DE3301543A1

DE3301543A1 - Spielfreies kugelgelenk, insbesondere fuer pruefeinrichtungen

Info

Publication number: DE3301543A1
Application number: DE19833301543
Authority: DE
Inventors: Gerhard 6101 Roßdorf Hintz; Günter 6101 Modautal Keller; Andreas 6102 Pfungstadt Pohl; Rudolf 6081 Biebesheim Sandner; Günter 6101 Messel Zuber
Original assignee: Carl Schenck AG
Current assignee: Carl Schenck AG
Priority date: 1983-01-19
Filing date: 1983-01-19
Publication date: 1984-07-19
Also published as: JPH0330004B2; JPS59133818A

Description

Spielfreies Kugelgelenk, insbesondere flir Prüfeinrichtungen
Die Erfindung betrifft ein spielfreies Kugelgelenk, inssondere für Prüfeinrichtungen, mit einem Kugelkopf, der einen Kugelzapfen aufweist, an dem im wesentlichen in der Zapfenachse wirkende Zug- und Druckkräfte angreifen, mit zwei Lagerschalen zur gelenkigen Ladung des Kugelkopfes, von denen eine Lagerschale ein Durchbruchfür den Kugelzapfen aufweist,wobei die Trennebene zwischen den beiden Lagerschalen im wesentlichen senkrecht zur Zapfenachse bzw.
zur Belastungsrichtung liegt und zwischen den Lagerschalen ein Abstand bzw. Spalt verbleibt.
Bei einem bekannten spielfreien Kugelgelenk, das in erster Linie bei Lenkgestängen von Fahrzeugen verwendet wird (DE-AS 1 916 579), sind die Lagerkörper bzw. Lagerschalen elastisch ausgebildet. Ein solches Gelenk ist für hohe Kräfte nicht geeignet und weist keine Nachstellmöglichkeitauf.
Bei Kugelgelenken die beispielsweise bei Prüfeinrichtungen verwendet werden, darf bei Kraftumkehr (Zug- Druck) kein Spiel vorhanden sein. Trotzdem soll das Gelenk leicht beweglich sein und hohe Prüfkräfte übertragen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein insbesondere für Prüfeinrichtungen verwendbares spielfreies Kugelgelenk zu schaffen, das die ÜbertraSng hoher, insbesondere dynamischer Kräfte ermöglicht, leicht nachstellbar ist und geringe Reibung im Gelenk aufweist, d.h. leicht beweglich ist. Diese Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Durch die Verwendung von Klemm- und Entlastungselementen zur Verspannung der beiden Lagerschalen gegeneinander bzw.
gegen den Kugelkopf kann das Spiel des Gelenks leicht eingestellt und, falls erforderlich, nachgestellt werden. Insbesondere wird edoch durch die Vorspannung der Klemmelemente erreicht, daß die dynamische Belastung dieser Elemente sehr niedrig bleibt. Ohne Entlastungs- oder Löseelemente müßten die Klemmelemente für die Übertragung der gleichen Kräfte um ein Vielfaches stärker dimensioniert werden.
Darüberhinaus wären zusätzliche Sicherungen an den Klemmelementen gegen das Lösen dieser Elemente erfordedich.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung ergibt sich, wenn die Klemm-und Entlastungselemente als Schrauben ausgebildet werden, so daß die Einstellung und Nachstellung des Lagers auf einfache Weise vorgenommen werden kann. Anstelle der Löseschrauben können auch geeignet ausgebildete Federelemente oder Zwischenelemente verwendet werden, deren Federrate vorteilhafterweise größer ist als die Federrate der Klemmschrauben. Zur Verbesserung des Verschkiß- und/oder Reibverhaltens kann der Kugelkopf und/oder die Lagerschalen mit einer Beschichtung versehen werden, die günstige Reib-und Verschleißwerte aufweist. Oie weiteren Unteransprüche betreffen andere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen dargestellt und in der Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 Schnitt durch ein spielfreies Kugelgelenk nach der Erfindung mit Klemm- und Löseschrauben, Fig. 2 Schnitt durch ein spielfreies Kugelgelenk mit Gewindering und Klemmschrauben (Fig. 2a) bzw. mit Gewindering und Löseschrauben (Fig. 2b) Das Kugelgelenk nach Fig. 1 weist einen Kugelkopf 1 mit einem Kugelzapfen 2 auf, an den ein KraftübertragurWelement (nicht dargestellt) zur Einleitung von Zug- und Druckkräften (t F) angeschlossen werden kann. Der Kugelkopf 1 ist in zwei Lagerschalen 3 und 4 aufgenommen. Die Lagerschale 3 weist einen Durchbruch zur Durchführung des Kugelzapfens 2 auf. Die Lagerschale 4 kann in nicht dargestellter Weise z.B. mit dem zu prüfenden Bauteil verbunden sein. Die Trsnnebene zwischen den beiden Lagerschalen 3 und 4 liegt etwa senkrecht zur Belastungsrichtung kraft + F) bzw. zur Achse des Kugelzapfens 2.
Die beiden Lagerschalen 3 und 4 sind dt£h Klemmschrauben 5, die an der Lagerschale 3 angeordnet sind, gegeneinander bzw.
gegen den Kugelkopf 1 verspannt. Die Größe und Anzahl der Schrauben sowie die Vorspannkraft der Klemmschrauben 5 wird so gewählt, daß die am Kugelgelenk auftretenden statischen und dynamischen Belastungskräfte einwandfrei übertragen werden können.
Die Klemmkraft der Klemmschrauben 5 auf den Kugelkopf 1 wird durch Lösesdhrauben 6, die in der Lagerschale 4 eingesetzt sind und gegen die Lagerschale 3 drücken, teilweise wieder aufgehoben und zwar so weit, bis das gewünschte Spiel bzw. die gewünschte Leichtgängigkeit zwischen Kugelkopf und Lagerchalen hergestellt ist. Die Klemmschrauben 5 werden hierbei hoch vorgespannt. Die hohe Vorspannung bewirkt, daß bei allen dynamischen Belastungen z.B. bei Schwellbelastungen oder bei Wechsellasten, die Klemmschrauben 5 nur einer kleinen zusätzlichen Belastung ausgesetzt sind, da der dynamische Betriebslastanteil der Klemmschrauben klein bleibt. Das gleiche trifft zu, wenn die Klemmschrauben durch harte Federelemente, Zwischenelemente oder in anderer geeigneter Weise vurgespant wrden.
Mit Hilfe der Löseschrauben 6 ist es weiterhin möglich, das Spiel zwischen Kugelkopf 1 und Lagerschalen 3, 4 bei Verscli nachzustellen. I-lierzu werden die Löseschrauben 6 so weit gelöst, bis das gewünschte Spiel am Kugelgelenk wieder hergestlt ist.
Um die Reibung des Lagers möglichst niedrig zu halten, können der Kugelkopf und/oder die Lagerschalen mit einer Gleitschicht 7 aus einem geeigneten Werkstoff, z.B. PTFE, Polyimid, Lagerbronze usw. beschichtet werden.
Die Größe und Anzahl der Löseschrauben 6 sowie die Abstützlänge dieser Schrauben wird so gewählt, daß die Löseschrauben eine möglichst harte Feder darstellen. Unter Abstützlänge der Löseschrauben 6 ist hierbei im wesentlichen die freie Länge der Schrauben zwischen den beiden Lagerschalen 3 und 4 zu verstehen.
Die Klemmschrauben 3 und die Löseschrauben 4 können entgegen der Darstellung in Fig. 1 auch an einer Lagerschale, d.h. entweder an der Lagerscbale 3 oder an der Lagerschale 4 angeordnet werden.
Fig. 2 zeigt Anordnungen, bei denen die Klemm- oder Löseschrauben durch die Anordnung von Gewinden an einer Lagerschale und zweckentsprechende Gegengewinde ersetzt sind.
In Fig. 2a weist die Lagerschale 3 an ihrem äußeren Umfang ein Gewinde 8 auf, mit dem sie in einem Gewindering 9 geführt ist. Die Lagerschale wird durch die Klemmschrauben 5 gegen den Kugelkopf ß bzw. die Lagerschale 4 verspannt.
Mit Hilfe des Gewinderinges 9 kann in ähnlicher Weise wie mit den Löseschrauben das Lager eingestellt bzw. die Vorspannung der Klemmschrauben aufgebracht werden.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2b ist die Lagerschale 3 mit Hilfe eines Gewindes 8 in die Lagerschale 4 eingesetzt und gegen den Kugelkopf 1 bzw. die Lagerschale 4 verspannt.
Mit den Löseschrauben 6 wird das Gelenk wie bei Fig. 1 beschrieben eingestellt.

