DE8214691U1 - Kugelpfanne für ein Kugelgelenk - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kugelpfanne für ein Kugelgelenk mit einem Schaft und mit einem über eine Einführungsöffnung zugänglichen Hohlraum zur Aufnahme eines Kugelkopfes, bei der von der Wandung des Hohlraums beabstandet wenigstens zwei Schlitze symmetrisch zum Hohlraum und im wesentlichen in Längsrichtung des Schafts derart vorgesehen sind, daß beim Einführen des Kugelkopfes durch die Einführungsöffnung in den Hohlraum die zwischen der Wandung des Hohlraums und den Schlitzen befindlichen Stege aufgrund von || die Einführungsöffnung verengenden Vorsprüngen in radialer Richtung nach außen verschiebbar sind und sich nach dem Einführen des Kugelkopfes in den Hohlraum wieder in radialer Richtung nach innen verschieben.

Eine derartige Kugelpfanne ist aus dem DE-Gbm 80 31 790 bekannt. Um bei dieser Kugelpfanne dem zusammen mit der Kugelpfanne das Kugelgelenk bildenden Kugelkopf in der Kugelpfanne eine gegen Heausfallen gesicherte Halterung zu geben, ist die Einführungsöffnung zum Hohlraum der Kugelpfanne mit zwei gegenüberliegenden Vorspiüngen in Form von im wesentlichen in Längsrichtung des Schafts verlaufenden Rippen versehen. Neben diesen Rippen sind im Material der Kugelpfanne ebenfalls im wesentlichen in Längsrichtung des Schafts verlaufende Schlitze vorgesehen, die dafür sorgen, daß beim Einführen des Kugelkopfes in den Hohlraum bzw. bei dessen Herausnehmen aus dem Hohlraum die zwischen den Schlitzen und den Rippen verbliebenen Stege radial nach außen hin ausweichen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Sicherung der Halterung des Kugelkpfes in der Kugelpanne demgegenüber zu verbessern. Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß die Vorsprünge als symmetrisch zum Hohlraum angeordnete Ringverengung ausgebildet sind und die Schlitze die Ringverengung und den Hohlraum im wesentlichen zentrisch soweit umfassen und mit solchem Abstand von der Ringverengung ange-

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ordnet sind, daß die Stege aufgrund ihrer Stärke eine die Ausdehnung der Ringverengung in radialer Richtung sowohl quer zur Schaftrichtung als auch längs zur Schaftrichtung aufnehmende Dehnbarkeit aufweisen.

Durch die symmetrische Einengung der Einführungsöffnung in Form der Ringverengung muß sowohl beim Einführen als auch beim Herausnehmen des Kugelkopfes eine erhebliche Kraft aufgebracht v/erden, was dazu führt,- daß der Kugelkopf aus der Kugelpfanne praktisch nur durch ein Werkzeug entfernt werden kann. Die Sicherung der Halterung des Kugelkopfes in der Kugelpfanne ist damit in der Lage, erhebliche Kräfte zu übertragen, ohne daß die Gefahr besteht, daß dabei der Kugelkopf aus der Kugelpfanne herausgleitet. Im Gegensatz zu den bei der bekannten Kugelpfanne vorgesehenen Rippen, die lediglich radial zur Seite auszuweichen haben, wenn der Kugelkopf eingesetzt wird, muß die Ringverengung sich ringartig ausdehnen können. Um der Ringverengung diese Möglichkeit zu geben, sind die seitlich neben ihr angeordneten Schlitze in erheblicher Länge um die Ringverengung zentrisch herumgeführt. Damit ergeben sich relativ lange Stege zwischen der Ringverengung und den Schlitzen, die in ihrem Bereich praktisch die Ringverengung bilden und die aufgrund ihrer Länge genügend Dehnbarkeit besitzen, um ein radiales Ausweichen der Ringverengung sowohl quer zur Schaftrichtung als auch längs zur Schaftrichtung zu ermöglichen. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß das zwischen den Enden der Schlitze liegende Material der Ringverengung aufgrund seiner Verbindung mit dem Material der Kugelpfanne wenig dehnbar ist. Dies führt einerseits dazu, daß der Kugelkopf besonders sicher in der Kugelpfanne gehalten wird, andererseits die Kugelpfanne in der Lage ist, in Längsrichtung des Schaftes wirkende Zug- und Druckkräfte auf den etwa senkrecht aus der Kugelpfanne herausstehenden Kugelkopf ohne Elastizität zu übertragen, was besonders erwünscht ist.

