DE19731305C2 - 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.
Aus der DE 195 31 278 C1 ist eine Gelenkverbindung bekannt,
bei der ein Mantelrohr und eine Strebe mit radialem Spiel
auf einer als Lagerachse dienenden Durchsteckschraube
drehbar gelagert sind. Mittels zweier separater Lagerbuch
sen, die jeweils einen herausstehenden Längsabschnitt der
Lagerachse umschließen, wird die Lagerachse spielfrei
innerhalb des Bauteils gehalten. Die im wesentlichen zylin
drisch ausgeführten Lagerbuchsen weisen hierzu einen ko
nisch abgeschrägten Endbereich auf, der in einen durch eine
Fase erweiterten, spielbedingten Lagerspalt zwischen dem
gelagerten Bauteil und der Durchsteckschraube eingreift.
Mittels axialer Krafteinwirkung werden die Lagerbuchsen
jeweils mit ihrem konisch angeschrägten Endbereich, der in
radialer Richtung federelastisch ausgebildet ist, in den
Lagerspalt hineingedrückt und durch die Keilwirkung bei
Überdeckung des radialen Spiels gegen die äußere Mantel
fläche der Durchsteckschraube gepreßt.
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 in 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 mit einem Spielausgleichselement bereitzustellen,
die einerseits einen einfachen Zusammenbau und eine leicht
gängige Drehbewegung zwischen einer Buchse und einem Gelenk
bolzen ermöglicht und andererseits radiale Relativbewegun
gen zwischen Gelenkbolzen und Buchse weitestgehend unter
drückt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Gelenkverbin
dung mit den Merkmalen des Anspruchs 1
gelöst. Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen der
Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Danach weist die Gelenkverbindung ein axial montierbares
Spielausgleichselement auf, das in einen Lagerspalt einge
bracht ist, der durch das radiale Spiel bedingt zwischen
dem Gelenkbolzen und der Buchse ausgebildet ist. Das Spie
lausgleichselement weist dabei in dem dem Lagerspalt zuge
wandten Bereich ein derartiges Übermaß auf, daß bei der Mon
tage der Gelenkverbindung zumindest ein Teil des Materials
dieses Bereiches in den Lagerspalt fließt. Durch das Ein
greifen des Spielausgleichselements in den spielbedingten
Lagerspalt wird so mit einfachen Mitteln ein sowohl für
eine Montage als auch für eine Drehbewegung notwendiges ra
diales Mindestspiel in 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 ra
dialer 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 sind als ein- oder mehrteilige Stege ausge
führt. Dabei sind die über die Scheibenebene hinausragenden
Teilbereiche bzw. Stege des Spielausgleichselements
durch eine axiale, in Richtung der Buchse weisende Kraftein
wirkung, etwa bei Anziehen einer Schraube-Mutter Verbin
dung, in den Lagerspalt zwischen Gelenkbolzen und Buchse
einformbar. Die Teilbereiche bzw. Stege des scheibenförmi
gen Spielausgleichselements greifen in den Lagerspalt zwi
schen Gelenkbolzen und Buchse und verringern das radiale
Spiel. Dadurch wird eine radiale Relativbewegung zwischen
dem Bolzen und der Bohrung abgefangen, während die relative
Drehbewegung nur unwesentlich beeinträchtigt wird.
Durch die symmetrische Anordnung der Stege wird gewährlei
stet, daß die äußere Mantelfläche des Bolzens 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
Ausgestaltung 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.
Bevorzugt wird das Spielausgleichselement aus einem pla
stisch verformbaren Werkstoff, insbesondere einem Kunst
stoff hergestellt. Durch die plastische Verformbarkeit des
Werkstoffs wird ein gleichmäßiges Eindringen der Werkstoffs
in den Lagerspalt zwischen dem Gelenkbolzen und der Buchse
ermöglicht.
