DE4123515A1 - Endverbinderanordnung mit in einer lagerfassung gefangenem kugelkopf und einem gehaeuse sowie verfahren zum zusammenbau - Google Patents
Endverbinderanordnung mit in einer lagerfassung gefangenem kugelkopf und einem gehaeuse sowie verfahren zum zusammenbauInfo
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Description
Diese Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte
Kugelgelenk- und Sockelverbindung, die dazu verwendet wird,
beweglich zwei Maschinenelemente in universeller Weise
miteinander zu verbinden. Verschiedenste Maschinenelemente,
die durch eine Kugel- und Sockelverbindung verbunden werden
können, sind Stangen, Hebel und Gabeln. Diese Erfindung
wurde entwickelt und wird beschrieben in Verbindung mit
Kraftübertragungsteilen, nämlich Ausgleichsverbindungen, wie
beispielsweise Gasfedern, deren zwei Enden verbunden sind
und eine Verbindung bilden zwischen zwei relativ beweglichen
Teilen eines Kraftfahrzeuges, z. B. dem Kofferraum und dem
Kofferraumdeckel. Die Verbindungen sind manchmal gewöhnliche
Gelenkverbindungen, jedoch werden mehr und mehr Kugelgelenk-
und Sockelverbindungen bevorzugt, die eine universell beweg
liche Gelenkverbindung zwischen zwei Enden einer Gasfeder
und den Kraftelementen gestatten, wenn die Verbindung oder
Gasfeder nicht in einer Ebene senkrecht zu der Schwenkachse
des Kofferraumdeckels angeordnet ist, wodurch eine Anbrin
gung mit Ausrichtungsmöglichkeit in mehreren Richtungen
erforderlich ist. Bauteile, wie beispielsweise Gasfedern,
sind gewöhnlich zum Zwecke des Einbaues mit Endverbindungen
ausgestattet, gewöhnlich einem Auge oder einem Sockel,
geschweißt oder vorbefestigt an den Enden der Gasfeder. Wenn
die Federverbindung eingebaut ist, ist das Tragteil der
Endverbindung normalerweise an dem Chassis des Kraftfahr
zeugs oder an einem Sockel an dem Kofferraum oder dem Kof
ferraumdeckel befestigt. Ist die Federverbindung mit Sockeln
ausgestattet, die dazu bestimmt sind, eine Kugel zu umgrei
fen, so wird irgendeine Art von Klammer oder eine separate
Befestigungseinrichtung angebracht, um die Kugel und die
Sockel bzw. die Fassung zusammenzuhalten. Es ist wünschens
wert, daß das Element, z. B. die Federverbindung, vormontiert
ist mit kompletten Kugel- und Fassungsendverbindungen, wobei
das Kugelteil in dem Fassungsteil gefangen gehalten ist, so
daß sie nicht auseinander geraten können, wenn sie versandt,
gelagert und gehandhabt werden. Der Arbeiter hat dann ledig
lich das Kugel- und Zapfenteil an den gewünschten Ort in dem
Kraftfahrzeug zu bringen und an Ort und Stelle zu befesti
gen.
Kugel-Fassungsverbindungen sind bereits vorge
schlagen worden, wo die Kugel und die Fassung beide aus
Stahl hergestellt sind, und die Qualität war befriedigend.
Es ist jedoch wünschenswert geworden, ein Lagermaterial als
Teil der Kugel-Fassungsverbindung zu verwenden, um Geräusche
zu vermeiden, die auftreten können, wenn Stahl sich ohne
Schmierung auf Stahl bewegt, was oft bei Kraftfahrzeug-
Federendverbindungen übersehen wird. Eine solche Konstruk
tion mit Lagermaterial in der Fassung wurde vorgeschlagen,
jedoch sind die bekannten Konstruktionen nicht gut für
Massenproduktion und automatische Montage geeignet.
Die erfindungsgemäße Kugel-Fassungsverbindung,
die ein Lager enthält, ist aus einer geringen Zahl von
Grundelementen aufgebaut, die in Massen gefertigt und ein
fach mit einem Minimum von Arbeitsschritten unter Einsparung
von Zeit und Kosten sowohl in der Fertigung als auch im
Zusammenbau montiert werden können. Darüber hinaus ist das
zusammengesetzte, Kugel und Lager enthaltende Fassungsgebil
de so angeordnet, daß eine sehr schnelle Verbindung des
Kugelteiles mit einem Maschinenteil möglich ist, da ein
klarer und offener Zugang durch die Fassung zu dem Kugelteil
möglich ist, um den Kugelteil durch ein gesteuertes Werkzeug
zu drehen, beispielsweise durch einen pneumatischen Drehan
trieb. Die Fassungseinheit besteht aus einer geschlitzten
Lagereinheit, die aus einem Lagermetall, wie beispielsweise
Bronze oder Kunststoff, hergestellt ist und von einer
Metallfassung umgriffen ist und im zusammengesetzten Zustand
die Kugel umgreift. Die Fassung wird nach Verbindung mit
einem Augteil deformiert, so daß das Lagerelement und der
Kugelkopf der Kugeleinheit eingefangen ist. Die Kugeleinheit
ist eine einzelne, einfache Schraube, deren Kopf kugelförmig
ist und eine integrale Antriebseinrichtung aufweist, die
einen Teil des Kopfes bildet. Der Kugelkopf der Kugeleinheit
wird durch das geschlitzte Fassungslager umschlossen und in
eine Unteranordnung eines kappenförmigen Metallgehäuses und
eines flachen Auges gebracht, wobei der Gewindeschaft der
Kugeleinheit durch ein offenes Ende des Gehäuses ragt. Die
Gehäuse- und Augunteranordnung wird dadurch gebildet, daß
das Gehäuse innerhalb der dichten Ausnehmung des Auges
angeordnet ist, so daß das Auge einen axialen Abstand sowohl
von dem offenen und dem anderen Ende der Kappe hat. Die
Kappe und das Auge sind relativ durch metallurgische Verbin
dung miteinander fixiert, beispielsweise durch Löten oder
Schweißen oder durch die Anbringung eines Klebers auf die
Innenfläche der Umfangswandung der Kappen- und Auganordnung
des Gehäuses.
