DE19731305A1 - Gelenkverbindung - Google Patents
GelenkverbindungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Gelenkverbindung nach dem Ober
begriff des Anspruchs 1 sowie ein Spielausgleichselement
für eine derartige Gelenkverbindung.
Einfache Gelenkverbindungen in Form von radialen Drehgelen
ken, wie sie beispielsweise zwischen Hebeln einer Sitzhöhen
verstellung in Kraftfahrzeugen verwendet werden, bestehen
üblicherweise aus einem axial gesicherten Gelenkbolzen, der
durch Bohrungen von an den Hebeln angeformten Buchsen
greift und diese drehbar miteinander verbindet. Zwischen
mindestens einer Buchse und dem Bolzen muß ein ausreichen
des Mindestspiel vorhanden sein, um eine relative Drehbewe
gung zwischen den miteinander verbundenen Hebeln zu ermögli
chen und um eine leichte Montage zwischen den Hebeln und
dem Gelenkbolzen zu gewährleisten.
Aufgrund des notwendigen radialen Mindestspiels kann es,
z. B. durch Erschütterungen, zu radialen Relativbewegungen
zwischen dem Gelenkbolzen und der Buchse kommen, was zu
Klack-Geräuschen und damit zu Komforteinbußen führt. Da
rüber hinaus können durch die Relativbewegungen und daraus
resultierende häufige Lastwechsel Ermüdungserscheinungen im
Werkstoff der Buchse oder des Gelenkbolzens auftreten. Eine
weitere Verringerung des Spiels zur Vermeidung der radialen
Relativbewegungen ist jedoch häufig nicht möglich, da sonst
eine Preßpassung vorliegt und im Gelenk keine oder nur
noch eine eingeschränkte Drehbewegung zwischen der Buchse
und dem Gelenkbolzen möglich ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Gelenk
verbindung und ein Spielausgleichselement bereitzustellen,
die einerseits einen einfachen Zusammenbau und eine leicht
gängige Drehbewegung zwischen einer Buchse und einem Gelenk
bolzen ermöglichen und andererseits radiale Relativbewegun
gen zwischen Gelenkbolzen und Buchse weitestgehend unter
drücken.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Gelenkverbin
dung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein
Spielausgleichselement mit den Merkmalen des Anspruchs 15
gelöst. Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen der
Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Danach weist die Gelenkverbindung ein Spielausgleichsele
ment auf, das zumindest teilweise in einen spielbedingten
Ringspalt eingreift, der zwischen dem Gelenkbolzen und der
Buchse ausgebildet ist. Durch das Eingreifen des Spielaus
gleichselement in den spielbedingten Ringspalt wird mit
einfachen Mitteln ein sowohl für eine Montage als auch für
eine Drehbewegung notwendiges, radiales Mindestspiel in der
der Gelenkverbindung überdeckt.
Insbesondere wird dabei der Werkstoff des Spielausgleichs
elements plastisch und/oder elastisch verformt, so daß z. B.
eine aufgrund einer elastischen Verformung verbleibende
Rückstellkraft die Bereitstellung gleichmäßig verteilter,
radialer Druckspannungen zwischen dem Gelenkbolzen und der
Buchse ermöglicht. Durch die radialen Druckspannungen im
Material des Spielausgleichselements können Beschleunigungs
kräfte, die beispielsweise bei Erschütterungen auftreten
und die zu radialen Relativbewegungen führen, aufgefangen
und kompensiert bzw. abgedämpft werden. Das Spielausgleichs
element wirkt gewissermaßen wie ein Puffer zwischen der
Buchse und dem Gelenkbolzen.
Das Spielausgleichselement ist vorzugsweise scheibenförmig
ausgebildet und verfügt über Teilbereiche, die einseitig
oder beidseitig über die Scheibenebene hinausragen. Diese
Teilbereiche greifen in den Ringspalt zwischen Gelenkbolzen
und Buchse und verringern in einem schmalen Eindringbereich
das Spiel. Dadurch wird eine radiale Relativbewegungen zwi
schen dem Bolzen und der Bohrung abgefangen, während die
relative Drehbewegung nur unwesentlich beeinträchtigt wird.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die
über die Scheibenebene hinausragenden und in den Ringspalt
greifenden Teilbereiche als ein umlaufender, kreisförmiger
Steg oder als kreissegmentförmige Stege ausgebildet, wobei
in einer bevorzugten Ausführungsform mehrere, insbesondere
drei kreissegmentförmige Stege in symmetrischer Anordnung
vorgesehen sind. Der oder die Stege liegen dabei auf einem
Kreis, dessen mittlerer Durchmesser etwa dem mittleren
Durchmesser des spielbedingten Ringspaltes zwischen Gelenk
bolzen und Buchse entspricht.
