DE1750386A1 - Kugelgelenk - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Kugelgelenke.

Jedes Kugelgelenk umfaßt gewöhnlich ein Aufnahme- oder Pfannenteil mit einer Öffnung, die unter Vermittlung von versc&leißbeständigen Bauteilen ein schwenkbares, allgemein kugelförmiges Bauteil aufnehmen kann, das eine kugelförmige Außenfläche aufweist, wobei sich das kugelförmige Bauteil gegenüber dem Aufnahmeteil in jeder beliebigen Richtung drehen bzwo schwenken läßt«

Derartige Gelenke werden bereits dazu verwendet, mechanische Teile miteinander zu verbinden, die Winkelbewegungen in verschiedenen Ebenen ausführen sollen, und sie werden in großem Umfang im Kraftfahrzeugbau sowie auf dem Gebiet der Präzisionsmeohanik verwendet· Die Gelenke müssen genau bearbeitet sein, um das Spiel zwischen dem Kugelteil und dem Pfannenteil möglichst kl«in zu halten, und die verwendeten Bauteile sollen an ihren

009885/0807

relativ zueinander verschiebbaren bzw«, gleitenden Flächen in hohem Maße verschleißfest sein; dies gilt insbesondere für die kugelförmige Außenfläche der G-elenkkugel und die Innenfläche des bzw. jedes verschleißbeständigen Bauteils, das zwischen dem Kugelteil und dem Pfannenteil angeordnet ist«

Allerdings entwickelt sich bei derartigen Gelenken im Laufe der Zeit infolge der eintretenden Abnutzung ein Spiel zwischen dem Kugelteil und dem Pfannenteil, so daß das Gelenk in den meisten Fällen praktisch unbrauchbar wird« Daher erreichen solche Gelenke bekannter Art nur eine begrenzte Lebensdauer, und sie müssen daher ziemlich oft erneuert werden.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht nunmehr darin, die soeben erwähnten Nachteile zu vermeiden; zu diesem Zweck sieht die Erfindung ein Kugelgelenk der genannten Art vor, bei dem ein zwischen den Gelenkteilen etwa vorhandenes Spiel verringert oder beseitigt werden kann, so daß es möglich ist, eine eingetretene Abnutzung auszugleichen,. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Kugelgelenks der erwähnten Art, bei dem es möglich ist, den Freiheitsgrad des Kugelteils in dem Pfannenteil zu variieren, um die Beweglichkeit des Gelenks nach Bedarf zu vergrößern oder zu verkleinern,,

Das erfindungsgemäße Kugelgelenk ist dadurch gekennzeichnet, daß die verschleißfesten Bauteile durch zwei verschleißfeste Buchsenteile gebildet werden, die in dem Pfannenteil in ■ einem axialen Abstand voneinander angeordnet sind und Teile von Kugelfläohen bildende innere Flächen aufweisen, die einander

009885/08 0 7

■ - 3 - ■■.-■

zugewandt sind und mit der kugelförmigen Außenfläche des Kugelteils zusammenarbeiten können,. Eines dieser Buchsenteile ist auf seiner Außenseite mit einem-Gewinde versehen, das mit einem Innengewinde des Pfannenteils zusammenarbeitet, so daß dieses eine Buchsenteil in axialer Ricntung gegenüber dem anderen Buchsenteil verstellt werden kann, utiji die Beseitigung oder Einstellung des Spiels zwischen dem Kugelteil und dem Pfannenteil zu ermöglichen. Ferner ist eine Vorrichtung vorgesehen, mittels de-2?en das verstellbare Buchsenteil jeweils in der gewünschten ™ Stellung festgelegt bzw· gesichert werden kann©

Das kugelgelenk nach der Erfindung ist von einfacher Konstruktion, es hält hohen Beanspruchungen stand, es läßt sich mit geringen Kosten herstellen, und es hat praktisch eine unbegrenzte Lebensdauer, was sowohl auf die hohe Festigkeit seiner Bestandteile als auch auf die Möglichkeit zurückzuführen ist, abgenutzte Bauteile durch neue Bauteile zu ersetzen,, .

