DE60304757T2

DE60304757T2 - Gelenkige Rohrverbindung

Info

Publication number: DE60304757T2
Application number: DE60304757T
Authority: DE
Inventors: Shigeru c/o Daisen Co.Ltd. Takagi
Original assignee: Daisen Co Ltd
Current assignee: Daisen Co Ltd
Priority date: 2002-02-20
Filing date: 2003-02-19
Publication date: 2007-05-03
Anticipated expiration: 2023-02-20
Also published as: US6846022B2; HK1058815A1; DE60304757D1; EP1338839B1; CN1439836A; US20030156893A1; EP1338839A1; CN1252408C

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Universalgelenk zum Verbinden von zwei Rohrteilen, durch die ein Fluid hindurchgeführt wird.
Beschreibung des Standes der Technik
Ein erstes herkömmliches Universalgelenk ist in 7 gezeigt. Das Universalgelenk 200 umfasst ein Steckerteil 201, dessen eines Ende mit einer Stütze oder einer Buchse (nicht gezeigt) verbunden ist, ein Rohrzwischenteil 203, dessen eines Ende drehbar durch Kugellager 204 mit dem Steckerteil verbunden ist, und ein Buchsenteil 202, das an seinem einen Ende über Kugellager 105 mit dem anderen Ende des Zwischenteils verbunden ist und an dem anderen Ende mit einem Instrument eines Luftwerkzeugs usw. (nicht gezeigt) verbunden ist.
Eine Achse G1 des einen Endes des Rohrzwischenteils 203 ist unter einem Winkel gegenüber den Achsen G2 und G3 des Steckerteils 201 und des Buchsenteils 202 geneigt, die gegeneinander ausgerichtet sind.
Das Steckerteil 201 wird universal in Beziehung zu dem Buchsenteil 202 bewegt unter dem Winkel, der zwischen den Achsen des Steckerteils und des Rohrzwischenteils gebildet ist, durch Drehen des Steckerteils 201 relativ zu dem Zwischenrohrteil 203.
Ein zweites herkömmliches Universalgelenk ist in 8 gezeigt. Das Universalgelenk 300 umfasst ein Zwischenrohr 301, ein Steckerteil 305, das mit dem Rohrzwischenteil 301 verbunden ist, und ein Buchsenteil 307, das mit dem Rohrzwischenteil 301 verbunden ist. Das Rohrzwischenteil 301 hat an seinen entgegengesetzten Enden einen ersten und einen zweiten äußeren Kugelteil 302 und 303.
Ein Ende des Steckerteils 305 ist mit einer inneren Kugelfläche 304 versehen, in die der erste äußere Kugelteil 302 eingefügt ist, um das Steckerteil universell relativ zu dem Rohrzwischenteil zu bewegen, und ein Ende des Buchsenteils 307 ist mit einer inneren Kugelfläche 306 versehen, in die der zweite äußere Kugelteil 303 eingefügt ist, um das Buchsenteil universell relativ zu dem Rohrzwischenteil zu bewegen.
Demgemäß können die Achsen G4 und G5 des Steckerteils 305 und des Buchsenteils 307 unter jedem Winkel relativ zueinander geändert werden, indem das Steckerteil oder das Buchsenteil gedreht werden.
Als ein drittes herkömmliches Universalgelenk ist ein Universalgelenk bekannt, das in der Japanischen Offenlegungsschrift E-236884 offenbart ist.
Wie in 9 gezeigt ist, umfasst das Universalgelenk 400 ein Rohrzwischenteil 403, ein erstes und ein zweites Rohrteil 401 und 402, die mit dem Rohrzwischenteil 403 verbunden sind und eine Abdeckung 404, die das Rohrzwischenteil 403 zwischen dem ersten und dem zweiten Rohrteil 401 und 402 umgibt.
Das Rohrzwischenteil 403 hat an seinen entgegengesetzten Enden einen ersten und einen zweiten äußeren Kugelteil 403a und 403b.
Ein Ende 401a des ersten Rohrteils 401 ist mit einer inneren Kugelfläche 401b versehen, in die der äußere Kugelteil 403a eingefügt ist, um das erste Rohteil 401 universell relativ zu dem Rohrzwischenteil 403 zu bewegen, und ein Ende 402a des zweiten Rohrteils 307 ist mit einer inneren Kugelfläche 402a versehen, in die das zweite äußere Kugelteil 403b eingefügt ist, um das zweite Rohrteil universell relativ zu dem Rohrzwischenteil zu bewegen.
Die Abdeckung ist an den Enden 401a und 402a des ersten und des zweiten Rohrteils 401 und 402 befestigt und dient dazu, den Eintritt jeglichen Schmutzes in einen Raum zwischen dem ersten und dem zweiten Rohrteil 401 und 402 zu verhindern. Die Abdeckung besteht aus einem flexiblen Material wie Gummi, um sich zu dehnen und zusammenzuziehen. Die Abdeckung ist ausgebildet, um sich folgend der universellen Bewegung des ersten und des zweiten Rohrteils zu dehnen und zusammenzuziehen, wie in 9(b) gezeigt ist.
Jedoch ist es bei dem in 7 gezeigten ersten herkömmlichen Universalgelenk erforderlich, das Steckteil 201 in jeder Richtung zu drehen, um die Achsen des Steckerteils und des Buchsenteils in einen gewünschten Winkel zu ändern. Demgemäß ist die Handhabung nicht sehr gut.
Bei dem in 8 gezeigten zweiten herkömmlichen Universalgelenk sind, da die entgegengesetzten Enden des Rohrzwischenteils 301 universell bewegt werden, die Achsen G4 und G5 nicht stabil. Folglich ist, wenn beispielsweise eine Stütze oder eine Buchse mit dem Steckerteil 305 verbunden ist, die Verbindung schwierig, da die Achse G4 abgelenkt ist.
