DE3610283C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gelenkverbindung für zwei gegeneinander um einen Gelenkbolzen verschwenkbare Gelenkteile nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Gelenkverbindung ist aus der DE-34 2 273-A1 bekannt. Hierbei ist ein Gelenkbolzen mit einem konischen Abschnitt an seiner Außenumfangsfläche und mit einem Ge­ windestück am freien Ende seines Schaftes in das eine Gelenk­ teil an seinem konischen Abschnitt eingesetzt und am anderen Gelenkteil befestigt. Im einen Gelenkteil ist ein Loch ausge­ bildet, in das ein Ring mit einer konischen Innenumfangs­ fläche eingefügt ist, die komplementär zum konischen Ab­ schnitt des Gelenkbolzens ausgestaltet ist, so daß die beiden konischen Lagerflächen miteinander in Anlage sind. Zwischen den Ring und eine auf das Gewindestück geschraub­ te Mutter sind eine Beilagscheibe sowie ein Gummiring einge­ fügt, so daß die Gelenkanordnung mittels der auf den Gewin­ deabschnit des Bolzens geschraubten Mutter in Axialrichtung des Bolzens gegeneinander verspannt und zusammengehalten wird. Eine derartige Gelenkverbindung ist jedoch insofern nachtei­ lig, als die axialen Mitten des zylindrischen, einen Ring mit konischem Innensitz aufnehmenden Lochs, des erwähnten Ringes und des im Ring sowie im anderen Gelenkteil aufgenom­ menen Bolzens möglicherweise nicht miteinander übereinstim­ men, was einmal auf einen Abrieb an den aneinanderliegenden Lagerflächen und zum anderen auf Toleranzen bei der Fertigung sowie dem Zusammenbau der Teile zurückzuführen ist. Eine Ab­ weichung aus der Axialität der Gelenkverbindung hat eine nicht genügend genaue Schwenkbewegung der verbundenen Gelenk­ teile zum Ergebnis, was im Fall der Anwendung der Gelenkver­ bindung beispielsweise auf eine kippbare Steuersäule eines Kraftfahrzeugs merkbares Spiel und ein unsicheres Gefühl auf seiten des Fahrers zum Ergebnis hat.

Zum Stand der Technik offenbart die GB-PS 13 22 186 einen aus zwei zusammengeklappten, parallelen Streben, die gelen­ kig verbunden sind, gebildeten Ausleger für einen Raumflug­ körper, wobei die Streben, nachdem der Raumflugkörper seine Umlaufbahn erreicht hat, zum Ausleger durch Federkraft aus­ einandergeklappt werden. Die den die beiden Streben gelenkig verbindenden Zapfen umgebenden, mit je einem Ende in einer der Streben befestigten Federn sind mit dem anderen Ende in je einer mit den beiden Enden des Gelenkzapfens fest verbun­ denen Kappe, deren Ränder zu den gelenkig verbundenen Stre­ ben hin abgebogen sind, festgelegt und vorgespannt. Bei Lösen einer die beiden Streben im zusammengeklappten Zustand halten­ den elastischen Kordel werden die Streben zu einer nur ein­ maligen Betätigung durch die Verdrehungskraft der Federn und die durch die Drehung des Flugkörpers erzeugte Zentrifugal­ kraft auseinandergeklappt sowie im gestreckten Zustand ver­ riegelt.

Des weiteren offenbart die US-PS 34 47 357 eine Gelenkverbin­ dung mit einer von sphärisch gekrümmten Flächen begrenzten Schale aus Blech, in der ein ebenfalls sphärische Flächen aufweisender Kopf eines Schwenkzapfens fest aufgenommen ist. Zwischen den beiden Gelenkteilen befindet sich ein vom Schwenkzapfen durchsetzter Haltering mit an der sphärischen Außenfläche der Schale anliegender sphärischer Innenfläche. Dadurch soll ein Blechbauteil als ein Gelenkteil gebildet werden, das weder eine scharfe Ecke noch eine Rauhigkeit an dem Teil des den Schwenkzapfen aufnehmenden Lochs der Schale aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Gelenkverbindung dadurch weiterzubilden und zu verbessern, daß sie bei vergleichbarer Betriebssicherheit einfacher ausge­ bildet ist.

Diese Aufgabe wird bei einer GeIenkverbindung der angegebe­ nen Gattung durch die im kennzeichnenden Teil des Patentan­ spruchs 1 beschriebenen Maßnahmen gelöst.

Bevorzugte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Gelenkver­ bindung sind Gegenstand der Patentansprüche 2 und 3.

