DE29612455U1 - Ball joint - Google Patents
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Description
WESTPHALWESTPHAL
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Rolf LuippoldRolf Luippold
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72336 Balingen-Weilstetten72336 Balingen-Weilstetten
Die Erfindung betrifft ein Kugelgelenk gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a ball joint according to the preamble of claim 1.
Derartige Kugelgelenke dienen ganz allgemein zum Verbinden zweier Maschinenteile derart, daß eine gegenseitige räumliche Bewegung möglich ist. Sie bestehen im wesentlichen aus einem äußeren Lagerelement, das mit einem hohlkugelsegmentförmigen Lagergürtel versehen ist. Darin geführt ist ein inneres Kugelsegmentelement, das innerhalb .bestimmter, vorgegebener Grenzen eine an sich beliebige Winkelstellung im bezug auf das Lagerelement einnehmen kann. Der Lagergürtel umfaßt hierbei das Kugelsegment, so daß es aufgrund seiner sphärischen Form bereichsweise formschlüssig umfaßt wird und sowohl in axialer als auch in radialer Richtung gehalten ist.Such ball joints are generally used to connect two machine parts in such a way that mutual spatial movement is possible. They essentially consist of an outer bearing element that is provided with a hollow spherical segment-shaped bearing belt. An inner spherical segment element is guided in this, which can assume any angular position in relation to the bearing element within certain, predetermined limits. The bearing belt surrounds the spherical segment so that it is positively enclosed in some areas due to its spherical shape and is held in both the axial and radial directions.
Zur Befestigung an den jeweils miteinander zu verbindenden Machinenteilen ist einerseits am Lagerelement eine Gelenkstange angeformt, die ein Innengewinde trägt. Andererseits weist das Kugelsegmentelement eine zentrale Durchgangsöffnung auf, durch welche ein Befestigungselement, in der Regel eine Befestigungsschraube, hindurchgeführt ist. Ebenso kann die Durchgangsöffnung mit einem Innengewinde versehen sein, und damit eine Befestigungsmoglichkeit analog zur Gelenkstange bieten.For fastening to the machine parts to be connected to one another, a joint rod with an internal thread is formed on the bearing element. On the other hand, the ball segment element has a central through-hole through which a fastening element, usually a fastening screw, is passed. The through-hole can also be provided with an internal thread, thus offering a fastening option similar to the joint rod.
Derartige Kugelgelenke sind in unterschiedlicher Ausprägung erhältlich und können je nach Einsatzzweck aus einer Reihe vonSuch ball joints are available in different designs and can be selected from a range of
D-78048 VS-Villingen · Waldstrasse 33 - Telefon 07721 56007 · Telefax 07721 55164D-78048 VS-Villingen · Waldstrasse 33 - Telephone 07721 56007 · Fax 07721 55164
Materialien bestehen. Obwohl sich die bislang erhältlichen Kugelgelenke weitgehend bewährt haben, sind sie beispielsweise unter dem Aspekt der Handhabung, insbesondere der Anbringung an den miteinander zu verbindenden Maschinenteilen, noch verbesserungswürdig. materials. Although the ball joints available to date have largely proven themselves, they still need to be improved, for example, in terms of handling, especially when it comes to attaching them to the machine parts that are to be connected to one another.
Der Erfindung lag daher das Problem zugrunde, ein Kugelgelenk der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß es eine vereinfachte Handhabung bei der Montage ermöglicht und somit kostengünstig herzustellen und zu verarbeiten ist.The invention was therefore based on the problem of further developing a ball joint of the type mentioned at the beginning in such a way that it enables simplified handling during assembly and can thus be manufactured and processed cost-effectively.
Das Problem wird mit einem Kugelgelenk gelöst, welches die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.The problem is solved with a ball joint having the features of claim 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungsformen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche angegeben.Advantageous embodiments of the invention are specified by the features of the subclaims.
