DE2365662A1

DE2365662A1 - Kugelgelenk

Info

Publication number: DE2365662A1
Application number: DE2365662*A
Authority: DE
Inventors: Spaeter Genannt Werden Wird
Original assignee: TRW Inc
Current assignee: Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Priority date: 1972-08-10
Filing date: 1973-07-20
Publication date: 1975-10-16
Also published as: DE2337147A1; IT992892B; FR2196051A5; DE2365662C2; JPS4945261A; DE2337147B2; GB1392885A; CA959667A; US3813178A; JPS5316056B2

Description

Cleveland« Ohio 44117 /V.St.A.

Unser Zeichen: T 1782

Kugelgelenk
Ausscheidung aus Patentanmeldung P 23 37 1^7.3-12

Die Erfindung betrifft ein Kugelgelenk mit einem Lagerzapfen, der in einem Gehäuse an zwei einander gegenüberliegenden Lagerschalen abgestützt ist, von denen die eine neben einer öffnung im Gehäuse, durch die ein Schaft des Kugelzapfens nach außen tritt, und die andere neben einer, eine öffnung am anderen Ende des Gehäuses verschließenden Verschlußplatte liegt,, und mit einer Feder zwischen der einen Lagerschale und der Verschlußplatte, die eine öffnung aufweist, durch die hindurch sich ein Ansatz der Lagerschale nach außen erstreckt.

Ein derartiges Kugelgelenk wurde durch die DT-PS 2 241 vorgeschlagen.

Bei derartigen Kugelgelenken tritt das Problem auf, daß die einzelnen Bauteile durch Massenfertigung unterschiedliche Toleranzen haben können, so daß innerhalb des Lagers nicht die richtige Vorspannung vorhanden ist.

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Dieses Problem wird erfindungsgemäß, dadurch gelöst, daß das Gehäuse eine erweiterte Einsenkung-aufweist, in der die -von einer umgebördelten Lippe gehaltene Verschlußplatte gleitbar sitzt.

In vorteilhafter Weise wird durch diese gleitbare Anordnung' der Verschlußplatte in der Einsenkung es ermöglicht, daß die Verschlußplatte bis zu einer Tiefe im Gehäuse eingedrückt werden kann, bei der die Gelenkbauteile auf den gewünschten Grad zusammengepreßt sind und dann wird die Lippe über die Verschlußplatte umgedrückt oder umgebördelt, um diese in ihrer Stellung in dieser vorbestimmten Tiefe, bis zu welcher sie gedrückt ist, zu halten. Dadurch wird die gewünschte vorbestimmte Vorspannung aufrechterhalten. Auf diese Weise nimmt die äußere Oberfläche der Verschlußplatte eine feste Stellung ein und bildet eine Bezugsebene, die es ermöglicht, den Grad der Erstreckung des den Verschleiß anzeigenden Vorsprunges in eindeutiger Weise zu ermitteln.

Mit Vorteil kann die Feder zwischen der Lagerschale und der Verschlußplatte von einem geneigten konischen Rand der Lagerschale gebildet werden.

Die Erfindung soll in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert werden.. Es zeigen

Fig. 1 eine vertikale Schnittansicht eines Kugelgelenkes mit einer Verschleißanzeige, wobei die relative Lage der Bauteile dargestellt ist, wenn das Kugelgelenk neu ist,

Fig. 2 eine Teilschnittansicht, die die Lage der Bauteile zeigt, wenn im Gelenk ein Verschleiß aufgetreten ist,

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Pig. 3 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 2, bei der eine Ausführungsform einer abgeänderten Feder dargestellt ist
und

Fig. 4 eine Ausführungsform, bei welcher die Verschleißaufhollagerschale eine integrale Feder aufweist.

Das in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Kugelgelenk IO weist ein im allgemeinen zylindrisches geschmiedetes Metallgehäuse 11 auf, einen Kugelzapfen 12, eine Lastaufnahmelagerschale 13, eine Verschleißaufhollagerschale 14, eine Abschlußplatte 15 im Boden des Gehäuses und eine Verschleißaufholfeder 16 aus Kautschuk oder Gummi.

