DE102021123821B4

DE102021123821B4 - Kugelgelenk

Info

Publication number: DE102021123821B4
Application number: DE102021123821.8A
Authority: DE
Inventors: Yi-Chiu CHOU
Original assignee: RE DAI PREC TOOLS CO Ltd; RE-DAI PRECISION TOOLS Co Ltd
Current assignee: RE DAI PREC TOOLS CO Ltd; RE-DAI PRECISION TOOLS Co Ltd
Priority date: 2020-09-17
Filing date: 2021-09-15
Publication date: 2024-02-15
Anticipated expiration: 2041-09-16
Also published as: US11994178B2; TW202212067A; DE102021123821A1; US20220082133A1; TWI740651B

Abstract

Ein Kugelgelenk (10) weist ein Aufnahmeelement (20) und ein Antriebselement (30) auf. Das Aufnahmeelement (20) weist ein Aufnahmeloch (22) auf, und an einem Innenumfang des Aufnahmelochs (22) sind erste Ausweichabschnitte (221) und erste Anliegeabschnitte (222) ausgebildet, die voneinander versetzt sind, um zu veranlassen, dass die ersten Anliegeabschnitte (222) nicht miteinander verbunden sind. Jeder erste Anliegeabschnitt (222) weist eine erste Anliegefläche (223), eine zweite Anliegefläche (224) und eine benachbarte Kante (225) auf, die zwischen der ersten Anliegefläche (223) und der zweiten Anliegefläche (224) ausgebildet ist. Eine Seite der benachbarten Kante (225) bildet einen Winkel (A) der benachbarten Kante, der größer als 177 Grad und kleiner als 180 Grad ist. Das Antriebselement (30) weist eine im Aufnahmeloch (22) angeordnete abgerundete Basis (31) und eine der abgerundeten Basis (31) gegenüberliegende Antriebssäule (32) auf.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kugelgelenk und insbesondere ein Kugelgelenk für angetriebene Werkzeuge.
TWM 369834 U offenbart einen Mehrzweckwerkzeugadapter mit einem Antriebsstangenkörper und einer Aufnahmehülse. An einem der Aufnahmehülse entsprechenden Ende des Antriebsstangenkörpers ist ein Kugelkopf ausgebildet. An einem äußeren Rand des Kugelkopfes sind durch gleichwinklige Querflächen endseitige Eckenabschnitte ausgebildet, und an einem Ende der Aufnahmehülse ist ein Aufnahmeloch ausgebildet, das den Kugelkopf aufnimmt. An einem inneren Rand des Aufnahmelochs in der Nähe einer Öffnung kann ein Befestigungsring verwendet werden, um den Kugelkopf des Antriebsstangenkörpers selektiv zu begrenzen, und am inneren Rand des Aufnahmelochs sind mehrere bogenförmige konvexe Anliegeränder oder konvexe konische Anliegeränder ausgebildet, die den Querflächen des Kugelkopfs entsprechen, so dass die endseitigen Eckenabschnitte und jeweils zwei benachbarte bogenförmige konvexe Anliegeränder oder konvexe konische Anliegeränder jeweils eine Ausweichnut bilden.
DE 199 20 569 A1 beschreibt eine Gelenkkupplung zur Übertragung von Drehmomenten zwischen fluchtenden oder sich kreuzenden Wellen, insbesondere für Antriebswellen von Kraftfahrzeugen, umfassend einen Gelenktopf, in den ein Gelenkkopf axialverschiebbar und schwenkbeweglich eintaucht.
DE 10 2011 018 853 A1 beschreibt ein als zweites Verbindungsteil dienendes M-Teil mit einem zur Drehmomentübertragung bestimmten Abschnitt, welches in einen Ausnehmungsabschnitt eines als erstes Verbindungsteil dienenden F-Teiles eingesetzt wird, wobei der Abschnitt mit einem, einen Bereich größten Außenumfangs aufweisenden Teil, welches sich zwischen einem Teil am distalen Ende des Abschnitts und einem die Grundseite des Abschnitts bildenden Teil befindet, versehen ist.
Die Innenfläche des Aufnahmelochs der Aufnahmehülse besteht hauptsächlich aus konvexen bogenförmigen Flächen und konkaven bogenförmigen Flächen, um zu veranlassen, dass der sechseckige Kugelkopf eine Schwenkbewegung relativ zum Aufnahmeloch der Aufnahmehülse ausführen kann. Allerdings ist das Drehmoment beim Starten des angetriebenen Werkzeugs ziemlich groß, so dass der Kugelkopf aufgrund der großen Torsion im Aufnahmeloch stecken bleiben kann.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kugelgelenk mit einem Aufnahmeelement und einem Antriebselement bereitzustellen. Das Aufnahmeelement definiert ein erstes Ende und ein dem ersten Ende gegenüberliegendes zweites Ende und weist ein Aufnahmeloch auf, das sich vom zweiten Ende entlang einer ersten Bezugsachse axial nach innen erstreckt. An einem Innenumfang des Aufnahmelochs sind mehrere erste Ausweichabschnitte und mehrere erste Anliegeabschnitte ausgebildet, die sich jeweils linear entlang einer Richtung parallel zur ersten Bezugsachse erstrecken und voneinander versetzt sind, um zu veranlassen, dass die mehreren ersten Anliegeabschnitte nicht miteinander verbunden sind. Jeder der mehreren ersten Anliegeabschnitte weist eine erste Anliegefläche, eine mit der ersten Anliegefläche verbundene zweite Anliegefläche und eine benachbarte Kante auf, die zwischen der ersten Anliegefläche und der zweiten Anliegefläche ausgebildet ist und sich entlang der Richtung parallel zur ersten Bezugsachse erstreckt. Eine Seite der benachbarten Kante, die der ersten Bezugsachse gegenüberliegt, bildet einen Winkel der benachbarten Kante, der größer als 177 Grad und kleiner als 180 Grad ist. Das Antriebselement erstreckt sich axial entlang einer zweiten Bezugsachse und weist eine im Aufnahmeloch angeordnete abgerundete Basis und eine der abgerundeten Basis gegenüberliegende Antriebssäule auf.

