DE102008010248B4

DE102008010248B4 - Gelenkverbindung

Info

Publication number: DE102008010248B4
Application number: DE102008010248.2A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Probst
Original assignee: Stabilus GmbH
Current assignee: Stabilus GmbH
Priority date: 2008-02-20
Filing date: 2008-02-20
Publication date: 2015-10-08
Anticipated expiration: 2028-02-21
Also published as: DE102008010248A1

Abstract

Gelenkverbindung mit einer Kugelpfanne, die eine kugelkalottenförmig ausgebildete Ausnehmung zur Aufnahme eines kugelförmigen Kopfes eines Kugelzapfens und einen Befestigungsschaft mit einer Aufnahmekammer zur Anbindung an ein Bauteil, insbesondere an ein Bauteil einer Antriebseinrichtung, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugelpfanne (27) eine Bohrung (42) aufweist, über die die Ausnehmung (30) und die Aufnahmekammer (38) miteinander verbunden sind, wobei sich die Bohrung vom kugelabschnittsförmigen Bereich (30a) schräg zur Mittellängsachse A in die Aufnahmekammer erstreckt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gelenkverbindung mit einer Kugelpfanne, die eine kugelkalottenförmig ausgebildete Ausnehmung zur Aufnahme eines kugelförmigen Kopfes eines Kugelzapfens und einen Befestigungsschaft mit einer Aufnahmekammer zur Anbindung an ein Bauteil, insbesondere an ein Bauteil einer Antriebseinrichtung, umfasst.
Derartige Gelenkverbindungen werden beispielsweise zur Anlenkung von Gasfedern in Kraftfahrzeugen benutzt, wobei sie zum Bewegungsantrieb von schwenkbaren Teilen wie z. B. Klappen dienen.
Für das das Bewegen von Fahrzeugklappen sind die vielfältigsten Antriebseinrichtungen bekannt. So zeigt beispielsweise die DE 10110884 A1 eine Antriebseinrichtung mit Bowdenzugsystem bzw. einen Direktantrieb zum Öffnen und Schließen einer Fahrzeugklappe, bei dem ein Elektromotor mit Getriebe und Kupplung mit verwendet wird.
Des Weiteren ist aus der DE 197 16 880 A1 eine Gelenkverbindung sowie ein Verfahren zum Herstellen einer Gelenkverbindung zwischen einem Gleitschuh und einem Zylinderkolben einer Kolbenmaschine bekannt, bei der eine kalottenförmige Ausnehmung für die Aufnahme eines Kugelkopfes eines Gleitschuhs an der Stirnseite des Zylinderkopfes ausgebildet ist. Eine formschlüssige Verbindung ergibt sich durch Erhitzen der kalottenförmigen Ausnehmung und/oder Abkühlen des Kugelkopfes. Um eine Schmierwirkung der Gelenkverbindung zu bewirken sind in der kalottenförmigen Ausnehmung und dem Kugelkopf des Gleitschuh jeweils eine Längsbohrung ausgebildet, um einen Druckmittelfuß zu ermöglichen.
Aus der DE 10 2005 030 052 A1 ist ferner eine Antriebseinrichtung bekannt, bei der ein Spindeltrieb über einen Motor mit Getriebe und Kupplung das automatische Schließen und Öffnen bewerkstelligt.
Für alternative Antriebssysteme, bei denen beispielsweise eine Gasfeder in einem Überrohr durch Druckbeaufschlagung hin- und herbewegt werden kann, sind jedoch auch neue Gelenkverbindungen erforderlich.
Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Gelenkverbindung für Antriebssysteme zu schaffen, die einfach aufgebaut, leicht montierbar und kostengünstig herzustellen ist.
Diese Aufgabe wird durch, eine Gelenkverbindungmit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche haben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung zum Gegenstand.
Somit wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Kugelpfanne eine Bohrung aufweist, durch die die Ausnehmung und die Aufnahmekammer miteinander verbunden sind, wobei sich die vom kugelabschnittsförmigen Bereich schräg zum Mittellängsachse in die Aufnahmekammer erstreckt.
Damit die Ausnehmung bei eingeführtem Kopf des Kugelzapfens gegen die Umgebung der Kugelpfanne abgedichtet ist, weist die Ausnehmung eine erste Nut zur Aufnahme eines Dichtungselements auf.
Damit das Kugelpfannengehäuse auf einfache Weise mit beispielsweise einer Antriebseinrichtung verbunden werden kann, weist die Anschlussausnehmung ein Innengewinde auf.
Vorzugsweise erstreckt sich durch den Kugelzapfen eine Bohrung, wobei an der dem Kugelkopf gegenüberliegenden Seite des Kugelzapfens ein Druckanschluss anbringbar ist.
Damit der Kopf des Kugelzapfens sicher in der Ausnehmung gehalten wird, weist die Ausnehmung eine Nut zur Aufnahme eines Sicherungselements auf.
Alternativ weist die Ausnehmung sich nach außen erstreckende Schlitze zur Aufnahme eines Sicherungselements auf, das in Form einer Blattfeder ausgebildet ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in der Zeichnung dargestellt und im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
1 Einen Längsschnitt durch eine Antriebseinrichtung mit einem erfindungsgemäßen Gelenkverbindung
2 eine Detailansicht einer weiteren Ausführungsform der Gelenkverbindung im Längsschnitt
3 eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform der Gelenkverbindung
4 Einen 3D-Schnitt der in 3 dargestellten Gelenkverbindung
In 1 ist eine Antriebseinrichtung dargestellt, die eine Gasfeder 1 mit einer Mittellängsachse A, einem Druckrohr 2 mit einem geschlossenen ersten Ende 3 und einem dem geschlossenen Ende 3 gegenüberliegenden zweiten Ende 4 umfasst. Durch das zweite Ende 4 ist in koaxialer Anordnung zum Druckrohr 2 bzw. zur Mittellängsachse A eine Kolbenstange 5 mittels einer Dichtungs- und Führungseinrichtung 6 aus dem Druckrohr 2 abgedichtet herausgeführt. An dem geschlossenen Ende 3 des Druckrohrs 2 ist ein erstes Anschlusselement angeordnet, das nachfolgend als Kugelpfanne 7 bezeichnet wird.
An dem im Druckrohr 2 liegenden Ende der Kolbenstange 5 ist ein Kolben 8 angeordnet, der das Druckrohr 2 in eine erste Arbeitskammer 9, durch die sich die Kolbenstange 5 erstreckt, und eine zweite Arbeitskammer 10 teilt. Damit das im Druckrohr 2 befindliche, unter Druck stehende Gas von einer Arbeitskammer in die andere strömen kann, können bei Gasfedern als bekannt vorausgesetzte Überströmeinrichtungen, beispielsweise eine sich in axialer Richtung erstreckende Nut 11 im Druckrohr 2 und/oder ein unterströmbarer Kolbenring 12, vorgesehen sein. An dem sich außerhalb des Druckrohrs 2 befindlichen Ende der Kolbenstange 5 ist ein Gewindezapfen 13 mit einem geringeren Außendurchmesser ausgebildet.
