DE3515303C1

DE3515303C1 - Kugelgelenk,insbesondere fuer Kraftfahrzeuge,sowie Montagevorrichtung hierfuer

Info

Publication number: DE3515303C1
Application number: DE3515303A
Authority: DE
Inventors: Rolf Dipl.-Ing. Renk (FH), 6095 Ginsheim
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: Adam Opel GmbH
Priority date: 1985-04-27
Filing date: 1985-04-27
Publication date: 1986-11-06
Also published as: US4693628A

Description

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Gelenkes ausgeübt, so daß nur ein geringer Verschleiß 19, um einen möglichst großen Winkelausschlag für den an den Lagerstellen zwischen Kugel und Kugelpfanne Kugelschaft 2 zu ermöglichen. Die Haken 7 besitzen auftritt. Zur axialen Sicherung der Kugelpfanne ist kein Ausnehmungen 24, die im verspannten Zustand zusamzusätzliches Teil erforderlich. Die Abmessungen der men mit dem vorstehenden Bund 25 am unteren Rand Verspanneinheit und der von dieser erzeugten Kräfte 5 der Kugelpfanne 5 die Widerlager am Stahlring 5 bilden, lassen sich in einfacher Weise auf die jeweiligen Erfor- wie dies in F i g. 3 durch Pfeile 26 und 27 angedeutet ist. dernisse des Anwendungfalles abstimmen. Es ist eine Zur einfachen Demontage des Kugelgelenkes kann das einfache Montage mit einfachen und preiswerten Mon- Druckstück 9 eine Rille 28 für ein Werkzeug zum Hochtagewerkzeugen möglich, so daß nur geringe Montage- ziehen des Druckstückes 9 zwecks Entriegelung der Hakosten entstehen. 10 ken 7 aufweisen. Wie Fig.4 erkennen läßt, besitzt die Insbesondere, wenn als gemeinsames Gelenk ein Kugelpfanne 5 Schlitze 29, die ein Ziehen des Form-Druckstück vorgesehen ist, das eine Rille zum Einsatz kerns und gleichzeitig ein Montieren der Kugel 1 in die eines Werkzeuges aufweist, läßt sich das Gelenk einfach Pfanne 5 ermöglichen.

demontieren, was bei Reparaturen von besonderem Eine Abwandlungsmöglichkeit der Erfindung, bei der Vorteil ist. 15 das Druckstück 9 in Fortfall kommt, ist in F i g. 5 darge-Die Verbindungen zwischen den Haken und der Ku- stellt. Die Stützen 30 stehen durch eine gemeinsame gelpfanne und den Stützen können einstückig und als Gelenkstelle 31 miteinander in Verbindung. Als Handscharnierartige Gelenkstellen ausgebildet sein. Gleiches habe zur Betätigung der Verspanneinheit sind Nocken gilt für die Verbindung der Stützen mit dem Druckstück. 32 an den Stützen 30 angeordnet.
Beispiele der Verbindung können aus der Zeichnung 20 Die in F i g. 7 durch Pfeile 35 und 36 angedeuteten und der nachfolgenden Zeichnungsbeschreibung ent- Radialkräfte, die durch Pfeil 37 angedeutete Axialkraft nommen werden. Die Zeichnung zeigt Ausführungsbei- und die in F i g. 3 durch Pfeile 26 und 27 angedeuteten spiele gemäß der Erfindung, und zwar Verspannkräfte können nach Bedarf durch Variieren F i g. 1 das Kugelgelenk mit Verspanneinheit in der in F i g. 6 gekennzeichneten Abstände 40 bis 44 verDraufsicht, 25 ändert werden. Die Verspannkraft (Pfeile 26 und 27) F i g. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in F i g. 1, wird größer und die Radialkräfte (Pfeile 35 und 36) klei-F i g. 3 einen Schnitt entlang der Linie II-II in F i g. 1 ner, wenn der Abstand 44 verringert wird und umgeim gespannten Zustand der Verspanneinheit, kehrt. Die Abstimmung der Abstände 41 und 44 hat F i g. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in F i g. 1 Einfluß auf die Verspannkräfte (Pfeile 26 und 27). Die im gespannten Zustand der Verspanneinheit, 30 Veränderung des Abstandes 43 wirkt sich auf die Ab-F i g. 5 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungs- stände 40,41,42 und 44 aus. In jedem Fall muß aber eine form des Kugelgelenkes, geringe Axialkraft (Pfeil 37) verbleiben, die ein Zurück-

