DE4133741C2 - Gelenk-Achselement - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gelenk-Achselement gemäß dem Oberbegrif von Patentanspruch 1.

Aus JP 1 255 711 A ist ein entsprechendes Gelenk-Achselement bekannt, welches im wesentlichen dem in Fig. 9 dargestellten Gelenk-Achselement entspricht. Derartige Gelenk-Achselemente eignen sich zur Schwenk-Anlenkung von z. B. einem Deckelteil an einem Behälterteil. Bei einem Aufklappen des Deckelteiles wird ein Federelement des Gelenk-Achselementes verspannt und erzeugt ein, der Klappbewegung entgegenwirkendes, Drehmoment. Es ist auch möglich, das Gelenk-Achselement in einem derart vorgespannten Zustand zu verwenden, daß das Deckelteil bei Öffnen einer Verschlußeinrichtung infolge des von dem Gelenk- Achselement erzeugten Drehmomentes selbsttätig in eine Offenstellung schwenkt und erst das Zurückklappen des Deckelelementes entgegen dem vom Gelenk-Achselement erzeugten Drehmoment erfolgt. Derartige Gelenk-Achselemente dienen im allgemeinen der Schaffung einer verspannten Gelenkverbindung zwischen zwei Bauteilen.

In vielen Fällen ist es notwendig, mehrere Deckelelemente an einem Trägerteil schwenkbewegbar anzulenken. Derartige Konstruktionen werden bislang beispielsweise in der in der Fig. 8 dargestellten Weise verwirklicht.

Derartige, mit mehreren Deckelelementen versehene Konstruktionen bedingen jedoch einen relativ hohen fertigungs- und montagetechnischen Aufwand. Zudem erweist sich die Ausbildung der zwei Gelenkstellen im Hinblick auf den zur Verfügung stehenden Raum häufig als problematisch.

Unter dem Eindruck dieser Problematik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine einfache und kostengünstig zu bewerkstelligende Schwenkanlenkung mehrerer Bauteile an einem Trägerteil zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein gemäß Patentanspruch 1 ausgestaltetes Gelenk-Achselement gelöst.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Gelenk-Achselement geschaffen, welches ein erstes und ein zweites Bauteil zueinander drehbar lagert, welche relativ zu einem ortsfesten Teil schwenkbar sind, mit: einem Wellenkörper mit einem ersten Wellenhohlkörper, welcher sich mit dem ersten Bauteil drehfest im Eingriff befindet, und einem zweiten Wellenhohlkörper, der drehfest mit dem zweiten Bauteil im Eingriff steht; zwei Kappenteilen, die auf die seitlichen Endteile des ersten bzw. des zweiten Wellenhohlkörpers des Wellenkörpers aufgesetzt sind, wobei die Kappenteile mit dem ortsfesten Teil drehfest verbunden sind; Torsionsstäben, wobei ein Ende eines ersten Torsionsstabes mit einem ersten der beiden Kappenteile und das andere Ende des ersten Torsionsstabes mit dem zweiten Wellenhohlkörper verriegelt ist, und ein Ende eines zweiten Torsionsstabes mit einem zweiten der beiden Kappenteile und das andere Ende des zweiten Torsionsstabes mit dem ersten Wellenhohlkörper verriegelt ist; und einem viskosen Fett, das zwischen dem ersten Wellenhohlkörper und dem zweiten Wellenhohlkörper eingeschlossen ist, der in den ersten Wellenhohlkörper eingesetzt ist.

Darüber hinaus ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung das vorgenannte Gelenk-Achselement versehen mit: Verriegelungsvorsprüngen, die sich ausgehend von beiden Seiten des ersten Wellenhohlteils erstrecken; Vorsprüngen zum Begrenzen der Drehung, die an dem ersten bzw. zweiten Kappenteil derart ausgebildet sind, daß sie mit jeweils für die gleiche Drehrichtung vorgesehenen Verriegelungs- Vorsprüngen in Eingriff gelangen können; und einer Verriegelungsklinke, die sich ausgehend von dem zweiten Wellenhohlkörper in Umfangsrichtung erstreckt und derart gestaltet ist, daß sie sich mit dem Verriegelungsvorsprung des ersten Wellenhohlkörpers in Eingriff befindet, der sich seinerseits mit dem Vorsprung zum Begrenzen der Drehung des zweiten Kappenteils auf der gegenüberliegenden Seite im Eingriff befindet.

Gemäß der vorstehend beschriebenen Erfindung bilden der erste und der zweite Wellenhohlkörper eine Achse, die sich entsprechend gemeinsam mit dem ersten und zweiten schwenkbaren Bauteil verschwenken läßt. Die Drehbewegung wird von dem Federkraft-Drehmoment des Torsionsstabes durchgeführt. Wenn sich eine Differenz in der Drehgeschwindigkeit zwischen den beiden Wellenhohlteilen ergibt, erfahren diese einen viskosen Widerstand durch das viskose Fett, welches zwischen den beiden Wellenhohlkörpern eingeschlossen ist.

Aufgrund des viskosen Widerstands rotieren das erste und zweite schwenkbare Teil trotz des Vorspann-Drehmoments der Torsionsstäbe mit geringer Geschwindigkeit.