Durch die symmetrische Anordnung der Stege wird gewährlei
stet, daß die äußere Mantelfläche des Bolzen parallel und
zentrisch zur inneren Mantelfläche der Buchse liegt und
beide Mantelflächen dabei immer den gleichen Abstand zuein
ander haben.
Die Stege sind je nach Verwendung des scheibenförmigen
Spielausgleichselements nur auf einer Seite, oder auf
beiden Seiten angeformt. Spielausgleichselemente mit beid
seitig angeformte Stege finden beispielsweise zwischen zwei
auf einem Gelenkbolzen drehbar gelagerten Buchsen Verwen
dung.
Vorzugsweise sind der umlaufende, kreisförmige Steg oder
die kreissegmentförmigen Stege an ihrer äußeren, dem Gelenk
bolzen abgewandten Mantelfläche konisch angeschrägt. Da
durch wird das Eindringen in den Ringspalt wesentlich ver
einfacht und zudem ein gleichmäßigerer, genauer zu dosieren
der Druckspannungsaufbau zwischen dem Gelenkbolzen und der
Buchse gewährleistet, als bei einer hohlzylindrischen Ausge
staltung des Steges.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das
Spielausgleichselement für ein paßgenaues Aufstecken auf
den Gelenkbolzen eine innere Aussparung auf, deren Rand
ganz oder teilweise an der Mantelfläche des Gelenkbolzens
anliegt. Die Aussparung ist dabei vorzugsweise zentrisch in
dem Spielausgleichselement angeordnet und kreisförmig, im
Durchmesser des Gelenkbolzens, ausgeführt. Alternativ
besitzt sie beispielsweise eine annähernd kleeblattförmige
Gestalt, bestehend aus mehreren Segmentbereichen, von denen
einige im Randbereich kreissegmentförmig ausgeführt sind
und auf einem Kreis mit dem Durchmesser des Gelenkbolzens
liegen.
Vorzugsweise weist die Buchse im Kontaktbereich mit dem
Spielausgleichselement eine Fase mit einer konisch ver
laufenden Mantelfläche auf, die den hohlzylindrischen Ring
spalt zum Ende der Buchse konisch aufgeweitet. Durch die
Fase wird ein einfaches, gleichmäßiges und zentrisches Ein
dringen des Steges in den Ringspalt ermöglicht und ein Ver
kannten des Spielausgleichselements bei axialer Krafteinwir
kung vermieden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die
über die Scheibenebene hinausragenden Teilbereiche bzw.
Stege des Spielausgleichselements durch eine axiale, in
Richtung der Buchse weisende Krafteinwirkung, etwa bei
Anziehen einer Schraube-Mutter Verbindung, in den Ringspalt
zwischen Gelenkbolzen und Buchse einbringbar. Insbesondere
in Verbindung mit einer konischen Anschrägung der Stege
und/oder einer Fase der Buchse können Teile der axialen
Krafteinwirkung auf das Spielausgleichselement in eine
gleichmäßig verteilte, radiale Krafteinwirkung umgeleitet
werden und eine gleichmäßige, genau zu dosierende, radiale
Druckspannung zwischen dem Gelenkbolzen und der Buchse
erzeugen.
Der Bolzen und die Buchse sind zudem einfach zusammenzubau
en, da das Spielausgleichselement erst im montierten Zu
stand durch eine axialen Krafteinwirkung mit dem Steg oder
den Stegen in den Ringspalt eindringt und das Mindestspiel
verringert.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist
der Steg an seiner oberen, dem Gelenkbolzen abgewandten und
konisch angeschrägten Mantelfläche einen beulenförmigen Ma
terialüberschuß in Form einer Quetschnase auf. Dadurch wird
erreicht, daß sich der Steg und/oder die Quetschnase beim
Eindringen in den Ringspalt plastisch und/oder elastisch
verformen und radiale Druckspannungskomponenten zwischen
dem Bolzen und der Welle erzeugen.