Bei dem in 9 gezeigten dritten herkömmlichen Universalgelenk kann, da die Abdeckung 404 so ausgebildet ist, dass sie sich gemäß der Universalbewegung des ersten und des zweiten Rohrteils dehnt und zusammenzieht, diese leicht verformt werden, und manchmal wird sie zerstört oder löst sich von dem ersten und dem zweiten Rohrteil. Wenn die Stütze oder dergleichen mit dem ersten und dem zweiten Rohrteil verbunden ist, besteht die Möglichkeit, dass die Abdeckung mit den Händen eines Benutzers ergriffen wird oder mit einem Instrument in Berührung kommt, so dass die Abdeckung zerstört und von dem ersten und dem zweiten Rohrteil gelöst wird. Wenn die Abdeckung von dem ersten und dem zweiten Rohrteil gelöst ist, tritt Schmutz oder dergleichen durch den Raum zwischen dem ersten und dem zweiten Rohrteil in das Gelenk ein, so dass es die Dichtfunktion verliert.
GB 846 905 A offenbart eine Fluidströmungskupplung zum Zusammenkuppeln von zwei unter Druck stehenden Gefäßen, die Endteile zum Kuppeln mit jeweils jedem Gefäß und ein Zwischenrohrteil mit einem Universalgelenk angrenzend an jedes Ende aufweist. Das Zwischenrohrteil hat an einem Ende einen äußeren Kugelteil und an dem anderen Ende ein zylindrisches Teil. Das eine der Endteile hat einen inneren Kugelteil, in den der äußere Kugelteil des Rohrteils eingefügt ist, um universell bewegt zu werden, und das andere Endteil hat ein Loch, in das der zylindrische Teil des Rohrteils drehbar eingeführt ist.
GB 287 594 A zeigt ein Universalgelenk mit einem ersten Rohrteil, einem zweiten Rohrteil, einem Zwischenrohrteil zum bewegbaren Verbinden des ersten und des zweiten Rohrteils, und eine Abdeckung, die sich zwischen dem ersten und dem zweiten Rohrteil befindet und den Raum zwischen diesen Abdeckt, wobei die Abdeckung in beweglichen Kontakt mit jeweils dem ersten und dem zweiten Rohrteil steht. Weiterhin sind das erste und das zweite Rohrteil in universell bewegbarem Kontakt relativ zu der Abdeckung. Die Abdeckung hat an einem Ende eine erste innere Kugelfläche und an dem anderen Ende eine zweite innere Kugelfläche, das erste Teil hat an einem Ende einen ersten Kugelbereich und das zweite Ende hat an einem Ende einen zweiten Kugelbereich, wobei die erste innere Kugelfläche der Abdeckung in bewegbarem und universellem Kontakt mit dem ersten Kugelbereich des ersten Teils ist, und die zweite innere Kugelfläche der Abdeckung ist in bewegbarem und universellem Kontakt mit dem zweiten Kugelbereich des zweiten Teils.
GB 484 838 A offenbart ein ähnliches Universalgelenk.
Weiterhin ist aus DE 56 622 C ein Universalgelenk zwischen zwei Rohren bekannt, das ein gabelartiges Teil mit zwei Armen und ein Kugelteil, das bewegbar zwischen den Enden der beiden Arme gehalten wird, aufweist. Der Durchgang durch einen der Arme und das Kugelteil ist zweimal um 90 Grad umgebogen.
Schließlich beschreibt EP 0 565 792 A1 eine flexible Rohrverbindung, die in der Lage ist, Verbindungsbereiche von verbundenen Objekten wie Rohren miteinander zu verbinden, während ermöglicht wird, dass die Richtung der Verbindung zwischen beiden in gewünschter Weise variiert wird. Das erste und das zweite Verbindungsteil sind mit inneren Kugelflächen ausgebildet, die in gleitendem Kontakt mit äußeren Kugelflächen auf einem sich zwischen den Verbindungsteilen befindenden Interpolationsteil sind. Somit ist das Interpolationsteil relativ zu den Verbindungsteilen um die Mitte jeder der äußeren Kugelflächen schwenkbar. Druckringe sind angeordnet, um beide äußeren Kugelflächen und inneren Flächen durch Lagerkugeln in Kontakt miteinander zu halten. Ein flexibles Passteil ist mit dem ersten und dem zweiten Druckring verbunden und deckt den äußeren Umfang des Interpolationsteils ab.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der Probleme des vorgenannten herkömmlichen Universalgelenks gemacht. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Universalgelenk vorzusehen, bei dem eine Stütze oder dergleichen leicht mit einem ersten und einen zweiten Rohrteil verbindbar ist und von diesem lösbar ist, ohne die Stütze oder dergleichen zu verdrehen, und eine gute Funktionsfähigkeit erzielt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Univer salgelenk mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. 6 gelöst. Bevorzugte Ausführungsbeispiele dieser Gelenke sind in den jeweiligen Unteransprüchen definiert.
Ein Universalgelenk gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein erstes Rohrteil, ein zweites Rohrteil und ein Zwischenrohrteil zum Verbinden des ersten und des zweiten Rohrteils, wobei das Zwischenrohrteil an einem Ende einen äußeren Kugelteil, der in ein Ende des ersten Rohrteils einsetzbar ist, und an dem anderen Ende einen zylindrischen Teil, der drehbar in ein Ende des zweiten Rohrteils einsetzbar ist, hat, das erste Rohrteil an einem Ende einen inneren Kugelteil hat, der ein Kugelpaar mit dem äußeren Kugelteil des Zwischenrohrteils bildet, welches Gelenk dadurch gekennzeichnet ist, dass der innere Kugelteil so ausgebildet ist, dass eine durch die Mitte des inneren Kugelteils und die Mitte eines Öffnungsbereichs, in den der äußere Kugelteil eingesetzt ist, hindurchgehende Achse schräg unter einem Winkel mit Bezug auf eine Achse des ersten Rohrteils verläuft.
