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DE3207013A1 - Kugelgelenk - Google Patents

Kugelgelenk

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Publication number
DE3207013A1
DE3207013A1 DE19823207013 DE3207013A DE3207013A1 DE 3207013 A1 DE3207013 A1 DE 3207013A1 DE 19823207013 DE19823207013 DE 19823207013 DE 3207013 A DE3207013 A DE 3207013A DE 3207013 A1 DE3207013 A1 DE 3207013A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
hemisphere
spherical
base
concave
hemispherical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19823207013
Other languages
English (en)
Other versions
DE3207013C2 (de
Inventor
Joseph E. Birminham Mich. Smith
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gulf and Western Manufacturing Co
Original Assignee
Gulf and Western Manufacturing Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gulf and Western Manufacturing Co filed Critical Gulf and Western Manufacturing Co
Priority to DE19823207013 priority Critical patent/DE3207013C2/de
Publication of DE3207013A1 publication Critical patent/DE3207013A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3207013C2 publication Critical patent/DE3207013C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00Pivots; Pivotal connections
    • F16C11/04Pivotal connections
    • F16C11/06Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints
    • F16C11/0661Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints the two co-operative parts each having both convex and concave interfaces
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pivots And Pivotal Connections (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Kugelgelenk und insbesondere
  • eine Lageanordnung für ein Kugel-, Ereuz- oder Kardangelenk mit; verbesserten Lastübertragungseingenschaften im Vergleich zu bekannten Anordnungen.
  • Kugelgelenke werden üblicherweise in Lenkgestängen von Kraftfahrzeugen, in Mitnehmeverbindungen, Drehmomentstangen und ähnlichen Bauteilen verwendet, bei denen eine Kraft von einem Glied zu einem anderen übertragen werden muß, während das eine Glied relativ zu dem anderen verschwenkbar ist.
  • Derartige Kugelgelenke mit einer Halbkugel und einem Sockel umfassen im allgemeinen einen Stumpf mit einem sich anschließenden tugelabschrli.-tt, der innerhalb des Sockels angeordnet ist, wobei ein Schwenk- und Verscniebugseingriff mit einem entsprechenden konkaven kugelförmigen Segment des Sockels möglich ist. Die eingreifenden Laberoberflächen der Halokugel und des Sockels werden oftmals gegeneinander vorgespannt, so daß eine vergleichsweise feste Anordnuni ireschaffen wird, bei der kein Spiel vorhanden und Klapperfreiheit gegeben ist und automatiscji der Verschleiß der Lageroberflächen kompensiert wird.
  • Bekannte Kugelgelenke besitzen viele Nachteile. InsSesondere ist die Lastübertragun: bei den Gelenken auf den vergleichsweise kleinen Bereich der Umfangsoberfläche der Halbkugel begrenzt, der mit der entsprechenden Oberflache des Sockels in Eingriff steht. Es wirt ein komplexer Aufbau benötigt, um eine Vorspannung, der Lagerflächen in Anordnungen zu erzielen, aie spiel- und klapperfrei sein sollen und eine Unterbrechung (Ausfall) sowie einen Verschleiß im Betrieb automatisch kompensieren sollen. Die Grölle der Abwinklung zwischen den durch das Gelenk- miteinander verbunuenen Teilen sowie die Größe der Lastübertragung in der Anordnung sind begrenzt.
  • Die Erfindung überwindet die Nachteile bekannter Anordnungen durch Schaffung eines Kugel, Kreuz- oder Kardangelenks, das bekannten VollLugel-Sockel-Gelenken mechanisch äquivalent ist, jedoch geringeres Gewicht aufweist und demzufolge weniger Material benötigt. Das erfindungsgemäße Kugelgelenk besitzt ferner weniger Einzelteile als bekannte Gelenke, die für hohe Beanspruchung ausgelegt sind, wie z.B. bei Lkw- oder Traktor-Verbindungsstangen, Nitnehmerverbindungen, Drehinomentstangen und dergleichen.
  • Darüber hinaus schaft die Erfindung ein Kugelgelenk, bei dem die miteinander verbundenen Einzelteile in einem großen Winkel zueinander beweglich sind, wobei ein ester Sitz zwischen den gegenseitig eingreifenden Lagerflächen bei Spiel- und Klapperfreiheit gegeben ist und eine Unterbrechung bzw. ein Ausfall sowie ein Verschleiß im Betrieb automatisch ausgeglichen wird.
  • Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch Schaffung eines Kugelgelenks gelöst, das einen Stumpf aufweist, der in einem integrierten hohlen halbkugelförmigen Kopfglied endigt, dessen kugelförmige Umfansoberfläche in einem Eingriff mit einer entsprechenden konkaven kugelförmigen Oberfläche des zugehörigen Sockels steht, wobei die Halbkugel einen im wesentlichen halbkugelförmigen konkaven Hohlraum besitzt, in den ein halbkugelförmiges konvexes Lagerhalteglied eingreift, welches die Umfangsoberfläche der Halbkugel bezüglich der kugelförmigen Lageroberfläche des Sockels in einem verschwenkbaren Verschiebungseingriff hält. Die Vorspannung der eingreifenden Lageroberflächen wird durch einen elastischen Ring erzielt, der das Lagerhalteglied zum halbkugelförmigen Hohlraum in der Halbkugel drängt oder in alternativer Weise ein Segment der kugelförmigen Oberfläche des Sockels in einen Eingriff mit der kugelförmigen Umfangsoberfläche der Halbkugel vorspannt.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigt: Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kugelgelenks, Fig. 2 die Anordnung nach Fig. 7 in auseinandergezogener Darstellung vor einem Zusammenbau der Einzelteile, Fig. 3 eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht einer anderen Ausführungsform eines Kugelgelenks, Fig. 4, 5 und 6 der Fig. 1 ähnliche Ansichten weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltungen, und Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Anordnung, die dem Aufbau nach Fib. 0 entspricht, wobei die durch das Gelenk verbundenen Elemente unter einem deutlichen Winkel bezüglich zueinander anangeordnet sind.
  • Gemäß Zeichnung und insbesondere gemäß den Fig. 1 und 2 besteht ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kugelgelenks 10 aus einem Stumpf 12, der an dem einen Ende mit einer einstückigen kaltangeköpften Halbkugel 14 versehen ist, welche eine konvexe kugelige Umfangsoberfläche 16 und einen Hohlraum oder eine Aussparung 18 aufweist, der bzw. die eine konkave halbkugelige Oberfläche 20 besitzt. Im zusammengebauten Zustand liegt die Halbkugel 14 des Stumpfs bzw. die einstückige Halbkugeleinheit in einem buckel 22, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, wobei ein schaft 24 vorgesehen ist, der mit dem Umfang des Sockels auf beliebige Weise verbunden ist, beispielsweise durch Reibungsverschweil'ung. Der Sockel 22 hat eine Bohrung 26, aus dem der Stumpf 12 hervorsteht. Die konvexe kugelige Umfangsoberfläche 16 der Halbkugel 14 steht in einem Gleiteingriff mit einem inneren konkaven kugeligen Oberflächenbereich 28 des Sockels 22 und kann bezüglich zu diesem geschwenkt werden. Ein becherförmiges Lagerhalteglied 30 ist mit einer im wesentlichen halbkugeligen Umfangsoberfläche 32 versehen, die dimensionsmäßig der konkaven halbkugeligen Oberfläche 20 der Aussparung 18 in der Halbkugel 14 entspricht. Das Lagerhalteglied 30 ist innerhalb der Aussparung 18 derart angeordnet, daß die einander entsprechenden halbkugeligen Oberflächen 20 und 32 in einem verschwenkbaren verschieblichen Eingriff bezüglich ueinander stehen. Die halbkugelige Umfangsoberfläche 32 des bescherförmigen Lagerhalteglieds 30 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel mit einer Vielzahl von Schmierungsnuten 34 versehen, die längs der Meridiane der halD-kugeligen Umfangsoberfläche 32 ausgebildet und mit einer zentral angeordneten Axialöffnung 36 verbunden sind, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, wobei eine Fettkupplung 38 eingspaßt ist. Infolge der Becherform des Lagherhaltoglieds 30 ist die Fettpassung 38 im gezeigten Ausführungsbeispiel auf den Boden eines Hohlraums 40 angeordnet und somit vor Stößen durch diesel, steine und dergleichen geschützt, wenn das erfindungsgemäße Kugelge leni: IG im Steuer- oder Antriebsmechanismus eines Kraft fahrzeugs großer Leistung, eines in der Bandwirtschaft verwendeten Traktors oder dergleichen eingebaut ist.
