DE10060596A1

DE10060596A1 - Kugelgelenk zum Zusammenkuppeln von drei oder mehr Verbindungsgliedern an einem Punkt

Info

Publication number: DE10060596A1
Application number: DE10060596A
Authority: DE
Inventors: Kyong Song Se; Soo Kwon Dong; Soo Kim Wan
Original assignee: Korea Advanced Institute of Science and Technology KAIST
Current assignee: Korea Advanced Institute of Science and Technology KAIST
Priority date: 1999-12-06
Filing date: 2000-12-05
Publication date: 2001-07-26
Anticipated expiration: 2020-12-06
Also published as: US6568871B2; KR20010054442A; JP3569674B2; US20010002964A1; DE10060596B4; JP2001214924A; KR100334900B1

Abstract

Ein mehrachsiges Kugelgelenk, das zwei oder mehr Verbindungsglieder an einer Stelle genau zusammenkuppelt, wobei die Verbindungsglieder innerhalb eines vorbestimmten Bewegungsbereiches gegenseitig frei bewegbar sind, ohne sich gegenseitig zu stören, wird beschrieben. Dieses Kugelgelenk hat eine Mittelkugel 10, einen hohlen Kugelkörper 30, der unter Abdeckung der Mittelkugel 10 bewegbar ist, ohne ein Herausnehmen der Kugel 10 aus dem Kugelkörper 30 zu ermöglichen, wobei eine Anzahl von oberen und unteren Verbindungsglied-Einsetzöffnungen 31 und 32 an den oberen und unteren Teilen des Kugelkörpers 30 ausgebildet ist. Ein oberes Verbindungsglied 20 ist in den Kugelkörper 30 durch die obere Verbindungsglied-Einsetzöffnung 31 eingesetzt und ist mit der oberen Fläche der Kugel 10 gekuppelt. Eine Anzahl von Verbindungsglied-Stützscheiben 40 ist in den Spalt zwischen der Kugel 10 und dem Kugelkörper 30 derart eingesetzt, daß die Scheiben 40 nicht durch die unteren Verbindungsglied-Einsetzöffnungen 32 aus dem Kugelkörper 30 herausnehmbar sind. Eine Anzahl von unteren Verbindungsgliedern 50 ist in den Kugelkörper 30 durch die unteren Verbindungsglied-Einsetzöffnungen 32 eingesetzt und an den Scheiben 40 befestigt. Die unteren Verbindungsglied-Einsetzöffnungen 32 sind am Kugelkörper 30 an drei Stellen in regelmäßigen Abständen in Winkelabständen von 120 DEG ausgebildet und ermöglichen so, daß die Achsen der unteren Verbindungsglieder 50, die an den Scheiben 40 befestigt sind, in der ...

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf Kugelgelenke und insbesondere auf ein Kugelgelenk zum Zusammenkuppeln von drei oder mehr Verbindungsgliedern an einem Punkt, wobei sich die Verbin dungsglieder innerhalb eines vorbestimmten Bewegungsbereiches gegenseitig frei bewegen können, ohne sich gegenseitig zu stören.

Beschreibung des Standes der Technik

Gemäß dem gegenwärtigen Trend zu erhöhten Anforderungen und größerer Wichtigkeit von Herstellung und Bearbeitung hochprä ziser Teile, Herstellung von Halbleitern, Mikrochirurgie, Genmanipulation und Zellenkonformität auf einer Anzahl von technischen Gebieten, wie Hochpräzisions-Technologie, Halb leiterherstellung, medizinischem Gebiet und genetischer Technologie, wurde das Studium und die Entwicklung von Robo tern oder Manipulatoren für die Mikropositionierung von, Werkstücken aktiv weitergetrieben.

