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Die
Erfindung betrifft eine Kugelpfanne für ein Gelenk sowie
ein Gelenk mit einer derartigen Kugelpfanne und mit einem Kugelbolzen.
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Derzeit
kommen Gelenke mit einer Kugelpfanne und mit einem darin eingesetzten
Kugelbolzen bei Klappenöffnungen und bei verdrehbaren und winkelausgleichenden
Befestigungen zum Einsatz. Bei einem Kraftfahrzeug sind derartige
Gelenke bspw. im Handschuhfach oder in der Heckklappenöffnung
angeordnet.
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Aus
der
DE 20 2008 001 707.6 ist
ein Gelenk mit einer Kugelpfanne und mit einem darin eingesetzten
Kugelbolzen bekannt. Dabei ist eine Schnappzunge vorgesehen, die
den in den Hohlraum eingebrachten Kugelbolzen gegen die untere und
die der Schnappzunge gegenüberliegende Wandung des Hohlraums
drückt und so in dem Hohlraum fixiert.
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Wenn
nun an dem Kugelbolzen Zugfedern ansetzen, wie dies bei Heckklappenöffnungen
häufig der Fall ist, so kann es vorkommen, dass der Kugelbolzen
ungewollter Weise aus dem Hohlraum rutscht. Das Gelenk ist dann
nicht mehr verwendbar, der Kugelbolzen muss erst wieder in den Hohlraum
eingebracht werden, was häufig aufwändig und nicht
auf einfache Weise möglich ist.
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Bei
anderen Gelenken sind sehr hohe Montagekräfte erforderlich,
um die Kugelpfanne auf den Kugelbolzen zu montieren, was zum einen
die Montage erschwert und zum anderen die für den Kugelbolzen
und die Kugelpfanne verwendbaren Materialien einschränkt.
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kugelpfanne
sowie ein Gelenk anzugeben, die eine einfache Montage ermöglichen
und ein ungewolltes Herausrutschen des Kugelbolzens aus der Kugelpfanne
verhindert.
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Diese
Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Schutzansprüche
gelöst, vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den
abhängigen Ansprüchen.
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Eine
erfindungsgemäße Kugelpfanne für ein Gelenk
umfasst einen Grundkörper und einen in dem Grundkörper
ausgebildeten, teilweise kugelförmigen Hohlraum zur Aufnahme
eines Kugelbolzens. In einem seitlichen Bereich des Hohlraums ist
wenigstens eine Schnappzunge derart angeordnet und ausgebildet,
dass durch sie ein in den Hohlraum eingebrachter Kugelbolzen in
dem Hohlraum fixiert wird. Hinter und neben der Schnappzunge ist
ein Zwischenraum zu dem Grundkörper vorgesehen, um einen
Federweg der Schnappzunge, insbesondere von der Mittelachse des
Hohlraums weg, zum Eindringen des Kugelbolzens in den Hohlraum zu
ermöglichen. Des Weiteren ist ein Sperrelement vorgesehen,
das in den Zwischenraum hinter der Schnappzunge eingebracht werden
kann, um den Federweg der Schnappzunge zu begrenzen oder zu blockieren
und um so zu verhindern, dass sich der Kugelbolzen ungewollter Weise,
insbesondere bei Einwirkung einer Zugkraft darauf, aus dem Hohlraum
herausbewegt.
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Auf
eine derartige Kugelpfanne kann ein Kugelbolzen auf einfache Weise
aufgebracht werden, wenn das Sperrelement nicht in der Sicherungsposition
in dem Zwischenraum hinter der Schnappzunge angeordnet ist, und
der Federweg der Schnappzunge nach hinten, also von der Mittelachse
des Hohlraums weg, frei ist. Dementsprechend sind die zum Eindringen
des Kugelbolzens in die Kugelpfanne und zum Entfernen des Kugelbolzens
aus der Kugelpfanne erforderlichen Montagekräfte gering,
wenn sich die Schnappzunge nicht in der Sicherungsposition befindet.
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Wenn
nun das Sperrelement in der Sicherungsposition angeordnet ist, in
der es sich hinter der Schnappzunge befindet und deren Federweg
begrenzt oder blockiert, so kann der Kugelbolzen nur mittels einer
stark erhöhten Zugkraft aus dem Hohlraum gezogen werden.