In einer weiteren Variante der Erfindung weist das Spielaus
gleichselement an einer der Buchse abgewandten rückwärtigen
Seitenfläche, in Höhe des Stegs, einen beulenförmigen Mate
rialüberschuß in Form einer Quetschnase auf. Dadurch wird
ebenfalls erreicht, daß sich der Steg und/oder die Quetsch
nase beim Eindringen in den Ringspalt plastisch und/oder
elastisch verformen und radiale Druckspannungskomponenten
zwischen dem Bolzen und der Welle erzeugen.
In einer weiteren Ausführungsform weist der konisch ange
schrägte Steg gegenüber einem durch die Fase gebildeten,
konisch ausgeführten Teil des Ringspalts einen Materialüber
schuß auf, so daß durch die axialer Krafteinwirkung der
überschüssige Teil des Stegmaterials derart plastisch
und/oder elastisch verformt wird, daß er in den hohlzylin
drischen Teil des Ringspalts fließt. Dieser mit dem Fließ
pressen vergleichbare Vorgang erzeugt in dem verformten
Stegmaterial einen hydrostatischen dreidimensionalen Druck
spannungszustand, dessen radiale Druckspannungskomponenten
für eine Beabstandung von Gelenkbolzen und Buchse sorgen
und einer Relativbewegung zwischen den Wirkpartnern (Buch
se-Gelenkbolzen) entgegenwirken.
Bevorzugt ist der Neigungswinkel der oberen, konisch ange
schrägten Mantelfläche des Steges verschieden vom Neigungs
winkel der konisch verlaufende Mantelfläche der Fase der
Buchse, wobei beide Neigungswinkel auf die zylindrische Man
telfläche des Gelenkbolzens bezogen sind. Die konisch
verlaufenden Mantelflächen sind demnach nicht parallel.
Dadurch wird ebenfalls erreicht, daß sich der Steg beim
Eindringen in den Ringspalt plastisch und/oder elastisch
verformt und radiale Druckspannungskomponenten zwischen dem
Bolzen und der Welle erzeugt.
Alle die beschriebenen Varianten können mit ihren speziel
len Merkmalen auch miteinander kombiniert werden. So ist
beispielsweise auch ein konisch angeschrägter Steg mit
einem sich von der Fase unterscheidenden Neigungswinkel
denkbar, der zudem über einen Materialüberschuß gegenüber
dem durch die Fase gebildeten, konisch ausgeführten Teil
des Ringspalts aufweist.
In einer weiteren Ausbildung der Erfindung weist das schei
benförmige Spielausgleichselement auf beiden Seiten Teilbe
reiche bzw. Stege auf, die über die Scheibenebene hinausra
gen. Dadurch ist das Spielausgleichselement zwischen zwei
Buchsen derart montierbar, daß es gleichzeitig in die
Ringspalte beider Buchsen eingreift.
Weitere Vorteile der Erfindung werden in der nachfolgenden
Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele anhand der
Figuren der Zeichnung verdeutlicht. Es zeigen
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Gelenkverbindung in einem
zweischenkligen Gelenk,
Fig. 2 eine Gelenkverbindung, bei der ein Hebel an
einem Träger montiert ist,
Fig. 3 ein Spielausgleichselement in Draufsicht und in
einer Schnittdarstellung
Fig. 4a eine erste Ausführungsform des Spielausgleichs
elements mit einer beulenförmigen Quetschnase an
einer oberen, dem Gelenkbolzen abgewandten Man
telfläche, im unverformten Zustand,
Fig. 4b ein Spielausgleichselement nach Fig. 4a im
eingebauten und verformten Zustand,
Fig. 5a eine zweite Ausführungsform des Spielausgleichs
elements mit einer beulenförmigen Quetschnase an
einer rückwärtigen, der Buchse abgewandten
Seitenfläche, im unverformten Zustand,
Fig. 5b ein Spielausgleichselement nach Fig. 5a im
eingebauten und verformten Zustand,
Fig. 6a eine dritte Ausführungsform des Spielausgleichs
elements mit einem Steg, der einen Materialüber
schuß gegenüber einem durch eine Fase gebildeten
Ringspalt aufweist, im unverformten Zustand,
Fig. 6b ein Spielausgleichselement nach Fig. 6a im
eingebauten und verformten Zustand,
Fig. 7a eine vierte Ausführungsform des Spielausgleichs
elements, bei dem die konisch verlaufenden Man
telflächen des Steges und der Fase nicht paral
lel zueinander verlaufen, im unverformten Zu
stand,
Fig. 7b ein Spielausgleichselement nach Fig. 7a im
eingebauten und verformten Zustand und
Fig. 8 ein zweischenkliges Gelenk mit drei Spielaus
gleichselementen.