Um bei der vorstehend beschriebenen Kugelpfanne weiterhin der Gefahr zu begegnen, daß infolge Aufbietung besonders großer Kräfte der Kugelkopf aus der Kugelpfanne herausgerissen wird, läßt sich die Kugelpfanne zweckmäßig so gestalten, daß der Schaft mit einer längsgerichteten wannenförmigen Aussparung versehen ist, an deren dem Pfannenkopf abgewandtem Ende eine Verengung derart vorgesehen ist, daß ein in die Aussparung eingesetzter Stab von der Verengung einrastend gehalten wird, wobei die Verengung einen Anschlag für eine von dem Stab im Bereich der Ausnehmung getragene

\J Spiralfeder bildet, die sich gegen ein am Ende des Stabes angeordnetes Widerlager abstützt. Durch die Spiralfeder mit ihrer Lagerung wird erreicht, daß eine auf die Kugelpfanne wirkende Zugkraft, auf die es in diesem Zusammenhang meist besonders ankommt, von der Spiralfeder dann aufgefangen werden kann, wenn die Zugkraft die der Spiralfeder innewohnende Druckkraft übersteigt. In diesem Falle drückt nämlich das Widerlager so stark auf die Spiralfeder, daß diese sich unter Abstützung gegen den Anschlag zusammendrückt, wodurch eine der Kugelpfanne möglicherweise schädliche Belastung von der Spiralfeder aufgefangen wird. Eine derartige Anordnung ist vor allem dann sinnvoll, wenn die

/ \ Kugelpfanne in der Kraftübertragung des Gaspedals eines Kraftfahrzeuges vorgesehen ist, bei der die Kugelpfanne mit dem Durchtreten des Gaspedals auf Zug beansprucht wird. Wenn dann die Kugelpfanne durch einen Anschlag festgehalten wird, das Gaspedal aber noch Bewegungsspielraum hat, so kann unter der Wirkung der vom Fahrer mit seinem Bein aufbringbaren erheblichen Kraft ein Bauteil in dem betreffenden System der Kraftübertragung beschädigt werden. Dies läßt sich durch die Wirkung der Spiralfeder als Längenausgleich vermeiden.

Um die Lagerung der Stange in der Aussparung zusätzlich zu sichern, wird die Aussparung zweckmäßig durch einen Deckel abgeschlossen, der an den die Aussparung einschließenden

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Wänden befestigt ist.

Die vorstehend beschriebene Kugelpfanne kann man an den beiden Enden eines Verbindungsgliedes anbringen, das sich jets weils axial in dem Schaft der betreffenden Kugelpfanne fort-I

setzt.

Um die Dehnbarkeit der Stege im wesentlichen auf ihren oberflächlichen Bereich zu verlagern, was der Festigkeit der Verbindung zwischen Kugelpfanne und Kugelkopf zugute kommt, \ gestaltet man die Schlitze zweckmäßig so, daß diese an ihren

Enden schräg auf ihren Grund zulaufen. In diesem Falle werden die Schlitze nach innen hin immer kürzer, wodurch sich nach innen hin eine entsprechende Abnahme der Flexibilität des Materials der Kugelpfanne ergibt.

In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 die Kugelpfanne in Seitensicht, teilweise im Schnitt; Fig. 2 die Kugelpfanne in Draufsicht;

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III durch die Kugelpfanne gemäß Fig. 2;

Fig. 4 eine Ansicht der Stirnseite des Schafts der Kugelpfanne;

Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V durch die Kugelpfanne gemäß Fig. 2.

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Fig. 1 zeigt die Kugelpfanne 1, die aus einem thermoplastischen Kunststoff, insbesondere Polyamid, gespritzt ist. Die Kugelpfanne besitzt den Schaft 5, der in den Pfannenkopf 11 übergeht. In dem Pfannenkopf 11 ist der sphärisch ausgebildete Hohlraum 4 untergebracht, in den der Kugelkopf 8 eingesetzt ist. Der Kugelkopf 8 geht über den Bund 10 in den Gewindebolzen 9 über, an den irgendein weiteres Bauteil angeschraubt werden kann. Der Hohlraum 4 besitzt eine solche Abmessung, daß der Kugelkopf satt in ihm Platz findet, aber im Hohlraum ohne Schwierigkeiten spielfrei verdreht und f verschwenkt werden kann. Der Hohlraum 4 geht in die Einführungsöffnung 13 über, durch die der Kugelkopf 8 in den Hohlraum 4 eingeführt wird. Der übergang vom Hohlraum 4 zur Einführungsöffnung 13 wird durch die Ringverengung 12 gebildet, die symmetrisch zum Hohlraum 4 mit kreisrundem Umfang angeordnet ist. Der Durchmesser der Ringverengung 12 ist geringfügig kleiner als der Durchmesser am Äquator des Kugelkopfes 8, so daß ein eingesetzter Kugelkopf 8 nicht mehr ohne weiteres aus dem Hohlraum 4 herausgenommen werden kann. Beim Einsetzen des Kugelkopfes 8 in den Hohlraum 4 muß der Kugelkopf 8 über die Ringverengung 12 hinwegrasten.