Darüber hinaus ist das Gelenk-Achselement mit einem Verriegelungsvorsprung, einem Vorsprung zum Begrenzen der Drehbewegung und einer Verriegelungsklinke versehen, derart, daß die Drehbewegung des ersten schwenkbaren Teils zur gleichen Zeit oder vor der Drehbewegung des zweiten schwenkbaren Teils möglich ist, während die Schließbewegung zur gleichen Zeit oder nach der Schließbewegung des zweiten schwenkbaren Teils möglich ist. Der maximale Öffnungswinkel des ersten schwenkbaren Teils ist dabei durch den Verriegelungsvorsprung begrenzt, der an beiden Enden des ersten Wellenhohlkörpers ausgebildet ist, gegen den einer der an den beiden Kappenteilen des einen oder anderen Endes jeweils angebrachten Vorsprünge zum Begrenzen der Drehbewegung zum Anliegen kommen, wobei die Kappenteile drehfest mit den Lagerteilen des ortsfesten Teils verbunden sind.

Der Torsionsstab, bei welchem beide Enden an einem seitlichen Kappenteil des zweiten Wellenhohlkörpers angeordnet sind, liefert Energie, um das erste Kappenteil und das zweite Wellenhohlteil in einander entgegengesetzte Richtungen zu verdrehen.

Bei dem ersten Kappenteil und den zweiten Wellenhohlteil, die durch das Torsionsmoment tordiert werden, ist an dem Kappenteil ein Vorsprung zum Begrenzen der Drehbewegung und an dem zweiten Wellenhohlteil eine Verriegelungsklinke angebracht, und das zweite Wellenhohlteil kommt gegen jeden der Verriegelungsvorsprünge an beiden Enden des ersten Wellenhohlteils in Anlage, wodurch die Drehbewegung begrenzt wird. Durch Begrenzen der Drehbewegung zwischen dem ersten Kappenteil und dem zweiten Wellenhohlkörper kann der mit dem ersten Kappenteil und dem zweiten Wellenhohlteil in Eingriff stehende Torsionsstab mit einer Vorspannung beaufschlagt werden.

Darüber hinaus ist ein weiterer Torsionsstab vorgesehen, dessen eines Ende mit dem zweiten Kappenteil und dessen anderes Ende mit dem ersten Wellenhohlteil in Eingriff steht, wodurch ein Torsionsmoment verfügbar ist, welches das zweite Kappenteil und das erste Wellenhohlteil in einander entgegengesetzte Drehrichtungen gegeneinander verdreht. Durch diesen Dreh-Antrieb gelangt der Vorsprung des zweiten Kappenteils zum Begrenzen der Drehbewegung mit dem Verriegelungsvorsprung des ersten Wellenhohlteils in Anlage, wodurch beide Drehwege begrenzt sind. Durch diese Begrenzung der Drehbewegung kann der mit dem zweiten Kappenteil und dem ersten Wellenhohlteil in Eingriff stehende Torsionsstab mit einer Vorspannung beaufschlagt werden.

Auf diese Weise können die Torsionsstäbe unabhängig voneinander mit einem Vorspann-Drehmoment beaufschlagt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeipiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Gelenk-Achselement gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel;

Fig. 2 Querschnitte der vorgenannten Drehwellen-Vorrichtung;

Fig. 2(a) einen Querschnitt entlang der Linie a-a in Fig. 1;

Fig. 2(b) einen Querschnitt entlang der Linie b-b in Fig. 1;

Fig. 2(c) einen Querschnitt entlang der Linie c-c in Fig. 1;

Fig. 2(d) einen Querschnitt entlang der Linie d-d in Fig. 1;

Fig. 2(e) einen Querschnitt entlang der Linie e-e in Fig. 1;

Fig. 2(f) einen Querschnitt entlang der Linie f-f in Fig. 1;

Fig. 2(g) einen Querschnitt entlang der Linie g-g in Fig. 1;

Fig. 2(h) einen Querschnitt entlang der Linie h-h in Fig. 1;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Anordnung, in welche die langsam wirkende Drehwelle eingebaut ist;

Fig. 4 eine Explosionsdarstellung der vorgenannten Anordnung;

Fig. 5 ein Gelenk-Achselement gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel;

Fig. 5(a) eine Seitenansicht dieses Ausführungsbeispiels;

Fig. 5(b) eine Seitenansicht der linken Seite dieses Ausführungsbeispiels;

Fig. 5(c) eine perspektivische Ansicht eines Teils eines zweiten Wellenhohlkörpers der Drehwelle;

Fig. 5(d) einen Schnitt entlang der Linie d-d in Fig. 5(a);

Fig. 6 einen Längsschnitt entlang der Linien VI-VI in Fig. 5(b);

Fig. 7 Querschnitte der vorgenannten Drehwellen-Vorrichtung gemäß Fig. 6;

Fig. 7(a) einen Querschnitt entlang der Linie a-a in Fig. 6;

Fig. 7(b) einen Querschnitt entlang der Linie b-b in Fig. 6;

Fig. 7(c) einen Querschnitt entlang der Linie c-c in Fig. 6;

Fig. 7(d) einen Querschnitt entlang der Linie d-d in Fig. 6;

Fig. 7(e) einen Querschnitt entlang der Linie e-e in Fig. 6;

Fig. 7(f) einen Querschnitt entlang der Linie f-f in Fig. 6;

Fig. 7(g) einen Querschnitt entlang der Linie g-g in Fig. 6;

Fig. 7(h) einen Querschnitt entlang der Linie h-h in Fig. 6;

Fig. 8 eine Vorrichtung, in welche ein herkömmliches, Gelenk-Achselement eingebaut ist;

Fig. 9 eine Schnittdarstellung der Drehwelle der vorgenannten herkömmlichen Drehwellen-Vorrichtung.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert. Fig. 1 zeigt eine Welle 50 eines Gelenk-Achselementes. Die Welle 50 besteht im wesentlichen aus einem Wellenkörper 51, im folgenden als Kappenteile 54 und 55 bezeichneten Achselement-Teilen, welche auf beide Seiten des Wellenkörpers 51 aufgesetzt sind, Torsionsstäben 61 und 62, die in den Wellenkörper 51 eingesetzt sind, und einem viskosen Fett 70, welches von dem Wellenkörper 51 umschlossen wird.