Ein Universalgelenk gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein erstes Rohrteil, ein zweites Rohrteil, ein Zwischenrohrteil zum bewegbaren Verbinden des ersten und des zweiten Rohrteils, und eine Abdeckung, die zwischen dem ersten und dem zweiten Rohrteil angeordnet ist, um einen Raum zwischen diesen abzudecken, wobei die Abdeckung bewegbar mit jeweils dem ersten und dem zweiten Rohrteil in Kontakt ist, und wobei das erste Rohrteil an einem Ende einen ersten inneren Kugelteil hat, das zweite Rohrteil an einem Ende einen zweiten inneren Kugelteil hat, das Zwischenrohrteil an einem Ende einen ersten äußeren Kugelteil hat, der in den ersten inneren Ku gelteil eingesetzt ist, und an dem anderen Ende einen zweiten äußeren Kugelteil hat, der in den zweiten inneren Kugelteil eingesetzt ist, welches Gelenk dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Kugellager zum universellen Bewegen des ersten Rohrteils zwischen dem ersten äußeren Kugelteil und dem ersten inneren Kugelteil vorgesehen ist, ein Kugellager zum universellen Bewegen des zweiten Rohrteils zwischen dem zweiten äußeren Kugelteil und dem zweiten inneren Kugelteil vorgesehen ist, und das Kugellager ausgebildet ist zum Verhindern, dass der erste äußere Kugelteil aus dem ersten inneren Kugelteil entfernt wird, das Kugellager ausgebildet ist zum Verhindern, dass der zweite äußere Kugelteil aus dem zweiten inneren Kugelteil entfernt wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines Universalgelenks gemäß der vorliegenden Erfindung.
2(a) ist eine Schnittansicht eines Zwischenrohrteils, das in dem Universalgelenk nach dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel verwendet wird.
2(b) ist eine Schnittansicht eines ersten Rohrteils, das in dem Universalgelenk nach dem vorstehenden Ausführungsbeispiel verwendet wird.
2(c) ist eine Schnittansicht eines zweiten Rohrteils, das in dem Universalgelenk nach dem vorstehenden Ausführungsbeispiel verwendet wird.
3(a) und (b) sind Ansichten zum Erläutern der Arbeitsweise des Universalgelenks nach dem vorstehenden Ausführungsbeispiel.
4 ist eine Schnittansicht, die ein zweites Ausführungsbeispiel des Universalgelenks gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
5(a) und (b) sind Schnittansichten zum Erläutern der Arbeitsweise des Universalgelenks nach dem zweiten Ausführungsbeispiel.
6 ist eine Schnittansicht, die ein drittes Ausführungsbeispiel des Universalgelenks gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
7 ist eine Schnittansicht, die ein erstes herkömmliches Universalgelenk zeigt.
8 ist eine Schnittansicht, die ein zweites herkömmliches Universalgelenk zeigt.
9(a) ist eine Schnittansicht, die ein drittes herkömmliches Universalgelenk zeigt.
9(b) ist eine Ansicht, die die Arbeitsweise des in 9(a) gezeigten Universalgelenks erläutert.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Ein erstes Ausführungsbeispiel eines Universalgelenks gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit den 1 bis 3 erläutert.
Gemäß 1 weist das Universalgelenk 20 ein Zwischenrohrteil 21, ein erstes Rohrteil oder Steckerteil 22, das mit dem Zwischenrohrteil 21 verbunden ist, ein zweites Rohrteil oder Buchsenteil 23, das mit dem Zwischenrohrteil 21 verbunden ist, auf. Durch Verbindung des Zwischenrohr-, Stecker- und Buchsenteils wird ein Rohr gebildet, durch da ein Fluid hindurchgeht. Das Zwischenrohr-, Stecker- und Buchsenteil bestehen aus Stahlmaterial oder Kunststoffharz usw.
Das Zwischenrohrteil 21 hat an einem Ende einen äußeren Kugelteil 24 und an dem anderen Ende einen zylindrischen Teil 25, wie in 2a gezeigt ist. Der äußere Kugelteil 24 ist gebildet, indem eine äußere Umfangsfläche 21a des Zwischenrohrteils in die Form einer Kugel gebracht ist. Die äußere Umfangsfläche 21a des Zwischenrohrteils 21 erstreckt sich entlang einer Achse G9 parallel zu einer inneren Umfangsfläche 21a eines mittleren Loches des Zwischenrohrteils 21.
Wie in den 1 und 2(b) gezeigt ist, hat das Steckerteil 22 an einem Ende einen Steckerbereich 26, mit dem eine Stütze, eine Buchse oder dergleichen verbunden ist. Das andere Ende des Steckerteils 22 ist mit einem inneren Kugelteil 27 versehen, in das der äußere Kugelteil 24 des Zwischenrohrteils 21 eingesetzt ist. Der Steckerbereich 26 ist von dem äußeren Kugelteil 24 aus zu seinem vorderen Ende hin konisch ausgebildet, um leicht das Steckerteil in die Stütze usw. einzuführen. Es ist festzustellen, dass der innere Kugelteil 27 eine Achse Gα hat, die unter einem Winkel θ schräg zu einer Achse G7 des Steckerteils 22 verläuft.
Ein Entfernungsverhinderungsmittel ist zwischen dem äußeren Kugelteil 24 des Zwischenrohrteils 21 und dem inneren Kugelteil 27 des ersten Rohrteils 22 vorgesehen.