Das Gehäuse 11 weist eine zylindrische Bohrung 17 auf, die gleitbar die Verschleißaufhollagerschale I¹I aufnimmt. Ferner hat das Gehäuse eine Bohrung 18 mit kleinerem Durchmesser, die mit festem Sitz die Lagerschale 13 aufnimmt. Eine nach innen umgebogene Schulter 19 liegt gegen die Lagerschale in der Bohrung 18 an und eine verbreiterte Einsenkung 20 unterhalb der Bohrung 17 nimmt die Verschlußplatte 15 auf. Der Randabschnitt 21, der die Finsenkung 20 umgibt, ist in radialer Richtung verformbar und weist einen umgedrückten Lippenabschnitt 22 über dem Umfang der Verschlußplatte 15 auf. Der Kugelzapfen 12 weist ein im wesentlichen vollständiges Kugelende 23 auf, welches einen flachen Boden 24 und einen zylindrischen Schaft 25 hat, der sich von dem Ende der Kugel aus erstreckt, der dem Boden 24 gegenüberliegt. Dieser Schaft erstreckt sich zu einem konischen Schaft 26, der zu einem äußeren Gewindeende 27 hin konvergiert. Das obere Ende des Gehäuses 11 weist eine kreisförmige öffnung 28 auf, die von der nach innen umgebogenen Schulter 19 umgeben wird und die ausreichend groß ist, so daß der obere Abschnitt der Kugel 23 sich durch diese öffnung hindurch erstrecken kann und der zylindrische Schaft 25 einen ausreichenden Betriebs-

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Spielraum aufweist, so daß der Kugelzapfen 12 innerhalb eines weiten Winkelbereiches relativ zum Gehäuse 11 verschwenkt werden kann.

Die Lagerschale 13 besteht aus einem starren, verschleißfesten Material, wie beispielsweise aus Metall oder Kunststoff., und weist eine teilsphärische oder toroidale innere Lagerwandung 29 auf, die den oberen Abschnitt der Kugel 23 aufnimmt, und dadurch wird der Zapfen für eine Drehung und eine Schwenkbewegung gelagert.

Die Verschleißaufhollagerschale IH weist eine teilsphärische oder toroidale innere Lagerwandung 30 auf, die den unteren Abschnitt der Kugel 23 aufnimmt. Die Bodenwandung des Lagers 14 weist eine Ringnut 31 auf, welche den Kautschuk- oder Gummifederring 16 aufnimmt. Die Lagerschale 14 besteht vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial, welches Stöße aufnehmen kann und elastische Eigenschaften hat, wie beispielsweise ein Fluor-Carbon-Kunststoff, Nylon, Polyolefin od. dgl. Alternativ kann die Lagerschale I¹I auch aus einem Metall, wie beispielsweise Stahl, hergestellt sein.

Die Lagerschale 14.weist einen zylindrischen Vorsprung 32 auf, der sich von einem mittleren Abschnitt der Bodenwandung der Lagerschale aus erstreckt und zwar durch eine kreisförmige öffnung 33 in der Verschlußplatte 15 hindurch. Eine Bohrung 3¹J erstreckt sich durch diesen Vorsprung 32 hindurch und fluchtet mit dem flachen Boden 24 des Kugelendes 23» und ein Schmiernippel 35 ist in den Boden dieser Bohrung hineingeschraubt _B. um Schmiermittel zu den Lageroberflächen der Lagerschalen und des Kugelenäes zu fördern=

Beim Zusammenbau üer Kugelgelenkbesfcandfceile wird der Lager- TiME, 15 zuerst in die Bohrung 18 eingesetzte, Dei*-Schaft wird ■ dann durch die Lagerschale 13 Mjidurehgeführt _z und der be-

nachbarte Abschnitt der Kugel 23 gleitet auf der Lagerwandung 29. Dann wird die Verschleißaufhollagerschale 14 in die Gehäusebohrung 17 eingesetzt. Der Kautschuk- oder Gummifederring 16 wird in die Nute 23 eingesetzt und die Verschlußplatte 15 wird in die Einsenküng 20 eingelegt. Die so zusammengebauten Bauteile werden dann im Gehäuse vorbelastet und zwar dadurch, daß eine axiale Kraft auf die Verschlußplatte 15 ausgeübt wird. Die auf die Verschlußplatte 15 einwirkende Kraft bewirkt, daß diese eine bestimmte Lage in der Einsenkung 20 einnimmt, um der Belastung zu widerstehen, und die Lage der Verschlußplatte unter dieser Belastung in der Einsenkung ändert sich von der gestapelten oder zusammengebauten Höhe der Bauteile unter dieser Last. Dann wird der deformierbare Abschnitt 21 des Gehäuses, der die Verschlußplatte umgibt, radial eingedrückt, und die Lippe 22 wird über den Umfang der Verschlußplatte umgedrückt.