In Fig. 1 ist ein einfaches zweischenkliges Gelenk in Form
einer einseitig angelenkten Bolzenverbindung dargestellt,
bei dem zwei Hebel 1a, 1b, die an ihren Enden jeweils eine
Buchse 2a, 2b aufweisen, mittels eines Gelenkbolzens 4
drehbar verbunden sind. Die Hebel 1a, 1b sind durch eine
Mutter 5, die auf einen Gewindezapfen 6 des Gelenkbolzens 4
geschraubt wird, axial festgelegt, wobei die Buchsen 2a, 2b
zwischen einem Bolzenkopf 7 und einer Unterlegscheibe 8
axial eingespannt sind.
Der Gelenkbolzen 4 verfügt über zwei Lagersitze 4a, 4b mit
unterschiedlichen Durchmessern, auf denen jeweils eine der
beiden Buchsen 2a, 2b gelagert ist. Zwischen der in der
Zeichnung rechts dargestellten Buchse 2b des Hebels 1b und
der zugehörigen rechts dargestellten, größeren Lagerstel
le 4b ist ein Spiel vorhanden, so daß sich der rechte
Hebel 1b gegenüber dem Gelenkbolzen 4 drehen läßt. Ein
Spielausgleichselement 9 sorgt mit seinen angeformten
Stegen 10 für eine gleichmäßige Beabstandung der inneren
Mantelfläche 3b der rechten Buchse 2b von der äußeren Man
telfläche des rechten Lagersitzes 4b und für eine Über
deckung des Spiels.
Der links dargestellte Hebel 1a ist mit seiner Buchse 2a
fest und ohne Spiel auf den linken, kleineren Lagersitz 4a
des Gelenkbolzens gesteckt. Zwischen der inneren Mantelflä
che 3a der linken Buchse 2a und dem linken Lagersitz 4a
herrscht eine Preßpassung, so daß der linke Hebel 1a dreh
fest mit dem Gelenkbolzen 4 verbunden ist.
In Fig. 2 ist ein Hebel 1c dargestellt, der gegenüber dem
Gelenkbolzen 40 drehbar gelagert ist und zwischen einem
ortsfesten Träger und einem Bolzenkopf 70 des Gelenkbolzens
axial eingespannt ist. Das radiale Spiel zwischen der Buch
se 2c des Hebels 1c und dem Gelenkbolzen 40 wird wie in
Fig. 1 mittels der Stege 10 eines Spielausgleichelements 9
überdeckt. Der Gelenkbolzen 40 ist drehfest über einen Ge
windezapfen mit dem ortsfesten Träger 200 verbunden und
kann etwa mittels eines Innenprofils 77 im Bolzenkopf 70
und eines kompatiblen Werkzeugs in ein Innengewinde 50 des
Trägers 200 eingeschraubt werden.
In Fig. 3 ist ein erfindungsgemäßes Spielausgleichsele
ment 9 in einer Draufsicht und in einem Schnitt darge
stellt. Das Spielausgleichselement 9 ist scheibenförmig aus
geführt und verfügt über eine zentrisch angeordnete, inne
re, kleeblattförmige Aussparung, deren Randbereich sechs
symmetrisch angeordneten Segmentbereiche 11a, 11b, 11c, 11d,
11e, 11f ausbildet, von denen drei hervorstehende Segmentbe
reiche 11a, 11c, 11e jeweils einen kreissegmentförmigen,
über eine Scheibenebene hinausragenden Steg 10 aufweisen.
Die drei Stege 10 liegen auf einem Kreisumfang mit einem
Durchmesser der etwa dem Durchmesser des durch die Ausspa
rung zu steckenden Gelenkbolzens 4, 40 entspricht. Das
Spielausgleichselement 9 weist am äußeren Rand eine Ausspa
rung 12 auf, die eine winkelgenaue Positionierung des Spiel
ausgleichselements 9 auf dem Gelenkbolzen 4, 40 ermöglicht.