Die Kugelzapfen- und Fassungslager-Unteranord
nung sind, nachdem sie in die Kappe gebracht sind, darin
durch Gesenkverformung oder eine anderweitige Deformierung
der Außenkante und des benachbarten Wandabschnittes der
Kappe ganz einfach nach innen über den äußeren Umfang der
geschlitzten Lagerfassung gefangen. Die runde Öffnung, die
durch Gesenkverformung oder durch Deformation der Umfangs
kante erzielt wird, ist ausreichend groß, so daß die Kugel
einheit über den gewünschten Winkel schwenken kann. Die
Gehäuseendwandung ist ausgenommen, um einen Zugang in das
Innere der Antriebseinheitsfassung zu ermöglichen, die in
dem Kugelkopf der Kugeleinheit gebildet ist.
Der Schaft der Kugeleinheit ist gestuft, so daß
eine Schulter gebildet ist, und weist außerdem eine hinter
schnittene Rille auf zwischen dem Kugelkopf und dem Gewinde.
Eine Sicherungsscheibe ist über das Gewindeende und gegen
die Schulter benachbart zu der Rille gebracht, um mit einem
Teil zusammenzuwirken, an dem der Kugelzapfen befestigt ist,
um den Zapfen fest durch einen Klemmscheibeneffekt damit zu
verbinden. Die Scheibe wird an Ort und Stelle auf dem Kugel
zapfen durch einen dehnbaren Federring gehalten, z. B. einen
Gummi- oder einen Papierring, der nur erforderlich ist, um
die Teile zusammenzuhalten, bis der Kugelzapfen mit einem
Trägerteil, einem Hebel, einer Gabel oder dergleichen ver
bunden ist, wonach er nicht länger erforderlich ist, jedoch
bleiben kann, wo er ist.
Die Sockellasche kann durch Schweißen, Gewinde
oder Gewindeabschnitte oder andere Befestigungsmittel mit
irgendeinem Maschinenelement verbunden werden, z. B. Hebeln,
Stangen oder anderen Gebilden, die mit einer Kugelgelenkend
verbindung versehen sind. Die Kugeleinheit und ihre verrie
gelnde konkave Scheibe kann mit den Sockeleinheiten und dem
Auge verbunden werden, bevor oder nachdem das Auge mit einem
Maschinenelement verbunden ist.
Verschiedene Beispiele von Kugel-Fassungsverbin
dungen sind durch US-Patent Nr. 17 59 430 D. Benjamin und
9 89 116 J.N. Strauss bekannt. Es sind Beispiele von ge
schlitzten Fassungslagerteilen, die von einem Gehäuse umfaßt
sind und einen Kugelkopf einer Kugeleinheit umschließen, und
in beiden Patenten wird eine separate Klammereinheit verwen
det, um die Lagerteile in dem Gehäuse zu halten. US-Patent
Nr. 28 55 665 M.H. Aldredge zeigt eine mehrteilige Kugel-
Fassungsverbindung, in der eine mehrteilige Fassungskappe
eine mehrteilige Kugel und ein halbrundes Lagerteil auf
nimmt, und die Fassungskappe ist umsponnen, um die mehrtei
lige Verbindung als Einheit zusammenzuhalten. US-Patent
34 95 858 G. Kindel zeigt einen mehrschichtigen Fassungsein
satz, Gummiteile und ein Metallgehäuse über einen Zapfen mit
Kugelkopf, wobei alle Teile in einem Kappenteil gehalten
sind, in dem die Umfangskante über eine Verschlußplatte
herumgezogen oder -gedrückt ist, um alle Teile der Anordnung
zusammenzuhalten. Schließlich zeigt US-PS 45 77 989 E. Ito
eine kompliziertere Kugelverbindung, die in gewisser Weise
ähnlich der Lehre aus dem Kindel-Patent ist. Der zuvor
genannte Stand der Technik lehrt jedoch nicht einen Zugang
durch das Sockelgehäuse, um ein Antriebswerkzeug einzufüh
ren, das mit einem Teil des Kugelzapfens zusammenwirkt.
Dieser Aspekt wird im wesentlichen gelehrt durch US-PS 41 68 895
G.C. Ludwig et al, obwohl dieses Patent nicht die mehr
teilige Lagerfassungseinheit lehrt innerhalb eines Gehäuses.