Das Entfernungsverhinderungsmittel weist ein Kugellager 33a auf, das beispielsweise aus mehreren metallischen Kugeln 33 gebildet ist. Die Kugeln sind in eine ringförmige Nut 27b eingesetzt, die in dem inneren Kugelteil 27 ausgebildet ist. Die Kugeln sind in die ringförmige Nut 27b durch ein Gewindeloch 27d, das in dem äußeren Kugelteil 28 ausgebildet ist, eingeführt, nachdem der äußere Kugelteil 24 in den inneren Kugelteil 27 eingesetzt wurde. Eine Schraube (nicht gezeigt) ist in das Loch 27d eingeschraubt, um zu verhindern, dass die Kugeln aus der ringförmigen Nut 27b herausfallen. Die Kugeln berühren eine äußere Wand des äußeren Kugelteils 24, um zu verhindern, dass der äußere Kugelteil 24 aus dem inneren Kugelteil 27 heraus bewegt wird, wie in 1 gezeigt ist. Es ist bevorzugt, ein geringes Spiel zwischen dem Kugellager 33a und der ringförmigen Nut 27b entlang der Achse G2 des Steckerteils vorzusehen.
Ein Abdichtmittel ist ebenfalls zwischen dem äußeren Kugelteil 24 und dem inneren Kugelteil 27 vorgesehen. Das Abdichtmittel weist beispielsweise ein Dichtteil 32 auf, das in eine in dem inneren Kugelteil 27 ausgebildete ringförmige Nut 27c eingesetzt ist. Das Dichtteil besteht beispielsweise aus Gummi oder elastischem Harz. Das Dichtteil 32 ist unter Druckkontakt mit dem äußeren Kugelteil 24 des Zwischenrohrteils 21, um zu verhindern, dass Flüssigkeit in einen Kon taktbereich zwischen dem äußeren Kugelteil 24 und dem Kugellager eintritt.
Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel besteht das Dichtteil 32 aus einem Y-Packungsmaterial, dessen beide Beine in Kontakt mit dem äußeren Kugelteil 24 sind.
Ein Öffnungsende 27a des inneren Kugelteils ist mit einem konischen Loch versehen, dessen Durchmesser größer als der des inneren Kugelteils ist.
Es ist bevorzugt, das Kugellager benachbart dem Öffnungsbereich 27a und das Dichtteil in einer Position entfernt von dem Öffnungsbereich 27a anzuordnen.
Mit der vorbeschriebenen Konstruktion können das erste Rohrteil (Steckerteil) 22 und as Zwischenrohrteil 21 universell in Bezug zueinander bewegt werden.
Das Buchsenteil 23 hat an einem Ende einen Buchsenbereich 29 und an dem anderen einen zylindrischen Bereich 30. Der Buchsenbereich 29 hat einen Gewindebereich, der mit eine Stütze oder einem Instrument wie einem Luftwerkzeug oder dergleichen verbunden ist. Der zylindrische Bereich 30 ist mit einem im Allgemeinen halbkugelförmigen inneren Teil 31 versehen, in den ein Bereich des äußeren Kugelteils 28 des Steckerteils 22 eingesetzt ist. Ein Öffnungsende 31a des inneren Kugelteils 31 hat einen größeren Durchmesser. Der zylindrische Bereich 30 hat ebenfalls ein Loch 30c, in das der zylindrische Teil 25 des Zwischenrohrteils 21 eingesetzt ist.
Ein Entfernungsverhinderungsmittel ist zwischen dem zylindrischen Teil 25 und dem Loch 30c des zylindri schen Bereichs 30 vorgesehen.
Das Entfernungsverhinderungsmittel umfasst ein Kugellager 35a, das beispielsweise aus mehreren metallischen Kugeln 35 gebildet ist. Die Kugeln sind in eine ringförmige Nut 25b, die im Schnitt halbkreisförmig ist und in dem zylindrischen Teil 25 ausgebildet ist, und in eine ringförmige Nut 30a, die im Querschnitt halbkreisförmig und in dem zylindrischen Bereich 30 des Buchsenteils 23 vorgesehen ist und mit der ringförmigen Nut 25 übereinstimmt, um eine ringförmige Nut mit im Schnitt kreisförmiger Gestalt zu bilden, durch ein in dem zylindrischen Bereich 30 vorgesehenes Gewindeloch 30b eingeführt, nachdem der zylindrische Teil 25 in das Loch 30c eingesetzt wurde.
Nachdem die Kugeln in die ringförmige Nut eingeführt wurden, wird eine Schraube in das Gewindeloch 30b eingeschraubt, um zu verhindern, dass die Kugeln aus den ringförmigen Nuten 25b und 30a herausfallen.
Ein Dichtmittel ist zwischen dem zylindrischen Teil 25 und dem zylindrischen Bereich 30 des zweiten Rohrteils 23 vorgesehen.
Das Dichtmittel weist einen aus Gummi bestehenden O-Ring 34 auf, der in eine in dem zylindrischen Teil 25 ausgebildete ringförmige Nut 25a eingesetzt ist. Der O-Ring 34 ist unter Druck in Kontakt mit der inneren Wand des Lochs 30c.
Mit der vorbeschriebenen Konstruktion ist das zweite Rohrteil (Buchsenteil) 23 relativ zu dem Zwischenrohrteil 21 drehbar.
Es ist bevorzugt, ein geringes Spiel zwischen dem äu ßeren Kugelteil 28 und dem inneren Kugelteil 31 entlang der Achse G8 vorzusehen, da der zylindrische Teil 25 des Zwischenrohrteils 21 hauptsächlich durch das Kugellager 35a gestützt wird.