  • sofern dies gewünscht ist, kann eine entiernöare Staubkappe auf dem offenene Ende des Hohlraums 40 befestigt sein, um die Fettkupplung 38 zu schützen. I)ie 'ettkupplung kann auch in abgedichteten selbstschmierenden Lagerverbindungskonstruktionen oder alternativ in honstrui:-tionen wegglassen sein, die Lagereinsätze aus vorgeschmiertem porösen Metall, Stoff oder Kunststoff verwenden oder Kunststoff oder andere Lagereinsätze benützen, die keine Schmierung erfordern.
  • Der becherförmige einsatz oder das Lagerhalteglied 30 besitzt einen ringförmigen Flansch 42, der radial nach außen um das offene Ende der Aussparung 40 vorsteht, wobei der Umfangsrand des ringförmigen Flansches 42 eine zylindrische Fläche 44 bestimmt, die in den zylindrischen Abschnitt der Bohrung 26 im Sockel 22 paßt.
  • Der becherförmige Einsatz oder das Lagerhalteglied 30 wird im halbkugeligen Hohlraum 18 in der Halbkugel 14 mit Hilfe einer wulst- oder ringförmigen Dichtung 46 gehalten, die aus einem geeigneten elastomeren Material gefertigt ist, wobei die Dichtung 46 in zusammengedrückter Weise gegen die ringförmige Endfläche 48 des Flansches 42 des becherförmigen Einsatzes oder des Halteglieds 30 gehalten wird, wenn nach Anordnung, der Einzelteile gemäß Fig. 1 die Elemente in zusammengesetzter Position gehalten werden, und zwar durch Einschnüren bzw. Umschlagen des Rands 50 (Fig. 2) des Sockels 22 in radialer Richtung (im Schmiedegesenk), wie dies bei 52 in Fig. 1 gezeigt ist.
  • Sämtliche kugeligen Oberflächen des das Kugelgelenk 1G gemäß der Erfindung bildenden elements sind lconzentrissh, d.h. die kugelförmige Segmentoberfläche 28 des Sockels, die Umfangsoberfläche 16 der Halbkugel, die innere ilalbkugelige Oberfläche 20 der Halbkugel sowie die kugelförmige Umfangsoberfläche 32 des Einsatzes oder des Halteglieds sind bezüglich zueinander konzentrisch.
  • Die innere halbkugelförmige Oberfläche 2w der Halbkugel ist an ihrem Rand mit einer kurzen Schrägkante 54 versehen, um genügend Freiraum für extreme Abwinkelungen zwischen dem schaft 24 und dem Stumpf 12 zu schaffen. Die zulässige Abwinklung der Halbkugel 14 in bezug auf eine diametrale Ebene des Sockels 22 wird im allgemeinen dadurch begrenzt, daß ein Abschnitt der Umfangsoberfläche des Stumpfes in nächster Nahe zur Halbkugel 14 an einem abgeschrägten Rand 56 (Fig.1) des Sockels 22 anschlägt und/oder die ringförmige Endfläche 58 der Halbkugel 14 mit einer ringförmigen fläche 60 eingreift, die unter dem Flansch 42 des Einsatzes bzw.
  • des jialteglieds 30 ausgebildet ist. in in Fig. 1 dargestellter flexibler Balg 62 schirmt den Umfangsabschnitt des Stumpfes 12 vor ochmutz ab, welcher der Halbkugel 14 benachbart ist, sowie den freiliegenden Abschnitt der kugelförmigen Umfangsoberfläche 16 der Halbkugel, während sich der Stumpf 12 bezüglich des Schaftes 24 in der Ruhestellung oder in einer Winkelstellung befindet. Wenn am Ende eines Zusammenbaus der verschiedenen bauteile des Gelenks 10 der Rand 50 (Fig. 2) des Sockels 2C über die ring- oder wulstförmige elastomere Dichtung 46 umgeschlagen wird, wird die Dichtung 46 zusammengedrückt und nach auen ausgedehnt, so daß eine wirkungsvolle Abdichtung ausgebildet; wird, die ein Eindringen von schmutz durch das offene Ende der Sockelbohrung 26 verhindert.
