DE3243238A1

DE3243238A1 - Gabelkopf

Info

Publication number: DE3243238A1
Application number: DE19823243238
Authority: DE
Inventors: Hans-Hellmut Dipl.-Ing. 2061 Sülfeld Ernst
Original assignee: Individual
Current assignee: Ernst Hans-Hellmut Dipl-Ing 2070 Ahrensburg
Priority date: 1982-11-23
Filing date: 1982-11-23
Publication date: 1984-05-24

Description

Gabelkopf
Gabelköpfe sind Standardbauteile im Maschinen- und Fahrzeugbau und seit vielen Jahren gemäß DIN 71752 genormt. Entsprechend häufig sind diese Elemente im Einsatz und werden von der Industrie gem. DIN-Norm ausgesucht, bestellt und eingesetzt. Genormte Bauelemente beinhalten einerseits für die Industrie natürlich einen großen Rationalisierungs und Vereinfachungseffekt, andererseits besteht bei diesen Teilen aber auch die Gefahr des entwicklungstechnischen Stillstandes, weil sie nicht mehr zum Aufgabenbereich des kreativ eingesetzten Konstrukteurs gehören.
Die am häufigsten zum Einsatz kommenden Gabeköpfe bestehen aus Automatenstahl und werden spanend durch Drehen, Bohren und Fräsen hergestellt. Größere Gabelköpfe werden gegossen oder gesenkgeschmiedet und durch Drehen, Bohren und Fräsen nachgearbeitet. Dieser Herstellungsprozeß ist sehr aufwendig und somit teuer. Außerdem sind die Teile aufgrund des massiven Aufbaus relativ schwer. Desweiteren kann festgestellt werden, daß die Gabelköpfe hinsichtlich der in den meisten Fällen geringen Belastungen überdimensioniert sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gabelkopf zu schaffen, der billig in der Herstellung, leicht im Gewicht und sowohl einfach als auch vielgestaltig in der Verbindung zum Gestänge ist Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Gabelkopf in einem mehrstufigen Stanz- und Biegewerkzeug kontinuierlich aus einem Blechstreifen heraus hergestellt wird, wobei der Schaftbereich rund gebogen mit einem Längsschlitz versehen und mit den beiden Lagerschenkeln über je einen verjüngten Hals verbunden ist.
Diese Herstellungsweise garantiert gegenüber den derzeitigen Gabelköpfen, die aus dem Vollen durch spanende Formgebung hergestellt werden, eine deutlich leichtere Konstruktion und auch aufgrund der schnelleren Fertigung mit weniger Abfall eine erhebliche Verbilligung.
In ca. 70% aller Anwendungsfälle liegen Belastungsverhältnisse vor, bei denen bei gleicher Nenngröße die erfindungsgemäßen Blech-Gabelköpfe eingesetzt werden können. In weiteren ca. 20 % können ebenfalls die Blech-Gabelköpfe zum Einsatz kommen, wenn sie vergütet werden, was bei entsprechendem Vormaterial leicht möglich ist.
Nur in ca. 10 % liegen höchste Beanspruchungsverhältnisse vor, wo weiterhin die vollwandigen Gabelköpfe zur Anwendung gelangen.
Um die Belastungsfähigkeit der erfindungsgemäßen Geabelköpfe zu erhöhen, sind Bördel und Sicken vorgesehen. Die Aufnahmebohrungen für den Lagerbolzen sind zur besseren Kraftaufnahme als Düsenbohrungen (durchgezogene Bohrungen) ausgeführt.
Aufgrund der gerollten Herstellungsweise des Schaftes ergibt sich ein Längsschlitz. Die dadurch gegebene Flexibilität läßt sich vorteilhaft für Schnappverbindungen mit dem Gestänge nutzen. So z. B. über eine Nut im Gestänge und eine umlaufende Durchprägung im Schaftbereich. Oder durch einzelne Durchprägungen im Schaft, die in entsprechende Bohrungen des Gestänges einrasten. Eine solche Verbindung läßt sich gegen Aufbiegen des Schaftes sichern, indem ein Sicherungsring eingesetzt wird, der über den Schaft geschoben und verrastet wird.