Keine der genannten Literaturstellen lehrt das kappenförmige
Gehäuse mit ausgenommener Bodenwandung, das eine geschlitzte
Lagerfassung umschließt, das einen Kugelkopf eines Kugel
zapfens umschließt, wobei der Umfang des Gehäuses ange
schweißt ist oder in anderer Weise befestigt an einem Ansatz
mit einem Auge darin, um den Kugelzapfen innerhalb der
Fassung und des Gehäuses zu fangen.
Erstes Ziel der vorliegenden Erfindung ist die
Schaffung einer neuen Kugel-Fassungsverbindung, in der die
Fassung eine geschlitzte Lagerfassung ist, die den Kugelkopf
des Kugelzapfens umschließt, und diese Anordnung ist einge
fangen in einem etwas zylindrischen, kappenförmigen Metall
gehäuse, wobei der Zapfenteil des Kugelzapfens durch eine
runde Öffnung ragt, die aus einem Wandungsteil des kappen
förmigen Gehäuses gebildet ist. Die Umfangswandung des
kappenförmigen Gehäuses ist fest an der Oberfläche einer
flachen, plattenförmigen Stahllasche vor Zusammenbau des
Kugelzapfens und Lagers befestigt.
Andere neue Merkmale liegen in der Schaffung
eines geschlitzten Lagerteiles, das parallel zu der Lager
achse in ein oder zwei Teile oder senkrecht zu der Achse in
zwei Teile aufgespalten werden kann. Darüber hinaus weist
das kappenförmige Gehäuse eine zylindrische periphere Wan
dung auf und eine ausgenommene Basiswandung, durch die das
Sockelende des Kugelzapfens zugänglich ist. Die Ausnehmung
in der Basiswandung gestattet einen Zugang für ein Antriebs
werkzeug, damit dieses in einen Antriebsteil in dem Kugel
kopf eingreifen kann, um dadurch den Kugelzapfen zu drehen,
um ihn in einer Stange oder einem Hebel zu befestigen. Die
Anbringung des kappenförmigen Gehäuses an der Lasche kann
durch metallurgische Anbringung, wie beispielsweise Schwei
ßen oder Löten, erfolgen oder durch die Verwendung eines
Klebstoffes an der Zwischenfläche der beiden Teile. Ein
weiteres neuartiges Merkmal liegt in der Verwendung einer
Sicherungsscheibe (Bellville-Scheibe) auf dem Schaft des
Kugelzapfens, wo diese temporär durch ein ausdehnbares
Halteteil gehalten ist, bis der Kugelzapfen an einer Stange
befestigt ist.
Ein weiterer neuartiger Aspekt der vorliegenden
Erfindung liegt in einer eigenartigen Kombination von Ele
menten in einer Kugel-Sockelverbindung, die ein neuartiges
Verfahren des Zusammenbaus der Elemente ermöglicht und die
aus einem Metallgehäuse mit einer ausgenommenen Basiswandung
darin, einem Lager und einem Kugelzapfen mit einem Kugelkopf
und einer mit einer Ausnehmung versehenen flachen Stahlfahne
besteht, wobei die Verfahrensschritte darin bestehen, den
Kugelkopf mit dem geschlitzten Lager zu umgeben, die mit dem
Lager umgebene Kugel in das kappenförmige Gehäuse-Laschenge
bilde zu bringen, wobei der Zapfenteil des Kugelzapfens
durch die gegenüberliegende Ausnehmung in der Basis des
kappenförmigen Gehäuses ragt und dann die Umfangskante des
kappenförmigen Gehäuses über den nach außen gerichteten Rand
des Lagers zu formen, um so den Kugelkopf und die umgebenden
Lagerteile als endgültige Einheit zusammenzuhalten.
In Kombination mit den vorgenannten neuen Merk
malen und dem Verfahren bestimmt die Größe der runden Öff
nung in dem kappenförmigen Gehäuse relativ zu dem Durchmes
ser des Kugelzapfens das Maß der Schwenk- oder Universalbe
wegung zwischen der Kugel und der Fassung der zusammenge
setzten Einheit.
Weitere neuartige Merkmale und andere Aspekte
der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgen
den detaillierten Beschreibung, der Diskussion und den
anhängenden Ansprüchen in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen.
Bevorzugte konstruktive Ausführungsformen dieser
Erfindung sind in den beigefügten Zeichnungen dargestellt.