Bei dem vorbeschriebenen Universalgelenk ist der Buchsenbereich 29 in die Stütze oder dergleichen geschraubt und an dieser befestigt, und der Steckbereich 26 ist an der Stütze oder dergleichen befestigt, indem der Steckbereich 26 in diese eingesteckt ist. Hier ist es möglich, da das Steckerteil 22 und das Zwischenrohrteil 21 eine universelle Bewegung durchführen, wenn das vordere Ende des Steckbereichs 26 in eine gewünschte Richtung bewegt wird, leicht das Steckerteil 22 relativ zu dem Zwischenrohr- und dem Buchsenteil 21 und 23 auszurichten.
In einer anfänglichen Position, die in 1 gezeigt ist, stimmt die Achse G7 des Steckerteils 22 mit der Achse G8 des Buchsenteils 23 überein, und die Achse G2 des äußeren Kugelteils 28 des Steckerteils 22 ist gegenüber der Achse G7 des Steckerteils 22 unter einem Winkel θ, der ein negativer Winkel ist, geneigt, wie in den 1 und 2(b) gezeigt ist.
als eine Folge verläuft, wenn die Achsen G2 und G8 miteinander übereinstimmen, die Achse G7 des Steckerteils 22 unter dem Winkel θ zu der Achse G8 des Buchsenteils 23 (siehe 3(a)). Weiterhin verläuft die Achse G2 unter einem positiven Winkel θ gegenüber der Achse G8, und die Achse G7 des Steckerteils 22 verläuft unter einem Winkel 2θ gegenüber der Achse G8 des Buchsenteils 23 (siehe 3(a)).
Auf diese Weise ist es möglich, da die Achse Gα des inneren Kugelteils 27 unter dem Winkel θ die Achse G7 des Steckerteils 22 kreuzt, den Bewegungsbereich zu erweitern, d.h., Biegen oder Drehen des Steckerteils 22, und das Steckerteil 22 relativ zu dem Zwischenrohrteil 21 in dem Bereich des Maximums 2θ universell zu bewegen.
Das Buchsenteil 23 ist relativ zu dem Zwischenrohrteil 21 drehbar, da der zylindrische Teil 25 des Zwischenrohrteils 21 drehbar in das Loch in dem zylindrischen Bereich 30 eingesetzt ist. Zu dieser Zeit stimmt die Achse G8 des Buchsenteils 23 ständig mit einer Achse G9 des Zwischenrohrteils 21 überein, um leicht die Stütze oder dergleichen mit dem Buchsenteil 23 zu verbinden ohne dass eine Kraftrichtung von der Achse G8 abweicht, wenn die Stütze mit dem Buchsenteil verbunden wird.
Es ist festzustellen, dass, wenn die Stütze oder dergleichen mit dem Steckerteil 22 verbunden wird, es möglich ist, die Stütze mit dem Steckerteil 22 leicht zu verbinden, indem nur das Steckerteil, das sich von dem Buchsenteil 23 wegbewegt, bewegt wird. Folglich ergibt die vorliegende Erfindung ein Universalgelenk mit einer guten Funktionsfähigkeit.
In 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines Universalgelenks gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt.
In 4 bezeichnet die Bezugszahl 100 das Universalgelenk. Das Universalgelenk umfasst ein Steckerteil 102 als ein erstes Rohrteil, ein Buchsenteil 103 als ein zweites Rohrteil und ein Zwischenrohrteil 101 zum Verbinden des Stecker- und des Buchsenteils 102 und 103.
Es ist festzustellen, dass eine Abdeckung 104 zwischen dem Stecker- und dem Buchsenteil 102 und 103 vorgesehen ist.
Das Zwischenrohrteil 101, das Steckerteil, das Buchsenteil 103 und die Abdeckung sind hohl und bestehen beispielsweise aus Metall, Aluminium oder rostfreiem Stahl oder dergleichen. Sie können aus synthetischem Harz, Gummi oder dergleichen bestehen, das eine Härte aufweist, nämlich die Eigenschaft, die Form zu bewahren.
Das Zwischenrohrteil 101 hat den entgegengesetzten Enden einen ersten und einen zweiten äußeren Kugelteil 105a bzw. 105b.
Der Steckerteil 102 ist an einem Ende 102a mit einem ersten inneren Kugelteil 106 und an dem anderen Ende mit einem Steckbereich 108 ausgebildet. Der erste äußere Kugelteil 105a ist so in den erste inneren Kugelteil 106 eingesetzt, dass das Steckerteil 102 relativ zu dem Zwischenrohrteil 101 universell bewegt werden kann. Ein erster Kugelbereich 107, der konzentrisch mit dem ersten inneren Kugelteil 106 ist, ist an dem einen Ende 102a des Steckerteils 102 ausgebildet.
Der Steckbereich 108 wird in eine Stütze, eine Buchse oder dergleichen (nicht gezeigt) eingesetzt, um das Steckerteil mit der Stütze zu verbinden.
Das Buchsenteil 103 hat an einem Ende 103a einen zweiten inneren Kugelteil 109 und an dem anderen Ende einen mit Gewinde versehenen Buchsenbereich 111. Der zweite äußere Kugelteil 105b des Zwischenrohrteils 101 ist in den zweiten inneren Kugelteil 109 des Buchsenteils 103 eingesetzt, so dass das Buchsenteil 103 relativ zu dem Zwischenrohrteil 101 universell bewegt wird. Ein zweiter Kugelbereich 110, der konzentrisch mit dem zweiten inneren Kugelteil 209 ist, ist an dem einen Ende 103a des Buchsenteils 103 ausgebildet.
Eine Stütze oder dergleichen (nicht gezeigt) ist ebenfalls mit dem Buchsenbereich 111 des Buchsenteils 103 verbunden.
Ein Kugellager 116a ist zwischen dem ersten äußeren Kugelteil 105a und dem ersten inneren Kugelteil 106 vorgesehen.
