DE2712118A1

DE2712118A1 - Gelenkpfanne fuer ein winkelgelenk

Info

Publication number: DE2712118A1
Application number: DE19772712118
Authority: DE
Inventors: Bernd Schenk
Original assignee: ITW Ateco GmbH
Current assignee: ITW Ateco GmbH
Priority date: 1976-03-25
Filing date: 1977-03-19
Publication date: 1977-10-06
Also published as: US4111570A; DE2712118C2; GB1544067A; SE7703316L; FR2345614A2; ES227358U; ES227358Y; BR7701730A; FR2345614B2; CA1056175A; JPS52115963A; IT1115279B; JPS5943644B2

Description

PATENTANWÄLTE

dr. ing. II. NEGENDAXK (ib7S> dipping. II. HAITCK · Dvrwnvs. V/. SCHMITZ DiPI-.-IN«. E. GBAALFS · uipi.-ino. W. WEHNERT · dipl-phys. W. CARSTEXS

nAMBURG-MÜNClIEN 27121 18

ZUSTKLLrNGSANSCHHIFT: 20OO HAMBVDG 36 · NEUE« WALL 41 TELErON (O4O) 30 74 28 UND 38 4113

£ TELKGR. NEGKDAPATENT HAMDURO

ITW-ATECO GmbH _{8OOO M}c_{NCnEN 2} . mozartstr. 23 Stormarnstr. 43-49 telefon (oso) a3805 se TBtEGR. KIOIDiPiTIKT Mt)NCHBN

2000 Norderstedt 1 Hamburg. 16. März 1977

Gelenkpfanne für ein Winkelgelenk Zusatz zu Patent (Patentanmeldung P 25 12 253.6)

In dem Hauptpatent ist eine Gelenkpfanne für ein Winkelgelenk beschrieben, insbesondere ein Kugelgelenk, im folgenden als Kugelkäfig bezeichnet, welches hergestellt ist aus Kunststoff oder thermoplastischem Kunststoff, mit einer Pfanne zur Aufnahme einer Kugel und wenigstens einem elastischen Verriegelungselement zum Halten der Kugel in ihrer Pfanne, einer Nut, einer Aussparung, einem Schlitz, einer in dem Käfig gebildeten Kerbe oder anderem Hohlraum, der einem Keil oder Sperrelement eine Einwirkung auf das elastische Element derart gestattet, daß er es zwingt, nach Einführung der Kugel in den Käfig ständig einen Druck auf sie auszuüben« In dem Patent ist ebenfalls angedeutet, daß das aus einer kleinen Zunge oder elastischen Platte bestehende elastische Verriegelungselement eine einen Vorsprung bildende überkragung aufweist, der bei seiner Tätigkeit zur "Verriegelung" der Kugel mit mindestens einer anderen einen

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Vorsprung bildenden Überkragung zusammenarbeitet, die ihm vorzugsweise diametral gegenüberliegt» Jedoch einen angeformten Teil der Innenwand des Kugelkäfigs bildet und daher gewissermaßen ein starres Anschlagelement für die Kugel in ihrer Pfanne darstellt· Bei dem Patent ist auch vorgesehen, daß der Kugelkäfig mehrere elastische Verriegelungselemente aufweisen kann, die entweder mit einem gemeinsamen Keil oder einzelnen Keilen verbunden sein können·

Die vorliegende Erfindung schafft nunmehr eine Vervollständigung für den Kugelkäfig gemäß dem Hauptpatent in dem Sinne, daß jedem elastischen Verriegelungselement notwendigerweise und zwangsläufig ein homologes elastisches Verriegelungselement gegenüberliegt und ein einziges Sperrelement gleichzeitig auf die beiden elastischen Elemente einwirkt.

