DE8215152U1

DE8215152U1 - Kugeluniversalgelenk

Info

Publication number: DE8215152U1
Application number: DE8215152U
Authority: DE
Original assignee: Preformed Line Products Co
Current assignee: Preformed Line Products Co
Priority date: 1981-05-26
Filing date: 1982-05-25
Publication date: 1982-09-23
Also published as: AU8354282A; IE52680B1; ZA822750B; DE3219561A1; IE820915L; NO821654L; JPS57204311A; MX158401A; US4501511A; IN156664B; NO163710B; NO163710C; GB2099547B; GB2099547A; DE3219561C2; CA1194328A; BR8203044A; AU533218B2

Description

PATENTANWÄLTE

DlPL.-ING. BUSCHHOFF

DlPL.-ING. HENNICKE

DlPL.-ING. VOLLBACH

KMSER-WILHELM-RING 24

500C KÖLN 1

Reg.-Nr. Aktenz.:

1 Pe 429 1 Köln, den 24.5.1982

bitte ongeben Ιΐβ/kr

Anm.: Firma Preformed Line Products Company,

660 Beta Drive, Mayfield Village. Ohio 44143 (U.S.A.)

Titel: Kugeluniversalgelenk

Die Erfindung betrifft ein Universalgelenk vom Kugeltyp, das insbesondere zur Endbefestigung von Freileitungen od. dglο verwendbar ist, wo die Leiter gegenüber ihren Tragkonstruktionen, an denen sie aufgehängt sind, schwenken, aber sich nicht um ihre Längsachse drehen dürfen. Man erkennt jedoch, daß die Erfindung zahlreiche andere Anwendungsgebiete hat, beispielsweise biegsame Vorrichtungen zur Kraftübertragung, Seeantennenanschlüsse, Antriebswellen, Universalgelenke, Steckschlüsselgelenke, Aufzugkoppelgelenke uοdgl.

Universalgelenke vom Kugeltyp sind bekannt und haben im allgemeinen ein inneres Kugelelement, das an einem zugeordneten Konstruktionsteil befestigt werden kann_o Entsprechend seiner Eigenart, ist das Kugelelement in einer zentrischen Ausnehmung eines Gehäuses untergebracht, welches an irgendein zweites zugeordnetes Konstruktionsteil angeschlossen ist. Bei einigen Bauarten sind ein Laufring oder Lagerkugeln drehbar in einem Kugelkäfig oder einer anderen Lagerträgereinrichtung eingeschlossen und in dem Zwischenraum zwischen dem Kugelteil und der Gehäuseausnehmung angeordnet. Hierbei liegt jede Lägerkugel zum Teil in einem*im Kugelelement angeordneten Schlitz und

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zum Teil in einem angepaßten Schlitz im Gehäuse. Die Breite dieser Schlitze ist dem Durchmesser der Lagerkugel angepaßt und ihre Länge erstreckt sich im allgemeinen in Axialrichtung des Gelenkes. Die wirkungsmäßige Zuordnung von Lagerkugeln und Schlitzen verhindert eine gegenseitige Verdrehung von Kugelelement und Gehäuse um deren Längsachsen, während eine Schwenkbewegung zwischen diesen Teilen leicht möglich ist. Der Kugelkäfig jder andere Haltevorrichtungen sind erforderlich, um die Lagerkugeln zwischen dem Gehäuse und dem Kugelelement wirksam bleiben zu lassen und um zu verhindern, daß die Lager aus der Gelenkkonstruktion unbeabsichtigt herausfallen.

Die bekannten Kugeluniversalgelenke dieser Art erfordern eine sehr sorgfältige, paßgenaue Bearbeitung« Auch der Zusammenbau der Einzelteile zu dem fertigen Gelenk ist infolge der großen Anzahl von Einzelteilen, insbesondere der erforderlichen Lagerkugeln sehr zeitaufwendig und schwierig.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, diese Nachteile zu vermeiden und ein neues und verbessertes Universalgelenk zu schaffen und ein Verfahren zu seinem Zusammenbau anzugeben, das in verschiedenen Größen für die praktische Anwendung auf vielen verschiedenen Gebieten leicht und aus wenigen Teilen hergestellt und zusammengebaut werden kann.

Diese Aufgabe wird mit den in den Ansprüchen und in der folgenden Beschreibung angegebenen Merkmalen gelöst.

Das Universalgelenk nach der Erfindung hat den Vorteil, daß zwar Schwenkbewegungen in verschiedenen Richtungen möglich sind, eine Drehbewegung der Teile des Gelenkes

jedoch und der hiermit verbundenen Konstruktionsteile/vernindert wird. Das Kugelelement des Gelenkes hat einen Außenflächenteil, der im wesentlichen auf einer ersten Kugelfläche liegt, und es kann an einem ersten zugeordneten Kon-

struktionsteil angeschlossen werden. Außerdem hat das Gelenk ein Gehäuse, mit einer axialen Ausnehmung, die einen Innenflächenteil aufweist, der im wesentlichen auf einer zweiten Kugelfläche liegt, in dem das Kugelelement drehbar gelagert ist. Auch das Gehäuse kann mit einem zweiten Konstruktionsteil verbunden werden. Nach der Erfindung ist in dem sphärischen Oberflächenteil des Kugelelementes oder der Gehäuseausnehmung mindestens eine ein Lagerelement aufnehmende und im wesentlichen von der sphärischen

i Fläche umgebene Ausnehmung angeordnet, während im sphä-

i Tischen Oberflächenteil der Gehäuseausnehmung bzw. des

I ₍ Kugelelementes ein entsprechender, das Lagerelement auf-

I nehmender Schlitz angeordnet wird. Zwischen dem Kugelele-

I ment und dem Gehäuse ist ein Lagerelement wirksam angeord-

I net, das teilweise in die Ausnehmung und teilweise in den

I Schlitz eingreift. Auf diese Weise begrenzt das Lagerele-

I ment dia gegenseitige Bewegung von Kugelelement und Ge-

I häuse auf Richtungen, in denen der Schlitz und die Aus-

I nehmung übereinst, jnmen oder einander überlappen.

I Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind

1 die Breite des Schlitzes und die Breite der Ausnehmung

1 weitgehend verträglich mit der Breite des Lagerelementes

j und der Schlitz ist im wesentlichen axial zum Gelenk an-

I Q geordnet. Hierdurch wird eine Drehbewegung zwischen Ku-

I gelelement und Gehäuse verhindert, während eine freie

1 Schwenkbewegung möglich ist.

\ Für den Zusammenbau des Gelenkes nach der Erfindung hat \ dieses ein Kugelelement mit einem sphärischen Oberflächenteil und zwei einander gegenüberliegenden Stirnflächen, deren Abstand voneinander geringer ist als der Durchmesser des sphärischen Flächenteiles. Das Gehäuse hat eine innere Ausnehmung mit einem sphärischen Innenflächenteil_? der dem sphärischen Flächenteil des Kugelelementes angepaßt ist, so daß sich das Kugelelement im kugelförmigen Gehäuse drehen kann. Die Ausnehmung im Gehäuse endet in einer Einführ-

öffnung, die einen vergrößerten Teil aufweist, durch den das Kugelelement hindurchgesteckt werden kann. Entweder in der Ausnehmung des Gehäuses oder im sphärischen Flächenteil des Kugelelementes ist mindestens eine Lagerausnehmung angeordnet, während im jeweils anderen Teil ein das Lager aufnehmender Schlitz vorgesehen ist· Der Zusammenbau nach der Erfindung vollzieht sich dann auf folgende Weise: a) Einführen des Kugelelementes durch die vergrößerte Einführöffnung in die Gehäuseausnehmungi b) teilweises In-Stellungebringen eines Lagers in der Lagerausnehmung und c) Drehen des Kugelelementes so weit, daß das Lagerelement teilweise auch in den Aufnahmeschlitz eingreift. Wenn die Gelenkkonstruktion dann in Gebrauch genommen wird, erleichtert das Lagerelement die freie Schwenkbewegung zwischen dem Kugelelement und dem Gehäuse, während es gleichzeitig die gegenseitige Drehbewegung dieser Teile verhindert. Gleichzeitig wird ein unbeabsichtigtes Auseinanderfallen des Gelenkes verhindert.

Das erfindungsgemäße Gelenk besteht nur aus wenigen Teilen die, wie dargelegt, sehr leicht zusammengebaut werden körnen und sich nach dem Zusammenbau gegenseitig verriegeln.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen* in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung an Beispielen näher erläutert sind. Es zeigt:

Fig. 1 eine bevorzugte Ausführungsform eines

Universalgelenkes n<äch der Erfindung im Teillängsschnitt,

Fig. 2 das Kugelelement des Universalgelenkes nach Fig. 1 in einer Rückansicht,

Fig. 3 das Kugelelement nach Fig. 2 in einem Querschnitt nach Linie 3-3,

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Fig· 4 das Kugelelement des Universalgelenkes naoh Fig. 1 in einer Vorderansicht,

Fig. 5 das Gehäuse des Universalgelenkes nach Fig· 1 teilweise in einer Rückansicht und teilweise Im Querschnitt,

Fig· 6 eine Stirnansicht des Gehäuses des Universalgelenkes naoh Fig· 1,

Fig. 7 den Gegenstand der FIg, 6 in einem Querschnitt nach Linie 7-7,

Flg. θ bis 13 den Zusammenbau des Universalgelenkes nach der Erfindung In einem bevorzugten Verfahren, bei denen die Fig. 8 bis 13 die einzelnen Verfahrensschritte erkennen lassen und

Fig. 14 eine andere Ausführungsform eines Universalgelenkes nach der Erfindung in einer seitlichen Ansicht und teilweise im Längsschnitt.

In FIg· 1 ist ein Universalgelenk nach der Erfindung dargestellt, das ein Kugelelement A aufweist, das in einem Gehäuse B mit zwei Lagerelementen C drehbar gelagert ist, die in wirksamer Lage zwischen dem Kugelelement A und dem Gehäuse B angeordnet sind, um die zwisohen diesen vorhandenen Drehfreiheitsgrade zu begrenzen.