Fig. 1 ist eine Draufsicht auf eine Gasfeder-
Gewichtsausgleichstange mit einer gefange
nen Kugel- und Fassungseinheit gemäß der
vorliegenden Erfindung, befestigt an dem
Schaftende und an dem Zylinderende der
Stange durch Schweißen,
Fig. 2 ist eine Seitenansicht der Federstange
gemäß Fig. 1 und zeigt eine vollständige
Kugel-Fassungsverbindung gemäß der vorlie
genden Erfindung, befestigt an jedem Ende
der Federstange,
Fig. 3 ist eine vergrößerte, auseinandergezogene
Darstellung bei teilweisem Schnitt der
Bauteile einer Ausführungsform einer Kugel-
und zweistückigen Lagerverbindung gemäß
dieser Erfindung,
Fig. 4 ist eine vergrößerte Seitenansicht der
Bauteile gemäß Fig. 3, jedoch in zusammen
gebautem Zustand, wobei einige Bauteile im
Schnitt dargestellt sind,
Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht der zusam
mengesetzten Einheit gemäß Fig. 4 ohne die
Scheibe und zeigt klar einen kleinen Vor
sprung auf dem Zapfen, der als Schweißmate
rial dient, wenn die Lasche entweder an dem
Zylinder oder dem Schaftende der Federstan
ge gemäß Fig. 1 verschweißt wird,
Fig. 6 ist eine Detailansicht und zeigt eine
einstückige, geschlitzte Lagerfassung, wie
sie bei Kunststofflagermaterial verwendet
werden kann,
Fig. 7 ist eine Detailansicht eines zweistückigen
geschlitzten Lagers, wo die Aufteilung
senkrecht zur Achse der Löcher in den
Lagerteilen verläuft, und
Fig. 8 ist eine Draufsicht auf das flache Laschen
teil, mit dem das Fassungsgehäuse zu ver
schweißen ist.
Eine bevorzugte komplette Anordnung der Kugel-
Fassungsverbindung bzw. eines Kugelgelenks, wie hierin
beschrieben, ist in den Fig. 1 und 2 gezeigt als Verbinder
an den beiden Enden eines Gasfedergewichtsausgleichselemen
tes, und Einzelheiten der Einheiten der Kugel und Fassungs
verbindung sind in den Fig. 3-8 beschrieben.
Die Gasfederstange 10, wie sie allgemein in den
Fig. 1 und 2 dargestellt ist, ist als ein Beispiel eines
Maschinenelementes gezeigt, an dem die Kugel-Fassungsverbin
dung angebracht werden kann. Die Gasfeder 10 ist eine Ver
bindung, die auseinanderbewegt und zusammengeschoben werden
kann und einen Zylinder 12 und einen hin und her beweglichen
Schaft 14 aufweist. Beispiele solcher Gasfedern sind in den
US-Patentschriften 44 51 478 und 45 70 912 gezeigt. Fig. 2
zeigt zwei Kugel-Fassungsverbindungen 20, von denen eine
fest an dem Ende des Zylinders 12 und eine fest an dem
anderen Ende des Schaftes 14 durch Schweißen oder andere
passende Mittel befestigt ist.
Die Kugel-Fassungsverbindung 20 dieser Erfindung
weist eine zusammengesetzte Fassungseinheit 22 auf, eine
Kugelzapfeneinheit 24 und eine konische Scheibe 26, die auf
dem Kugelzapfen 24 gehalten ist. Fassungseinheit 22 besteht
aus mehreren Bauteilen, die im Schnitt in Fig. 4 und in
auseinandergezogener Darstellung in Fig. 3 gezeigt sind, und
weist eine Lasche 28 auf, in die ein Loch 30 eingestanzt
ist, wobei das geschlitzte, fassungsförmige Lager 32 Teile
32a und 32b aufweist und das zylindrische, kappenförmige
Gehäuse 34, das das geschlitzte Lager 32 aufnimmt. Basiswan
dung 36 von Gehäuse 34 weist eine Ausnehmung 38 auf, um
einen Zugang zum Einführen für ein Drehwerkzeug zu schaffen,
damit dieses in eine Antriebsausnehmung 66 in Kugelkopf 46
eingreifen kann. Der Kugelzapfen 24 mit dem geschlitzten
Lager 32, das den Kugelkopf 46 des Kugelzapfens 24 um
schließt, wird zunächst in das Gehäuse 34 eingesetzt. Das
Lager 32 kann in zwei Hälften 32a und 32b aufgespalten
werden, wobei die Aufspaltung diametral durch das Lager
geht, d. h. longitudinal parallel zu der Achse des Lagers 32,
oder, wie das in Fig. 6 gezeigt ist, das Lager 32′ kann aus
einem Stück mit einem einzigen Schlitz 40 bestehen, der in
Längsrichtung geschnitten ist. Alternativ kann das Lager
auch quer in zwei Hälften 32c und 32d normal zu der Längs
achse aufgeteilt bzw. aufgeschnitten sein, wie das als Lager
32′′ in Fig. 7 gezeigt ist. Ein passendes Material für Lager
32 und 32′′ ist Lagermetallmaterial, wie beispielsweise
gesinterte Bronze, während die Lagerform 32′′ mit einem
Schlitz als eine Ausführungsform gedacht ist, die aus Glas
fiber, teflon-gefülltem Nylon gefertigt ist, das, falls
gewünscht, auch verwendet werden kann als Material für die
zweistückigen Lagerteile oder Lager 32 und 32′′.
Das Gehäuse 34 kann durch Stanzen aus Blechmate
rial in Massen gefertigt werden, und gewünschtenfalls kann
bei diesem Stanzvorgang gleichzeitig das Loch 38 in der
Basis des Gehäuses ausgestanzt werden.