  • Gleichzeitig wirkt die zusammengedrückte elastische Dichtunf, 46 als eine Vorspanneinrichtung, die eine Kraft auf die ringförmige Endoberfläche 48 des Einsatzes bzw. des Halteglieds 30 ausübt, wobei diese Vorspannkraft sorgfältig zugeschnitten bzw. ausgewählt wird als Funktion der Größe der auf den Soclcelrand 50 während eines Umschlagens ausgeübten Krümmung, des Krümmungsradius, der Größe, der Form sowie der elastomeren Eigenschaften des Materials, das zur Herstellung der wulst- oder ringförmigen Dichtung 46 verwendet wird. Die durch die zusammengedrückte wulst- oder ringförmige elastomere Dichtung 46 ausgeübte Vorspannkraft drängt die konzentrischen kugelförmigen Oberflächen der verschiedenen Einzelteile in eine Berührung zueinander, wodurch ein Klappern, Lockern oder ein Spiel zwischen den bauteilen verhindert und automatisch eine Störung bzw. ein Ausfall sowie ein Verschleiß im Betrieb kompensiert wird.
  • ie bereits erwähnt, sind der Stumpf 12 sowie die Halbkugel 14 kalt angköpft, und es ist - wenn überhaupt -eine nur sehr geringe maschinelle bearbeitung, der kugel förmigen Umfangsoberfläche 16 der Halbkugel oder der kon- kaven halbkugelförmigen inneren Oberfläche 18 der Halbkugel erforderlich. Der Sockel 22 ist vorzugsweise ein kaltgehämmertes Teil und erfordert lediglich an seinem inneren Oberflächenabschnitt eine maschinelle Bearbeitung, welcher mit einer konkaven kugeligen Oberfläche 20 versehen ist. Das becherförmige Lagerhalteglied 30 kann aus einem kaltgehämmerten oder einem massiven gestanzten oder geprägten Teil bestehen. Es wird leichtgewichtiger Stahl verwendet, da sämtliche Einzelteile einschließlich der Halbkugel 14 hohl sind und möglichst dünne Wände aufweisen können entsprechend der zulässigen durch das Gelenk zu übertragenden Last.
  • In Fig. 3 ist ein anderes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kugelgelenks 11 dargestellt, das einen Stumpf 12 umfaßt, welcher mit einer hohlen Halbkugel 14 versehen ist, wobei beide Teile in Form und Aufbau im wesentlichen den entsprechenden eilen des ersten Ausführungsbeispiels entsprechen. Der Sockel 22 weist einen einstückigen mittig angeordneten Abschnitt 64 in Form einer umgekehrten Kuppel mit einer halbkugelförmigen Umfangsoberfläche 32 auf, die in einem Eingriff mit der konkaven halbkugelförmigen Oberfläche 18 der Halbkugel 14 steht. Ein kugelförmiger ringartiger Segmenteinsatz 66 wird in der Bohrung 26 des Sockels 22 gehalten und besitzt eine konkave kugelförmige Oberfläche 28, welche in einem verschieblichen Eingriff mit der kugelförmigen Umfangsoberfläche 16 der Halbkugel 14 steht. Der kugelförmige Segmenteinsatz 66 hat ferner eine ringförmige abgeschrägte Oberfläche 68, die in einem Eingriff mit einer zusammengedrückten elastomeren ring- oder wulstförmigen Dichtung 46 steht, welche gegen die ringförmige abgeschrägte Oberfläche 68 durch den umgeschlagenen Rand 52 der Sockelbohrung 26 zusammengedrückt gehalten wird. Die Bohrung 26 des Sockels 22 umfaßt bevorzugt eine ringförmige Schulter 70, die zwischen der einen größeren Durchmesser aufweisenden Bohrung 26 und einem Bohrungsabschnitt 72 ausgebildet ist, welcher einen kleineren Durchmesser aufweist. Die ringförmige Schulter 70 trägt zur Begrenzung der zulässigen Bewegung des kugelförmigen Segmenteinsatzes 66 bei. Der Bohrungsabschnitt 72 mit dem verringerten Durchmesser kann etwas hinterarbeitet sein, so daß darin die ringförmige Endfläche 58 der Halbkugel 14 ohne Beeinträchtigung während einer extremen Abwinklung des Kugelstumpfes 12 bezüglich des Sockelschafts 24 vorstehen kann, oder es kann der Abschnitt allgemein konvex sphärisch geformt sein, wie dies dargestellt ist. Vorteilhafter-, nicht jedoch notwendigerweise ist der umgekehrte Kuppelabschnitt 64 des Sockels 22 mit einem Hohlraum 40' für ein geringeres Gewicht und ein leichteres Hämmern versehen, wobei eine Fettpassung 38 (Nippel) zweckmäßigerweise auf dem Boden des Hohlraums 40' für einen geeigneten Schutz in Konstruktionen angeordnet ist, bei denen es erwünscht ist, eine gelegentliche Schmierung des Gelenks vorzunehmen.
