-
Die Erfindung betrifft ein Kugelgelenk zum Ausgleich von Abwinklungen
zwischen aufeinanderfolgenden, im übrigen drehfest gekuppelten Wellen od. dgl.,
das einerseits einen Stutzen und andererseits einen in eine zylindrische Bohrung
des Stutzens hineinragenden und an seinem freien Ende etwa baRigen oder kugelkopfförmigen
Zapfen mit einer Ausnehmung aufweist, die in einem quer zum Zapfen verlaufenden
Querschnitt etwa halbkreisförmig geformt ist und in die ein an seinem freien Ende
etwa kugelkopfföriniger Mitnehmer durch eine radiale Gewindebohrung des Stutzens
hindurch einschraubbar ist.
-
Es ist bekannt, bei Kugelgelenkkupplungen dieser Art zwei einander
diametral gegenüberliegende kugelkopfförmige Mitnehmer vorzusehen, die durch die
Stutzenwand hindurchreichen und - in die kugelförmige Stutzenbohrung vorstehend
- in eine Nut von kreissektorförmigem Querschnitt eingreifen, die in den
kugelkopfförmigen Zapfen eingearbeitet ist. Die Mittellinie der Grundfläche dieser
Nut reicht in einem Bogen von äber 1800 um das Zapfenende. Die Mitnehmer
legen die beiden Kupplungsteile nicht gegenseitig axial fest. Vielmehr ist für diesen
Zweck ein zusätzlicher Schraubring vorgesehen, der außen auf den Stutzen aufgeschraubt
wird, nachdem der Zapfen in den Stutzen eingeführt ist. Die bekannte Kupplung besteht
aus verhältnismäßig vielen Bauteilen, die eine kostspielige Bearbeitung erfordern.
-
Es ist ferner eine Kugelgelenkkupplung bekannt, bei der der kugelkopfförmige
Zapfen mit vier am Umfang verteilten Nuten versehen ist, die je einen Teil einer
Mitnehmerkugel aufnehmen. Die über die Zapfennuten vorstehenden Abschnitte der Mitnehmerkugeln
greifen in einen Sitz ein, der teils von einer Schulter des Stutzens, teils von
der inneren Stimfläche eines in das Außenende des Stutzens eingeschraubten Ringes
gebildet ist. Auch diese Kupplung ist verhältnismäßig aufwendig und teuer, da sie
aus mehreren kompliziert gestalteten Teilen besteht.
-
Eine weitere bekannte Kugelgelenkkupplung weist einen Stutzen mit
quadratischem Querschnitt auf, der mit einem Zapfen zusammenwirkt, der ebenfalls
quadratischen Querschnitt hat und in der einen Ebene abgerundet ist. Dies gestattet
eine gegenseitige Winkelbewegung der beiden Wellen nur um eine Achse. Um die Kupplung
zusammenzuhalten, ist ein Stift durch die Stutzenwand hindurchgeführt, der sich
an den Zapfen hinter dessen breitestem Abschnitt anlegt.
-
Weiter ist eine Kugelgelenkkupplung mit einem kugelkopfförmigen in
eine Stutzenbohrung eingreifenden Zapfen bekannt, bei der ein durch die Wand des
Stutzens reichender Mitnehmerstift in eine zylindrische Ausnehmung des Zapfens hineinragt.
Auch in diesem Fall hat der Zapfen nur einen Freiheitsgrad mit Bezug auf den Stutzen.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kugelgelenk zu schaffen,
bei dem der Zapfen um jede senkrecht zur Stutzenachse stehende Achse eine Winkelbewegung
ausführen kann und das zugleich verhältnismäßig einfach und kostensparend ist.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem Kugelgelenk
der eingangs genannten Art der Kugelkopf des Mitnehmers bei einer Bestimmung des
Gelenks zum Ausgleich nur kleiner Abwinklungen der beiden Wellen zugleich einen
die beiden Gelenkteile über die eine Begrenzungswand der Ausnehmung zusammenhaltenden
Riegel bildet. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Ausnehmung des Zapfens
eine Längsnut und ist der Zapfen in die Bohrung des Stutzens entgegen der Kraft
einer darin angeordneten Feder hineinschiebbar. Ein solches Kugelgelenk läßt zugleich
eine -ewisse gegenseitige Axialverschiebung der beiden Kupplungsteile und damit
der beiden gelenkig verbundenen Wellen zu.