Die erfindungsgemäße Kugelpfanne bietet daher
eine besonders zuverlässige Fixierung des Kugelbolzens
in der Kugelpfanne sowie eine größtmögliche
Sicherheit bzgl. ungewollter Abzugskräfte.
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Des
Weiteren wird eine einfache und insbesondere mehrmalige Montage
und Demontage der Kugelpfanne auf dem Kugelbolzen ermöglicht.
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Für
die Kugelpfanne kann aufgrund der relativ geringen Montage- und
Demontagekräfte eine Vielzahl von Materialien zur Anwendung
kommen.
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Zur
Montage oder Demontage der Kugelpfanne auf dem Kugelbolzen und zur
Verschiebung des Sperrelements zwischen der Sicherungsposition und
der Ausgangsposition sind entweder keine oder relativ einfache Hilfswerkzeuge,
wie bspw. Schraubendreher, erforderlich.
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In
einer einfachen Ausführungsform der Erfindung ist nur eine
Schnappzunge sowie ein zugehöriges Sperrelement vorgesehen.
Ebenso können zwei oder mehrere Sperrelemente mit jeweiligen Schnappzungen
vorgesehen werden.
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Gemäß einer
konstruktiv einfachen Ausführungsform der Erfindung ist
das Sperrelement als längliche Sperrplatte ausgebildet.
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Besonders
praktisch ist es, wenn das Sperrelement von einem unteren Bereich
des Grundkörpers in den Zwischenraum hinter der Schnappzunge
einschiebbar ist.
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Wenn
das Sperrelement von einem seitlichen Bereich des Grundkörpers
in den Zwischenraum hinter der Schnappzunge einschiebbar ist, so ergibt
sich ein einfaches Einschieben des Sperrelements von der Seite,
und der untere Bereich des Grundkörpers kann für
daran ansetzende Federn, Drucksysteme oder andere Befestigungen
freigehalten werden.
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In
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weisen die
Einschieberichtung des Sperrelements in den Zwischenraum hinter
der Schnappzunge und die Kraftwirkungsrichtung einer an dem Kugelbolzen
ansetzenden Feder einen Winkel zueinander auf, insbesondere einen
rechten Winkel. Dadurch erhält man den benötigten
Montagefreiheitsgrad für das Sperrelement. Die Einschiebe-
oder Montagerichtung des Sperrelements ist um diesen Winkel gegenüber
der Kraftwirkungsrichtung einer an dem Kugelbolzen ansetzenden Feder
gedreht. Dadurch wird es ermöglicht, die erfindungsgemäße
Kugelpfanne für ziehende Systeme, wie sie zum Beispiel
mit Zugfedern üblich sind, oder für Drucksysteme
wie etwa Gasfeder oder Druckfeder, einzusetzen.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform der Erfindung sind an winkelmäßig
zueinander beabstandeten seitlichen Bereichen des Hohlraums wenigstens
zwei Schnappzungen mit jeweils dahinter und daneben liegendem Zwischenraum
vorgesehen. Auf eine derartige Kugelpfanne kann ein Kugelbolzen
besonders einfach montiert werden. Dabei können ein oder
mehrere Sperrelemente zum Einsatz kommen, die in wenigstens einem
dieser Zwischenräume hinter den Schnappzungen eingebracht
werden können, um den Federweg zu begrenzen und um so zu
verhindern, dass sich der Kugelbolzen ungewollter Weise aus dem
Hohlraum herausbewegt.
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Alternativ
dazu kann genau ein Sperrelement in die Zwischenräume hinter
den Schnappzungen eingebracht werden, um die Federwege der Schnappzungen
zu begrenzen und um so zu verhindern, dass sich der Kugelbolzen
aus dem Hohlraum herausbewegt.
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In
einer einfachen, aber gleichzeitig zuverlässigen Ausführungsform
der Erfindung kann das Sperrelement als Sicherungsklammer, Sicherungsbügel
oder Sicherungsspange ausgebildet sein und von einem unteren Bereich
des Grundkörpers in die Zwischenräume hinter den
Schnappzungen eingeschoben werden.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung erstreckt
sich die wenigstens eine Schnappzunge von einem unteren Bereich des
Grundkörpers nach oben, insbesondere ist die Länge
der Schnappzunge größer als die Hälfte
der Tiefe des kugelförmigen Hohlraums. Die Federkraft der
Schnappzunge wird dabei vorteilhafterweise in einem oberen Bereich
des Hohlraums auf den darin eingebrachten Kugelbolzen ausgeübt,
sodass der Kugelbolzen durch die Schnappzunge besonders zuverlässig
in dem Hohlraum fixiert wird.
