DE3040176A1

DE3040176A1 - Drehgelenkverbinder

Info

Publication number: DE3040176A1
Application number: DE19803040176
Authority: DE
Inventors: Harry Ray Lombard Ill. Hawley
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 1979-10-22
Filing date: 1980-10-22
Publication date: 1981-04-30
Also published as: US4311405A; JPS5673218A; JPS6411843B2; ES496135A0; BR8006607A; ES8204097A1

Description

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ILLINOIS TOOL WORKS INC.

Drehgelenkverb inder

Die Erfindung betrifft grundsätzlich einen neuen und
verbesserten Drehgelenkverbinder und mehr ins besondere einen Drehgelenkverbinder zur Herstellung einer Verbindung zwischen einem zu drehenden Element und einer Drehachse mit geringer Anstrengung-,

Es bestehen viele Situationen, in denen ein Element für eine drehende Bewegung montiert werden muß. In solchen
Situationen werden Verbinder häufig benutzt, um eine Triebbewegung des Elementes durch Verbinden des Elementes mit einer Drehachse wie einem Kugelgelenk zu schaffen.

Verbinder für solche Anwendungen umfassen grundsätzlich eine

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Lagerschale oder eine kreisförmige Ausnehmung, die die Drehkugel aufnimmt und begrenzt, während eine relative Drehbewegung dazwischen möglich ist, und Einrichtungen zum Einfangen und Lagern des zu drehenden Elementes. Als Ergebnis davon ist das Element frei um die Drehkugel drehbar .

Da Verbinder dieser Art beachtenswerterweise bei Herstellungsprozessen verwendet werden, ist es notwendig, daß die Verbinder eine drehende Verbindung schaffen, die in einer dichten und eingeklammerten Umgebung mit geringem Aufwand durch einen Operator bewerkstelligt werden können, um Zusammenbau- und Herstellungskosten zu minimalisieren. Der Verbinder muß jedoch auch eine Verbindung von hoher Integrität vorsehen, so daß die Verbindung verläßlich ist und nicht während der Operation ausfällt.

Von dem Vorausgehenden kann ersehen werden, daß ein Drehgelenk-verbinder so ausgelegt sein muß, daß die Drehachse und das Element mit geringer Kraft zusammengesetzt werden können. Trotzdem muß der Verbinder eine hohe Kraft benötigen, urti die Verbindung Zustandekommen zu lassen.

Letzlich muß ein Drehgelenkverbinder geeignet sein für eine schnelle und relativ mühelose Trennung. Dieses ist auf jeden Fall notwendig, wenn der Drehgelenkverbinder in dauerndem Betrieb benutzt wird.

Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen neuen und verbesserten Drehgelenkverbinder zu schaffen.

Ein mehr spezifisches Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Drehgelenkverbinder zu schaffen, der leicht mit

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einer Drehachse verbunden werden kann und mit einem zu drehenden Element, während danach eine verläßliche Verbindung aufrechterhalten wird.

Ein noch anderes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schilffung eines solchen Drehgelenkverbinders, der leicht zu Wartungszwecken oder dergleichen auseinandernehmbar ist.

Diese Ziele werden erreicht durch einen Drehgelenkverbinder, wie er in den Ansprüchen definiert ist.

Dementsprechend schafft die Erfindung einen Drehgelenkverbinder zum Verbinden eines zu drehenden Elementes mit einem Kugelgelenk. Der Drehgelenkverbinder umfaßt eine-Fassung mit einem Lagersitz zum drehbaren Begrenzen eines Kugelgelenkes darin und Öffnungseinrichtungen zum Aufnehmen und Einfangen eines gerillten Endes des zu drehenden Elementes. Die Fassung umfaßt Schlitze, die ein Vergrößern der Öffnungseinrichtung und des Lagersitzes für die Einsetzung des Endes des Elementes in die Öffnungseinrichtungen und die Einsetzung des Kugelgelenkes in :den Lagersitz gestattet. Eine Muffe ist angeordnet, um über der Fassung aufgenommen zu werden zum Festklemmen der Fassung an dem zu drehenden Element und zum drehbaren Umfassen des Kugelgelenkes innerhalb des Lagersitzes.