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
herscht 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
symetrisch 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 Verwendung
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
gesammte Läge 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 Rings
paltes gedrängt. Es kommt zu einer plastisch/elastischen
Verformung des Steges bd, 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 (8)
1. Gelenkverbindung für Verstelleinrichtungen in Kraft
fahrzeugen, insbesondere eine Sitzverstelleinrichtung,
bestehend aus mindestens einer Buchse und einem in der
Buchse mit radialem Spiel, unter Belassung eines
Lagerspalts drehbar gelagerten Gelenkbolzen, sowie
einem das radiale Spiel ausgleichenden, axial mon
tierbaren Spielausgleichselement,
dadurch gekennzeichnet,
daß der dem Lagerspalt zugewandte Bereich des Spielaus
gleichselements (9, 9a, 9b, 9c, 90a, 90b, 90c, 90d)
ein derartiges Übermaß aufweist, daß bei der Montage
der Gelenkverbindung durch eine axialgerichtete Kraft
zumindest ein Teil des Materials dieses Bereichs in
den Lagerspalt fließt.
2. Gelenkverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß das Spielausgleichselement (9, 9a, 9b, 9c,
90a, 90b, 90c, 90d) scheibenförmig ausgebildet ist und
der dem Lagerspalt zugewandte und in diesen eingreifen
de Bereich des Spielausgleichselements (9, 9a, 9b, 9c,
90a, 90b, 90c, 90d) als ein- oder mehrteiliger Steg
(10, 10a, 10b, 10c, 10d) ausgebildete ist, der über die
Scheibenebene hinausragt und durch die axiale, in Rich
tung der Buchse (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 13) weisende Kraf
teinwirkung, etwa bei Anziehen einer Schraube-Mut
ter (5) Verbindung, durch plastische und/oder ela
stische Verformung zumindest zum Teil in den Lagers
palt zwischen Gelenkbolzen (4, 40, 400) und Buchse
(2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 13) einformbar ist.
3. Gelenkverbindung nach Anspruch 2, 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 Steges (10a) in den Lagerspalt der Steg (10a) pla
stisch verformt wird.
4. Gelenkverbindung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Spielausgleichselement (90b) an
einer der Buchse (13) abgewandten rückwärtige Seiten
fläche in Höhe des Steges (10b) einen beulenförmigen
Materialüberschuß in Form einer Quetschnase (19) auf
weist, wobei bei Eindringen des Steges (10b) in den
Lagerspalt der Steg (10b) plastisch verformt wird.
5. Gelenkverbindung nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß Steg (10c) konisch ange
schrägt ist und gegenüber dem durch eine Fase (17) der
Buchse (13) gebildeten, konisch ausgebildeten Teil des
Lagerspalts einen Materialüberschuß aufweist, so daß
bei axialer Krafteinwirkung in Richtung der Buchse
(13) der überschüssige Teil des Stegmaterials in den
hohlzylindrischen Teil des Lagerspalts fließt.
6. Gelenkverbindung nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (10d) konisch
angeschrägt ist und gegenüber einer durch eine Fase
(17) der Buchse (13) gebildeten, konisch verlauf ende
Mantelfläche des Lagerspalts einen anderen Neigungswin
kel aufweist, wobei bei Eindringen des Steges (10d) in
den Lagerspalt der Steg (10d) plastisch verformt wird.
7. Gelenkverbindung nach mindestens einem der vorhergehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Spie
lausgleichselement (9, 9a, 9b, 9c, 90a, 90b, 90c, 90d)
aus einem plastisch verformbaren Werkstoff, insbesonde
re aus Kunststoff hergestellt ist.
8. Gelenkverbindung nach mindestens einem der An
sprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das schei
benförmige Spielausgleichselement (9a, 9b, 9c) auf
beiden Seiten Stege (10, 10a, 10b, 10c, 10d) aufweist,
die über die Scheibenebene hinausragen, so daß das
Spielausgleichselement (9a, 9b, 9c) insbesondere
zwischen zwei Buchsen (2d, 2e) montierbar ist.
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