  • Bei einem Kugelgelenk 11 gemäß Fig. 3 drängt die durch Zusammendrückung der wulst- oder ringförmigen Dich g 46 ausgeübte Vorspannung sämtliche konzentrischen kugelförmigen Oberflächen in einen Eingriff bezüglich zueinander, was eine im wesentlichen feste Anordnung schafft, die einen Verschleiß der Ob«rflächen bei einem verschwenkten Verschiebungseingriff automatisch kompensiert.
  • Es können andere Mittel als das elastomere ring- oder wulstförmige Glied verwendet werden, um die sphärischen Oberflächen in einen Eingriff bezüglich zueinander vofzuspannen. In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Kugelgelenks 10 gemäß der Erfindung gezeigt, das im Aufbau dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 idenw tisch ist, mit Ausnahme der elastomeren ring- oder wulstförmigen Dichtung, die durch mehrere übereinanderliegen- de Federscheiben 74 oder (Teller-) Federn (Belleville-Federn) ersetzt ist, wobei die Scheiben 74 zwischen der ringförmigen Endfläche 48 des halbkugelförmigen Halteglieds 30 und eines Halterings 76 in zusammengedrückter Weise angeordnet sind, welcher in seiner Stellung am offenen Ende der Sockel bohrung 26 durch Umschlagen wie bei 52 gezeigt oder durch andere Mittel wie Preßeinpaszung, Verschraubung oder dergleichen gehalten wird. Da der Haltering 76 sowie die Feder 74 entsprechende ausgerichtete zentrale üifnungen 78 und 80 besitzen, wird an Zugang zur Fettpassung 38 in Konstruktionen geschaffen, bei denen eine Schmierung des Kugelgelenks vorgesehen ist. Eine (nicht dargestellte) Staubkappe kann für eine hermetische Abschließung der Öffnung 78 im Haltering 76 vorgesehen sein.
  • In Fig. 5 ist eine weitere erfingsgemäße Ausgestaltung gezeigt, in der das elastomere ring- oder wulstförmige Glied 46 der Fig. 1 oder die Federn 74 der Fig. 4 durch eine Schraubenfeder 82 ersetzt ist bzw. sind, welche im Hohlraum 40 im halbkugelförmigen Lagerhalteglied 30 angeordnet ist, wobei die Schraubenfeder 82 mit Hilfe einer Verschlußkappe 84 in zusammengedrücktem Zustand gehalten wird, die in ein Gewinde 86 geschraubt ist, welches in der Sockelbohrung 26 am Bohrungsende ausgebildet ist.
  • Das Kugelgelenk 10 gemäß Fig. 5 kann derart aufgebaut sein, daß es sich fortwährend selbsttätig schmiert oder eine Vorschmierung besitzt. Ist die Schaffung einer Einheit gewünscht, die nicht auseinandergenomnen werden kann, kann die Haltekappe 84 durch Preßsitz oder durch Umschlagen über das offene Ende des Sockels 22 in Stellung gehalten werden.