Das Kugelelement A, das mehr im einzelnen in den Fig. 2, und 4 dargestellt ist, hat im allgemeinen eine torusföraige Gestalt mit einem Außenflächenteil 10, der auf einer ersten Kugelfläche liegt· Zum Anschluß an ein erstes, zugeordnetes Konstruktionsteil 16 sind im Kugelelement eine innere Durchgangsöffnung 12 und ein Kugelansehlußverbin-

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dungsstück 14 vorgesehen· Ferner hat der Kugelfläohentell 10 eine erste Kerbe, die bei der bevorzugten Ausführungsform aus einem ersten Schlitz 20 besteht, der sich in Längsrichtung oder axial zur Achse 18 des Kugelteiles erstreckt« Der Schlitz 20 hat einen Querschnitt, der mit dem Querschnitt des Lagerelementes C übereinstimmt, d.h., er ist als halbkreisförmige Mulde ausgebildet» Das erste Ende 22 des Schlitzes 20 befindet sich neben einer im wesentlichen ebenen Vorderseite 24 des Kugelelementes, während sich das zweite End© 26 neben einer im wesentlichen ebenen Rückseite 28 des Kugelelementes befindet, Mlndestens eines der beiden Enden des Schlitzes 20 ist genügend weit offen, so daß das Kugelelement in Längsrichtung des Schlitzes gedreht werden kann, bis das Lagerelement und der Schlitz außer Eingriff geraten. Ein solches Auseinandergehen ist während des Gebrauches unerwünscht, aber es erleichtert, wie weiter unten noch gezeigt werden wird, den Gelenkzusammenbau·

Bei der bevorzugten Ausführungsform ist dem ersten Schlitz 20 diametral gegenüberliegend eine zweite Eindrückung Im Kugelelement In Form eines zweiten Schlitzest 30 vorgesehen. Dieser zweite Schlitz 30 hat in ähnlicher Weise gegenüberliegende Enden 32 und 34, von denen mindestens eines im wesentlichen uneingeschränkt ist« Zwei Schlitze, die 180° auseinanderliegen, werden bevorzugt, man erkennt jedoch, daß das Universalgelenk auch nur einen einzigen Schlitz haben kann.

Bei der In Flg. 1 dargestellten Ausrichtung bilden die zwei diametral einander gegenüberliegenden Schlitze einen Weg, längs dessen die beiden Lagerkörper C entlangrollen, wenn das Kugelelement in der Zeichenebene aufwärts oder abwärts gedreht wird. Wenn das Kugelelement nach vorne und nach rückwärts, d.h. in die Zeichenebene hinein oder aus ihr herausgedreht wird, schränken die Lagerkörper jede Radialbewegung zwischen dem Kugelelement und seinem Gehäuse

ein· Wenn das Kugelelement In andere Richtung bewegt wird, wird eine Kombination dieser beiden Bewegungen ausgeführt.

In Fig« 1 hat das erste Ansohlußteil eine Achse 40, die fest mit dem Kugelelement A verbunden ist. Die Achse 40 endet auf einer Seite mit dem Anschlußteil zum Anschließen der Achse an das Kugelelementanschlußteil 14. Bei der Ausführungsform nach den FIg· 1 bis 4 hat das Kugelanschlußelement 14 mehrere, im Abstand zueinander angeordnete VoreprUnge 42, die in entsprechende Schlitze auf der Achse 40 eingreifen und mit diesen eine Art Bajonett- oder Drehver-Hohluß bilden« Um das Eindringen der Achse in Längsrichtung zu begrenzen, ist neben der Rückseite 28 im Kugelelement ein hinterer, vorspringender Rand 44, oder eine Schulter vorgesehen.

Um die Achse und das Kugeleloment an einer Verdrehung gegeneinander zu hindern, ist eine Verriegelungävorfichtung vorgesehen, die mehrere Gewindebohrungen 46 aufweist, welche die hintere Schulter 44 durchdringen und teilweise in die Seitenwand der inneren Durchgangsöffnung 12 eingeschnitten sind. Hiermit zusammenpassende Teilbohrungen 48 sind in die Achse 40 derart eingeschnitten, daß Setzschrauben 50 in die Gewindebohrungen eingedreht werden können, die die Achse und das Kugelelement miteinander verriegeln. Die Verbindungsmittel für Kugelelement und Achse können auch anders ausgebildet und angeordnet sein, um die Verbindung an sehr verschiedene Anforderungen anzupassen» Derartige Abwandlungen berühren jedoch nicht die Grundidee der Erfindung und stellen keine Abweichung von der Erfindung dar.

Bei der in Flg. 1 dargestellten Ausführungsform stellt das erste Anschlußteil 16 eine Endverankerung für einen elektrischen Leiter dar, mit der ein Leiter 52 sicher an die Gtlenkkonstruktion angeschlossen werden kann. Eine solche Leitungsendverankerung ist beispielsweise im US-Patent

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Nr, 4 189 620 näher dargestellt und beschrieben. Ee ist jedoch darauf hinzuweisen, daß auch andere Arten von Leitungsendverankerungen und Anschlußvorrichtungen mit gutem Erfolg verwendet werden können.

Die Achse 40 hat zweckmäßig eine zentrale öffnung oder Bohrung 54, um die Durchführung der nicht näher dargestellten elektrischen Leiter od.dgl. zum Verbinden mit dem Leiterseil 52 zu erleichtern.

Wie aus den Fig«, 1, 5, 6 und 7 hervorgeht, hat das Gehäu- \ a© B eine in Längsrichtung oder axial verlaufende Ausnehmung, welch© das in ihr drehbare Kugelelement aufnimmt* Die Ausnehmung wird teilweise von einem Innenflächenteil 60 gebildet, der im wesentlichen auf der Oberfläche einer zweiten Kugel liegt* Der sphärische Flächenteil 60 der Ausnehmung wird von einem sich über der Längsachse 62 des Gehäuses erstreckenden Kreispögensei^ent üüd einem sich quer zur Längeachse erstreckenden Kreisquerschnitt definiert« Die Länge des Bogensegmentes ändert sich mit der Größe der Relativbewegung oder Schwenkbewegung, die zwischen der Achse 40 und dem Gehäuse B zugelassen werden soll. Im zusammengebauten Zustand sind die erste Kugel und die zweite Kugel konzentrisch und haben Radien, welche dem Kugelelement erlauben, sich in der Ausnehmung ohne übermäßiges Taumeln oder Vibrieren leicht zu drehen. Bei der bevorzugten Ausführungsform beträgt der Unterschied in den Radien der beiden Kugelflächen annähernd 0,127 mm, obgleich diese Differenz je nach Genauigkeit der herzustellenden Gelenkkonstruktion variieren kann.

