DE102020100014A1 - Fügeanordnung aufweisend ein Aufnahmemittel und ein Kugelgelenk - Google Patents

Fügeanordnung aufweisend ein Aufnahmemittel und ein Kugelgelenk Download PDF

Info

Publication number
DE102020100014A1
DE102020100014A1 DE102020100014.6A DE102020100014A DE102020100014A1 DE 102020100014 A1 DE102020100014 A1 DE 102020100014A1 DE 102020100014 A DE102020100014 A DE 102020100014A DE 102020100014 A1 DE102020100014 A1 DE 102020100014A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
joint
ball
joining arrangement
receiving means
receiving opening
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102020100014.6A
Other languages
English (en)
Inventor
Helmut Jakobsmeyer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hella GmbH and Co KGaA
Original Assignee
Hella GmbH and Co KGaA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hella GmbH and Co KGaA filed Critical Hella GmbH and Co KGaA
Priority to DE102020100014.6A priority Critical patent/DE102020100014A1/de
Priority to PCT/EP2020/085095 priority patent/WO2021136630A1/de
Priority to CN202080091590.7A priority patent/CN114945754B/zh
Publication of DE102020100014A1 publication Critical patent/DE102020100014A1/de
Priority to US17/856,694 priority patent/US20220333637A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00Pivots; Pivotal connections
    • F16C11/04Pivotal connections
    • F16C11/06Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints
    • F16C11/0619Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints the female part comprising a blind socket receiving the male part
    • F16C11/0623Construction or details of the socket member
    • F16C11/0647Special features relating to adjustment for wear or play; Wear indicators
    • 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
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00Pivots; Pivotal connections
    • F16C11/04Pivotal connections
    • F16C11/06Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints
    • F16C11/0619Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints the female part comprising a blind socket receiving the male part
    • F16C11/0623Construction or details of the socket member
    • 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
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00Pivots; Pivotal connections
    • F16C11/04Pivotal connections
    • F16C11/06Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints
    • F16C11/0619Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints the female part comprising a blind socket receiving the male part
    • F16C11/0623Construction or details of the socket member
    • F16C11/0642Special features of the plug or cover on the blind end of the socket
    • 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
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00Pivots; Pivotal connections
    • F16C11/04Pivotal connections
    • F16C11/06Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints
    • F16C11/0619Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints the female part comprising a blind socket receiving the male part
    • F16C11/0623Construction or details of the socket member
    • F16C11/0657Construction or details of the socket member the socket member being mainly made of plastics
    • 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
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00Pivots; Pivotal connections
    • F16C11/04Pivotal connections
    • F16C11/06Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints
    • F16C11/0685Manufacture of ball-joints and parts thereof, e.g. assembly of ball-joints
    • 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
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00Pivots; Pivotal connections
    • F16C11/04Pivotal connections
    • F16C11/06Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints
    • F16C11/0685Manufacture of ball-joints and parts thereof, e.g. assembly of ball-joints
    • F16C11/069Manufacture of ball-joints and parts thereof, e.g. assembly of ball-joints with at least one separate part to retain the ball member in the socket; Quick-release systems
    • 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
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00Pivots; Pivotal connections
    • F16C11/04Pivotal connections
    • F16C11/06Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints
    • F16C11/0695Mounting of ball-joints, e.g. fixing them to a connecting rod
    • 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
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00Pivots; Pivotal connections
    • F16C11/04Pivotal connections
    • F16C11/10Arrangements for locking
    • F16C11/103Arrangements for locking frictionally clamped
    • F16C11/106Arrangements for locking frictionally clamped for ball joints
    • 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
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00Pivots; Pivotal connections
    • F16C11/04Pivotal connections
    • F16C11/12Pivotal connections incorporating flexible connections, e.g. leaf springs
    • 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
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2220/00Shaping
    • F16C2220/02Shaping by casting
    • F16C2220/04Shaping by casting by injection-moulding
    • 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
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2226/00Joining parts; Fastening; Assembling or mounting parts
    • F16C2226/50Positive connections
    • F16C2226/70Positive connections with complementary interlocking parts
    • F16C2226/74Positive connections with complementary interlocking parts with snap-fit, e.g. by clips
    • 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
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2362/00Apparatus for lighting or heating

