CZ20032860A3 - Angle joint - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká úhlového kloubu určeného ke kloubovému spojení dvou součástí s koulí kloubu podle druhové části dle nároku 1.

Dosavadní stav techniky

První a druhý spojovací prvek úhlových kloubů stejného druhu je většinou tvořen výstupkem ve tvaru čepu, který může být koncipován jako závitový nebo nýtovací čep, aniž je takto omezen.

U úhlových kloubů stejného druhu, jak jsou popsány např. v normě DIN 71802, je koule kloubu držena v pánvi kloubu pomocí pružného kroužku, k čemuž je třeba pružný kroužek vložit do kruhové drážky pánve kloubu. Tato manipulace s pružným kroužkem je však srovnatelně obtížná, neboť kroužek je nutno namontovat v době, kdy je koule kloubu společně s tímto upevňovacím prvkem již uložena v kulové pánvi, takže pro montáž kroužku je dispozici jenom málo místa.

Dále je známo způsob, kdy je spojovací prvek ve tvaru třmenu umístěn ve vybrání kulové pánve tak, aby po otevření třmenu bylo možno kouli kloubu vyjmout z kulové pánve. K tomu, aby bylo možno třmen otočit, je však zapotřebí určitého prostoru a dále zde hrozí nebezpečí, že může dojít k poškození třmenu, který vyčnívá ven, takže potom již nelze kouli kloubu do kulové pánve bezpečně upevnit.

Patentový spis US 6,164,829 popisuje úhlový kloub s výstelkou, který je opatřen v rovníkové rovině koule kloubu kruhovou drážkou, jež slouží k upevnění výstelky k odpovídajícímu výstupku tělesa kloubu, přičemž je výstelka opatřena uzavřenou obvodovou plochou s pružně deformovatelnými segmenty.

Vynález má za úkol vytvořit zlepšený úhlový kloub, jehož kouli kloubu bude možno jednoduše a bezpečně namontovat do kloubové pánve, který je dimenzován pro vysoké. tahové síly působící na kouli kloubu a jehož kouli kloubu bude možno demontovat ručně.

Podstata vynálezu

Výstelka úhlového kloubu je opatřena západkovými prvky, které jsou s výstelkou z jednoho kusu a slouží k uchycení výstelky v kulové pánvi a kromě tohoi dalšími západkovými prvky k uchycení koule kloubu ve výstelce, přišemž západkové prvky pro upevnění výstelky v kulové pánvi mají ve směru k montážnímu otvoru pouzdra pro kouli kloubu menší axiální vzdálenost než západkové prvky pro uchycení samotné koule kloubu uvnitř výstelky. Tento prvek kloubu lze působením manuální síly na upevňovací prvek, spojený s prvkem kloubu ve směru na upevňovací prvek spojeného s kulovou pánví, demontovat. Kruhový okraj ohraničující úložný prostor koule kloubu je opatřen nejméně jedním zářezem, který sahá od čelního okraje do určité výše výstelky, a/nebo že

• ·

035 10 041. POP

PV 2003-2860 v kulové pánvi je umístěna nejméně jedna štěrbina , která sahá od čelního okraje, vymezujícího montážní otvor pro výstelku do části výšky kulové pánve.

Zaskakovací prvek, který je vytvořen společně s výstelkou jako jedná část, činí další upevňovací prvky, jako jsou pružné kroužky, bezpečnostní třmeny a podobně, nepotřebnými, čímž se montáž úhlového kloubu značně zjednoduší. Dále je možno výstelku koule kloubu upevnit ke kouli malou silou a bez nebezpečí jejího poškození. Navíc lze kluznou plochu pro kouli kloubu individuálně přizpůsobit různým požadavkům, přičemž může být výstelka z umělé hmoty. Zejména může být výstelka z otěruvzdorného, tlakuvzdomého a samomazného materiálu, takže úhlový kloub tím nabude vysoké životnosti bez další údržby a při malém koeficientu tření mezi materiálem výstelky a koule.