Die Gehäuseausnehmung hat eine querverlaufende, vordere öffnung 64, aus der die Achse 40 herausragt,, und eine querverlaufende hintere öffnung 66. Neben der vorderen öffnung 64 hat die Ausnehmung eine Begrenzungsfläche 68, die mit der Umfangsfläche der Achse 40 zusammenwirkt und die Schwenkbewegung der Achse begrenzt. Die hintere öffnung

hat einen erweiterten Teil 70, der sich von der.Rückseite des Gehäuses in Richtung auf den größeren Durchmesser der zweiten Kugelfläche hin erstreckt. Dieser vergrößerte Teil ist geringfügig "breiter oder hat einen etwas größeren Querschnitt als das Kugelelement A, wenn dieses auf der Seite liegt, um in das Gehäuse in einer unten noch näher ■beschriebenen Art eingeführt zu werden. Der sphärische Flächenteil 60 der Ausnehmung hat einen quer umlaufenden Ringkanal 72» um der Grenzfläche zwischen dem Kugelelement A, dem Gehäuse B und den Lagerkörpern C Fett oder Schmiermittel zuzuführen. Eine Fettdurohlaßöffnung 74 verbindet den Fettkanal 72 mit einem Fettnippel 76.

Zur Aufnahme des Lagerkörpers sind bei der bevorzugten Ausführungsform eine erste Gehäusevertiefung in Form einer ersten Ausnehmung 80 und eine zweite Gehäusevertiefung in Form einer zweiten, einen Lagerkörper aufnehmenden Ausnehmung 82 vorgesehen. Die Ausnehmungen 80 und 82 haben in dem sphärischen Flächenteil 60 der Gehäuseausnehmung in Umfangsrichtung den gleichen Abstand wie die beiden Schlitze 20 und 30, d.h., sie liegen einander diametral gegenüber «, Die Ausnehmungen stimmen in ihrer Form mit den Lagerkörpern überein und sind deshalb im wesentlichen halbkugel- \ förmig, um die Lagerkörper C zwischen dem Gehäuse und dem Kugelelement festzuhalten. Da sich jeder Lagerkörper in der ihm zugeordneten Ausnehmung dreht, wenn das Kugelelement A bewegt wird, ist es wünschenswert, die Reibung zwischen der Ausnehmung und dem Lagerkörper auf ein Minimum zu reduzieren. Deshalb können zusätzlich zu den Schmiermitteln verschiedene andere Einrichtungen vorteilhaft eingesetzt werden. Der sphärische Flächenteil 60 der Gehäuseausnehmung und die Lagerausnehmungen 80 und 82 sind als mit dem Gehäuse einstückig dargestellt. Der sphärische Flächenteil 60 der Gehäuseausnehmung könnte, falls ge- , wünscht, auch auf einem besonderen Einsatzstück angeordnet | sein, das undrehbar im Inneren des Gehäuses B angeordnet \

wird. ]

- ίο -

Die LagerkSrper C bestehen bei der bevorzugten Ausführungsform aus sphärischen Lagerelementen oder Lagerkugeln« Ein Kugellager wird bevorzugt, weil es den größten Freiheitsgrad für die Drehbewegung bei kleiner Reibung aufweist. Da jedoch das Kugelelement Ä und das Gehäuse B um die Längsachse nicht drehbar sind, wird an die LagerkSrper C im allgemeinen nur die Anforderung gestellt, die Drehbewegung einzuschränken, so daß auch elliptische oder zylindrische Lagerkörper verwendet werden könnten«

Die Lagerkörper sind unmittelbar in den Ausnehmungen 80 und 82 angeordnet, was den Zusammenbau vereinfachte Die Lagerkörper können aber auch zu einer komplexeren Bauteilgruppe gehören, beispielsweise zu einer Zylinderbuchse, inder eine Druckfeder und eine Lagerkugel untergebracht sind.

Man erkennt, daß die Ausnehmungen und Schlitze auch umgekehrt angeordnet sein können, wobei sich die Schlitze dann im Gehäuse B und die Ausnehmungen im Kugelelement A befinden. Ferner ist ersichtlich, daß die Länge, Breite und Richtung der Schlitze und Ausnehmungen den möglichen Freiheitsgrad bei der Relativbewegung zwischen Kugelelement A und Gehäuse B bestimmen. Bei der bevorzugten Ausführungsform erstrecken sich die Schlitze in Längsrichtung oder axial, wobei sowohl die Schlitze als auch die Ausnehmungen in Querrichtung eine Breite haben, die dem Durchmesser der Lagerkörper angepaßt ist. Diese Maßverhältnisse verhindern eine Drehung des Kugelelementes gegenüber dem Gehäuse um deren Längsachsen, während sie eine gegenseitige Schwenkbewegung dieser Teile um Achsen zulassen, die quer zur Längsachse verlaufen. Wenn es aus irgendeinem Grund wünschenswert ist, kann eine begrenzte Drehbewegung um die Längsachse dadurch eingeführt werden, daß die Breite der j Schlitze in Querrichtung vergrößert wird. Ferner können kontrollierte Kombinationen von Schwenk- und Drehbewegungen durch Abschrägen der Schlitze, durch Verwenden von ^l nicht geradlinigen Schlitzen, von einer größeren Lageraus-

- 11 nehiEung u.dgl. herbeigeführt werden_e

Das Gehäuse B hat ein Gehäuseanschlußteil zum Verbinden des Gehäuses mit verschiedenen zweiten Anschlußkonstruktionen. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform hat diese Anschlußkonstruktion einen Befestigungsflansch Diit mehreren, in Umfangsrichtun^ verteilt angeordneten Bohrungen 90, um ein Festschrauben des Gehäuses an irgendeiner anderen Anschlußkonstruktion zu ermöglichen.