Der Wellenkörper 51 ist derart gestaltet, daß ein im folgenden als erster Wellenhohlkörper 52 bezeichnetes Achselement-Teil und ein als zweiter Wellenhohlkörper 53 koaxial bezeichnetes Achselement-Teil ineinander eingesetzt sind und relativ zueinander drehbar sind.

Der erste Wellenhohlkörper 52 ist mit einer Durchgangsöffnung versehen, welche eine kreisrunde Großdurchmesser-Bohrung 52a, eine kreisrunde Mitteldurchmesser-Bohrung 52b, und eine kreisrunde Kleindurchmesser-Bohrung 52c aufweist, die stufenweise von rechts nach links gemäß Fig. 1 angeordnet und miteinander verbunden sind, und hat einen Keil 81, welcher sich von dem Wellenhohlkörper im Bereich der Großdurchmesser-Bohrung 52a nach außen erstreckt, wobei in dem Verbindungsbereich zwischen der Mitteldurchmesser-Bohrung 52b und der Kleindurchmesser-Bohrung 52c ein Schlitz 52d ausgebildet ist, und darüber hinaus an einem Endteil der Kleindurchmesser-Bohrung 52c des ersten Wellenhohlkörpers 52 ein Kleindurchmesser- Wellenteil 52e ausgebildet ist, der einen kleineren Außendurchmesser als die anderen Wellenteile hat.

Der zweite Wellenhohlkörper 53 besteht aus einem Wellenkörper mit abgestuftem Außendurchmesser mit einem sich jeweils auf beiden Seiten eines Großdurchmesser-Wellenteils 53a anschließende Kleindurchmesser-Wellenteil 53b, 53c und ist mit einer Durchgangsöffnung versehen, in welcher eine kreisrunde Großdurchmesser-Bohrung 53d und eine kreisrunde Kleindurchmesser-Bohrung 53e stufenweise von links nach rechts gemäß Fig. 1 angeordnet und miteinander verbunden sind, und hat einen Keil 82, welcher sich von dem Wellenteil im Bereich der Großdurchmesser-Bohrung 53a nach außen erstreckt, wobei in dem Verbindungsbereich zwischen der Großdurchmesser-Bohrung 53a und der Kleindurchmesser-Bohrung 53e ein Schlitzloch 53f ausgebildet ist. Der Außendurchmesser des Großdurchmesser- Wellenteils 53a hat etwa den gleichen Durchmesser wie der erste Wellenhohlkörper 52, während der Kleindurchmesser-Wellenteil 53b derart gestaltet ist, daß er in die kreisrunde Großdurchmesser-Bohrung 52a des ersten Wellenhohlkörpers 52 eingesetzt werden kann. Darüber hinaus ist ein Kleindurchmesser- Wellenteil 53b des zweiten Wellenhohlkörpers 53 in die kreisrunde Großdurchmesser-Bohrung 52a des ersten Wellenhohlkörpers 52 eingesetzt, wodurch der Wellenkörper 51 ausgebildet wird.

Wenn der Kleindurchmesser-Wellenteil 53b in die kreisrunde Großdurchmesser-Bohrung 52a eingesetzt wird und viskoses Fett 70 auf den Außenumfang des Kleindurchmesser-Wellenteils 53b aufgetragen wird, wird das Fett 70 zwischen dem ersten Wellenhohlkörper 52 und dem eingesetzten Teil des zweiten Wellenhohlkörpers 53 während des Einsetzens eingeschlossen.

Auf beiden Seiten des so zusammengesetzten Wellenkörpers 51 sind Kappenteile 54 und 55 eingesetzt. Die Kappenteile 54 und 55 sind jeweils auf den Kleindurchmesser-Wellenteil 52e des ersten Wellenhohlkörpers 52 bzw. den Kleindurchmesser- Wellenteil 53e des zweiten Wellenhohlkörpers 53 drehbar aufgesetzt.

Jeder der Kappenteile 54 und 55 besteht aus einem Zylinder mit einem Boden, wobei der Außendurchmesser davon etwa gleich dem des Wellenteils des ersten Wellenhohlkörpers 52 und dem des Großdurchmesser-Wellenteils 53a des zweiten Wellenhohlkörpers 53 ist, und deren Innendurchmesser so gestaltet sind, daß sie auf die Kleindurchmesser-Wellenteile 52e und 53c von jedem der Wellenhohlkörper 52 und 53 aufgesetzt werden können, wobei die Kappenteile 54 und 55 mit Schlitzlöchern 54a bzw. 55a versehen sind.

Darüber hinaus sind an der Außenseite der zylinderförmigen Körper die Kappenteile 54 und 55 sowie die Keile 83 bzw. 84 angeformt.

Das Gelenk-Achselement 50 ist mit Torsionsstäben 61 und 62 versehen, die darin eingesetzt sind.

Ein Hakenteilende 61a des Torsionsstabs 61 ist in dem Schlitzloch 54a des Kappenteils 54 verriegelt, während das andere Kappenteilende 61b in dem Schlitzloch 53f des zweiten Wellenhohlkörpers 53 verriegelt ist.