Die Erfindung basiert auf der Idee, einerseits an der das Innengewinde tragenden Gelenkstange eine Kontermutter zu formen und mit einer Sollbruchstelle zur Gelenkstange hin zu versehen. Damit kann die Gewindestange des Maschinenteils, welches in die Gelenkstange eingeschraubt wird, ohne zusätzlichen Aufwand gesichert werden. Es können besondere Maßnahmen, wie beispielsweise das vorhergehende Aufschrauben einer Kontermutter auf das Gewinde und das anschließende Zurückdrehen vollständig entfallen. Die Montage gestaltet sich denkbar einfach, da lediglich die Gelenkstange gemeinsam mit der angeformten Kontermutter mit der Gewindestange des Maschinenteils verschraubt werden muß. Am Ende des VerschraubungsSchrittes braucht nur mehr die Kontermutter durch kurzes Betätigen von der Gelenkstange abgetrennt und anschließend durch eine gegengerichtete Drehbewegung gekontert werden. Je nach Gestaltung der Sollbruchstelle kann es auch ausreichend sein, die Kontermutter sofort in Konterrichtung zu verdrehen, wodurch sie an der Sollbruchstelle von der Gelenkstange abgeschert und gegen diese axial gepreßt wird.The invention is based on the idea of forming a lock nut on the joint rod carrying the internal thread and providing it with a predetermined breaking point towards the joint rod. This means that the threaded rod of the machine part that is screwed into the joint rod can be secured without any additional effort. Special measures, such as screwing a lock nut onto the thread beforehand and then turning it back, can be completely eliminated. Assembly is extremely simple, as only the joint rod together with the molded lock nut has to be screwed to the threaded rod of the machine part. At the end of the screwing step, the lock nut only needs to be separated from the joint rod by briefly pressing it and then locked by a turning movement in the opposite direction. Depending on the design of the predetermined breaking point, it may also be sufficient to immediately turn the lock nut in the locking direction, whereby it is sheared off the joint rod at the predetermined breaking point and pressed axially against it.
Darüber hinaus hat das Kugelgelenk gemäß der Erfindung denIn addition, the ball joint according to the invention has the
Vorteil, daß keine separaten Kontermuttern bevorratet und am Einbauort separat beigestellt werden müssen. Sie sind als integraler Bestandteil des Kugelgelenks unverlierbar und somit am Einbauort ohne besondere Maßnahme einsatzbereit.The advantage is that no separate lock nuts need to be stored and provided separately at the installation site. As an integral part of the ball joint, they cannot be lost and are therefore ready for use at the installation site without any special measures.
Schließlich lassen sich die Herstellkosten weiter verringern, da die Kontermutter ohne besonderen Aufwand gleichzeitig mit der Gelenkstange hergestellt, in der Regel spritzgegossen wird, so daß die separate Fertigung von Kontermuttern vollständig entfällt.Finally, the manufacturing costs can be further reduced because the lock nut is manufactured at the same time as the joint rod without any special effort, usually by injection molding, so that the separate production of lock nuts is completely eliminated.
Besondere Vorteile in der Handhabung ergeben sich dann, wenn die Gelenkstange zumindest in einem der Kontermutter benachbarten Axialabschnitt ein Sechskantprofil aufweist, welches mit demjenigen der Kontermutter übereinstimmt. Dies erlaubt einerseits das Ansetzen eines Werkzeugs unmittelbar an der Gelenkstange, so daß das Abscheren der Kontermutter an der Sollbruchstelle und der Kontervorgang selbst besonders einfach ermöglicht wird. Weiterhin gestattet ein solchermaßen gestalteter Abschnitt die einfache Realisierung der Sollbruchstelle dadurch, daß am vorgesehenen Übergang von der Gelenkstange zur Kontermutter ein axialer Abschnitt geringer Wanddicke durch einen einfachen, am Umfang umlaufenden Einschnitt realisiert ist. Dies kann von vornherein im Spritzgießwerkzeug erfolgen, andererseits kann ein derartiger Einschnitt auch als Nut oder Kerbe nachträglich angebracht werden. Der verbleibende Restquerschnitt zwischen dem Grund des Einschnitts und dem Innengewinde wird so bemessen, daß die Kontermutter einerseits sicher am Ende der Gelenkstange gehalten ist, andererseits der erforderliche Kraftaufwand zum Abscheren weitgehend gering gehalten werden kann.Particular advantages in handling arise when the joint rod has a hexagonal profile in at least one axial section adjacent to the lock nut, which corresponds to that of the lock nut. On the one hand, this allows a tool to be placed directly on the joint rod, so that the lock nut can be sheared off at the predetermined breaking point and the locking process itself is made particularly easy. Furthermore, a section designed in this way allows the predetermined breaking point to be easily created by creating an axial section with a small wall thickness at the intended transition from the joint rod to the lock nut using a simple cut around the circumference. This can be done in the injection mold from the outset, or such a cut can be added later as a groove or notch. The remaining cross-section between the base of the cut and the internal thread is dimensioned in such a way that the lock nut is held securely at the end of the joint rod, on the one hand, and on the other hand the force required to shear it off can be kept as low as possible.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die Fixierung des inneren Kugelsegmentelements an dem korrespondierenden Maschinenteil mittels eines Befestigungselements, welches in der Regel als Schraube ausgeführt ist.A further aspect of the invention relates to the fixation of the inner ball segment element to the corresponding machine part by means of a fastening element, which is usually designed as a screw.
