SE518384C2

SE518384C2 - Ball joint control

Info

Publication number: SE518384C2
Application number: SE0101544A
Authority: SE
Inventors: Ulf Hultgren
Original assignee: Johansson Ab C E
Priority date: 2001-05-03
Filing date: 2001-05-03
Publication date: 2002-10-01
Also published as: WO2002090786A1; SE0101544D0; SE0101544L

Abstract

The present invention relates to a guide for a ball joint where one end of an elongated element (11) carries a ball (12) that is received in an accommodating body (15). The ball or the ball-supporting element (11) is provided with a guide element (13) which projects out from the ball or from the ball-supporting element for engagement with and co-action with a groove (17) in the ball-accommodating body (15) such as to prevent rotation of the elongated element (11) about its own axis.

Description

25 30 518 384 ledkulan i kulleden bärande element förhindras från att kunna rotera kring sin egen axel. The ball joint bearing elements in the ball joint are prevented from being able to rotate about their own axis.

Ovannämnda ändamål uppnås med en styrning enligt uppfinning- en, där ledkulan eller det ledkulan bärande elementet är för- sett med ett från ledkulan eller det ledkulan bärande elemen- tet utskjutande fjäderbelastat styrelement för att ligga an mot och gripa in i ett spår på utsidan av den ledkulan uppta- gande kroppen.The above object is achieved with a guide according to the invention, wherein the hinge ball or the hinge ball-bearing element is provided with a spring-loaded guide element projecting from the hinge ball or the hinge ball bearing to abut and engage in a groove on the outside of the joint ball occupying the body.

Ett ytterligare ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en styrning som gör det möjligt att vrida mätstickan exakt l80° kring sin egen axel mellan två mätningar.A further object of the invention is to provide a guide which makes it possible to rotate the dipstick exactly 180 ° about its own axis between two measurements.

Detta ytterligare ändamål med uppfinningen uppnås med en styrning där den upptagande kroppen på sin utsida är försedd med två med l80° förskjutna spår, och att styrelementet är fjäderbelastat för att ligga an mot den upptagande kroppens utsida.This further object of the invention is achieved with a guide where the receiving body on its outside is provided with two grooves offset by 180 °, and that the guide element is spring-loaded to abut against the outside of the receiving body.