Das Spielausgleichselement 9 besteht aus einem plastisch
und elastisch verformbaren Werkstoff, insbesondere einem
Kunststoff. Durch die plastische Verformbarkeit und Fließ
fähigkeit des Werkstoffs wird ein gleichmäßiges Eindringen
des Werkstoff in den Ringspalt zwischen dem Gelenkbolzen
und der Buchse ermöglicht. Der Werkstoff weist dabei im Kon
taktbereich mit dem Gelenkbolzen bzw. der Buchse zusammen
mit dem Werkstoff des Gelenkbolzens bzw. der Buchse in
einem Ausführungsbeispiel eine niedrige Haftreibungs- und
Gleitreibungszahl (z. B. µo < 0,2 und µ < 0,2) auf. Die Verwen
dung eines Materials mit gegenüber einer
trockenen Stahl-Stahl Reibung vergleichsweise kleinen
Reibzahlen gewährleistet auch bei hohen radialen Druckkräf
ten eine nur geringe Erhöhung des für eine relative Drehbe
wegung zwischen Gelenkbolzen und Buchse notwendigen Drehmo
ments.
In Fig. 4a ist im unverformten Zustand ausschnittsweise ein
Spielausgleichselements 90a zwischen einer Buchse 13, einem
Gelenkbolzen 4 und einem Bolzenkopf 7 dargestellt. Das
Spielausgleichselement 90a weist im Kontaktbereich mit dem
Gelenkbolzen 4 einen über die Scheibenebene hinausragenden
Steg 10a auf, der an seiner oberen, der Gelenkbolzen abge
wandten Mantelfläche 14a konisch angeschrägt ist. An die
konisch angeschrägte Mantelfläche 14a des Steges 10a ist
eine beulenförmige Quetschnase 15 angeformt, die über die
gesamte Länge des Stegs 10a verläuft. Zwischen der Buch
se 13 und dem Gelenkbolzen 4 ist ein spielbedingter, hohlzy
lindrischer Teil 16 eines Ringspaltes vorhanden, der sich
aufgrund einer Fase 17 im Randbereich der Buchse 13 konisch
aufweitet.
In Fig. 4b ist das in Fig. 4a dargestellte Spielausgleichs
element 90a in einem verformten Zustand dargestellt. Durch
ein axiales, mit Pfeilen angedeutetes Zusammenpressen des
Spielausgleichselements 90a zwischen dem Bolzenkopf 7 und
der Buchse 13 wird der Steg 10a in den durch die Fase 17
gebildeten Teil des Ringspaltes gedrängt. Es kommt zu einer
plastisch/elastischen Verformung des Steges 10a, wobei die
Quetschnase 15 als Kraftangriffspunkt dient und der
Steg 10a durch eine Biegekraft in Richtung des Gelenkbol
zens 4 umgebogen wird. Die Biegerichtung ist durch einen
weiteren Pfeil angedeutet. Zwischen der verformten Quetsch
nase 15 und der Kontaktfläche des Spielausgleichs
elements 30a mit dem Gelenkbolzen 4 baut sich eine mehrach
sige Druckspannung auf, deren radialer Anteil in Fig. 4b
schematisch durch eine Schar von Pfeilen dargestellt ist.
In Fig. 5a ist wie in Fig. 4a ein unverformtes Spielaus
gleichselements 90b zwischen einer Buchse 13, einem Gelenk
bolzen 4 und einem Bolzenkopf 7 dargestellt. Dieses Spiel
ausgleichselement 90b weist in Höhe des Steges 10b an der
rückwärtigen, der Buchse 13 abgewandten Seitenfläche eine
beulenförmigen Quetschnase 19 auf. Der Steg 10b ist wie in
Fig. 3a an seiner oberen, der Gelenkbolzen 4 abgewandten
Mantelfläche 14b konisch angeschrägt.
In Fig. 5b ist das in Fig. 5a dargestellte Spielausgleichs
element 90b in einem verformten Zustand dargestellt. Durch
ein axiales, mit Pfeilen angedeutetes Zusammenpressen des
Spielausgleichselements 90b zwischen dem Bolzenkopf 7 und
der Buchse 13 wird der Steg 10b in den durch die Fase 17
gebildeten Teil des Ringspaltes gedrängt. Es kommt wie in
Fig. 4b zu einer plastisch/elastischen Verformung des Ste
ges 10b, wobei der Steg 10b durch eine Biegekraft im Gegen
satz zu Fig. 4b in Richtung der Buchse 13 umgebogen wird.