Bevorzugt ist die das Kugelsegmentelement"durchsetzende Durch-Preferably, the diameter penetrating the spherical segment element
gangsöffnung als Absatzbohrung ausgebildet, so daß damit eine Schulterpaßschraube darin aufgenommen werden kann. Der Absatz dient hierbei als axiale Anlage für den Schraubenkopf, wohingegen die radiale Führung durch den zylindrischen Ansatz unterhalb des Schraubenkopfs gewährleistet ist.The opening is designed as a shoulder hole so that a shoulder fitting screw can be accommodated in it. The shoulder serves as an axial support for the screw head, whereas the radial guidance is ensured by the cylindrical projection below the screw head.
Die axiale Erstreckung der Absatzbohrung im Bereich des größeren Durchmessers ist in Übereinstimmung mit der Höhe des Schraubenkopfs, so daß bei eingesetzter Schulterpaßschraube diese im Bereich des Schraubenkopfs vollständig versenkt ist. Durch diese oberflächenbündige Gestaltung ergibt sich eine platzsparende, flache Bauweise im Gelenkbereich.The axial extension of the shoulder hole in the area of the larger diameter corresponds to the height of the screw head, so that when the shoulder fitting screw is inserted, it is completely countersunk in the area of the screw head. This flush design results in a space-saving, flat construction in the joint area.
Besonders vorteilhaft ist die Anbringung von Haltenocken im Bereich der Durchgangsöffnung, so daß das eingesetzte Befestigungselement, insbesondere die Schulterpaßschraube durch Klemmwirkung gehalten und gegen Herausfallen gesichert ist. Dieser Aspekt ist besonders dann von Vorteil, wenn Kugelgelenke mit eingesetzten Befestigungselementen versehen an den eigentlichen Montageort verbracht werden. Darüber hinaus erlauben sie auch, eine Über kopf mont age, bei der bislang die Gefahr bestand, daß das Befestigungselement aus der Durchgangsöffnung herausfiel.It is particularly advantageous to attach retaining cams in the area of the through hole so that the fastening element used, in particular the shoulder fitting screw, is held in place by a clamping effect and secured against falling out. This aspect is particularly advantageous when ball joints with fastening elements installed are brought to the actual installation location. In addition, they also allow overhead installation, where previously there was a risk of the fastening element falling out of the through hole.
Besonders vorteilhaft sind mehrere, gleichmäßig auf dem Umfang verteilte Haltenocken, so daß die Klemmwirkung möglichst gleichmäßig verteilt ist. Die Haltenocken können hierbei im Bereich des Schraubenkopfes vorgesehen sein. Alternativ hierzu ist es auch möglich, diese im Bereich des Paßzylinders vorzusehen. Particularly advantageous are several retaining cams evenly distributed around the circumference, so that the clamping effect is distributed as evenly as possible. The retaining cams can be provided in the area of the screw head. Alternatively, it is also possible to provide them in the area of the fitting cylinder.
Die Erfindung wird nachstehend näher anhand des in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispxels erläutert. Es zeigenThe invention is explained in more detail below using the embodiment shown schematically in the figures.
Figur 1 Kugelgelenk im Längsschnitt,
Figur 2 Kugelgelenk im Querschnitt,Figure 1 Ball joint in longitudinal section,
Figure 2 Ball joint in cross section,
Figur 3 Kugelgelenk in einer Ansicht von oben, Figur 4 Kugelgelenk in einer Ansicht von rechts, Figur 5 Schulterpaßschraube.Figure 3 Ball joint in a view from above, Figure 4 Ball joint in a view from the right, Figure 5 Shoulder fitting screw.
