DE102005030168B4

DE102005030168B4 - Kugelgelenkverbinder

Info

Publication number: DE102005030168B4
Application number: DE102005030168.1A
Authority: DE
Inventors: Stephane Rocquet; Denis Sainton
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2004-07-08
Filing date: 2005-06-27
Publication date: 2023-07-27
Anticipated expiration: 2025-06-28
Also published as: CN1727705A; BRPI0503774B1; KR20060049809A; CN100549443C; DE102005030168A1; KR101231682B1; BRPI0503774A; GB0415333D0; EP1614911A3; EP1614911A2

Abstract

Kugelgelenkverbinder (10) für ein Betätigungsgestänge, mit einem Kugelende (14) zur Verbindung mit einem ersten Gestängeteil, einem Pfannenteil (11) zur Verbindung mit einem zweiten Gestängeteil, wobei das Pfannenteil (11) eine Pfanne (12) und einen Pfannenkäfig (13) zum Einsetzen in die Pfanne enthält, wobei der Pfannenkäfig eine das Kugelende aufnehmende Vertiefung (15) hat, in die die Kugel (14) eingesetzt werden kann, wenn der Käfig äußerlich nicht eingeschlossen ist, wobei der Käfig Rückhaltemittel (16, 19) hat, die mit einem ersten Gebilde (17) an dem Pfannenteil in Eingriff bringbar sind, um den Pfannenkäfig (13) in einer unvollständig eingesetzten Stellung relativ zu der Pfanne (12) zu halten, wobei in dieser Stellung das Kugelende (14) in die Vertiefung (15) eingesetzt werden kann, und mit einem zweiten Gebilde (20) an dem Pfannenteil (11) in Eingriff bringbar sind, um den Pfannenkäfig (13) in einer vollständig eingesetzten Stellung in der Pfanne zu halten, wobei in dieser Stellung der Pfannenkäfig (13) von dem Pfannenteil (11) äußerlich eingeschlossen ist, um ein Lösen des Kugelendes (14) aus der Vertiefung (15) zu verhindern und somit das erste und zweite Gestängeteil zu verbinden, gekennzeichnet dadurch, dass das Pfannenteil (11) einstückig mit einer Kolbenstößelstange (22) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft Kugelgelenkverbinder zum Miteinanderverbinden von Teilen eines Betätigungsgestänges, wie z.B. das Betätigungsgestänge einer Fahrzeugkupplungsbetätigungsvorrichtung. Ein Kugelgelenkverbinder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist in der WO 2003/ 044 377 A1 offenbart. Ein Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten Form eines Kugelgelenkverbinders, der zum Einsatz bei der Verbindung einer Kolbenstange einer Kupplungsbetätigungsvor-richtung mit einem zugehörigen Betätigungspedal besonders geeignet ist. Erfindungsgemäß wird somit ein Kugelgelenkverbinder für ein Betätigungsgestänge bereitgestellt, der ein Kugelende zur Verbindung mit einem ersten Gestängeteil und ein Pfannenteil zur Verbindung mit einem zweiten Gestängeteil aufweist, wobei der Verbinder dadurch gekennzeichnet ist, dass das Pfannenteil eine Pfanne und einen Pfannenkäfig zum Einsetzen in die Pfanne ent-hält, wobei der Pfannenkäfig eine das Kugelende aufnehmende Vertiefung hat, in die die Kugel eingesetzt werden kann, wenn der Käfig äußerlich nicht eingelassen ist, wobei der Käfig Rückhaltemittel hat, die mit einem ersten Gebilde an dem Pfannenteil in Eingriff bringbar sind, um den Käfig in einer unvollständig eingesetzten Stellung relativ zu der Pfanne zu halten, wobei in dieser Stellung das Kugelende in die Vertiefung eingesetzt werden kann, und mit einem zweiten Gebilde an dem Pfannenteil in Eingriff bringbar sind, um den Käfig in einer vollständig eingesetzten Stellung in der Pfanne zu halten, wobei in dieser Stellung der Käfig von dem Pfannenteil äußerlich eingeschlossen ist, um ein Lösen des Kugelendes aus der Vertiefung zu verhindern und somit das Pfannenteil und das Kugelende zu verbinden. Ein solcher Kugelverbinder ist für den Einsatz in einem
Kupplungsbetätigungsvorrichtungsgestänge besonders geeignet, wobei das Pfannenteil einstückig mit einer Betätigungsstange, die zum Betätigen eines Kolbens der Kupplungsbetätigungsvorrichtung verwendet wird, ausgebildet ist. Dies ist eine besonders zweckmäßige Anordnung, wenn sowohl die Betätigungsstange als auch das Pfannenteil aus Kunststoff gebildet sind.
Die Konstruktion hat auch den zusätzlichen Vorteil, dass der Käfig an den Fahrzeughersteller in einem unvollständig eingebauten Zustand, in dem er durch Eingriff der Rückhaltemittel mit dem ersten Gebilde festgehalten wird, geliefert werden kann. Der Zusammenbau des Betätigungsgestänges wird dann durch den Fahrzeughersteller leicht vervollständigt, der einfach das Kugelende in die Käfigvertiefung einführt und dann den Käfig weiter in die Pfanne drückt, um die Rückhaltemittel mit dem zweiten Gebilde in Eingriff zu bringen und dadurch die Verbindung des Gestänges zu vervollständigen.
Vorzugsweise enthält der Käfig Führungsmittel in Form eines Vorsprunges, der in eine Öffnung im unteren Teil der Pfanne eingreift, um die richtige Ausrichtung des Käfigs und des Pfannenteiles sowohl in der unvollständig als auch der voll-ständig eingesetzten Stellung beizubehalten.
In einer bevorzugten Konstruktion umfassen die Haltemittel flexible Vorsprünge, die von den Wänden der Pfanne weg gebogen werden, wenn der Käfig in die Pfanne eingesetzt wird und die hinter das erste und zweite Gebilde an der Pfanne schnappen, um den Käfig in der unvollständig bzw. vollständig eingesetzten Stellung zu halten.
Vorzugsweise gibt es zwei Paare von flexiblen Vorsprüngen, wobei das erste Paar hinter das erste Gebilde und das zweite Paar hinter das zweite Gebilde schnappt. Die Wände des Käfigs sind vorzugsweise geschlitzt, um eine Ausdehnung des Käfigs zwecks Einführung des Kugelendes, wenn der Käfig äußerlich nicht eingeschlossen ist, zu erlauben. Bei einer alternativen Konstruktion schnappt jeder Vorsprung sowohl hinter das erste als auch das zweite Gebilde.
Die Erfindung wird nun anhand eines Beispiels und nur mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen

1 den Kugelgelenkverbinder nach der Erfindung in einem auseinandergezogenen Zustand;
2 den unvollständigen Zusammenbau des Kugelgelenks, wobei der Käfig in dem unvollständig eingesetzten Zustand ist;
3 den Kugelgelenkverbinder, der als Teil eines Kupplungsbetätigungsvorrichtungsgestänges verwendet wird;
4 eine Draufsicht des Kugelgelenkverbinders der 1;
5, 6 und 7 Schnitte an den Linien A-A, B-B und c-c der 4;
8, 9 und 10 Stufen des Zusammenbaues des Kugelgelenkverbinders;
11, 12 und 13 Stufen der Zerlegung des Kugelgelenkverbinders;
14 eine weitere Form eines Kugelgelenkverbinders nach der Erfindung in einem auseinandergezogenen Zustand;
15 eine Draufsicht des Kugelgelenkverbinders der 14;
16 und 17 Schnitte an den Linien A'-A' und B'-B' der 15;
18 und 19 detailliertere perspektivische Ansichten der Pfanne des Verbinders der 14;
20, 21 und 22 Stufen des Zusammenbaus des Kugelgelenkverbinders der 14;
und 23 und 24 Stufen der Zerlegung des Kugelgelenkverbinders der 14.

Wie in den Zeichnungen gezeigt, umfasst der Kugelgelenkverbinder 10 der Erfindung ein Pfannenteil 11, das eine darin gebildete Pfanne 12 hat, einen Pfannenkäfig 13 zum Einsetzen in die Pfanne 12 und ein Kugelende 14 zum Einsetzen in eine Vertiefung 15, die in dem Käfig 13 gebildet ist, auf.
Das Pfannenteil 11 ist einstückig mit einer Kolbenstößelstange 22 eines Kupplungsgeberzylinders 30 ausgebildet, der von einem Pedal 31, das das Kugelende 14 trägt, betätigt wird. Der Geberzylinder 30 ist über eine Leitung 32 mit einem Nehmer-zylinder 33 verbunden, der einen Kupplungsbetätigungshebel 34 betätigt, der aus einem Kupplungsgehäuse 35 herausragt. Der Nehmerzylinder kann als Alternative einen konzentrischen Nehmerzylinder innerhalb des Gehäuses 35, der die Antriebswelle umgibt, umfassen. Der Käfig 13 hat ein erstes Paar von Rückhaltemitteln in Form von flexiblen Vorsprüngen 16, die mit einem ersten Gebilde in Form einer Schulter 17 an dem Pfannenteil (siehe 7) in Eingriff bringbar sind, um den Käfig in einer unvollständig eingesetzten Stellung in der Pfanne 12 zu halten. In dieser unvollständig eingesetzten Stellung gestatten in der Wand des Käfigs 13 gebildete Schlitze 18 dem Käfig, sich zu weiten, um das Einsetzen des Kugelendes 14 zu gestatten. Wenn der Käfig vollständig in die Pfanne 12 eingesetzt ist (siehe 10) greift ein zweites Paar flexibler Vorsprünge 19 hinter ein zweites Gebilde in Form einer Schulter 20, die an dem Pfannenteil gebildet ist, um das Käfigteil in der voll-ständig eingesetzten Stellung zu halten, in welcher es von den Wänden der Pfanne äußerlich eingeschlossen ist, um ein Lösen des Kugelgelenks aus der Vertiefung 15 zu verhindern. Der Käfig 13 enthält einen rohrförmigen Vorsprung 13a, der in ein Loch 21 in dem unteren Teil der Pfanne 12 eingreift. Der Vorsprung 13a wirkt als Führung, um die richtige Positionierung des Käfigs relativ zu der Pfanne 12 sowohl in der unvollständig als auch der vollständig eingesetzten Stellung des Käfigs sicherzustellen.
Wie in den 1, 2 und 4 gezeigt, hat die Stößelstange 22 des Geberzylinders einen teilkugelförmigen konvexen Endab-schnitt 23, der mit einer ähnlich geformten Vertiefung 36 in dem zugehörigen Geberzylinderkolben 37 zusammenwirkt, um eine gelenkige Verbindung der Stößelstange über einen begrenzten Winkel relativ zu dem Kolben zu gestatten. Dies ist schematisch in 3 gezeigt.