Die Erfindung wird nachfolgend zusammen mit weiteren Aufgaben und Vorteilen anhand der beigefügten Zeichnungen in mehreren Figuren beschrieben, wobei jeweils gleiche Bezugszeichen identische Elemente definieren. In den Zeichnungen zeigt:

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Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines voll zusammengesetzten erfindungsgemäßen Drehgelenkverbinders, in dem ein Element mit einer Drehachse verbunden ist,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Fassung des Drehgelenkverbinders gem. Fig. 1,

Fig. 3 eine teilweise Seitenansicht eines stabförmigen, gerillten Endes eines Elementes, das von der Fassung des Drehgelenkverbinders aufgenommen wird,

Fig. 4 einen seitlichen Querschnitt durch eine

Muffe, die über der Fassung des Verbinders aufgenommen und relativ dazu gedreht wird,

Fig. 4A einen teilweisen Schnitt entlang der Linie 4Ά-4Α in Fig. 4,

Fig. 4B einen teilweisen Schnitt entlang der Linie 4B-4B in Fig. 4,

Fig. 5 eine untere Draufsicht auf die Fassung des Verbinders,

Fig. 6 eine Endansicht der Verbindermuffe,

Fig. 7 eine Endansicht des Verbinders, aus der die Muffe in einer ursprünglich aus der Fassung nicht verriegelten Position gezeigt ist, wobei das stabförmige Element eingesetzt und der Zusammenbau der Drehgelenkverbindung möglich ist, und

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Fig. 8 eine ähnliche Endansicht wie in Fig. 7, wobei jedoch die Muffe sich in einer endgültig verrigelten Position auf der Verbinderfassung befindet, um die Fassung relativ zu dem Kugelgelenk zu verriegeln und eine verläßliche Drehgelenkverbindung _t zu schaffen.

In Fig. 1 ist ein Drehgelenkverbinder 10 in völlig zusammengesetztem Zustand dargestellt, um eine Drehgelenkverbindung zwischen einem zu drehenden Element 12 und einer Drehachse 14 zu schaffen. Der Drehgelenkverbinder 10 umfaßt grundsätzlich einen Körper bzw. eine Fassung 16 und eine Muffe 18, die über einem Teil der Fassung 16 aufgenommen werden kann.

Die Fassung umfaßt ein Paar diametral gegenüberliegender sich axial erstreckender Schlitze 20 und besteht vorzugsweise aus einem Plastikmaterial·, um so die Fassung 16 verformbar zu machen. Die Fassung umfaßt ebenfalls ein Paar diametral gegenüberliegender flacher Flächenteile 22 zwischen den Schlitzen 20 und Einklinkeinrichtungen, die zwei Ansätze 24 umfassen, die sich radial von den flachen Flächenteilen 22 der Fassung nach außen erstrecken.

Die Muffe 18 besitzt anfänglich grundsätzlich eine zylindrische Ausbildung. Sie umfaßt zwei Rippen 2 6 auf ihrer inneren Fläche, wobei die Rippen 26 sich davon axial erstrecken. Die Rippen 26 umfassen vorzugsweise eine flache Fläche mit einem vorbestimmten schmalen Teil 27b, der ein wenig schmaler ist als die Breite der Schlitze 20 an einem Ende und sich nach außen zu einem erweitertem Teil 27a am anderen Ende· neigt und eine verringerte Höhe relativ zu dem inneren Durchmesser der Muffe 18 besitzt, wobei Seitenwände die nach

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außen von der Fläche 27 geneigt verlaufen hin zu der Verbindung mit der inneren Fläche der Muffe 18 aus Zwecken, die nachfolgend beschrieben werden.

Die Drehachse 14 ist vorzugsweise von der Art,die ein (nicht dargestelltes) Drehgelenk am freien Ende der Achse 14 aufweist, das von einem Lagersitz 34 innerhalb dem vorderen Teil 28 der Fassung 16 aufgenommen werden kann. Das Element 12 hat, wie im größeren Detail anschließend beschrieben wird, einen Endteil, der von einer öffnungseinrichtung 30 aufgenommen und festgehalten werden kann innerhalb des leicht elyptischen Endteils 32 der Fassung 16.