Wenn die unter der gewünschten Vorbelastung zusammengebauten Bauteile sich im Gehäuse 11 befinden, flacht die Verschlußplatte 15 die Feder l6 in der Nute 31 ab, und die Verschlußplatte liegt gegen die Verschleißaufhollagerschale 14 an. Unter diesen Umständen erstreckt sich der Vorsprung 32 über die Bodenfläche der Verschlußplatte hinaus, wie es in Pig. I gezeigt ist. Um eine leichte Ablesung zu ermöglichen, kann der Vorsprung 32 oder kann die gesamte Lagerschale 14 rot gefärbt sein öder mit einer anderen auffälligen Farbe.

Die Kautschuk- oder Gummifeder 16 dient als Dichtung, die einen Eintritt von Schmutz in das Gehäuse 11 verhindert, und sie verhindert ebenfalls das Austreten von Schmiermittel. Falls gewünscht, können die Lagerschalen 13 und 14 in ihren Lageroberflachen 29 und 30 mit Nuten versehen sein, um das Schmiermittel vom Schmiernippel 35 über die gesamten Lageroberflächen hinweg zu verteilen.

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Die Kautschuk- oder Gummifeder 1β kann durch eine Metallfeder ersetzt sein, wie.es im Ausführungsbeispiel 10a in Piß·' 3 gezeigt ist. Eis ist ein metallischer Federteller oder eine konische Scheibe 38 vorgesehen, deren äußerer Umfang in einer Aussparung 39 in der Bodenwandung der Verschleißaufhollagerschale 14a sitzt und deren innerer Umfang eine Schulter 40 an der Verschlußplatte 15a umgibt. Dieser Federteller 38 sorgt für eine Verschleißaufholbewegung der Lagerschale 14a in der gleichen Weise wie die Kautschuk- oder Gummifeder l6.

Die Verschleißaufhollagerschale kann eine integrale Feder aufweisen, wie es bei dem Ausführungsbeispiel IQb von Fig. gezeigt ist. Diese Figur zeigt eine Verschleißaufhollagerschale 14b, die ähnlich den Lagerschalen 14 und l4a ist, und diese Lagerschale weist einen integralen konischen Ring 4l auf, der frei in der Gehäuseeinsenkung 20 des Gehäuses 11 sitzt und der sich gegen die Abschlußplatte 15 anlegt. Ein Vorsprung 22, der dem Vorsprung 32 der Lagerschalen 14 und l4a entspricht, erstreckt sich durch eine öffnung 33 in der Verschlußplatte. Ein Lagerschalenabschnitt 43 nimmt das untere Ende der Kugel 23 auf und ist in der Lageroberfläche mit Nuten versehen, um das Schmiermittel vom Nippel 35 aus zu verteilen. Das Kunststoffmaterial der Lagerschale l4b ist wenigstens im Ringabschnitt 41 elastisch. Wenn dieser konische Ringabschnitt 41 durch die Platte 15 abgeflacht . wird, so hat dieser die Neigung, einen konischen freien Zustand wieder einzunehmen. Dadurch wird die Lagerschale 43 gegen die Kugel 23 gedrückt und der Verschleiß wird aufgeholt, Wenn, wie bei den anderen Ausfuhrungsformen, der Vorsprung bündig mit der Platte 15 abschließt, oder wenn er ausreichend zurückgezogen ist, um eine nicht dargestellte Kappe, die aufgepreßt ist, abzustreifen_s so wird eine Sichtanzeige für den Verschleiß im Gelenk gegeben, so daß dieses ausgetauscht werden kann, ehe sich Gefahrenzustände einstellen können.

Claims

- 7 Patentansprüche

Kugelgelenk mit einem Lagerzapfen, der in einem Gehäuse an zwei einander gegenüberliegenden Lagerschalen abgestützt ist, von denen die eine neben einer Öffnung im Gehäuse, durch die ein Schaft des Kugelzapfens nach .außen tritt ₃ - und die andere neben einer, eine Öffnung am anderen Ende des Gehäuses verschließenden Verschlußplatte liegt, und mit einer Feder zwischen der einen Lagerschale und der Verschlußplatte, die eine Öffnung aufweist, durch die hindurch sich ein Ansatz der Lagerschale nach außen erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (11) eine erweiterte Einsenküng (20) .aufweist> in der die von einer umgebördelten Lippe (22) gehaltene Verschlußplatte (15) gleitbar sitzt.
2. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder zwischen der Lagerschale (l*Jb) und der Verschlußplatte (15) von einem geneigten konischen Rand (²Il) der Lagerschale gebildet ist.

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