Uppfinningen kommer nu att beskrivas närmare i form av ett icke begränsande utföringsexempel, åskådliggjort på de bifo- gade ritningsfigurerna, där Fig. 1 schematiskt visar ett första utföringsexempel av nedre delen av en mätsticka för- la vi- sedd med en styrning enligt uppfinningen, och där Fig. sar själva mätstickan med ledkula, Fig. lb visar schematiskt en vy av ledkulan i en upptagande kropp, och Fig. lc visar en schematisk snittvy genom den upptagande kroppen i en riktning vinkelrätt mot vyn visad i Fig. lc, Fig. 2 visar schematiskt ett andra utföringsexempel av nedre delen av en mätsticka försedd med en styrning enligt uppfinningen och isatt i en upptagande kropp, och där Fig. 2a visar mätstickan i ett läge när den är huvudsakligen lodrätt anordnad, Fig. 2b visar mät- K:\Patcnt\0l 0039se\Tryckning,doc, 2002-06-28 10 15 20 25 30 518 384 stickan lutad 30° åt ena hållet, lutad 30° åt andra hållet, och Fig. 2c visar mätstickan Fig. 3 visar i närmare detalj ned- re delen av mätstickan och den upptagande kroppen enligt ut- föringsexemplet i Fig. 2, Fig. 4 visar i en perspektivvy en utformning av den upptagande kroppen enligt utföringsexemplet i Fig. 2, Fig. 5 visar schematiskt ett ytterligare utförings- exempel av nedre delen av en mätsticka försedd med en styr- ning enligt uppfinningen och isatt i en upptagande kropp där den upptagande kroppen har en annan utformning än den visad i Fig. 2, och Fig. 6 visar ännu ett ytterligare utföringsexem- pel av nedre delen av en mätsticka försedd med en styrning enligt uppfinningen och isatt i en upptagande kropp där spe- ciellt den upptagande kroppen har en annan utformning än den visad i Fig. 2. vid vars Fig. la visar nedre änden av en långsträckt axel l, ände är anordnat en ledkula 2, för att bilda ena delen av en kulled. Den långsträckta axeln l är exempelvis en mätsticka av det slag som beskrivits här ovan. På ledkulan 2 är anord- nat två radiellt utskjutande styrtappar 3, som fungerar som styrelement för ledkulan 2 då denna är insatt i en denna upp- tagande kropp för att bilda en kulled. Styrtapparna 3 är an- ordnade vinkelrätt mot den långsträckta axelns l geometriska axel 4, dvs. så att förlängningen av styrtapparnas 3 centrum- linjer mot centrum av ledkulan 2 träffar varandra i centrum av ledkulan.The invention will now be described in more detail in the form of a non-limiting exemplary embodiment, illustrated in the accompanying drawing figures, in which Fig. 1 schematically shows a first exemplary embodiment of the lower part of a dipstick shown with a guide according to the invention, and Fig. 1b schematically shows a view of the joint ball in a receiving body, and Fig. 1c shows a schematic sectional view through the receiving body in a direction perpendicular to the view shown in Fig. 1c, Fig. 2 Fig. 2 schematically shows a second embodiment of the lower part of a measuring stick provided with a guide according to the invention and inserted in a receiving body, and where Fig. 2a shows the measuring stick in a position when it is arranged substantially vertically, Fig. 2b shows measuring Patcnt \ 0l 0039se \ Tryckning, doc, 2002-06-28 10 15 20 25 30 518 384 the stick is inclined 30 ° in one direction, inclined 30 ° in the other direction, and Fig. 2c shows the measuring stick Fig. 3 shows in more detail down re part of measuring stick n and the receiving body according to the embodiment in Fig. 2, Fig. 4 shows in a perspective view a design of the receiving body according to the embodiment in Fig. 2, Fig. 5 schematically shows a further embodiment of the lower part of a measuring stick provided with a guide according to the invention and inserted in a receiving body where the receiving body has a different design than that shown in Fig. 2, and Fig. 6 shows yet another embodiment of the lower part of a measuring stick provided with a guide according to the invention and inserted in a receiving body where in particular the receiving body has a different design than that shown in Fig. 2. at whose Fig. 1a shows the lower end of an elongate shaft 1, the end is arranged a hinge ball 2, for to form one part of a ball joint. The elongate shaft 1 is, for example, a measuring stick of the type described above. Arranged on the hinge ball 2 are two radially projecting guide pins 3, which function as guide elements for the hinge ball 2 when it is inserted into a body which receives it to form a ball joint. The guide pins 3 are arranged perpendicular to the geometric axis 4 of the elongate shaft 1, i.e. so that the extension of the center lines of the guide pins 3 towards the center of the hinge ball 2 meet each other in the center of the hinge ball.

I Fig. lb visas ledkulan 2 med sina styrtappar 3 upptagna i en upptagningskropp 5, i vilken en urtagning 6 är anordnad för upptagande och lagring av ledkulan 2 för bildande av en kulled. till Fig.Fig. 1b shows the hinge ball 2 with its guide pins 3 received in a receiving body 5, in which a recess 6 is arranged for receiving and storing the hinge ball 2 to form a ball joint. to Fig.