Darüber hinaus ist ein Hakenteilende 62a eines weiteren Torsionsstabs 62 in dem Schlitzloch 52d des ersten Wellenhohlkörpers 52 verriegelt, während ein weiteres Hakenteilende 62b in dem Schlitzloch 55a des zweiten Wellenhohlkörpers verriegelt ist.

Infolgedessen wirkt die Federkraft der Torsionsstäbe 61 und 62 jeweils zwischen dem Kappenteil 54 und dem zweiten Wellenhohlkörper 53 und zwischen dem Kappenteil 55 und dem ersten Wellenhohlkörper 52.

Das Gelenk-Achselement 50 ist dazu vorgesehen, Teile einer Schwenkvorrichtung A drehbar zu stützen, die in Fig. 3 und Fig. 4 dargestellt ist.

Bei der Schwenkvorrichtung A ist eine obere Klappe 5 als erstes schwenkbares Teil und eine mittlere Klappe 6 als zweites schwenkbares Teil dazu vorgesehen, relativ zu dem ortsfesten Teil 7 zu schwenken. Dabei wird das beschriebene Gelenk-Achselement 50 als Gelenk-Achse verwendet.

Das Gelenk-Achselement 50 durchdringt einen Aufnahmeabschnitt 5a der oberen Klappe 5, die Aufnahmeabschnitte 6a und 6b der mittleren Klappe 6 und Lagerabschnitte 7a und 7b des ortsfesten Teils 7, während Keile 81, 82 und 84 in Keilnuten verriegelt sind, die in den Aufnahmeabschnitten 5a bzw. 5b und dem Lagerteil 7a bzw. 7b ausgebildet sind.

Bei dem so montierten Gelenk-Achselement 50 sind die Kappenteile 54 und 55 mit den Lagerabschnitten 7a und 7b des ortsfesten Teils 7 verbunden, der erste Wellenhohlkörper 52 ist mit der oberen Klappe 5 verbunden, und der zweite Wellenhohlkörper 53 ist mit der mittleren Klappe 6 jeweils drehbar verbunden. Dabei wird die obere Klappe 5 in ihrer geöffneten Stellung von dem Torsionsstab 61 angetrieben.

Aufgrunddessen schwenken die obere und mittlere Klappe 5 und 6 in ihrer Öffnungsrichtung durch das Federkraft-Drehmoment von jedem Torsionsstab 62 und 61 und ein Dreh-Widerstand wird von dem viskosen Fett 70 während der Schwenkbewegung hervorgerufen.

In anderen Worten tritt in jedem der drei Fälle, d. h. wenn die obere Klappe 5 in ihre geöffnete Stellung bewegt wird, während die mittlere Klappe 6 insgesamt blockiert ist; wenn die mittlere Klappe 6 in ihre geöffnete Stellung bewegt wird, während die obere Klappe sich in ihrer vollständig geöffneten Stellung befindet, oder wenn die obere Klappe 5 mit höherer Geschwindigkeit als die mittlere Klappe 6 bewegt wird; viskoser Widerstand auf, wobei die obere Klappe 5 und die mittlere Klappe 6 durch die Federkraft des Torsionsstabs geöffnet werden.

Wenn die obere Klappe 5 und die mittlere Klappe 6 geschlossen werden, werden beide Klappen zugleich in ihre Schließstellung bewegt. Demgemäß wird die obige Bewegung durch eine Spannung des Feder-Drehmoments der Torsionsstäbe 61 und ausgeführt, ohne daß ein Widerstand durch das viskose Fett 70 ausgeübt wird.

Um darüber hinaus eine Vorspannung durch die Torsionsstäbe 61 und 62 aufbringen zu können, sind folgende Maßnahmen vorgesehen:

Das Einsetzen des Gelenk-Achselementes 50 in den drehbaren Aufnahmeabschnitt der oberen Klappe 5 und der mittleren Klappe 6 wird in einer Lage vorgenommen, in welcher eines oder beide seitliche Enden des Gelenk-Achselementes 50 seitlich aus der Vorrichtung herausragen.

In anderen Worten, um den Torsionsstab 61 mit einer Vorspannung zu beaufschlagen, werden der Kappenteil 54 und der Lagerteil 7a aus ihrer montierten Lage gelöst und der Kappenteil 54 in eine seitlich aus der Vorrichtung A vorstehende Lage gebracht, der Torsionsstab 61 durch geeignetes Drehen des Kappenteils 54 verwunden, und dann die Welle 50 in den drehbaren Aufnahmeabschnitt eingeschoben, wodurch der Kappenteil 54 relativ zu dem Aufnahmeabschnitt drehfest fixiert wird.

Darüber hinaus wird zum Aufbringen einer Vorspannung auf den Torsionsstab 62 das Kappenteil 55 aus seiner Montagelage von dem Lagerabschnitt 7b gelöst, um das Kappenteil 55 nach außen aus der Schwenkvorrichtung freizugeben, um auf gleiche Weise wie anhand von dem Torsionsstab 61 beschrieben Vorspannung aufbringen zu können.

Auf diese Weise können gemäß dieser Ausführungsform auf diejenigen Torsionsstäbe 62 und 61 unabhängig voneinander eine Vorspannkraft aufgebracht werden, die auf die obere Klappe 5 bzw. zu der mittlere Klappe 6 einwirken. Aus diesem Grund können die Torsionsstäbe 62 und 61 mit unterschiedlichen Vorspannungen beaufschlagt werden. Obwohl gemäß diesem Ausführungsbeispiel jeweils nur ein Torsionsstab 61 und 62 verwendet wurde, können anstatt dessen jeweils eine Mehrzahl von Torsionsstäben je nach erforderlichem Drehmoment verwendet werden.