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In
einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung
ist die Schnappzunge mit dem Grundkörper einteilig ausgebildet.
Wenn die erfindungsgemäße Kugelpfanne aus einem
Kunststoff hergestellt wird, lässt sich diese Ausführungsform der
Kugelpfanne mittels eines Spritzgussverfahrens schnell und kostengünstig
herstellen.
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Die
Schnappzunge kann erfindungsgemäß eine beliebig
breite umfangsmäßige Anordnung innerhalb des seitlichen
Bereichs des Hohlraums haben. Durch unterschiedlich breite und dicke
Ausbildung der Schnappzunge sowie durch die Materialwahl können
die gewünschten Feder- und Schnappkräfte erreicht
werden.
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In
einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung
ist die Schnappzunge als Blattfeder ausgebildet.
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Wenn
die Schnappzunge einen nach innen gerichtete Schnappwulst aufweist,
wird eine besonders zuverlässige Fixierung des Kugelbolzens
innerhalb des Hohlraums der Kugelpfanne erreicht. Unter nach innen
gerichtet, ist hierbei die Ausrichtung zu der Mittelachse des Hohlraums
zu verstehen.
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Es
ist bevorzugt, den Schnappwulst in einen oberen Bereich des Hohlraums
auszubilden. Es ist weiter bevorzugt, den Schnappwulst über
die gesamte Breite der Schnappzunge verlaufen zu lassen.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform der Erfindung ist an der Wandung
des Hohlraums ein nach innen gerichteter, kreissegmentförmiger
Wulst vorgesehen, um den Kugelbolzen zuverlässig innerhalb
des Hohlraums der Kugelpfanne zu halten.
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In
einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung
sind der Schnappwulst der Schnappzunge und der Wulst an der Wandung
des Hohl raums auf der gleichen Höhe, bezogen auf den Hohlraum
und/oder in einem oberen Bereich des Hohlraums angeordnet. Dadurch
lässt sich eine besonders zuverlässige und spielfreie
Fixierung des Kugelbolzens innerhalb des Hohlraums der Kugelpfanne
erreichen.
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Der
Kugelbolzen kann aus einer Vielzahl von geeigneten Materialien hergestellt
werden, bevorzugt ist Metall oder Kunststoff. Die Kugelpfanne kann ebenfalls
aus einer Vielzahl von geeigneten Materialien hergestellt werden,
bevorzugt hierfür ist Kunststoff.
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Die
Erfindung betrifft auch ein Gelenk, insbesondere ein Winkelgelenk,
das eine Kugelpfanne der oben beschriebenen Art und einen in den
teilweise kugelförmigen Hohlraum des Grundkörpers
eingesetzten Kugelbolzen umfasst. Dabei ist das wenigstens eine
Sperrelement der Kugelpfanne in den Zwischenraum hinter der Schnappzunge
bzw. in den Zwischenräumen hinter den Schnappzungen positioniert
und begrenzt oder blockiert so deren Federweg. Dadurch wird ein
Herausbewegen des Kugelbolzens aus dem Hohlraum zuverlässig
verhindert.
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An
dem Kugelbolzen kann nach seinem Kugelhals ein geeigneter Kugelzapfen
oder ein Anschlussstück ansetzen. An dem Kugelzapfen oder
an dem Anschlussstück des Kugelbolzens kann ein Federelement,
insbesondere eine Zugfeder ansetzen.
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Die
oben mit Bezug auf die Kugelpfanne beschriebenen Vorteile gelten
analog für das Gelenk gemäß dem nebengeordneten
Anspruch. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden die Ausführungsformen
und die damit verbundenen Vorteile nicht noch einmal erläutert.
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Die
Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels
mit Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erläutert.