Das Kugelgelenk besteht aus zwei Hauptbauteilen, einem äußeren Lagerelement 1 und einem inneren Kugelsegmentelement 2. Beide Bauteile sind im Spritzgießverfahren aus Kunststoff hergestellt, wobei in an sich bekannter Weise zunächst das Kugel-Segmentelement 2 geformt und anschließend das Lagerelement 1 durch Umspritzen gebildet wird. Das Kugelsegmentelement 2 ist an seinem Außenumfang kugelsegmentförmig gestaltet, wobei das Segment ein Äquatorsegment einer Kugel ist. Dieser Teil des sphärisch gestalteten Axialabschnitts wird mit einem korrespondierend gestalteten, hohlkugelsegmentförmigen Bereich, einem Lagergürtel 11 des Lagerelements 1, zusammen. Aufgrund der sphärischen Kontur beider Bauteile 1, 3 ist das Kugelsegmentelement 3 in axialer und radialer Richtung im Lagerelement 1 gehalten, kann jedoch eine Rotationsbewegung und eine Schwenkbewegung in an sich jedweder Kombination ausführen.The ball joint consists of two main components, an outer bearing element 1 and an inner ball segment element 2. Both components are made from plastic using an injection molding process, whereby the ball segment element 2 is first formed in a known manner and then the bearing element 1 is formed by overmolding. The ball segment element 2 is designed to be spherical segment-shaped on its outer circumference, whereby the segment is an equatorial segment of a ball. This part of the spherically designed axial section is connected to a correspondingly designed hollow spherical segment-shaped area, a bearing belt 11 of the bearing element 1. Due to the spherical contour of both components 1, 3, the ball segment element 3 is held in the bearing element 1 in the axial and radial directions, but can perform a rotational movement and a pivoting movement in any combination.
Am Lagerelement 1 ist eine Gelenkstange 7 angeformt, die radial vom Lagerelement 1 absteht. Am Übergang von dem Lagerelement 1 zur Gelenkstange 7 sind Verstärkungsrippen 12 vorgesehen, die zur Erhöhung der Stabilität dienen.A joint rod 7 is formed on the bearing element 1 and protrudes radially from the bearing element 1. Reinforcing ribs 12 are provided at the transition from the bearing element 1 to the joint rod 7 to increase stability.
Die Gelenkstange 7 geht stirnseitig, dem Lagerelement 1 gegenüberliegend, in eine Kontermutter 3 über, die integraler Bestandteil der Gelenkstange 7 und mit dieser über eine Sollbruchstelle 4 verbunden ist. Die Gelenkstange 7 und die Kontermutter 3 haben ein übereinstimmendes Sechskantprofil, welches auf genormte Schlüsselweiten abgestimmt ist. Die Außenkontur von Kontermutter 3 und Gelenkstange 7 ist somit in der Ansicht von rechts (Figur 4) deckungsgleich. Zwischen der Kontermutter 3 und der Gelenkstange 7 ist die Sollbruchstelle 4 als Axialabschnitt mit einem umlaufenden Einschnitt geformt, so daß lediglich ein dünner Ringsteg zu einem durchgehendenThe joint rod 7 merges at the front, opposite the bearing element 1, into a lock nut 3, which is an integral part of the joint rod 7 and is connected to it via a predetermined breaking point 4. The joint rod 7 and the lock nut 3 have a matching hexagon profile, which is matched to standardized wrench sizes. The outer contour of the lock nut 3 and the joint rod 7 is therefore congruent in the view from the right (Figure 4). Between the lock nut 3 and the joint rod 7, the predetermined breaking point 4 is formed as an axial section with a circumferential cut, so that only a thin ring web forms a continuous
Innengewinde 5 verbleibt, welches die Kontermutter 3 vollständig und den größtenteils der Gelenkstange 7 durchsetzt. Die Wanddicke an der Sollbruchstelle 4 ist so bemessen, um die Kontermutter 3 sicher an der-Gelenkstange 7 zu halten, andererseits ein Abscheren durch gegeneinander Verdrehen von Kontermutter 3 und Gelenkstange 7 zu ermöglichen.Internal thread 5 remains, which completely penetrates the lock nut 3 and most of the joint rod 7. The wall thickness at the predetermined breaking point 4 is dimensioned in such a way as to hold the lock nut 3 securely on the joint rod 7, but on the other hand to enable shearing off by turning the lock nut 3 and the joint rod 7 against each other.
Das durchgehende Innengewinde 5 ermöglicht somit das gemeinsame Aufschrauben von Kontermutter 3 und Gelenkstange 7, so daß die Kontermutter 3 ohne weiteres Zutun an der axialen Endposition in bezug auf die hier nicht dargestellte Gewindestange des Maschinenteils positioniert ist, sobald die Gelenkstange 7 aufgeschraubt ist. Ein leichte Betätigung mit einem aufgesetzten (hier nicht dargestellten Schlüssel) ermöglicht das Abscheren der Kontermutter 3 und das anschließende axiale Verspannen (Kontern) mit der Gelenkstange 7.The continuous internal thread 5 thus enables the lock nut 3 and the joint rod 7 to be screwed on together, so that the lock nut 3 is positioned at the axial end position in relation to the threaded rod (not shown here) of the machine part without any further action as soon as the joint rod 7 is screwed on. A slight actuation with an attached key (not shown here) enables the lock nut 3 to be sheared off and the subsequent axial clamping (locking) with the joint rod 7.