Das Kugellager 116a stützt den ersten äußeren Kugelteil 105a des Zwischenrohrteils 101, um universell bewegt zu werden, und wirkt dahingehend, dass eine Entfernung des ersten äußeren Kugelteils 105a aus dem ersten inneren Kugelteil 106 verhindert wird. Das Kugellager 116a besteht aus mehreren Kugeln 116, die in eine ringförmige Nut 106b, die in dem ersten inneren Kugelteil 106 ausgebildet ist, eingesetzt sind, ähnlich wie bei dem vorbeschriebenen ersten Ausführungsbeispiel.
In gleicher Weise ist ein Kugellager 118a zwischen dem zweiten äußeren Kugelteil 105b und dem zweiten inneren Kugelteil 109 vorgesehen.
Das Kugellager 118a hat dieselbe Funktion wie die des vorgenannten Kugellagers 116a.
Die Kugeln 116 werden durch ein Gewindeloch 106d, das in dem ersten Kugelbereich 107 ausgebildet ist, in die ringförmige Nut 106b eingeführt, danach wird eine Schraube (nicht gezeigt) in das Gewindeloch 106d eingeschraubt, um zu verhindern, dass die Kugeln aus der ringförmigen Nut 106b herausfallen.
Ein Öffnungsende 106a des ersten inneren Kugelteils 106 und ein Öffnungsende 109a des zweiten inneren Kugelteils 109 sind konisch in der Weise, dass sie sich nach außen hin erweitern.
Das Kugellager 118a besteht aus mehreren Kugeln 118, die in eine in dem zweiten Kugelbereich 110 ausgebildete ringförmige Nut 109b eingesetzt sind. Die Kugeln 118 werden durch ein Gewindeloch 109d, das in dem Kugelbereich 110 an der Position der ringförmigen Nut 109b ausgebildet ist, eingeführt. Nachdem die Kugeln in die ringförmige Nut 109b eingeführt wurden, wird eine Schraube (nicht gezeigt) in das Loch 109d eingeschraubt, um zu verhindern, dass die Kugeln aus der ringförmigen Nut 109b herausfallen.
Benachbart der ringförmigen 106b ist eine ringförmige Nut 106c vorgesehen, in der ein erstes Dichtglied 115 aufgenommen ist, um unter Druck in Kontakt mit dem ersten äußeren Kugelteil 105a zu sein, und benachbart der ringförmigen Nut 109b ist eine ringförmige Nut 109c vorgesehen, in der ein zweites Dichtteil 117 aufgenommen ist, um unter Druck in Kontakt mit dem zweiten äußeren Kugelteil 105b zu sein.
Das erste und das zweite Dichtteil 115 und 117 bestehen aus synthetischem Harz.
Bei dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Dichtteile 115 und 117 durch eine Y-förmige Packung gebildet.
Mit der vorbeschriebenen Konstruktion ist es möglich, das Steckerteil 102 relativ zu dem Zwischenrohrteil 101 bzw. das Buchsenteil 103 relativ zu dem Zwischenrohrteil 101 universell zu bewegen.
Die Abdeckung 104 ist zwischen dem ersten und dem zweiten Kugelbereich 107 und 110 angeordnet, um einen Raum zwischen diesem ersten und zweiten Kugelbereich abzudecken, wodurch verhindert wird, dass jeglicher Schmutz in das Universalgelenk eintritt, insbesondere zwischen das erste äußere Kugelteil 105a und das erste innere Kugelteil 106 sowie zwischen das zweite äußere Kugelteil 105b und das zweite innere Kugelteil 109.
Die Abdeckung 104 hat die Form eines Ringes. Eine innere Umfangsfläche an einem Ende der Abdeckung 104 ist als eine erste innere Kugelfläche 112 ausgebildet, und eine innere Umfangsfläche an dem anderen Ende der Abdeckung ist als eine zweite innere Kugelfläche 113 ausgebildet. Die erste innere Kugelfläche 112 ist so ausgebildet, dass sie in gleitendem Kontakt mit einer äußeren Oberfläche des ersten Kugelbereichs 107 ist, und die zweite innere Kugelfläche 113 ist ausgebildet, um in gleitendem Kontakt mit einer äußeren Oberfläche des zweiten Kugelbereichs 110 zu sein.
Folglich wird bei dem zweiten Ausführungsbeispiel das Steckerteil 102 relativ zu der Abdeckung 114 universell bewegt und das Buchsenteil 103 wird relativ zu der Abdeckung 114 universell bewegt, da der erste und der zweite Kugelbereich universell mit der Abdeckung in Kontakt sind. In einem mittleren Bereich 114 der Abdeckung ist eine ringförmige Stufe 104a vorgesehen, die leicht vertieft ist, wie in 1 gezeigt ist. Die Ausbildung der ringförmigen Stufe bewirkt, dass die Hand eines Benutzers nicht rutscht, wenn er die Abdeckung ergreift, und sie bewirkt eine Gewichtseinsparung für die Abdeckung.
Bei dem wie vorstehend beschrieben ausgebildeten Universalgelenk 100 wird die Stütze oder dergleichen zuerst mit dem Buchsenbereich 111 durch Schrauben des Buchsenbereichs in die Stütze verbunden, und die Stütze oder dergleichen wird mit dem Steckerteil 102 durch Schrauben des Steckbereichs 108 in die Stütze oder dergleichen verbunden. Der Buchsenbereich oder der Steckerbereich können in eine Buchse usw. eingeführt werden, die mit der Stütze oder dergleichen verbunden ist.
Anhand des Vorstehenden ist es möglich, einen durch eine Achse G1 des Steckerteils 102 und eine Achse G2 des Buchsenteils 103 gebildeten Winkel universell zu ändern, um eine gute Funktionsfähigkeit zu erhalten, wenn die Stütze oder dergleichen mit dem Steckerteil oder dem Buchsenteil verbunden wird.