Andere Ausführungsformen sind in den Fig. 5 bis 7 dargestellt und werden nachfolgend beschrieben.

Das Gelenk-Achselement besteht im wesentlichen aus einem Wellenkörper 51, Kappenteilen 54 und 55, welche auf beide Seiten des Wellenkörpers 51 aufgesetzt sind, Torsionsstäben 61 und 62, die in den Wellenkörper 51 eingesetzt sind, und einem viskosen Fett 70, welches von dem Wellenkörper 51 umschlossen wird.

Der erste Wellenhohlkörper 52 ist mit einer Durchgangsöffnung versehen, welche eine kreisrunde Großdurchmesser-Bohrung 52a, eine kreisrunde Mitteldurchmesser-Bohrung 52b, und eine kreisrunde Kleindurchmesser-Bohrung 52c aufweist, die miteinander verbunden sind, und hat einen Keil 81, ein Schlitzloch 52d, und einen Kleindurchmesser-Wellenteil 52e an einem seitlichen Endteil der kreisrunden Kleindurchmesser- Bohrung 52c, wie in Fig. 6 dargestellt ist.

Darüber hinaus sind an beiden seitlichen Endflächen des ersten Wellenhohlteils 52 Verriegelungsvorsprünge 71 und 72 angeordnet, die an dem jeweiligen Wellenteil vorspringend angeformt sind. Im vorliegenden Fall ist der Verriegelungsvorsprung 71 an dem gestuften Teil des ersten Wellenhohlteils 52 im Bereich des Kleindurchmesser-Wellenteils 52a angeformt, wie aus Fig. 5(a) ersichtlich ist.

Der zweite Wellenhohlkörper 53 ist mit einer Durchgangsöffnung versehen, in welcher eine kreisrunde Großdurchmesser-Bohrung 53d und eine kreisrunde Kleindurchmesser-Bohrung 53e stufenweise von links nach rechts gemäß Fig. 1 angeordnet sind, wobei der zweite Wellenhohlkörper 53 derart ausgebildet ist, daß er mit seinem Außendurchmesser in eine kreisrunde Großdurchmesser-Bohrung 52a des zweiten Wellenhohlkörpers 52 eingesetzt werden kann.

Auf der Außenseite des Mittelteils des zweiten Wellenhohlkörpers 53 ist ein Keil 82 angeformt, der sich in Radialrichtung nach außen erstreckt, wie aus Fig. 5(a), (c) und (d) ersichtlich ist. Darüber hinaus ist an der zylindrischen Wand des zweiten Wellenhohlteils 53 eine Verriegelungsklinke 73 angeformt, die sich separat von dem Keil 82 in Umfangsrichtung erstreckt. Weiter ist im Verbindungsbereich zwischen der Großdurchmesser-Bohrung 53d und der Kleindurchmesser-Bohrung 53e der Durchgangsöffnung ein Schlitzloch 53f ausgebildet.

Der Wellenkörper 51 wird durch drehbares Einsetzen des Wellenteils 53c des zweiten Wellenhohlkörpers 53 (linker Wellenteil des Keils 82 in Fig. 2) in die kreisrunde Großdurchmesser-Bohrung 82a des ersten Wellenhohlteils 52 zusammengesetzt.

Wenn der Wellenteil 53c in die kreisrunde Großdurchmesser- Bohrung 52a eingesetzt wird und viskoses Fett 70 auf den Außenumfang des Wellenteils 53c aufgetragen wird, wird das Fett 70 zwischen dem ersten Wellenhohlkörper 52 und dem eingesetzten Teil des zweiten Wellenhohlkörpers 53 während des Einsetzens eingeschlossen.

Bei dem Wellenkörper 51 ragt der an dem zweiten Wellenhohlkörper ausgebildete Keil 82 weiter nach außen als der Vorsprung am Außendurchmesser des ersten Wellenhohlkörpers 52 und die an dem zweiten Wellenhohlkörper 53 angeformte Verriegelungsklinke 73 springt annähernd gleich weit wie bei dem ersten Wellenhohlkörper 52 vor.

Auf beiden Seiten des so zusammengesetzten Wellenkörpers 51 sind die Kappenteile 54 und 55 aufgesetzt, die aus einem zylinderförmigen Teil mit einem Boden bestehen. Die Kappenteile 54 und 55 sind drehbar auf den Kleindurchmesser-Wellenteil 52e des ersten Wellenhohlkörpers 52 und den Wellenteil 53c des zweiten Wellenhohlteils 53 (Wellenteil rechts von dem Keil 82 gemäß Fig. 6) aufgesetzt.

Am Boden der Kappenteile 54 und 55 sind Schlitzlöcher 54a und 55b ausgebildet (vgl. Fig. 6).

Auf der Außenseite der zylindrischen Teile der Kappenteile 54 und 55 sind vorspringende Keile 83 bzw. 84 angeformt, und an deren Enden bezüglich der Öffnungsrichtung sind jeweils Vorsprünge 74 bzw. 75 zum Begrenzen der Drehung angeformt; wenn jeder der Kappenteile 54 und 55 auf den Wellenkörper 51 aufgesetzt wird, werden die Vorsprünge 74 und 75 derart eingesetzt, daß sie sich auf der gleichen Seite wie die Verriegelungsvorsprünge 71 und 72 des ersten Wellenhohlkörpers auf der gegenüberliegenden Seite der Verriegelungsklinke 73 des zweiten Wellenhohlkörpers befinden. Dadurch wird der Verriegelungsvorsprung 72 des ersten Wellenhohlkörpers zwischen der Verriegelungsklinke 73 und dem Vorsprung 75 zum Stoppen der Drehung angeordnet.

