DE3132824A1 - Vorrichtung zum befestigen einer schubkugel sowie verfahren zum anordnen von gelenkkugeln in einer derartigen vorrichtung - Google Patents

Vorrichtung zum befestigen einer schubkugel sowie verfahren zum anordnen von gelenkkugeln in einer derartigen vorrichtung

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Description

VORRICHTUNG ZUM BEFESTIGEN EINER SCHÜBKUGEL SOWIE VERFAHREN ZUM ANORDNEN VON GELENKKUGELN IN EINER DERARTIGEN VORRICHTUNG
Die Erfindung betrifft mechanische Verbindungen mittels Gelenkkugeln.
Sie befaßt sich insbesondere mit einer Vorrichtung zur Befestigung von Schubkugeln sowie mit einem Verfahren zum Anordnen von Gelenkkugeln in einer derartigen Vorrichtung.
Bei Maschinen mit einer Verbindung über zylindrische Schubstangen, die sphärische Gelenkkugeln an ihren Enden besitzen, dienen diese zur Übertragung der Kraft und des Drehmomentes. Dies.ist insbesondere der Fall bei Hydraulikpumpen mit schrägstellbarem Kolbenstiefel und veränderbarem Hubraum (vgl. FR-Patentanmeldung 78 16 505. vom 2.6.1978).
Bei derarigen Maschinen erfordert die Änderung der Richtung und des Sinnes der Kräfte während des Betriebes eine bilaterale Verbindung zwischen der Gelenkkugel und der Welle oder der Gelenkkugel und dem Kolben.
Bisher wird diese Verbindung auf verschiedenerlei Weise durchgeführt:
1. Durch Quetschverbindung des sphärischen Kopfes in einer entsprechenden Aufnahme einer Hülse,von der ein Teil nach Einführen hinter der Gelenkkugel eingeengt oder verengt wird,
2. mit Hilfe von zwei halbkugelförmigen Halbschalen, die die Montage und Demontage ermöglichen,
3. mit Hilfe einer festen spielfreien Gegenplatte gegen einen Rahmen, der eine halbkugelförmige Aufnahme genauer Fertigung enthält, um die Koaxialität der sphärischen vertieften Flächen der Aufnahme und der Gegenplatte mit geringstem Spiel zwischen den sphärischen Flächen und der Gelenkkugel sicherzustellen,
4. mit Hilfe einer Gegenplatte, die mit Spiel gegen den Rahmen befestigt ist, der eine halbkugelförmige Aufnahme aufweist, wobei die Zentrierung automatisch erfolgt. In diesem Fall muß das Spiel bei der Montage durch Verriegelung bzw. Befestigung der Gegenplatte eingestellt werden, was ein sehr komplizierter Vorgang ist.
Im Fall einer Pumpe werden die Probleme bei der Zentrierung und der Einstellung des Spiels kompliziert durch das Vorliegen mehrerer einzustellender Gelenkkugeln in einem einzigen Rahmen bzw. Gehäuse mit einer einzigen Gegenplatte. Eine derartige Einstellung kann praktisch nicht identisch für jede Gelenkkugel aufgrund von Fertigungsgenauigkeit durchgeführt werden.
Die Erfindung bezweckt eine Vorrichtung zur Befestigung von Schubkugeln, die die erwähnten Nachteile herkömmlicher Vorrichtungen nicht aufweist.
Es ist also Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung dieser Art so auszubilden, daß bei einfacher Ausbildung eine einfache Montage und Demontage möglich ist.
Die Erfindung gibt eine Vorrichtung zur Befestigung von Gelenkkugeln an, die aufweist einerseits einen durch ein zylindrisches Teil gebildeten Sitz, der durch eine hufeisenbogenförmige oder überragende halbkugelförmige Aufnahme gebildet ist, die die Gelenkkugel aufnimmt, wobei die öffnung der Aufnahme an ihrem Umfang mehrere strahlenförmige Schlitze aufweist, die sich zumindest bis zu einem Durchmesser der Aufnahme erstrekken, der senkrecht zur Achse der öffnung ist,sowie andererseits
einen Träger bzw. eine StUtZex der bzw. die durch eine zylindrische Aufnahme ausgehöhlt ist, die den Sitz aufnimmt.
Es ist allgemein vorteilhaft, wenn die öffnung der Aufnahme der Gelenkkugel durch die Wand mündet, die der Aufnahme entgegengesetzt ist.