Hier ist es möglich, wenn die Achse G1 des Steckerteils 102 gegenüber der Achse des Zwischenrohrteils 101 geneigt ist, selbst wenn die Abdeckung 104 dem Steckerteil 102 nicht folgt, einen durch die Achsen G1 und G2 des Stecker- und des Buchsenteils 102 und 103 gebildeten Winkel in jeder Richtung glatt zu ändern, da das Steckerteil relativ zu der Abdeckung 104 universell bewegt wird, wie vorstehend beschrieben ist, um zu verhindern, dass die Stütze oder dergleichen verdreht wird, wie in 5(a) gezeigt ist.
Wie in 5(b) gezeigt ist, ist es möglich, wenn die Achse G2 des Buchsenteils 103 gegenüber der Achse des Zwischenrohrteils 101 geneigt ist, selbst wenn die Abdeckung 104 dem Buchsenteil 103 nicht folgt, einen durch die Achsen G1 und G2 des Stecker- und des Buchsenteils 102 und 103 in jeder Richtung glatt zu ändern, da das Steckerteil relativ zu der Abdeckung 104 universell bewegt wird, wie vorstehend beschrieben ist, um zu verhindern, dass die Stütze oder dergleichen verdreht wird.
Weiterhin ist es möglich, eine komplexe Bewegung des Universalgelenks durchzuführen und daher eine übermäßige Verwendung des Universalgelenks durchzuführen, wie in den 5(a) und 5(b) gezeigt ist. Es ist festzustellen, dass sich die Abdeckung 104 nicht unter dem Einfluss einer von außen ausgeübten Kraft verformt, und daher ist es möglich, einen Kontakt zwischen dem Steckerteil 108 und der Stütze herzustellen und diese zu trennen, indem die Abdeckung mit der Hand ergriffen wird. Weiterhin ist es, wenn der Benutzer die Abdeckung ergreift, aufgrund der ringförmigen Stufe 104a die Abdeckung leicht zu ergreifen.
Die Abdeckung kann aus einem synthetischen Harz, Metall und jedem anderen Material bestehen.
In 6 ist ein drittes Ausführungsbeispiel eines Universalgelenks gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Das Universalgelenk 103 umfasst ein Steckerteil 132 als ein erstes Rohrteil, ein Buchsenteil 133 als ein zweites Rohrteil und ein Zwischenrohrteil 131 zum Verbinden des Stecker- und des Buchsenteils 132 und 133, und eine Abdeckung 134, die sich zwischen dem Stecker- und dem Buchsenteil 132 und 133 befindet.
Das Zwischenrohrteil 131 ist an einem Ende mit einem äußeren Kugelteil 135 und an dem anderen Ende mit einem zylindrischen Teil 136 ausgebildet.
Ein Endbereich 132a des Steckerteils 132 ist mit einem inneren Kugelteil 138 versehen, in den der äußere Kugelteil 135 eingesetzt ist, um universell bewegt zu werden. Der eine Endbereich ist auch mit einem äußeren Kugelteil 139 versehen, der konzentrisch mit dem inneren Kugelteil 138 ist. Eine Achse Gα des inneren Kugelteils 138 ist unter einem Winkel θ gegenüber einer Achse G3 des Steckerteils 132 geneigt. Ein Öffnungsende 138a des inneren Kugelteils 138 erweitert sich konisch zur Außenseite des Kugelteils hin. Ein Ende 133a des Buchsenteils 133 ist mit einem inneren zylindrischen Bereich 140 versehen, in den der zylindrische Teil 136 drehbar eingesetzt ist. Das Ende 133a des Buchsenteils 133 ist ebenfalls mit einem äußeren zylindrischen Bereich 141, der konzentrisch mit dem inneren zylindrischen Bereich 140 ist, versehen.
Ein Ende einer inneren Umfangsfläche der Abdeckung 134 ist als Kugelfläche 142 ausgebildet, und das andere Ende der Abdeckung ist mit einem zylindrischen Bereich 143 versehen, in den das eine Ende 133a des Buchsenteils 133 drehbar eingesetzt ist.
Das Steckerteil 132 und das Zwischenrohrteil 131 sind durch ein Kugellager 145 universell bewegbar miteinander verbunden, wobei verhindert wird, dass der äußere Kugelteil 135 aus dem inneren Kugelteil 138 entfernt wird, und das Buchsenteil 133 und das Zwischenrohrteil 131 sind durch ein Kugellager 146 drehbar miteinander verbunden, wobei verhindert wird, dass das zylindrische Teil 136 aus dem inneren zylindrischen Bereich 140 entfernt wird.
Dichtteile 150 und 160 sind zwischen dem äußeren Kugelteil 135 und dem inneren Kugelteil bzw. zwischen dem zylindrischen Teil 136 und dem inneren zylindrischen Bereich 140 vorgesehen.
Bei dem vorbeschriebenen Universalgelenk kann das Steckerteil 132 relativ zu dem Zwischenrohrteil 131 und der Abdeckung 134 universell bewegt werden, und das Buchsenteil 133 kann relativ zu der Abdeckung 134 und dem Zwischenrohrteil 131 drehbar bewegt werden. Mit dieser Ausbildung ist es möglich, zu verhindern, dass die mit dem Steckerteil 132 oder dem Buchsenteil 133 verbundene Stütze verdreht wird, um eine gute Funktionsfähigkeit zu erhalten.