Um dem Pfannenkopf 11 im Bereich der Ringverengung 13 die ^ notwendige Flexibilität für das Einführen und Herausnehmen des Kugelkopfes 8 zu geben, sind symmetrisch zum Hohlraum 4 und im wesentlichen in Längsrichtung des Schaftes 5 angeordnete Schlitze 2 vorgesehen, die sich im wesentlichen zentrisch um den Hohlraum 4 erstrecken und diesen soweit umfassen, daß die zwischen den Schlitzen 2 und der Ringverengung 12 stehengebliebenen Stege 14 eine ausreichende Dehnbarkeit besitzen. Für diese Dehnbarkeit ist auch der Abstand der Schlitze 2 von der Ringverengung 12 verantwortlich. Diese Dehnbarkeit der Stege 14 ist aufgrund der Lage und Länge der Schlitze 2 so gestaltet, daß beim Einsetzen des Kugelkopfes 8 blzw. dessen Herausnehmen die Ausdehnung der Ringverengung 12, die in radialer Richtung

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erfolgt, groß genug ist, um jeweils den Äquator des Kugelkopfes hindurchzulassen. Bei dieser Dehnungsbeanspruchung der Ringverengung 12 ergeben sich zwei Effekte, nämlich einerseits eine Vergrößerung des Durchmessers der Ringverengung in Längsrichtung des Schaftes 5 und andererseits eine Vergrößerung dieses Durchmessers auch in Querrichtung zum Schaft 5. Die letztere Ausdehnung wird weitgehend dadurch ermöglicht, daß das Material der Ringverengung nach außen hin ausreicht und die Schlitze 12 einengt. In Richtung der Längserstreckung des Schaftes 5 ist jedoch eine solche

( ) Ausdehnung nicht möglich, da die zwischen den Enden der Schlitze 2 stehengebliebenen Materialbereiche 15 und 16 keine Möglichkeit haben, in Richtung auf Schlitze auszuweichen, da in diesen Bereichen keine Schlitze existieren.Infolgedessen müssen bei einem Ausweichen der Materialbereiche 15 und 16 zwecks Durchlassen des Äquators die Stege 14 gedehnt werden, was diesen aufgrund ihrer Lage und Länge auch zugemutet werden kann. Aufgrund der sich ringartig in der Ringverengung schließenden Spannung ist jedoch die auf einen eingesetzten Kugelkopf wirkende Festhaltespannung besonders groß, so daß mit dieser Konstruktion eine besonders sichere Halterung des Kugelkopfes 8 in dem Pfannenkopf 11 gewähr-

,- leistet ist.

Wie sich aus den Figuren 1 und 2 ergibt, ist der Schaft mit einer längsgerichteten, wannenförmigen Aussparung 3 versehen, die an ihrer dem Pfannenkopf 11 abgewandten Seite mit der Verengung 6 versehen ist. In die Ausnehmung 3 ist der Stab 7 eingesetzt, der von der Verengung 6 einrastend gehalten wird (siehe insbesondere Fig. 4). Aufgrund der Verengung 6 wird erreicht, daß ein in die Aussparung 3 eingesetzter Stab 7 in der Aussparung 3 gehalten wird. Die Verengung 6 besitzt dabei nach außen zu erweiternde Abschrägungen 17, die das Einsetzen des Stabes 7 erleichtern, der aus irgendeinem Rundmetall besteht.

Der Stab 7 endet an seiner der Verengung 6 abgewandten Seite indem durch den Stift 18 gebildeten Widerlager, hinter das die Spiralfeder 19 gesetzt ist, die unter Spannung über das durch den Stift 18 gebildete Widerlager den Stab 3 in Richtung auf den Pfannenkopf 11 drückt. Auf ihrer dem Widerlager

18 abgewandten Seite drückt die Feder 19 gegen den durch die Verengung 6 gebildeten Anschlag 20. Unter der Wirkung der unter Spannung stehenden Feder 19 drückt diese das Widerlager 18 vom Anschlag 20 weg, bis die Stirnseite des Stabes 7 gegen das Ende 21 der Aussparung 3 anläuft.