Durch die Ausbildung des den konischen Abschnitt des Gelenk­ bolzens aufnehmenden konischen Lochs unmittelbar im einen Gelenkteil fällt eine Fläche, die Anlaß zu Spiel sein kann, wie es bei dem zusätzlichen Sitzring nach dem gattungsbil­ denden Stand der Technik der Fall ist, weg. Der unmittelbare Sitz des Gelenkbolzens im konischen Loch des einen Gelenk­ teils hat eine weitere vorteilhafte Wirkung zur Folge. Wenn auf das eine Gelenkteil eine äußere Kraft in dessen Längs­ richtung zur einen oder anderen Seite hin aufgebracht wird, so wird eine in Richtung zum freien Ende des Gelenkbolzens hin wirkende Kraft hervorgerufen und gleitet das eine Gelenk­ teil auf der konischen Lagerfläche. Diese Kraft wird wieder­ um von dem federnden Element (O-Ring oder Tellerfeder) aufge­ nommen. Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Abbiegung an der Abdeckscheibe wird jedoch die elastische Verformung die­ ses federnden Elementes begrenzt, d.h. ein Auswandern dieses Elements aus dem von der Abbiegung begrenzten Raum ist nicht möglich, so daß dieses Element gezwungen ist, immer Druck auf das eine Gelenkteil, an dem es anliegt, in Richtung zur konischen Lagerfläche hin auszuüben. Eine zu große Verlage­ rung des einen Gelenkteils wird durch die Abbiegung an der Abdeckscheibe durch Anlegen des Randes der Abbiegung an die Fläche des einen Gelenkteils verhindert. Darüber hinaus er­ füllt die Abbiegung an der Abdeckscheibe noch eine Schutzfunk­ tion für das Federelement gegenüber anderen Bauteilen in der Nähe der Gelenkverbindung und auch in gewissem Ausmaß gegen Verschmutzung.

Der Betriebssicherheit dient foIglich der Ausgleich irgend­ eines radialen Spiels, während die einfachere Ausbildung durch das konische Loch im einen Gelenkteil erreicht wird, wobei die dadurch wiederum gefährdete Betriebssicherheit durch den Anschlag am abgebogenen Rand der Abdeckscheibe verbessert wird.

Der Erfindungsgegenstand wird anhand der folgenden, auf die Zeichnung Bezug nehmenden Beschreibung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen lotrechten Schnitt einer Gelenkverbindung in einer Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine zu Fig. 1 gleichartige Darstellung einer weite­ ren Gelenkverbindung gemäß der Erfindung;

Fig. 3 die erste Ausführungsform der Gelenkverbindung in ihrer Anwendung auf eine kippbare Steuersäule eines Kraftfahrzeugs.

Gemäß Fig. 1 ist ein Gelenkbolzen 7 mit einer konischen Au­ ßenumfangsfläche 7 a und mit einem Gewindestück 7 b am Ende seines Schaftes an einem Gelenkteil 3 angebracht. Ein weite­ res Gelenkteil 4 ist mit einem konischen Loch 4 a versehen, in das der konische Abschnitt 7 a des Bolzens 7 eingesetzt ist. Zwischen dem einen Gelenkteil 4 und einer über den Bol­ zen 7 gesetzten Abdeckscheibe 6 ist ein O-Ring 5 als federn­ des Element angeordnet, der am einen Gelenkteil 4 anliegt. Auf das Gewindestück 7 b des Bolzens 7 ist eine Mutter 9 ge­ schraubt, um die beiden Gelenkteile 3 und 4 miteinander zu verbinden. Die Abdeckscheibe 6 weist eine Abbiegung 6 a auf, durch die das federnde Element 5 an seinem Platz gehalten wird.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Zustand zwingt das federnde Ele­ ment 5 das eine Gelenkteil 4 zum anderen Gelenkteil 3 hin, um ständig eine enge Anlage der beiden konischen Lagerflä­ chen 4 a und 7 a des einen Gelenkteils 4 sowie des Bolzens 7 zu erlangen. Wenn auf das eine Gelenkteil 4 eine äußere Kraft zur Einwirkung kommt und demzufolge eine durch den Konus her­ vorgerufene Kraft auf das eine Gelenkteil 4 in der in Fig. 1 angegebenen Pfeilrichtung aufgebracht wird, dann wird diese Kraft vom federnden Element 5 aufgenommen. Die elastische Verformung dieses Elements 5 wird durch die Abbiegung 6 a an der Abdeckscheibe 6 begrenzt. Ferner kann eine große Verla­ gerung des einen Gelenkteils 4, die auf eine größere, auf dieses aufgebrachte Kraft zurückzuführen ist, durch eine Berührung des Gelenkteils 4 mit der Kante der Abbiegung 6 a verhindert werden.