Mit speziellem Hinweis auf die Fig. 2 und 5 kann erkannt werden, daß die Fassung 16 den vorderen Teil 28 und den leicht elyptischen Endteil 32 umfaßt. Der vordere Teil beinhaltet den Lagersitz 34 der aus einer grundsätzlich kugelförmigen Ausnehmung bekannter Konstruktion zur Aufnahme eines Kugelgelenkes oder dergleichen besteht und · besitzt einen reduzierten Halsteil 35, der mit dem äußeren in Verbindung steht.

Der Endteil 32 umfaßt die öffnungseinrichtung 30, die eine sich verjüngende öffnung 36 besitzt, um die Einsetzung des zu drehenden Elementes in die öffnungseinrichtung zu erleichtern. Die öffnungseinrichtung umfaßt ebenfalls einen ringförmigen Flansch 38 und einen vergrößerten Hohlraum 40.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, umfaßt das stabförmige Element 12, das von der Fassung 16 aufgenommen werden kann, einen Kopfteil 42 und einen im Durchmesser reduzierten gerillten Halsteil 44. Wie aus Vergleich mit den Fig. 2 und 3

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ersichtlich ist, kann erkannt werden, daß der Kopfteil 42 des Elementes 12 nach Vergrößerung der öffnungseinrichtung von dem vergrößerten Hohlraum 40 aufgenommen werden kann. Der im Durchmesser reduzierte Halsteil 44 grenzt dabei an den ringförmigen Flansch 38 an, so daß das Element 12 durch die öffnungseinrichtung 3 0 festgehalten wird.

Wie am besten aus Fig. 5 erkenntlich ist, erstrecken sich die Schlitze 20 von dem hinteren Ende der Fassung von der Mähe der öffnungseinrichtung 30 aus und enden hinter dem Zontrum des Lagersitzes 34 innerhalb des vorderen Teiles 28 der Fassung 16. Demzufolge entsteht ein Verbindungsteil 46, wie es am besten aus der Querschnittsansicht gem. Fig. ersichtlich ist. Aufgrund der Schlitze 20 ist die Fassung verformbar, um so eine Vergrößerung der öffnungseinrichtung 30 und des sich halsförmig nach unten erstreckenden HaIsteiles 35 des Lagersitzes 34 zu ermöglichen, wie es vorausqohend beschrieben worden ist, um das drehbar zu lagernde Element 12 und das Kugelgelenk aufzunehmen.

LetzLieh sei noch anhand der Fig. 5 bemerkt, daß das Endteil 32 der Fassung 16 zwei Ansätze 24 umfaßt, die von den flachen Flächenteilen 22 vorstehen. Die Ansätze sind von einer hinteren Wand 50 der Fassung zum vorderen Teil 28 hin beabstandet, um in axialer Weise die Muffe 18 auf dem Teil 32 zu fixieren, aber eine Drehung der Muffe relativ dazu zu gestatten.

Bei Betrachtung der Fig. 4 und 6 ist erkennbar, daß die Muffe 18 grundsätzlich eine zylindrische Ausbildung besitzt und die bereits erwähnten, sich axial erstreckenden und diametral gegenüberliegenden geneigten Rippen 2 6 auf ihrer inneren Fläche besitzt. Die Rippen 2 6 .bewirken den minimalen

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inneren Durchmesser der-Muffe 18, wie er zwischen den geneigten Flächen 27 meßbar ist. Die Muffe 18 umfaßt ebenfalls zwei diametral gegenüberliegende äußere Eingriffs-L■ Inrichtungen bzw. Rippen 52, die vorgesehen sind, um einem Operator beim Drehen der Muffe relativ zu der Fassung zu helfen.