Die Lasche 28 kann ebenfalls in Massen durch
Stanzen gefertigt werden, wobei die Form die in den Fig. 2,
5 und 8 sein kann. Die Lasche 28 wird an dem Zylinder 12
oder dem Schaft 14 angeschweißt, wobei das Zentrum der Kugel
und der Fassung auf der Längsachse der Gasfeder liegt. Die
Laschendicke ist ungefähr 0,090 mm C.R.S. (kaltgewalzter
Stahl), und der Vorsprung 44 mit kleinem Radius beträgt
ungefähr 0,314 mm im Radius und bildet den Teil, der ver
braucht wird, wenn die Lasche mit dem Zylinder 12 oder
Schaft 14 durch Widerstandsschweißen verbunden wird.
Kugelzapfen 24 ist eine einzige einheitliche
Schraube oder ein Bolzen mit einem Kopfende, geformt als
kegelstumpfförmiger Teil einer sphärischen Kugel 46, und
einem Gewindezapfenteil 48. Zu beachten ist, daß, wie aus
Fig. 3 und 4 hervorgeht, der Hauptteil 50 des Kugelkopfes 56
sphärisch geformt sein sollte, um in die sphärischen inneren
Fassungsflächen 54 der geschlitzten Lager 32, 32′ oder 32′′
zu passen. Das Gewinde 48 endet im Abstand von dem Kopf 46,
so daß ein zylindrischer Schaftteil 46 verbleibt, der einen
größeren Durchmesser als der Gewindeteil 48 hat. Der Schaft
46 weist einen Einschnitt 48 in der Nähe des Kugelkopfes 46
auf, um so Freiheit für Schwenkbewegungen relativ zu dem
Gehäuse zu ermöglichen. Der zylindrische Teil 46 weist, wie
das aus Fig. 3 ersichtlich ist, eine umlaufende Rille 60 auf
an dem abgestuften Teil, wo das Gewinde 48 beginnt. Die
gekrümmte Scheibe 26 (BELLVILLE-Scheibe) paßt über den
Gewindeteil 48 und liegt an der eingeschnittenen Schulter 62
des Kugelzapfenschaftes 56 an, so daß der innere Durchmesser
der Scheibe 46 benachbart zu der Rille 60 liegt. Die Dicke
von Scheibe 26 ist etwas geringer als die Weite von Rille
60, so daß dann, wenn der Zapfen 24 fest in ein Innengewinde
in einem Tragteil, wie beispielsweise einem Bock, einge
schraubt wird, die Scheibe verbogen wird und ihr innerer
Durchmesser sich in Richtung auf und etwas in die Rille 60
bewegt.
Um die Scheibe 26 auf dem Kugelzapfen zu halten,
bevor der Kugelzapfen befestigt wird, wird ein kleiner
ausdehnbarer Gummi-, Papier- oder Kunststoffring oder Band
64 über den Gewindeteil 48 des Zapfens 24 und gegen die
Scheibe 26 geschoben. Wird der Zapfen eingeschraubt und
dadurch Scheibe 26 gebogen, so besteht keine weitere Notwen
digkeit für den Ring oder das Band 46.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 wird das
Verfahren des Zusammenbaus beschrieben, um die Kugelverbin
dung zu schaffen. Gehäuse 34 wird so positioniert, daß ein
größerer Durchmesser des Kugelkopfteiles 50 sich innerhalb
der Ausnehmung 30 von Lasche 28 befindet, und die Ebene der
flachen Oberfläche der Lasche 28 ist im wesentlichen paral
lel zu der Basiswandung 36 des Gehäuses 34. Die zusammenge
setzte Geometrie der Lasche 28 und des Gehäuses 34 wird
durch metallurgische Anbringung sichergestellt, beispiels
weise durch Schweißen oder Löten oder durch die Anwendung
eines Klebstoffes an der Zwischenfläche von Ausnehmung 30
und Außenwandung 35 des Gehäuses.
Die beiden Teile des geschlitzten Lagers 32 wer
den um den Kugelkopf 48 des Zapfens 24 gelegt und in das
Gehäuse 34 der Laschen-Gehäuseunteranordnung gebracht. Das
geschlitzte, die Kugel umfassende Lager ist in die Kappe des
Gehäuses 34 placiert.
Der Wandungsabschnitt benachbart zu der periphe
ren Kante 39 in Fig. 3 wird radial nach innen geformt,
wie das in Fig. 4 gezeigt ist, wodurch Lager 32 und Kugel
kopf 46 des Zapfens 24 gefangen sind.
Wird das zweiteilige geschlitzte Lager 32′′ ver
wendet, wird ein Teil 32c über den Gewindeschaft des Kugel
zapfens geschoben, bis es an der Unterseite der Kugel an
liegt, und das andere Teil 32d wird über den Kugelkopf mit
Teil 32c zusammengebracht. Danach wird der Kugelzapfen und
das Lager, wie sie zusammengesetzt sind, in das kappenförmi
gen Gehäuse 34 gebracht, und der Wandungsteil des Gehäuses
wird nach innen geformt, wie das vorher in Verbindung mit
Fig. 4 beschrieben worden ist.
Das sphärische Lager 32′ ist einstückig und aus
Kunststoff hergestellt, es kann daher auf den Kugelkopf des
Zapfens ganz einfach durch Pressen und Schnappen des Kugel
endes des Zapfens in die Bohrung des geschlitzten Lagerrin
ges gebracht werden, der, da er aus Kunststoff besteht, eine
Elastizität hat und auseinandergespreizt werden kann, um die
Kugel aufzunehmen. Weitere Schritte bei der Vervollständi
gung des Zusammenbaues sind genauso wie oben beschrieben.