Při montáži úhlového kloubu je možno kouli kloubu nejdříve vsadit do výstelky, kde zaskočí, načež se do pánve kloubu vsadí výstelka, která rovněž zaskočí.

S výhodou lze zaskakovací (západkové) prvky provést tak, aby tyto ve směru přednostního směru prvního z upevňovacích prvků pro upevnění první součásti ke kouli kloubu, který je např. vytvořen jako výstupek ve tvaru čepu, působily samosvomě. Jako samosvornost se zde rozumí, že kouli kloubu lze odstranit z kulové pánve prakticky pouze tím, že dojde k destrukci výstelky a/nebo kulové pánve.

Výstelka je s výhodou vytvořena jako konstrukční díl ve tvaru čepičky, která kouli kloubu skoro zcela uzavírá a která celou svou vnější plochou dosedá k vnitřní stěně kulové pánve. Oblast obklopující upevňovací prvek koule kloubu může sahat i vně výstelky. Koule kloubu je. uložena ve výstelce nejméně o něco více než jednou svou polovinou, takže koule kloubu zapadne do prostoru za středem výstelky. Výstelka může případně dosedat k vnitřní straně kulové pánve pouze částí své vnější strany.

Celá nebo téměř celá vnitřní plocha výstelky může být provedena jako kluzná plocha, která pak dosedá na odpovídající kluznou plochu koule kloubu při jejím pohybu. Vnitřní stěna výstelky pak může být opatřena i několika od sebe oddělenými kluznými plochami.

Výstelka je opatřena kruhovým okrajem, který vymezuje úložný prostor pro kouli kloubu ve směru k montážnímu otvoru, jímž je koule kloubu zasunuta do výstelky, přičemž je kruhový okraj opatřen nejméně jedním zářezem, který sahá od čelního okraji na straně montážního otvoru po určitou.část výšky výstelky. Umístěním zářezu se zvýší elastická deformovatelnost výstelky, takže lze výstelku snadněji nasadit na kouli kloubu. S výhodou lze vytvořit větší množství zářezů, které jsou rovnoměrně rozděleny po okraji výstelky, takže mezi sousedními zářezy vzniknou pružně deformovatelné jazýčky, které pak slouží jako západky pro uchycení koule kloubu. Výstelka může být opatřena dvěma nebo více zářezy, které jsou rovnoměrně rozděleny po obvodu výstelky.

S výhodou sahá jeden ze zářezů, se zvláštní výhodou pak všechny zářezy, od čelního okraje výstelky do výše středu koule kloubu umístěné ve výstelce nebo nad střed koule, příp. do středu nebo nad střed úložného prostoru koule. Tím se usnadní montáž koule kloubu. Dále se mohou oblasti výstelky sousedící se zářezy při upevňování výstelky v

035 10 041. POP PV 2003-2860 kulové pánvi elasticky deformovat, takže je možno výstelku umístit do kulové pánve při jejím snadném zaskočení. Přitom mohou být boční části výstelky, které hraničí se zářezy a mohou tedy být koncipovány jako pružící jazýčky, například deformovány ve směru radiálně dovnitř, čímž dochází ke styku korespondujících západkových prvků výstelky a kulové pánve.

Na vnitřní straně výstelky směřující ke kouli kloubu může být umístěn výstupek, který směřuje dovnitř a obepíná nejméně částečně obvod koule kloubu a dotýká se koule kloubu bez vůle v místě poloviny koule směřující k montážnímu otvoru. S výhodou dosedá výstupek přímkově na kouli kloubu. Může být umístěno i více výstupků dotýkajících se koule kloubu, jejichž stykové plochy se nacházejí na společné kružnici, která je přerušena pouze zářezy umístěnými ve výstelce. Tímto způsobem lze kouli kloubu upevnit ve výstelce obzvláště bezpečně.