Landscapes

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

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fügeanordnung (100) aufweisend ein Aufnahmemittel (1) mit einer Aufnahmeöffnung (10) und ein in das Aufnahmemittel (1) eingespreiztes Kugelgelenk (2), wobei das Kugelgelenk (2) einen Gelenkzapfen (3) mit einer Gelenkkugel (31) und eine Gelenkpfanne (4) zur Aufnahme der Gelenk-kugel (31) umfasst, wobei die Gelenkpfanne (4) wenigstens zwei Flügel (5) mit jeweils einer innenliegenden Gelenkfläche (50) aufweist, wobei die Gelenkflächen (50) mit der Gelenkkugel (31) in Kontakt stehen und die Gelenkkugel (31) abschnittsweise umschließen. Erfindungsgemäß weisen die Flügel (5) jeweils einen rückfederbaren Nachgiebigkeitsabschnitt (51) auf, über welchen die jeweilige Gelenkfläche (50) mit definierter Kraft (F) auf die Gelenkkugel (31) drückt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fügeanordnung aufweisend ein Aufnahmemittel mit einer Aufnahmeöffnung und ein in das Aufnahmemittel eingespreiztes Kugelgelenk, wobei das Kugelgelenk einen Gelenkzapfen mit einer Gelenkkugel und eine Gelenkpfanne zur Aufnahme der Gelenkkugel umfasst, wobei die Gelenkpfanne wenigstens zwei Flügel mit jeweils einer innenliegenden Gelenkfläche aufweist, wobei die Gelenkflächen mit der Gelenkkugel in Kontakt stehen und die Gelenkkugel abschnittsweise umschließen.
  • STAND DER TECHNIK
  • Als Kugelgelenk wird ein Gelenk bezeichnet, bei dem der Gelenkskopf eine kugelähnliche Form besitzt, wobei das Gegenstück, welches den Kopf je nach Gelenk in unterschiedlichem Maße umschließt, als Gelenkpfanne bezeichnet wird. Durch diese Geometrie ist ein Kugelgelenk prinzipiell dreiachsig drehbar, wobei translatorische Bewegungen nicht möglich sind. Der Gelenkskopf ist beispielsweise als eine Gelenkkugel an einem zylindrischen Gelenkzapfen ausgebildet.
  • Kugelgelenke werden beispielsweise beim Aufbau von Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtungen verwendet, wo sie etwa zur Befestigung eines Lichtmoduls an einem Tragrahmen dienen. Dazu wird der Gelenkzapfen vorzugsweise als eine Kugelschraube ausgebildet, welche mit dem zu montierenden Lichtmodul verschraubbar ist, und die Gelenkpfanne wird mit dem Tragrahmen verbunden, insbesondere in eine entsprechende Aufnahmeöffnung eines Aufnahmemittels, welches auch als Schnittstelle bezeichnet wird, federnd eingespreizt. Dadurch wird das Lichtmodul an einer gewünschten Position am Tragrahmen arretiert, verbleibt aber aufgrund der rotatorischen Freiheitsgrade des Kugelgelenks derart verschwenkbar, dass eine Feineinstellung des Lichtmoduls in Relation zu weiteren optischen Komponenten, beispielsweise einer Linse, möglich ist, um einen gewünschten Lichteindruck der Fahrzeugbeleuchtungseinrichtung zu generieren.
  • Beispielsweise offenbart die EP 3 299 642 A1 einen Fahrzeugscheinwerfer umfassend ein Kugelgelenk, ein Lichtmodul und einen Tragrahmen, wobei das Kugelgelenk den Tragrahmen mit dem Lichtmodul oder mit einer fahrzeugseitig gelegenen Trägereinheit verbindet, wobei das Kugelgelenk in einer Längsposition drehbar ist.
  • Eine kritische Größe für die Praxis stellt das Verstelldrehmoment als Maß für die Klemmwirkung dar, d.h. dasjenige Drehmoment, welches zur Drehung der Gelenkkugel an einem Aufpunkt des Gelenkzapfens angreifen muss. Einerseits muss sichergestellt sein, dass das aufgenommene Lichtmodul durch im Fahrbetrieb auftretende Erschütterungen, Beschleunigungen oder Temperaturschwankungen nicht signifikant aus seiner werksseitig einjustierten Sollposition ausgelenkt werden kann. Andererseits muss eine ausreichende Beweglichkeit der Kugelgelenke gegeben sein, um einen fehlerfreien Montage- und Justierprozess zu ermöglichen. Dabei ist ferner zu berücksichtigen, dass durch Fertigungs- und Montagetoleranzen zusätzliche Beiträge zum Verstelldrehmoment geleistet werden. Da Lichtmodule üblicherweise mittels einer Mehrzahl von Kugelgelenken am Tragrahmen befestigt werden, kann das Zusammenwirken solch maßlicher Toleranzen signifikante Effekte zur Folge haben.