CH231940A - Ball joint for lightweight construction. - Google Patents

Ball joint for lightweight construction.

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CH231940A
CH231940A CH231940DA CH231940A CH 231940 A CH231940 A CH 231940A CH 231940D A CH231940D A CH 231940DA CH 231940 A CH231940 A CH 231940A
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CH
Switzerland
Prior art keywords
ball joint
joint according
insert
ball
spherical
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Application number
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German (de)
Inventor
Bodmer Jun Gottfried
Original Assignee
Bodmer Jun Gottfried
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Publication date
Application filed by Bodmer Jun Gottfried filed Critical Bodmer Jun Gottfried
Publication of CH231940A publication Critical patent/CH231940A/en

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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
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts

Landscapes

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

Description

  

  Kugelgelenk für den Leichtbau.    Im Flugzeug- und Apparatenbau ist es  oft von ausschlaggebender Wichtigkeit, dass  die verwendeten Maschinenelemente ein mög  lichst geringes Gewicht aufweisen und in       Serienfabrikation    hergestellt werden können.  



  Der Gegenstand vorliegender Erfindung  ist ein besonders für die Serienfabrikation ge  eignetes Kugelgelenk für den Leichtbau, das  sich durch zwei gabelförmige, federnde  Blechelemente auszeichnet, deren Enden als       Kugelkalotten    ausgebildet sind, und durch  ein     Einsatzstück,    durch welches die vier       Kugelkalotten    der zwei mit     zueinander    senk  recht stehenden Kalottenhauptachsen inein  andergeschobenen Blechelemente verbunden,  sind, derart,

   dass die Ränder der     beiden    Ku  gelkalotten des treibenden Blechelementes je  den Rand einer benachbarten     Kugelkalotte     des getriebenen     Blechelementes    zum Zwecke  der Drehmomentübertragung berühren.  



  Zur besseren Aufnahme von achsialem  Zug und Schub kann über die vier Kugel  kalotten der zwei ineinandergeschobenen    Blechelemente ein Ring gelegt sein, der nach  innen vorstehende Zapfen aufweist, die in  Löcher der     Kugelkalotten        einspringen.    Die  Zapfen weisen     vorteilhaft    Spiel in den Lö  chern der     Kugelkalotten    auf, damit das zu  übertragende Drehmoment von den sich be  rührenden Rändern der     Kugelkalotten    und  nicht von diesen Zapfen aufgenommen wird.  



  Das     Einsatzstück    kann die Gestalt einer Ku  gel     oderHohlkugel        besitzen;    es     kannaus    Metall  oder auch aus einem nichtmetallischen Werk  stoff hergestellt sein. Es ist auch ein Gelenk       denkbar,    bei welchem zwei Blechelementen  paare zu einem Doppelkugelgelenk zusam  mengebaut     sind.    Dieses kann so ausgebildet       sein,    dass Drehmomente über bis zu 90  zu  einander stehende Wellen     übertragen    werden  können.  



       In    der     Zeichnung    sind einige Ausfüh  rungsbeispiele des     Erfindungsgegenstandes     dargestellt, und zwar zeigt:       Fig.    l einen     Teilschnitt    durch ein Kugel  gelenk,      Fig. 2 einen Schnitt durch die vier     Kugel-          kalotten    nach der Linie II-II der Fig. 1,  Fig. 3 das Kugelgelenk in einer Lage,  bei welcher die treibende Welle zur getrie  benen Welle einen Winkel von 135  bildet,  Fig. 4 in der gleichen Lage wie in Fig. 3  ein Gelenk mit einem über die vier     Kugel-          kalotten    gelegten Ring,  Fig.

   5 ein Kugelgelenk mit Ring, dessen  Einsatzstück aus einer Hohlkugel besteht,  Fig. 6 eine Einzelheit des über die     Ka-          lotten    gelegten Ringes in grösserem     Massstab     und  Fig. 7 ein Doppelkugelgelenk mit zwei  Blechelementenpaaren.  