Bei bestimmten Anwendungsfällen kann die Aufnahme der Gelenkkugel innen mit einer Ringnut ausgehöhlt sein, deren Durchmesser kleiner als der größte Durchmesser der Aufnahme ist und die koaxial zu ihrer Öffnung ist.
5
Der Träger oder die Stütze einer Vorrichtung gemäß der Erfindung kann aus mindestens zwei Teilen gebildet sein, die gemäß mindestens einer Diametralebene der Aufnahme zusammengesetzt sind, die durch die Achse der Öffnung dieser Aufnahme geht.
10
Der Sitz kann einen Außenring aufweisen, der mindestens einen Randteil des geschlitzten Endes des zylindrischen Teils einsperrt bzw. verengt.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Anordnen von Gelenkkugeln in einer Vorrichtung gemäß der Erfindung, das sich dadurch auszeichnet, daß die Gelenkkugel in ihre Aufnahme des Sitzes durch Eintreiben bzw. zwangsweises Einführen durch die Öffnung unter Aufspreizen der Schlitze eingeführt wird, dann
die Schlitze bis zu ihrer ursprünglichen Erstreckung oder Abmessung verengt werden und der Sitz in den Träger bzw. die
Stütze eingeführt wird.
Bei einem derartigen Verfahren können die Schlitze durch Zwangseinführen des Sitzes in den Träger verengt werden oder auch Anordnen von Teilen eines mehrteiligen Trägers um den Sitz oder schließlich auch durch Einsperren zwischen zwei Gegenplatten mit halbzylindrischen Ausnehmungen, die mit dem Träger bzw. der
Stütze einstückig verbunden sind.
30
Wenn zur Bildung des Sitzes ein Werkstoff verwendet wird, der die elastische Verengung der Schlitze nach Einführen der Gelenkkugel sicherstellt, ist es vorteilhaft, diese Schlitze durch
Umschnüren mittels eines Ringes zu verengen.
35
Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeiqen
Fig. 1 schematisch im Axialschnitt eine Vorrichtung zur Befestigung von Gelenkkugeln gemäß der Erfindung vor Einführen der Gelenkkugel in den Sitz,
Fig. 2 eine Ansicht ähnlich der gemäß Fig. 1 nach Einführen der Gelenkkugel,
Fig. 3 eine Ansicht ähnlich der gemäß Fig. 1 nach Einführen des mit der Gelenkkugel versehenen Sitzes in den Rahmen bzw. das Gehäuse,
Fig. 4 schematisch eine Schnittansicht des Sitzes gemäß einer anderen Ausführungsform,
Fig. 5 schematisch eine Schnittansicht einer anderen Ausführungsform.
Bei der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Vorrichtung ist eine eine Schubstange 2 beendende Gelenkkugel 1 vor einem zylindrischen Sitz 3 dargestellt, der durch eine hufeisenbogenförmige oder überragende halbkugelförmige Aufnahme 4 ausgehöhlt ist, deren offenes Ende radiale Schlitze 5, 6 besitzt.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Schubstange 2 durch einen axialen Kanal 7 ausgehöhlt und ist der Sitz 3 durch einen Kanal 8 koaxial zur öffnung der halbkugelförmigen Aufnahme 4 ausgehöhlt.
Der Sitz 3 ist vor einer zylindrischen öffnung 9 mit entsprechendem Durchmesser dargestellt, die in einem Träger 10 oder einer Stütze ausgehöhlt oder vertieft ausgebildet ist.
Selbstverständlich bilden die Kanäle 7, 8 nützliche Einrichtungen bei der Anpassung der Vorrichtung gemäß der Erfindung an eine Pumpe, sind jedoch zur Ausführung der Erfindung nicht unbedingt erforderlich.
Wenn die Gelenkkugel 1 zwangsweise in die Aufnahme 4 durch eine axiale Kraft eingeführt oder eingetrieben wird, die gemäß dem
Pfeil 11 in Fig. 1 ausgeübt wird, spreizt die Gelenkkugel 1 die Teile des Sitzes 3 zwischen den Schlitzen 5 und 6 auf, wie das in Fig. 2 dargestellt ist.
Wenn der Sitz 3 aus einem elastischen Werkstoff gebildet ist, wie einem Kunststoff, verengen sich die aufgespreizten Teile zwischen den Schlitzen automatisch unter Einsperren des Kopfes der Gelenkkugel in den überragenden sphärischen Teil der Aufnahme -4.