Durch diese». Gestaltung wird erreicht, daß eine in Richtung des in Fig. 1 eingezeichneten Pfeiles virkende Kraft dann aufgefangen wird, wenn diese Kraft die Spannung der Feder

19 überwindet, In diesem Falle wird die Spiralfeder 19 zusammengedrückt, womit sich ein ggfs. notwendiger Längenausgleich ergibt.

Die in der Fig. 4 dargestellte Ansicht der Stirnseite des Schaftes 5 zeigt deutlich das übergreifen der Verengung 6 über den Äquator des runden Stabes 7, so daß dieser nach Eindrücken in die Aussparung 3 nicht mehr herausfallen kann.

Fig. 4 zeigt weiterhin den Deckel 22, mit dem die Aussparung 3 abgedeckt ist. Der Deckel kann beispielsweise durch Kleben oder Verschweißen an den Wänden 23 des Schaftes 5 befestigt werden.

Wenn man die Dehnbarkeit des Materials im Bereich der Stege 14 auf die Oberfläche des Pfannenkopfes 11 besonders konzentrieren will, was der Festigkeit der Halterung des Kugelkopfes 8 in dem Hohlraum 4 zugute kommt, so kann man den Schlitzen 11 eine nach innen hin abgeschrägte bzw. abgerundete Form geben, wie dies in der Fig. 5 dargestellt ist. Aus dieser Figur, die einen Schnitt längs der Linie V-V aus Fig. 2 zeigt, und die damit wie eine Abwicklung dargestellt

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ist, geht hervor, daß nach innen zu die Enden der Schlitze schräg verlaufen, wodurch sich nach innen hin eine entsprechende Zunahme der Festigkeit des Materials des Pfannenkopfes 11 gegen Dehnungsbeanspruchung ergibt-

Claims (5)

e ι· f"» r · ·· DIPL. ING. HEINZ SARDEKLE '..'.:.. PATENTANWALT Akteiuefchen: Mein Zeichen: P 3367 Ansprüche

1. Kugelpfanne für ein Kugelgelenk mit einem Schaft und mit einem über eine Einfiihrungsöffnung zugänglichen Hohlraum zur Aufnahme eines Kugelkopfes, bei der von der Wandung des Hohlraums beabstandet wenigstens zwei Schlitze symmetrisch zum Hohlraum und im wesentlichen in Längsrichtung des Schafts derart vorgesehen sind, daß beim Einführen des Kugelkopfes durch die Einführungsöffnung in den Hohlraum die zwischen der Wandung des Hohlraums und den Schlitzen befindlichen Stege aufgrund von die Einführungsöffnung verengenden Vorsprüngen in radialer Richtung nach außen verschiebbar sind und sich nach dem Einführen des Kugelkopfes in den Hohlraum wieder in radialer Richtung nach innen verschieben, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (6) als symmetrisch zum Hohlraum (4) angeord-O nete Ringverengung (12) ausgebildet sind und die Schlitze

(2) die Ringverengung (12) und den Hohlraum (4) im wesentlichen zentrisch soweit umfassen und mit solchem Abstand von der Ringverengung (12) angeordnet sind, daß die Stege

(14) aufgrund ihrer Stärke eine die Ausdehnung der Ringverengung (12) in radialer Richtung sowohl quer zur Schaftrichtung als auch längs zur Schaftrichtung aufnehmende Dehnbarkeit aufweisen.

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2. Kugelpfanne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (5) mit einer längsgerichteten wannenfönrigen Aussparung (3) versehen ist, an deren dem Pfannenkopf (11) abgewandtem Ende eine Verengung (6) derart vorgesehen ist, daß ein in die Aussparung (3) eingesetzter Stab (7) von der Verengung (6) einrastend gehalten wird, wobei die Verengung (6) einen Anschlag (20) für eine von dem Stab (7) im Bereich der Ausnehmung (3) getragene Spiralfeder (19) bildet, die sich gegen ein am Ende des Stabes (7) angeordnetes Widerlager (18) abstützt.

3. Kugelpfanne nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung (3) durch einen Deckel (22) abgeschlossen ist, der an den die Aussparung (3) einschließenden Wänden (23) befestigt ist.

4. Kugelpfanne nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß sie an den beiden Enden eines aus dem Schaft (5) axial herausragenden Verbindungsgliedes angebracht ist.

5. Kugelpfanne nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch ge- ^ kennzeichnet, daß die Schlitze (2) an ihren Enden schräg ^ auf ihren Grund zulaufen.

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