Bei dem vorbeschriebenen dritten Ausführungsbeispiel kann ein Winkel zwischen den Achsen G3 und G4 des Stecker- und des Buchsenteils 132 und 133 frei geändert werden, ohne die Abdeckung 134 zu verformen, da sich das Steckerteil relativ zu der Abdeckung und dem Zwischenrohrteil universell bewegt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist, wenn das Stecker- oder das Buchsenteil mit der Stütze oder dergleichen verbunden ist, die Richtung der Achsen des Stecker- und des Buchsenteils stabil, und daher ist es möglich, das Stecker- und das Buchsenteil fest mit den Stützen oder dergleichen zu verbinden und diese zu trennen. gemäß der vorliegenden Erfindung ist es auch möglich, ein Universalgelenk vorzusehen, das eine lange Lebensdauer der Abdeckung und eine gute Funktionsfähigkeit und Gebrauchsfähigkeit hiervon hat.

Claims

Universalgelenk, welches aufweist: ein erstes Rohrteil (22); ein zweites Rohrteil (23); und ein Zwischenrohrteil (21) zum Verbinden des ersten und des zweiten Rohrteils (22, 23); wobei das Zwischenrohrteil (21) an einem Ende einen äußeren Kugelteil (24), der in ein Ende des ersten Rohrteils (22) einsetzbar ist, und an dem anderen Ende einen zylindrischen Teil (25), der drehbar in ein Ende des zweiten Rohrteils (23) einsetzbar ist, hat, das erste Rohrteil (22) an einem Ende einen inneren Kugelteil (27) hat, der ein Kugelpaar mit dem äußeren Kugelteil (24) des Zwischenrohrteils (21) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Kugelteil (27) so ausgebildet ist, dass eine durch die Mitte des inneren Kugelteils (27) und die Mitte des Öffnungsbereichs (27a), in dem der äußere Kugelteil (24) eingesetzt ist, hindurchgehende Achse (Gα) schräg unter einem Winkel mit Bezug auf eine Achse (G7) des ersten Rohrteils (22) verläuft.
Universalgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Kugellager (33a, 35a) zwischen dem äußeren und dem inneren Kugelteil (24, 27) und zwischen dem Loch (30c) des zweiten Rohr teils (23) und dem zylindrischen Teil (25) des Zwischenrohrteils (21) vorgesehen sind.
Universalgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Dichtmittel (32, 34) zwischen dem äußeren und dem inneren Kugelteil (24, 27) und zwischen dem Loch (30c) des zweiten Rohrteils (23) und dem zylindrischen Teil (25) des Zwischenrohrteils (21) vorgesehen sind.
Universalgelenk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Kugellager (33a, 35a) mehrere Kugeln (33, 35) aufweist.
Universalgelenk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Dichtmittel (32, 34) ein Dichtglied aus elastischem Material aufweist.
Universalgelenk, welches aufweist: ein erstes Rohrteil (102); ein zweites Rohrteil (103); ein Zwischenrohrteil (101) zum bewegbaren Verbinden des ersten und des zweiten Rohrteils (102, 103); und eine Abdeckung (104), die zwischen dem ersten und dem zweiten Rohrteil (102, 103) angeordnet ist, um einen Raum zwischen diesen abzudecken, welche Abdeckung (104) bewegbar mit jeweils dem ersten und dem zweiten Rohrteil (102, 103) in Kontakt ist, wobei das erste Rohrteil (102) an einem Ende (102a) einen ersten inneren Kugelteil (106) hat, das zweite Rohrteil (103) an einem Ende (103a) einen zweiten inneren Kugelteil (109) hat, das Zwischenrohrteil (101) an einem Ende einen ersten äußeren Kugelteil (105a) hat, der in den ersten inneren Kugelteil (106) eingesetzt ist, und an dem anderen Ende einen zweiten äußeren Kugelteil (105b) hat, der in den zweiten inneren Kugelteil (109) eingesetzt ist, ein Kugellager (116a) zum universellen Bewegen des ersten Rohrteils (102), das zwischen dem ersten äußeren Kugelteil (105a) und dem ersten inneren Kugelteil (106) vorgesehen ist, ein Kugellager (118a) zum universellen Bewegen des zweiten Rohrteils (103), das zwischen dem zweiten äußeren Kugelteil (105b) und dem zweiten inneren Kugelteil (109) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kugellager (116a) ausgebildet ist zum Verhindern, dass der erste äußere Kugelteil (105a) aus dem ersten inneren Kugelteil (106) entfernt wird, das Kugellager (118a) ausgebildet ist zum Verhindern, dass der zweite äußere Kugelteil (105b) aus dem zweiten inneren Kugelteil (109) entfernt wird.
Universalgelenk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (104) universell bewegbar relativ zu dem ersten und dem zweiten Rohrteil (102, 103) verbunden ist.
Universalgelenk nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (104) an einem Ende eine erste innere Kugelfläche (112) und an dem anderen Ende eine zweite innere Kugelfläche (113) hat, das erste Rohrteil (102) an einem Ende einen ersten Kugelbereich (107) hat und das zweite Rohrteil (103) an einem Ende einen zweiten Kugelbereich (110) hat, die erste innere Kugelfläche (112) der Abdeckung (104) bewegbar und universell mit dem ersten Kugelbereich (107) des ersten Rohrteils (102) in Kontakt ist und die zweite innere Kugelfläche (113) der Abdeckung (104) bewegbar und universell mit dem zweiten Kugelbereich (110) des zweiten Rohrteils (103) in Kontakt ist.
Universalgelenk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ende der Abdeckung (104) mit dem ersten Rohrteil (102) verbunden ist, um sich universell relativ zu dem ersten Rohrteil (102) zu bewegen, und das andere Ende der Abdeckung (104) mit dem zweiten Rohrteil (103) verbunden ist, um sich relativ gegenüber dem zweiten Rohrteil (103) zu drehen.
Universalgelenk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Abdeckung (104) ihre Form beibehält, selbst wenn das erste und das zweite Rohrteil (102, 103) bewegt werden.
Universalgelenk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (104) aus einem Härtungsmaterial besteht.