Das entsprechend zusammengesetzte Gelenk-Achselement wird durch die darin befindlichen Torsionsstäbe 61 und 62 unter Vorspannung gesetzt.

Ein Hakenteilende 61a des Torsionsstabs 61 ist in dem Schlitzloch 54a des Kappenteils 54 verriegelt, während das andere Hakenteilende 61b in dem Schlitzloch 53f des zweiten Wellenhohlkörpers 53 verriegelt ist.

Darüber hinaus ist ein Hakenteilende 62a eines weiteren Torsionsstabs 62 in dem Schlitzloch 52d des ersten Wellenhohlteils 52 verriegelt, während das andere Hakenteilende 62b in dem Schlitzloch 55a des Kappenteils 55 verriegelt ist.

Infolgedessen sind die Torsionsstäbe 61 und 62 dazu vorgesehen, ihre Federkraft zwischen dem Kappenteil 54 und dem zweiten Wellenhohlkörper 53 sowie zwischen dem Kappenteil 55 und dem ersten Wellenhohlkörper 52 wirken zu lassen.

Das Gelenk-Achselement 50 wird an dem drehbaren Aufnahmeabschnitt der in Fig. 3 und Fig. 4 dargestellten Schwenkvorrichtung in gleicher Weise wie die bereits weiter oben beschriebene Welle 50 montiert.

In anderen Worten, das Gelenk-Achselement 50 durchdringt einen Aufnahmeabschnitt 5a der oberen Klappe 5, die Aufnahmeabschnitte 6a und 6b der mittleren Klappe 6 und Lagerabschnitte 7a und 7b des ortsfesten Teils 7, während Keile 81, 82, 83 und 84 in Keilnuten verriegelt sind, die in den Aufnahmeabschnitten 5a bzw. 5b und den Lagerabschnitten 7a bzw. 7b ausgebildet sind.

Bei dem so zusammengesetzten Gelenk-Achselement 50 sind die Kappenteile 54 und 55 des ersten Wellenhohlteils 52 bzw. des zweiten Wellenhohlteils 53 mit den Lagerabschnitten 7a bzw. 7b des ortsfesten Teils 7 bzw. der oberen Klappe 5 bzw. der mittleren Klappe 6 drehfest im Eingriff. Dabei wird die obere Klappe 5 durch den Torsionsstab 62 in Öffnungsrichtung vorgespannt, während die mittlere Klappe 6 durch den Torsionsstab 61 in Öffnungsrichtung vorgespannt wird.

Auf diese Weise wird die obere Klappe 5 und die mittlere Klappe 6 in Öffnungsrichtung durch die Federkraft des Torsionsstabs 62 bzw. 61 geschwenkt, wobei bei dieser Schwenkbewegung der Fluid-Widerstand durch das viskose Fett auftritt.

Das Schwenken der oberen Klappe 5 in Öffnungsrichtung erfolgt zur gleichen Zeit oder früher als das Schwenken der mittleren Klappe 6. Der maximale Öffnungswinkel der oberen Klappe 5 wird durch das Anschlagen der an beiden Enden des ersten Wellenhohlkörpers angeformten Verriegelungsvorsprünge 71 und 72 gegen die jeweiligen Vorsprünge 74 bzw. 75 zum Begrenzen der Drehung der Kappenteile 54 und 55 bestimmt, die mit den Lagerabschnitten 7a und 7b des ortsfesten Teils 7 drehfest im Eingriff stehen. Darüber hinaus wird der maximale Öffnungswinkel der mittleren Klappe 6 dadurch bestimmt, daß die an dem zweiten Wellenhohlkörper 53 angeformte Verriegelungsklinke 73 gegen den Verriegelungsvorsprung 75 anschlägt, wobei durch dieses Anschlagen der Verriegelungsklinke 73 gegen den Verriegelungsvorsprung 75 die Drehung stärker beschränkt wird, als die des ersten Wellenhohlkörpers (vgl. Fig. 5(a)).

Wenn die obere Klappe 5 und die mittlere Klappe 6 gleichzeitig in Schließrichtung bewegt werden, erfolgt das Schwenken der Klappen gegen das Widerstands-Drehmoment der Torsionsstäbe 61 und 62, ohne daß dabei ein Fluid-Widerstand durch das viskose Fett aufgebracht wird.