Wie in US-PS 47 68 895 beschrieben, dient der
Kugelzapfen 24 zur Wirkungsverbindung von Bauteilen, und er
mag Auskehlungen (nicht gezeigt) an dem Ende des Gewinde
schaftes 48 aufweisen, um ein Reinigen und Einschneiden
eines Innengewindes in eine Haltestruktur, z. B. in eine
Fahrzeugkarosserie oder in ein Halteteil (nicht gezeigt) zu
schaffen.
Der Kugelkopf 46 weist eine Antriebsausnehmung
46 ("TORX" oder Kreuzschlitz) auf, siehe Fig. 1, die es
ermöglicht, den Kugelzapfen durch ein angetriebenes Dreh
werkzeug (nicht gezeigt) zu schrauben. Die Ausbildung zur
Aufnahme eines solchen Werkzeuges durch den Kugelkopf 46
kann auch anders geartet sein, z. B. Schraubenzieher
schlitze, polygonale Ausnehmungen oder Vorsprünge, wie das
in US-Patent 47 68 895 gelehrt ist. In jedem Falle ist die
Antriebsstruktur auf dem Kugelzapfenkopf vollständig durch
die Ausnehmung 38 in der Basiswandung 36 des kappenförmigen
Gehäuses 22 zugänglich.
Wenn die Kombination von Kugelzapfen und Scheibe
in ein Teil eines Kraftfahrzeuges eingeschraubt werden, so
wird die Scheibe 26 durch die Schulter 62 des Kugelzapfens
gegen das Teil des Kraftfahrzeuges gedrückt und abgeflacht,
um so ein wirksames hohes Haltedrehmoment zu schaffen, das
den Kugelzapfen an dem Befestigungsteil hält.
Die zuvor beschriebene Verbindung 20 ist in ver
schiedener Weise verwendbar. Sie kann vormontiert werden als
Unteranordnung, bestehend aus Fassung 22 mit der Lasche 28,
Kugelkopfzapfen 24 und einer Sicherungsscheibe 26. Zu jeder
Zeit kann diese vormontierte Einheit im Bedarfsfalle fest an
einem Maschinenelement angebracht werden, z. B. einem Win
kelhebel, einer Federverbindung usw., und zwar durch passen
de Mittel, wie beispielsweise Verschweißen des Endes der
Fahne 28 in einem Teil des Maschinenelementes.
Eine andere Art, die Verbindung zu montieren,
was in gewissen Fällen vorzuziehen sein mag, besteht darin,
zunächst fest die Lasche an dem Schienenelement zu befesti
gen, beispielsweise durch Schweißen, und später, die Anord
nung der Fassung, des Lagers und des Lagerzapfens mit der
Scheibe zu vervollständigen, um die Kugel in der Fassung an
der Scheibe zu fangen. Dieses später genannte Verfahren ist
vorzuziehen, wenn eine Anbringung der Verbindung an dem
Schaft und/oder Zylinder einer Gasfeder erfolgt, da die
einfache, relativ flache Lasche an den Gasfederteilen vor
dem Zusammenbau angeschweißt werden kann und nicht, wie das
im Falle einer Kugel und eines Lagers der Fall sein könnte,
durch Maßnahmen beim automatischen Zusammenbau der Gasfeder
selbst beeinträchtigt werden kann. Darüber hinaus ist es
möglich, daß in Fällen, wo das Ende eines Hebels oder dgl.
das Lager der Gelenkverbindung aufnehmen soll, der Hebel
oder die Hebelarme eines Winkelhebels aus Blechmaterial
ausgestanzt werden kann, entsprechend die Enden der Hebel
ausgestanzt oder gelocht werden können in der für die Blech
fahne erforderlichen Weise, so daß der Fahnenteil ein inte
graler Bestandteil eines einheitlichen Hebelgliedes sein
kann.
Claims (24)
1. Kugel- und Fassungsverbindung zur beweglichen Verbin
dung zweier Glieder, mit einer Kugelunteranordnung und einer
Fassungsanordnung, die aufweist ein Verbindungsmittel, wobei
die beiden Unteranordnungen zusammengefügt sind als die
genannte Verbindung, wobei die Kugelunteranordnung in der
Fassungsunteranordnung gefangen gehalten ist, wobei die
Kugelunteranordnung aufweist langgestreckte Zapfmittel mit
einem Kugelzapfen und einer Kugel an einem Ende des Zapfens,
wobei der größere Teil der genannten Kugel eine sphärisch
konturierte Oberfläche aufweist, wobei die Fassungsunteran
ordnung aufweist ein metallenes, kappenförmiges Lagergehäuse
mit einer peripheren Wandung mit einer umlaufenden Kante und
einer ausgenommenen Basiswandung, ein ringförmiges Lager,
das so konturiert ist, daß es in die periphere Wandung paßt
und eine sphärisch konturierte innere Fläche aufweist zur
Aufnahme der sphärischen Kontur der genannten Kugel und eine
Fassung bildet, die die Kugel umschließt, wobei die Kugelun
teranordnung mit den Lagermitteln die genannte Kugel um
schließt und innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, wobei
der Kugelzapfen durch einen nach innen deformierten Wan
dungsteil benachbart zu der umlaufenden Kante des kappenför
migen Gehäuses ragt, wobei die Lagermittel und die Kugel
innerhalb der peripheren Wandung des Gehäuses angeordnet
sind, wobei ein Teil des Kugelzapfens Mittel zur Befestigung
an einem Tragteil bildet, wobei Verbindungsmittel einen
flachen, metallenen Verbindungsteil mit einer zentralen
Ausnehmung darin aufweisen, die eine Oberfläche hat, die an
der peripheren Wandung des genannten Gehäuses anliegt, und
wobei Vereinigungsmittel vorgesehen sind, die die Verbin
dungsmittel und das Gehäuse zu einer integralen strukturel
len Einheit verbinden.