Die Verbindung des Kugelendes 14 mit der Stößelstange 22 wird wie folgt vervollständigt. Der Käfig 13 wird in die Pfanne 12 eingeführt, wenn die flexiblen Vorsprünge 16 nach innen weg gebogen werden, wenn sie sich entlang der ersten engeren Teile der Schlitze 11a bewegen, die eine sich verjüngende Einführung 24 haben, und sich die flexiblen Vorsprünge 19 unverbogen ent-lang des ersten breiteren Teiles der Schlitze 11b bewegen. Das Einsetzen des Käfigs geht weiter, bis die flexiblen Vorsprünge 16 hinter die erste Schulter 17 an dem Pfannenteil 11 schnappen (siehe 7). An dieser Stelle berühren die zweiten flexiblen Vorsprünge 19 eine weitere sich verjüngende Einführung 25 an dem Beginn des zweiten Teiles der Schlitze 11b (siehe 6), um eine ausdrückliche Rückmeldung an den Zusammenbauer zu geben, dass die erste Stufe des Einsetzens vollendet wurde. Die Verbindung ist dann in dem unvollständig zusammengebauten Zustand, der in 2 gezeigt ist. Dies ist die Lage, in der die Kolbenstange und der zugehörige Geberzylinder normalerweise an den Fahrzeughersteller geliefert werden. Die Verbindung des Gestänges wird auf der Fahrzeugmontagestraße durch Einsetzen des Kugelendes 14 in die Vertiefung 15, wie in den 8 und 9 gezeigt, vervollständigt. Dieses Einsetzen wird durch die Schlitze 18 gestattet. Das Kugelende und der Käfig 13 werden dann weiter in die Pfanne 12 gedrückt (siehe 10), wobei die zweiten flexiblen Vorsprünge 19 nach innen gebogen werden, wenn sie sich entlang des engeren zweiten Teiles des Schlitzes 11b bewegen, bis sie hinter die zweite Schulter 20 schnappen, und sich die Vorsprünge 19 unverbogen entlang des breiteren zweiten Teiles der Schlitze 11 a bewegen. Wenn die Vorsprünge 19 hinter die Schulter 20 eingeschnappt sind, sind die Wände des Käfigs 13 nicht in der Lage, wegen des Kontaktes mit Teilen des umgebenden Pfannenteiles 11 sich nach außen zu weiten, und somit wird das Kugelende 14 in der Vertiefung 15 festgehalten. Die Gestängeverbindung wurde somit vervollständigt.
Das Kugelgelenk kann dadurch zerlegt werden (siehe 11 bis 13, indem man radial nach innen auf die zweiten flexiblen Vorsprünge 19 (siehe Pfeile X in 11) drückt und gleichzeitig nach unten auf den rohrförmigen Vorsprung 20 (siehe Pfeil Y in 11) drückt und somit den Käfig in die unvollständig eingesetzte Stellung, die in 12 gezeigt ist, drückt. Wie zuvor angegeben, kann in diesem Zustand das Kugelende 14 in der Vertiefung 15, wie in 13 gezeigt, gelöst werden, und somit das Zerlegen des Kugelgelenks vervollständigt werden. Die 14 bis 24 zeigen Einzelheiten einer alternativen Form der Erfindung, bei der nur drei flexible Vorsprünge 116 vorgesehen sind, von denen jeder mit dem ersten und dem zweiten Gebilde an dem Pfannenteil 111 zusammenwirkt, um den Käfig 113 in der unvollständig und vollständig eingesetzten Stellung zu halten. Die Pfanne 112 ist mit drei Paaren von ersten Schultern 117 versehen, die erste Gebilde bilden, an denen die flexiblen Vorsprünge 116 angreifen können. Drei zweite Gebilde in Form von Schultern 120 sind an dem Pfannenteil 111 auch vorgesehen. Wieder greift ein rohrförmiger Vorsprung 113a, der an dem Käfig 113 gebildet ist, in ein Loch 