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Kugelgelenk zum Verbinden von Gestängeteilen Die Erfindung bezieht
sich auf ein Kugelgelenk zum Verbinden von Gestängeteilen, insbesondere von Antriebsgestängen
für Fahrzeugscheibenwischer, mit einer aus elastischem Kunststoff, wie Polyamid,
bestehenden, an dem einen Gestängeteil befestigten Gelenkpfanne, in welche eine
am anderen Gestängeteil sitzende Gelenkkugel unter vorübergehender elastischer Aufweitung
eines die Einstecköffnung der Gelenkpfanne umgebenden Kragens eindrückbar ist.
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Bei derartigen Kugelgelenken soll der die Einstecköffnung der Gelenkpfanne
umgebende Kragen ein ungewolltes Heraustreten der Gelenkkugel aus der Pfanne verhindern.
Der Kragen kann jedoch mit Rücksicht darauf, daß die Kugel beim Zusammenbauen und
Auseinandernehmen des Gelenks durch ihn hindurchgedrückt werden muß, nicht beliebig
eng und starr ausgeführt sein. Daher kann der Kragen nur begrenzte Kräfte aufnehmen
und das Gelenk nur in begrenztem Maß gegen ungewolltes Lösen sichern. Es kann daher
vorkommen, daß die im Betrieb unvermeidbaren, auf das Kugelgelenk einwirkenden Querbeanspruchungen
die Kugel aus der Gelenkpfanne herausdrücken und damit die Gelenkverbindung lösen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Kugelgelenke der eingangs
geschilderten Art so auszubilden, daß sich die Gelenkteile auch beim Auftreten erheblicher
Querkräfte nicht voneinander lösen können.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen,
daß die Gelenkkugel in an sich bekannter Weise einen stielartigen Ansatz mit einer
Verdickung am freien Ende trägt, der in allen Schwenkstellungen der Gelenkkugel
gegenüber der Gelenkpfanne durch eine der Einstecköffnung der Gelenkpfanne gegenüberliegende
Durchstecköffnung hindurchragt, deren kleinste lichte Weite mindestens so groß wie
der Durchmesser der Verdickung ist und deren Randzone einen das Lösen des Gelenks
verhindernden Anschlag für die bei verschwenkter Gelenkkugel über die Randzone greifende
Verdickung bildet.
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Hierdurch ist erreicht, daß das Kugelgelenk ohne zusätzliche Teile
oder Arbeitsgänge lediglich durch Zusammenstecken der beiden Gelenkteile zuverlässig
und formschlüssig gegen Lösen gesichert ist, sobald sich die Längsmittelachse der
Gelenkkugel gegenüber der Einsteckachse der Gelenkpfanne um einen gewissen Winkel
verschwenkt hat und die Verdickung des stielartigen Kugelansatzes über den Öffnungsrand
der Gelenkpfanne greift. In der Mittelstellung des Gelenks kann die Gelenkkugel
verhältnismäßig leicht in die Gelenkpfanne eingedrückt und auch wieder aus ihr herausgezogen
werden, ohne daß hierbei die Gelenkpfanne beschädigt wird.
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Kugelgelenke mit pilzförmigem Kugelansatz zur Sicherung gegen Lösen
des Gelenks sind an sich bekannt. Die bekannten Gelenke haben aber eine metallische
Gelenkpfanne ohne elastisch aufweitbaren Kragen an der Einstecköffnung und können
nur in einer extremen gegenseitigen Winkelstellung ihrer Gelenkteile zusammengebaut
bzw. auseinandergenommen werden. Hierbei tritt der pilzförmige Kugelansatz durch
eine kreisrunde Öffnung im Boden der Gelenkpfanne hindurch, um beim Verschwenken
der Gelenkteile in die Mittelstellung mit dem dünneren Fußteil in einen an die Durchstecköffnung
anschließenden schwächeren Schlitz zu gelangen und dessen Längsränder mit dem verdickten
Kopfteil zu übergreifen. Das erfindungsgemäße Gelenk kann demgegenüber in der Mittelstellung
der Gelenkteile zusammengebaut werden, was insbesondere bei solchen Gelenken von
Vorteil ist, die im Betrieb an schwer zugänglicher Stelle angeordnet sind oder die
gerade in den extremen Winkelstellungen ihrer Teile besonders hohe, auf ein Lösen
des Gelenks abzielende Querkräfte zu übertragen haben.