Vorteilhaft können sie mittels eines Rings durch Umschnüren oder Umringen in Lage gehalten werden, wie durch einen Ring 12 in Fig. 4.
Tm Fall eines Sitzes 3 aus nichtelastischem Werkstoff, beispielsweise aus Metall, erfolgt das Verengen der Teile zwischen den
Schlitzen durch Einführen des mit der Gelenkkugel· 1 versehenen Sitzes 3, wie das in Fig. 2 dargestellt ist, in die Aufnahme 9 des Trägers 10 durch Wirkung einer Axialkraft, wie das durch den Pfeil 13 in Fig. 3 dargestellt ist. 20
Gemäß einer anderen Ausführungsform kann, wie das in Fig. 3 dargestellt ist (.gestrichelte Bezugslinien)das Verengen der Teile zwischen den Schlitzen mittels zweier Halb-Gegenplatten 14 und 15 sichergestellt werden.
25
In der Praxis genügt es, wenn der überragende Teil der sphärischen Aufnahme 4 in vier oder sechs Teile geschlitzt ist.
Wenn der Sitz die Kolbenöffnung bilden soll, wobei der Träger den Pumpenstiefel bildet, wird die Einstellung des Sitzes 3 in der zylindrischen Aufnahme 9 mit Spiel durchgeführt. Wenn dagegen der Träger die Welle einer Hydraulikmaschine bildet, kann die Einstellung der Bohrung eingeschränkt erfolgen, was es ermöglicht, die Spiele zwischen den vorspringenden und vertieften sphärischen Teilen zu verringern.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ermöglicht es, die Schmierung und den hydrostatischen Abgleich oder Ausgleich der von den Schubstange ausgeübten Kraft sicherzustellen. Zu diesem Zweck ist ein Ölversorgungsloch in üblicher Weise in der Schubstange gebohrt und ist der Sitz 3 mittels einer Nut 16 ausgehöhlt, die in einen Kanal 19 mündet, der über den Schlitz 6 mit Außen in Verbindung steht.
Bei dieser in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform spielen der Kanal 8 und die Auflagefläche 17 der sphärischen Aufnahme 4 die Rolle eines hydrostatischen Anschlags, der teilweise die axiale Komponente einer gemäß dem Pfeil.F ausgeübten Kraft ausgleicht.
Der Öldruck wird nämlich vollkommen auf (den Kanal) 8 und teilweise auf (die Auflagefläche) 17 ausgeübt unter im wesentlichen· dreieckförmiger Druckverteilung.
Die Nut 16 bezweckt eine Kanalisierung der Lecks und vermeidet, daß die Auflagefläche 18 der Aufnahme 4 unter Druck gesetzt wird. Der Rest der Axialkraft und die Radialkraft sind eingeschränkt durch die Auflagefläche 18, die mit geringem Druck durch das öl der Nut 16 geschmiert ist.
Die in Fig. 5 dargestellte Ausführungsform betrifft die Befestigung einer Schubkugel in einer Stütze ohne andere Verschiebung oder Verschwenkung.
Bei dieser Ausführungsform ist ähnlich der aemäß Fiq. 4 der zylindrische Sitz 3 gegen einen Anschlag 20 angeordnet, der durch eine Schulter der Aufnahme 9 des Trägers 10 gebildet ist. Er wird mittels einer Stützplatte 21 in Anlage gehalten, die gagen das Außenende des Sitzes 3 mittels Schrauben 20 verriegelt ist.
Auf diese Weise ist der Sitz 3 fest in Lage gehalten und kann sich nicht bewegen.
J IJZÖZ4
Um Überdrücke zu vermeiden, die den Sitz 3 von seiner Anlage am Anschlag 20 rückstoßen können/ weist der Sitz 3 eine Fasung 23 auf, in der ein Kanal 19 mündet, der durch eine ausgehöhlte Vertiefung oder Nut in der zylindrischen Wand des Sitzes 3 gebildet ist. Der Kanal 19 mündet in den xadialen Schlitz 5 und von dort zur freien oder Umgebungsluft.