121 in dem unteren Teil der Pfanne 112 ein. Über dem Loch 121 ist ein Käfig 111c vorgesehen, den der Zusammenbauer des Kugelgelenkverbinders verwenden kann, um in Rich-tung des Pfeiles Y von 20 nach unten zu drücken. Die 20, 21 und 22 zeigen die Zusammenbauabfolge des Kugelgelenkverbinders. Der Käfig 113 wird in der unvollständig eingesetzten Stellung, die in 20 gezeigt ist, durch den Eingriff der flexiblen Vorsprünge 116 mit den Schultern 117 gehalten. Das Kugelende 114 wird dann in die Vertiefung 115, wie in 21 gezeigt, eingesetzt und das Kugelende und der Käfig 113 werden dann weiter in die Pfanne 112 gedrückt, bis die flexiblen Vorsprünge 116 an den Schultern 120, wie in 22 gezeigt, angreifen.
Das Kugelende kann aus der Pfanne 112 gelöst werden, indem man auf die flexiblen Vorsprünge 116 in Richtung des Pfeiles X In 22 drückt, wodurch es dem Käfig 113 erlaubt wird, sich in die unvollständig eingesetzte Stellung, die in 23 gezeigt ist, zu bewegen. In der Stellung der 23 kann das Kugelende aus der Vertiefung 115 entfernt werden, da sich der Käfig aufgrund der Schlitze 118 weiten kann, die nicht mehr in der Pfanne 112 eingeschlossen sind. Somit funktioniert die in den 14 bis 24 gezeigte alternative Konstruktion im wesentlichen auf die gleiche Art und Weise, wie die vorherige Konstruktion, aber die flexiblen Vorsprünge 116 greifen sowohl an den ersten Gebilden 117 als auch den zweiten Gebilden 120 des Pfannenteiles 111 an. Der Käfig 111 c, der in dem oben beschriebenen Ausführungsbei-spiel bereitgestellt ist, kann auch bei dem ersten Ausführungs-beispiel der Erfindung verwendet werden, und ist dabei hilfreich, der Bedienungsperson zu gestatten, eine Kraft auf das Pfannenteil 111 aufzubringen, um an den ersten Gebilden 17 oder 117 und den zweiten Gebilden 20 oder 120 anzugreifen, während dem flexiblen Vorsprung 1116 gestattet wird, leicht mit den Fingern der Bedienungsperson gelöst zu werden, da der Käfig die flexiblen Vorsprünge 116 nicht abdeckt, wenn sie in Eingriff mit den Schultern 120 sind. Wie erkannt werden dürfte, hat das Kugelgelenk der Erfindung eine Anzahl von Vorteilen. Zuerst kann das Pfannenteil ein-stückig mit dem zugehörigen Gestängeteil (z. B. der Kolben-stöße1stangel ausgebildet werden. Der Käfig und das Pfannenteil können an den Kunden in einem unvollständig zusammengebauten Zustand geliefert werden, wobei das Käfigteil gefangengehalten wird, so dass es während der Lieferung nicht verloren gehen kann.
Der Zusammenbauvorgang ist auch einfach, da er ein Zweistuten-vorgang ist, der keinen Einsatz von irgendeinem weiteren Werkzeug erfordert. Die Anordnung ist robust und kann nicht wegen des Zusammenwirkens des rohrförmigen Vorsprunges 13a oder 113a und dem Loch 21 oder 121 in dem unteren Teil der Pfanne 12 oder 112 unter einer Fehlausrichtung leiden. Auch das Zerlegen der Verbindung ist einfach, wobei wieder kein zusätzliches Werkzeug erforderlich ist, und nach dem Zerlegen wird der Käfig wieder für einen nachfolgenden Wiederzusammenbau gefangengehalten. Obgleich die Erfindung in Bezug auf ein Gestänge für eine Kupplungsbetätigungsvorrichtung beschrieben wurde, ist sie nicht auf einen solchen Einsatz beschränkt und kann zum Verbinden von zwei beliebigen Teilen irgendeines Gestänges verwendet werden.