Die Erfindung weist die folgenden weiteren Merkmale auf:

Die Sperrvorrichtung hat die Form eines Dorne oder Sperringes, der unmittelbar auf die elastischen Sperrelemente einwirkt;

die Kugel ist auf einer Lagerung befestigt, und der Kugelkäfig ist mit einem System zur Aufnahme und Befestigung einer Steuerstange versehen, die ebenso jede andere etwa gewünschte Funktion außer derjenigen der einfachen Steuerung gewährleisten kann;

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der Kugelkäfig ist auf einer Lagerung befestigt, und die Kugel ist mit einem System zur Aufnahme und Befestigung einer Steuerstange versehen, die ebenso jede andere Funktion gewährleisten kann, die außer derjenigen dir einfachen Steuerung erwünscht sein mag;

der Kugelkäfig ist in einem in einer Lagerung gebildeten Hohlraum gelagert und seine Verankerung darin sichergestellt durch auf dem Käfig gebildete elastische Elemente, die mit den Wänden und/oder den Kanten des Hohlraums zusammenarbeiten, sowie durch eine Sperrvorrichtung, die gleichzeitig auf die elastischen Verriegelungselemente der Kugel und auf die elastischen Elemente einwirkt, die für ihre Befestigung auf ihrer Lagerung vorgesehen sind·

Der Kugelkäfig gemäß der vorliegenden Zusatzanmeldung bietet die folgenden miteinander verbundenen und in Zusammenhang miteinander stehenden Vorteile:

Leichte und sichere Montage der Kugel in dem Käfig;

veränderliche Verriegelung der Kugel in dem Käfig nach Bedarf)

veränderliche Schwingung (Bewegung) der Kugel in dem Käfig je nach den Erfordernissen;

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leichte und sichere Lagerung einer Steuerstange·

Weitere Merkmale und Vorzüge der Erfindung gehen aus der fojfenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher hervor. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch den Kugelkäfig gemäß der Erfindung zur gleichzeitigen Gewährleistung einer elektrischen Funktion;

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie H-II der Fig. 1;

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Käfigj

Fig. h einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3;

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 3j

Fig. 6 einen Schnitt durch eine mögliche abgewandelte Ausführungsform eines Kugelkäfigs gemäß der Erfindung;

Fig. 7 eine Ansicht des in Fig. 6 gezeigten Teils;

Fig. 8 einen Schnitt durch eine zweite mögliche abgewandelte Ausführungsform eines Kugelkäfigs gemäß der Erfindung;

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Fig. 9 eine Draufsicht auf den In Fig. 8 gezeigten Teil;

Fig. 10 einen Schnitt durch eine mögliche dritte Ausfuhrungsform eines Kugelkäfigs gemäß der Erfindung;

Fig. 11 eine Draufsicht auf den in Fig. 10 gezeigten Teil;

Fig. 12 einen Schnitt durch einen Kugelkäfig gemäß der Erfindung bei Lagerung auf einem Lager;

Fig· 13 eine Draufsicht auf den in Fig. 12 gezeigten Teil;

Fig* λΗ eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform des Kugelkäfigs gemäß der Erfindung, ausgestattet mit Einrichtungen zu seiner Lagerung auf einem Lager;

Fig». 15 und 16 jeweils Darstellungen im Schnitt nach den Linien A-B und A-A* der Fig. lh und

Fig. 17 einen Schnitt durch die als "Kugelabdeckung¹¹ bezeichnete Vorrichtung, die gleichzeitig eine Verriegelung der Kugel und Verankerung des Käfigs auf einem Lager gestattet.

Die Figuren 1 bis 11 der Zeichnunger χοigen einen Kugelkäfig mit einer S-teuerntanö^u-ag—rung zur Lagerung auf einer Kugel, die selbst auf einer Lagerung befestigt ist, während die Figuren 12 bis 16 einen Kugelkäfig zeigen, der unmittelbar auf ei-

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ner Lagerung gelagert und zur Aufnahme einer Kugel mit Steuerstangenlagerung bestimmt ist. Die Kugel ist im Interesse der

Klarheit in keiner der Figuren gezeigt. Es handelt sich üblicherweise um eine herkömmliche Kugel, die durch Schrauben
oder andere Mittel auf einer Lagerung befestigt ist oder die
ein System zur Lagerung einer Steuerstange trägt, wenn sie auf einem Kugelkäfig gelagert ist, der selbst auf der Lagerung befestigt ist.