  • In Fig. 6 ist ein vereinfachtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemaßen Kugelgelenks 10 dargestellt, bei dem das halbkugelförmige Lagerhalteglied 30 in orm eines relativ dünnen Bechers 90 ausgebildet ist, der einen einstückigen nach außen sich erstreckenden kegelstumpfförmigen oder scheibenartigen Flansch 92 besitzt. Der Becher 90 einschließlich des einstückigen Flansches 92 ist bevorzugt ein Stanz- oder Prägeteil, das aus Blech gezogen worden ist, und besitzt eine halbkugelförmige Oberfläche 32, die mit der konkaven halbkugelförmigen Oberfläche 20 der Halbkugel 14 in Eingriff steht. Während eines Zusammenbaus des Gelenkes 10 ist der Becher 90 in der auf der rechten eite der Fig. 6 gezeigten Stellun angeordnet, wobei sich der scheibenartige Flansch 92 in einen erweiterten Bereich 94 der Sockelbohrung 26 erstreckt. Zwischen Bohrung 26 und erweitertem Bereich 94 der Bohrung befindet sich eine ringförmige Stufe 96. Nach einem Umschlagen des Rands 50 des Sockels 22 wie bei 52 auf der linken Seite der Fig.6 gezeigt, gelangt die untere Oberfläche 98 des Flansches 92 in der Nähe seines Rands in einen Eingriff mit der ringförmigen Oberfläche 96, wodurch der scheibenartige Flansch 92 im wesentlichen ebenflächig wie bei 100 gezeigt abgeflacht wird und dadurch die halbkugelförmige Oberflache 32 des Bechers 90 in einen festen Eingriff mit der entsprechenden konkaven halbkugelförmigen Oberfläche 20 der Kugelaussparung 18 gelangt. Die Größe der Vorspannung der konzentrischen sphärischen in einen Eingriff miteinander stehenden Oberflächen ist eine i'unktion der Federcharakteristik des lsiateriais, aus dem der Becher 90 gezogen wird, der Wanddicke des Bechers 90 und des Flansches 92 sowie der Größe der Ab biegung des scheibenartigen Flansches ty2, wenn dieser in seinen im wesentlichen gleichflächigen Zustand wie bei 100 gezeigt während eines Umsenlagens des Sockelrandes 50 in den Zustand gemäß 52 sogeflacht wird.
  • Das erfindungsgemäße Kugel;elenk besitzt gegenüber bekannten Halbkugel-Sockel-Verbindungen den Vorteil, dab eine sehr große Kraft vorn Stumpf auf den Schaft und umgekehrt übertragen werden kann, selbst ei großer Win- kelstellung zwischen den beiden Gliedern, wie dies beispielsweise in Fig. 7 gezeigt ist. Bei extremer Winkelstellung, selbst bei Ausübung einer Kraft längs der Achse des Schaftes 24 wie beispielsweise durch den Pfeil F gezeigt und selbst bei einem Nichteingreifen des Bereichs A der Sockel-Kugeloberiläche 26 mit der Kugelumfangsoberfläche 16 der Halbkugel 14, wird die Kraft zur Umfangsoberfläche 44 des Flansches 42 des Lagerhalteglieds 30 übertragen, wo ein Eingriff mit der Oberfläche der Bohrung 26 in Sockel 22 stattfindet, wie dies beispielsweise durch den Pfeil B gezeigt ist. Die Kraft wird ferner von der halbkugelförmigen Urafangsoberfläche 32 des Lagerhalteglieds 30 zur inneren konkaven halbkugelförmigen Oberfläche 18 der Halbkugel 14 übertragen, wie dies beispielsweise durch die Steile C und D veranschaulicht ist.
  • Ersichtlich weist das Kugelgelenk 11 nach Fig. 3 ebenfalls die Eigenschaft auf, daß beträchtliche Kräfte bei extremen Winkelstellungen übertragen werden können, wenn die auf den Schaft 24 ausgeübte Last direkt aui das einstückige umgekehrte kuppelförmige Glied 64 übertragen wird.