Claims

Kugelgelenkverbinder (10) für ein Betätigungsgestänge, mit einem Kugelende (14) zur Verbindung mit einem ersten Gestängeteil, einem Pfannenteil (11) zur Verbindung mit einem zweiten Gestängeteil, wobei das Pfannenteil (11) eine Pfanne (12) und einen Pfannenkäfig (13) zum Einsetzen in die Pfanne enthält, wobei der Pfannenkäfig eine das Kugelende aufnehmende Vertiefung (15) hat, in die die Kugel (14) eingesetzt werden kann, wenn der Käfig äußerlich nicht eingeschlossen ist, wobei der Käfig Rückhaltemittel (16, 19) hat, die mit einem ersten Gebilde (17) an dem Pfannenteil in Eingriff bringbar sind, um den Pfannenkäfig (13) in einer unvollständig eingesetzten Stellung relativ zu der Pfanne (12) zu halten, wobei in dieser Stellung das Kugelende (14) in die Vertiefung (15) eingesetzt werden kann, und mit einem zweiten Gebilde (20) an dem Pfannenteil (11) in Eingriff bringbar sind, um den Pfannenkäfig (13) in einer vollständig eingesetzten Stellung in der Pfanne zu halten, wobei in dieser Stellung der Pfannenkäfig (13) von dem Pfannenteil (11) äußerlich eingeschlossen ist, um ein Lösen des Kugelendes (14) aus der Vertiefung (15) zu verhindern und somit das erste und zweite Gestängeteil zu verbinden, gekennzeichnet dadurch, dass das Pfannenteil (11) einstückig mit einer Kolbenstößelstange (22) verbunden ist.
Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (13) Führungsmittel (13a) hat, die an zusammenwirkenden Führungsmitteln (21) an dem Pfannenteil (11) angreifen, um eine korrekte Ausrichtung des Käfigs und des Pfannenteiles sowohl in der unvollständig als auch der vollständig eingesetzten Stellung beizubehalten.
Verbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsmittel einen Vorsprung (13a) an dem Käfig (13) umfassen, der sich durch eine Öffnung (21) in dem unteren Teil der Pfanne (12) erstreckt.
Verbinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Vorsprung (113a) an dem Käfig (13) durch den unteren Teil der Pfanne in einen Käfig (111c) erstreckt, der auf der Außenseite des Pfannenteiles (111) gebildet ist.
Verbinder nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückhaltemittel flexible Vorsprünge (16, 19) umfassen, die durch die Wände der Pfanne (12) weg gebogen werden, wenn der Käfig (13) in die Pfanne eingesetzt wird, und die hinter das erste und zweite Gebilde (17, 20) an dem Pfannenteil (11) schnappen, um den Käfig In der unvollständig bzw. vollständig eingesetzten Stellung zu halten.
Verbinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass er zwei Paare von flexiblen Vorsprüngen (16, 19) hat, wobei ein erstes Paar (16) hinter das erste Gebilde (17) schnappt und ein zweites Paar (19) hinter das zweite Gebilde (20) schnappt.
. Verbinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Vorsprung (116) sowohl hinter das erste (117) als auch das zweite (120) Gebilde schnappt.
Verbinder nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände des Käfigs (13) geschlitzt (18) sind, um eine Ausweitung des Käfigs zum Einsetzen des Kugelendes zu gestatten, wenn der Käfig nicht äußerlich eingeschlossen ist.
Verbinder nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (13) aus Kunststoff hergestellt ist.
Verbinder nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Pfannenteil (11) aus Kunststoff hergestellt ist.
Verbinder nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Pfannenteil einstückig mit dem zweiten Gestängeteil (22) ausgebildet ist.
Verbinder nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass er in einem Gestänge zum Verbinden eines Pedals (31) mit einem hydraulischen Stellglied (30)) verwendet wird.
Verbinder nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (30) einen Kolben (37) hat, der in einer Bohrung verschiebbar ist und das Pfannenteil (11) von einer Kolbenbetätigungsstange (22) getragen wird.
Kupplungsbetätigungssystem, gekennzeichnet durch den Einschluss eines Kugelgelenkverbinders (10) gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 13.