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Weiterbildung einer Fügeanordnung aufweisend ein Aufnahmemittel mit einer Aufnahmeöffnung und ein in das Aufnahmemittel eingespreiztes Kugelgelenk, wobei das Kugelgelenk einen Gelenkzapfen mit einer Gelenkkugel und eine Gelenkpfanne zur Aufnahme der Gelenkkugel umfasst, wobei die Gelenkpfanne wenigstens zwei Flügel mit jeweils einer innenliegenden Gelenkfläche aufweist, wobei die Gelenkflächen mit der Gelenkkugel in Kontakt stehen und die Gelenkkugel abschnittsweise umschließen, vorzuschlagen, wobei insbesondere die Möglichkeit einer Beeinflussung des Verstelldrehmoments gegeben ist.
  • Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Fügeanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die Flügel jeweils einen rückfederbaren Nachgiebigkeitsabschnitt aufweisen, über welchen die jeweilige Gelenkfläche mit definierter Kraft auf die Gelenkkugel drückt.
  • Die Erfindung geht dabei von dem Gedanken aus, das Verstelldrehmoment über den Anpressdruck auf die Gelenkkugel zu beeinflussen, wobei der Anpressdruck durch die definierte Kraft bestimmt ist, welche der rückfederbare Nachgiebigkeitsabschnitt auf die Gelenkkugel ausübt. Dazu wird der Nachgiebigkeitsabschnitt in einem Spalt zwischen der Gelenkkugel und dem Aufnahmemittel aufgenommen und nach Maßgabe des Spaltmaßes gestaucht, wodurch eine entsprechende elastische Spannung aufgebaut wird. Die Festlegung der Größe der definierten Kraft kann durch eine gezielte Dimensionierung des Spaltmaßes vorgenommen werden, vorzugsweise über eine entsprechende Ausgestaltung des Aufnahmemittels. Die Nachgiebigkeit des Nachgiebigkeitsabschnitts wird durch dessen Geometrie realisiert, beispielsweise durch eine mehrfach gewinkelte Gestalt nach Art einer zusammendrückbaren Feder.
  • Somit ist es erfindungsgemäß möglich, das Verstelldrehmoment des Gelenkzapfens des Kugelgelenks in der Fügeanordnung bedarfsgerecht anzupassen, d.h. beispielsweise an das Gewicht eines daran aufzunehmenden Lichtmoduls und/oder an kundenspezifische Vorgaben hinsichtlich der Montageeigenschaften, beispielsweise eine hysteresefreie Verstellbarkeit.
  • In vorteilhafter Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fügeanordnung weist das Aufnahmemittel eine umfänglich an die Aufnahmeöffnung angrenzende Stützfläche auf, wobei der Nachgiebigkeitsabschnitt mit der Stützfläche in Wechselwirkung steht. Die Wechselwirkung kommt insbesondere durch einen direkten Körperkontakt zwischen Stützfläche und Nachgiebigkeitsabschnitt zustande, derart, dass der Nachgiebigkeitsabschnitt dabei zwischen der Stützfläche und der Gelenkkugel gestaucht wird. Insbesondere ist die definierte Kraft durch eine Auswahl der Dimensionen der Aufnahmeöffnung vorwählbar, beispielsweise durch eine Auswahl des Durchmessers im Falle einer runden Aufnahmeöffnung. Je kleiner der Durchmesser der Aufnahmeöffnung und damit der daran angrenzenden, ringförmigen Stützfläche, desto stärker wird der zwischen der Stützfläche und der Gelenkkugel verlaufende Nachgiebigkeitsabschnitt der Flügel komprimiert, d.h. desto größer ist der Anpressdruck auf die Gelenkkugel, woraus eine Erhöhung der Klemmwirkung und des Verstelldrehmoments resultiert.
