DE19708449A1 - Universalgelenk - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Universalgelenk zur schwenkbaren Verbindung zweier Bauteile.

Bei den Bauteilen kann es sich insbesondere um ein Gestänge handeln, mit dem die Verstellung einer Tastspitze über eine Kuppelstange auf einen Niveausen­ sor übertragen wird. Zwischen der Kuppelstange und dem Niveausensor ist dabei ein Universalgelenk vorgesehen. Solche Anordnungen dienen beispielsweise zur Leuchtweitenregelung der Scheinwerfer eines Kraftfahrzeuges, das mit Niveaurege­ lung ausgerüstet ist. Dabei läßt sich in bekannter Weise die Gelenkverbindung zwi­ schen dem Sensor und dem Gestänge so ausführen, daß beispielsweise das Ver­ stellglied des Sensors mit einem kugelförmigen Zapfen versehen ist, der in einer pfannenförmigen Ausnehmung des Gestänges sitzt. Dieser führt zu einer Bauweise, die verhältnismäßig massiv und damit schwer ist. Da die in Frage kommenden Ge­ stängeteile oftmals aus Kunststoff hergestellt werden und da es sich bei den Senso­ ren um relativ empfindliche Geber handelt, wäre es auch vorteilhaft, das zur Über­ tragung der Bewegungen erforderliche Universalgelenk in Leichtbauweise herzu­ stellen.

Somit stellt sich die Aufgabe, ein Universalgelenk zur Übertragung von Be­ wegungen und zur Verbindung z. B. mit Sensoren oder Stellgliedern in Leichtbau­ weise herzustellen und die Montage zu vereinfachen.

Erfindungsgemäß läßt sich die genannte Aufgabe mit den Merkmalen im An­ spruch 1 lösen. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprü­ chen.

So handelt es sich erfindungsgemäß um ein Gummi- oder Kunststoff-Form­ teil mit integrierter Kugelgelenkfunktion. Die in die Hohlkapsel eingesetzte Kugel sorgt für die Rotationssymmetrie des Universalgelenks, d. h. der Mittelpunkt der Kugel definiert den Gelenkmittelpunkt. Beim Schwenken des Universalgelenks ver­ formen sich die dünnen Wandungen der Hohlkapsel, d. h. auf der einen Seite des Gelenks kann sich die Wandung etwas dehnen und auf der gegenüberliegenden Seite stauchen, wobei die Wandung auch in der Lage ist, von der Kugeloberfläche abzuheben, ohne daß dabei der Gelenkmittelpunkt verschoben wird. So ist erfin­ dungsgemäß ein spielfreies und gekapseltes Universalgelenk zur Bewegungsüber­ tragung geschaffen, das außerdem einfach zu montieren ist und sich durch eine Leichtbauweise auszeichnet.

In der bevorzugten Ausführungsform sind an der Hohlkapsel beidseits Ge­ lenkstücke angeformt, die zur Befestigung an den zu verbindenden Bauteilen die­ nen. Vorzugsweise erfolgt die Befestigung kraftschlüssig, d. h. Vorsprünge an den Bauteilen werden durch eine Schnappverbindung in entsprechend gestaltete Hohl­ räume der Gelenkstücke eingesetzt. Anstelle der Schnappverbindung lassen sich aber auch die Bauteile unmittelbar an den beiden Gelenkhälften des Universalge­ lenks anformen.

Das erfindungsgemäße Universalgelenk läßt sich überall dort verwenden, wo Stellkräfte oder Betätigungskräfte übertragen werden sollen und dabei ein Gelenk erforderlich ist, das ein Verschwenken in jeder Richtung zuläßt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der einzigen Figur der Zeichnung erläutert, die einen Schnitt durch das an zwei Bauteilen befe­ stigte Universalgelenk zeigt.

Das im Schnitt dargestellte Universalgelenk 10 dient zur Verbindung zweier Gestängebauteile 11 und 12, die gegeneinander verschwenkbar sind. Bei dem Uni­ versalgelenk 10 handelt es sich um ein einstückiges Kunststoff-Formteil, das aus Gummi oder einem Elastomer wie einem Polyesterelastomer hergestellt ist. Es han­ delt sich dabei um einen gummiartig elastischen Werkstoff, der einerseits so form­ stabil ist, daß die Befestigung der Bauteile 11 und 12 über eine Schnappverbindung 14 möglich ist, andererseits aber elastisch genug ist, daß die Schwenkbewegung in der mit 15 angedeuteten Schwenkebene des Gelenks möglich ist.