Lie Vorrichtung zum Sichern des verstellbaren Buchsenteils g umfaßt vorzugsweise mehrere in Y/inkelabständen verteilte Einkerbungen in der mit Gewinde versehenen Außenfläche des verstellbaren Buchsenteils sowie ein Sicherungsteil, das in das Pfannenteil außerhalb der verstellbaren Buchse eingebaut ist und so bewegt werden kann, daß es in Eingriff mit einer bestimmten Einkerbung gebracht werden kann, um das verstellbare Buchsenteil in seiner Lage zu halten_o

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläuterte

009885/0807

Pig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Kugelgelenk in einer Seitenansichtο

Fig. 2 ist ein Schnitt längs der linie Iläll in !'ig. 1.

Figo 3 ist ein auseinandergezogener Längsschnitt durch einen Teil des ü-elenks nach Fig. 1 und 2.

Fig. 4 zeigt die Teile eines erfindungsgemäßen Kugelgelenks in einer auseinandergezogenen perspektivischen Darstellung.

Das Gelenk umfaßt einen Hauptkörper 1 mit einem mit Außengewinde versehenen Schaftabschnitt 2, der alternativ auch als ein mit einem Außengewinde versehener rohrförmiger Schaft ausgebildet sein kann, sowie einen allgemein ringförmigen Aufnahmeoder Pfannenabschnitt 3.

Der Pfannenabschnitt 3 ist gemäß Figo 3 mit einer durchgehenden zylindrischen Bohrung 4 versehen, an deren einem Ende ein ringförmiger, radial nach innen ragender Flansch 5 vorgesehen ist, und ferner umfaßt der Pfannenabschnitt einen mit Innengewinde versehenen Abschnitt 6, der sich von der anderen Stirnfläche des Aufnahmeabschnitts aus nach innen erstreckt.

Eine ortsfeste Buchse 7 aus verschleißfestem Material, vorzugsweise aus einem Kunststoff mit guten öelbstschmierungseigenschaften, ist mit einem Preßsitz in die Bohrung 4 eingebaut. Die Buchse 7 ist an einem Ende mit einer Ringschulter 8 versehen, die mit dem Flansch 5 des Auinahmeabschnitts 3 zusammenarbeiten kann. Die Innenfläche 9 der Buchse 7 bildet einen Teil einer Kugelfläche.

009885/0807

Eine verstellbare Buchse 10, die der ortsfesten Buchse ähnelt und aus dem gleichen Material "besteht, ist in den Gewindeabscthnitt 6 der Bohrung 4 eingebaut, und diese Buchse weist ebenfalls eine einen Teil einer Kugelfläche bildende.Innenfläche 12 auf, die symmetrisch zu der Kugelfläche 9 der fest eingebauten Buchse 7 angeordnet ist, so daß die konkaven Flächen der beiden Buchsen einander zugewandt sind· Die Buchse 10 ist auf ihrer Außenseite bei 11 mit Gewinde versehen, und dieses Gewinde arbeitet mit dem Gewindeabschnitt 6 der Bohrung 4 des Pfannen- ™ teils 3 zusammen, so daß man den axialen Abstand zwischen den Buchsen 7 und 10 dadurch variieren kann, daß man die Buchse 10 dreht, um ein Spiel zu beseitigen, das zwischen den Buchsen einerseits und einem allgemein kugelförmigen Bauteil 14 andererseits vorhanden sein kann, das in dem Pfannenteil 3 angeordnet ist; ferner ermöglicht es diese Anordnung, den Freiheitsgrad bzw. die Beweglichkeit des Kugelteils 14 gegenüber dem Pfannenteil zu variieren.

Das Kugelteil 14 hat eine kugelförmige Außenfläche 14a, deren Krümmungsradius gleich dem Krümmungsradius der beiden Kugelflächen 9 und 12 der Buchsen 7 und 10 ist· Das Kugelteil ist mit einer durchgehenden zylindrischen Bohrung 15 versehen, in die ein hier nicht gezeigtes Bauteil eingebaut werden kann, das Schwenkbewegungen gegenüber dem Hauptkörper 1 des Gelenks ausführen können soll.

