DE19638031A1

DE19638031A1 - Kugelgelenk, insbesondere für ein Kolben-Zylinderaggregat

Info

Publication number: DE19638031A1
Application number: DE1996138031
Authority: DE
Inventors: Horst Dipl Ing Maury; Dieter Henke
Original assignee: Stabilus GmbH
Current assignee: Stabilus GmbH
Priority date: 1996-09-18
Filing date: 1996-09-18
Publication date: 1998-04-02
Anticipated expiration: 2016-09-19
Also published as: DE19638031C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Kugelgelenk entsprechend dem Oberbegriff von Patent anspruch I

Aus der DE 32 18 962 A1 (US 4 630 957) ist ein Kugelgelenk bekannt, dessen Kugelpfanne einen Hohlraum aufweist, in dem ein Kugelkopf drehbeweglich ge halten wird. Die Haltekräfte werden durch eine Ringverengung aufgenommen, die sich mittels Schlitze aufweiten kann, damit der Kugelkopf eingeführt werden kann. Im montierten Zustand des Kugelkopfes erstreckt sich die Kugelpfanne bis über den Äquator des Kugelkopfes. Grundsätzlich ist die Haltekraft eines solchen Kugelgelenks von der Eindrückkraft bei der Montage abhängig, da auch bei der Montage die Ringverengung überwunden werden muß.

Bei dem Funktionsprinzip nach der DE 30 30 433 A1 verfügt die Kugelpfanne über eine den Kugelkopf hintergreifende Anlageschulter, der ein Verriegelungsteil zugeordnet ist, das aus einer Verriegelungsstellung gegen eine Federkraft in eine Öffnungsstellung gebracht wird. Die Haltekräfte sind völlig unabhängig von den Montagekräften anzusetzen. Es ist aber notwendig, daß das Verriegelungsteil den Kugelkopf umfaßt. Wie aus der Schrift zu entnehmen ist, ist das Verriegelungsteil im spitzen Winkel zur Kugelgelenkachse angeordnet. Folglich muß für den Entrie gelungsvorgang ein relativ langer Verschiebeweg vom Verriegelungsteil zurückge legt werden, um den Kugelkopf aus der Kugelpfanne entnehmen zu können. Bei einigen Anwendungen wurde festgestellt, daß der nötige Verschiebeweg aus Bauraumgründen nicht zur Verfügung steht.

Die DE 44 30 163 offenbart ein Kugelgelenk, bei dem der Verschiebeweg des Verriegelungselementes im wesentlichen rechtwinklig zur Kugelzapfenachse ver läuft. Auch bei dieser Ausführung muß ein relativ langer Verschiebeweg zurück gelegt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein Kugelgelenk zu realisieren, dessen Haltekraft weitgehend unabhängig von der Montagekraft ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, indem die Kugelpfanne von einer Spanneinrichtung eingefaßt ist, wobei die Kugelpfanne radial elastisch aus geführt ist und für die Radialbewegung der Kugelpfanne Freiräume in der Span neinrichtung ausgeführt sind, daß der Kugelzapfen bei der Montage in der Öff nungsstellung des Kugelgelenks die Kugelpfanne bis in die Freiräume radial auf weitet, daß die Kugelpfanne und die Spanneinrichtung beim Übergang in eine Verriegelungsstellung eine Relativbewegung zueinander ausführen, bei der min destens eine Spannfläche der Spanneinrichtung eine nach radial innen gerichtete Verformung der Kugelpfanne ausführen läßt.

Wesentlicher Vorteil eines solchen Kugelgelenks ist die Trennung des Verschie bewegs von der eigentlichen Montagebewegung, um den Kugelzapfen zu hinter greifen. Dieser Vorteil wird besonders dann wirksam, wenn die Kugelpfanne und die Spanneinrichtung drehbar zueinander gelagert sind.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung sind die Außenkontur der Kugelpfanne und die Kontur der Spannflächen gekrümmt ausgeführt. Daraus folgt, daß sich die Kugelpfanne und die Spanneinrichtung wie ein Gleitlager ineinander bewegen.

Es ist vorgesehen, daß die Außenkontur der Kugelpfanne einen kleineren Krüm mungsradius aufweist als die Spannflächen der Spanneinrichtung. Man erzielt eine Linienberührung, die gezielt den Verschiebeweg an der Kugelpfanne ausfüh ren läßt.