Das Kugelsegmentelement 2 weist eine koaxial durchgehende Absatzbohrung 8 auf, die hinsichtlich ihrer Geometrie auf eine Schulterpaßschraube 9 exakt abgestimmt ist. Die Schulterpaßschraube 9 besitzt einen Schraubenkopf mit einem Innensechskant 10, an dem sich ein zylindrischer Paßabschnitt anschließt. Die Höhe des Schraubenkopfs entspricht der axialen Erstreckung der Absatzbohrung in einem ersten Teilbereich, so daß bei eingesetzter Schulterpaßschraube 9 diese axial fluchtend im Kugelsegmentelement 2 versenkt ist. Nach unten hin ist die Schulterpaßschraube 9 in axialer Richtung durch das Aufliegen des Schraubenkopfs am Absatz der Absatzbohrung 8 und in radialer Richtung durch das formschlüssige Anliegen des zylindrischen Paßabschnittes am korrespondierenden Axialabschnitt der Absatzbohrung 8 geführt.The ball segment element 2 has a coaxial, continuous shoulder hole 8, the geometry of which is precisely matched to a shoulder fitting screw 9. The shoulder fitting screw 9 has a screw head with a hexagon socket 10, to which a cylindrical fitting section is connected. The height of the screw head corresponds to the axial extent of the shoulder hole in a first partial area, so that when the shoulder fitting screw 9 is inserted, it is countersunk in axial alignment in the ball segment element 2. The shoulder fitting screw 9 is guided downwards in the axial direction by the screw head resting on the shoulder of the shoulder hole 8 and in the radial direction by the form-fitting contact of the cylindrical fitting section on the corresponding axial section of the shoulder hole 8.
Im Inneren der Absatzbohrung 8 und radial einwärts von der Wand abstehend sind Haltenocken 6 angeformt, die gleichmäßig längs einer Umfangslinie verteilt angeordnet sind und radial auf die Schulterpaßschraube 9 ausgerichtet sind. Sie sind so dimensioniert, daß sie einerseits das axiale Einsetzen der Schulterpaßschraube 9 in die Absatzbohrung 8 sowie deren Be-Inside the shoulder hole 8 and projecting radially inwards from the wall, retaining cams 6 are formed, which are evenly distributed along a circumferential line and are radially aligned with the shoulder fitting screw 9. They are dimensioned in such a way that they enable the axial insertion of the shoulder fitting screw 9 into the shoulder hole 8 and its
; ,* &idigr; &iacgr;&idiagr;; ,* &idigr;&iacgr;&idiagr;
tätigung (Rotation) durch einen Innensechskantschlüssel erlauben, andererseits ein Herausgleiten auch in einer Überkopfstellung zuverlässig verhindern.allow operation (rotation) using an Allen key, but also reliably prevent slipping out even in an overhead position.
Das Lagerelement 1 weist Materialausnehmungen 13 auf, die radial außerhalb um den eigentlichen Lagerbereich herumgeführt sind. Sie erlauben die Realisierung einer weitgehend gleichmäßigen Wanddicke in diesem Bereich unter Vermeidung von Materialanhäufungen. Sie dienen auch der Gewichtseinsparung, sowie der Aufnahme von hier nicht näher dargestellten Abdeckkappen und Manschetten, die ein Eindringen von Schmutzpartikeln verhindern und gleichzeitig das Einbringen von Schmiermittelvorrat ermöglichen.The bearing element 1 has material recesses 13 that are guided radially outside around the actual bearing area. They allow the realization of a largely uniform wall thickness in this area while avoiding material accumulation. They also serve to save weight and to accommodate cover caps and sleeves (not shown here in detail) that prevent the penetration of dirt particles and at the same time enable the introduction of lubricant supplies.
Claims (7)
gekennzeichnet durch,an inner ball segment element (2) having a central through-opening (8) for a fastening element (9),
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Cited By (3)
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| DE102008021487A1 (en) * | 2008-04-29 | 2009-11-05 | Krauss-Maffei Wegmann Gmbh & Co. Kg | Folding angle mirror and viewing device for folding angle mirror |
| WO2019056034A1 (en) * | 2017-09-20 | 2019-03-28 | Stiwa Automation Gmbh | Functional component having a first connection piece, a second connection piece and connecting components formed therebetween |
-
1996
- 1996-07-18 DE DE29612455U patent/DE29612455U1/en not_active Expired - Lifetime
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19961024 |
|
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 19991203 |
|
| R157 | Lapse of ip right after 6 years |
Effective date: 20030201 |