Fig. lc visar upptagningskroppen i en i förhållande lb med 90° vriden vy, och där framgår då förutom urtagningen 6 för' upptagande av ledkulan 2 även. ett öppet K:\Putcnt\0 I 0039se\Tryclming.doc, 2002-06-28 10 75 20 25 30 518 384 spår 7 på båda sidor om urtagningen och stäckande sig i mot- satta riktningar ut från urtagningen 6. Dessa spår 7 är ut- formade så att de från ledkulan 2 utskjutande styrtapparna 3 exakt ryms i spåren 7, och sträcker sig en bit nedanför cent- rum av ledkulan 2 då denna är belägen i upptagningskroppen 5.Fig. 1c shows the receiving body in a view rotated in relation 1b with 90 °, and there it then appears in addition to the recess 6 for receiving the hinge ball 2 also. an open K: \ Putcnt \ 0 I 0039se \ Tryclming.doc, 2002-06-28 10 75 20 25 30 518 384 groove 7 on both sides of the recess and extending in opposite directions out of the recess 6. These grooves 7 are designed so that the guide pins 3 projecting from the hinge ball 2 fit exactly in the grooves 7, and extend a bit below the center of the hinge ball 2 when this is located in the receiving body 5.

Härigenom förhindras axeln 1 från att rotera kring sin egen geometriska axel, men har ändå möjligheten att lutas i vilken som helst riktning i förhållande till lodlinjen. Den maximalt möjliga lutningen på axeln 1 bestämmes av axelns 1 kontakt med ovansidan av upptagningskroppen 5 samt djupet på spåren 7.This prevents the shaft 1 from rotating about its own geometric axis, but still has the possibility of tilting in any direction relative to the vertical. The maximum possible inclination of the shaft 1 is determined by the contact of the shaft 1 with the upper side of the receiving body 5 and the depth of the grooves 7.

Den långsträckta axeln 1 kan exempelvis vara en mätsticka så- som nämnts ovan, men kan givetvis vara vilken som helst typ av axel där man önskar ha möjligheten att luta axeln i vilken som helst riktning i kulleden, men där rotation av axeln 1 kring sin egen geometriska axel ska förhindras.The elongate shaft 1 may, for example, be a measuring stick as mentioned above, but may of course be any type of shaft where it is desired to have the possibility of tilting the shaft in any direction in the ball joint, but where rotation of the shaft 1 about its own geometric axis should be prevented.

Fig. 2 visar som nämnts ovan ett annat exempel på en utform- ning av en styrning för en kulled enligt uppfinningen. Även i detta fall innefattar kulleden en nedre ände av en lång- sträckt axel 11, vid vars ände är anordnat en ledkula 12, för att bilda ena delen av en kulled. För styrning av ledkulan är även i detta fall anordnat styrelement 13, som dock i detta fall för att förhindra rotation av axeln 11 kring sin geomet- riska axel 14 ligger an mot utsidan av en upptagningskropp 15. Upptagningskroppen 15 innefattar en inre urtagning 16 för upptagning av ledkulan 12, men för styrningen av ledkulan 12 är för samverkan med styrelementet 13 på upptagningskroppens utsida anordnat spår 17, sträckande sig parallellt med den långsträckta axelns 11 lodriktning och med upptagningskrop- pens 15 axelriktning. Upptagningskroppen 15 uppvisar utvän- digt en åtminstone delsfärisk yta, med två motbelägna delsfä- K:\Patent\0 I 0039sc\Trycknin.g.doc, 2002-06-28 10 75 20 25 30 518 384 riska ytor 18, i vilka två motbelägna spår 17 är anordnade.Fig. 2 shows, as mentioned above, another example of a design of a guide for a ball joint according to the invention. Also in this case, the ball joint comprises a lower end of an elongate shaft 11, at the end of which a hinge ball 12 is arranged, to form one part of a ball joint. For guiding the articulation ball, guide element 13 is also provided in this case, which in this case, however, in order to prevent rotation of the shaft 11 about its geometric axis 14, abuts against the outside of a receiving body 15. The receiving body 15 comprises an inner recess 16 for receiving of the articulation ball 12, but for the control of the articulation ball 12, for co-operation with the guide element 13, groove 17 is arranged on the outside of the receiving body, extending parallel to the vertical direction of the elongate shaft 11 and with the axial direction of the receiving body 15. The receiving body 15 has on the outside an at least partially spherical surface, with two opposite sub-spherical surfaces 18, in which two opposite grooves 17 are provided.