Die Kugelkäfige gemäß der Erfindung (dargestellt in den Figuren 1 bis 7) bestehen aus einem Kunststoffgußkörper von beliebiger äußerer Gestalt oder einem starren Gerüst 1 mit einer Buchse 2 und einer Aussparung 3 zur Aufnahme der nicht gezeigten Kugel. Im Innern der Aussparung sind mindestens zwei elastische Platten (wie k) von konkaver Gestalt vorgesehen, deren Krümmungsradius sowohl in der vertikalen als auch in der horizontalen Ebene
praktisch dem die Kugel bildenden Halbmesser entspricht.

In dem Gerüst 1 sind (bei den in den Figuren 1 bis 7 gezeigten Ausführungsformen) zwei Vertiefungen 5a-5b vorgesehen, deren
eine Vand durch den geradlinigen Rückenteil der elastischen
Platten gebildet wird} diese Vertiefungen dienen zur Aufnahme
der wirksamen Klemmelemente 5, mindestens eines abnehmbaren
Doms, die durch einen Steg 7 miteinander verbunden sind (Fign. bis 3). Der untere Teil dieser Elemente 5 ist mit Nocken 6 bestückt, deren Funktion aus der folgenden Beschreibung hervorgeht.

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Die Buchse/weist vorzugsweise einen vieleckigen Teil 2b auf, an den sich ein kreisförmiger Teil 2a mit einer Bohrung 8 und einem Sitz 9 in ihrer Dicke anschließt.

Sowie der Käfig in Stellung gebracht wird, trennt die Kugel die biegsamen Platten k auseinander, die um die Kugel herum verteilt sind und auf einem Umfang mit einem Durchmesser praktisch gleich dem der Kugel liegen. Die verbleibenden festen Abschnitte des Gerüstes 1 sind dann so vorgesehen, daß sie genau dem Durchmesser der Kugel entsprechen.

Der Kugelkäfig umgibt daher die Kugel vollständig und entspricht ihrer Form. Der Steuersteg 7 des Dornelements 5 is* unter Druck im Sinne des Pfeiles (Fig. 2) weit genug nach unten geschoben und stellt eine zwangsläufige Verbindung der Kugel in dem Käfig sicher. Eine mehr oder minder starke Verriegelung dieser Kugel in dem Käfig läßt sich durch Veränderung des Durchmessers der Ausnehmung 3 des Käfigs und der Krümmung der elastischen Platten h bestimmen. Ebenso läßt sich eine progressive Einspannwirkung der elastischen Platten auf der Kugel durch Veränderung der Formen der Dornelemente oder des Ringes (z.B. konische Wände, Nockenformen, etc.) erreichen.

Eine Bewegung des Kugelkäfigs um die Kugel herum läßt sich ebenso nach Bedarf bestimmen, sei es durch mehr oder minder etarkes Verstellen eines Abstandes des Kopfes der Kugel auf ihrer Stange, sei es durch Verringerung der Entfernung H (Fig. 2) des Ein-

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'β -

Schlusses der Kugel jenseits ihres größten Durchmessers»

Die Buchse 2 zur Aufnahme der allgemein aus Metall bestehenden Steuerstange kann vorteilhafterweise so ausgelegt sein, daß diese Stange durch einen Gewindeabschnitt ihr eigenes Innengewinde in das Kunststoffmaterial einschneidet. Um den Käfig der Kugel während dieses Vorgangs nicht zu beschädigen, ist für den Teil 2b ein Abschnitt von einer beliebigen vieleckigen Gestalt vorgesehen (in der Konstruktion der Fig, h sechseckig), und zwar derart, daß man während der gesamten Tätigkeit des Verschraubens der Stange in der Bohrung 8 das Stück mit einem Werkzeug blockieren kann« Diese Bohrung 8 kann vorteilhafterweise eine Eintrittsführung 8b aufweisen. Es ist zu beachten, daß die Steuerstange durch eine Schnappverbindung oder jedes andere bekannte Mittel auf dem Käfig befestigt sein kann,