-
Die Erfindung ist im folgenden an Hand von Ausführungsbeispieleii
in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 im Axialschnitt
eine Ausführungsform eines Kugelgelenks nach der Erfindung' -
F i
g. 2 gleichfalls im Axialschnitt eine andere Ausführungsform und F i
g. 3 eine weitere Ausführungsform im Axialschnitt bei Anwendung der Erfindung
für die Steuersäule eines Kraftfahrzeugs, wobei die Steuersäule erfindungsgemäß
so ausgebildet ist, daß sie bei ungewöhnlicher Beanspruchung in axialer Richtung,
beispielsweise bei einem Unfall des Fahrzeugs, nachgibt.
-
Ein typisches Anwendungsgebiet für die Erfindung ist die Verbindung
zweier im wesentlichen koaxialer Wellen mit ausreichendem Spiel zum Ausgleich von
Abweichungen der Achsrichtungen beider Wellen. So zeigt F i g. 1 einen zylindrischen
Stutzen 10, der am Ende einer Welle 11 ausgebildet oder an diesem
Wellenende befestigt ist, während am benachbarten Ende der anderen Welle 12 ein
sphärischer Zapfen 13
ausgebildet oder befestigt ist, der einen mit dem Innendurchmesser
des Stutzens übereinstimmenden Durchmesser hat. An einer Stelle der Seitenwand des
Stutzens 10 ist eine Gewindebohrung 14 zur Aufnahme eines mit entsprechendem
Außengewinde versehenen Anschlagkörpers 15 vorgesehen, dessen sphärisch ausgebildetes
Innenende 16 in eine flache komplementäre Aussparung 17 an der Seite
des Zapfens 13 eingreift. Der Anschlagkörper stellt die Antriebsverbindung
zwischen dem Stutzen 10 und dem Zapfen 13 her und bestimmt das Gelenkspiel
zwischen beiden Wellen 11 und 12.
-
Beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 sind in gleicher Weise
ein zylindrischer Stutzen 10 und ein Zapfen 13 vorgesehen, doch besteht
der Anschlagkörper in diesem Fall aus einer Kugel 18, die zu einem Teil in
eine Aussparung 19 auf einer Seite des Zapfens 13 und zum anderen
Teil in eine Aussparung20 am inneren Ende eines Bolzens21, der am Stutzen10 beispielsweise
durch Gewinde befestigt ist, eingreift.
-
Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 betrifft ein Kugelgelenk
nach der Erfindung für die Steuersäule eines Kraftfahrzeugs, die nachgibt, falls
der Fahrer etwa anläßlich eines Zusammenstoßes gegen das Lenkrad auf der Steuersäule
geworfen wird. Hier greift, wie bei den ersten beiden Ausführungsbeispielen, ein
sphärischer Zapfen 13 in einen zylindrischen Stutzen 10, jedoch ist
die mit dem Zapfen verbundene Welle 12 auf einer Seite mit einer achsparallelen
Nut 22 versehen, deren inneres Ende 23
geschlossen ist.
-
In einer Gewindebohrung des Stutzens 10 ist ein mit Gegengewinde
versehener Anschlagkörper 15 angeordnet, der mit seinem sphärischen Ende
16 in die Nut 22 eingreift. Weiter ist ein elastischer Körper in Gestalt
einer Schraubenfeder 24 so angeordnet, daß er sich mit einem Ende gegen das innere
Ende der Welle 12 und mit dem anderen Ende gegen eine Anschlagfläche
25
am Stutzen 10 bzw. der Welle 11 abstützt.
-
Unter der Wirkung der Feder 24 wird das sphärische Ende16 des Anschlagkörpers15
gegen die Abschlußwand23 der Nut22 gepreßt, aber die Anordnung gestattet entgegen
der Federkraft eine Bewegung der beiden Wellen11 und 12 gegeneinander, falls infolge
eines Zusammenstoßens od. dgl. ein starker Stoß auf eines der Wellenenden ausgeübt
werden sollte. Ein solcher Stoß kann, wie erwähnt, auftreten, wenn die in F i
g. 3 gezeigte Ausführung eines Kugelgelenks in die Steuerung eines Fahrzeugs
eingebaut ist, beispielsweise so, daß das Lenkrad am äußeren Ende der Welle12 gelagert
ist, und das Fahrzeug von einem Unfall betroffen wird.
-
Die Verwendung eines erfindungsgemäßen Kugelgelenks ist natürlich
keineswegs auf die vorerwähnten Anwendungsgebiete beschränkt, sondern kann auch
für die verschiedensten anderen Gebiete von Vorteil sein.