De motbelägna spåren är därvid förskjutna exakt 180° inbördes som, är avsett att för att för att kunna upptaga styrelementet 13, kunna förskjutas i ett av spårens 17 längdriktning, möjliggöra för axeln 11 att vridas kring ledkulans 12 cent- rum, då denna är på plats i upptagningskroppen 15. Spåren 17 har därför en krökningsradie med centrum beläget i centrum av ledkulan 12, och styrelementets 13 kontaktpunkt i spåret 17 vid förflyttning uppåt eller nedåt av styrelementet 13 i spå- ret 17 beskriver också en båge, vars krökningsradies centrum sammanfaller med centrum för ledkulan 12.The opposite grooves are then displaced exactly 180 ° relative to each other, which, in order to be able to receive the guide element 13, can be displaced in one of the longitudinal directions of the grooves 17, enabling the shaft 11 to rotate around the center of the hinge ball 12, when it is on place 17 in the receiving body 15. The grooves 17 therefore have a radius of curvature with the center located in the center of the guide ball 12, and the contact point of the guide element 13 in the groove 17 when moving upwards or downwards of the guide element 13 in the groove 17 also describes an arc, the center of curvature of which coincides with center of the ball joint 12.

Som framgår av Fig. 2 är det på axelns nedre ände 11 även fastsatt ett distanselement 19, vid vilket styrelementet 13 i sin tur är fäst med hjälp av ett fästorgan 20. Fästorganet 20 sträcker sig från distanselementet 19 parallellt med axeln 11, till ett läge i jämnhöjd med ledkulans 12 centrum, och vid detta läge är då styrelementet 13 anordnat. När en mät- sticka, eller annat långsträckt organ, som innefattar axeln 11 lutas i någon riktning kommer därvid styrelementet 13 att men förhindrar att I Fig. 2b röra sig uppåt eller nedåt i spåret 17, axeln 11 roterar kring sin egen geometriska axel. och Fig. 2c visas två lägen för axeln då den är lutad ca. 30° åt olika håll i förhållande till lodlinjen. Det framgår av dessa figurer att styrelementet 13 då har förflyttats längs spåret 17 i upptagningskroppens 15 delsfäriska ytteryta 18.As can be seen from Fig. 2, a spacer element 19 is also attached to the lower end 11 of the shaft, to which the guide element 13 is in turn fastened by means of a fastening member 20. The fastening member 20 extends from the spacer element 19 parallel to the shaft 11, to a position at the same height as the center of the articulation ball 12, and in this position the guide element 13 is then arranged. When a measuring stick, or other elongate member, which comprises the shaft 11 is tilted in any direction, the guide element 13 will prevent but in Fig. 2b move up or down in the groove 17, the shaft 11 rotates about its own geometric axis. and Fig. 2c shows two positions of the shaft when it is inclined approx. 30 ° in different directions in relation to the vertical. It appears from these figures that the guide element 13 has then been moved along the groove 17 in the partially spherical outer surface 18 of the receiving body 15.

Företrädesvis är fästorganet 20 bildat av ett böjligt fjäd- rande material, exempelvis utgörande en bladfjäder. Härigenom kan styrelementet 13 fås att snäppa ur spåret 17 på ena sidan av' upptagningskroppen 15, och hela axeln 11 kan därefter vridas l80° så att styrelementet 13 snäpper in i spåret 17 på motsatta sidan av den delsfäriska ytan 18 hos upptagnings- K:\Patent\0l0039se\Tryclcning.doc, 2002-06-28 10 15 20 25 30 518 384 kroppen. Styrelementet 13 ger då i samverkan med de båda spå- ren 17 i upptagningskroppens 15 ytteryta 18 en exakt lokali- sering av axeln 11, vilket gör att det blir möjligt att mäta avståndet mellan två punkter vid ändarna av en mätsticka och kompensera för brister i dess geometri.Preferably, the fastening member 20 is formed of a flexible resilient material, for example constituting a leaf spring. As a result, the guide element 13 can be made to snap out of the groove 17 on one side of the receiving body 15, and the whole shaft 11 can then be rotated 180 ° so that the guide element 13 snaps into the groove 17 on the opposite side of the sub-spherical surface 18 of the receiving body. Patent \ 0l0039se \ Tryclcning.doc, 2002-06-28 10 15 20 25 30 518 384 body. The guide element 13 then, in cooperation with the two grooves 17 in the outer surface 18 of the receiving body 15, gives an exact location of the shaft 11, which makes it possible to measure the distance between two points at the ends of a dipstick and compensate for defects in its geometry.