  • Vorzugsweise weist die Gelenkpfanne wenigstens zwei Rastarme auf, welche in das Aufnahmemittel eingespreizt sind. Die Rastarme werden im Zuge der Einrichtung der Fügeanordnung durch die Aufnahmeöffnung geschoben, und anschließend wird der Gelenkzapfen mit der Gelenkkugel in die Gelenkpfanne eingeschoben, wobei die Gelenkpfanne aufgespreizt wird und die Rastarme in das Aufnahmemittel einrasten.
  • Insbesondere kann das Aufnahmemittel dazu einen rückseitig um die Aufnahmeöffnung umfänglich umlaufenden Rastkragen aufweisen, wobei die Rastarme in den Rastkragen eingespreizt sind.
  • Mit weiterem Vorteil umfassen die Rastarme jeweils eine Rastnase, wobei die Rastnasen jeweils eine innenliegende Gelenkfläche aufweisen, wobei die Gelenkflächen der Rastnasen mit der Gelenkkugel in Kontakt stehen und die Gelenkkugel abschnittsweise umschließen. Die Gelenkflächen der Rastnasen bilden somit einen rückwärtigen Abschnitt des Pfannenlagers für die Gelenkkugel. Die Funktion der Rastnasen besteht zudem in der Bildung einer Sekundärverriegelung der Fügeanordnung, derart, dass die Gelenkpfanne nach Aufnahme der Gelenkkugel nicht mehr aus dem Aufnahmemittel herausgezogen werden kann.
  • In weiterer vorteilhafter Ausführungsform weisen die Flügel rückseitig jeweils wenigstens ein Federelement auf, wobei die Federelemente mit einer um die Aufnahmeöffnung umlaufenden Stirnfläche auf dem Aufnahmemittel in Kontakt stehen. Die Federelemente dienen einem Ausgleich von axialen Fertigungstoleranzen, indem sie in unterschiedlichem Maße komprimierbar sind. Durch einen solchen Toleranzausgleich werden insbesondere unerwünschte Beiträge zum Verstelldrehmoment verhindert.
  • Vorzugsweise ist der Gelenkzapfen als eine Kugelschraube mit einem Gewindeabschnitt ausgebildet. Somit kann ein Lichtmodul oder sonstiges Bauteil mittels einer Schraubverbindung an der erfindungsgemäßen Fügeanordnung aufgenommen werden.
  • Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung mit einem Lichtmodul und einem Tragrahmen, wobei das Lichtmodul mittels einer erfindungsgemäßen Fügeanordnung in einer der vorgenannten Ausführungsformen an dem Tragrahmen aufgenommen ist.
  • Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage eines Lichtmoduls an einem Tragrahmen einer Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung, wobei eine erfindungsgemäßen Fügeanordnung in einer der vorgenannten Ausführungsformen zur Aufnahme des Lichtmoduls an dem Tragrahmen eingerichtet wird, wobei die definierte Kraft, mit welcher die Gelenkflächen der Flügel auf die Gelenkkugel drücken, vorgewählt wird. Vorzugsweise wird die definierte Kraft dabei durch eine Auswahl der Dimensionen der Aufnahmeöffnung vorgewählt.
  • Figurenliste
  • Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
    • 1a-d perspektivische Ansichten einer Gelenkpfanne für eine erfindungsgemäße Fügeanordnung;
    • 2 eine perspektivische Querschnittsansicht eines Aufnahmemittels für eine erfindungsgemäße Fügeanordnung; und
    • 3a, b perspektivische Querschnittsansichten einer erfindungsgemäßen Fügeanordnung.
  • Die 1 a bis 1d zeigen perspektivische Ansichten einer Gelenkpfanne 4 für eine erfindungsgemäße Fügeanordnung, wobei die Gelenkpfanne 4 die zwei Flügel 5 sowie die zwei Rastarme 6 umfasst. Die Aufteilung in zwei Flügel 5, welche sich rückseitig jeweils zu einem Arm verjüngen, bedingt die Spreizbarkeit der Gelenkpfanne 4 zur Aufnahme der Gelenkkugel eines Gelenkzapfens. Die Gelenkpfanne 4 besteht beispielsweise aus einem thermoplastischen Kunststoff, etwa Polyproxyethylen (PON), und wird vorteilhaft mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt.