Das Gelenk selbst wird von einer Hohlkapsel 16 mit kugelförmigem Hohl­ raum gebildet, in den eine Kugel 18 durch eine Öffnung 19 hindurch eingesetzt ist, die den Hohlraum der Hohlkapsel 16 ausfüllt, aber mit der Hohlkapsel 16 nicht ver­ bunden ist, so daß die Schwenkbewegung des Gelenks frei erfolgen kann und damit die Kugel den Gelenkmittelpunkt 20 definiert. Die Kugel 18 kann auch in die Form eingelegt werden und umspritzt sein, ist aber dann in dem Hohlraum bzw. der Hohl­ kapsel frei drehbar. Somit vermittelt die Kugel ein rotationssymmetrisches Ver­ schwenken des Gelenks, dessen Mittelpunkt 20 von dem Kugelmittelpunkt gebildet ist. Die seitlichen Wandungen der Hohlkapsel im Bereich der Schwenkebene 15 sind dünnwandig ausgeführt, so daß beim Schwenken des Gelenks, wenn also die eine Seite auf Zug und die gegenüberliegende Seite der Hohlkapsel auf Druck bean­ sprucht wird, die Wandungen sich elastisch nachgiebig verhalten, nämlich sich auf der einen Seite dehnen und auf der gegenüberliegenden Seite stauchen können. Beim Stauchen kann die Wandung der Hohlkapsel von der Kugel 18 abheben, wie dies in der Zeichnung angedeutet ist, wenn das obere Bauteil 11 aus der voll ausge­ zogenen Ruhelage in die gestrichelt dargestellte verschwenkte Lage gelangt.

An der Hohlkapsel 16 sind beidseits Gelenkstücke 22 angeformt, die zur Be­ festigung mit den Bauteilen dienen und hierzu mit einer Ausnehmung 23 versehen sind, in welche ein pilzförmig gestalteter Kopf 24 an den Bauteilen 11 und 12 ein­ sitzt. Somit erfolgt die Befestigung der Bauteile durch einfaches Einschnappen, also durch eine formschlüssige Verbindung. Dabei handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform. Die Befestigung der Gelenkstücke 10 an den Bauteilen bzw. an der Hohlkapsel 16 kann auch in anderer Weise, beispielsweise kraftschlüssig erfol­ gen. So kommt es im wesentlichen darauf an, daß die Wandungen der Hohlkapsel elastisch nachgiebig sind, wie dies für die Schwenkbewegung erforderlich ist und der Gelenkmittelpunkt von der in die Hohlkapsel eingesetzten Kugel bestimmt ist. Die Kugel kann aus Kunststoff oder Stahl hergestellt sein. Das Universalgelenk kann im Spritzgießverfahren oder in einem Vulkanisierverfahren hergestellt werden, wonach in bekannter Weise die in eine Form eingefüllte Formmasse in einer Wär­ mebehandlung ausvulkanisiert wird.

Ferner wird darauf hingewiesen, daß bei der dargestellten Bauweise die sich bewegenden Gelenkteile nach außen abgedichtet sind und bei dieser gekapselten Bauweise eine hohe Lebensdauer zu erwarten ist.

Claims (10)

1. Universalgelenk zur schwenkbaren Verbindung zweier Bauteile, insbeson­ dere des Gestänges für eine Leuchtweitenregulierung in Kraftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hohlkapsel (16) mit im Schwenkbereich des Gelenks in Querrichtung zur Längsachse des Gelenks elastisch nachgiebige Wandungen auf­ weist, in der Hohlkapsel eine Kugel eingesetzt ist und in Längsachse des Gelenks Gelenkstücke zur Befestigung an den Bauteilen vorgesehen sind.

2. Universalgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ge­ lenk ein Kunststoff-Formteil ist, das aus einem Elastomer oder Gummi hergestellt ist.

3. Universalgelenk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoff-Formteil aus einem Polyesterelastomer hergestellt ist.

4. Universalgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß das Kunststoff-Formteil im Spritzgießverfahren oder Vulkanisierverfahren hergestellt ist.

5. Universalgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Gelenkstücke (22) beidseits an der Hohlkapsel (16) angeformt sind.

6. Universalgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Gelenkstücke (22) mit den Bauteilen (11, 12) formschlüssig verbunden sind.

7. Universalgelenk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver­ bindung aus einer Schnappverbindung besteht, bei der ein pilzförmiger Kopf (24) des Bauteils (11, 12) in eine Ausnehmung der Gelenkstücke (22) einschnappt.

8. Universalgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß das Bauteil (11, 12) jeweils am Gelenkstück (22) angeformt ist.

9. Universalgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kugel aus Stahl oder Kunststoff ist.

10. Universalgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Kunststoff-Formteil einstückig ausgebildet ist.