Im Stand der Technik ist eine Anzahl von Serienrobotern mit offenen Verbindungsgliedern als solche Manipulatoren für die Mikropositionierung von Werkstücken auf einer Anzahl von technischen Gebieten verwendet worden. Infolge ihrer offenen Verbindungsgelenke sind solche Serienroboter ziemlich vor teilhaft, da sie vorzugsweise einen großen Arbeitsraum erge ben und vorzugsweise verbesserte Manipulierbarkeit bieten. Diese Serienroboter sind jedoch insofern problematisch, daß sie unvermeidlich größere Fehler an ihren Endwerkzeugen hervorrufen, da sie serienmäßige Betätigungsglieder besitzen. Die Serienroboter sind daher in ihrer Betriebsgenauigkeit unerwünscht beeinträchtigt. Ein weiteres Problem, das bei bekannten Serienrobotern auftritt, beruht darin, daß ihre Arbeitsleistung unzweckmäßig verringert ist, insbesondere wenn sie bei Hochgeschwindigkeitsarbeiten oder anderen Arbei ten mit übermäßig veränderlichem Gewicht der dynamischen Belastung verwendet werden.

Um diese Probleme bekannter Serienroboter zu überwinden, ist seit den 1980iger Jahren eine Anzahl von Parallelmechanismen aktiv untersucht worden. Solche Parallelmechanismen haben eine geschlossene Kettenstruktur, und so sind sie frei von durch die Betätigungsglieder verursachten Fehlern, die sich an ihren Endwerkzeugen anhäufen, zusätzlich dazu, daß sie vorzugsweise eine hohe strukturelle Festigkeit im Unterschied zu den bekannten Serienrobotern besitzen, auch wenn der bei den Parallelmechanismen vorhandene Arbeitsraum bedauerlicher weise kleiner ist als derjenige der seriellen oder Serienro boter. Die Parallelmechanismen liefern so eine zweckmäßig hohe Betriebsleistung, wenn sie bei Hochgeschwindigkeitsar beiten oder anderer Arbeit mit übermäßig veränderlichem Gewicht der dynamischen Belastung verwendet werden. Daher wird mehr bevorzugt, solche Parallelmechanismen statt der üblichen Serienmechanismen für die Mikropositionierung von Werkstücken zu verwenden.

Solche Parallelmechanismen sind bei einer Anzahl von Fällen, wie oben beschrieben, strukturell vorteilhaft und so wurden die Parallelmechanismen, insbesondere Parallelmechanismen mit sechs Freiheitsgraden (zur einfacheren Beschreibung wird nachfolgend einfach von "6dof-Parallelmechanismen" gespro chen) vorzugsweise und weit verbreitet bei Mikropositionie rungssystemen, Simulations-Spielsystemen und einer Anzahl von Simulatoren von Flugzeugen und Kraftfahrzeugen, angewendet.

Ein solcher 6dof-Parallelmechanismus wird durch sechs linear betätigte Verbindungsglieder betätigt, die eine bewegliche Plattform mit einer Basisplattform des Mechanismus kuppeln.

In einem solchen 6dof-Parallelmechanismus werden die linear betätigten Verbindungsglieder mit der beweglichen und der Basisplattform unter Verwendung von Universalgelenken oder Kugel- und Sockelgelenken gekuppelt. Um die möglichen Anwen dungsfelder und Betriebsanwendungen solcher 6dof-Parallelme chanismen zu maximieren, müssen zwei oder mehr Verbindungs punkte an jedem Gelenk einer beweglichen Plattform vorgesehen werden. Ferner ist es erforderlich, die Struktur dieser Gelenke mit zwei oder mehr Gelenkpunkten individuell derart auszubilden, daß die Gelenke sich nicht gegenseitig stören können oder Begrenzungen der Bewegung der linear betätigten Verbindungsglieder des Parallelmechanismus auftreten können.

Eine Anzahl von bekannten vorgeschlagenen und verwendeten Parallelmechanismen mit mehrachsigen Gelenken sind jedoch insofern problematisch, als der Gesichtspunkt des Designs der Mechanismen unzweckmäßig auf die kinetische Analyse und das kinetische Design der Verbindungsmechanismen eingeschränkt ist, während die mehrachsigen Gelenke außer Betracht bleiben, da es sehr schwierig ist, solche Gelenke optimal auszubilden.