Fig. 3 visar som nämnts ovan en vy i större skala av nedre delen av den långsträckta axeln 11 och den upptagande kroppen 15, bildande kulleden enligt utföringsformen visad i Fig. 2. 4 visar en perspektivvy av upptagningskroppen 15 för 2 och Fig. 3.Fig. 3 shows, as mentioned above, a larger scale view of the lower part of the elongate shaft 11 and the receiving body 15, forming the ball joint according to the embodiment shown in Fig. 2. 4 shows a perspective view of the receiving body 15 for 2 and Fig. 3.

Fig. kulleden visad i Fig. Där framgår upptagnings- kroppens urtagning 16, i vilken ledkulan på änden av en axel kan upptagas för bildande av en kulled. Vidare framgår att upptagningskroppen 15 är delsfärisk, och uppvisar två delsfä- riska yttre ytor 18, vilka vardera innefattar ett spår 17 för mottagande av ett styrelement 13 såsom nämnts ovan. Spåren 17 omges på båda sidor av avplanade rampytor 21 som underlättar liksom även att införandet av styrelementet 13 i spåret, snäppa ur styrelementet ur spåret. Styrelementet 13 är före- trädesvis en styrkula, som är anordnad att lätt kunna för- skjutas i spårets 17 längdriktning, men som ändå kan fås att snäppa ur spåret 17 när det är avsikten att så ska ske.Fig. The ball joint shown in Fig. There is a recess 16 of the receiving body, in which the articulation ball on the end of a shaft can be received to form a ball joint. Furthermore, it can be seen that the receiving body 15 is partially spherical, and has two partially spherical outer surfaces 18, each of which comprises a groove 17 for receiving a guide element 13 as mentioned above. The grooves 17 are surrounded on both sides by flattened ramp surfaces 21 which facilitate, as well as the insertion of the guide element 13 in the groove, snap out of the guide element from the groove. The guide element 13 is preferably a guide ball, which is arranged to be easily displaceable in the longitudinal direction of the groove 17, but which can still be made to snap out of the groove 17 when it is intended to do so.

I Fig. 5 visas en variant av utföringsformen enligt Fig. 2, där upptagningskroppen 15 istället har en cylindrisk ytteryta 22, och där dessutom fyra spår 17 är anordnade längs cylin- här då inbördes åtskilda med 90°. derns periferi, För övrigt liknar utföringsformen den i Fig. 2, med en urtagning 16 i centrum av upptagningskroppen 15 för upptagande av ledkulan 12 vid änden av en långsträckt axel 11. Den långsträckta axeln uppbär även här ett distanselement 19, på vilket ett styrelement 13 är fäst medelst ett företrädesvis fjädrande K:\Patent\0l O039se\Tryclcning.doc, 2002-06-28 10 15 20 518 384 fästorgan 20. Styrelementet 13 är med hjälp av fästorganet 20 anordnat att ligga an mot den cylindriska ytan 22 och snäppa in i de exakt definierade spåren 17.Fig. 5 shows a variant of the embodiment according to Fig. 2, where the receiving body 15 instead has a cylindrical outer surface 22, and where in addition four grooves 17 are arranged along the cylinder then mutually separated by 90 °. Incidentally, the embodiment is similar to that of Fig. 2, with a recess 16 in the center of the receiving body 15 for receiving the hinge ball 12 at the end of an elongate shaft 11. The elongate shaft also here carries a spacer element 19, on which a guide element 13 is fastened by means of a preferably resilient fastening member 20. The guide element 13 is arranged by means of the fastening member 20 to abut against the cylindrical surface 22 and snap into the precisely defined grooves 17.