Venn die Hinzufügung eines elektrischen Kontaktes erforderlich ist, gestattet ein Sitz 9 in der Dicke der Buchse des Käfigs die Lagerung einer elektrischen Klemme 10 mit einer Zunge in Form einer Harpune, die eine positive Befestigung der Klemme in dem Sitz ^ des Kugelkäfigs gestattet und eine Drehbewegung der Klemme mit Bezug auf die Stange verhindert, wo eine Gegenmutter sie blockiert. Diese Klemme kann durch die metallische Stange selbst mit einem Schultervorsprung oder mit Hilfe einer Gegenmutter blockiert werden. Die metallische Stange sichert im allgemeinen die elektrische Leitfähigkeit. Sie kann gegebenenfalls durch eine äußere Hülle elektrisch isoliert werden,

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vährend der Kugelkäfig aus isolierendem Kunststoff die Rückleitung des durch die Stange geführten elektrischen Stromes zur Masse verhindert«

Die Demontage der Anordnung gemäß der Erfindung ist mit Hilfe eines Schraubenziehers möglich, der unter einer Kerbe 11 (Fig, 1 und 2) zum Ansatz gebracht wird, um die Brücke 7 anzuheben, die die Dorne 5 mit sich zieht, welche die elastischen Platten k entsp-erren und die in dem Käfig befindliche Kugel lösen· Sie kann dann durch einfaches Ziehen außer Eingriff gebracht werden.

Die Gefahr eines Verlustes des aus Brücke und Dornen bestehenden Einbaus wird durch Nocken 6 ausgeschaltet, dio gegen den oberen Teil des Gerüstes 1 anstoßen·

Die Figuren 6 und 7 zeigen einen gemäß der Erfindung ausgebildeten Gegenstand, bei dem die Dorne 5 iⁿ einer anderen Ebene ausgerichtet sind« Es liegt auf der Hand, daß die Richtung des Eindringens der Dorne zum Blockieren der elastischen Platten in jeder beliebigen Ebene liegen kann·

Die Figuren 8 und 9 zeigen eine andere Ausführungsform des Gegenstandes gemäß der Erfindung· Xn diesem Falle erfolgt die Blockierung der in der Zeichnung dargestellten flexiblen Platten k durch einen Ring 12, der als Gußstück den gleichen Außendurchmesser wie die die Kugel umgebenden flexiblen Platten k

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aufweist. Bei der Montage des Kugelkäfigs auf der auf ihrer Lagerung befestigten Kugel spreizen sich die elastischen Platten und gestatten ein Insteilungbringen der Kugel in dem Käfig. Der Ring 12 wird dann in Richtung des Pfeils (Fig. 8) verschoben und sichert so die vollständige Blockierung der Kugel, indem er alle flexiblen Platten blockiert. Die Verschiebung des Ringes kann durch Nocken 13 begrenzt werden, die an die Außenseiten der flexiblen Platten angegossen sind. Es ist ebenso klar ersichtlich, daß die Richtung des Eindringens des Ringes zur Sicherung der Blockierung der flexiblen Platten in einer beliebigen Ebene liegen kann. Der Ausbau erfolgt durch Lösung des Ringes, der die Kugel freigibt.

Die Figuren 10 und 11 zeigen eine andere Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung. Die Blockierung der flexiblen Platten erfolgt hier durch einen offenen Ring 14, der mit zwei Endvordickungen 15 ausgestattet ist. Diese Vordickungen dienen zum Entlanggleiten in einer komplementär ausgebildeten Führung 16, die in der Masse des Gegenstandes vorgesehen ist.

Dieser Ring wird in Pfeilrichtung (Fig. 10) herunterbewegt, um die Blockierung der flexiblen Platten sicherzustellen. Es handelt sich um eine Variante des in dem vorhergehenden Fall beschriebenen einfachen Ringes.