Claims

Spielfreies Kugelgelenk, insbesondere für Prüfeinsichtungn Patentansprüche: S Spielfreies Kugelgelenk, insbesondere für Prüfeinrichtungen, mit einem Kugelkopf, der einen Kugelzapfen zufweist, an dem im wesentlichen in der Zapfenachse wirkende Zug- und Druckkräfte angreifen, mit zwei Lagerschalen zur gelenkigen Lagerung des Kugelkopfes, von denen eine Lagerschale einen Durchbruch für den Kugelzapfen aufweist, wobei die Trennfläche zwischen den beiden Lagerschalen im wesentlichen senkrecht zur Zapfenachse bzw.

zur Belastungsrichtung liegt und zwischen den Lagerschalen ein Abstand bzw. Spalt verbleibt, gekennzeichnet durch Klemmelemente (5), mit denen die beiden Lagerschalen (3, 4) gegeneinander bzw. gegen den Kugelkopf (1) verspannbar sind, und durch Entlastungs- und/oder Löseelemente (6, 9), die der Klemmkraft der Klemmelemente (5) entgegenwirken.
2. Spielfreies Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gRennzeichnet, daß die Klemmelemente als Klemmschrauben (5) ausgebildet sind.
3. Spielfreies Kugelgelenk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlastungs- und/oder Löseelemente als Löseschrauben (6) ausgebildet sind, die an einer Lagerschale (3, 4) angeordnet sind und sich auf die zweite Lagerschale (4, 3) abstützen.
4. Spielfreies Kugelgelenk nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemm- und Löseschrauben (5, 1 an der gleichen Lagerschale angeordnet sind.
5. Spielfreies Kugelgelenk nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Klemmschrauben t5) groß ist im Verhältnis zur Abstützlänge der Löseschrauben (6).
6. Spielfreies Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlastungselemente als Federn oder Zwischenelemente mit hoher Federrate im Vergleich zur Federrate der Klemmschrauben (5) ausgebildet sind.
7. Spielfreies Kugelgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerflächen des Kugelkopfes (1) und/oder der Lagerschalen (3, 4) mit einer Beschichtung (7) versehen sind, die ein günstiges Reib-und/oder Verschleißverhalten aufweist.