Um dae Gelenk zusammenzubauen, wird die ortsfeste Buchse feet in die zylindrisch· Bohrung 4 des Pfannenabsohnitts 3 hintingedrüokt, »o daß sie zur Anlage an dem Flansch 5 kommt)

00988570807
BADORtGfNAL

175038G

dann wird das Kugelteil 14 in dem Pfannenabschnitt angeordnet, und schließlich wird die zweite Buchse 10 in den Crewindeabschnitt 6 der Bohrung 4 eingeschraubt. Hierauf wird die Buchse in axialer Richtung gegenüber der festen Buchse 7 eingestellt, um das Spiel zwischen den Buchsen einerseits und dem Kugelteil andererseits zu verringern, oder um alternativ das gewünschte Spiel zwischen den Buchsen und dem Kugelteil einzustellen. Auf diese Weise kann das erwähnte Spiel mit hoher Genauigkeit ein-P gestellt oder beseitigt werden, denn die. verstellbare Buchse 10 bewegt sich beim Verstellen in einer zur Achse der Bohrung 4 parallelen Richtungo

Um das Ein- und Ausschrauben der verstellbaren Buchse 10 zu erleichtern, sind in der äußeren Stirnfläche der Buchse 10 mindestens zwei einander diametral gegenüber liegende Sacklöcher 13 ausgebildet, in die dazu passende Vorsprünge eines hier nicht gezeigten Werkzeugs zum Aufbringen eines Drehmoments eingreifen können.

Die verstellbare Buchse 10 ist an ihrer mit Gewinde versehenen Außenfläche 11 mit mehreren in gleichmäßigen Winkelabständen verteilten, sich in der Längsrichtung erstreckenden Einkerbungen 16 versehen, die mit einer Sicherungsvorrichtung zusammenarbeiten können, die es ermöglicht, die verstellbare Buchse 10 in der jeweils gewählten Winkelstellung zu sichern, so daß die Buchse beim Gebrauch des Gelenks keine Winkel- bzw. Drehbewegung ausführen kann, wodurch eine Veränderung des in dem Gelenk vorgesehenen Spiels vermieden wird.

009885/0807

Bei dem liier "beschriebenen Ausführungsbeispiel umfaßt die Sicherungsvorrichtung ein Sicherungselement 17» das durch , eine Zunge einer im übrigen flachen Scheibe 18 gebildet wird· Die Sieherungs- oder Nasenscheibe 18 wird von einer eine geringe Tiefe aufweisenden zylindrischen Aussparung 19 aufgenommen, die an dem Pfannenabschnitt 3 auf der Seite ausgebildet ist, an der der Gewindeabschnitt 6 beginnt. An die Aussparung 19 schließt sich gemäß Fig. 4 eine Öffnung 20 an, die mit dem Crewindeabschnitt 6 der Bohrung 4 in Verbindung steht, damit das durch die ^ Öffnung 20 nach innen ragende Sicherungselement 17 in die jeweils gewählte Einkerbung 16 der Buchse 10 eingreifen kann, die in Jj'luchtung mit der Öffnung 20 steht_o Die Sicherungsscheibe 18 wird mit dem Boden der Aussparung 19 durch eine Schraube 21 verspannt, die in eine Gewindebohrung 22 des Pfannenabschnitts 3 eingeschraubt wird.

Yienn es erforderlich ist, das Spiel des Gelenks einzustellen, löst man die Schraube 21, woraufhin man das Sicherungselement 17 außer Eingriff mit der betreffenden Einkerbung 16 der Buchse 10 bringt, damit diese Buchse so gedreht werden kann, wie es erforderlich istj danach wird das Sicherungselement 17 wieder in Eingriff mit einer der Einkerbungen 16 der Buchse 10 gebracht, und die Scheibe 18 wird mit Hilfe der Schraube 21 erneut in der Aussparung 19 festgelegte

Wenn sich eine der Buchsen 7 und 10 oder beide Buchsen zu stark abgenutzt haben, ist es möglich, die betreffende Buchse oder beide Buchsen auszubauen und sie auf einfache Weise durch neue Buchsen zu ersetzen, so daß das Gelenk wieder die gewlinschten Eigenschaften erhalte

009885/0807 .

■- 8 -

Das vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Gelenk ist von einfacher Konstruktion, es läßt sich mit geringen Kosten herstellen, und es erreicht eine lange Lebensdauer.