  • Leerseite

Claims (14)

  1. Kugelgelenk Patentansprüche b Sugelgelenk, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dab ein Stumpf (12) an seinem einen Ende eine einstückig mit; diesem ausgebildete Halbkugel (14) aufweist, daß eine kugelförmige Umfangsoberfläche (16) auf der Halbkugel (14) und eine Aussparung (18) im ende der Halbkugel mit einer konkaven im wesentlichen halbkugelförmigen Oberfläche (20) vorgesehen sind, daß die kugelförmige Umfangsoberfläche und die konkave halbkugelförmige Oberfläche im wesentlichen konzentrisch zueinander angeordnet sind, daß ein Sockel (22) eine konkave kugelförmige Oberfläche (28) besitzt, die mit der kugelförmigen Umfangsoberfläche der Halbkugel in einem Eingriff steht, daß ein becherförmiges Lagerhalteglied (nG) eine im wesentlichen halbkugelförmige Umfangsoberfläche (f2) besitzt, die konzentrisch zu der konkaven halbkugelförmigen Oberfläche in der AussparunG der Halbkugel angeordnet ist und in einem Eingriff mit dieser halbkugelförmigen Oberfläche steht, daß eine Fettpassung (38) auf dem Boden des becherförmgen Lagerhalteglieds angeordnet ist, daß eine Vorspanneinrichtung die konzentrieschen kugelförmigen Oberflächen in einen gegenseitigen scnwenkbaren Verschiebungseingriff drängt, und daß eine Einrichtung die Vorspanneinrichtung haltert.
  2. 2. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Vorspanneinrichtung eine Kraft direkt auf das bescherförmige Lagerhalteglied (30) ausübt.
  3. 3. Kugelgelenk nach Anspruch 2, dadurch g e 1 e n n -z e i c h n e t , das die Vorspanneinrichtung einen elastomeren Ring umfaßt, und daß das Lagerhalteglied (36) einen Endflansch besitzt, der init ciem elastoneren Ring in Eingriff steht.
  4. 4. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , das die forsparlneinrichtun; das becherförmige Lagerhalteglied (30) umfaßt, das einen nach außen sich erstreckenden Endflansch besitzt, und daß eine Einrichtung vorgesehenden ist, die eine Kraft auf den Flansch ausübt, um diesen elastisch zu verformen.
  5. 5. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , dals die konkave kugeleförmige Oberfläche im Sockel (22) in Form eines separaten Ringsegments ausgebildet ist, und daß die Vorspanneinrichtung eine Kraft auf das Eingsegment ausübt, das die konzentrischen kugelförmigen Oberflächen in einen gegenseitigen Eingriff drängt.
  6. 6. Kugelgelenk nLiGh Anspruch H, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das becherförmige Lagerhalteglied (30) an einem Ende des Sockels (22) einstückig mit diesem ausgebildet ist.
  7. 7. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß aie Vorspanneinrichtung durch Umschlagen bzw. Einschnüren eines Randes des Sockels (22) gehalten ist.
  8. 8. Kugelgelenk nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der elastomere Ring durch Umsenlagenbzw. Einschnüren eines Randes des Sockels (22) gehalten ist.
  9. g. kugelgelenk nach Anspruch 4, dadurch g e k e n 11 -z e i c h n e t, daß der Endflansch durch Umschlagen bzw. Einschnüren eines Randes des sockels (22) verformt wird.
  10. 10. Kugelgelenk nach Anspruch i, dadurch g e lç e n n -z e i c h n e t , daß die Vorspanneinrichtung einen elastomeren Ring umfaßt, der durch Umschlagen bzw.
    Einschnüren eines Randes des Sockels (22) gehalten ijt.
  11. 11. Kugelzenlenk, dadurch g e k e n r, u e i c h h n e L den ein Stumpf (12) un seinem einen Ende eine einstückig mit diesem ausgebildete Halbkugel (14) aufweist, daß eine kugelförmige Umfangsoberfläche (16) auf der Halbkugel (14) sowie eine Aussparung (18) im Ende der Halbkugel (14) eine konkave im wesentlichen halbkugelförmige Oberflche (20) vorgeschen sind, daß die kugelförmige Umfangsoberfläche und die konkave halbkugelförmige Oberfläche im wesentlichen konzentrisch zueinander angeordnet sind, daß ein Sockel (22) eine konkave kugelförmige Oberfläche (28) besitzt, die mit der kugelförmigen Umfangsoberfläche der Halbkugel in einem Eingriff steht, daß ein becherförmiges Lagerhalteglied (30) mit einer im wesentlichen halbkugelförmigen Umfangsoberfläche (32) vorgesehen ist, die konzentrisch zu der konkaven halbkugelförmigen Oberfläche in der Aussparunr- der Halbkugel angeordnet ist und in einem Eingriff mit dieser halbkugelförmigen Oberfläche steht, daß eine Vorspanneinrichtung die konzentrischen kugelförmigen Oberflächen in einen gegenseitigen verschwenkbaren Verschiebungseingriff drängt, daß eine Einrichtung die Vorspanneinrichtung haltert, wobei die konkave kugelförmige Oberfläche des Sockels in Form eines separaten Ringsegments ausgebildet ist, daß die Vorspanneinrichtung eine Kraft auf das Ringsegment ausübt, das die konzentrischen kugel förmigen Oberflächen in einen gegenseitigen -Eingriff drängt, und daß die Vorspanneinrichtung einen elastomeren Ring umfaßt, der durch Umschlagen bzw. Sinschnüren eines Randes des Sockels (22) gehalten ist.