F i g. 6 den Schnitt nach F i g. 2 mit den Möglichkeiten federn verhindert.

zur Wahl der Abmessungen für unterschiedliche Kraft- Die Montage des Kugelgelenkes geht aus den F i g. 8 Übertragungsverhältnisse, 35 und 9 hervor. Zuerst wird die Kugel 1 in die Kugelpfan-F i g. 7 eine schematische Darstellung des Kniehebel- ne 5 eingeführt und beide Teile zusammen mit dem mechanismus der Verspanneinheit, Stahlring 4 in das topfförmige Gehäuse 50 der Monta-F i g. 8 einen Schnitt durch die Montagevorrichtung gevorrichtung eingeschoben. Die am Boden 51 der und das Kugelgelenk vor dem Verspannen des Kniehe- Montagevorrichtung angebrachte Schraubenfeder 52 belmechanismus und 40 stützt den Stahlring 4 axial ab und hält ihn am unteren F i g. 9 den Schnitt nach F i g. 8 nach dem Verspannen Widerlager (Bund 25) der Lagerpfanne 5. Beim Absehdes Kniehebelmechanismus. ken des Gehäuses 50 drückt der Boden 51 das Druck-Das Kugelgelenk nach F i g. 1 bis 4 besteht aus der stück 9 solange nach unten, bis der obere Rand 53 des Kugel 1 mit dem Schaft 2, dem mit dem Schaft 2 verbun- Stahlringes 4 den Vorsprung 54 im Innern des Gehäuses denen Hebel 3 und der in den Stahlring 4 eingesetzten 45 50 erreicht und die Verspannung der Lagerpfanne 5 Kugelpfanne 5. Der Stahlring 4 ist mit einem Hebel 6 stattgefunden hat. Das fertig montierte Kugelgelenk versehen und bildet das Gehäuse des Kugelgelenkes. wird jetzt durch die zusammengedrückte Schraubenfe-Der Kugelschaft 2 kann mit dem Hebel 3 durch Vernie- der 52 aus dem Gehäuse 50 der Montagevorrichtung tung, durch Verschrauben oder durch Schweißen ver- herausgeschoben. Der Abstand h zwischen Bodeninnenbunden sein, desgleichen der Stahlring 4 mit dem Hebel 50 fläche 55 und oberen Rand 53 des Stahlringes 4 kann 6. Die Kugelpfanne 5 besteht zweckmäßig aus Kunst- exakt auf die Erfordernisse des Verspannmechanismus stoff und besitzt in ihrem oberen Bereich gelenkig ange- abgestimmt werden. Die Kanten 57 und 58 (F i g. 2) der spritzte Haken 7, die gelenkig über Stützen 8 mit einem vorzugsweise sechs Stützen 8 legen sich zur besseren axial beweglichen Druckstück 9 verbunden sind. Zum Abstützung im montierten Zustand des Kugelgelenkes Schutz vor Schmutz und Feuchtigkeit kann zwischen 55 an die Haken 7 und an das Druckstück 9 an, wie dies den Stützen 8 eine Abdeckhaut 10 vorgesehen sein. Die F i g. 3 erkennen läßt und wie dies auch für die Ausfüh-Haken 7, die Stützen 8 und das Druckstück 9 bilden die rungsform nach F i g. 5 gilt. In F i g. 5 treten an die Stelle Verspanneinheit und wirken wie ein Kniehebelmecha- des Druckstückes 9 die Flächen 60, die im verspannten nismus (F i g. 7) mit den scharnierartigen Gelenkstellen Zustand aneinander anliegen. Dabei liegen die Flächen 16,17 und 18, die die Verbindung zwischen Kugelpfanne 60 60 und 61 jeweils seitlich aneinander, ähnlich F i g. 1 un-5 und Haken 7, Haken 7 und Stützen 8 sowie Stützen 8 ter Außerachtlassung des dortigen Druckstückes 9.