Die Fig. 8 bis 13 erläutern ein Verfahren zum Zusammenbau eines Universalgelenkes vom Kugeltyp nach der vorliegenden Erfindung. Das in den Fig. 8 bis 13 dargestellte Kugel-Universalgelenk ist insbesondere zum Übertragen von Rotationskräften und Drehmomenten geeignet, obgleich man erkennt, daß das Verfahren zum Zusammenbau in gleicher Weise auch bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 7 anwendbar ist» Bei der Ausführungsform nach den Fig. 8 bis 13 sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügung eines (') versehen, während neue Teile mit neuen Bezugszeichen bezeichnet sind.

In Fig. 8 besteht das Kugelelement A aus einem torusförmigen Teil, das eine Außenfläche 10* aufweist, die auf einem Teil einer ersten Kugel liegt und aus einer im wesentlichen zylindrischen, kerbverzahnten Innenöffnung 12', die eine Achse 40' aufnimmt. Zwei in der Kugelfläche 10» angeordnete Schlitze 20' und 30' verlaufen von der Vorderseite 24« zur Rückseite 28«, Die Vorderseite 24» und die Rückseite 28 · sind im wesentlichen parallel zueinander angeordnet und haben einen Abstand voneinander, der kleiner ist als der Durchmesser des Kügelflftchenteiles.

Die zweite Anschlußkonstruktion, mit der das Gehäuse B versehen ist, ist in den Fig. 8 bis 10 als Welle 100 dargestellt. Das Gehäuse B hat einen Innenhohlraum, der einen sphärischen Flächenteil 60· und eine vordere öffnung

64* zur Aufnahme des Kugelelementes A aufweist. In dem Kugelflächenteil 60^f und von diesem umgeben sind zwei Ausnehmungen 80· und 82· angeordnet. Man erkennt, daß der Rand des sphärischen Flächenteiles des Hohlraumes, der sieh neben der öffnung 64' befindet, einen Durchmesser hat, der kleiner ist als der Durchmesser des sphärischen Flächenteiles 10' des Kugelslementes, weil dieser sphärische Flächenteil 10¹ des Kugelelementes und der sphärische Flächenteil 60* des Innenhohlraumes fast den gleichen Durchmesser haben« Dieser Umstand führte bei den bekannten Uni^ersalgelenkkonstruktionen *su Schwierigkeiten beim Zusammenbau und diese Schwierigkeiten erforderten im allgemeinen kompliziertere Gelenkkonstruktionen und Zusammenbauverfahren.

Nach der Erfindung wird ein neues Verfahren zum Zusammenbau des oben erläuterten neuen Universalgelenkes angegeben, welches es erlaubt, die Zahl der verwendeten Einzelteile zu reduzieren und den Zusammenbau des Universalgelenkes zu erleichtern. Zu diesem Zwecke ist die vordere öffnung 64» im Gehäuse B mit einem erweiterten Teil 70' versehen (Fig. 5)ο Dieser erweiterte Teil hat zwei di&me« trul einander gegenüberliegende Schlitze, von denen ein Sohlitz 110 in Fig. 8 erkennbar ist und sich in Längsrichtung und parallel vom größeren Durchmesser des sphärischen Oberflächenteiles 60' des Hohlraumes aus in Richtung auf die vordere öffnung 64· des Hohlraumes erstreckt. Bei der bevorzugten Ausführungsform sind die Schlitze von den Aus-^ nehmungen 80' und 82* aus um die Längsachse 62' in Umfangsri.chtung un 90° versetzt. Die Erweiterung 70' hat eine Höhe, die geringfügig größer ist sls die zwischen der Vorderfläche 24' und der Hinterfläche 28' dss Kugelelementes A gemessene Breite.

Man erkennt aus Fig. 9» daß das Kugelelement A aus seiner

Ausgangsposition nach dem Einführen um 90° gedreht wird,

[' bis es mit der Erweiterung 70^f fluchtet. Das Kugelelement

f wird durch die Erweiterung eingeschoben, bis die sphäri-

- 13 sehen Flächentelie 10* und 60' gegenelnanderstoßen.

Aus Flg. 10 erkennt man, daß das Kugelelement A dann so weit gedreht wird, bis genügend Spiel zwlsohen dem Kugelelement und dem Gehäuse vorhanden ist, um die Lagerkörper C dazwlschenzuschieben. Die Lagerkörper oder die Ausnehmungen 80' und 82· werden mit Fett oder einem anderen, zeitwellig wirkenden Klebemittel überzogen, 30 daß die Lagerkörper in den Ausnehmungen haften bleiben« Ein Lagerkörper wird zwlsohen das Kugelelement und das Gehäuse geschoben und In die Ausnehmung 80* gedrückt. Der zweite Lagerkörper fällt durch die Durchgangsöffnung 12¹ des Kugelelementes A in die Ausnehmung 82'· Falls gewünscht, können die Lagerkörper C in den Ausnehmungen80' und 82' auch schon angeordnet werden, bevor das ^ugelelement A in das Gehäuse eingeführt wird.