Die Antriebseinrichtung umfasst ferner ein Überrohr 14 mit einem durch einen Boden 15 verschlossenen ersten Ende 16 und einem dem ersten Ende 16 gegenüberliegenden offenen zweiten Ende 17, Die Gasfeder 1 ist mit ihrem ersten Ende 3 in das Überrohr 14 eingeschoben, wobei der Gewindezapfen 13 der Kolbenstange 5 durch eine koaxial zur Mittellängsachse A angeordnete Öffnung 18 im Boden 15 des Überrohrs 14 durchgeführt ist. Dabei liegt die Kolbenstange 5 mit einer durch den Übergang von Kolbenstange 5 zu Gewindezapfen 13 mit geringerem Außendurchmesser gebildeten Schulter 19 am Boden 15 im Inneren des Überrohrs 14 an.
Eine Axialbohrung 20 erstreckt sich von dem außerhalb des Druckrohres 2 liegenden Ende der Kolbenstange 5 durch den Gewindezapfen 13 und mündet in eine mit dem Inneren des Überrohrs 14 in Verbindung stehende Radialbohrung 21.
Über dem zweiten Ende 4 der Gasfeder 1 ist eine Dichtungs- und Führungskappe 22 angeordnet, durch die sich die Kolbenstange 5 erstreckt. Die Dichtungs- und Führungskappe 22 sitzt mit Presssitz auf dem Druckrohr 2 oder weist wenigstens einen Vorsprung 23 auf, der in eine im Druckrohr 2 ausgebildeten Vertiefung 24 einrastet. Die Vertiefung 24 kann sowohl als eine umlaufende Sicke oder als eine oder mehrere punktuelle Vertiefungen, auch Knaggen genannt, ausgebildet sein.
Die Dichtungs- und Führungskappe 22 weist an ihrer dem Boden 15 zugewandten Seite eine Ringnut 25 auf, in die ein Dichtungsring 26 eingesetzt ist, die das Überrohr 15 zu dessen zweiten Ende 17 hin abdichtet. Auf den durch die Öffnung 18 ragenden Gewindezapfen 13 ist ein zweites Anschlusselement angeordnet, das nachfolgend als Kugelpfanne 27 bezeichnet wird.
2 zeigt einen Ausschnitt der in 1 gezeigten Antriebseinrichtung. Insbesondere ist ein durch die Kugelpfanne 27 und einen Kugelzapfen 28 gebildete Gelenkverbindung 29 abgebildet. Die Kugelpfanne 27 umfasst eine kugelkalottenartige Ausnehmung 30 in die ein am Kugelzapfen 28 ausgebildeter kugelförmiger Kopf 31 schwenkbar aufnehmbar ist. Die Ausnehmung 30 weist einen kugelabschnittsförmigen Bereich 30a und einen im Wesentlichen zylindrischen Bereich 30b Die Ausnehmung 30 weist in ihrer Innenwand eine erste umlaufende Nut 32 auf, in die ein als federnder Sicherungsring 33 ausgebildetes Sicherungselement 34 eingesetzt ist. Der Sicherungsring 33 verhindert ein unbeabsichtigtes Herausrutschen des Kopfes 31 aus der Ausnehmung 30 und hintergreift den Kopf 31, wenn dieser vollständig in die Ausnehmung 30 eingeführt ist.
Zusätzlich ist eine zweite Nut 35 in der Innenwand der Ausnehmung 30 vorgesehen, die in etwa auf Höhe des Äquators des Kopfes 31, wenn dieser vollständig in die Ausnehmung 30 eingeführt ist, ausgebildet ist. In der zweiten Nut 35 ist ein O-ringförmiges Dichtungselement 36 eingelegt.
Die Kugelpfanne 27 weist einen Befestigungsschaft 37 auf, in dem eine Aufnahmekammer 38 mit einem Innengewinde 39 ausgebildet ist, mit dem die Kugelpfanne auf den Gewindezapfen 13 aufgeschraubt ist. Alternativ ist es jedoch möglich, dass der Gewindezapfen 13 mit einem selbstschneidenden Gewinde versehen ist, der ein entsprechendes Innengewinde in die Aufnahmekammer 38 schneidet.
Im Gegensatz zu der in 2 dargestellten Ausführungsform, bei der ein flaches scheibenartiges Dichtungselement 40 zwischen dem Boden 15 des Überrohrs 15 und dem Befestigungsschaft 37 angeordnet ist, weist das dem zum Boden 15 zugewandte offenen Ende der Aufnahmekammer 38 eine Durchmessererweiterung 41 auf, in die ein O-ringförmiges Dichtungselement 40' eingesetzt ist. Die Kugelpfanne 27 ist mit dem Befestigungsschaft 37 an den Gewindezapfen 13 angeschlossen.
Ferner weist die Kugelpfanne 27 eine Bohrung 42 auf, welche die Aufnahmekammer 38 mit der Ausnehmung 30 verbindet. Die Bohrung erstreckt sich dabei von dem kugelabschnittsförmigen Bereich 30a schräg zur Mittellängsachse A in die Aufnahmekammer 38.
Der Kopf 31 des Kugelzapfens 28 weist an der dem kugelkalottenförmigen Ausnehmung 30 zugewandten Seite eine Abflachung auf. An der der kugelkalottenförmigen Ausnehmung 30 gegenüberliegenden Seite des Kopfes 31 schließt sich ein konisch geformter Hals 43 an, der in eine im Wesentlichen ringförmige Anlageschulter 44 und dann in einen Gewindeabschnitt 45 mit einem Außengewinde 46 übergeht.
Eine koaxial zu einer Mittellängsachse B ausgebildete Durchgangsbohrung 47 erstreckt sich in axialer Richtung durch den Kugelzapfen 28 hindurch. Die Durchgangsbohrung 47 ist am Gewindeabschnitt 45 an einen nicht dargestellten Druckanschluss anschließbar. Somit kann das Innere des Überrohrs 14 über Kugelzapfen 28, Kugelpfanne 27 und Kolbenstange 5 mit Druck beaufschlagt werden, damit das Druckrohr 2 aus dem Überrohr 14 solange ausgeschoben werden kann, bis vorzugsweise der Kolben 8 gedämpft in Anlage mit einer Anschlagseinrichtung kommt, die im Wesentlichen durch das Dichtungs- und Führungspaket 6 oder nicht gezeigte Haltevorrichtungen, beispielsweise Sicken oder Knaggen, im Druckrohr 2 der Gasfeder 1 gebildet wird.
Die 3 und 4 zeigen eine weitere Ausführungsform der Kugelpfanne 27, die bevorzugt aus Kunststoff hergestellt ist. Die Arretierung des Kopfes 31 des Kugelzapfens 28 wird durch eine an die Form der Kugelpfanne 27 angepasste als Blattfeder 48 ausgebildetes Sicherungselement 33' erreicht, die durch schräg in der Kugelpfanne 27 angeordnete Schlitze 49 greifen, wobei die Enden der Blattfeder 48 an der dem Hals 43 zugekehrten Fläche des Kopfes 31 zur Anlage kommen. In der kegelkalottenförmigen Ausnehmung 30 ist lediglich die Nut 35 ausgebildet, in welche der Dichtungsring 36 eingelegt ist.
Durch die beispielhaft beschriebenen Ausführungsformen der Gelenkverbindung 29, lässt sich betriebssicher ein Fluid, beispielsweise Gas, Druckluft, Öl oder dergleichen, über den Kugelzapfen 28, die Kugelpfanne 27 in das Innere des Überrohres 14 hinein- oder aus diesem herausbefördern.
Bezugszeichenliste