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1 zeigt
eine schematische Darstellung eines Gelenks mit einer Kugelpfanne,
mit einem in einen kugelförmigen Hohlraum der Kugelpfanne
eingesetzten Kugelbolzen und mit einer Metallspange in Sicherungsposition,
gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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2 zeigt
eine schematische Darstellung der Kugelpfanne aus 1 ohne
darin eingesetzten Kugelbolzen, mit nach außen aufgespreizten Schnappzungen
und mit der Metallspange in Ausgangsposition;
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3 zeigt
eine schematische Darstellung des Gelenks aus 1 mit
der Kugelpfanne, mit dem in den kugelförmigen Hohlraum
der Kugelpfanne eingesetzten Kugelbolzen und mit der Metallspange
in Ausgangsposition; und
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4 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines Gelenks mit einer daran ansetzenden
Druckfeder und mit einer daran ansetzenden Zug-Schraubenfeder gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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1 zeigt
eine schematische Darstellung eines Gelenks 1 mit einer
Kugelpfanne 2, mit einem in einen kugelförmigen
Hohlraum 8 der Kugelpfanne 2 eingesetzten Kugelbolzen 32 und
mit einer Metallspange 24 in Sicherungsposition.
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Nachfolgend
werden die Begriffe „oben" und „unten" mit Bezug
auf die Mittelachse des kugelförmigen Hohlraums, d. h.
in der 1 in etwa in der Zeichenebene nach links und nach
rechts gerichtet verwendet. Dementsprechend werden die Begriffe „links"
und „rechts" in der Zeichenebene gemäß 1 nach
unten und nach oben in Richtung auf die Anschlussbereiche 6 hin
gerichtet verwendet, und die Begriffe „vorne" und „hinten"
beziehen sich auf die Richtung nach oben und nach unten aus der
Zeichenebene heraus. Dies gilt sinngemäß auch
für die anderen Figuren.
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Von
der Kugelpfanne 2 ist nur deren hintere Hälfte
zu sehen. Bei den 1 bis 3 ist die
Kugelpfanne 2 jeweils in einer Schnittansicht in der Breitenerstreckung
des Grundkörpers 4 dargestellt, wobei zur besseren
Veranschaulichung auf eine Schraffierung der geschnittenen Bereiche
verzichtet worden ist.
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Der
kugelförmige Hohlraum ist in einem oberen Bereich des Grundkörpers 4 der
Kugelpfanne 2 ausgebildet, an dem linken und rechten Endbereich des
Grundkörpers 4 sind zwei Anschlussbereiche 6 vorhanden,
die in dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 als
Einkerbungen ausgeführt sind. Mittels diesen Anschlussbereichen 6 kann
die Kugelpfanne 2 geeignet befestigt werden, bspw. an der
Karosserie eines Kraftfahrzeugs.
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Der
kugelförmige Hohlraum 8 ist durch eine Wandung
des Grundkörpers 4 definiert, und er weist in
seinem unteren Bereich eine halbkugelartige Form und in seinem oberen
Bereich einen im Wesentlichen nach oben verlaufenden Einführbereich
auf. In dem rechten Bereich des Hohlraums 8 ist eine erste Schnappzunge 12,
und in dem linken Bereich ist eine zweite Schnappzunge 18 vorgesehen.
Diese Schnappzungen 12 und 18 sind durch jeweils
einen Zwischenraum 16 und 22 gegenüber
dem jeweils dahinter und seitlich daneben liegenden Abschnitt des Grundkörpers 4 abgesetzt.
Der Zwischenraum 16 und 22 seitlich der Schnappzungen 12 verläuft
in etwa von der Oberseite des Grundkörpers 4 bis
unterhalb der Hälfte der Tiefe des Hohlraums 8.
In einem oberen Bereich weisen die Schnappzungen 12 und 18 jeweils
einen nach innen gerichteten Schnappwulst 14 und 20 auf,
bis zu dem der darunter liegende Bereich des kugelförmigen
Hohlraums 8 im Wesentlichen gekrümmt ausgebildet
ist.
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Oberhalb
der Schnappwulste 14 und 20 umfassen die Schnappzungen 12 und 18 obere
Abschnitte 13 und 19, die sich nach oben hin verjüngen, sodass
die Innenflächen der oberen Abschnitte 13 und 19 etwas
nach außen gerichtet sind.
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Die
Zwischenräume 16 und 20 hinter den Schnappzungen 12 und 18 verlaufen
von der Oberseite bis zur Unterseite des Grundkörpers 4,
und sie sind demgemäß als durchgehende Schlitze
ausgeführt. An der Oberseite des Grundkörpers 4 verbreitern
sich die Zwischenräume 16 und 22 etwas,
indem die nach außen gerichteten Rückseiten der
oberen Abschnitte 13 und 19 etwas nach innen gerichtet
sind und indem die nach innen gerichteten gegenüberliegenden
Oberflächen des Grundkörpers 4 etwas
nach außen gerichtet sind.