Wie oben beschrieben, haben die meisten bekannten Parallel mechanismen zwei oder mehr Gelenkpunkte an jedem Gelenk einer beweglichen Plattform. Die bekannten Kugel- und Sockelgelenke bzw. Kugelfußgelenke oder Universalgelenke, die normalerweise als mehrachsige Gelenke für Parallelmechanismen verwendet werden, sind jedoch so ausgebildet, daß sie nur zwei Verbin dungsglieder miteinander kuppeln, und so sind die bekannten Kugel- und Sockelgelenke oder Universalgelenke nicht zum Zusammenkuppeln von drei oder mehr Verbindungsgliedern an einem Punkt anwendbar. In einem mehrachsigen Gelenk zum Zusammenkuppeln von zwei oder mehr Verbindungsgliedern be stimmt die Betriebsleistung des Gelenks direkt sowohl die Größe der angelenkten Teile der Verbindungsglieder als auch die gewünschte Glätte der Bewegung der Verbindungsglieder.

Fig. 1 ist eine Schrägansicht eines Parallelmechanismus mit einem bekannten mehrachsigen Gelenk, das eine Anzahl von gestapelten Zapfengelenken zum Zusammenkuppeln von sechs Verbindungsgliedern aufweist.

Fig. 2a und 2b sind Schrägansicht und teilweise ver größerte Ansicht einer tetraedrischen Stützstruktur mit vier bekannten mehrachsigen Gelenken, welche drei Verbindungsglie der an jedem Eck der tetraedrischen Stützstruktur zusammen kuppeln.

Wie in Fig. 1 gezeigt, schlugen Kourosh E. Zanganeh, Jorge Angeles im Jahre 1994 einen Parallelmechanismus vor, dessen bewegliche und Basisplattform durch neun Verbindungsglieder zusammengekuppelt sind, wobei sechs der neun Verbindungsglie der durch ein mehrachsiges Gelenk mit einer Anzahl von ge stapelten oder übereinander angeordneten Zapfengelenken zusammengekuppelt sind (Kourosh E. Zanganeh, Jorge Angeles, "Mobility and Position Analysis of a Novel Redundant Parallel Manipulator, IEEE, IROS, Seiten 3043-3084, 1994).

Das oben erwähnte mehrachsige Gelenk mit den gestapelten Zapfengelenken hat jedoch eine Stapelstruktur mit sechs Zapfengelenken und zwei Kugel- und Sockelgelenken, und so hat das mehrachsige Gelenk in unerwünschter Weise eine große Abmessung und eine komplizierte Konstruktion, so daß es sehr schwierig ist, das gewünschte Gelenk herzustellen. Ferner ist dieses mehrachsige Gelenk durch ein von der übermäßig großen Anzahl von Teilen verursachtes Spiel nachteilig beeinflusst. Daher verursacht das mehrachsige Gelenk mit diesen gestaplten Zapfengelenken unvermeidlich eine Störung zwischen den Ver bindungsgliedern und Begrenzungen in der Bewegung der Ver bindungsglieder infolge seiner großen Bauweise.

Wie in den Fig. 2a und 2b gezeigt, schlugen Gregory J. Ham lin und A. C. Sanderson 1994 ein konzentrisches mehrgliedriges Kugelgelenk vor, daß zum Zusammenkuppeln einer Mehrzahl von Verbindungsgliedern verwendet wird, um einen Parallelmecha nismus mit einer tetraedrischen Stützstruktur herzustellen (Gregory J. Hamlin, A. C. Sanderson "A Novel Concentric Multi link Spherical Joint with Parallel Robotics Applications", IEEE, IROS, Seiten 1267-1272, 1994). Wie in den Figuren gezeigt, hat dieses konzentrische mehrgliedrige Kugelgelenk eine dreiachsige Gelenkstruktur, hergestellt mit quadrati schen Kurbelgliedern, die in eine Platten-Angel-Verbindung eingebaut sind, und sie wird zum Zusammenkuppeln von drei Verbindungsgelenken an jedem Eck einer gewünschten tetraedri schen Stützstruktur angewendet.

Das konzentrische mehrgliedrige Kugelgelenk hat jedoch not wendigerweise sechs quadratische Kurbelglieder zusätzlich zu einer Mehrzahl von Anlenkteilen zur Herstellung der sechs quadratischen Kurbelglieder in einer gewünschten dreiaxialen Gelenkstruktur, und so ist es sehr schwierig, ein solches konzentrisches mehrgliedriges Kugelgelenk herzustellen. Ein weiteres Problem, das bei dem konzentrischen mehrgliedrigen Kugelgelenk auftritt, beruht darin, daß es eine große Bauwei se infolge der übermäßig großen Anzahl von quadratischen Kurbelgliedern und Anlenkteilen besitzt, und so ist die praktische Herstellung eines solchen Gelenks stets schwierig.

