DE68917659T2

DE68917659T2 - Kugelzapfenzusammenbau.

Info

Publication number: DE68917659T2
Application number: DE68917659T
Authority: DE
Inventors: Frederick David Conner
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1988-07-29
Filing date: 1989-07-14
Publication date: 1994-12-22
Anticipated expiration: 2009-07-15
Also published as: ES2063825T3; EP0352945B1; GB8818081D0; DE68917659D1; US4984930A; EP0352945A3; EP0352945A2; GB2221249A; CA1321306C

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kugelzapfen-Einheit zur sicheren Befestigung des Kugelteils eines Kugelgelenks.
Kugelgelenke werden z.B. in Federungs-Koppelstangen eingesetzt, wo es darauf ankommt, daß der Kugelzapfen sicher und zuverlässig in seiner Pfanne montiert ist.
Die deutsche Patentschrift Nummer DE-A-2 900 042 offenbart den Einsatz einer Kugelzapfen-Einheit mit einer am Ende eines Schaftes ausgebildeten Kugel und einer Einbaueinheit zur Aufnahme und Befestigung des Schaftes, wobei die Einbaueinheit eine erste Bohrung zur Aufnahme des Schaftes und eine zweite, die erste Bohrung schneidende Bohrung zur Aufnahme einer Spannschraube aufweist, wobei das die erste Bohrung umgebende Material des Bauteils von einem Schlitz durchbrochen wird, der sich von der ersten Bohrung aus erstreckt und die zweite Bohrung durchquert, so daß beim Anziehen der Spannschraube der Durchmesser der ersten Bohrung verringert wird.
Nach der vorliegenden Erfindung wird eine Kugelzapfen-Einheit vorgeschlagen, mit einer am Ende eines Schaftes angeformten Kugel und einem Einbauteil zur Aufnahme und Befestigung des Schaftes, wobei das Einbauteil eine erste Bohrung zur Aufnahme des Schaftes und eine die erste Bohrung schneidende zweite Bohrung zur Aufnahme einer Spannschraube aufweist, wobei das die erste Bohrung umgebende Material von einem Schlitz durchbrochen ist, der sich von der ersten Bohrung aus erstreckt und die zweite Bohrung durchquert, so daß das Anziehen der Spannschraube den Durchmesser der ersten Bohrung verringert, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft zwei axial von einander getrennte Zylinderabschnitte aufweist, wobei der von der Kugel weiter entfernte Abschnitt einen kleineren Durchmesser aufweist als der näher an der Kugel liegende Abschnitt, wobei die Abschnitte über eine Umfangsnut von einander getrennt sind, die denjenigen Teil der Spannschraube aufnimmt, der sich in die erste Bohrung hinein erstreckt, und dadurch, daß die erste Bohrung axial von einander beabstandete Zylinderabschnitte unterschiedlichen Durchmessers zur Aufnahme der jeweiligen Zylinderabschnitte des Schaftes aufweist.
Die beiden von einander beabstandeten Zylinderabschnitte der ersten Bohrung sind über eine Schulter von einander getrennt, die vorzugsweise derart angeordnet ist, daß sie mit der Vorderkante des Zylinderabschnittes mit dem größeren Durchmesser am Schaft in Eingriff gelangt, derart, daß der Schaft in der ersten Bohrung positioniert wird.
Beide Zylinderabschnitte des Schaftes und beide Zylinderabschnitte der ersten Bohrung haben vorzugsweise eine gerade kreisrunde Form.
Die Umfangsnut hat vorzugsweise einen teilkreisförmigen Querschnitt, dessen Radius demjenigen der zweiten Bohrung im wesentlichen gleich ist.
Das Verhältnis der Durchmesser der beiden Zylinderabschnitte des Schaftes ist vorzugsweise so gewählt, daß, wenn der Abschnitt mit dem kleineren Durchmesser in dem Bohrungsabschnitt mit dem größeren Durchmesser liegt, die Spannschraube nicht ausreichend gespannt werden kann, um den Schaft festzuklemmen.
Die Erfindung wird nun beispielartig anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert; dabei zeigen:
Figur 1: einen Schnitt durch die Kugelzapfen-Einheit gemäß der Erfindung entlang der Linie I-I der Figur 2; und
Figur 2: eine Ansicht der Einheit nach Figur 1, in Richtung des Pfeiles A.
Der Kugelzapfen enthält am Ende eines Schaftes 12 eine Kugel 10. Der Kugelzapfen soll in einem Arm 14 befestigt werden. Zur Aufnahme des Zapfens hat der Arm 14 eine abgestufte (erste) Bohrung 16 mit einem Abschnitt 18 von kleinerem Durchmesser und einem Abschnitt 20 von größerem Durchmesser. Der Abschnitt 18 ist von Abschnitt 20 durch eine angefaste Schulter getrennt. Eine zweite Bohrung 22 erstreckt sich senkrecht zur ersten Bohrung 16 durch den Arm und nimmt eine Spannschraube 24 (Figur 2) auf. Die Schraube 24 durchquert einen Schlitz 26, der in dem Material des Armes eingearbeitet ist und sich bis zur Kante des Armes erstreckt, so daß beim Anziehen der Schraube das Material um den in der ersten Bohrung 16 angeordneten Schaft 12 spannt.
Der Schaft 12 weist ebenfalls einen Zylinderabschnitt 28 von engerem Durchmesser und einen Abschnitt 30 von größerem Durchmesser auf. Diese beiden Abschnitte sind über einen Hals 32 in Form einer teilkreisförmigen Umfangsnut von einander getrennt, und das obere Ende des im Durchmesser größeren Abschnittes 30 gelangt mit der angefasten Schulter zwischen den Abschnitten 18 und 20 der Bohrung 16 in Kontakt, so daß die Einführbewegung auf den Punkt begrenzt wird, in dem der Hals 32 mit der Bohrung 22 fluchtet.
Durch diese Konstruktion werden Einbaufehler des Kugelzapfens in dem Arm auf folgende Weise verhindert:
Zwecks richtiger Montage wird der Kugelzapfen wie dargestellt bei entfernter Schraube 24 in die Bohrung 16 eingeführt, bis der Oberteil des Abschnittes 13 an der Schulter in der Bohrung 16 anstößt. Danach wird die Schraube 24 eingesetzt, und dadurch, daß die Bohrung 22 Bohrung 16 schneidet, bewirkt schon das bloße Einstecken der Schraube 24 in ihre Bohrung 22 die Fixierung des Zapfens, und sofern der Zapfen nicht bereits richtig angeordnet ist, wird er bei der Einführung der Schraube 24 in seiner Bohrung nach oben gezogen. Durch das Anziehen der Mutter auf der Spannschraube 24 werden die beiden Seiten des Schlitzes 26 zusammengezogen, so daß der Kugelzapfen sicher gehalten wird.
Ist der Kugelzapfen nur teilweise in die Bohrung 16 eingeführt, und ist die Schraube 24 ganz und gar über dem Schaft angeordnet, dann bleibt dieser Schaft immer und eindeutig lose, da bei über dem Abschnitt 28 angeordneter Schraube 24 der im Durchmesser größere Teil 20 der Bohrung 16 nicht ausreichend fest zusammengezogen werden kann, um den im Durchmesser kleineren Abschnitt 28 festzuspannen.
Beim erstmaligen Einführen des Kugelzapfens tritt zunächst der engere Zylinderabschnitt 28 in loser Passung in den weiteren Bohrungsabschnitt 20 ein, bis zu einer Stelle, in der die Schraube solange überhaupt nicht eingesetzt werden kann, bis der Kugelzapfen richtig positioniert ist, und dies trägt dazu bei, daß der Zapfen und der Arm nur auf richtige Weise zusammengesetzt werden können.
Nach dem korrekten Zusammenfügen muß sichergestellt werden, daß kein Spiel zwischen dem Bohrungsdurchmesser und dem Kugelzapfenschaftdurchmesser besteht. Die beschriebene Konstruktion ermöglicht es, diese wünschenswerte Bedingung zu erreichen, ohne dabei die Konstruktion unnötig zu komplizieren.
Die Zylinderabschnitte 28 und 30 des Schaftes und die Abschnitte 18 und 20 der Bohrung 16 sind normalerweise konzentrisch. Kennzeichnend ist hier, daß der den größeren Durchmesser aufweisende Teil der Einheit näher an der Kugel 10 liegt, als der Teil mit kleinerem Durchmesser, und daher die höhere Last besser aushält.