und Druckstück 9 herstellen. Die Gelenkstellen 16, 17

und 18 sind so dimensioniert, daß der Verspannvorgang Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

mit einer relativ niedrigen Kraft erfolgen kann. Kugel-

pfanne 5 und Verspanneinheit 7, 8 und 9 werden im 65

Spritzgießverfahren einstückig hergestellt, so daß eine

kostengünstige Massenfertigung möglich ist. Die Kugel

1 hat im Bereich der Verspanneinheit eine Abflachung

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Claims

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gelenk bekannt. Darin soll die als Gehäuse mit der Be- ^

Patentansprüche: zugsziffer 1 bezeichnete Kugelpfanne eine begrenzte

Elastizität besitzen, welche ausreicht, um die Kugel

!.Kugelgelenk, insbesondere für Kraftfahrzeuge, druckknopf artig in die Kugelpfanne einzudrücken, bestehend aus einer mit einem Schaft (2) verbun- 5 So soll zwar eine betriebssichere und möglichst wardenen Kugel (1), die an einer innen teilsphärisch aus- tungslose Kugelgelenkverbindung geschaffen sein, gebildeten Kugelpfanne (5) anliegt und aus einem Hingegen ist nach diesem Stand der Technik eine

innen zylindrischen Gehäuse, welches als mit einem selbsttätige Nachstellung der Gelenkteile nicht vorge-Hebel (6) verbundener Gehäusering ausgebildet ist, sehen; das durch natürlichen Verschleiß zwischen der der die Kugelpfanne (5) mit der Kugel (1) in sich io Kugelpfanne und der Kugel hervorgerufene Spiel kann aufnimmt, wobei die Kugelpfanne (5) bei fertig mon- demnach auf Dauer nicht ausgeglichen werden. Auch tiertem Kugelgelenk mit ihrer Außenfläche an der wird die Kugelpfanne, da sie nur eine begrenzte Elastizi-Innenflache des Gehäuserihgs anliegt und gegen tat besitzt, nicht erlauben, die Kugel wiederholt aus der Herausziehen bzw. Herausdrücken aus dem Gehäu- Kugelpfanne herauszuziehen und wieder druckknopfarsering mittels mit ihr verbundener, an den beiden 15 tig in dieselbe einzudrücken. Dies wird vielmehr Stirnflächen der Öffnungsränder des Gehäuseringes zwangsläufig eine irreversible Ausweitung der Kugelanliegender radial nach außen gerichteter Vorsprün- pfanne verursachen und damit das unerwünschte Spiel ge gesichert ist, dadurch gekennzeichnet, zwischen derselben und der Kugel. Eine solche Demondaß als Vorsprünge an dem dem Schaft (2) abge- tage bzw. Montage ist also im Grunde genommen nicht wandten Öffnungsrand des Gehäuseringes in Radial- 20 ohne weiteres möglich.

ebenen des Gehäuseringes verschwenkbare Haken Aus dem DE-GM 66 06 346 ist demgegenüber immer-

(7) angeordnet sind, an welchen ein Kniehebelme- hin schon bekannt, die Weite der Kugelpfanne gegenchanismus angreift, der aus an den Haken (7) ange- über der Kugel selbsttätig nachzustellen. Dazu weist die lenkten Stützen (8; 30) besteht, die durch ein in Rieh- Kugelpfanne einen Teilbereich auf, der teilweise offen tung der Achse des Gehäuseringes verschiebbares, 25 und in Richtung auf den Mittelpunkt der Kugelpfanne _o. gemeinsames Gelenk verbunden sind, wobei bei bzw. der Kugel stärker gekrümmt ist als die Krümmung montiertem Kugelgelenk das gemeinsame Gelenk der Kugeloberfläche. Die infolge der voneinander abso weit in Richtung auf die Kugel (1) zubewegt ist, weichenden Krümmungsradien der korrespondierendaß die Stützen (8; 30) über ihre Strecklage hinaus in den Flächen der Kugelpfanne und der Kugel nach dem eine selbstperrende Position gelangt sind, in der sich 30 Zusammenbau eintretende Federspannung erzeugt die Haken (7) im Bereich des Öffnungsrandes an den dann die für die selbsttätige Nachstellung des Gelenks ^