Die Biegerichtung ist durch einen Pfeil angedeutet. Zwi
schen den Kontaktflächen des Spielausgleichselements 90a
mit dem Gelenkbolzen 4 und der Buchse 13 baut sich eben
falls eine mehrachsige Druckspannung auf.
In Fig. 6a ist eine weitere Ausführungsform eines Spielaus
gleichselements 90c dargestellt, das ebenfalls über einen
Steg 10c verfügt, der an seiner oberen, dem Gelenkbolzen 4
abgewandten Mantelfläche 14c konisch angeschrägt ist. Wie
bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 4a und 5a, weist
die konisch angeschrägte Mantelfläche 14c einen gleich
großen Neigungswinkel gegenüber der Oberfläche des Gelenk
bolzens 4 auf, wie die konisch angeschrägten Mantelfläche
der Fase 17. Der Steg 10c verfügt gegenüber dem durch die
Fase 17 gebildeten Teil des Ringspaltes über einen Mate
rialüberschuß.
In Fig. 6b ist das in Fig. 6a dargestellte Spielausgleichs
element 90c in einem verformten Zustand dargestellt. Durch
ein axiales, mit Pfeilen angedeutetes Zusammenpressen des
Spielausgleichselements 30c zwischen dem Bolzenkopf 7 und
der Buchse 13 wird der Steg 10c in den durch die Fase 17
gebildeten Teil des Ringspaltes gedrängt. Der überschüssige
Teil des Stegmaterials wird derart plastisch und/oder
elastisch verformt, daß er in den hohlzylindrischen Teil 16
des Ringspalts fließt. Dieser mit dem Fließpressen ver
gleichbare Vorgang erzeugt in dem verformten Stegmaterial
einen hydrostatischen dreidimensionalen Druckspannungszu
stand, dessen radiale Druckspannungskomponenten für eine
gleichmäßige Beabstandung von Gelenkbolzen 4 und Buchse 13
sorgen und einer radialen Relativbewegung zwischen den Wirk
partnern zur Beseitigung des Spiels entgegenwirken.
In Fig. 7a ist eine Ausführungsform eines Spielausgleichs
elements 90d dargestellt, dessen konisch angeschrägte, dem
Gelenkbolzen 4 abgewandten Mantelfläche 14d im Gegensatz zu
den oben beschriebenen Fig. 4a, 5a und 6a einen anderen
Neigungswinkel gegenüber der Oberfläche bzw. der Achse des
Gelenkbolzens 4 aufweist als die konisch angeschrägte
Mantelfläche der Fase 17. Die beiden konisch ausgeführten,
sich gegenüberliegenden Mantelflächen sind demnach nicht
parallel. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der
Neigungswinkel der Mantelfläche der Fase 17 größer als der
Neigungswinkel der konisch angeschrägten Mantelfläche 14d
des Steges. Es sind jedoch auch Varianten möglich bei denen
der Neigungswinkel der konisch angeschrägten Mantelflä
che 14d des Steges größer ist als der Neigungswinkel der
Mantelfläche der Fase 17.
In Fig. 7b ist das in Fig. 7a dargestellte Spielausgleichs
element 90d in einem verformten Zustand dargestellt. Durch
ein axiales Zusammenpressen des Spielausgleichselements 90d
zwischen dem Bolzenkopf 7 und der Buchse 13 wird der
Steg 10d in den durch die Fase 17 gebildeten Teil des Ring
spaltes gedrängt. Es kommt zu einer plastisch/elastischen
Verformung des Steges 10d, wobei der Steg 10d wie in
Fig. 4b durch eine Biegekraft in Richtung des Gelenkbol
zens 4 umgebogen wird. Die Biegerichtung ist durch einen
Pfeil angedeutet. Zwischen den Kontaktflächen des Spielaus
gleichselements 90d mit dem Gelenkbolzen 4 und der Buch
se 13 baut sich ebenfalls eine Druckspannung auf, deren
radiale Druckspannungsanteile einer radialen Relativbewe
gung zwischen Gelenkbolzen 4 und Buchse 13 entgegenwirken.
Fig. 8 stellt wie Fig. 1 ein einfaches zweischenkliges Gelenk
in Form einer einseitig angelenkte Bolzenverbindung dar,
bei dem zwei Hebel 1d, 1e mit Buchsen 2d, 2e mittels eines
Gelenkbolzens 400 drehbar verbunden sind. Die Hebel 1d, 1e
sind durch eine Mutter 5, die auf einen Gewindezapfen 600
des Gelenkbolzens 400 geschraubt wird, axial festgelegt,
wobei die Buchsen 2d, 2e zwischen einem Bolzenkopf 700 und
einer Unterlegscheibe 8 axial eingespannt sind.