Claims

1. Kugelzapfen-Einheit mit einer am Ende eines Schaftes (12) angeformten Kugel (10) und einem Einbauteil (14) zur Aufnahme und Befestigung des Schaftes (12), wobei das Einbauteil (14) eine erste Bohrung (16) zur Aufnahme des Schaftes (12) und eine die erste Bohrung (16) schneidende zweite Bohrung (22) zur Aufnahme einer Spannschraube (24) aufweist, wobei das die erste Bohrung (16) umgebende Material des Einbauteils (14) von einem Schlitz (26) durchbrochen ist, der sich von der ersten Bohrung (16) aus erstreckt und die zweite Bohrung (22) durchquert, so daß das Anziehen der Spannschraube (24) den Durchmesser der ersten Bohrung (16) verringert, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (12) zwei axial von einander getrennte Zylinderabschnitte (28, 30) aufweist, wobei der von der Kugel (10) weiter entfernte Abschnitt (28) einen kleineren Durchmesser aufweist als der näher an der Kugel (10) liegende Abschnitt (30), wobei die Abschnitte über eine Umfangsnut (32) von einander getrennt sind, die denjenigen Teil der Spannschraube (24) aufnimmt, der sich in die erste Bohrung (16) hinein erstreckt, sowie dadurch, daß die erste Bohrung (16) axial von einander beabstandete Zylinderabschnitte (20 und 18) unterschiedlichen Durchmessers zur Aufnahme der jeweiligen Zylinderabschnitte (30 und 28) des Schaftes (12) aufweist.

2. Kugelzapfen-Einheit nach Anspruch 1, worin die beiden zu einander beabstandeten Zylinderabschnitte (18 und 20) der Bohrung (16) durch eine Schulter von einander getrennt sind, die so angeordnet ist, daß sie mit der Vorderkante des im Durchmesser größeren Teils (30) des Schaftes (12) in Eingriff gelangt, so daß der Schaft (12) in der ersten Bohrung (16) positioniert wird.

3. Einheit nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, worin die Zylinderabschnitte (28 und 30) des Schaftes (12) und die beiden Zylinderabschnitte (18 und 20) der ersten Bohrung (16) eine gerade kreisrunde Form aufweisen.

4. Einheit nach einem beliebigen der vorangehenden Ansprüche, worin die Zylinderabschnitte (28 und 30) des Schaftes (12) und die Zylinderabschnitte (18 und 20) der ersten Bohrung (16) alle konzentrisch sind.

5. Einheit nach einem beliebigen der vorangehenden Ansprüche, worin die in dem Schaft (12) vorgesehene Umfangsnut (32) einen teilkreisförmigen Querschnitt aufweist, mit einem Radius, der im wesentlich gleich dem der zweiten Bohrung (22) ist.

6. Einheit nach einem beliebigen der vorangehenden Ansprüche, worin das Verhältnis der Durchmesser der beiden Zylinderabschnitte (28 und 30) des Schaftes (12) zueinander derart ist, daß, wenn sich der im Durchmesser kleinere Abschnitt (28) in dem im Durchmesser größeren Abschnitt (20) der ersten Bohrung (16) befindet, die Spannschraube (24) das Bauteil nicht ausreichend spannen kann, um den Schaft (12) festzuklemmen.