Patentansprüche t

009885/0807

Claims (1)

1. PA lENIAISPEÜCHE

   1 ο kugelgelenk mit einem Aufnahme- oder Pfannenteil und einem schwenkbaren Kugelteil mit einer kugelförmigen Außenfläche, das in dem Pfannenteil mit Hilfe verschleißbeständiger Bauteile gelagert ist, dadurch gekennzeichnet » ; ■ ■ daß die verschleißbeständigen Bauteile zwei verschleißbeständige Buchsen (7, 10) umfassen, die in dem Pfannenteil (3) in einem axialen Abstand voneinander angeordnet sind und jeweils eine einen Teil einer Kugelfläche bildende Innenfläche (9, 12) aufweisen, wobei diese Innenflächen einander zugewandt sind und mit der kugelförmigen Außenfläche (14a) des Kugelteils (14) zusammenarbeiten können, wobei eine der Buchsen (10) auf ihrer Außenseite mit einem Gewinde (11) versehen ist, mittels dessen diese Buchse in das Pfannenteil eingeschraubt werden kann, so daß die Buchse 10 gegenüber der anderen Buchse (7) in axialer Richtung verstellt werden kann, damit das Spiel zwischen dem Kugelteil und dem Pfannenteil beseitigt oder eingestellt werden kann, wobei eine Vorrichtung (16, 17) vorgesehen ist, mittels deren die verstellbare Buchse jeweils in der gewünschten Winkelstellung festgelegt bzw» gesichert werden kann.

   2, Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch g e k θ η η - ζ β i ohne t , daß die Vorrichtung zum Sichern der verstellbaren Buchse (10) mehrere in Winkelabständen verteilte Einker-

   009885/0807

   175038G

   bungen (16) in der mit Gewinde versehenen Außenfläche (11) der verstellbaren Buchse sowie ein Sicherungselement (17) umfaßt, das in dem Pfannenteil (3) außerhalb der verstellbaren Buchse angeordnet ist und so bewegt werden kann, daß es mit der jeweils gewählten Einkerbung zusammenarbeiten kann, um die verstellbare Buchse in ihrer Lage zu halten,,

   3. Kugelgelenk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungselement (17) mit einer Halteschraube (21) zusammenarbeiten kann, mittels deren das Sicherungselement in Eingriff mit der jeweils gewählten Einkerbung (16) gehalten wirdο

   4. Kugelgelenk nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Buchsen (7> 10) als Normteile aus einem Kunststoff bekannter Art hergestellt sind, der gute Selbstschmierungseigenschaften aufweist,

   5. Kugelgelenk nach Anspruch 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet , daß das Pfannenteil (3) mit einer zylindrischen axialen Bohrung (4) versehen ist, an deren einem Ende ein ringförmiger, radial nach innen ragender Plansch (5) vorgesehen ist, an dem sich die fest eingebaute Buchse (7) abstützen kann, und daß das Pfannen- bzwo Aufnahmeteil einen mit Innengewinde versehenen Abschnitt (6) aufweist, mit dem die mit Gewinde versehene Außenfläche (11) der verstellbaren Buchse (10) zusammenarbeiten kann.

   6. Kugelgelenk nach Anspruch 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungselement (17) durch eine vor-

   009885/0807

   1750388

   ■■ .:^: ■■'■■*■* ;■■ .:

   springende Zunge gebildet wird, die die Form, eines Winkelhebels hat und an einer Scheibe (18) ausgebildet ist, welche in einer Aussparung (19) des Pfannenteils neben der Bohrung (4) durch eine Schraube (21) festgehalten wird, die in eine Gewindeb.ohrung (22) des Pfannenteils eingeschraubt ist, wobei die Aussparung (19) mit dem mit Innengewinde versehenen Teil (6) der Bohrung über eine Öffnung (20) in Verbindung steht, durch welche die Zunge hindurchragt, um in die jeweils gewählte Einkerbung (16) einzugreifen,, ' Λ

   7· Kugelgelenk nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die verstellbare Buchse (10) an einer axial gerichteten Stirnfläche mit mindestens zwei einander diametral gegenüber liegenden Sacklöchern (13) versehen ist, in die dazu passende Elemente eines zum Aufbringen eines Drehmoments dienenden Werkzeugs eingreifen können, so daß die verstellbare Buchse verstellt werden kann₀

   009885/0807