  • Die beiden Flügel 5 umfassen jeweils zwei erfindungsgemäße Nachgiebigkeitsabschnitte 51, welche sich vom Umfang der Gelenkpfanne 4 in Richtung auf die Aufnahmeöffnung für die Gelenkkugel hin erstrecken. Am innenliegenden Endabschnitt der Nachgiebigkeitsabschnitte 51 sind die Gelenkflächen 50 angeformt, welche eine gekrümmte Kontur entsprechend einem Kugelsegment aufweisen und zur Anlage an die Gelenkkugel vorgesehen sind. Die rückfederbare Nachgiebigkeit der Nachgiebigkeitsabschnitte 51 ist durch deren geometrische Ausgestaltung gegeben. So weisen die Nachgiebigkeitsabschnitte 51 einen mehrfach gewinkelten, etwa Z-förmigen Querschnitt auf und können daher vergleichbar mit einem Federelement durch eine Druckbelastung komprimiert werden. Eine derartige Druckbelastung erfolgt insbesondere dadurch, dass in einer erfindungsgemäßen Fügeanordnung die Nachgiebigkeitsabschnitte 51 zwischen einer in der Gelenkpfanne 4 aufgenommenen Gelenkkugel und einer Stützfläche am Aufnahmemittel eingeklemmt sind. Dabei ist der knieförmige Vorsprung der Nachgiebigkeitsabschnitte 51 zur Anlage an der aufnahmemittelseitigen Stützfläche vorgesehen.
  • Des Weiteren umfassen die zwei Flügel 5 jeweils zwei rückseitig angeordnete Federelemente 52 in Gestalt von bügelartigen Anformungen, welche zur Anlage an das Aufnahmemittel in einer erfindungsgemäßen Fügeanordnung vorgesehen sind. Durch die Federelemente 52 ist ein axialer Toleranzausgleich beim Einbau des Kugelgelenks in das Aufnahmemittel möglich.
  • Die beiden Rastarme 6 dienen dem Einrasten der Gelenkpfanne 4 in das Aufnahmemittel. Über die an den Rastnasen 61 angeformten Gelenkflächen 60 stehen die Rastarme 6 in Wechselwirkung mit der Gelenkkugel und werden durch diese in der Fügeanordnung aufgespreizt.
  • 2 zeigt eine perspektivische Querschnittsansicht eines Aufnahmemittels 1 für eine erfindungsgemäße Fügeanordnung. Das Aufnahmemittel 1 weist eine etwa tassenförmige Gestalt auf mit einer hier beispielhaft kreisrunden Aufnahmeöffnung 10, welche zur Aufnahme der Gelenkpfanne des zugeordneten Kugelgelenks dient. Vorderseitig grenzt an die Aufnahmeöffnung 10 die Stützfläche 11 an, welche die Aufnahmeöffnung 10 umfänglich umläuft und dazu vorgesehen ist, mit den Nachgiebigkeitsabschnitten des Kugelgelenks zur Wechselwirkung gebracht zu werden. Die vorderseitige, ringförmige Stirnfläche 13 dient der Anlage der Federelemente der Gelenkpfanne. Die Dimension D der Aufnahmeöffnung 10, hier dargestellt als der Durchmesser, kann erfindungsgemäß zweckmäßig vorgewählt werden, um einen gewünschten Kompressionsgrad der Nachgiebigkeitsabschnitte zu bewirken und somit eine definierte Kraft auf die aufgenommene Gelenkkugel auszuüben. Ferner umfasst das Aufnahmemittel 1 den rückseitig um die Aufnahmeöffnung 10 umfänglich umlaufenden Rastkragen 12, in welchem die Rastarme des Kugelgelenks beim Aufbau der erfindungsgemäßen Fügeanordnung eingespreizt werden.
  • Die 3a und 3b zeigen perspektivische Querschnittsansichten einer erfindungsgemäßen Fügeanordnung 100 mit einem Kugelgelenk 2, welches in das Aufnahmemittel 1 eingespreizt ist. In der Gelenkpfanne 4 ist der Gelenkzapfen 3, ausgeführt als eine Kugelschraube 30 mit dem Gewindeabschnitt 32, aufgenommen, wobei verfahrensseitig zunächst die Gelenkpfanne 4 in die Aufnahmeöffnung 10 am Aufnahmemittel 1 eingesetzt wird und anschließend die Fügeanordnung 100 durch Einschieben des Gelenkzapfens 3 bzw. der Gelenkkugel 31 in die Gelenkpfanne 4 zustande kommt. Beim Einschieben der Gelenkkugel 31 in die Gelenkpfanne 4 werden sowohl die beiden Flügel 5 als auch die beiden Rastarme 6 auseinandergespreizt, wodurch die Nachgiebigkeitsabschnitte 51 in Wechselwirkung mit der Stützfläche 11 am Aufnahmemittel 1 treten und die Rastarme 6 in den Rastkragen 12 einrasten.