Výstupek směřující od vnitřní stěny výstelky směrem dovnitř může mít od volného čelního okraje, který směřuje k montážnímu otvoru sloužícímu zasunutí koule kloubu do výstelky, určitou vzdálenost. S výhodou se zvětšuje montážní otvor koule kloubu od výstupku vnitřní stěny výstelky směřujícího dovnitř směrem k montážnímu otvoru, takže okraj výstelky v sousedství montážního otvoru je směrem ke kouli kloubu stlačitelný. Stlačení usnadňují shora popsané zářezy výstelky. Tím se usnadní západkové spojení mezi západkovými prvky umístěnými na vnější straně elasticky deformovatelné výstelky a korespondujícími západkovými prvky, které jsou umístěny na v podstatě tvarově stabilní výstelce.

Pro západkové spojení výstelky s kulovou pánví může být na výstelce umístěn radiálně vyčnívající výstupek, a to po jejím částečném obvodu, s výhodou pak po obvodu celém, který zapadne do odpovídající drážky, resp. do odpovídajícího vybrání kulové pánve. S výhodou je výstupek, který směřuje ven, umístěn v sousedství výstelky nebo v bezprostředním sousedství čelního okraje výstelky, který ohraničuje montážní otvor koule kloubu.

Nezávisle na uspořádání prvků tvarového styku sloužících upevnění výstelky uvnitř kulově pánve, resp. upevnění koule kloubu uvnitř výstelky, mohou mít jednotlivé prvky tvarového styku vzhledem ke směru zasouvání koule kloubu do výstelky, resp. vzhledem k podélné ose výstelky v axiálním směru určitý odstup. Západkové prvky sloužící upevnění výstelky v kulové pánvi mají směrem k montážnímu otvoru koule kloubů menší axiální vzdálenost než západkové prvky sloužící upevnění koule kloubu uvnitř výstelky.

Výstelka může být upevněna otočně vzhledem ke své podélné ose, která je kolmá k montážnímu otvoru koule kloubu. Pro tento účel může dosedat výstelka k vnitřní straně kulové pánve s určitým předpětím nebo může být prakticky volně otočná. Třecí odpor pro otáčivý pohyb výstelky kolem její podélné osy může být pro výstelku vůči kulové pánve větší, menší nebo stejný jako třecí odpor mezi koulí kloubu a výstelkou.

Pro usnadnění demontáže výstelky může být kulová pánev opatřena nejméně jednou štěrbinou, která začíná od čelního okraje vymezujícího montážní otvor výstelky v • ·

035 10 041. POP

PV 2003-2860 podélném směru kulové pánve. Štěrbina může mít zejména menší délku než zářezy ve výstelce, které jsou vedeny od volného čelního okraje po části výšky výstelky. Západkové prvky pro upevnění výstelky ke kulové pánvi jakož i délka štěrbiny vytvořené v kulové pánvi mohou být dimenzovány tak, aby byla koule kloubu demontovatelná z kloubové pánve tím, že se upevňovací prvek umístěný na kouli kloubu směrem k upevňovacímu prostředku umístěnému v kulové pánvi vychýlí a působením manuální síly stlačí. Tak lze kouli kloubu bez dalších nástrojů demontovat, současně však může koule kloubu přenášet velmi vysoké tahové síly kolmo k montážnímu otvoru výstelky koule.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je v dalším popsán na příkladech provedení a vysvětlen za pomoci obrázků na připojených výkresech, na nichž představuje obr.l schematický bokorys úhlového kloubu, obr.2 je pohledem na výstelku úhlového kloubu z obr.l, obr.2a je jeho řezem, obr. 2b je jeho částečným nárysem a na obr. 2c je v perspektivním znázornění . Obr.3 je řezem kulovou pánví z obr.l, obr.3b znázorňuje detailní pohled a obr.4 je perspektivním znázorněním kulové pánve z obr. 1.