Um ein mehrachsiges Gelenk mit einer gewünschten Gelenkfunk tion zu erzeugen, ist es notwendig, das Gelenk so auszubil den, daß die Achsen der angelenkten Verbindungsglieder genau an einem Punkt konvergieren und so einen genauen Kontaktpunkt der Verbindungsglieder am Gelenk bewirken. Die bekannten mehrachsigen Gelenke versagen jedoch bei der Ausführung einer solchen gewünschten Gelenkfunktion und haben nicht die gewünschte praktische Anwendbarkeit infolge ihrer großen und komplizierten Struktur über ihre Herstellungsschwierigkeiten hinaus.

ZUSAMMENFASSENDE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung ist unter Berücksichtigung der obigen Probleme, die beim Stand der Technik auftreten, durch geführt worden, und es ist das Ziel der Erfindung, ein Kugel gelenk zu schaffen, das so ausgebildet ist, daß es drei oder mehr Verbindungsglieder an einem Punkt genau zusammenkuppelt, während es den Verbindungsgliedern eine freie gegenseitige Bewegung innerhalb eines vorbestimmten Bewegungsbereiches ermöglicht, ohne eine Störung zwischen denselben zuzulassen.

Um dieses Ziel zu erfüllen, schafft die Erfindung ein Kugel gelenk zum Zusammenkuppeln von drei oder mehr Verbindungs gliedern an einem Punkt, welches aufweist: eine Mittelkugel; einen hohlen Kugelkörper, der unter Abdeckung der Mittelkugel bewegbar ist, ohne ein Herausnehmen der Mittelkugel aus dem Kugelkörper zuzulassen, wobei eine Anzahl von oberen und unteren Verbindungsglied-Einsetzöffnungen an oberen und unteren Teilen des Kugelkörpers ausgebildet ist; ein oberes Verbindungsglied, das in den hohlen Kugelkörper durch die oberen Verbindungsglied-Einsetzöffnungen eingesetzt und mit einer oberen Fläche der Mittelkugel gekuppelt ist; eine Anzahl von Verbindungsglied-Stützscheiben, die in einen Spalt zwischen der Mittelkugel und dem hohlen Kugelkörper derart eingesetzt sind, daß die Verbindungsglied-Stützscheiben durch die unteren Verbindungsglied-Einsetzöffnungen nicht aus dem Kugelkörper herausnehmbar sind; und eine Anzahl von unteren Verbindungsgliedern, die in den hohlen Kugelkörper durch die unteren Verbindungsglied-Einsetzöffnungen eingesetzt und an den Verbindungsglied-Stützscheiben befestigt sind.

Das erfindungsgemäße Kugelgelenk zeichnet sich dadurch aus, daß die unteren Verbindungsglied-Einsetzöffnungen an dem hohlen Kugelkörper an drei gleichmäßig beabstandeten Stellen in Winkelabständen von 120° ausgebildet sind, wodurch die Achsen der unteren Verbindungsglieder, die an den Verbin dungsglied-Stützscheiben befestigt sind, genau in der Mitte der Mittelkugel konvergieren.

Ferner weist der hohle Kugelkörper zwei hohle Halbkugelkörper auf, die durch eine Verriegelungseinrichtung, wie Haltebol zen, zu einem gewünschten einzigen Kugelkörper zusammenge fasst sind.