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Die
Schnappzungen 12 und 18, die auch als Spannzungen,
als Schnappnasen oder als Spannnasen bezeichnet werden können,
drücken den in den Hohlraum 8 eingebrachten oder
eingesetzten Kugelbolzen 32 gegen die jeweils gegenüberliegende
und gegen die untere Wandung des Hohlraums 8 und fixieren
den Kugelbolzen 32 demgemäß in dem Hohlraum 8.
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Die
Spannwirkung der Schnappzunge 12 ist nach links unten gerichtet,
und die Spannwirkung der linken Schnappzunge 18 ist nach
rechts unten gerichtet, und durch die Schnappzungen 12 und 18,
insbesondere durch deren gekrümmt verlaufenden Bereich
bis zu den Schnappwulsten 14 und 20 wird der Kugelbolzen 32 in
der untersten Stellung innerhalb des Hohlraums 8 fixiert.
Dabei wird das Entstehen von Spalten oder Zwischenräumen
zwischen dem Kugelbolzen 32 und dem unteren Bereich des
Hohlraums 8 weitestgehend vermieden, und Toleranzen hinsichtlich
des Durchmessers des Kugelbolzens 32 und des Hohlraums 8 werden
zuverlässig ausgeglichen.
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Der
Kugelbolzen 32, der auch als Kugelkopf bezeichnet werden
kann, weist eine Kugelform auf, und nach oben schließen
sich ein Kugelhals 34 und ein Kugelzapfen bzw. ein Anschlussstück 36 an,
an dem ein weiteres verschiebbares Element, insbesondere eine Zugfeder
befestigt werden kann. Das Anschlussstück 36 ist
hier nur exemplarisch dargestellt. Da es grundsätzlich
beliebig ausgebildet sein kann, ist das in den Figuren gezeigte
Anschlussstück 36 nicht weiter erläutert.
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An
der Unterseite des Grundkörpers 4 etwa in Verlängerung
der Mittelachse des kugelförmigen Hohlraums 8 ist
ein sich nach unten erstreckender gewölbter Unterseitenbereich
des Grundkörpers 4 ausgebildet.
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Die
Kugelpfanne 2 umfasst des Weiteren eine Metallspange 24 mit
einer ersten Sperrzunge 26 und mit einer zweiten Sperrzunge 28.
Diese Metallspange, die auch als Sicherungsspange oder als Metallbügel
bezeichnet werden kann, umfasst einen Bügelabschnitt 25,
der im Wesentlichen in Links-Rechts-Richtung des Grundkörpers 4 ausgerichtet
ist sowie an dessen linken und rechten Ende ansetzende und nach
oben gerichtete Sperrzungen 26 und 28, deren Breite
ge ringfügig breiter als die durchgehenden Zwischenräume 16 und 22 hinter den
Schnappzungen 12 und 18 ausgebildet ist.
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In 1 ist
die Metallspange 24 in ihrer eingeschobenen Sicherungsposition
dargestellt. Dabei verlaufen die Sperrzungen 26 und 28 in
den durchgehenden Zwischenräumen 16 und 22 hinter
den Schnappzungen 12 und 18 bis unmittelbar unterhalb der
Oberseite des Grundkörpers 4, und die Oberseite des
Bügelabschnitts 25 liegt an dem gewölbten
Unterseitenbereich des Grundkörpers 4 an. Die
Länge der Sperrzungen 26 und 28 entspricht
in etwa der Abmessung des Grundkörpers 4 von dessen
Unterseite bis zur Oberseite der Schnappzungen 12 und 18,
in dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 sind
die Sperrzungen 26 und 28 geringfügig
kürzer ausgebildet. In 1 ist noch
zu erkennen, dass der Übergang zwischen Bügelabschnitt 25 und
den Sperrzungen 26 und 28 abgerundet ausgebildet
ist, dass die Sperrzungen 26 und 28 nach dem Übergangsbereich zu
dem Bügelabschnitt 25 eine etwas verschmälerte Breite
aufweisen, und dass ihre Spitze ebenfalls abgeflacht oder abgerundet
ausgebildet ist.