Příklady provedení vynálezu

Podle obr. 1 tvoří úhlový kloub 4 jedna koule kloubu 2 a upevňovací prvek 3, který s výhodou tvoří s koulí jeden díl, pomocí něhož pak lze kouli kloubu upevnit k první součásti. Upevňovací prvek 3 ve tvaru čepu tvoří závitový čep, který je opatřen vyčnívající částí 4 s plochami 5 pro nasazení nářadí, jako je maticový klíč, jímž se upevní koule kloubu k příslušné součásti. Kulová pánev 6, které kouli kloubu zcela obklopuje, je opatřena rovněž upevňovacím prvkem 7 tvořícím s pánví jeden díl, který tvoří výstupek ve tvaru čepu s vnitřním závitem, k němuž je možno připevnit druhou součást. Je třeba upozornit na to, že koule kloubu 2 také může z kulové pánve 6 částečně vyčnívat.

Podle vynálezu je koncipována výstelka 8, která je umístěna podle příkladu provedení zcela uvnitř kulové pánve 6 a která obklopuje kouli kloubu z vnější strany, přičemž koule kloubu 2 částečně vyčnívá z výstelky 8 ve směru montážního otvoru 9, jímž se výstelka 8 zasune do kloubové pánve 6.

Jak je vyznačeno šipkou 10 lze upevňovací prvek 3 oproti upevňovacímu prvku 7 vyklápět a dále i otáčet kolem podélné osy 11 upevňovacího prvku, která je rovnoběžná (???) s montážním otvorem kulové pánve 6 jakož i s montážním otvorem 12 (???) výstelky 8, jímž se koule kloubu 2 zasune do výstelky.

Výstelka 8 přiléhá celou svou vnější plochou 22 zcela ke vnitřní stěně 34 (obr.3a) kulové pánve 6. Dále dosedá koule kloubu 2 celou plochou kulového vrchlíku 13 k vnitřní ploše výstelky 8. Koule kloubu 2 je přitom useknuta, čímž se vytvoří rovinná plocha 14, která je kolmá k podélné ose 11 upevňovacího prvku 3. V rovině 14 může být vytvořeno vybrání

035 10 041. POP

PV 2003-2860

40, např. jako vnitřní šestihran, do něhož lze zasunout vhodné nářadí, jímž se přišroubuje upevňovací prvek k příslušné konstrukční části.

Výstelka 8, která je blíže znázorněna na obr 2, je vytvořena jako čepička a je opatřena úložným prostorem 15 ve tvaru kulového vrchlíku pro uložení koule kloubu 2, na nějž navazuje zhruba válcový okraj 16 s čelním okrajem 17, přičemž čelní okraj 17 z vnější strany vymezuje montážní otvor 12. Do okraje 16 jsou vytvořeny zářezy 18, které končí na čelním okraji 17 a probíhají rovnoběžné s podélnou osou 19 výstelky 8 po části její výšky. Zářezy 18 jsou rovnoměrně rozděleny po obvodu výstelky 8 a tvoří pružně deformovatelné pružící elementy' 20. Zářezy 18 vycházejí od čelního okraje 17 a končí nad středem M úložného prostoru 15 ve tvaru kulového vrchlíku, resp. nad středem koule kloubu 2 usazené v úložném prostoru 15, který je shodný se středem M.

Pro upevnění koule kloubu pomocí tvarového styku jsou na vnitřní straně pružných jazýčků 20 vytvořeny výstupky 21 směřující dovnitř výstelky 8, které dosedají přímkově ke kouli kloubu 2 a vcelku vytvářejí kružnici, která je přerušována pouze zářezy 18. Výška výstupků 21 se zmenšuje ve směru k montážnímu otvoru 12, takže se průřez výstelky 8 směrem od výstupků 21 ve směru montážního otvoru 12 rozšiřuje.

Západkovému upevnění výstelky 8 slouží obvodový axiálně vyčnívající okraj 25, který sousedí s čelním okrajem 17, je přerušen pouze zářezy 18 a zapadá do příslušné drážky 33 (obr. 3a) kulové pánve 6. Takto je pak výstelka 8 otočná v kulové pánvi 6 kolem své osy

19.