Dio Figuren 12 und 13 zeigen einen Kugelkäfig zur Befestigung auf einer Auflage. Alles, was in den verschiedenen Modellen

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der Kußelkäfige zur Lagerung auf einer Kugel die selbst auf einer Lagerung befestigt ist beschrieben wurde, bleibt für diese Ausftihrungsform gültig, abgesehen von dem Unterschied, daß die die Steuerstange tragende Buchse in Fortfall kommt und durch die Befestigung auf der Auflage ersetzt wird. Es sind alle bekannten Befestigungsarten anwendbar·

Figur 12 zeigt eine Befestigungsart (x) durch Verklinkung, ohne sie im einzelnen darzustellen, und die Blockierung der flexiblen Platten k durch den Ring 12 erfolgt durch Abwärtsbewegung des Ringes in Richtung des Pfliles in Fig. 12. Eine Arretierung des Ringes in der Stellung der Blockierung kann durch eine einfache Verklinkung eines Bördelflansches 17 in. einer Kehle 18 vorgesehen werden. Der Ausbau erfolgt durch genügendes Ausklinken mit Hilfe eines einfachen Werkzeuges wie z.B. eines Schraubenziehers·

Es wird nunmehr auf die Figuren ΛΗ bis 16 Bezug genommen, welche die Ausführungsform bei Befestigung des Kugelkäfigs gemäß der E_rfindung auf einer Platte oder einem Blech (τ) zeigen.

In der gezeigten Ausführungsform weist der Mantel (jupe = Rock) des Kugelkäfigs C, der an seinem oberen Teil durch einen Stützflange C₁ verlängert ist, drei elastische Platten L auf, die durch Ausschnitte über einen Teil der Höhe des Mantels gebildet und an ihrem Oberteil mit Greifwarzen P und einer Schultor E versehen sind.

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Ab

Es ist nunmehr leicht zu verstehen, daß beim Einführen des genannten Käfigs unter Druck in die in der Auflage T in Form einer Platte oder eines Bleches vorgesehene Aussparung passenden Durchmessers und bei Abstützung auf seinem Flange C₁, sowie Einführung der in Fig. 17 gezeigten Abdeckung oder Kappe D (d.h. eines Teils in Form eines Ringes B, auf dem eine Kappe aufsitzt, die in ihrer Mitte eine Öffnung für den Durchtritt der Steuerstange (nihct gezeigt) der Kugel aufweist) in den ringförmigen Raum A₁, der durch die Innenwand des Käfigmantels, die Innenwand der elastischen Platten L und die Außenwand der elastischen Verriegelungsplatten h begrenzt wird, diese Abdeckung oder Kappe gleichzeitig auf diese und jene einwirkt· Durch Einwirkung auf die Verriegelungsplatten belastet sie diese, so daß sie an der Kugel anliegen und sie einspannen, bei Einwirkung auf die Innenwand der elastischen Platten zwingt sie die elastischen Platten L auszuweichen, was die Schultern E unter die Unterseite der Platte T führt. Da die Außenwände L des Käfigs C nicht mehr mit den Kanten der auf seinem Sitz vorgesehenen Öffnung oder Aussparung fluchten, findet sich dieser Käfig somit verankert, und eine Lösung kann nur erfolgen durch Zurückziehen des Teils D und Zurückbringen der Platten L in eine Stellung, in der ein Herausziehen des Käfigs C aus seinem Sitz in T gestattet ist. Das Teil D bildet durch seine Kappe auch eine Abdeckung oder einen Verschlußstopfen für den Kugelkäfig (c). Zur Vervollständigung der Verankerung kann die Außenwand des Ringes B mit Einschnitten oder Einkerbungen V versehen sein, die mit entsprechenden auf dem

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Innenmantel der elastischen Platten L und/oder auf der Außenwand der elastischen Platten h gebildeten Vorsprüngen W zusammenarbeiten·

Diese Ausführungsform kann natürlich jeder beliebigen Lage des Mittelpunktes der Kugel angepaßt werden, auf welcher ihre Bedienungsvorrichtung montiert ist, selbst wenn sich dieser Mittelpunkt in der Auflageebene, über oder unter derselben befindet.