  12. 12. Kugelgelenk nach Anspruch 11, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das becherförmige Lagerhalteglied (30) an einem Ende des Sockels (22) einstückig mit diesem ausgebildet ist.
  13. 13. Kugelgelenk, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daLs ein Stumpf (12) an seinem einen Ende eine einstückig mit diesem ausgebildete Halbkugel (14) aufweist, daß eine kugelförmige Umfangsoberfläche (16) auf der Halbkugel (14) und eine Aussparung (18) im Ende der Halbkugel (14) mit einer konkaven im wesentlichen halbkugelförmigen Oberfläche (20) vorgesehen sind, daß die kugelförmige Umfangsoberfläche und die konkave halbkugelförmige Oberfläche im wesentlichen konzentrisch zueinander liegen, daß ein Sockel (22) eine konkave kugelförmige Oberfläche besitzt, die in einem Eingriff mit der kugelförmigen Umfangsoberfläche der Halbkugel steht, dal3 ein becherförmiges Lagerhalteglied (30) eine iln wesentlichen halbkugelförmige Umfangsoberfläche besitzt, aie kon,entrisch zu der konkaven halbkugelförmigen O ertl.;iche in aer Aussparung der Halbkugel angeordnet ist und in einem Eingriff mit dieser halbkugelförmigen Oberfläche steht, daß ein ringförmiger Endflansch auf dem Lagerhalteglied (30) vorgesehen iSt, daß eine Vorspanneinrichtung die konzentrischen kugelförmigen Oberflächen in einen gegenseitigen verschwenkbaren Verschiebungseingriff drängt, daß die Vorspanneinrichtung einen elastomeren Ring umfaßt, der direkt in zusammengedrücktem Zustand zwischen dem ringförmigen Endflansch des Lagerhalteglieds und einem umgeschlagenen Rand des Sockels (22) gehalten ist.
  14. 14. Kugelgelenk, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß ein Stumpf (12) an seinem einen Ende eine einstückig mit diesem ausgebildete Halbkugel (14) aufweist, daß eine kugelförmige Umfangsoberfläche (16) auf der Halbkugel und eine Aussparung (18) im Ende der Halbkugel mit einer konkaven im wesentlichen halbkugelförmigen Oberfläche (20) vorgesehen sind, daß die kugelförmige Umfangsoberfläche und die konkave halbkuelförmige Oberfläche im wesentlichen konzentrisch zueinander angeordnet sind, daß ein Sockel (22) eine konkave kugelförmige Oberfläche besit, die in einem Eingriff mit der kugelförmigen Umfangsoberfläche der Halbkugel steht, daß ein becherförmiges Lagerhalteglied (30) eine im wesentlichen halbkugelförmige Umfangsoberfläche besitzt, die konzentrisch zur konkaven halbkugelförmigen Oberfläche in der Aussparung der Halbkugel angeordnet ist und in einem Eingriff mit dieser halbkugelförmigen Oberfläche steht, daß eine Vorspanneinrichtung die konzentrischen kugelförmigen Oberflächen in einen gegenseitigen schwenkbaren Verschiebungseingriff drängt, wobei die Vorspanneinrichtung ein becherförmiges Lagerhalteglied (30) mit einem nach außen sich erstreckenden endflansch umfaßt, der durch Umschlagen bzw. Einschnüren eines Randes des Sockels (22) während eines Zusammenbaus des Kugelgelenks elastisch verformt wird.
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