Kurz gesagt schafft die Erfindung ein mehrachsiges Kugelge lenk, das zum Zusammenkuppeln von drei oder mehr Verbindungs gelenken an einem Punkt anwendbar ist und aus einer Mittelku gel und einem hohlen Kugelkörper besteht, der die Mittelkugel abdeckt, wobei ein oberes Verbindungsglied mit der Mittelku gel gekuppelt ist und drei oder mehr untere Verbindungsgelen ke an Verbindungsglied-Stützscheiben befestigt sind, die in den Spalt zwischen der Mittelkugel und dem hohlen Kugelkörper eingesetzt sind.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN

Das obige und andere Ziele, Merkmale und weitere Vorteile der Erfindung gehen klarer aus der folgenden ausführlichen Be schreibung in Verbindung mit den begleitenden Figuren hervor. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schrägansicht eines Parallelmechanismus mit einem bekannten mehrachsigen Gelenk, das eine Anzahl von ge stapelten Zapfengelenken zum Zusammenkuppeln von sechs Ver bindungsgliedern aufweist;

Fig. 2a und 2b eine Schrägansicht und eine teilweise vergrößerte Ansicht einer tetraedrischen Stützstruktur mit vier bekannten mehrachsigen Gelenken, welche drei Verbin dungsglieder an jedem Eck der tetraedrischen Stützstruktur zusammenkuppeln;

Fig. 3 eine Schrägansicht eines mehrachsigen Kugelge lenks zum Zusammenkuppeln von drei oder mehr Verbindungsglie dern an einem Punkt gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 4a und 4b Draufsicht und Schnitt eines hohlen Kugelkörpers, der im Kugelgelenk der Fig. 3 enthalten ist;

Fig. 5 eine Draufsicht einer Verbindungsglied-Stütz scheibe, die in das Kugelgelenk der Fig. 3 eingesetzt ist; und

Fig. 6a und 6b Draufsicht und Schnitt einer Mittelku gel, die im Kugelgelenk der Fig. 3 enthalten ist.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Es wird nunmehr auf die Figuren Bezug genommen, in welchen die gleichen Bezugszeichen in allen Figuren zur Bezeichnung der gleichen oder gleichartiger Bestandteile verwendet sind.

Fig. 3 ist eine Schrägansicht eines mehrachsigen Kugelgelenks zum Zusammenkuppeln von drei oder mehr Verbindungsgliedern an einem Punkt gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfin dung. Fig. 4a und 4b sind Draufsicht und Schnitt eines hohlen Kugelkörpers, der in diesem Kugelgelenk enthalten ist. Fig. 5 ist eine Draufsicht auf einen Verbindungsgelenk-Träger scheibensatz innerhalb dieses Kugelgelenks. Fig. 6a und 6b sind Draufsicht und Schnitt einer Mittelkugel, die in diesem Kugelgelenk enthalten ist.

Wie in Fig. 3 gezeigt, besteht das mehrachsige Kugelgelenk zum Zusammenkuppeln von drei oder mehr Verbindungsgliedern an einem Punkt aus einer Mittelkugel 10, einem oberen Verbin dungsglied 20, das mit der oberen Fläche der Kugel 10 gekup pelt ist, und einem hohlen Kugelkörper 30, der die Kugel 10 beweglich abdeckt, ohne ein Herausnehmen der Kugel 10 aus dem Kugelkörper 30 zuzulassen. Dieser Kugelkörper 30 hat eine Anzahl von oberen und unteren Verbindungsgelenk-Einsetzöff nungen an seinen oberen und unteren Teilen. Ferner ist eine Anzahl von Verbindungsglied-Stützscheiben 40 in das Gelenk eingesetzt und wird zum Kuppeln einer Anzahl von unteren Verbindungsgelenken 50 mit dem Gelenk verwendet, während die unteren Verbindungsgelenke 50 daran gehindert werden, uner wünschterweise aus dem Gelenk herausgenommen zu werden. Natürlich sind die Scheiben 40 in das Gelenk so eingesetzt, daß sie nicht unerwartet aus dem hohlen Kugelkörper 30 he rausgenommen werden können.

Wie in den Fig. 3, 4a und 4b gezeigt, ist eine obere Verbindungsglied-Einsetzöffnung 31 an der oberen Fläche des hohlen Kugelkörpers 30 ausgebildet und ermöglicht das Ein setzen des oberen Verbindungsgliedes 20 in den Körper 30. In diesem Fall ist der Durchmesser der oberen Verbindungsglied- Einsetzöffnung 31 kleiner als derjenige der Mittelkugel 10, und so ist die Kugel 10 nicht versehentlich aus dem Körper 30 herausnehmbar. Die obere Verbindungsglied-Einsetzöffnung 31 ist unter Berücksichtigung eines Bewegungsbereichs des oberen Verbindungsgliedes 20 innerhalb des Gelenks derart ausgebil det, daß das obere Verbindungsgelenk 20 relativ zum Kugelkör per 30 innerhalb der Öffnung 31 frei bewegbar ist.