Gemäß der bisherigen Beschreibung wird der Drehgelenkverbinder 10 folgendermaßen zusammengesetzt. Die Muffe 18 wird zuerst auf dem stabförmigen Element 12 positioniert und die öffnungseinrichtung wird dann vergrößert, um den Kopfteil 12 des stabförmigen Elementes in dem vergrößerten Hohlraum 40 aufzunehmen. Die Muffe 18 wird dann in axialer Weise entlang des stabförmigen Elementes 12 und über den Endteil 32 der Fassung 16 geschoben, wobei die Muffe 18 so positioniert wird, daß die Rippen 26 den flachen Flächenteilen 22 gegenüberliegen. Die flachen Flächenteile v/erden um einen Abstand voneinander getrennt, der geringer ist als der Abstand zwischen den sich gegenüberliegenden Rippen 26. Deshalb besteht ein Abstand zwischen den beiden flachen Flächenteilen 22 und den Rippen 26, so daß die Fassung 16 deformiert werden kann, um den Lagersitz 34 der Fassung 16 zu erweitern. Als Ergebnis kann das Drehgelenk in den Lagersitz 34 eingesetzt werden.

Wenn das Drehgelenk bzw. die Drehkugel von dem Lagersitz aufgenommen worden ist und der Kopfteil 42 des stabförmigen Elementes innerhalb des Hohlraumes 40 der öffnungseinrichtung 30 positioniert ist, kann die Muffe 18 relativ zu der Fassung 16 um 90° gedreht werden, so daß das flache schmale Teil 27b der Rippen 2 6 in verriegelnder Weise mit den Schlitzen 2 0 in Eingriff kommt. Es ist aus Fig. 1 erkenntlich, daß die Ansätze 24 in axialer Weise die Muffe 18 auf der Fassung

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fixieren, aber eine Rotation der Muffe 18 relativ zu der Fassung erlauben.

Wie aus den Fig. 7 und 8 erkenntlich ist, ist gemäß Fig. 7 die Muffe 18 auf dem Endteil 32 der Fassung in ihrer ursprünglichen Position positioniert, wobei die inneren Rippen 2 6 getrennt sind und in wesentlicher Ausrichtung sind mit den flachen Flächenteilen 22 der Fassung. Die Muffe 18 ist axial darauf über die Ansätze 24 fixiert, die hinter dem inneren Umfang der Muf-fe 18 vorstehen.

Der maximale Durchmesser des leicht elyptischen Endteils der Fassung ist im wesentlichen gleich dem maximalen inneren Durchmesser der Muffe 18. Da jedoch die Rippen 2 6 von den flachen Flächenteilen 22 getrennt sind, erlauben die Schlitze 20 der Fassung 16, daß sie zwischen dem Verbindungsteil 46 und der Muffe 18 deformiert werden kann, wodurch eine Vergrößerung des Lagersitzes 34 zur Aufnahme der Drehkugel gestattet wird, wie es bereits beschrieben ist.

Wenn die Muffe 18 relativ zu der Fassung 16 gedreht wird, ergreifen die Rippen 26 die gekrümmten äußeren Flächen 60 und 62 des zylindrischen Teiles 32, um so die Muffe 18 in eine im wesentlichen elyptische Form zu deformieren, wobei die inneren Flächen der Muffe 18 im Kontakt sind mit den Ecken 64 der Überschneidungen der gekrümmten Flächen 60 und 62 und den flachen Flächenteilen 22 und dadurch die Verbinderfassung 16 festklemmen, damit das Drehgelenk bzw. die Drehkugel und das Element 12 gedreht werden. Wenn die Muffe 18 ihre endgültige verriegelte Position erreicht hat, wie sie in Fig. 8 dargestellt ist, greift der schmale Teil 2 7b der Rippen 2 6 in verriegelnder Weise in die Schlitze 20 ein, so daß dadurch eine Arretierblockierung oder Fixierung der deformierten

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Muffe 1β in ihrer endgültigen Position erreicht wird. Während der ganzen Zeit fixieren die Ansätze 24 die Muffe relativ zu dem zylindrischen Teil 32 der Fassung.