  • Der Kontakt mit der Stützfläche 11 kommt im Bereich des umlaufenden, knieförmig ausgebildeten Vorsprungs der Nachgiebigkeitsabschnitte 51 zustande, wobei eine Stauchung der Nachgiebigkeitsabschnitte 51 auftritt und die definierte Kraft F resultiert, mit welcher die Gelenkflächen 50 auf die Gelenkkugel 31 aufgepresst werden. Diese Kraft F ist maßgeblich für den Reibungswiderstand, welcher zum Verdrehen des Gelenkzapfens 3 überwunden werden muss, und ist somit maßgeblich für das Verstelldrehmoment. Durch eine geeignete Vorauswahl des Durchmessers der Aufnahmeöffnung 10 und damit der Dimensionen der umlaufenden Stützfläche 11 kann das Ausmaß der Stauchung der Nachgiebigkeitsabschnitte 51 und somit der resultierenden definierten Kraft F auf die Gelenkkugel 31 festgelegt werden. Je kleiner der Durchmesser der Aufnahmeöffnung 10 und damit der daran angrenzenden, ringförmigen Stützfläche 11, desto stärker werden die zwischen der Stützfläche 11 und der Gelenkkugel 31 verlaufenden Nachgiebigkeitsabschnitte 51 der Flügel 5 komprimiert, d.h. desto größer ist der Anpressdruck auf die Gelenkkugel 31, woraus eine Erhöhung der Klemmwirkung und des Verstelldrehmoments resultiert. Der umfänglich um die Nachgiebigkeitsabschnitte 51 umlaufende, knieförmige Vorsprung und die Stützfläche 11 bilden wie dargestellt vorzugsweise eine schrägstehende Kontaktfläche aus, d.h. dass die Ebenennormale der Kontaktfläche nichtverschwindende axiale Komponenten aufweist, derart, dass beim Einschieben der Gelenkkugel 31 in die in der Aufnahmeöffnung 10 vorpositionierten Gelenkpfanne 4 der Vorsprung der Nachgiebigkeitsabschnitt 51 an der Stützfläche 11 stufenlos und unter zunehmender Stauchung bis in eine Endposition entlanggleiten kann. Zusätzlich zur Variation des Verstelldrehmoments über die Vorauswahl des Durchmessers der Aufnahmeöffnung 10 am Aufnahmemittel 1 kann die erfindungsgemäße Fügeanordnung 100 auf diese Weise auch zum Ausgleich von radialen Toleranzen, bedingt durch Montage und/oder Fertigung, dienen.
  • Die Klemmwirkung der Gelenkpfanne 4 auf die Gelenkkugel 31 über die Gelenkflächen 50 und 60, kann zudem auch durch maßliche Toleranzen in axialer Richtung unerwünschterweise beeinflusst werden. Zum Ausgleich derartiger axialer Toleranzen dienen die bügelförmigen Federelemente 52, welche an der vorderseitigen Stirnfläche 13 um die Aufnahmeöffnung 10 am Aufnahmemittel 1 anliegen. Beim Einrichten der Fügeanordnung 100, d.h. beim Einschieben der Gelenkkugel 31 in die Gelenkpfanne 4, werden die Federelemente 52 entsprechend gestaucht und die Rastarme 6 gleiten der angeschrägten Kontaktfläche am Rastkragen 12 entlang bis in ihre finale Rastposition. Durch die zusätzlichen Rastnasen 61 wird eine Sekundärverriegelung des Kugelgelenks 2 bewirkt, sodass die Gelenkpfanne 4 bei eingerasteter Gelenkkugel 31 nicht aus dem Aufnahmemittel 1 herausgezogen werden kann.
  • Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiven Einzelheiten, räumliche Anordnungen und Verfahrensschritte, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
  • Bezugszeichenliste
  • 100
    Fügeanordnung
    1
    Aufnahmemittel
    10
    Aufnahmeöffnung
    11
    Stützfläche
    12
    Rastkragen
    13
    Stirnfläche
    2
    Kugelgelenk
    3
    Gelenkzapfen
    30
    Kugelschraube
    31
    Gelenkkugel
    32
    Gewindeabschnitt
    4
    Gelenkpfanne
    5
    Flügel
    50
    Gelenkfläche
    51
    Nachgiebigkeitsabschnitt
    52
    Federelement
    6
    Rastarme
    60
    Gelenkfläche
    61
    Rastnase
    F
    Kraft
    D
    Durchmesser
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 3299642 A1 [0004]