Fig. 6 visar en ytterligare variant, där liksom i Fig. 5 upp- tagningskroppen har en cylindrisk ytteryta 22. Här är dock två spår 17 anordnade radiellt från cylinderns centrum längs den övre axiella begränsningsytan 23 mot dess periferi, även här inbördes åtskilda med 90°. Det är givet att det även i detta fall skulle kunna vara anordnat fyra spår. Även här är ett fjäderbelastat fästorgan 20 anordnat för att uppbära styrelementet 13, men fästorganet är här fastsatt vid axeln ll och huvudsakligen riktat radiellt utåt från axeln.Fig. 6 shows a further variant, where as in Fig. 5 the receiving body has a cylindrical outer surface 22. Here, however, two grooves 17 are arranged radially from the center of the cylinder along the upper axial limiting surface 23 towards its periphery, also here mutually separated by 90 °. It is a given that even in this case four tracks could be arranged. Here, too, a spring-loaded fastening member 20 is arranged to support the guide element 13, but the fastening member is here attached to the shaft 11 and directed substantially radially outwards from the shaft.

Med en styrning enligt uppfinningen är det således möjligt att enkelt förhindra att en i övrigt fritt roterbar axel uppbärande en ledkula i sin ena ände från att rotera kring sin egen axel. Uppfinningen kan givetvis användas inom andra områden än det beskriva utföringsexemplet, där ändå motsva- rande behov kan finnas.With a guide according to the invention it is thus possible to easily prevent an otherwise freely rotatable shaft supporting a hinge ball at one end from rotating about its own axis. The invention can of course be used in areas other than the described exemplary embodiment, where corresponding needs may still exist.

K:\Patent\0l 0039se\Tryckning.doc, 2002-06-28K: \ Patent \ 0l 0039se \ Tryckning.doc, 2002-06-28

Claims

70 15 20 25 30 518 384 8 Patent claims

Guide for a ball joint in which an elongate element (1, l1) is provided at its one end with a hinge ball (2, l2) which is received by a receiving body (5, 15), characterized in that the hinge ball (2) or the hinge ball (12) supporting element (11) is provided with a spring load (13) (17) projecting from the hinge ball (2) or the hinge ball bearing element (11) on the outside of the hinge ball receiving body against and engage in a groove (15). control element k n n e t e c k n a d of that (15)

Guide according to claim 1, having at least (17) the body receiving the ball joint (18) is arranged, (15) a spherical outer surface in which the groove which groove extends in the axial direction of the receiving body. k ä n n e t e c k n a d av att (15)

A guide according to claim 2, two opposite abutment (17) having the hinge ball receiving body have sub-spherical surfaces (18) in which grooves are received, which grooves are mutually offset 180 ° about the periphery of the body. k ä n n e t e c k n a d av att (15) (17)

Guide according to claim 1, the articulation receiving body having a cylindrical (22) is arranged, which groove (15) has an outer surface in which the groove extends in the axial direction of the receiving body.

Guide according to claim 1, characterized in that the body ball receiving body (15) has a cylindrical outer surface (22) and an upper plane axial limiting surface (23) in which the groove (17) is arranged, which groove extends radially against the axial direction of the receiving body (15). K: \ Pa! Ent \ 0l 0039sc \ Tryclcning.doc, 2002-06-28 518 384

Guide according to one of the preceding claims, characterized in that the guide element (13) comprises a body which is arranged to engage in the groove (17) in the receiving body (15), and that the guide element is connected to a guide. flexible member (20) arranged to hold the body of the guide element (13) in engagement with the groove (17).

Guide according to claim 6, characterized in that the flexible member (20) is a leaf spring. K: \ Patent \ 0l0039se \ Tryclu1ing, doc, 2002-06-28