DE4231438A1

DE4231438A1 - Articulated bearing with restricted relative movement - has movement restricting ball mounted at intersection of intersecting grooves on inner and outer rings allowing restricted turning and tilting movements.

Info

Publication number: DE4231438A1
Application number: DE19924231438
Authority: DE
Inventors: Otto Paeschke; Oswald Feld
Original assignee: SKF Gleitlager GmbH
Current assignee: SKF Gleitlager GmbH
Priority date: 1992-09-19
Filing date: 1992-09-19
Publication date: 1994-03-24

Abstract

One ring (2) has approx. at the same depth from the spherical surface (1) at least one pref. axially aligned groove (7). The other bearing ring (4) has approx. at the same depth from the spherical surface (3) at least one groove defined by end faces. The second groove crosses the first groove and the ball (5) fits with play in the intersection between the two grooves. The second groove can be designed as a slit with rounded end faces and set centrally relative to the ring width breaking up the wall of the outer ring in the radial direction. The base face (7) of the first groove can be set on a circular path with a radius (R) whose centre (8) is in the radial plane (9) of the bearing offset (A) from the centre (10) of the bearing. USE/ADVANTAGE - Articulated bearing with restricted relative movement is esp. for use in a foot prothesis to provide the required turning and tilting movements.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Gelenklager, bestehend aus einem mit einer sphärischen Mantelfläche versehenen Innenring und einem mit einer entsprechenden Bohrungsfläche ausgeführten Außenring, bei dem die Relativbewegung des Außenringes gegenüber dem Innenring durch eine Kugel begrenzt ist, die zur Hälfte in einer Ausnehmung des Außenringes und zur Hälfte in einer Ausnehmung des Innenringes angeordnet ist.The present invention relates to a spherical plain bearing, consisting of one with a spherical surface provided inner ring and one with a corresponding Bore surface executed outer ring, in which the Relative movement of the outer ring with respect to the inner ring a ball is limited, half in a recess of the Outer ring and half in a recess of the inner ring is arranged.

Derartige Gelenklager sind nicht mehr neu. So ist beispielsweise durch die US-PS 3 401 964 ein Gelenklager bekannt, bei dem der Innenring am Mantel mit einer umlaufenden Nut versehen ist, in die eine in einer Bohrung des Außenringes angeordnete Kugel eingreift, so daß sich der Innenring in der Bohrung des Außenringes drehen und der Außenring nur sehr kleine Kippbewegungen ausführen kann. Begrenzte Drehbewegungen und verhältnismäßig große Kippbewegungen können mit diesem bekannten Lager nicht ausgeführt werden.Such spherical bearings are no longer new. So is a spherical bearing is known, for example, from US Pat. No. 3,401,964, in which the inner ring on the jacket with a circumferential groove is provided, in one in a bore of the outer ring arranged ball engages so that the inner ring in the Turn the bore of the outer ring and the outer ring only very small Can perform tilting movements. Limited rotation and relatively large tilting movements can be known with this Bearings are not running.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gelenklager zu schaffen, das begrenzte Drehbewegungen und gleichzeitig Kippbewegungen ausführen kann.The present invention is based on the object Spherical bearings to create the limited rotational movements and can simultaneously perform tilting movements.

Diese Aufgabe wird bei einem Gelenklager der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der eine Lagerring annähernd tiefengleich zur sphärischen Gleitfläche mit mindestens einer vorzugsweise in axialer Richtung verlaufenden Nut versehen ist und der andere Lagerring tiefengleich zur sphärischen Gleitfläche mindestens eine durch Endflächen begrenzte Nut aufweist, die die erste Nut kreuzt und daß die Kugel mit Spiel im Kreuzungsbereich der Nuten angeordnet ist. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Gelenklagers wird eine definierte Drehfreiheit bei Erhaltung der dem Gelenklager eigenen Kippmöglichkeit erreicht.In a spherical plain bearing, this task is mentioned Genus according to the invention solved in that the one bearing ring approximately the same depth as the spherical sliding surface at least one preferably extending in the axial direction Groove is provided and the other bearing ring at the same depth spherical sliding surface at least one through end surfaces has limited groove that crosses the first groove and that the Ball with play is arranged in the crossing area of the grooves. With the help of the spherical bearing according to the invention Defined freedom of rotation while maintaining the spherical bearing own tipping point reached.

Weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gelenklagers sind in den Unteransprüchen beschrieben.Further configurations of the spherical bearing according to the invention are described in the subclaims.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is described below with reference to a drawing illustrated embodiment explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 ein Gelenklager mit einer erfindungsgemäßen Drehbegrenzung im Schnitt, Fig. 1 shows a joint bearing with a rotation limiting the invention in section;

Fig. 2 eine Seitenansicht des in der Fig. 1 dargestellten Gelenklagers teilweise im Schnitt, Fig. 2 is a side view of the hinge bearing shown in Fig. 1, partly in section,

Fig. 3 ein Gelenklager gemäß der Erfindung mit ausgeschwenktem Innenring im Schnitt, Fig. 3 is a joint bearing according to the invention, with swiveled out inner ring in section,

Fig. 4 eine Draufsicht auf ein Gelenklager gemäß Fig. 3. Fig. 4 is a plan view of a hinge bearing of FIG. 3.