Sobald die Lagerkörper in den Ausnehmungen untergebracht sind, wird das Kugelelement A gedreht und in seiner Richtung eingestellt, bis die Lagerkörper in die Schlitze 20' Tand 30' eintreten (Fig. 11). Danach wird ein kerbverzahntes Ende 120 der Welle 40' in die mit einer Kerbverzahnung versehene Durchgangsöffnung 12' des Kugelelementes A eingeführt. Die Verbindungsmittel können außerdem auf Wunsch mit einem Keil,einer Setzschraube, einem Bindemittel od. dgl. zwischen der Kerbverzahnung der Durchgangsöffnung 12· und dem Ende 120 der Welle versehen sein, um die sichere Verbindung dieser Teile zu verbessern.

Da die Breite der Ausnehmungen 80' und 82' und die Breite der Schlitze 20' und 30' in Querrichtung an die Größe der Lagerkörper C angepaßt sind und da die Schlitze 20' und 30· sich in Axialrichtung des Kugelelementes erstrecken, werden das Gehäuse B und das Kugelelement A und damit auch die Wellen 40^f und 100 an einer Relatiwerdrehung gegeneinander um ihre Achsen 18* und 82' gehindert. Auf diese Weise können durch das Gehäuse B und die Lagerkörper G auf

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die Welle 100 ausgeübte Drehkräfte oder Drehmomente auf das Kugelelement A und durch die Kerbverzahnung der Flächen 12' und 120 auf die Welle 40' übertragen werden.

Aus Figo 12 geht hervor, daß das Zusammenwirken der Schlitze 20· und 30' mit den Lagerkörpern C der Welle 40' dem Kugelelement A gestattet, sich um jede Achse zu drehen, die quer zu der koaxialen Längsachse der Welle 100 und des Gehäuses B und quer zur Längsachse der Welle 40' verläuft, d.h., daß die Welle 40* und das Kugelelement A eine Schwenkbewegung ausführen können. Die Welle 40' und das Kugelelement A können so lange schwenken, bis die Umfangsflache 40' gegen die die Schwenkbewegung begrenzende Fläche 68* des Gehäuses stößt. Rotationskräfte oder Drehmomente um die Längsachse 62* der Welle 100 und des Gehäuses B werden durch das Gelenk übertragen und führen zu Drehkräften oder Drehmomenten um die Längsachse 18', welche durch die Welle 40' und das Kugelelement A geht«

Man erkennt, daß die Lagerkörper C ohne weiteres aus den Ausnehmungen 80' und 82' herausfallen können, wenn das Kugelelement A gegenüber dem Gehäuse B zu weit- verdreht wird. Bei solch einer extremen Schwenklage würden die einzelnen Teile beispielsweise die in Fig. 10 dargestellte Lage einnehmen. Um zu verhindern, daß die Lagerkörper aus den Ausnehmungen herausfallen, ist der Längsbogenabschnitt 130, der von den Schlitzen 20' und 30» überspannt wird, größer als der Bogenabschnitt 132, der sich zwischen den äußersten Grenzen der Schwenkbewegung spannt. Auf diese Weise begrenzen die Umfangsflache der Welle 40' und die den Schwenkweg begrenzende Fläche 68' des Gehäuses die Schwenkbewegung des Kugelelementes so, daß sich die Lagerkörper immer innerhalb der Schlitze 20« und 30' befinden.

In Fig. 13 erkennt man einen Schmiernippel 76 ¹,der am Gehäuse B angeordnet ist und mit dem Innenhohlraum in Verbindung steht. Durch diesen Nippel kann Fett in den Zwi*·

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schenraum zwischen dem sphärischen Flächenteil des Hohlraumes und dem sphärischen Flächenteil des Kugelelementes gedrückt werden, um eine Schmierung zu bewirken« An der Außenfläche des Gehäuses B und der Welle 40* ist eine biegsame Sohutzmanschette 140 mit Bändern 142 und 144 mit Reibungsschluß befestigt. Die Schutzabdeckung besteht vorzugsweise aus einem Faltenbalg, der sich zwischen den Grenzen der Schwenkbewegung verformen kann.

In Fig. 14 ist eine andere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der gleiche Teile wieder mit gleichen Be-

( ) zugszeichen jedoch mit einem (") versehen sind, während neue Teile neue Bezugszeichen tragen. Hier hat das Kugelelement A einen sphärischen äußeren Flächenteil 10" mit einem ein Axiallager aufnehmenden Schlitz 20". Eine erste Anschlußkonstruktion 16" ist mit einer inneren Ringfläohe 12" des Kugelelementes durch Verbindungsmittel verbunden, welche ineinandergreifende Ringsohultern 150 aufweisen, die durch eine Setzschraube 50" und eine Arretierschraube 152 fest gegeneinander gedrückt werden. Das Gehäuse B hat einen ein Kugelelement aufnehmenden Hohlraum mit einem sphärischen Flächenteil 60" und einer Lagerausnehmung 80", Ein Ringflansch 154 kann Befestigungsschrauben 156 zum Befestigen des Gehäuses an einer zweiten Anschlußkonstruktion aufnehmen. Eine vordere Schutzabdeckung 160 und eine hintere Schutzabdeckung 162 sohützen die Gelenkkonstruktion vor Staub und anderen Verunreinigungen, Ein Leiter 164 oder ein Leiterseil geht durch die Gelenkkonstruktion hindurch zu dem ersten Anschlußteil 16",

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern es sind mehrere Änderungen und Ergänzungen möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise könnten die Lagerausnehraungen für die Lagerkörper auch in dem Kugelelement angeordnet sein, während die Schlitze, in denen die Lager« körper gleiten, sich dann in dcv Kugelfläche des Gehäuses

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befinden. Ferner ist es möglich, die Anschlußelemente am Universalgelenk auf andere Weise zu befestigen,» als dies in den Zeichnungen dargestellt und in der Beschreibung beschrieben wurde.

