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.