Das in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Gelenklager besteht aus einem mit einer sphärischen Mantelfläche 1 versehenen Innenring 2 und einem mit einer entsprechenden Bohrungsfläche 3 ausgeführten Außenring 4 sowie einer Kugel 5 zur Drehbegrenzung des Außenringes 4. Der Innenring 2 weist eine Nut 6 auf, die ausgehend von der Mantelfläche 1 mit einer etwa dem Radius der Kugel 5 entsprechenden Tiefe in axialer Richtung über die Breite des Innenringes 2 verläuft, wobei die Grundfläche 7 der Nut 6 auf einer Kreisbahn mit einem Radius R angeordnet ist. Der Mittelpunkt 8 der Kreisbahn liegt in der Radialebene 9 und ist vom Mittelpunkt 10 des Lagers um einen Betrag A versetzt, so daß die Lagerringe 2, 4 über die Kugel 5 durch die Exzenterwirkung des Nutgrundes 7 verklemmt werden, wenn die Kippbewegung die funktionell erforderlichen Grenzen überschreitet und damit die Kugel 5 gegen Herausfallen gesichert ist. Die Wandung des Außenringes 4 ist mittig zur Ringbreite in radialer Richtung von einem Schlitz 11 mit verrundeten Endflächen 12 durchbrochen, der die Nut 6 kreuzt und gemäß Fig. 2 einen Zentrumswinkel von 60° begrenzt. Die Tiefe der Nut 6 am Innenring 2 und die Wanddicke des Außenringes 4 im Bereich des Schlitzes 11 sind maßgleich. Die Breite der Nut 6 am Innenring 2 und die Breite des Schlitzes 11 am Außenring 4 besitzen ebenfalls das gleiche Maß und sind doppelt so breit wie die Wanddicke des Außenringes 4 im Bereich des Schlitzes 11 bzw. die Tiefe der Nut 6 am Innenring 2. Die Kugel 5 greift mit der einen Hälfte in den Schlitz 11 des Außenringes 4 und mit der anderen Hälfte in die Nut 6 des Innenringes 2. Hierbei ist die Größe der Kugel 5 so gewählt, daß sie sich bei Lagenveränderungen im Kreuzungsbereich 13 durch die Relativbewegungen vom Innenring 2 zum Außenring 4 gleitend und rollend anpaßt und die gewünschte Beweglichkeit nicht beeinträchtigt. Hierdurch wird eine definierte Drehfreiheit bei Erhaltung der dem Gelenklager eigenen Kippmöglichkeit um den Winkel α (Fig. 3) erreicht, wobei die Kugel 5 an den verrundeten Enden 12 des Schlitzes 11 auf Abscheren beansprucht wird und die Drehbewegung begrenzt. Der Innenring 2 und die Achse 14 sind mit radial gerichteten Bohrungen 15 versehen, in die ein Paßstift 16 eingreift und den Innenring 2 auf der Achse 14 gegen Verdrehen sichert. Ferner sind der Außenring 4 und das Gehäuse 17 (nur andeutungsweise gezeichnet) mit radial gerichteten Bohrungen 18 versehen, in welche ein Paßstift 19 eingreift, der den Außenring 4 in der Gehäusebohrung 20 gegen Verdrehen sichert. The hinge bearing shown in FIGS. 1 to 4 consists of a sleeve provided with a spherical shell surface 1 and inner ring 2 a running surface 3 with a corresponding bore outer ring 4, and a ball 5 to limit rotation of the outer ring 4. The inner ring 2 has a groove 6 , which, starting from the lateral surface 1 , extends in the axial direction over the width of the inner ring 2 with a depth approximately corresponding to the radius of the ball 5 , the base surface 7 of the groove 6 running on a circular path with a radius R. is arranged. The center 8 of the circular path lies in the radial plane 9 and is offset from the center 10 of the bearing by an amount A, so that the bearing rings 2 , 4 are jammed via the ball 5 by the eccentric action of the groove base 7 when the tilting movement reaches the functionally required limits exceeds and thus the ball 5 is secured against falling out. The wall of the outer ring 4 is penetrated in the center of the ring width in the radial direction by a slot 11 with rounded end faces 12 , which crosses the groove 6 and, according to FIG. 2, delimits a center angle of 60 °. The depth of the groove 6 on the inner ring 2 and the wall thickness of the outer ring 4 in the area of the slot 11 are identical. The width of the groove 6 on the inner ring 2 and the width of the slot 11 on the outer ring 4 also have the same dimension and are twice as wide as the wall thickness of the outer ring 4 in the region of the slot 11 and the depth of the groove 6 on the inner ring 2 . The ball 5 engages with one half in the slot 11 of the outer ring 4 and with the other half in the groove 6 of the inner ring 2 . Here, the size of the ball 5 is chosen so that it changes slidingly and rolling when the position in the intersection 13 changes due to the relative movements from the inner ring 2 to the outer ring 4 and does not impair the desired mobility. As a result, a defined freedom of rotation is achieved while maintaining the tilting possibility inherent in the spherical bearing by the angle α ( FIG. 3), the ball 5 being subjected to shearing at the rounded ends 12 of the slot 11 and limiting the rotary movement. The inner ring 2 and the axis 14 are provided with radially directed bores 15 into which a dowel pin 16 engages and secures the inner ring 2 against rotation on the axis 14 . Furthermore, the outer ring 4 and the housing 17 (only hinted at) are provided with radially directed bores 18 , in which a dowel pin 19 engages, which secures the outer ring 4 in the housing bore 20 against rotation.