Claims

Ansprüche

1. Kugeluniversalgeleiik j welches eine Drehbewegung seiner Teile gegeneinander um die Längsachse des Gelenkes nicht zuläßt, aber eine Schwenkbewegung zwischen den Gelenkteilen ermöglicht,mit einem Kugelelement, dessen AttQenflächenteil im wesentlichen auf der Oberfläche einer ersten Kugel liegt und das mit irgendeinem An-,-_v ßchlußteil undrehbar verbindbar ist und mit einem Gehäuse, das einen sich im wesentlichen axial erstrekkenden Innenhohlraum zur Aufnahme des Kugelelementes aufweist, der einen Innenflächenteil hat, der im wesentlichen auf der Oberfläche einer zweiten Kugel liegt, wobei das Gehäuse an seinem einen Ende eine

langgestreckte, im wesentlichen quer verlaufende Öffnung aufweist, die mit dem Hohlraum in Verbindung steht und durch die das Kugelelement beim Zusammenbau des Gelenkes einführbar ist und wobei das Gehäuse an

ein zweites Anschlußteil anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem der sphärischen Flächenteile (10, 10«, 10" bzw. 60, 60', 60") des Kugelelementes (A) bzw. des Gehäusehohlraumes eine erste Lagerausnehmung (80 bzw. 80' bzw. 80") angeordnet ist, die von dem sphärischen Flächenteil umgeben wird und daß auf dem sphärischen Flächenteil (60, 60', 60" bzw. 10, 10', 10") des Gehäusehohlraumes bzw. des Kugeleleinentes (A) ein den ersten Lagerkörper (C) aufnehmender Schlitz (20, 20«, 20") angeordnet ist und daß ein erster Lagerkörper (C) teilweise in dieser ersten Lagerausnehmung (80, 80', 80") und teilweise in diesem ersten Schlitz (20, 20', 20P) angeordnet 1st, wobei der Schlitz (20, 20», 20"),die Lagerausnehmung (80, 80«, 80") und der Lagerkörper (C) eine gegenseitige Drehbewegung zwischen Kugelelement (A) und Gehäuse (B)

einschränken, während sie eine Schwenkbewegung dieser Teile zwischen festgelegten Grenzen zulassen.

2. Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der erste Schlitz (20, 20', 20») in Axialrichtung des Gelenkes erstreckt.

3ο Gelenk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schlitz (20, 20', 20") und die erste Lagerausnehmung (80, 80% 80") in Querrichtung eine Breite haben, die der Breite des Lagerkörpers (C) angepaßt ist, so daß eine gegenseitige Verdrehung von Kugelelement (A) und Gehäuse (B) um die Längsachse (62, 62') der Gelenkkonstruktion verhindert wird.

4. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerkörper (C) ein sphärisches Element aufweist.

5. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz (20) eine unverkleinerte Zugangsöffnung neben einem Rand des ihm zugeordneten sphärischen Flächenteiles (10) aufweist.

6_β Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Schlitz (20 bzw, 20 ^x) über ein Bogenelement erstreckt, dessen Zentrumswinkel (130) größer ist als der Zentrumswinkel (132) des Bogenstückes, welches von den Schwenkgrenzen zwischen Kugelelement (A) und Gehäuse (B) begrenzt wird.

7. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem der Kugelflächenteile (10, 10¹, 10" bzw. 60, 60^f, 60") und von diesem umgeben eine zweite Lagerkörperausnehmung (82) und auf dem ;}e~ wells gegenüberliegenden sphärischen Flächenteil (60, 60', 60" bzw. 10, 10', 10") ein zweiter Lagerkörper-

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Aufnahmeschlitz (30, 30', 30") angeordnet ist und daß ein zweiter Lagerkörper (C) teilweise in dieser zweiten Ausnehmung (82) und in diesem zweiten Schlitz (30, 30', 30") angeordnet ist.

8. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lagerausnehmungen (80, 82) diametral einander gegenüberliegend in dem einen sphärischen Flächenteil (10, 10', 10") angeordnet sind und daß die beiden Schlitze (20 und 30 bzw. 20' und 30') diametral einander gegenüberliegend in dem anderen sphärischen Flächenteil (10 bzw. 10') angeordnet sind»

9. Gelenkkonstruktion nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lagerkörper (C) sphärische Lagerelemente aufweisen.

10. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerausnehmungen (80, 82) im wesentlichen halbkugelförmig sind und in ihrer Größe der Größe der sphärischen Lagerkugeln (C) angepaßt sind.

11. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Kugelelement (A) an einer ersten Achse (40) oder Welle (40') befestigt ist, die um ihre Längsachse drehbar ist, und daß das Gehäuse (B) mit einer zweiten Welle (100) verbunden ist, die ebenfalls um ihre Längsachse drehbar ist, wobei das Gelenk eine Übertragung der Drehbewegung zwischen den beiden Anschlußteilen (40) und (100) um deren Längsachsen gestattet, während eine Schwenkbewegung der Gelenkteile (A und B) um quer zu den Längsachsen gerichtete Achsen möglich ist.

12. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge-

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kennzeichnet, daß das Kugelelement (A) an ein erstes flexibles Anschlußteil (52) anschließbar und undrehbar in dem Gehäuse (B) gehaiten1fflt~,~weTches an ein zweites Anschlußteil anschließbar ist und daß das Gelenk eine Drehbewegung des ersten Anschlußteiles (52) um dessen Längsachse verhindert, während es eine Schwenkbewegung um eine quer zur Längsachse gerichtete Achse zuläßt.

13. Gelenk mit einem Gehäuse, das einen Innenhohlraum mit einem sphärischen Flächenteil und einer Zugangsöff-

/ nung an einem Ende hat und mit einem Kugelelement, das einen äußeren sphärischen Flächenteil aufweist und wenigstens teilweise innerhalb des sphärischen Flächenteiles des Hohlraumes derart angeordnet ist, daß die sphärischen Flächenteile von Hohlraum und Kugel derart Ineinandergreifen, daß sich das Kugelelement im Gehäuse bäwegen kälin, Und mit Verb inaiingBmittelii äüIü Verbinden des Kugelelementes mit einer sich durch die Zugangsöffnung des Gehäuses nach außen erstreckenden Welle, dadurch gekennzeichnet, daß in einem der sphärischen Flächenteile (10 bzw. 60) des Kugelelementes (A) oder des Gehäusehohlraumes eine erste Lagerelementaufnahmeausnehmung (80) und in dem anderen sphä-

Q Tischen Flächenteil (60 bzw. 10) von Kugelelement (A) bzw. Innenhohlraum des Gehäuses (B) ein erster, ein Lagerelement aufnehmender Schlitz (20 bzw. 30) angeordnet ist und daß ein erstes Lagerelement teilweise in der ersten Lagerausnehmimg (80) und teilweise in dem Schlitz (20) angeordnet ist, um eine Relativdrehung des Kugelelementes (A) um die Längsachse (62) des Gehäuses (B) zu verhindern und eine Schwenkbewegung zwischen Kugelelement und Gehäuse zu ermöglichen,

14. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 13» dadurch gekennzeichnet, daß das Kugelelement (A) im wesentlichen die Form eines Torus hat, der im wesentlichen paral-

I ItI' ι ι ι ι ι ι ι · ' ' '

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lele Vorder- und Rückseiten (24¹ bzw. 28») und eine innere Durchgangsöffnung (12·) zur Aufnahme der Achse (40·) aufweist und daß sich der sphärische Flächenteil (10¹) des Kugelelementes (A) von der Vorderseite (24*) zur Rückseite (28¹) des Kugelelementes erstreckt.

15. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusezugangöffnung (70·) eine Erweiterung aufweist, deren erste Abmessung wenigstens etwas größer 1st als der Abstand zwischen der Vorderseite (24¹) und der Rückseite (28¹) des Kugelelementes

μ / ) (A) und dessen zweite Abmessung wenigstens etwas größer ist als der Durchmesser des sphärischen Flächenteiles der Kugel, wobei das Kugelelement (A) so aus

gebildet ist, daß es durch die Erweiterung in Eingriff mit dem Gehäuse (B) gebracht werden kann.

16. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch ge-

kennzeichnet, daß das Gehäuse (B) eine zweite Zugangsöffnung (66) aufweist, die der ersten Zugangsöffnung (64) im wesentlichen gegenüberliegt und daß die zweite Zugangsöffnung (66) eine Erweiterung aufweist, deren erste Abmessung mindestens geringfügig größer 1st al3 der Abstand zwischen der Vorderseite (24) und der Rück-Q seite (28) des Kugelelementes (A) und dessen zweite Abmessung wenigstens geringfügig größer ist als der Durchmesser des sphärischen Flächenteiles der Kugel, wobei das Kugelelement (A) durch die Erweiterung in Eingriff mit dem Gehäuse gebracht werden kann.

17. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (40) hohl ist und ein durch die Welle hindurchgeführtes Leiterseil (52) aufnehmen kann.

18. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 17, gekennzeichnet durch eine mit der Welle (40) verbundene Leiterend-

- 22 armatur (16).

19. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 18, gekennzeichnet durch eine flexible Manschette (14O) deren eines Ende mit dem Gehäuse (B) und dessen anderes Ende mit ; der Kabelendarmatur (16") verbunden ist.

ι

20. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 19, gekennzeich- ! net durch eine zweite Abdeckmanschette, deren eines

Ende neben der zweiten Gehäusezugangsöffnung (66) am Gehäuse (B) befestigt ist und dessen anderes Ende an ein Leiterseil (164) anschließbar ist.

\

21. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch ge« \ . kennzeichnet, daß das Gehäuse eine Fettdurchlaßöffnung I (74) aufweist, die sich von der Gehäuseaußenseite zu

j deia sphärischen Flächenteil des Hohlraumes erstreckt

; und daß auf der sphärischen Fläche des Hohlraumes ein

Fettkanal (72) angeordnet ist.

^;

22. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 21_y dadurch gekennzeichnet, daß die Fettdurchlaßöffnung (74) mit ei- : nem Schmiernippel (16) verbunden ist.