Im Gegensatz zu dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbei
spiel sind hier beide Buchsen 2d, 2e drehbar, d. h. mit
Spiel auf dem Gelenkbolzen 400 gelagert. Die dargestellte
Gelenkverbindung weist in diesem Fall drei Spielausgleichs
elemente 9a, 9b, 9c auf, die das Spiel zwischen dem Gelenk
bolzen 400 und den beiden Buchsen 2a, 2b überdecken. Die
links und rechts eingebauten Spielausgleichselemente 9a, 9c
weisen jeweils einen einseitig angeformten Steg 10 auf,
während das mittig zwischen den beiden Buchsen 2d, 2e
eingebaute Spielausgleichelement 9b über beidseitig ange
formte Stege 10 verfügt.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die vorgenannten
Ausführungsbeispiele. Wesentlich für die Erfindung ist
allein, daß ein Spielausgleichselement zumindest teilweise
in einen spielbedingten Ringspalt zwischen einem Gelenkbol
zen und einer Buchse eingreift.
Claims (20)
1. Gelenkverbindung, insbesondere für ein Gelenk einer
Sitzhöhenverstellung eines Kraftfahrzeugs, bestehend
aus mindestens einer Buchse eines Gelenkteils und
einem in der Buchse drehbar gelagerten Gelenkbolzen,
wobei zwischen dem Gelenkbolzen und der Buchse ein
radiales Spiel besteht,
gekennzeichnet durch
ein Spielausgleichselement (9, 9a, 9b, 9c, 90a, 90b,
90c, 90d), das zumindest teilweise in einen spielbe
dingten Ringspalt eingreift, der zwischen dem Gelenk
bolzen (4, 40, 400) und der Buchse (2a, 2b, 2c, 2d,
2e, 13) ausgebildet ist.
2. Gelenkverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß das Spielausgleichselement (9, 9a, 9b, 9c,
90a, 90b, 90c, 90d) scheibenförmig ausgebildet ist und
über Teilbereiche verfügt, die einseitig oder beidsei
tig über die Scheibenebene hinausragen.
3. Gelenkverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich
net, daß die über die Scheibenebene hinausragenden
Teilbereiche als ein umlaufender, kreisförmiger Steg
(10, 10a, 10b, 10c, 10d) oder als kreissegmentförmige
Stege (10, 10a, 10b, 10c, 10d) ausgebildet sind.
4. Gelenkverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, das mehrere, insbesondere drei kreissegmentförmi
ge Stege (10, 10a, 10b, 10c, 10d) in symmetrischer
Anordnung vorgesehen sind.
5. Gelenkverbindung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Stege (10, 10a, 10b, 10c, 10d)
an ihrer dem Gelenkbolzen (4, 40, 400) abgewandten Man
telfläche (14a, 14b, 14c, 14d) konisch angeschrägt
sind.
6. Gelenkverbindung nach mindestens einem der vorhergehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Spiel
ausgleichselement (9, 9a, 9b, 9c, 90a, 90b, 90c, 90d)
für ein Aufstecken auf den Gelenkbolzen (4, 40, 400)
eine innere Aussparung aufweist.
7. Gelenkverbindung nach mindestens einem der vorhergehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse
(2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 13) im Kontaktbereich mit dem
Spielausgleichselement (9, 9a, 9b, 9c, 90a, 90b, 90c,
90d) eine Fase (17) mit einer konisch verlaufenden Man
telfläche aufweist.
8. Gelenkverbindung nach mindestens einem der Ansprüche 2
bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die über die Schei
benebene hinausragenden Teilbereiche bzw. Stege (10,
10a, 10b, 10c, 10d) des Spielausgleichselements (9,
9a, 9b, 9c, 90a, 90b, 90c, 90d) durch eine axiale, in
Richtung der Buchse (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 13) weisende
Krafteinwirkung, etwa bei Anziehen einer Schraube -
Mutter (5) Verbindung, in den Ringspalt zwischen Ge
lenkbolzen (4, 40, 400) und Buchse (2a, 2b, 2c, 2d,
2e, 13) einbringbar sind.