  Mit 10 sind gabelförmige, federnde Blech  elemente bezeichnet, deren Enden als Kugel  kalotten 10' ausgebildet sind, wobei die     Ka-          lottenhauptachsen    beim zusammengebauten  Kugelgelenk senkrecht aufeinander stehen.  In dieser Lage sind die Kugelkalotten durch  ein Einsatzstück verbunden, das beim Bei  spiel nach Fig. 1 bis 3 als Kugel 12 aus  gebildet ist, während beim Beispiel nach  Fig. 5 ein als Hohlkugel 12' ausgebildetes  Einsatzstück vorgesehen ist. 14 und 16 sind  die Ränder     zweier    benachbarter     Kugelkalot-          ten,    zwischen welchen in unbelastetem Zu  stand des Kugelgelenkes etwas Spiel vorge  sehen ist.

   Bei den Beispielen nach Fig. 4 bis 6  istnoch einRing 20 über die vier Kugelkalotten  10'     gelegt,    der Zapfen 21 besitzt, welche in  Löcher 22 der Kalotten 10' hineinragen. Mit  23 sind die Anschlussstücke sowohl auf der  treibenden als auch auf der     getriebenen    Seite  des Kugelgelenkes bezeichnet.     Beim    Beispiel  nach Fig. 7 sind durch eine Niete 25 zwei  Blechelementenpaare zu einem Doppelkugel  gelenk verbunden. Selbstverständlich kann  diese     Verbindung    auch durch Schweisseng  oder     Verschraubung    hergestellt sein.  



  Um eine möglichst kleine Reibungsfläche  und gleichzeitig eine gute Schmierungsmög  lichkeit zwischen den Kalotten und den als  Kugeln ausgebildeten Einsatzstücken zu er  halten, ist der Halbmesser der Innenfläche  bei den Kugelkalotten vorteilhaft etwas grö-    sser ausgeführt als derjenige der Kugeln, was  sich an den Rändern durch einen Spalt 15  auswirkt.  



  Die Blechelemente sind zweckmässig ge  stanzt und in Gabelform gebogen. Die Ein  satzstücke werden durch Spreizen der federn  den Gabelteile der Blechelemente eingesetzt.



  Ball joint for lightweight construction. In aircraft and apparatus construction, it is often of crucial importance that the machine elements used are as light as possible and that they can be mass-produced.



  The object of the present invention is a particularly suitable for series production ge ball joint for lightweight construction, which is characterized by two fork-shaped, resilient sheet metal elements, the ends of which are designed as spherical caps, and by an insert through which the four spherical caps of the two with each other perpendicular right standing spherical main axes connected in one another pushed sheet metal elements are, in such a way,

   that the edges of the two spherical caps of the driving sheet metal element each touch the edge of an adjacent spherical cap of the driven sheet metal element for the purpose of torque transmission.



  For better absorption of axial tension and thrust, a ring can be placed over the four spherical domes of the two nested sheet metal elements, which ring has inwardly protruding pins that jump into holes in the spherical domes. The pins advantageously have play in the holes in the spherical caps so that the torque to be transmitted is absorbed by the touching edges of the spherical caps and not by these pins.



  The insert may have the shape of a sphere or a hollow sphere; it can be made of metal or of a non-metallic material. A joint is also conceivable in which two pairs of sheet metal elements are built together to form a double ball joint. This can be designed in such a way that torques can be transmitted via up to 90 mutually standing waves.



       The drawing shows some exemplary embodiments of the subject matter of the invention, namely: FIG. 1 shows a partial section through a ball joint, FIG. 2 shows a section through the four spherical caps along the line II-II in FIG. 1, FIG the ball joint in a position in which the driving shaft forms an angle of 135 to the driven shaft, FIG. 4 in the same position as in FIG. 3 a joint with a ring placed over the four spherical caps, FIG.

   5 shows a ball joint with a ring, the insert piece of which consists of a hollow ball, FIG. 6 shows a larger-scale detail of the ring placed over the calipers, and FIG. 7 shows a double ball joint with two pairs of sheet metal elements.



  With 10 fork-shaped, resilient sheet metal elements are referred to, the ends of which are designed as spherical calottes 10 ', the calottes main axes being perpendicular to one another when the ball joint is assembled. In this position, the spherical caps are connected by an insert that is formed as a ball 12 in the case of the game according to FIGS. 1 to 3, while in the example of FIG. 5, an insert piece designed as a hollow ball 12 'is provided. 14 and 16 are the edges of two adjacent spherical caps, between which there is some play in the unloaded state of the spherical joint.