Gehäusering abstützen. erforderliche Anpreßkraft. Allerdings wird dabei /

2. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zwangsläufig eine Reibung zwischen der Kugel und der ' zeichnet, daß als gemeinsames Gelenk ein Druck- Kugelpfanne bedingt, was die Gängigkeit und die Le- -.,^ stück (9) dient, das eine Rille (28) zum Einsatz eines 35 bensdauer des Kugelgelenkes nachteilig beeinflussen Werkzeuges aufweist. muß. Demontieren läßt sich dieses Kugelgelenk schließ-

3. Kugelgelenk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch Hch ohne weiteres überhaupt nicht. Vielmehr müßte gekennzeichnet, daß sich zwischen den Stützen (8) dort in einer allerdings dortselbst nicht ersichtlichen eine Abdeckhaut (10) befindet. Weise ein eingewalzter Deckel von dem Gelenkgehäuse

4. Montagevorrichtung für das Kugelgelenk nach 40 entfernt werden. Erst dann könnte denkbarerweise die einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch Kugelpfanne mit der Kugel aus dem Gelenkgehäuse ein topfförmiges Gehäuse (50), das in seinem inneren herausgenommen werden, wobei dann immer noch der einen Vorsprung (54) als Anschlag für die Stirnfläche Schaft der Kugel durch das Gehäuse hindurchgezogen

. (53) des Gehäuseringes und eine Schraubenfeder werden müßte.

(52) zum axialen Abstützen des Gehäuseringes beim 45 Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kugelgelenk guter Verspannen der Kugelpfanne (5) und zum Aussto- Gängigkeit und langer Lebensdauer zu schaffen, das ßen des fertig montierten Kugelgelenkes aufweist. insbesondere auch leicht wiederholt montiert und de

montiert werden kann; letzteres ist gerade bei Repara-

türen von besonderem Vorteil.

50 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Vorsprünge an dem dem Schaft abgewandten

Die Erfindung betrifft ein Kugelgelenk, insbesondere Öffnungsrand des Gehäuseringes in Radialebene des für Kraftfahrzeuge sowie eine Montagevorrichtung Gehäuseringes verschwenkbare Haken angeordnet hierfür. sind, an welchen ein Kniehebelmechanismus angreift,

Das angesprochene Kugelgelenk besteht aus einer 55 der aus an den Haken angelenkten Stützen besteht, die mit einem Schaft verbundenen Kugel, die an einer innen durch ein in Richtung der Achse des Gehäuseringes teilsphärisch ausgebildeten Kugelpfanne anliegt, und verschiebbares, gemeinsames Gelenk verbunden sind, aus einem innen zylindrischen Gehäuse, welches als mit wobei bei montiertem Kugelgelenk das gemeinsame einem Hebel verbundener Gehäusering ausgebildet ist, Gelenk so weit in Richtung auf die Kugel zubewegt ist, der die Kugelpfanne mit der Kugel in sich aufnimmt, 60 daß die Stützen über ihre Strecklage hinaus in eine wobei die Kugelpfanne bei fertig montiertem Kugelge- selbstperrende Position gelangt sind, in der sich die Halenk mit ihrer Außenfläche an der Innenfläche des Ge- ken im Bereich des Öffnungsrandes an dem Gehäusehäuserings anUegt und gegen Herausziehen bzw. Her- ring abstützen. Dieser Verspannmechanismus verausdrücken aus dem Gehäusering mittels mit ihr ver- spannt demnach auch den oberen Bereich der Kugelbundener, an den beiden Stirnflächen der Öffnungsrän- 65 pfanne und dient somit zur kraft- und formschlüssigen der des Gehäuseringes anliegender radial nach außen Stabilisierung derselben als zweites Widerlager. Durch «,

gerichteter Vorsprünge gesichert ist. die axiale Verspannung der Kugelpfanne ist kein axiales f

So ist aus dem DE-GM 19 74 981 ein solches Kugel- Spiel vorhanden, es wird kein Druck auf die Kugel des ^