Drei untere Verbindungsglied-Einsetzöffnungen 32 sind am hohlen Kugelkörper 30 an drei in regelmäßigen Abständen befindlichen Stellen in Winkelabständen von 120° ausgebildet. Der Durchmesser jeder der unteren Verbindungsglied-Einsetz öffnungen 32 ist kleiner als derjenige der Mittelkugel 10, und so ist die Kugel 10 nicht versehentlich aus dem Körper 30 herausnehmbar. Die unteren Verbindungsglied-Einsetzöffnungen 32 sind unter Berücksichtigung eines Bewegungsbereiches jedes der unteren Verbindungsglieder 50 innerhalb des Gelenks derart ausgebildet, daß die unteren Verbindungsglieder 50 relativ zum Kugelkörper 30 innerhalb der Öffnungen 32 glatt bewegbar sind.

Der hohle Kugelkörper 30 besteht aus zwei hohlen Halbkugel körpern, d. h. einem oberen und unteren Halbkugelkörper, die zu einem gewünschten einzigen Kugelkörper 30 durch eine Verriegelungseinrichtung, wie Haltebolzen, zusammengefasst sind. Da der hohle Kugelkörper 30 aus den zwei hohlen Halbku gelkörpern besteht, wie beschrieben, ist es einfach, die Mittelkugel 10 in den hohlen Kugelkörper 30 einzusetzen.

Wie in den Fig. 3 und 5 gezeigt, sind die Stützscheiben 40 in den Spalt zwischen der Mittelkugel 10 und dem hohlen Kugelkörper 30 eingesetzt. Diese Stützscheiben 40 haben einen größeren Durchmesser als jede untere Verbindungsglied-Ein setzöffnung 32, und so sind die Scheiben 40 nicht in unerwar teter Weise aus dem Kugelkörper 30 herausnehmbar. In der Mitte jeder der Stützscheiben 40 sind Gewinde 41 ausgebildet, in die ein zugehöriges unteres Verbindungsglied 50 einge schraubt ist.

Wie in den Fig. 3, 6a und 6b gezeigt, ist die Mittelkugel 10 an ihrem Oberteil durch eine Ebene parallel zur Basis abgeschnitten und weist so eine obere Ebene auf. Ein mit Innengewinde versehenes Loch 11 ist in der Mitte der oberen Ebene der Kugel 10 ausgebildet und ermöglicht so, daß das obere Verbindungsglied 20 an dem Loch 11 mit Innengewinde in die Kugel 10 eingeschraubt wird.

Die oben erwähnten Teile des mehrachsigen Kugelgelenks werden folgendermaßen zu einem einzigen Körper zusammengebaut:

Wie in den Fig. 3 bis 6b gezeigt, werden die Mittelkugel 10 und die drei Stützscheiben 40 in die zwei Halbkugelkörper des hohlen Kugelkörpers 30 in vorbestimmten Lagen eingesetzt. Sodann werden die zwei Halbkugelkörper zu einem einzigen hohlen Kugelkörper 30 zusammengesetzt, indem eine Verriege lungseinrichtung, wie eine Anzahl von Haltebolzen, verwendet wird. Nach dem Zusammenbau der zwei Halbkugelkörper zu einem einzigen Körper wird das obere Verbindungsglied 20 in das Innengewindeloch 11 der Mittelkugel 10 eingeschraubt, während die drei unteren Verbindungsglieder 50 in die Gewinde 41 der drei Stützscheiben 40 geschraubt werden. Daher wird ein gewünschtes mehrachsiges Kugelgelenk, das eine gewünschte Gelenkfunktion mit den in der Mitte der Mittelkugel 10 genau konvergierenden Achsen der angelenkten oberen und unteren Verbindungsglieder 20 und 50 geschaffen.

Wie oben beschrieben, schafft die Erfindung ein mehrachsiges Kugelgelenk, das dazu bestimmt ist, drei oder mehr Verbin dungsglieder an einem Punkt genau zusammenzukuppeln, wobei die Verbindungsglieder sich in Bezug aufeinander in einem vorbestimmten Bewegungsbereich frei bewegen können, ohne sich gegenseitig zu stören.