   In the examples according to FIGS. 4 to 6, a ring 20 is also placed over the four spherical caps 10 ', which ring 20 has pins 21 which protrude into holes 22 in the spherical caps 10'. With 23 the connecting pieces are referred to both on the driving and on the driven side of the ball joint. In the example of FIG. 7, two pairs of sheet metal elements are jointly connected to form a double ball by a rivet. Of course, this connection can also be made by welding or screwing.



  In order to keep the friction surface as small as possible and at the same time a good possibility of lubrication between the spherical caps and the inserts designed as balls, the radius of the inner surface of the spherical caps is advantageously somewhat larger than that of the balls, Gap 15 affects.



  The sheet metal elements are appropriately punched and bent into a fork shape. A set pieces are used by spreading the springs the fork parts of the sheet metal elements.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Kugelgelenk für den Leichtbau, gekenn zeichnet durch zwei gabelförmige, federnde Blechelemente, deren Enden als Kugelkalot- len ausgebildet sind, ferner durch ein Ein satzstück, durch welches die vier Kugelkalot- ten der zwei mit senkrecht zueinander stehen den Kalottenhauptsachen ineinandergescho benen Blechelemente verbunden sind, derart, dass die Ränder der beiden Kugelkalotten des treibenden Blechelementes je den Rand einer benachbarten Kugelkalotte des getriebenen Blechelementes zum Zwecke der Drehmoment übertragung berühren. UNTERANSPRÜCHE: 1. PATENT CLAIM: Ball joint for lightweight construction, characterized by two fork-shaped, resilient sheet-metal elements, the ends of which are designed as spherical caps, and also by an insert through which the four spherical caps of the two are connected to the main spherical elements that are perpendicular to each other are, such that the edges of the two spherical caps of the driving sheet metal element each touch the edge of an adjacent spherical cap of the driven sheet metal element for the purpose of torque transmission. SUBCLAIMS: 1. Kugelgelenk nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das Einsatzstück aus einer Kugel besteht. 2. Kugelgelenk nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das Einsatzstück als Hohlkugel ausgebildet ist. 3. Kugelgelenk nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das Einsatzstück aus Metall besteht. 4. Kugelgelenk nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das Einsatzstück aus einem nichtmetallischen Werkstoff be steht. 5. Kugelgelenk nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbmesser der Innenfläche der Kugelkalotten grösser ist als derjenige der Kugel. 6. Ball joint according to patent claim, characterized in that the insert consists of a ball. 2. Ball joint according to claim, characterized in that the insert is designed as a hollow ball. 3. Ball joint according to claim, characterized in that the insert is made of metal. 4. Ball joint according to claim, characterized in that the insert is made of a non-metallic material. 5. Ball joint according to claim and dependent claim 1, characterized in that the radius of the inner surface of the spherical caps is greater than that of the ball. 6th Kugelgelenk nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass über die vier Ka- lotten des Blechelementenpaares ein Ring ge legt ist, welcher nach innen vorstehende Zap fen aufweist, die in Löcher der Kugelkalot- ten einspringen, zum Zwecke, achsiale Zug- und Schubbeanspruchungen des Kugelgelen- kes aufzunehmen. 7. Ball joint according to patent claim, characterized in that a ring is placed over the four cams of the pair of sheet metal elements, which ring has inwardly protruding pegs which jump into holes in the ball joint for the purpose of axial tensile and shear loads on the ball joint - take kes. 7th Kugelgelenk nach Patentanspruch und Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zapfen des Ringes in den Löchern der Kugelkalotten Spiel aufweisen, damit das zu übertragende Drehmoment durch die Ka- lottenränder aufgenömmen wird. Ball joint according to patent claim and dependent claim 6, characterized in that the pins of the ring have play in the holes of the spherical caps so that the torque to be transmitted is absorbed by the chamfer edges.
CH231940D 1943-11-30 1943-02-27 Ball joint for lightweight construction. CH231940A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2616495A1 (en) * 1987-05-30 1988-12-16 Sanyu Co Ltd UNIVERSAL JOINT
DE102013106707A1 (en) * 2013-06-26 2014-12-31 Benteler Automobiltechnik Gmbh Method for producing a motor vehicle driver with ball joint

Cited By (3)

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