Selbstverständlich sind noch andere Ausführungsformen möglich, beispielsweise können die Nuten 19 durch irgendwelche Bohrungen ersetzt sein, die in dem Träger 10 vorgesehen sind und die in die Umgebungsluft münden oder die mit einem Behälter verbunden sind. ■
Der Patentanwalt
-AI-Leerseite

Claims (1)

  1. Dipl.-Ing. H. MITSCHERLICH :- D-8000 M ü NCHEN 22
    Dipl.-I ng. K. GUNSCHMANN Steinsdorfstraße 10
    Dr. ,er. „at. W. KÖRBER "® (089) * 29 66 " /|*
    Dipl.-Ing. J.SCHMIDT-EVERS 19. Auqust 1981 %
    PATENTANWÄLTE
    CENTRE TECHNIQUE DES INDUSTRIES MECANIQUES 52, Avenue Felix Louat
    F-6o3oo SENLIS/Frankreich
    ANSPRÜCHE
    Vorrichtung zur Befestigung einer Schubkugel, mit einerseits einem Sitz (3), der durch ein zylindrisches Teil gebildet ist, das durch eine halbkugelförmige, überraqende Aufnahme (4) ausgehöhlt ist, die eine Gelenkkugel (1) aufnimmt, wobei die öffnung der Aufnahme an ihrem Umfang mehrere strahlenförmige Schlitze (5, 6) aufweist, die sich mindestens bis zu dem Durchmesser der Aufnahme erstrecken, der senkrecht zur Achse der öffnung ist und andererseits einem Träger (10), der durch eine zylindrische Aufnahme (9) ausgehöhlt ist, die den Sitz (3) aufnimmt, dadurch gekennzeichnet,
    daß ein Halterungsorgan des Sitzes (3) mit den schmalen *j-
    Schlitzen (5, 6) vorgesehen ist, das der Vorrichtung z-ucie— ordnet ist.
    2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Träger (10) aus zumindest zwei Teilen zusammengesetzt ist gemäß mindestens einer Diametralebene der Aufnahme, die durch die Öffnungsachse der Aufnahme geht.
    5 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
    daß der Sitz (3) einen Außenring (12) aufweist, der mindestens einen Randbereich des geschlitzten Endes des zylindrischen Sitzes (3) umfaßt.
    4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
    daß ein nach außen mündender Kanal (19) zwischen der zylin- Λ
    O L O ΔΗ
    drischen Wand des Sitzes (3) und der zylindrischen Aufnahme (9) des Trägers (10) vorgesehen ist.
    5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Aufnahme (4) der Gelenkkugel (1) im Inneren durch eine Ringnut (16) ausgehöhlt ist, mit einem Durchmesser, der kleiner als der der Aufnahme ist, sowie koaxial zur öffnung der Aufnahme.
    10
    6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
    daß die zylindrische Aufnahme (9) des Trägers (10) einen Anschlag (20) aufweist, auf dem ein Ende .des Sitzes (3) angeordnet ist, der einen abgefasten Rand (23) besitzt, der mit einer nach außerhalb mündenden Nut (19) in Verbindung steht.
    7. Verfahren zum Anordnen von Gelenkkugeln in einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6r bei dem die Gelenkkugel (1) in ihre Aufnahme (4) des Sitzes (3) durch Eintreiben durch die öffnung unter Aufspreizen der Schlitze (5, 6) eingeführt wird,
    dann die Schlitze auf ihre anfängliche Abmessung verengt werden und.
    der Sitz in den Träger (10) eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Schlitze durch Zusammendrücken des Sitzes mittels eines Halterungsorgans, das der Vorrichtung zugeordnet ist, verengt werden.
    8. Verfahren nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Schlitze, durch zwangsweises Zusammenfügen der Teile des Trägers einer Vorrichtung nach Anspruch 2 um den Sitz verengt werden.
    9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Sitz aus einem Werkstoff gebildet wird, der die elastische Verengung der Schlitze sicherstellt und daß die Schlitze verengt gehalten werden durch Umschnüren des Sitzes mit einem Ring (12)·.
    10. Verfahren nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Schlitze (5, 6) durch Einsperren des Sitzes zwischen zwei Gegenplatten (14, 15) mit halbzylindrischen Ausnehmungen verengt werden, die mit dem Träger (10) einstückig sind.
DE3132824A 1980-08-20 1981-08-19 Vorrichtung zur Befestigung einer an einer Schubstange befestigten Gelenkkugel Expired DE3132824C2 (de)

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