An die Stelle des O-Ringes kann, wie Fig. 2 zeigt, eine Tel­ lerfeder 5′ treten, die zwischen das eine Gelenkteil 4 und die Abdeckscheibe 6 eingefügt wird.

Die Fig. 3 zeigt ein Beispiel für die Anwendung des Erfin­ dungsgegenstandes bei einer kippbaren Kraftfahrzeug-Lenkvor­ richtung. Ein Zahnrad 1 ist mit einer Gewindespindel 2 fest verbunden, die ihrerseits mit einer dem anderen Gelenkteil von Fig. 1 entsprechenden Spindelmutter 3 in Eingriff ist. Das Zahnrad 1 wird mit einem Motor oder einer Antriebsvor­ richtung des Kippmechanismus der Lenkvorrichtung gekoppelt. Durch den Eingriff zwischen der Gewindespindel 2 und der Spindelmutter 3 wird die Drehbewegung der Gewindespindel in eine Linearbewegung der Spindelmutter 3 längs der Spindel 2 umgesetzt. Der Gelenkbolzen 7 ist an der Spindelmutter 3 befestigt, wobei sein konischer Abschnitt 7 a wie im Fall der Fig. 1 in das konische Loch 4 a des einen Gelenkteils 4 einge­ setzt ist und die Schraubverbindung über das Gewindestück 7 b, den O-Ring 5 und die Abdeckscheibe 6 mit Hilfe der Mut­ ter 9 bewerkstelligt wird. Damit wird die Linearbewegung der Spindelmutter 3 über den Gelenkbolzen 7 ohne die Erzeugung eines losen Sitzes oder eines Spiels zwischen diesen Teilen auf das eine Gelenkteil 4 übertragen.

Die Fig. 3 zeigt eine weitere Anwendungsmöglichkeit des Er­ findungsgegenstandes, wonach das eine Gelenkteil 4 zusätz­ lich einen weiteren Bolzen 17 trägt, der die Verbindung mit einem noch anderen Gelenkteil 8 herstellt. Der Gelenkbolzen 17 ist mit einem konischen Abschnitt 17 a, der in ein im noch anderen Gelenkteil 8 ausgebildetes konisches Loch 8 a einge­ setzt wird, und mit einem Gewindestück 17 b versehen, auf das eine Mutter 19 zum Zusammenspannen der Gelenkverbindung unter Mitwirkung eines Ringes 10 sowie eines 0-Ringes 15, der in einer Ringkehle 10 a aufgenommen ist, geschraubt wird.

Die Abdeckscheibe 6 oder der Ring 10 werden erfindungsgemäß dazu verwendet, die Größe der Verlagerung der Gelenkteile zu begrenzen, indem sie den Abstand zwischen den Umfangstei­ len der Abdeckscheibe sowie des Ringes und den Gelenkteilen bestimmen. Der O-Ring oder die Tellerfeder können nicht über ihre Elastizitätskennwerte hinaus verformt werden.

Claims (3)

1. Gelenkverbindung für zwei gegeneinander um einen Ge­ lenkbolzen verschwenkbare Gelenkteile, bei der das eine Gelenkteil über konische Lagerflächen an dem an dem anderen Gelenkteil befestigten Gelenkbolzen ange­ lenkt ist und die konischen, sich vom anderen Gelenk­ teil weg verjüngenden Lagerflächen, von denen die eine an dem Gelenkbolzen ausgebildet ist, in Axial­ richtung gegeneinander verspannt sind, wozu ein Feder­ element und eine dieses abdeckende Scheibe auf das freie Ende des Gelenkbolzens aufgeschoben sind und die so gebildete Gelenkanordnung mittels einer auf das freie Ende des Gelenkbolzens aufgeschraubten Mut­ ter zusammengehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß die andere konische Lagerfläche (4 a) unmittel­ bar an dem einen Gelenkteil (4) ausgebildet ist und daß die Abdeckscheibe (6) an ihrem Rand derart zum einen Gelenkteil (4) hin abgebogen ist, daß sie einen die elastische Verformung des an dem einen Gelenkteil (4) anliegenden Federelements (5; 5′) be­ grenzenden Anschlag (6 a) für das eine Gelenkteil (4) bildet.

2. Gelenkverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (5) ein O-Ring aus einem elasti­ schen Material ist.

3. Gelenkverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (5′) eine Tellerfeder ist.