1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Kugelgelenks gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht des Kugelgelenks von 1; und
3 und 4 zeigen Querschnittansichten des Kugelgelenks von 1.

Gemäß den 1 bis 4 weist ein Kugelgelenk 10 einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Aufnahmeelement 20 und ein Antriebselement 30 auf.
Das Aufnahmeelement 20 definiert ein erstes Ende 21 und ein dem ersten Ende gegenüberliegendes zweites Ende und weist ein Aufnahmeloch 22 auf, das sich vom zweiten Ende entlang einer ersten Bezugsachse L1 axial nach innen erstreckt. An einem Innenumfang des Aufnahmelochs 22 sind mehrere erste Ausweichabschnitte 221 und mehrere erste Anliegeabschnitte 222 ausgebildet, die sich jeweils linear entlang einer Richtung parallel zur ersten Bezugsachse L1 erstrecken und voneinander versetzt sind, um zu veranlassen, dass die mehreren ersten Anliegeabschnitte 222 nicht miteinander verbunden sind. Jeder der mehreren ersten Anliegeabschnitte 222 weist eine erste Anliegefläche 223, eine zweite Anliegefläche 224, die mit der ersten Anliegefläche 223 verbunden ist, und eine benachbarte Kante 225 auf, die zwischen der ersten Anliegefläche 223 und der zweiten Anliegefläche 224 ausgebildet ist und sich entlang der Richtung parallel zur ersten Bezugsachse L1 erstreckt. Eine der ersten Bezugsachse L1 gegenüberliegende Seite der benachbarten Kante 225 bildet einen Winkel A der benachbarten Kante, der größer als 177 Grad und kleiner als 180 Grad ist. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Winkel A der benachbarten Kante 178 Grad.
Das Antriebselement 30 erstreckt sich axial entlang einer zweiten Bezugsachse L2 und weist eine im Aufnahmeloch 22 angeordnete abgerundete Basis 31 und eine der abgerundeten Basis 31 gegenüberliegende Antriebssäule 32 auf. Daher kann das Antriebselement 30 eine Schwenkbewegung relativ zum Aufnahmeelement 20 ausführen, so dass veranlasst wird, dass die erste Bezugsachse L1 und die zweite Bezugsachse L2 sich einander überlappen oder sich schneiden und einen eingeschlossenen Winkel bilden.
Jeder der mehreren ersten Ausweichabschnitte 221 hat die Form eines Kreisbogens auf einer Bezugsebene, die sich senkrecht zur ersten Bezugsachse L1 erstreckt. Eine der zweiten Anliegefläche 224 gegenüberliegende Seite der ersten Anliegefläche 223 ist mit einem der mehreren ersten Ausweichabschnitte 221 verbunden. Eine der ersten Anliegefläche 223 gegenüberliegende Seite der zweiten Anliegefläche 224 ist mit einem anderen der mehreren ersten Ausweichabschnitte 221 verbunden.