1: Gasfeder
2: Druckrohr
3: erstes Ende
4: zweites Ende
5: Kolbenstange
6: Dichtungs- und Führungseinrichtung
7: Kugelpfanne
8: Kolben
9: erste Arbeitskammer
10: zweite Arbeitskammer
11: Nut
12: Kolbenring
13: Gewindezapfen
14: Überrohr
15: Boden
16: erstes Ende
17: zweites Ende
18: Öffnung
19: Schulter
20: Axialbohrung
21: Radialbohrung
22: Dichtungs- und Führungskappe
23: Vorsprung
24: Vertiefung
25: Ringnut
26: Dichtungsring
27: Kugelpfanne
28: Kugelzapfen
29: Gelenkverbindung
30: Ausnehmung
30a: kugelabschnittsförmiger Bereich
30b: zylindrischer Bereich
31: Kopf
32: erste Nut
33: Sicherungsring
34: Sicherungselement
34': Sicherungselement
35: zweite Nut
36: Dichtungselement
37: Befestigungsschaft
38: Aufnahmekammer
39: Innengewinde
39': Dichtungselement
40: Dichtungselement
41: Durchmessererweiterung
42: Bohrung
43: Hals
44: Anlageschulter
45: Gewindeabschnitt
46: Außengewinde
47: Durchgangsbohrung
48: Blattfeder
49: Schlitz
A: Mittellängsachse
B: Mittellängsachse

