläche aufweist, wobei ssine Achse im wesentlichen in der einen Ebene und im wesentlichen am Mittelpunkt der halbkugelförmigen Lagerfläche der Kugel lieqt, sowie eine in dem Hohlraum zwischen dem Halter und dem Zapfenelement angeordnete Führung, die sich mit der Anschlageinrichtung der Kugel in Eingriff befindet und eine allgemein halbzylindrische Lagerfläche aufweist, die komplementär zur halbzylindrischen Lagerfläche der Führung ausgebildet ist und sich mit dieser in Eingriff befindet.

4. Gelenkverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie desweiteren Einrichtungen umfaßt, die den Lagersitz, die Kugel, die Zwangsführung und den Halter nachgiebig zusammendrücken, um auf diese Weise eine Gelenkverbindung mit Verschleißkompensation zur Verfugung zu stellen.

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5. Gelenkverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlageinrichtung der Kugel eine allgemein flache ebene Oberfläche aufweist, die sich allgemein quer zur Längsachse des Kugelzapfenelementes erstreckt, und daß die Zwangsführung mindestens eine allgemein flache Oberfläche aufweist, die sich mit der flachen Oberfläche der Anschlageinrichtung in Eingriff befindet.

6· Gelenkverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie desweiteren ein Lager umfaßt, das der Zwangsführung und der Kugel zugeordnet und so konstruiert und angeordnet ist, um die Achse der halbzylindrischen Lagerfläche der Zwangsführung im wesentlichen am Mittelpunkt der halbkugelförmigen Lagerfläche der Kugel des Zapfenelementes zu halten und zu ermöglichen, daß sich das Zapfenelement auf seiner Achse relativ zur Zwangsführung drehen kann.

7. Gelenkverbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das zuletzt erwähnte Lager eine allgemein domförmige Lagerfläche aufweist, deren Mittelpunkt im wesentlichen mit dem Mittelpunkt der halbkugelförmigen Lagerfläche der Kugel des Zapfenelementes zusammenfällt.

Θ. Gelenkverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwangsführung so konstruiert und angeordnet ist, daß sie den Lagersitz, die Kugel des Zapfenelementes, die Zwangsführung und den Halter nachgiebig zusammenpreßt, um eine Gelenkverbindung mit Verschleißkompensation zur Verfügung zu stellen. /4

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9. Gelenkverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwangsführung desweiteren eine halbkugelförmige Lagerfläche aufweist, die so konstruiert und angeordnet ist, daß sie komplementär zu einem Abschnitt der halbkugelförmigen Lagerfläche des Lagersitzes ausgebildet ist und sich mit diesem in Eingriff befindet.

10. Gelenkverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwangsführung ein Anschlagelement aufweist, das in dem Hohlraum unterhalb der Kugel des Zapfenelementes aufgenommen ist, und Gehäuseabschnitte, die in Richtung auf das Zapfenelement vorstehen und jeweils in einem Scheitel enden, der an der Anschlageinrichtung der Kugel gelagert ist, sich allgemein quer zur Längsachse des Zapfenelementes erstreckt und im wesentlichen in der einen Ebene liegt.

11. Gelenkverbindung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie desweiteren ein im wesentlichen kugelförmiges Lager umfaßt, das zwischen dem Anschlagelement und der Kugel des Zapfenelementes angeordnet und so konstruiert ist, daß es sich an den komplementär ausgebildeten halbkugelförmigen Oberflächen im Anschlagelement und in der Kugel des Zapfenelementes lagert, wobei sein Mittelpunkt im wesentlichen mit dem Mittelpunkt der halbkugelförmigen Lagerfläche der Kugel des Zapfenelementes zusammenfällt.

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12. Gelenkverbindung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlagelement desweiteren eine halbkugelfärmige Lagerfläche aufweist, die so konstruiert und angeordnet ist, daß sie komplementär zu einer halbkugelförmigen Oberfläche der Kugel des Zapfenelementes ausgebildet ist und sich mit dieser in Eingriff befindet, wobei ihr Mittelpunkt im wesentlichen mit der halbkugelförmigen Lagerfläche der Kugel des Zapfens zusammenfällt.

13. Gelenkverbindung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie desweiteren Einrichtungen umfaßt, die den Lagersitz, die Kugel des Zapfenelementes und das Anschlagelement nachgiebig zusammendrücken, um auf diese Weise eine Gelenkverbindung mit Verschleißkompensation zur Verfügung zu stellen.

14. Gelenkverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie dasweiteren ein Anschlagelement aufweist, das in dem Hohlraum unterhalb der Kugel des Zapfenelementes angeordnet ist und zwei seitlich voneinander beabstandete Anschläge aufweist, die in Richtung auf das Zapfenelement vorstehen und jeweils in einem Scheitel enden, der im Abstand von der Anschlageinrichtung der Kugel angeordnet ist, sich allgemein quer zur Längsachse des Zapfenelementes erstreckt und im wesentlichen in der einen Ebene liegt, und ein Lagerelement, das in dem Hohlraum zwischen dem Anschlagelement und dem Zapfenelement angeordnet ist und

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allgemein gegenüberliegende erste und zweite Lagerabschnitte aufweist, die sich jeweils mit der Kugel und dem Anschlagelement in Eingriff befinden, sowie einen scheibenförmigen Umfangsabschnitt mit zwei gegenüberliegenden Seiten und einem Außenrand mit einer allgemein halbkugelförmigen Oberfläche, die komplementär zu einem Abschnitt der halbkugelförmigen Oberfläche des Lagersitzes ausgebildet ist und sich mit diesem in Eingriff befindet, wobei mindestens ein Abschnitt von einer Seite des scheibenförmigen Abschnittes an der Anschlageinrichtung der Kugel des Zapfenelementes gelagert ist und mindestens ein Abschnitt der anderen Seite des scheibenförmigen Abschnittes an den Scheiteln des Anschlagelementes gelagert ist.

15. Gelenkverbindung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß sie desweiteren Einrichtungen umfaßt, die den Lagersitz, die Kugel, das Lagerelement und das Anschlagelement nachgiebig zusammenpressen, um auf diese Weise eine Gelenkverbindung mit Verschleißkompensation zur Verfügung zu stellen.

16. Gelenkverbindung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite Lagerabschnitt des Lagerelementes im wesentlichen domförmig ausgebildet sind, wobei ihr Mittelpunkt allgemein konzentrisch zum Mittelpunkt der halbkugelförmigen Lagerfläche der Kugel des Zapfenelementes angeordnet ist.

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17. Gelenkverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwangsführung ein Anschlagelement aufweist, das in dem Hohlraum unterhalb der Kugel des Zapfenelementes an geordnet ist und einen Vorsprung besitzt, der in einem Scheitel endet, der an der Anschlageinrichtung der Kugel gelagert ist, sich allgemein quer zur Längsachse des Zapfenelementes erstreckt und im wesentlichen in der einen Ebene liegt.

18. Gelenkverbindung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlagelement einstückig mit dem Pfannenelement ausgebildet ist.

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