Ein Außenumfang der abgerundeten Basis 31 bildet mehrere zweite Ausweichabschnitte 311 und mehrere zweite Anliegeabschnitte 312, die um die zweite Bezugsachse L2 voneinander versetzt sind. Die mehreren zweiten Ausweichabschnitte 311 entsprechen den mehreren ersten Ausweichabschnitten 221, und die mehreren zweiten Anliegeabschnitte 312 entsprechen den mehreren ersten Anliegeabschnitten 222.
Jeder der mehreren zweiten Ausweichabschnitte 311 hat die Form eines Kreisbogens auf einer Bezugsebene, die sich senkrecht zur zweiten Bezugsachse L2 erstreckt. Jeder der mehreren zweiten Anliegeabschnitte 312 hat die Form einer geraden Linie auf einer Bezugsebene senkrecht zur zweiten Bezugsachse L2. Der Kreisbogen jedes der mehreren ersten Ausweichabschnitte 221 auf der Bezugsebene senkrecht zur ersten Bezugsachse L1 ist ein Teilliniensegment eines Bezugskreises C. Ein Mittelpunkt des Bezugskreises C liegt auf der ersten Bezugsachse L1. In der Ausführungsform betragen die Anzahl der mehreren ersten Ausweichabschnitte 221, die Anzahl der mehreren ersten Anliegeabschnitte 222, die Anzahl der mehreren zweiten Ausweichabschnitte 311 und die Anzahl der mehreren zweiten Anliegeabschnitte 312 jeweils sechs.
Eine Innenwand des Aufnahmelochs 22 ist mit einem ringförmigen Schlitz 226 vertieft, der sich um die erste Bezugsachse L1 erstreckt und benachbart zu einer Öffnung am zweiten Ende des Aufnahmelochs 22 angeordnet ist. In dem ringförmigen Schlitz 226 ist ein Haltering 227 angeordnet.
Das Antriebselement 30 weist ferner einen Hals 33 auf, der zwischen der abgerundeten Basis 31 und der Antriebssäule 32 und benachbart zur abgerundeten Basis 31 ausgebildet ist. Der Haltering 227 ist zwischen dem Hals 33 und der abgerundeten Basis 31 angeordnet. Eine maximale Breite der abgerundeten Basis 31 in der radialen Richtung der zweiten Bezugsachse L2 ist größer als eine minimale Breite des Halterings 227 in der radialen Richtung der ersten Bezugsachse L1.
Auf diese Weise kann das Kugelgelenk 10 einen reibungslosen Betrieb gewährleisten und verhindern, dass die abgerundete Basis 31 des Antriebselements 30 im Aufnahmeloch 22 des Aufnahmeelements 20 stecken bleibt. Wenn das Kugelgelenk 10 durch ein angetriebenes Werkzeug, wie z.B. ein pneumatisches Werkzeug, in eine Drehbewegung versetzt wird, ist das Drehmoment beim Starten ziemlich groß. Die vorstehend beschriebene Struktur des Kugelgelenks 10 kann verhindern, dass die abgerundete Basis 31 des Antriebselements 30 unter dem übermäßigen Drehmoment in der Ecke des Aufnahmelochs 22 des Aufnahmeelements 20 stecken bleibt und nicht in der Lage ist, eine Schwenkbewegung relativ zum Aufnahmeelement 20 auszuführen.
Obwohl spezifische Ausführungsformen dargestellt und beschrieben worden sind, sind innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung zahlreiche Modifikationen und Variationen möglich. Der Schutzumfang der Erfindung ist durch die beigefügten Ansprüche eingeschränkt.