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Claims

Patentansprüche t

f1·*> Gelenkpfanne für ein Vinkelgelenk oder Kugelkäfig aus Kunststoff gemäß Patent ····· (Patentanmeldung P 25 12 253*6-12) bestehend aus einem Hauptkörper mit einem Käfig zur Aufnahme einer Kugel, sowie wenigstens einem elastischen Verriegelungselement in Form einer Zunge zum Zurückhalten der Kugel in ihrem Sitz, wobei die Zunge einen Vorsprung aufweist, welcher einem anderen, einen Bestandteil des Käfigs bildenden Vorsprung diametral gegenüberliegt, einem Keil oder einer Blockiervorrichtung zur Einführung in einen Spalt zur Belastung des elastischen Verriegelungselements gegen die Kugel, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Käfig (i, C) jedem elastischen Verriegelungselement (k) notwendigerweise und zwangsläufig ein homologes elastisches Verriegelungselement (k) gegenüberliegt und daß die Blockiervorrichtung (5, 12,14, B) eine einzelne ist und gleichzeitig auf beide elastischen Elemente (4) einwirkt.

2. Kugelkäfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Verriegelungselemente (4) durch wenigstens zwei elastische Platten von konkaver Gestalt dargestellt sind, deren Krümmungsradien sowohl in der senkrechten als auch in der waagerechten Ebene im wesentlichen dem die Kugel bildenden Kugeldurchmesser entsprechen.

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ORIGINAL INSPECTED

3· Kugelkäfig nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blockiereinrichtung die Form eines Dorne (5) oder Verriegelungsringes (12, 14, B) hat, der unmittelbar auf die elastischen Platten (4) einwirkt.

4. Käfig nach einem der Ansprüche 1 bis 3 t dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel auf einem Lager befestigt und der Käfig mit einem System zur Aufnahme und Befestigung einer Steuerstange versehen ist, die ebenso gut jede andere erwünschte Funktion außer der einfachen Steuerung gewährleisten kann·

5· Käfig nach jedem der Ansprüche 1 bis 3t dadurch gekennzeichnet, daß der Kugelkäfig auf einem Lager (Τ) befestigt und die Kugel mit einem System zur Aufnahme und Befestigung einer Steuerstange versehen ist, die ebenso gut jede andere erwünschte Funktion außer derjenigen der einfachen Steuerung erfüllen kann.

6« Käfig nach jedem der Ansprüche 4 oder 5t dadurch gekennzeichnet; daß der Hauptkörper (1) des Kugelkäfigs durch eine Buchse (2) verlängert ist, die ein Innengewinde zur Aufnahme der Steuerstange und einen auf der Buchse vorhandenen vieleckigen Teil (26) aufweis-t, um eine Drehbewegung des Hauptkörpers (1) beim Verschrauben der Steuerstange zu verhindern»

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7. Kugelkäfig nach jedem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptteil (i) des Kugelkäfigs eine Aussparung (9) für die Aufnahme eines Kabelschuhs (1O) einer elektrischen Verbindung in Form einer Harpune aufweist.

8» Kugelkäfig nach jedem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7t dadurch gekennzeichnet, daß eine mehr oder minder starke Blockierung der Kugel durch den Anfangsabstand der elastischen Platten (4) sichergestellt wird«

9. Kugelkäfig nach jedem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Kugelkäfigs um die Kugel herum durch Einstellung des Abstandes des Kugeleinschlusses hinter ihrem größten Durchmesser gesichert ist.

10. Kugelkäfig nach jedem der Ansprüche 1 bis 3 oder 5 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß er in einem Hohlraum einer Lagerung (T) montiert und seine Verankerung durch auf seiner Wand gebildete elastische Elemente (L), die mit den Wänden und/oder den Kanten dieses Hohlraums zusammenarbeiten, sowie durch eine Blockierungsvorrichtung (B, d), die gleichzeitig auf die elastischen Verriegelungselemente (h) der Kugel und auf die auf der Käfigwand vorgesehenen elastischen Elemente (L) einwirkt, darin gesichert ist.

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11, Kugelkäfig nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Blockierung und Verankerung in einem zwischen den elastischen Platten (4) zur Verriegelung der Kugel und der mit elastischen Platten versehenen Innenwand des Mantels (jupe = Rock) dieses Käfigs eingesetzten Ring (b) besteht.

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