Als Ergebnis des vorausgehend Beschriebenen wird eine verläßliche Drehgelenkverbindung zwischen dem Element 12 ubd der Drehachse 14 geschaffen, wie es in Fig. 1 dargestellt ist. Aufgrund der Fassung 16 ist der Verbinder verformbar, um so eine Vergrößerung der öffnungseinrichtung 30 und des Lagersitzes 34 zu ermöglichen, wobei der Verbinder 10 im Hinblick auf das Element 12 und die Drehachse 14 mit beachtlich geringerer Kraft zusammengesetzt werden kann, als sie notwendig ist, um die Drehachse von der Fassung zu lösen oder das Element 12 von der Fassung zu lösen, nachdem die Muffe eingefügt und zu ihrer endgültigen Position zum Zwecke der fertigen Benutzung eingesetzt worden ist. Eine Drehung der Muffe zu ihrer anfänglichen Position erleichtert den Auseinanderbau der Drehgelenkverbindung, falls dieses zu Servicezwecken oder dergleichen notwendig sein sollte.

Obgleich ein bestimmtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und beschrieben worden ist, versteht sich, daß Modifikationen gemacht werden können, ohne daß durch solche Modifikationen oder Änderungen der Rahmen der Erfindung verlassen wird.

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Leerseite

Claims

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Patentansprüche

Drehgelenkverbinder zum Verbinden eines zu drehenden Elementes mit einer Drehachse, gekennzeichnet durch eine Fassung (16) mit einem Lagersitz (34) zum Einschließen eines Kugelgelenkes und einer öffnungseinrichtung (30) zum Aufnehmen und Einschließen eines Endteiles (42) des zu drehenden Elementes (12), wobei die Fassung (16) Schlitze (20) umfaßt, die eine Vergrößerung der öffnungseinrichtung (30) und des Lagersitzes (34) gestattet, um die Einführung des Kopfteiles (42) des Elementes in die öffnungseinrichtung und die Einsetzung der Drehachse (14) in den Lagersitz (34) zu gestatten, und wobei eine Muffe (18) angeordnet ist, um über die Fassung aufgenommen zu werden, zum Festklemmen der Fassung mit dem zu drehenden Element (12) und zum Umfassen der Drehachse innerhalb des Lagersitzes.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe (18) auf der Fassung in einer anfänglichen Position positionierbar ist, um zu gestatten, daß der Lagersitz (34) die Drehachse aufnimmt und die Öffnungseinrichtungen (30) das Element (12) aufnehmen können, und wobei die Muffe (18) von der genannten anfänglichen Position zu einer endgültigen Position drehbar ist, um graduell die Fassung festklemmen zu können, wenn die Muffe (18) gedreht wird, um den Lagersitz fest mit der Drehachse (14) zu verbinden und um die Öffnungseinrichtungen (30) fest mit dem Element (12) zu verbinden.

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3. Anordnung nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe (18) Rippen (22) entlang deren inneren Fläche umfaßt, die so angeordnet sind, daß sie in verriegelnder Weise mit den Schlitzen (2 0) der Fassung in Eingriff kommen, um die Muffe auf der Fassung gegen Rotation zu fixieren, wenn diese in ihrer endgültigen Position ist.
4. Anordnung nach Anspruch 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Fassung eine Verriegelungseinrichtung zum Fixieren der Muffe auf der Fassung gegen axiale Bewegung besitzt.
5. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fassung (16) einen leicht elliptischen Teil umfaßt, wobei die öffnungseinrichtung (30) innerhalb dieses elyptischen Teils ausgebildet ist und die Schlitze (20) zwei diametral gegenüberliegende, sich axial erstreckende Schlitze aufweisen, die an die Öffnungseinrichtung (30) angrenzen.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe (18) grundsätzlich zylindrisch ist und zwei diametral gegenüberliegende sich axial erstreckende Rippen (26) auf ihrer inneren Fläche aufweist, wobei diese Rippen sich axial in.ihrer Breite und Höhe verjüngen und geeignet sind, in Eingriff zu kommen und sich leicht über den elliptischen Teil (32) zu bewegen und dabei die Muffe in eine elliptische Form zu deformieren und in festklemmender Weise den Verbinder gegen einen sich erweiternd festklemmt, wobei die Rippen so angeordnet sind, daß sie in verriegelnder Weise mit den Schlitzen in Eingriff kommen, wenn diese in ihrer endgültigen Position sind.