Die Lagerschenkel lassen sich auch so ausbilden, daß Gelenklager eingesetzt werden können, die einen größeren Bewegungsspielraum (Winkeltoleranzen) zulassen. Eine Hebel- bzw. Gestängeanordnung mit Winkelausgleich läßt sich auch auf einfache Art und Weise realisieren, wenn die Lagerschenkel und Lagerbohrungen des inneren Gabelkopfes so ausgebildet werden, daß sie Fluchtungsfehler der Längsachsen ausgleichen können.
Eine einfache und wirkungsvolle Verbindungsart zwischen Gabelkopf und Gestänge ergibt sich, wenn der Schaft zwei radial angeordnete Schlitze aufweist und das Gestänge (Rohr) ebenfalls. Nach Ineinanderschieben von-Schaft in Rohr oder Rohr in Schaft wird ein Sicherungsclip eingesetzt, der sich selbst sichert und die axiale Zugbelastung aufnimmt. Der Sicherungsclip verhindert außerdem ein nachträgliches Aufspreizen des Schaftes.
Weitere Verbindungsmöglichkeiten ergeben sich durch Verschweißen mit dem Gestänge oder durch eine übliche Splintverbindung.
Eine Verbindung mit axialer Justiermöglichkeit ergibt sich bei Asubildung des Schaftes mit einem Innengewinde. Mit Rücksicht auf die dünnwandige Blechkonstruktion können die Gewindespitzen entfallen, ohne die Lastaufnahmefähigkeit wesentlich zu schwächen. Eine gute Sicherung der Verbindung läßt sich mit einer Kdntermutter mit Bund erreichen, die ein Aufspreizen des Schaftes verhindert.
Eine Sicherung gegen Aufspreizen kann grundsätzlich erreicht werden, wenn die Stoßkanten des Schaftes z. B. verschweißt oder bei einer Überlappung hartgelötet oder punktgeschweißt werden.
In den Zeichnungen sind einige Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gabelkopfes dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1: Gabelkopfgelenk mit verclipstem Gestänge Fig. 2: Gabelkopfgelenk mit Sicherungsringen und Gelenklager Fig. 3: Gabelkopfg. für Ausgleich von Fluchtungsfehlern Fig. 4: Gabelkopfverbindung mit Sicherungsclip Fig. 5: Schnitt durch Verbindung gem. Fig. 4 Fig. 6: Schweißverbindung Fig. 7: Schraubverbindung Fig. 8: Splintverbindung Fig. 9: Blechplatine eines Gabelkopfes.
In Fig. 1 ist ein Gabelkopfgelenk dargestellt, bestehend aus den beiden Gestängen 6 und 6', einem inneren Gabelkopf 2, einem äußeren Gabelkopf 1 und einem Leichtbaulagerbolzen gemäß P 32 16 880. Die Gestängerohre 6,6' weisen eine umlaufende Nut 8 auf, in die eine umlaufende Prägung 9.9' des Gabelkopfes 1,2 eingreift. Als zusätzliche Sicherung gegen Aufweitung des Schaftes im Betrieb (Gefährdung der Verbindung) kann eine Klebung vorgesehen werden. Die Lagerbohrungen 10,1Q' sind als Düsenbohrungen ausgebildet. Zur Versteifung der Lagerschenkel 4,4' sind umlaufende Bördel 11,11 vorgesehen.
In Fig. 2 ist zusätzlich ein Gelenklager 14 eingesetzt, das mittels einer Sicherung 15 axial im inneren Gabelkopf 2 fixiert ist. Über den Schaftbereich 3,3' der Gabelköpfe 1,2 ist ein Sicherungsring 13 geschoben und über Nocken 36 arritiert, der ein Aufspreizen des Schaftes 3,3' unter evtl. ungünstigen Betriebsbedingungen verhindert.