Při montáži úhlového kloubu se nejdříve zasune v axiálním směru koule kloubu 2 do výstelky 8 tím, že se vyhnou pružné jazýčky 20 a koule pak ve výstelce zaskočí. Potom se výstelka 8 společně s koulí kloubu 2 zasune axiálním směrem do kulové pánve 6, kde tyto díly rovněž zaskočí a tím se upevní. Přitom dojde v důsledku axiální vzdálenosti výstupků

21 od okraje 25 k deformaci pružných jazýčků 20 ve směru k ose 19, což je podporováno ubývající výškou výstupků 21_ ve směru k montážnímu otvoru 12. Pokud vznikne po upevnění výstelky 8 v kulové pánvi tažná síla od upevňovacího prvku 3 rovnoběžně s osou 11, dojde k samosvornému efektu západkových prvků, neboť koule kloubu 2 zatlačí na okraj výstupku 21 ve tvaru kulového vrchlíku a tím zakotví okraj 25 v úložné drážce

33 kulové pánve. Demontáž koule kloubu 2 je pak možná pouze dostatečně velkou tažnou silou avšak při destrukci kulové pánve 6 nebo upevňovacího prvku 3.

Demontáž koule kloubu 2 bez předchozí destrukce je zajištěna tím, že je kulová pánev 6 opatřena štěrbinou 30 (obr. 3 a 4), která sahá od čelního okraje 31 kulové pánve 6 vymezujícího montážní otvor 9 do určité výšky kulové pánve. Na protější straně kulové pánve je umístěna další stejná štěrbina 30, přičemž může existovat případně pouze jenom jedna tato štěrbina 30 nebo jich může být i několik. Štěrbina 30 sahá až pod střed Z prostoru 32 kulové pánve pro uložení výstelky 8.

Při demontáži koule kloubu 2 lze nyní zatlačit upevňovací prvek 3 rukou ve směru k upevňovacímu prvku 7 kulové pánve 6, čímž dojde k vytlačení těch oblastí kulové pánve,

035 10 041. POP

PV 2003-2860 které sousedí se štěrbinami 30, směrem ven a koule kloubu tím vypadne z výstelky 8.

Výstelku je pak možno demontovat následně nebo společně s koulí kloubu 2.

Koule kloubu 2 a upevňovací prvek 3, které tvoří jeden díl, jakož i kloubová pánev 6 mohou být z umělé hmoty.

Claims (12)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Úhlový kloub určený ke kloubovému spojení dvou součástí s koulí kloubu (2), na níž je k dispozici jeden upevňovací prvek (3) pro upevnění koule kloubu (2) k první součásti, a dále kulová pánev (6), která kouli kloubu (2) alespoň částečně obklopuje a je na ni k dispozici druhý upevňovací prvek (7) k upevnění druhé součásti, přičemž upevňovací prvek (3) spojený s koulí kloubu (2) je nejméně v určitém úhlovém rozsahu otočný kolem přednostní osy (11) a vůči druhému upevňovacímu prvku (7) sklopný, přičemž je se v kulové pánvi (6) nachází výstelka (8), která je opatřena úložným prostorem (15) pro kouli kloubu (2) a dále okrajem, který úložný prostor ohraničuje, přičemž výstelka (8) je vybavena nejméně jednou kluznou plochou (23) pro uložení koule kloubu (2) a přičemž je výstelka dále vybavena západkovými prvky (25), které jsou s výstelkou z jednoho kusu a slouží uchycení výstelky (6) v kulové pánvi (8) a dále dalšími západkovými prvky (21) pro uchycení koule kloubu (2) ve výstelce (8), vyznačující se tím, že západkové prvky (25) pro upevnění výstelky (8) v kulové pánvi (6) mají ve směru k montážnímu otvoru (9) pouzdra pro kouli kloubu (2) menší axiální vzdálenost než západkové prvky pro uchycení samotné koule kloubu (2) uvnitř výstelky (8), že tento prvek kloubu lze působením manuální síly na upevňovací prvek (3) spojeného s prvkem kloubu (2) ve směru na upevňovací prvek (7) spojeného s kulovou pánví (6) demontovat a že kruhový okraj (16) ohraničující úložný prostor koule kloubu (2) je opatřen nejméně jedním zářezem, který sahá od čelního okraje (17) do určité výše výstelky, a/nebo že v kulové pánvi (6) je umístěna nejméně jedna štěrbina (30), která sahá od čelního okraje (31), vymezujícího montážní otvor (9) pro výstelku (8) do části výšky kulové pánve.
2. 2. Úhlový kloub dle nároku 1, vyznačující se tím, že výstelka (8) má tvar čepičky, která kouli kloubu (2) skoro zcela obklopuje a svou vnější stranou (22) dosedá plnou plochou na vnitřní stěnu (34) kulové pánve.
3. 3. Úhlový kloub dle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že po obvodu výstelky (8) je umístěn větší počet zářezů (18), jimiž jsou vytvořeny pružné jazýčky (20), které působí jako západkové prvky.
4. 4. Úhlový kloub dle nároku 1 až 3, vyznačující se tím, že nejméně jeden ze zářezů (18) sahá od čelní strany (17) výstelky (8) do středu (M) koule kloubu