Darüber hinaus werden die Torsionsstäbe 61 und 62 wie folgt mit einem Vorspannmoment beaufschlagt:
Das Vorspannmoment wird zu dem Zeitpunkt eingestellt, in dem die Kappenteile 54 und 55 auf den Wellenkörper 51 aufgesetzt werden. Zunächst wird beschrieben, wie der Torsionsstab 61 mit einer Vorspannung beaufschlagt wird. Nach dem Festhalten des ersten Wellenhohlkörpers 52, welcher mit dem Wellenteil 51 versehen ist, mit Hilfe von geeigneten Einrichtungen zum Unterbinden einer Drehung, wird ein Kappenteil 54 um den Kleindurchmesser-Wellenteil 52e drehbar auf den ersten Wellenhohlkörper aufgesetzt. Dabei wird der Kappenteil 54 zunächst nur so weit aufgesetzt, daß der Vorsprung 74 zum Begrenzen der Drehung nicht gegen den Verriegelungsvorsprung 71 des ersten Wellenhohlkörpers anschlägt. In dieser Lage befindet sich das eine Ende des Torsionsstabs 61 mit seinem Hakenteil 61a mit dem Schlitzloch 54a des Kappenteils 54 im Eingriff, während das andere Ende des Torsionsstabs 61 sich mit seinem Hakenteil 61b mit dem Schlitzloch 53f in dem zweiten Wellenhohlkörper 53 im Eingriff befindet. Dann wird der Torsionsstab 61 im gewünschten Maße durch Drehen des Kappenteils 54 verwunden. Obgleich dabei der zweite Wellenhohlkörper 53 in diese Drehrichtung getrieben wird, wird sein Mitdrehen dadurch unterbunden, daß die von dem zweiten Wellenhohlkörper vorstehende Verriegelungsklinke 73 mit dem Verriegelungsvorsprung 72 des ersten Wellenhohlkörpers in Eingriff gelangt, wodurch der Torsionsstab 61 in gewünschter Weise verwunden wird. Dann wird der Kappenteil 54 unter Beibehaltung seiner Drehstellung auf den Kleindurchmesser- Wellenteil 52e aufgezogen. Diese Aufsetzlage ist in Fig. 5(a) dargestellt. In dieser montierten Lage wird der Kappenteil 54 in Gegenrichtung im Vergleich zu dem zweiten Wellenhohlkörper 53 durch die Reaktionskraft des Torsionsstabs getrieben, wobei eine solche Drehung dadurch unterbunden wird, daß der an dem Kappenteil 54 ausgebildete Vorsprung 74 zum Begrenzen der Drehung gegen den Verriegelungsvorsprung 71 anschlägt. Wenn das Vorspann-Drehmoment auf diese Weise auf den Torsionsstab 61 aufgebracht ist, werden der Kappenteil 54 und der zweite Wellenhohlteil in einander entgegengesetzte Richtungen aufgrund der entgegengesetzt gerichteten Reaktionskräfte getrieben. Jedoch werden beide Drehungen dadurch verhindert, daß der Vorsprung 74 zum Begrenzen der Drehung und die Verriegelungsklinke 73 gegen die Verriegelungsvorsprünge 71 bzw. 72 anschlagen, die an beiden jeweiligen Enden des ersten Wellenhohlkörpers auf einander gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind. Dadurch kann sogar nach Lösen des ersten Wellenhohlkörpers 52 aus seiner Verriegelungslage die verwundene Stellung des Torsionsstabes 61 aufrechterhalten werden. Dadurch kann der Torsionsstab 61 mit einer Vorspannung beaufschlagt werden.

Weiter wird nachfolgend beschrieben, wie der Torsionsstab 62 mit einer Vorspannung beaufschlagt wird. Wie im Zusammenhang mit dem Torsionsstab 61 oben erläutert, wird der Wellenhohlkörper 52 mit seinem Wellenteil 51 mit geeigneten Fixiereinrichtungen festgehalten. Das zweite Kappenteil 55 wird nur über einen kleinen Bereich auf den Wellenteil 53d des zweiten Wellenhohlkörpers aufgesetzt, wobei der an dem Kappenteil 55 ausgebildete Vorsprung 75 zum Begrenzen der Drehung nicht mit dem Verriegelungsvorsprung 72 des ersten Hohlwellenkörpern in Eingriff gelangt. In dieser Lage befindet sich das eine Ende des Torsionsstabs 62 mit seinem Hakenteil 62a mit dem Schlitzloch 52d des ersten Wellenhohlteils im Eingriff, während das andere Ende des Torsionsstabs 62 sich mit seinem Hakenteil 62b mit dem Schlitzloch 55a des Kappenteils 55 im Eingriff befindet. Dann wird der Torsionsstab 62 im gewünschten Maße durch Drehen des Kappenteils 55 verwunden. Dann wird der Kappenteil 55 unter Beibehaltung seiner Drehstellung auf den Wellenteil 53d des zweiten Wellenhohlteils 53 aufgezogen.

Diese Aufsetzlage ist in Fig. 5(a) dargestellt, wobei in dieser montierten Lage der Kappenteil 55 in Gegenrichtung im Vergleich zu dem ersten Wellenhohlkörper 52 durch die Reaktionskraft des Torsionsstabs 62 getrieben wird. Jedoch werden diese Drehungen dadurch unterbunden, daß der Vorsprung 75 zum Begrenzen der Drehung gegen den Verriegelungsvorsprung 72 anschlägt, wobei der Torsionsstab 62 auch dann in seiner verwundenen Stellung gehalten wird, wenn der erste Wellenhohlkörper 52 aus seiner Fixierung gelöst wird. Dadurch kann der Torsionsstab 62 mit einer Vorspannung beaufschlagt werden.

In dieser Weise kann das Gelenk-Achselement 50 mit einem Vorspann- Drehmoment durch die Torsionsstäbe 61 und 62 beaufschlagt werden. Dadurch kann durch einfaches Einsetzen des Gelenk-Achselementes 50 in den drehbaren Aufnahmeabschnitt der oberen Klappe 5 und der mittleren Klappe 6 eine entsprechende Gelenkverbindung geschaffen werden.

Darüber hinaus können der Torsionsstab 62 und 61, welche mit der oberen Klappe 5 bzw. der mittleren Klappe 6 zusammenwirken, unabhängig voneinander mit einem Vorspann-Drehmoment beaufschlagt werden, indem diese getrennt betätigt werden, wobei die Vorspannung der beiden Torsionsstäbe einen unterschiedlichen Wert haben kann.

Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsformen umfaßt das Gelenk-Achselement eine Welle, die einen Wellenkörper hat, der durch Verbinden des ersten und zweiten Wellenhohlteils miteinander ausgebildet wird, welche mit dem ersten bzw. zweiten Schwenkteil in Verbindung stehen, wobei die beiden Wellenhohlkörper um eine gemeinsame Achse relativ zueinander schwenken können, wobei der benötigte Einbauraum klein ist und die Schwenkvorrichtung daher für Kompaktgelenke für Scheiben oder ein kompaktes Gelenk für Toiletten oder ähnliches verwendet werden kann.

Darüber hinaus kann unabhängig von der Art der Welle die Drehgeschwindigkeit jeder der drehbaren Teile gesteuert werden. Die Vorrichtung ist mit Verriegelungs-Vorsprüngen und Vorsprüngen zum Begrenzen der Drehung versehen, wodurch eine plastische Verformung der Torsionsstäbe durch eine falsche Drehung oder eine Überschreitung des maximalen Drehwinkels verhindert werden kann, wobei ein Gelenk-Achselement mit verzögertem Drehverhalten geschaffen wird, das im Laufe seiner langen Lebensdauer ein gleichbleibendes Betriebsverhalten zeigt.

Weil darüber hinaus das Gelenk-Achselement mit einer Vorspannkraft vor dem Einbau in einem Zwischenmontageschritt vorgespannt sein kann, kann eine Gelenkverbindung mit Verzögerungswirkung durch einfaches Einsetzen des Gelenk-Achselementes in den drehbaren Aufnahmeabschnitt des schwenkbaren Teils erzeugt werden, wobei die Montage sehr einfach zu bewerkstelligen ist.

Claims (6)

1. Gelenk-Achselement, mit um dessen Achse gegeneinander relativ verdrehbaren Achselement-Teilen zum Erreichen einer Schwenkanlenkung von Bauteilen aneinander, mit mindestens einem ersten Achselement-Teil (54, 55), das mit einem ersten Bauteil (7) drehfest verbindbar ist, einem zweiten Achselement- Teil (52), das mit einem zweiten Bauteil (5) drehfest verbindbar ist, und mindestens einem Federelement (62) zur Erzeugung eines zwischen dem ersten Achselement-Teil (55) und dem zweiten Achselement-Teil (52) wirksamen Drehmomentes, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenk-Achselement zur Schwenkhalterung eines zusätzlichen Bauteiles (6) relativ zu dem ersten Bauteil (7) und dem zweiten Bauteil (5) geeignet ausgebildet ist, indem dieses mit einem zusätzlichen Achselement- Teil (53) versehen ist, das sowohl mit dem zusätzlichen Bauteil (6) als auch mit einem Federelement (61) zur Erzeugung eines während des Schwenkens des zusätzlichen Bauteiles (6) wirksamen Drehmomentes drehfest in Eingriff bringbar ist.

2. Gelenk-Achselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zwischen den Achselementen (54, 55, 53) wirksame Anschlageinrichtung (71, 74 bzw. 72, 73, 75) vorgesehen ist zur Begrenzung der Schwenkbewegung zwischen den Bauteilen (5, 6, 7).

3. Gelenk-Achselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei erste Achselemente (54, 55) vorgesehen sind, welche als Kappen ausgebildet sind, und daß die weiteren Achselemente (52, 53) als Hohlteile ausgebildet sind, welche relativ zueinander schwenkbar zusammengefügt und an verbleibenden Enden mit den Kappen versehen sind, wobei die Kappen mit den Hohlteilen schwenkbar verbunden sind.

4. Gelenk-Achselement nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das als Hohlteil ausgebildete zweite Achselement (51) mit Anschlagvorsprüngen (71, 72) versehen ist, welche mit von den als Kappen ausgebildeten ersten bzw. zweiten Achselementen (54, 55) vorstehenden Vorsprüngen zur Begrenzung der Schwenkbewegung in Anlage bringbar sind, und daß eine Sperrklinke (73) vorgesehen ist, welche sich, von dem zusätzlich als Achshohlkörper ausgebildeten Achselement (53) ausgehend, derart erstreckt, daß sie mit dem Anschlagvorsprung (72) des ersten Achselementes (52) zur Begrenzung der Schwenkbewegung in Anlage bringbar ist.

5. Gelenk-Achselement nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dieses mit Fett versehen ist zur Verzögerung der Schwenkbewegung zwischen den Achselementen (51 bis 55) aufgrund seines Fluidreibungswiderstandes.

6. Gelenk-Achselement nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Innenraum des aus als Hohlteile bzw. Kappen geformten Achselemente zusammengesetzten Gelenkachselementen zwei Federelemente (61, 62), welche sich in Längsrichtung des Gelenkachselementes erstrecken, angeordnet sind, wobei das erste Federelement (61) mit einem Ende mit dem zusätzlichen, als Hohlteil geformten Achselement (53), und mit seinem anderen Ende mit einem als Kappe ausgebildeten ersten Achselement (54) in Eingriff steht, und daß das als Kappe ausgebildete erste Achselement (54) auf einen Schwenklagerungsabschnitt des zweiten Achselementes (52) aufgesteckt ist, und daß ferner das zweite Federelement (62) mit seinen beiden Enden jeweils entsprechend mit dem zweiten Achselement (52) und einem weiteren kappenartigen ersten Achselement (55) in Eingriff steht, wobei dieses auf einen auf der anderen Seite liegenden Schwenklagerungsabschnitt des zusätzlichen Achselementes (53) aufgeschoben ist.