In Fig. 3 ist der Schaftbereich 3,3' zur leichteren Montage mit dem Gestänge 6,6' zusätzlich mit einer Fase 16,16'. Hier liegt außerdem eine drehfeste Verbindung vor, da einzelne Durchsetzungen 32,32' im Schaftbereich 3,3' in entsprechende Bohrungen 33 des Gestänges 6,6' eingreifen. Der innere Gabelkopf 2 ist schwenkbar im äußeren Gabelkopf 1 angeordnet Die Lagerschenkel 4' weisen Anschrägungen 18,18' auf, die eine konische Scheibengestaltung ergeben und die Lagerbohrungen 17 sind ebenfalls bis auf einen kurzen Ansatz 37 konisch ausgeführt. Auf diese Weise können Fluchtungsfehler zwischen Gestänge 6 und 6' ausgeglichen werden. Der Halsbereich 28 als Verbindung zwischen Schaft 3 und Lagerschenkel 4 ist mit einer Sicke 35,35' versehen zur Erlangung einer zusätzlichen Formstabilität.
In Fig. 4 ist perspektivisch eine weitere einfache und wirkungsvolle Verbindung zwischen Schaft 3 und Gestänge 6 dargestellt.
Sowohl der Schaft 3 als auch das Gestänge 6 weisen je 2 gegenüberliegende, radial verlaufende Schlitze 19 und 20 auf, die sich nach Ineinanderstecken deckungsgleich gegenüberliegen. In diese Schlitze 19 und 20 wird dann ein Sicherungsclip 21 eingeschoben, bis die beiden Clipsnasen 38 einrasten.
Die axialen Kräfte werden über den Sicherungsclip 21 übertragen.
Gleichzeitig ergibt sich eine automatische Sicherung gegen Aufweitung des Schlitzes 12. In Fig. 5 a ist das Rohr 6 in den Schaft 3 eingeschoben; in Fig.
5 b ist umgekehrt das Rohr 6 auf den Schaft 3 aufgeschoben.
Die Fig. 6 zeigt eine Verbindung durch eine umlaufende Schweißnaht 22, bzw.
durch einzelne Schweißpunkte. Auch in der Bohrung 34 können Schweißpunkte angebracht werden.
In Fig. 7 ist eine längenjustierbare Verbindung gezeigt. Der Schaftbereich 3 weist ein Innengewinde 24 auf, in das das Gestänge 6 mit Außengwinde 25 auf die erforderliche Länge eingeschraubt wird. Die Kontermutter 26 weist einen Bund 27 auf, der über den Schaft 3 greift und damit ein mögliches Aufspreizen des Schlitzes 12 wirkungsvoll verhindert. Die Fig. 7 b zeigt ein spitzenloses Gewinde, das bei dühnwandigen Gabelköpfen 1,2 sinnvoll sein kann.
Die Fig. 8 zeigt eine einfache Verbindungsart über einen Splint 23 für Einsatzfälle ohne hohe Präzisionsanforderungen.
In Fig. 9 schließlich ist eine mögliche Kontur einer Blechplatine 5 dargestellt.
Im Schaftbereich 3, der zu einem Rundkörper gebogen wird, sind die Schlitze 20 bereits eingestanzt. Die Außenkontur der Lgerschenkel 4,4' werden hochgestellt, so daß sich Bördel 11,11' ergeben. Ähnliches gilt für die Lagerbohrung 10,10'. Im Halsbereich 28,28 als Verbindung zwischen Schaft 3 und Lagerschenkel 4,4' können zur weiteren Aussteifung Sicken 35,35' eingeprägt werden. Die Endkanten 30.30' bilden nach der Formgebung dern Schlitz 12. Diese beiden Endkanten können je nach Einsatzbedinungen durch Schweißen, Löten, Kleben oder Verbördeln miteinander verbunden werden, wobei auch eine Überlappung möglich ist.
Die Fig. 10 zeigt eine Ausbildung des Schaftes 3 mit zusätzlichen Wülsten 39,39', die dann erforderlich werden können, wenn bei reaitv breiten Lagerschenkeln 4 ein dünner Schaftdurchmesser 40 hergestellt werden soll.
1 äußerer Gabelkopf 2 innerer Gabelkopf 3,3' Schaftbereich 4,4' Lagerschenkel 5 Blechplatine 6,6' Stange, Rohr, Gestänge 7 Bolzen 8,8' Nut 9.9' Durchprägung, umlaufend 10,10' durchgezogene Bohrung 11,11' Bördel 12,12' Längsschlitz 13,13' Sicherungsring 14 Gelenklager 15 Sicherung 16 Fase 17 konische Bohrung 18,18' Anschrägung 19 Schlitz 20 Schlitz 21 Sicherungsclip 22 Schweißnaht 23 Splint 24 Innengewinde 25 Außengewinde 26 Kontermutter 27 Bund 28 verjüngter Hals 29,29' Lagerstelle 30,30' Endkante 31 Gestängedurchmesser 32,32' vereinzelte Durchprägung 33 Bohrung 34 Bohrung 35,35' Versteifungssicke 36 Nocken 37 Ansatz 39,39' Wulst 40 Schaftdurchmesser Leerseite