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Der
Grundkörper 4 einschließlich der Schnappzungen 12 und 18 ist
im vorliegenden Ausführungsbeispiel einstückig
aus Kunststoff hergestellt, insbesondere durch ein Spritzgießverfahren. Alternativ
dazu können die Schnappzungen 12 und 18 auch
als separate Teile vorgesehen und mit dem Grundkörper 4 geeignet
verbunden werden. Der Kugelbolzen 32 mit Kugelhals 34 und
dem Anschlussstück ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel aus
Metall hergestellt.
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2 zeigt
eine schematische Darstellung der Kugelpfanne 2 ohne darin
eingesetzten Kugelbolzen 32, mit nach außen aufgespreizten
Schnappzungen 12 und 18 und mit der Metallspange 24 in
Ausgangsposition.
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Die 2 visualisiert
den Zustand der Kugelpfanne 2 bei der Montage bzw. beim
Einbringen des Kugelbolzens 32 in den kugelförmigen
Hohlraum 8, wobei zum besseren Verständnis der
Kugelbolzen 32 weggelassen ist, damit das Aufspreizen der Schnappzungen 12 und 18 besser
erkennbar ist.
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Der
kugelförmige Hohlraum 8 ist dabei gut zu erkennen,
und der breiteste Bereich des kugelförmigen Hohlraums 8,
der dem Durchmesser des Kugelbolzens 32 im Wesentlichen
entspricht, ist durch eine in etwa mittig bezogen auf die Breitenerstreckung des
Grundkörpers 4 verlaufende Linie dargestellt.
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Die
Metallspange 24 ist so weit nach unten herausgezogen, dass
die vorderen Enden ihrer Sperrzungen 26 und 28 hinter
den Schnappzungen 12 und 18 etwa mittig bezogen
auf die Länge der Zwischenräume 16 und 22 liegen.
Diese Position der Metallspange 24 kann auch als Ausgangsstellung bezeichnet
werden.
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Des
Weiteren in 2 sind die jeweils seitlich
in Richtung hinter den Schnappzungen 12 und 18 liegenden
Zwischenräume 16 und 22 gut zu erkennen,
ebenso sind seitliche Zwischenräume vor den Schnappzungen 12 und 18 vorhanden,
was in 2 nicht zu sehen ist.
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Beim
Einschieben des Kugelbolzens 32 von oben in den kugelförmigen
Hohlraum 8 gleitet die Oberfläche des Kugelbolzens 32 zunächst
in den vorderen, vor dem kugelförmigen Hohlraum 8 gelegenen
Einführbereich 9 und über die Innenflächen
der oberen Abschnitte 13 und 19 der Schnappzungen 12 und 18,
da der Durchmesser des Kugelbolzens 32 breiter ist als
der Abstand zwischen den Schnappwulsten 14 und 20 der
Schnappzungen 12 und 18. Die Schnappzungen 12 und 18 werden
beim Einschieben des Kugelbolzens 32 nun kontinuierlich nach
außen gedrückt, bis zu einer Position, in welcher
der Abstand zwischen den Schnappwulsten 14 und 20 der
Schnappzungen 12 und 18 dem Durchmesser des Kugelbolzens 32 entspricht,
sodass dieser über die Schnappwulste 14 und 20 nach
unten gleiten kann und dann in dem kugelförmigen Hohlraum 8 aufgenommen
wird.
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In 2 ist
der maximale Aufspreizungszustand der Schnappzungen 12 und 18 dargestellt,
in diesem maximalen Aufspreizungszustand ist nur noch ein sehr geringer
Abstand zwischen den nach außen gerichteten Hinterseiten
der vorderen Abschnitte 13 und 19 der Schnappzungen 12 und 18 und
den nach innen gerichteten grundkörperseitigen Flächen
der Zwischenräume 16 und 22 hinter den Schnappzungen 12 und 18 vorhanden.
Die Zwischenräume hinter den vorderen Abschnitten 13 und 19 der
Schnappzungen 12 und 18 sind dementsprechend minimal.
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3 zeigt
eine schematische Darstellung des Gelenks 1 mit der Kugelpfanne 2,
mit dem in den kugelförmigen Hohlraum 8 der Kugelpfanne 2 eingesetzten
Kugelbolzen 32 und mit der Metallspange 24 in
Ausgangsposition.