Das erfindungsgemäße Gelenklager findet vorzugsweise in einer Fußprothese Anwendung, um Dreh- und Kippbewegungen ausführen zu können. Eine zu große Drehung des Fußes bedeutet jedoch eine total unnatürliche Bewegung gegenüber dem gesunden Bein. Die Drehung wird daher durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Gelenklagers begrenzt.The spherical bearing according to the invention preferably takes place in a Prosthetic foot application to perform turning and tilting movements too can. Too much rotation of the foot means one totally unnatural movement towards the healthy leg. The Rotation is therefore due to the inventive design of the Spherical bearing limited.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Beispiel beschränkt. Änderungen in der Konstruktion der einzelnen Bauteile sind im Rahmen der Erfindung ohne weiteres möglich. So kann beispielsweise noch eine weitere, diametral gegenüberliegend angeordnete Kugel 5 (nicht gezeichnet) vorgesehen werden, die in entsprechend angeordnete Nuten 6, 11 eingesetzt werden kann.The invention is not limited to the example shown. Changes in the construction of the individual components are easily possible within the scope of the invention. For example, a further, diametrically opposed ball 5 (not shown) can be provided, which can be inserted into correspondingly arranged grooves 6 , 11 .

Claims

1.Spherical bearing, consisting of an inner ring provided with a spherical outer surface and an outer ring with a corresponding bore surface, in which the relative movement of the outer ring with respect to the inner ring is limited by a ball, half of which is in a recess in the outer ring and half in one Recess of the inner ring is arranged, characterized in that one bearing ring ( 2 ) is provided approximately at the same depth as the spherical surface ( 1 ) with at least one groove ( 6 ) which preferably extends in the axial direction and the other bearing ring ( 4 ) is at the same depth as the spherical surface ( 3 ) has at least one groove ( 11 ) delimited by end faces ( 12 ) which crosses the first groove ( 6 ) and that the ball ( 5 ) is arranged with play in the crossing region ( 13 ) of the grooves ( 6 , 11 ).

2. Spherical bearing according to claim 1, characterized in that the in the outer ring ( 4 ) at the same depth to the bore surface ( 3 ) directed groove ( 11 ) is arranged centrally to the ring width in the circumferential direction.

3. Spherical bearing according to claim 1 or 2, characterized in that the groove ( 6 ) arranged on the inner ring ( 2 ), starting from the lateral surface ( 1 ) with an approximately the radius of the ball ( 5 ) corresponding depth in the axial direction extending over the inner ring width is arranged.

4. Spherical bearing according to claim 3, characterized in that the base ( 7 ) of the groove ( 6 ) is arranged on a circular path with a radius R, the center ( 8 ) of which lies in the radial plane ( 9 ) of the bearing and from the center ( 10 ) of the bearing is offset by an amount A.

5. Spherical bearing according to one of claims 1 to 4, characterized in that the groove ( 11 ) is designed as a slot with rounded end surfaces ( 12 ) which is arranged in the radial direction in the radial direction in the middle to the ring width and the wall of the outer ring ( 4 ).

6. Spherical bearing according to claim 5, characterized in that the end faces ( 12 ) of the slot ( 11 ) a defined center angle of z. B. limit 60 °.

7. spherical plain bearing according to one of claims 1 to 6, characterized in that the depth of the groove ( 6 ) on the inner ring ( 2 ) and the wall thickness of the outer ring ( 4 ) in the region of the slot ( 11 ) are dimensionally identical.

8. Spherical bearing according to one of claims 1 to 7, characterized in that the width of the groove ( 6 ) on the inner ring ( 2 ) and the width of the slot ( 11 ) on the outer ring ( 4 ) have the same dimension and are twice as wide as the wall thickness of the outer ring ( 4 ) in the area of the slot ( 11 ) or the depth of the groove ( 6 ) on the inner ring ( 2 ).

9. spherical plain bearing according to one of claims 1 to 8, characterized in that the inner ring ( 2 ) and an axis ( 14 ) are provided with radially directed bores ( 15 ) in which a dowel pin ( 16 ) is arranged.

10. Spherical bearing according to one of claims 1 to 9, characterized in that the outer ring ( 4 ) and a housing ( 17 ) with radially directed bores ( 18 ) are provided, in which a dowel pin ( 19 ) is arranged.