Claims

Patentansprüche Gabelkopf als Endstück von Gestängen zur Herstellung gelenkiger Verbindungen, insbesondere im Maschinen- und Fahrzeugbau, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Gabelkopf (1,2) aus einer ebenen Blechplatte (5) einstückig und spanlos durch Stanzen, Biegen und Prägen hergestellt ist und der runde, mit einem Längsschlitz (12,12') versehene Schaftbereich (3,3') mit den beiden Lagerschenkeln (4,4') über je einen verjüngten Hals (28) verbunden ist.
2. Gabelkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschenkel (4,4') zur Versteifung umlaufende Bördel (11,11') nach außen, bzw. innen aufweisen.
3. Gabelkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerstellen (29,29') in den Lagerschenkel (4,4') aus durchgezogenen Bohrungen (10,10')-bestehen, die nach innen bzw. außen ausgebildet sind.
4. Gabelkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaftbereich (3,3') einen in Längsrichtung verlaufenden Schlitz (12,12') aufweist, der von den beiden Endkanten (30,30') der Blechplatine (5) gebildet wird.
5. Gabelkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaftbereich (3,3') jeweils 90° zum Schlitz (12) eine Wulst (39,39') aufweist.
6. Gabelkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Schaftbereiches (3,3') zur Aufnahme des Gestänges (6) federelastisch flexibel ist und zur Erzeugung einer Vorspannung mit Untermaß gegenüber dem Gestängedurchmesser (31) ausgebildet ist.
7. Gabelkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung von Gabelkopf (1,2) und Gestänge (6) über ein Innengewinde (24) im Schaft (3) des Gabelkopfes (1,2) und ein Außengewinde (25) am Gestänge (6) erfolgt und daß die Kontermutter (26) einen Bund (27) aufweist, der den geschlitzten Schaftbereich (3) umhüllt und am Aufspreizen hindert.
8. Gabelkopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kerndurchmesser des Innengewindes (24) im Schaft (3) größer als normal ausgeführt ist und dadurch ein trapezförmiger Zahnquerschnitt entsteht.
9. Gabelkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung von Gabelkopf (1,2) und Gestänge (6) über vereinzelte Durchsetzungen (32,32') erfolgt, die in entsprechende Bohrungen (33) eingreifen.
10. Gabelkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung von Gabelkopf (1,2) und Gestänge (6) über umlaufende Durchprägungen (9,9') erfolgt, die in entsprechende Nuten (8,8') im Gestänge (6) eingreifen.
11. Gabelkopf nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß über dem geschlitzten Schaftbereich (3,3» des Gabelkopfes (1,2) nach der Montage mit dem Gestänge (6) ein Sicherungsring (13,13') geschoben wird, der den Schaftbereich (3,3') am Aufspreizen hindert.
12. Gabelkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung von Gabelkopf (1,2) und Gestänge (6) mittels eines Sicherungsclipses (21) erfolgt, der in entsprechende Schlitze (19,20) des Gabelkopfes (1,2) und des Gestänges (6) eingreift.
13. Gabelkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaftbereich (3,3') des Gabelkopfes (1,2) zwei gegenüberliegende Bohrungen (34) aufweist, die zur Verbindung mit dem Gestänge (6) über einen Splint (23) dienen.
14. Gabelkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung von Gabelkopf (1,2) und Gestänge (6) über eine vereinzelte oder umlaufend Schweißung (22) erfolgt.
15. Gabelkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim inneren Gabelkopf (2) die Lagerschenkel (4') mit einer Anschrägung (18,18') versehen sind und die Lagerbohrungen (17) konisch ausgeführt sind.
16. Gabelkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Halsbereich (28) zwischen Lagerschenkel (4,4') und Schaftbereich (3,3') je eine Versteifungssicke (35) eingeprägt ist.
17. Gabelkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Lagerbohrung (10) des inneren Gabelkopfes (2) ein Gelenklager (14) eingesetzt ist, das mittels eines Sicherungsclipses (15) zwischen den beiden Lagerschenkeln (4') axial fixiert ist.
18. Gabelkopf nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichenet, daß der Schaft (3,3') durch Schweißen oder Hartlöten des Längsschlitzes (12,12') oder in überlappter Ausführung durch Hartlöten, Weichlöten oder Punktschweißen gegen Aufspreizen gesichert ist.
19. Gabelkopf nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen Schaft (3,3') und Gestänge (6,6') durch Kleben gesichert wird.
20. Gabelkopf nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff für den Gabelkopf (1,2) aus einer Aluminium-Legierung besteht.