9. Gelenkverbindung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich
net, daß der Steg (10a) an einer dem Gelenkbolzen (4)
abgewandten und konisch angeschrägten Mantelfläche
(14a) einen beulenförmigen Materialüberschuß in Form
einer Quetschnase (15) aufweist, wobei bei Eindringen
des Stegs (10a) in den Ringspalt der Steg (10a) pla
stisch und/oder elastisch verformt wird.
10. Gelenkverbindung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Spielausgleichselement (90b) an
einer der Buchse (13) abgewandten rückwärtige Seiten
fläche in Höhe des Stegs (10b) einen beulenförmigen
Materialüberschuß in Form einer Quetschnase (19) auf
weist, wobei bei Eindringen des Stegs (10b) in den
Ringspalt der Steg (10b) plastisch und/oder elastisch
verformt wird.
11. Gelenkverbindung nach Anspruch 7 und einem der Ansprü
che 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Steg (10c)
konisch angeschrägt ist und gegenüber dem durch die
Fase (17) der Buchse (13) gebildeten, konisch ausge
bildeten Teil des Ringspalts einen Materialüberschuß
aufweist, so daß bei axialer Krafteinwirkung in Rich
tung der Buchse (13) der überschüssige Teil des Steg
materials in den Ringspalt fließt.
12. Gelenkverbindung Anspruch 7 und einem der Ansprüche 8
bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (10d)
konisch angeschrägt ist und einen anderen Neigungswin
kel aufweist als die konisch verlaufende Mantelfläche
der Fase (17), wobei bei Eindringen des Stegs (10d)
in den Ringspalt der Steg (10d) plastisch und/oder
elastisch verformt wird.
13. Gelenkverbindung nach mindestens einem der vorherge
henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das
Spielausgleichselement (9, 9a, 9b, 9c, 90a, 90b, 90c,
90d) aus einem plastisch und/oder elastisch verformba
ren Werkstoff, insbesondere aus einem Kunststoff her
gestellt ist.
14. Gelenkverbindung nach mindestens einem der Ansprüche
2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das des schei
benförmige Spielausgleichselement (9a, 9b, 9c) auf
beiden Seiten Teilbereiche bzw. Stege (10, 10a, 10b,
10c, 10d) aufweist, die über die Scheibenebene hinaus
ragen, so daß das Spielausgleichselement (9a, 9b, 9c)
insbesondere zwischen zwei Buchsen (2d, 2e) montier
bar ist.
15. Spielausgleichselement für eine Gelenkverbindung nach
Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Spielausgleichselement (9, 9a, 9b, 9c, 90a,
90b, 90c, 90d) als Scheibe ausgebildet ist, an der
über die Scheibenebene hinausragende, elastisch oder
plastische verformbare Bereiche vorgesehen sind.
16. Spielausgleichselement nach Anspruch 15, dadurch
gekennzeichnet, daß die über die Scheibenebene hinaus
ragenden Bereiche als ein umlaufender, kreisförmiger
Steg (10, 10a, 10b, 10c, 10d) oder als kreissegment
förmige Stege (10, 10a, 10b, 10c, 10d) ausgebildet
sind.
17. Spielausgleichselement nach Anspruch 16, dadurch ge
kennzeichnet, das mehrere, insbesondere drei kreisseg
mentförmige Stege (10, 10a, 10b, 10c, 10d) in symme
trischer Anordnung vorgesehen sind.
18. Spielausgleichselement nach Anspruch 16 oder 17, da
durch gekennzeichnet, daß die Stege (10, 10a, 10b,
10c, 10d) an ihrer äußeren Mantelfläche (14a, 14b,
14c, 14d) konisch angeschrägt sind.
19. Spielausgleichselement nach einem der Ansprüche 15
bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Spielaus
gleichselement (9, 9a, 9b, 9c, 90a, 90b, 90c, 90d)
für ein Aufstecken auf einen Gelenkbolzen (4, 40,
400) eine innere Aussparung und dadurch einen inneren
Rand aufweist.
20. Spielausgleichselement nach Anspruch 19, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Aussparung symmetrisch, in Form
eines Kleeblatts ausgeführt ist und der innerer Rand
des Spielausgleichselements (9, 9a, 9b, 9c, 90a, 90b,
90c, 90d) nur zum Teil an dem Gelenkbolzen (4, 40,
400) anliegt.
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