Claims (11)

  1. Fügeanordnung (100) aufweisend ein Aufnahmemittel (1) mit einer Aufnahmeöffnung (10) und ein in das Aufnahmemittel (1) eingespreiztes Kugelgelenk (2), wobei das Kugelgelenk (2) einen Gelenkzapfen (3) mit einer Gelenkkugel (31) und eine Gelenkpfanne (4) zur Aufnahme der Gelenkkugel (31) umfasst, wobei die Gelenkpfanne (4) wenigstens zwei Flügel (5) mit jeweils einer innenliegenden Gelenkfläche (50) aufweist, wobei die Gelenkflächen (50) mit der Gelenkkugel (31) in Kontakt stehen und die Gelenkkugel (31) abschnittsweise umschließen, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügel (5) jeweils einen rückfederbaren Nachgiebigkeitsabschnitt (51) aufweisen, über welchen die jeweilige Gelenkfläche (50) mit definierter Kraft (F) auf die Gelenkkugel (31) drückt.
  2. Fügeanordnung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmemittel (1) eine umfänglich an die Aufnahmeöffnung (10) angrenzende Stützfläche (11) aufweist, wobei der Nachgiebigkeitsabschnitt (51) mit der Stützfläche (11) in Wechselwirkung steht.
  3. Fügeanordnung (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die definierte Kraft (F) durch eine Auswahl der Dimensionen (D) der Aufnahmeöffnung (10) vorwählbar ist.
  4. Fügeanordnung (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkpfanne (4) wenigstens zwei Rastarme (6) aufweist, welche in das Aufnahmemittel (1) eingespreizt sind.
  5. Fügeanordnung (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmemittel (1) einen rückseitig um die Aufnahmeöffnung (10) umfänglich umlaufenden Rastkragen (12) aufweist, wobei die Rastarme (6) in den Rastkragen (12) eingespreizt sind.
  6. Fügeanordnung (100) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastarme (6) jeweils eine Rastnase (61) umfassen, wobei die Rastnasen (61) jeweils eine innenliegende Gelenkfläche (60) aufweisen, wobei die Gelenkflächen (60) der Rastnasen (61) mit der Gelenkkugel (31) in Kontakt stehen und die Gelenkkugel (31) abschnittsweise umschließen.
  7. Fügeanordnung (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügel (5) rückseitig jeweils wenigstens ein Federelement (52) aufweisen, wobei die Federelemente (52) mit einer um die Aufnahmeöffnung (10) umlaufenden Stirnfläche (13) auf dem Aufnahmemittel (1) in Kontakt stehen.
  8. Fügeanordnung (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gelenkzapfen (3) als eine Kugelschraube (30) mit einem Gewindeabschnitt (32) ausgebildet ist.
  9. Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung mit einem Lichtmodul und einem Tragrahmen, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtmodul mittels einer Fügeanordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 an dem Tragrahmen aufgenommen ist.
  10. Verfahren zur Montage eines Lichtmoduls an einem Tragrahmen einer Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung, wobei eine Fügeanordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Aufnahme des Lichtmoduls an dem Tragrahmen eingerichtet wird, wobei die definierte Kraft (F), mit welcher die Gelenkflächen (50) der Flügel (5) auf die Gelenkkugel (31) drücken, vorgewählt wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die definierte Kraft (F) durch eine Auswahl der Dimensionen (D) der Aufnahmeöffnung (10) vorgewählt wird.
DE102020100014.6A 2020-01-02 2020-01-02 Fügeanordnung aufweisend ein Aufnahmemittel und ein Kugelgelenk Pending DE102020100014A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020100014.6A DE102020100014A1 (de) 2020-01-02 2020-01-02 Fügeanordnung aufweisend ein Aufnahmemittel und ein Kugelgelenk
PCT/EP2020/085095 WO2021136630A1 (de) 2020-01-02 2020-12-08 Fügeanordnung aufweisend ein aufnahmemittel und ein kugelgelenk
CN202080091590.7A CN114945754B (zh) 2020-01-02 2020-12-08 具有接纳机构和球铰链的接合组件
US17/856,694 US20220333637A1 (en) 2020-01-02 2022-07-01 Joining arrangement having a receiver and a ball joint