Das Kugelgelenk gemäß der Erfindung weist vorzugsweise eine verringerte Anzahl von Teilen auf, und so läßt sich das Gelenk leicht und einfach erzeugen und herstellen. Dieses Kugelgelenk erfüllt auch den gegenwärtigen Trend zu kompakten Gelenken und erfüllt eine gewünschte optimale Gelenkfunktion, und es ist in seiner Bauweise merklich vereinfacht.

Anders als bekannte Kugel- und Fassungsgelenke oder bekannte Universalgelenke, die zum Kuppeln von nur zwei Verbindungs gliedern bestimmt sind, kuppelt das mehrachsige Kugelgelenk gemäß der Erfindung wirksam zwei, drei, vier und mehr Verbin dungsglieder miteiander an einem Punkt.

Darüber hinaus ist es möglich, weitgehend frei die Anzahl von Verbindungsgliedern zu vergrößern, die in diesem Gelenk miteinander verbunden sind, wenn die gleiche Anzahl von Verbindungsglied-Einsetzöffnungen am hohlen Kugelkörper des Gelenks ausgebildet werden.

Ein anderer Vorteil des erfindungsgemäßen mehrachsigen Kugel gelenks beruht darin, daß dieses Gelenk für eine Anzahl von Anwendungen frei verwendbar ist, die solche mehrachsigen Gelenke erfordern, da dieses Gelenk auch als Gelenk verwend bar ist, das das Zusammenkuppeln von drei oder mehr Verbin dungsgliedern an einem Punkt erfordert, indem die Anzahl und Lage der Verbindungsglied-Einsetzöffnungen des hohlen Kugel körpers verhindert wird.

Obwohl eine bevorzugte Ausführungform der Erfindung zum Zweck der Erläuterung beschrieben worden ist, dürfte dem Fachmann klar sein, daß verschiedene Abänderungen, Hinzufügungen und Auswechslungen möglich sind, ohne vom Umfang und Geist der Erfindung gemäß den folgenden Ansprüchen abzuweichen.

Claims

1. Kugelgelenk zum Zusammenkuppeln von drei oder mehr Verbindungsgliedern an einem Punkt, welches aufweist:
eine Mittelkugel;
einen hohlen Kugelkörper, der unter Abdeckung der Mittelkugel bewegbar ist, ohne ein Herausnehmen der Mittelkugel aus dem Kugelkörper zuzulassen, wobei eine Anzahl von oberen und unteren Verbindungsglied-Einsetz öffnungen an oberen und unteren Teilen des Kugelkörpers ausgebildet ist;
ein oberes Verbindungsglied, das in den hohlen Ku gelkörper durch die obere Verbindungsglied-Einsetzöff nung eingesetzt und mit einer oberen Fläche der Mittel kugel gekuppelt ist;
eine Anzahl von Verbindungsglied-Stützscheiben, die in einen Spalt zwischen der Mittelkugel und dem hohlen Kugelkörper derart eingesetzt sind, daß die Verbindungs glied-Stützscheiben durch die unteren Verbindungsglied- Einsetzöffnungen nicht aus dem Kugelkörper herausnehmbar sind; und
eine Anzahl von unteren Verbindungsgliedern, die in den hohlen Kugelkörper durch die unteren Verbindungs glied-Einsetzöffnungen eingesetzt und an den Verbin dungsglied-Stützscheiben befestigt sind.

2. Kugelgelenk nach Anspruch 1, bei welchem die unteren Verbindungsglied-Einsetzöffnungen an dem hohlen Kugel körper an drei gleichmäßig beabstandeten Stellen in Winkelabständen von 120° ausgebildet sind, wodurch die Achsen der unteren Verbindungsglieder, die an den Verbindungsglied-Stützscheiben befestigt sind, genau in der Mitte der Mittelkugel konvergieren.

3. Kugelgelenk nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem der hohle Kugelkörper aus zwei hohlen Halbkugeln besteht, die zu einem gewünschten einzigen Kugelkörper durch Verriegelungseinrichtungen zusammengefaßt ist.