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7. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil der Fassung zwei diametral gegenüberliegende äußere Flächenteile (22) zwischen den Schlitzen umfaßt, wobei die flachen Flächenteile voneinander getrennt sind, um der Muffe (18) zu gestatten, daß sie durch die Fassung in der ursprünglichen Position aufgenommen wird mit den Rippen getrennt von flachen Flächenteilen und die Muffe von der anfänglichen Position zu ihrer endgültigen Position drehbar ist, wobei die Rippen in verriegelnder Weise in die Schlitze eingreifen.
8. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fassung (16) weiterhin Verriegelungseinrichtungen zum axialen Eingrenzen der Muffe (18) auf der Fassung (16) umfaßt.
9. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungseinrichtung (2) sich radial von den Flächenteilen nach außen erstreckende Ansätze (24) aufweist.
10. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe (18) weiterhin eine Mehrzahl von sich axial erstreckenden äußeren Rippen zur Hilfe bei der Drehung der Muffe von der genannten ursprünglichen Position in die verriegelte Position aufweist.
11. Drehgelenkverbinder zum Verbinden eines zu drehenden Elementes mit einer Drehachse, gekennzeichnet durch einen Lagersitz (34) zur Umgebung eines Drehgelenkes darin und einem sich grundsätzlich axial erstreckenden, leicht elliptischen Teils (32) , der eine Öffnungseinrichtung (30) umfaßt zur Aufnahme und zum Einfangen eines

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End- oder Kopfteiles (42) des zu drehenden Elementes (12), wobei die Fassung (2) sich gegenüberliegende Schlitze aufweist, die eine Vergrößerung der Öffnungseinrichtung (30) zum Einsetzen des Endes des Elementes (12) in die öffnungseinrichtung und eine Vergrößerung des- Lagersitzes (34) zum Einsetzen der Drehachse in den Lagersitz gestattet, zwei entgegengesetzter äußerer Flächenteile (22) zwischen den Schlitzen (20) vorhanden sind und Verriegelungseinrichtungen sich radial nach außen von den flachen Flächenteilen (22) aus erstrecken, eine ursprünglich zylindrisch geformte Muffe (1&) mit zwei sich axial erstreckenden, geneigt verlaufenden inneren Rippen-vorhanden sind, die über die sich axial erstreckenden Teile in einer anfänglichen Position mit den Rippen der flachen Flächenteile anordbar sind, um eine Vergrößerung des Lagersitzes (34) zu gestatten, die Verriegelungseinrichtungen so angeordnet sind, daß sie in axialer Weise die Muffe auf der Fassung fixieren, wenn diese in der genannten ursprünglichen Position ist, und die genannte Muffe (18) von der anfänglichen Position zu einer in Drehrichtung verriegelten Position drehbar ist mit einem Ende der Rippen in verriegelter Weise mit den Schlitzen und die Muffe zu einer elliptischen Form verformbar ist zum Ausüben einer sich verstärkenden Klemmkraft auf der Fassung, um so die Fassung sicher mit der Drehachse (14) und dem Element (12) zu verbinden.
12. Eine Drehgelenksverbindungsanordnung zum Verbinden eines zu drehenden Elementes mit einer Drehachse, gekennzeichnet durch einen Körper zur Schaffung einer Drehverbindung mit einer Drehachse (12) und Festsetzeinrichtungen zum Festsetzen des zu drehenden Elementes (12), wobei der Körper deformierbar ist, um die Festsetzeinrichtung in die Lage zu versetzen, das Element (12) aufzunehmen und

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festzuhalten und die Drehgelenkverbindung und die rotierbare Klemmeinrichtung zu schaffen, die notwendig ist. um den Körper aufzunehmen und in eine grundsätzlich elliptische Form zu deformieren, um in klemmender Weise die Fassung auf der Rotation relativ dazu festklemmen, um eine sichere Auffangung des Elementes (2 0) und eine Sicherstellung der Drehgelenkverbindung sicherzustellen.

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