In diesem Zusammenhang ist zwischen den Spannflächen und den Freiräumen der Spanneinrichtung eine schrägverlaufende Übergangskontur ausgeführt. Man unterbindet ein Verhaken, wenn die Kugelpfanne radial aus den Freiräumen be wegt werden soll.

Entsprechend einem vorteilhaften Unteranspruch ist die Kugelpfanne geschlitzt ausgeführt, so daß mehrere Kugelpfannensegmente vorliegen. Dabei ist jedem Kugelpfannensegment ein Freiraum der Spanneinrichtung zugeordnet. Die Monta gebewegung reduziert sich auf einen Drehwinkel, der sich 360°/(Anzahl der Frei räume + Anzahl der Spannflächen) berechnet.

Des weiteren weist das Kugelgelenk mindestens eine Werkzeugfläche für die Ro tationsbewegung zwischen der Kugelpfanne und der Spanneinrichtung auf. Als Werkzeugfläche ist ein einfacher Schlitz, aber auch ein Innenmehrkant o. ä. denkbar. Die Kugelpfanne durchdringt die Spanneinrichtung, wobei auf der dem Kugelzapfen abgewandten Seite der Kugelpfanne die mindestens eine Werkzeug fläche angeordnet ist.

Unabhängig von der Ausrichtung der Werkzeugfläche zu den Freiräumen bzw. den Spannflächen wird die Verriegelungsschaltstellung durch mindestens eine Rastnase definiert.

Insgesamt wird die Kugelpfanne durch mindestens eine Abstützfläche zur Span neinrichtung gehalten.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 ein Kolben-Zylinderaggregat mit Kugelgelenken,

Fig. 2-6 das Kugelgelenk in verschiedenen Ansichten und Betriebsstellungen
In der Fig. 1 ist schematisch ein Kolben-Zylinderaggregat 1 dargestellt, das an seinem Zylinder 3 und an seiner Kolbenstange 5 jeweils ein Kugelgelenk 7 auf weist. Als Kolben-Zylinderaggregat kann man sich eine Gasfeder, beispielsweise wie in der DE 33 01 544 A1, vorstellen.

Die Fig. 2 zeigt das Kugelgelenk 7 als Einzelteil. In der Schnittdarstellung ist eine kugelkalottenförmige Kugelpfanne 9 in einer Spanneinrichtung 11 zu erkennen. Die Spanneinrichtung 11 stellt praktisch das Gehäuse für das Kugelgelenk dar, wobei eine nicht dargestellte Gewindeöffnung in der Spanneinrichtung eine An schlußmöglichkeit für die Kolbenstange 5 des Kolben-Zylinderaggregates 1 dar stellt.

Die Kugelpfanne verfügt über eine Anlageschulter 13, die einen Kugelzapfen 15 hintergreifen soll. Dazu ist die Kugelpfanne radial beweglich, wobei Schlitze 17 die Kugelpfanne in mehrere Kugelpfannensegmente 19 unterteilt. Für die radiale Beweglichkeit sind in der Spanneinrichtung Freiräume 21 ausgeführt. Diese kön nen die Kugelpfannensegmente auch im aufgeweiteten Zustand aufnehmen.

Zwischen den Freiräumen der Spanneinrichtung sind Spannflächen 23 konzen trisch zu den Kugelpfannensegmenten ausgebildet. Die Außenkontur der Kugel pfannensegmente und die Spannflächen sind gekrümmt ausgeführt, wobei der Krümmungsradius der Kugelpfannensegmente kleiner ist als der Radius der Spannflächen. Zwischen den Spannflächen und den Freiräumen ist eine Über gangskontur 25 ausgeformt, die die Durchmesserunterschiede ausgleicht.

Die Fig. 2 und 3 zeigen das Kugelgelenk in der Öffnungsstellung. Wie die Fig. 3 zeigt, können sich die Kugelpfannensegmente beim Einführen des Kugel zapfens 15 leicht bis in die Freiräume aufweiten, wobei die Kugelpfannenseg mente sich soweit öffnen können, daß der Äquator des Kugelzapfens an jeder der Anlageschultern 13 anliegt. Die Fig. 4 verdeutlicht diesen Einbauzustand. Die Ku gelpfannensegmente können in dieser Öffnungsstellung nur eine sehr begrenzte Haltekraft ausüben.