Claims

Kugelgelenk (10) mit: einem Aufnahmeelement (20), das ein erstes Ende (21) und ein dem ersten Ende gegenüberliegendes zweites Ende definiert und ein Aufnahmeloch (22) aufweist, das sich vom zweiten Ende entlang einer ersten Bezugsachse (L1) axial nach innen erstreckt, wobei an einem Innenumfang des Aufnahmelochs (22) mehrere erste Ausweichabschnitte (221) und mehrere erste Anliegeabschnitte (222) ausgebildet sind, die sich jeweils linear entlang einer Richtung parallel zur ersten Bezugsachse (L1) erstrecken und voneinander versetzt sind, um zu veranlassen, dass die mehreren ersten Anliegeabschnitte (222) nicht miteinander verbunden sind, wobei jeder der mehreren ersten Anliegeabschnitte (222) eine erste Anliegefläche (223), eine zweite Anliegefläche (224), die mit der ersten Anliegefläche (223) verbunden ist, und eine benachbarte Kante (225) aufweist, die zwischen der ersten Anliegefläche (223) und der zweiten Anliegefläche (224) ausgebildet ist und sich entlang der Richtung parallel zur ersten Bezugsachse (L1) erstreckt, und wobei eine der ersten Bezugsachse (L1) gegenüberliegende Seite der benachbarten Kante (225) einen Winkel (A) der benachbarten Kante (A) bildet, der größer als 177 Grad und kleiner als 180 Grad ist; und einem Antriebselement (30), das sich axial entlang einer zweiten Bezugsachse (L2) erstreckt und eine im Aufnahmeloch (22) angeordnete abgerundete Basis (31) und eine Antriebssäule (32) gegenüber der abgerundeten Basis (31) aufweist.
Kugelgelenk (10) nach Anspruch 1, wobei der Winkel (A) der benachbarten Kante 178 Grad beträgt.
Kugelgelenk (10) nach Anspruch 1, wobei jeder der mehreren ersten Ausweichabschnitte (221) die Form eines Kreisbogens auf einer Bezugsebene senkrecht zur ersten Bezugsachse (L1) hat, wobei eine der zweiten Anliegefläche (224) gegenüberliegende Seite der ersten Anliegefläche (223) mit einem der mehreren ersten Ausweichabschnitte (221) verbunden ist, und wobei eine der ersten Anliegefläche (223) gegenüberliegende Seite der zweiten Anliegefläche (224) mit einem anderen der mehreren ersten Ausweichabschnitte (221) verbunden ist.
Kugelgelenk (10) nach Anspruch 3, wobei ein Außenumfang der abgerundeten Basis (31) mehrere zweite Ausweichabschnitte (311) und mehrere zweite Anliegeabschnitte (312) bildet, die um die zweite Bezugsachse (L2) voneinander versetzt sind, wobei die mehreren zweiten Ausweichabschnitte (311) den mehreren ersten Ausweichabschnitten (221) entsprechen, wobei die mehreren zweiten Anliegeabschnitte (312) den mehreren ersten Anliegeabschnitten (222) entsprechen, wobei jeder der mehreren zweiten Ausweichabschnitte (311) die Form eines Kreisbogens auf einer Bezugsebene senkrecht zur zweiten Bezugsachse (L2) hat, und wobei jeder der mehreren zweiten Anliegeabschnitte (312) die Form einer geraden Linie auf einer Bezugsebene senkrecht zur zweiten Bezugsachse (L2) hat.
Kugelgelenk (10) nach Anspruch 4, wobei der Kreisbogen jedes der mehreren ersten Ausweichabschnitte (221) auf der Bezugsebene senkrecht zur ersten Bezugsachse (L1) ein Teilliniensegment eines Bezugskreises (C) ist, wobei ein Mittelpunkt des Bezugskreises (C) auf der ersten Bezugsachse (L1) liegt, und wobei die Anzahl der mehreren ersten Ausweichabschnitte (221), die Anzahl der mehreren ersten Anliegeabschnitte (222), die Anzahl der mehreren zweiten Ausweichabschnitte (311) und die Anzahl der mehreren zweiten Anliegeabschnitte (312) jeweils sechs beträgt.
Kugelgelenk (10) nach Anspruch 5, wobei eine Innenwand des Aufnahmelochs (22) mit einem ringförmigen Schlitz (226) vertieft ist, der sich um die erste Bezugsachse (L1) erstreckt und benachbart zu einer Öffnung am zweiten Ende des Aufnahmelochs (22) angeordnet ist, und wobei ein Haltering (227) im ringförmigen Schlitz (226) angeordnet ist.
Kugelgelenk (10) nach Anspruch 5, wobei das Antriebselement (30) ferner einen Hals (33) aufweist, der zwischen der abgerundeten Basis (31) und der Antriebssäule (32) und benachbart zur abgerundeten Basis (31) ausgebildet ist, wobei der Haltering (227) zwischen dem Hals (33) und der abgerundeten Basis (31) angeordnet ist, und wobei eine maximale Breite der abgerundeten Basis (31) in einer radialen Richtung der zweiten Bezugsachse (L2) größer ist als eine minimale Breite des Halterings (227) in einer radialen Richtung der ersten Bezugsachse (L1).