Claims

Gelenkverbindung mit einer Kugelpfanne, die eine kugelkalottenförmig ausgebildete Ausnehmung zur Aufnahme eines kugelförmigen Kopfes eines Kugelzapfens und einen Befestigungsschaft mit einer Aufnahmekammer zur Anbindung an ein Bauteil, insbesondere an ein Bauteil einer Antriebseinrichtung, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugelpfanne (27) eine Bohrung (42) aufweist, über die die Ausnehmung (30) und die Aufnahmekammer (38) miteinander verbunden sind, wobei sich die Bohrung vom kugelabschnittsförmigen Bereich (30a) schräg zur Mittellängsachse A in die Aufnahmekammer erstreckt.
Gelenkverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (30) eine Nut (35) zur Aufnahme eines Dichtungselements (36) aufweist.
Gelenkverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmekammer (38) ein Innengewinde (39) aufweist.
Gelenkverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich durch den Kugelzapfen (28) eine Durchgangsbohrung (47) erstreckt.
Gelenkverbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an der dem Kopf (31) des Kugelzapfens (28) gegenüberliegenden Seite ein Druckanschluss vorgesehen ist.
Gelenkverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (30) eine Nut (32) zur Aufnahme eines Sicherungselements (34) aufweist.
Gelenkverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (30) sich nach außen erstreckende Schlitze (49) zur Aufnahme eines Sicherungselements (34') aufweist.