Die Kugelpfanne 9 läßt sich relativ zur Spanneinrichtung 11 verdrehen. Dazu ver fügt die Kugelpfanne über eine Gleitfläche 27, die mit einem Lagersitz 29 der Spanneinrichtung zusammenwirkt. Axial hält eine Abstützfläche 31 die Kugel pfanne fest zur Spanneinrichtung. Das gesamte Kugelgelenk ist aus Kunststoff ineinander gespritzt, so daß der Lagersitz 29 für die andere Axialrichtung wirk sam ist.

Die Zusammenschau der beiden Fig. 6 und 7 verdeutlicht die Verriegelungsstel lung des Kugelgelenks. In der Fig. 6 ist zu erkennen, daß die Spannflächen 23 die aufgeweiteten Kugelpfannensegmente nach radial innen verformen. Als Verriege lungsweg ist nur eine kleine Verdrehbewegung auszuführen, deren Winkel 360°/(Anzahl der Freiräume + Anzahl der Spannflächen) entspricht. In der Fig. 7 ist die Verriegelungsstellung im Schnitt dargestellt. Die Verriegelungsposition wird, wie die Fig. 6 zeigt, durch Rastnasen 33 gesichert, die eine Rastverbindung zwischen den Spannflächen und den Kugelpfannensegmenten bilden. Für die Ausführung der Verdrehbewegung verfügt die Kugelpfanne über mindestens eine Werkzeugfläche 35, die auf der abgewandten Seite der Kugelpfanne ausgeführt ist, mit der auch die Spanneinrichtung durchdrungen wird.

Claims

1. Kugelgelenk, insbesondere für ein Kolben-Zylinderaggregat, umfassend eine Kugelpfanne und eine als Kugelsitz dienende kugelkalottenförmigen Ausneh mung der Kugelpfanne, wobei ein Kugelzapfen im montierten Zustand von ei ner Anlageschulter der Kugelpfanne hintergriffen wird, ein Verriegelungsteil, das in Abhängigkeit seiner Stellung den Kugelzapfen ebenfalls hintergreift, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelpfanne (9) von einer Spanneinrichtung (11) eingefaßt ist, wobei die Kugelpfanne radial elastisch ausgeführt ist und für die Radialbewegung der Kugelpfanne Freiräume (21) in der Spanneinrichtung ausgeführt sind, daß der Kugelzapfen (15) bei der Montage in der Öffnungsstellung des Ku gelgelenks die Kugelpfanne bis in die Freiräume radial aufweitet, daß die Kugelpfanne und die Spanneinrichtung beim Übergang in eine Verrie gelungsstellung eine Relativbewegung zueinander ausführen, bei der minde stens eine Spannfläche (23) der Spanneinrichtung eine nach radial innen ge richtete Verformung der Kugelpfanne ausführen läßt.

2. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelpfanne (9) und die Spanneinrichtung (11) drehbar zueinander gelagert sind.

3. Kugelgelenk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenkontur der Kugelpfanne (9) und die Kontur der Spannflä chen (23) gekrümmt ausgeführt sind.

4. Kugelgelenk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenkontur der Kugelpfanne (9) einen kleineren Krümmungsradius aufweist als die Spannflächen (23) der Spanneinrichtung (11).

5. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Spannflächen (23) und den Freiräumen (21) der Spannein richtung eine schrägverlaufende Übergangskontur (25) ausgeführt ist.

6. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelpfanne (9) geschlitzt ausgeführt ist, so daß mehrere Kugelpfan nensegmente (19) vorliegen.

7. Kugelgelenk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Kugelpfannensegment (19) ein Freiraum (21) der Spanneinrich tung (11) zugeordnet ist.

8. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kugelgelenk (7) mindestens eine Werkzeugfläche (35) für die Rotati onsbewegung zwischen der Kugelpfanne (9) und der Spanneinrichtung (11) aufweist.

9. Kugelgelenk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelpfanne (9) die Spanneinrichtung (11) durchdringt, wobei auf der dem Kugelzapfen (15) abgewandten Seite der Kugelpfanne die mindestens eine Werkzeugfläche (35) angeordnet ist.

10. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsschaltstellung durch mindestens eine Rastnase (33) de finiert ist.

11. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelpfanne (9) mindestens eine Abstützfläche (31) zur Spannein richtung (11) aufweist.