2. Kugel- und Fassungsverbindung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Öffnung, die durch die Kante des
genannten deformierten Wandungsabschnittes des Gehäuses
definiert ist, zentriert und zirkular ist, und der Durchmes
ser des genannten Kugelzapfens benachbart zu der zirkularen
Öffnung ist geringer als der Durchmesser der genannten
zirkularen Öffnung, um eine universale Schwenkung des ge
nannten Kugelzapfens relativ zu der Fassung zu ermöglichen.
3. Kugel- und Fassungsverbindung nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Teil des genannten Kugelzapfens,
der Mittel zur Befestigung an einem Halteteil aufweist, ein
Gewinde auf dem Endteil des Kugelzapfens auf der der Kugel
abgewandten Seite ist.
4. Kugel- und Fassungsverbindung nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Teil der genannten Kugel auf der
den langgestreckten Zapfenmitteln abgewandten Seite und in
axialer Ausrichtung damit ein integrales Teil aufweist, das
einen Drehantrieb im Zusammenwirken mit einer Drehantriebs
einheit aufweist und daß die genannte durchbrochene Basis
wandung des genannten Lagergehäuses der genannten Fassungs
unteranordnung einen freien Zugang zu der Kugel aufweist, um
das Einsetzen eines Antriebsteiles einer Drehantriebseinheit
im Zusammenwirken mit dem genannten integralen Teil der
genannten Kugel zu schaffen, um die genannten langgestreck
ten Zapfmittel zu drehen und sie in ein strukturelles Ver
bindungsbauteil einzuschrauben, während die Kugelunteranord
nung in der genannten Fassungsunteranordnung gefangen gehal
ten ist.
5. Kugel- und Fassungsverbindung nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der genannte integrale Teil der ge
nannten Kugel auf der gegenüberliegenden Seite von und axial
ausgerichtet mit den langgestreckten Zapfmitteln eine Aus
nehmung in dem Kugelkopf ist, eine Einsteckdrehfassung
bildet, und daß die Ausnehmung in der genannten Basiswandung
des genannten Lagergehäuses Zugang zu der genannten Kugel
ausnehmung gestattet, um das Einsetzen eines Drehkopfes
eines Drehwerkzeuges in die genannte Kugelausnehmung zu
ermöglichen, um die genannten langgestreckten Zapfmittel zu
drehen und sie in ein strukturelles Verbindungsbauteil
einzuschrauben, während die genannte Kugelunteranordnung in
der genannten Fassungsunteranordnung gefangen gehalten ist.
6. Kugel- und Fassungsverbindung nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Teil des genannten Kugelzapfens
zwischen dem Gewindeendeteil und der Kugel ein zylindrischer
Schaft ist, dessen Durchmesser kleiner ist als die genannte
Kugel, jedoch größer im Durchmesser als das Gewindeendeteil.
7. Kugel- und Fassungsverbindung nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verbindung des genannten Schaftes
und der genannten Kugel eine konkav konturierte Rille ist,
die einen Teil des genannten Kugelzapfens bildet, der inner
halb und benachbart zu der Kante der zirkularen Öffnung in
dem genannten Gehäuse angeordnet ist.
8. Kugel- und Fassungsverbindung nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verbindung des genannten zylindri
schen Schaftteiles mit dem Gewindeendeteil gestuft und mit
einer Rille versehen ist, um eine umlaufende radiale Schul
ter und eine umlaufende Rille zwischen der genannten Schul
ter und dem Gewindeendeteil zu bilden, wobei eine gewölbte
Scheibe über das genannte Gewindeendeteil bis zum Anschlag
gegen die genannte ringförmige radiale Schulter geschoben
und radial mit der genannten ringförmigen Rille ausgerichtet
ist, wobei die Höhlung der gewölbten Scheibe dem Gewindeende
des genannten Kugelzapfens zugewandt ist, und daß ein nutz
bares Haltemittel ein Reibsitz auf dem genannten Gewindeen
deteil und gegen die gewölbte Scheibe ist, um die Scheibe
gegen die Schulter zu halten.
9. Kugel- und Fassungsverbindung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die äußere Wandung des kappenförmigen
Gehäuses zylindrisch ist und eine Kontur aufweist, wenn es
in die genannte Basiswandung gelangt, und daß die äußere
Fläche der genannten ringförmigen Lagermittel mit engem Sitz
in die zylindrische äußere Wandung gegen die Basiswandung
sitzt.