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020100014.6A DE102020100014A1 (de) 2020-01-02 2020-01-02 Fügeanordnung aufweisend ein Aufnahmemittel und ein Kugelgelenk

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102020100014A1 true DE102020100014A1 (de) 2021-07-08

Family

ID=73834480

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102020100014.6A Pending DE102020100014A1 (de) 2020-01-02 2020-01-02 Fügeanordnung aufweisend ein Aufnahmemittel und ein Kugelgelenk

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20220333637A1 (de)
CN (1) CN114945754B (de)
DE (1) DE102020100014A1 (de)
WO (1) WO2021136630A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2024021272A (ja) * 2022-08-03 2024-02-16 株式会社アイシン 開閉装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6837716B1 (en) * 2003-07-02 2005-01-04 Illinois Tool Works Inc. Push-in ball socket
DE202015101103U1 (de) * 2015-03-06 2016-06-09 Böllhoff Verbindungstechnik GmbH Steckkupplung aus Kupplungselement und Kugelzapfen
EP3299642A1 (de) 2016-09-12 2018-03-28 ZKW Group GmbH Fahrzeugscheinwerfer mit kugelgelenk

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2624452B1 (fr) * 1987-12-14 1991-09-20 Cibie Projecteurs Organe de fixation et d'articulation notamment pour dispositif de reglage d'un element optique en particulier pour projecteur de vehicule automobile
FR2900206B1 (fr) * 2006-04-21 2008-07-18 Peugeot Citroen Automobiles Sa Liaison autobloquante entre une piece plane et une tige a extremite spherique.
DE102006041521A1 (de) * 2006-09-05 2008-04-17 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Gelenkverbindung
EP1977862A3 (de) * 2007-04-02 2010-05-19 LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG Werkzeug zur Demontage eines Kugelgelenkverbinders
US9140294B2 (en) * 2012-03-06 2015-09-22 Burton Technologies, Llc High extraction force ball socket
DE102013102197B4 (de) * 2012-03-06 2020-06-04 Burton Technologies, Llc Kugelpfanne mit hoher Ausziehkraft
FR3026449B1 (fr) * 2014-09-25 2017-02-17 Valeo Embrayages Piece de reception d'un ensemble de liaison
AT519541B1 (de) * 2017-01-10 2018-10-15 Zkw Group Gmbh Kugelgelenk
EP3701158B1 (de) * 2017-10-27 2022-06-08 Federal-Mogul Motorparts LLC Kugelpfannenanordnung und verfahren zur herstellung

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6837716B1 (en) * 2003-07-02 2005-01-04 Illinois Tool Works Inc. Push-in ball socket
DE202015101103U1 (de) * 2015-03-06 2016-06-09 Böllhoff Verbindungstechnik GmbH Steckkupplung aus Kupplungselement und Kugelzapfen
EP3299642A1 (de) 2016-09-12 2018-03-28 ZKW Group GmbH Fahrzeugscheinwerfer mit kugelgelenk

Also Published As

Publication number Publication date
CN114945754B (zh) 2024-04-12
CN114945754A (zh) 2022-08-26
US20220333637A1 (en) 2022-10-20
WO2021136630A1 (de) 2021-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102018201496B4 (de) Toleranzausgleichsvorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Toleranzausgleichsvorrichtung
DE102017123424A1 (de) Winkelkupplung
DE102011107080A1 (de) Adapter, Baugruppe mit Adapter sowie Verfahren zur Montage einer solchen Baugruppe
EP3938225A1 (de) Blattfederlager und kraftfahrzeugradaufhängung mit einem solchen
EP3963217A1 (de) Befestigungsanordnung mit dämpfungswirkung und bauteilverbindung mit der befestigungsanordnung
WO2007131830A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur befestigung eines wischermotors an ein wischergestänge
EP1674757A1 (de) Elastisches Lager mit einer Elastomermetallbuchse für ein Kraftfahrzeug
DE29616351U1 (de) Einspannung für den Achskörper einer Fahrzeugachse
DE102016101634A1 (de) Justageelement zum Positionieren eines Anbauteils
DE102020100014A1 (de) Fügeanordnung aufweisend ein Aufnahmemittel und ein Kugelgelenk
DE3509831A1 (de) Scheinwerfer fuer kraftfahrzeuge
DE9400555U1 (de) Anschlußteil für einen Betätigungszug
DE102018005492A1 (de) Schwingungstilger und Verfahren zur Herstellung eines Schwingungstilgers
DE102012101396B3 (de) Elastische Ankopplung einer einen Flansch aufweisenden Baueinheit, um einen passiven Schwingungstilger auszubilden
WO2001012482A1 (de) Düsenträger mit einer abdeckkappe
EP3808604A1 (de) Verstelleinheit für ein indirektes sichtsystem
DE19735753A1 (de) Drehstabanordnung
DE112019007290T5 (de) Fahrzeugbordkamera
EP3806248A1 (de) Steckdose zum elektrischen anschliessen eines anhängers an ein kraftfahrzeug
EP1930990B1 (de) Elektrische Steckverbindung
DE102019206099A1 (de) Vorrichtung zum Befestigen eines ersten Bauteils an einem zweiten Bauteil und zum Verpressen einer Dichtungsanordnung zwischen dem ersten Bauteil und einem dritten Bauteil
DE102020100918A1 (de) Fügeanordnung aufweisend ein Aufnahmemittel und ein Kugelgelenk
DE102006061667A1 (de) Getriebegehäuseteil
DE102022122889B4 (de) Achsstopper
DE102016211992A1 (de) Verfahren zur Vormontage einer Beleuchtungsanordnung

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R012 Request for examination validly filed