   • · · ·· • · ··»··· ·· · • · • · • · · • · • • * · · • · · • • • · · · • · · • • · » · • · · · · • · · • · · ·· ··

   035 10 041. POP PV 2003-2860 (2) nebo přes tento střed.
5. 5. Úhlový kloub dle nároku 1 až 4, vyznačující se tím, že na vnitřní stěně (24) výstelky (8) existuje nejméně jeden výstupek (21), jenž směřuje dovnitř a obklopuje alespoň částečně kouli kloubu (2) a který dosedá bez vůle na kouli kloubu (2) v té polovině koule, která směřuje k montážnímu otvoru (12) výstelky (8).
6. 6. Úhlový kloub dle nároku 5, vyznačující se tím, že se úložný prostor (15) koule kloubu (2) směrem k výstupku (21) rozšiřuje směrem k montážnímu otvoru (12).
7. 7. Úhlový kloub dle nároku 1 až 6, vyznačující se tím, že na vnější straně (23) výstelky (8) existuje alespoň na části obvodu radiálně vyčnívající výstupek (25) a v kulové pánvi (6) pak odpovídající drážka (33), které pak společně tvoří západkové spojení.
8. 8. Uhlový kloub dle nároku 1 až 7, vyznačující se tím, že výstelka (8) je otočná kolem své podélné osy (19) v kulové pánvi (6).
9. 9. Úhlový kloub dle nároku 1 až 8, vyznačující se tím, že koule kloubu (2) je opatřena vybráním (40), do něhož se dá vložit vhodný nástroj.
10. 10. Úhlový kloub dle nároku 1 až 9, vyznačující se tím, že kulový kloub (2) a/nebo výstelka (8) a/nebo kulová pánev (6) jsou z umělé hmoty.
11. 11. Uhlový kloub dle jednoho z nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že prvky pro tvarový styk pro upevnění výstelky (8) ke kulové pánvi jsou provedeny jako zaskakující výstupky (26) a prvek pro tvarový styk k upevnění koule kloubu (2) uvnitř výstelky (6) jako výstupek (21), a že zaskakující výstupek (25) a výstupek (21) jsou umístěny tak, aby při působení tahové síly na upevňovací prvek (3) rovnoběžně s jeho osou (11) výstupek (21) aretoval bezpečně zaskakující výstupek (25) ve vybrání kulové pánve (6).
12. 12. Úhlový kloub dle nároku 1 až 11, vyznačující se tím, že výstelka (8) dosedá plnou plochou na vnitřní stěnu (34) kulové pánve.