10. Kugel- und Fassungsverbindung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Lagermittel geteilt sind.
11. Kugel- und Fassungsverbindung nach Anspruch 10, da
durch gekennzeichnet, daß das Lager aus einem Stück be
steht und einen einzelnen Schlitz quer durch eine Seite der
ringförmigen Lagermittel aufweist.
12. Kugel- und Fassungsverbindung nach Anspruch 10, da
durch gekennzeichnet, daß die Lagermittel zwei symmetri
sche Teile bilden.
13. Kugel- und Fassungsverbindung nach Anspruch 12, da
durch gekennzeichnet, daß die Lagermittel in zwei Teile
entlang einer Ebene aufgeteilt sind, in der die Längsachse
der ringförmigen Lagermittel verläuft.
14. Kugel- und Fassungsverbindung nach Anspruch 12, da
durch gekennzeichnet, daß die Lagermittel in zwei Teile
entlang einer Ebene aufgeteilt sind, die normal zu der
Längsachse der ringförmigen Lagermittel und diametral zu
der sphärischen Kontur verläuft.
15. Kugel- und Fassungsverbindung nach Anspruch 10, da
durch gekennzeichnet, daß das Material, aus dem die
Lagermittel gefertigt sind, Lagermetall ist.
16. Kugel- und Fassungsverbindung nach Anspruch 10, da
durch gekennzeichnet, daß das Material, aus dem die
Lagermittel gefertigt sind, Kunststoff ist.
17. Kugel- und Fassungsverbindung nach Anspruch 10, da
durch gekennzeichnet, daß das Material, aus dem die
Lagermittel gebildet sind, Kunststoff ist.
18. Verfahren zum Zusammenbau einer Kombination von Bautei
len in einer einheitlichen Anordnung einer Kugel-Fassungs
verbindung, wobei die Bauteile aufweisen wenigstens ein
kappenförmiges Metallgehäuse mit einer durchbrochenen Basis
wandung und einer dazu senkrechten peripheren Wandung mit
einer Umfangskante, ein geteiltes Lager mit einer sphäri
schen Lagerfläche, einen Kugelzapfen mit einem Kugelkopf und
einem Pfosten, und einem Laschenteil einer mechanischen
Verbindung aus flachem Stahl mit einem Durchbruch darin,
wobei die Verfahrensschritte sind: Der Schritt des Ein
setzens des kappenförmigen Lagergehäuses in den Durchbruch
in dem Laschenteil des Verbindungselementes bis zu einer
Position, an der die Ausnehmung der Lasche den mittleren
Teil der peripheren Wandung des genannten metallischen
Gehäuses umschließt, den Schritt der Verbindung der den
genannten Durchbruch des Laschenteiles bildenden Wandungs
teile mit der peripheren Wandung des Lagergehäuses, den
Schritt des Einschließens des Kugelkopfes in das aufgeteilte
Lager, den Schritt des Einsetzens des von dem Lager um
schlossenen Kugelkopfes in das kappenförmige Gehäuse, und
schließlich radial nach innen gerichtetes Deformieren des
peripheren Wandungsteiles benachbart zu der Umfangskante des
Lagergehäuses, um so den von den Lagermitteln umschlossenen
Kugelkopf innerhalb des Lagergehäuses zu halten.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,
daß das Verbinden des Gehäuses mit dem Laschenteil durch
metallurgische Verbindung erfolgt, wodurch das Gehäuse und
die Lasche erhitzt werden, bevor der Zapfen und die Lager
elemente eingesetzt werden.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,
daß die geschlitzte Lagerfassung aus einem Kunststoffmateri
al hergestellt wird als ein Stück mit einem einzigen Schlitz
darin, der das ringförmige Lager aufteilt, wobei der Schritt
des Einsetzens des Kugelkopfes in das geschlitzte Lager darin
besteht, daß das einstückige geschlitzte Lager über den
Kugelkopf geschnappt wird, wobei der vorherige metallurgi
sche Verbindungsschritt eine exzessive Erwärmung der Lager
fassung vermeidet und somit die Lager- und Formeigenschaften
des Lagermaterials erhalten bleiben.
21. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,
daß die geteilte Lagerfassung zwei symmetrische Lagerteile
bildet, wobei der Schritt des Einfangens des Kugelkopfes von
dem geschlitzten Lager darin besteht, daß jedes Lagerteil
über einen Teil des Kugelkopfes plaziert wird, so daß die
beiden Teile als komplette sphärische Fassung über den
Kugelkopf zusammengefügt sind, bevor die Fassung und der
Kugelkopf in das Metallgehäuse eingesetzt werden.
22. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kugelkopf eine Ausnehmung auf der dem Pfosten abge
wandten Seite aufweist, und daß die periphere Kante des
kappenförmigen Gehäuses mit dem Durchbruch in dem aus fla
chem Stahl bestehenden Laschenteil zusammengefügt wird,
bevor der Deformationsschritt erfolgt, so daß die mit einem
Durchbruch versehene Basiswandung des Gehäuses einen Zugang
zu der Ausnehmung in dem Kugelkopf ermöglicht.
23. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gehäuse mit dem Laschenteil durch Klebstoff verbun
den wird.
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet,
daß die geschlitzte Lagerfassung aus Kunststoff besteht und
einstückig ist, wobei ein einzelner Schlitz das ringförmige
Lager aufteilt.
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