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Die
Position der Metallspange 24 entspricht der in 2 gezeigten
Position. Im Unterschied zu 2 zeigt 3 die
Schnappzungen 12 und 18 in ihrem eingefederten
Zustand, in dem sie den Kugelbolzen 32 umklammern. Die
Schnappzungen 12 und 18 sind von der aufgespreizten
Stellung in ihre Fixierungsstellung gebracht worden, in der ihre
unteren Bereiche bis zu den Schnappwülsten 14 und 20 an der
Oberfläche des Kugelbolzens 32 anliegen und diesen
umgreifen. Demgemäß wird der Kugelbolzen 32 nun
in dem kugelförmigen Hohlraum 8 fixiert.
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Wenn
nun allerdings eine Zugwirkung nach vorne auf den Kugelbolzen 32 wirkt,
was insbesondere dann der Fall ist, wenn an dem Anschlussstück 36 eine
Zugfeder ansetzt, dann kann in dieser teilweise herausgezogenen
Stellung der Metallspange 24 der Kugelbolzen 32 auf
ungewollte Weise wieder aus dem kugelförmigen Hohlraum 8 herausgezogen
werden, in dem die Schnappzungen 12 und 18 nach
außen aufgespreizt werden.
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Wird
nun die Metallspange 24 in die in 1 gezeigte
Sicherungsposition eingeschoben, in welcher die Sperrzungen 26 und 28 den
Zwischenraum hinter den Spannzungen 12 und 18 beinahe
vollständig ausfüllen, dann wird ein derartiges
ungewolltes Herausziehen des Kugelbolzens 32 aus dem kugelförmigen
Hohlraum 8 zuverlässig vermieden.
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Ein
Herausziehen des Kugelbolzens 32 nach oben ist bei der
eingeschobenen Sicherungsposition der Metallspange 24 nur
durch Materialdeformation möglich. Die hierfür
erforderlichen Kräfte sind um ein Vielfaches höher
verglichen mit den Kräften, bei denen ein Herausziehen
des Kugelbolzens 32 aus dem ku gelförmigen Hohlraum 8 bei
freiem Federweg der Schnappzungen 12 und 18 nach
außen erfolgt.
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Durch
die Metallspange 24 in der eingeschobenen Sicherungsposition
wird ein Auffedern der Schnappzungen 12 und 18 zuverlässig
verhindert, und der Kugelbolzen 32 wird somit in dem kugelförmigen
Hohlraum 8 verriegelt.
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Zur
Montage des Gelenks 1 befindet sich die Metallspange 24 zunächst
in ihrer herausgezogenen Ausgangsstellung, diese stellt auch den
Anlieferzustand der erfindungsgemäßen Kugelpfanne 2 dar. Dann
wird der Kugelbolzen 32 von oben über den Einsetzbereich 9 und
unter Aufspreizung der Schnappzungen 12 und 18,
wie in 2 dargestellt, in den kugelförmigen Hohlraum 8 eingebracht.
Die Montagekräfte hierfür liegen unterhalb eines
kritischen Grenzwerts, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel
bei etwa 60 N liegt. Die Schnappzungen 12 und 18 befinden
sich nun in ihrem eingefederten Zustand, der in 3 gut
zu erkennen ist.
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Schließlich
wird die Metallspange 24 in ihren Sicherungszustand eingeschoben,
wie er in 1 gut zu erkennen ist. Nun ist
der Federweg der Schnappzungen 12 und 18 blockiert,
es kann kein Auffedern derselben mehr erfolgen. Die zum Herausziehen
des Kugelbolzens 32 aus dem kugelförmigen Hohlraum 8 erforderlichen
Abzugskräfte sind deutlich erhöht.
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Zur
Demontage wird die Metallspange 24 wieder in ihre in den 2 und 3 dargestellte Ausgangsstellung
herausgezogen, was mittels eines Hilfswerkzeugs, bspw. einem kleinen
Schraubendreher erfolgen kann. Dadurch wird der Federweg der Schnappzungen 12 und 18 wieder
freigegeben und ein leichteres Abziehen der Kugelpfanne 2 vom Kugelbolzen 32 wird
ermöglicht. Das erfindungsgemäße Gelenk
ermöglicht eine mehrfache Montage und Demontage mit einfachen
Hilfsmitteln.