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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung an einem Ausführungsbeispiel
veranschaulicht. Es zeigt F i g. 1 eine schematisch dargestellte Scheibenwischeranlage,
deren Übertragungsgestänge durch Kugelgelenke nach der Erfindung miteinander verbunden
sind, F i g. 2 einen teilweise im Schnitt dargestellten Gestängeteil, in dessen
Endabschnitten jeweils eine Kunststoffkugelpfanne befestigt ist, sowie eine Seitenansicht
der zugehörigen Gelenkkugeln vor dem Zusammenstecken mit den Gelenkpfannen,
F
i g. 3 eine der F i g. 2 entsprechende Seitenansicht, nachdem die Gelenkpfannen
und die zugehörigen Kugeln zusammengesteckt, die Kugelgelenkverbindung also hergestellt
ist, F i g. 4 eine Ansicht des linken Endabschnitts des Gestängeteils in Richtung
des Pfeiles IV in F i g. 2 gesehen und F i g. 5 eine Seitenansicht einer Gelenkkugel
mit seiner in eine Neigung zur Kugelachse eingestellten und im Querschnitt dargestellten
Gelenkpfanne.
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Bei der Anlage nach F i g. 1 treibt ein Elektromotor 1 eine Kurbel
2 an, die über eine Schubstange 3 mit einer Kurbel 4 eines Wischers 5 gelenkig verbunden
ist. Zur Verbindung der Teile 2 mit 3 und 3 mit 4 ist jeweils ein Kugelgelenk verwendet.
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In den F i g. 2 bis 5 sind die mit der F i g. 1 grundsätzlich übereinstimmende
Teile mit den gleichen Bezugszahlen versehen.
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Wie besonders aus den F i g. 2 und 3 ersichtlich, ist mit den Kurbeln
2 und 4 jeweils eine Gelenkkugel 10 über einen stielartigen Ansatz
9 fest verbunden. In jedem Ende der Schubstange 3 ist eine aus elastischem
Kunststoff, wie Polyamide oder Polyurethane, bestehende Gelenkpfanne 11 für eine
der Gelenkkugeln 10 fest verankert. Die Einstecköffnung der Gelenkpfanne 11 hat
einen kragenförmigen Ansatz 12, der sich beim Eindrücken der Kugel 10 in die Pfanne
vorübergehend elastisch aufweitet und nach erfolgtem Eindrücken der Kugel wieder
die in F i g. 2 gezeichnete Lage einnimmt. Die Kugel 10 trägt an ihrem beim Einstecken
vorn liegenden Abschnitt einen stielartigen Ansatz, der einen dünnen Fußteil
13 und ein verdicktes Kopfende 14 hat.
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An ihrer der Einstecköffnung entgegengesetzten Seite hat die Gelenkpfanne
eine Öffnung 18, die, wie aus F i g. 4 ersichtlich ist, einen Langlochquerschnitt
hat. Die geringste lichte Weite dieses Langlochs 18
stimmt mindestens annähernd
mit dem Durchmesser der Verdickung 14 am stielartigen Ansatz 13 der Kugel
10 überein. An ihrem der Einstecköffnung mit dem kragenförmigen Ansatz
12 gegenüberliegenden Ende hat die Pfanne 11 einen Ringbundabschnitt 19 mit
verhältnismäßig starkem Querschnitt.
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Die Gelenkpfanne 11 und die zugehörige Kugel 10
können,
wenn ihre Mittelachsen, wie in F i g. 2 dargestellt, mindestens annähernd übereinstimmen,
ohne weiteres in die Stellung nach F i g. 3 zusammengedrückt und auch wieder voneinander
abgezogen werden. Sobald jedoch bei zusammengestecktem Gelenk die Mittelachsen der
Pfanne und der Kugel eine gewisse Neigung zueinander überschreiten, überdeckt das
verdickte Kopfende 14 der Kugel 10 eine Zone des Ringbundes 19 (s.
F i g. 5), wodurch ein selbsttätiges Lösen der Gelenkverbindung verhindert wird.
Die Gelenkpfanne 11 kann allseits um die Kugel 10 begrenzt geschwenkt werden, wie
besonders aus F i g. 5 ersichtlich ist.
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Durch die Form und Lage des Langlochs 18 (F i g. 4) wird erreicht,
daß die Schubstange 3 aus ihrer in F i g. 3 dargestellten Lage nach oben oder unten
um etwa 8 bis 10° gegenüber der Mittelachse der Kugel geschwenkt werden kann.
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Die Durchstecköffnung 18 der Gelenkpfanne kann natürlich auch entsprechend
der Form der Verdickung 14 an der Kugel als Rundloch ausgebildet sein, welches
mindestens annähernd den gleichen Durchmesser wie die Verdickung 14 hat.