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4 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines Gelenks 38 mit einer
daran ansetzenden Druckfeder 52 und mit einer daran ansetzenden Zug-Schraubenfeder 48.
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Die
Längssymmetrieachse des Gelenks 38 ist durch eine
unterbrochene Linie dargestellt. Das Gelenk 38 umfasst
eine Kugelpfanne 40 mit einem Grundkörper, in
die ein in der 4 nicht zu sehender Kugelbolzen
eingesetzt ist. Der Grundkörper 40 der Kugelpfanne
weist von der Seite her gesehen eine runde Grundform auf. Er kann
auf der in 4 nicht zu erkennenden hinteren
Seite geeignet drehbar befestigt werden. Die Unterseite der Kugelpfanne und
des Grundkörpers 40 liegt dabei in 4 links, und
in 4 ist der seitliche Bereich der Kugelpfanne und
des Grundkörpers 40 schräg nach vorne
gerichtet. In diesem seitlichen Bereich sind zwei Zwischenräume 44 erkennbar,
die sich von der Seite des Grundkörpers 40 bis
hinter die hier nicht zu erkennenden Schnappzungen erstrecken. In
diese Zwischenräume 44 sind zwei hier ebenfalls
nicht zu erkennende Sperrzungen einer hier in ihrer eingeschobenen
Sicherungsposition befindlichen Metallspange eingeführt,
deren Bügelabschnitt 46 in 4 auf der Seite
des Grundkörpers aufliegt. Diese Sperrzungen, die etwas
breiter ausgebildet sind als die Sperrzungen 26, 28 des
ersten Gelenks 1, füllen den Zwischenraum hinter
den Spannzungen beinahe vollständig aus, und so wird ein
ungewolltes Herausziehen des Kugelbolzens aus dem kugelförmigen
Hohlraum zuverlässig vermieden.
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An
dem Zugfeder-Anschlussstück des Kugelbolzens setzt eine
Druckfeder 52 an, die sich in 4 nach rechts
erstreckt und die innerhalb einer Zug-Schraubenfeder 48 verläuft.
Die Schraubenfeder 48 ist mit ihrem linken Federende 42 in
einer entsprechenden Federenden-Aufnahme 42 des Grundkörpers 40 befestigt.
Diese Federenden-Aufnahme 42 ist als Vertiefung in dem
Grundkörper 40 ausgebildet, die über
den vorderen, unteren und hinteren Bereich des Grundkörpers 40 verläuft.
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Bei
dem in 4 gezeigten Gelenk 38 handelt es sich
um ein Drucksystem mit Zug-Schraubenfeder 48 und Druckfeder 52.
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Die
vorstehend mit Bezug auf das Gelenk 1 und die 1 bis 3 beschriebenen
Ausgestaltungen und Vorteile sind analog auch auf das Gelenk 38 gemäß 4 übertragbar.
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Hinzu
kommt bei dem Gelenk 38 der Vorteil, dass die Metallspange
von der Seite eingeschoben wird und dass somit der untere Bereich
des Grundkörpers 40 frei bleibt, so dass dieses
Gelenk 38 auch für ziehende Systeme, wie sie beispielsweise
mit Zugfedern üblich sind, geeignet ist.
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- 1
- Gelenk
- 2
- Kugelpfanne
- 4
- Grundkörper
- 6
- Anschlussbereiche
- 8
- kugelförmiger
Hohlraum
- 9
- Einführbereich
- 10
- kreissegmentförmiger
Wulst
- 12
- erste
Schnappzunge
- 13
- oberer
Abschnitt
- 14
- Schnappwulst
- 16
- Zwischenraum
- 18
- zweite
Schnappzunge
- 19
- oberer
Abschnitt
- 20
- Schnappwulst
- 22
- Zwischenraum
- 24
- Metallspange
- 25
- Bügelabschnitt
- 26
- erste
Sperrzunge
- 28
- zweite
Sperrzunge
- 32
- Kugelbolzen
- 34
- Kugelhals
- 36
- Zugfeder-Anschlussstück
- 38
- Gelenk
- 40
- Kugelpfanne
- 42
- Federenden-Aufnahme
- 44
- Zwischenraum
- 46
- Bügelabschnitt
- 48
- Schraubenfeder
- 50
- Federende
- 52
- Druckfeder
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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