Was ist ein Gelenkkopf?
Ein Gelenkkopf ist eine Art von Gelenklager.
Gelenklager haben einen kugelförmigen Außenring im Lagergehäuse (oder eine kugelförmige Innenfläche am Gehäuse) und einen kugelförmigen Innenring mit einer Bohrung. Im Allgemeinen können Gelenklager und Gelenkköpfe auch als Synonyme behandelt werden.
Gelenkkugeln und Gelenkkugelgelenke werden funktionell auch als Gelenkköpfe behandelt, sind aber hier nicht Gegenstand der Betrachtung.
Anwendungen von Gelenkköpfen
Gelenkköpfe sind mechanische Elementteile mit Außen- oder Innengewinde am Gehäuseende eines Gelenklagers, die am Stangen- (Wellen-) Ende eines Pleuels usw. befestigt werden. Sie dienen der Befestigung oder Verbindung zweier Teile und ermöglichen aufgrund ihrer Gelenklagerstruktur die relative Verschiebung der beiden Teile.
Sie werden hauptsächlich dazu verwendet, um Teile mit Hilfe von Gliedern miteinander zu verbinden oder um lineare Bewegungen auf andere Teile zu übertragen. Sie werden in einer Vielzahl von Bereichen eingesetzt, unter anderem in Baumaschinen, Industriemaschinen, Automobilen und Flugzeugen.
Beim Verbinden von Teilen mit Gelenkköpfen wird ein Außengewinde mit Gewinde an einem oder beiden Enden der Welle (Stange), genannt Pleuelstange, in das Innengewinde des Gelenkkopf-Gehäuseteils eingeschraubt. Ein Stift, eine Welle oder ein Bolzen wird in ein Loch in der Mitte des kugelförmigen Innenrings des Gelenkkopfes gesteckt und mit einer Mutter oder ähnlichem am Innenring befestigt. Der Abstand zwischen den Teilen und die Länge der Gelenkköpfe können durch die Einschraubtiefe des Gelenkkopfes und der Gelenkstange eingestellt werden.
Funktionsweise der Gelenkköpfe
Der Gelenkkopf besteht aus einer „Buchse“ als Innenring, in den die Schraube oder Mutter senkrecht eingeführt wird, und einem „Halter“ als Teil, der mit einem Gewinde versehen und mit anderen Teilen, wie z. B. der Verbindungsstange, verbunden ist.
Es ist ein Gelenklager eingebaut, das durch den kugelförmigen Kontakt zwischen der kugelförmigen „Buchse (Kugel)“ des Innenrings, die für das vertikale Einsetzen einer Schraube oder Mutter gebohrt ist, und dem im Gehäuse eingebauten Außenring eine reibungslose und flexible Drehbewegung ermöglicht.
Es verhält sich wie ein menschliches Gelenk und ist daher für Anwendungen mit komplexen Bewegungen geeignet. Sie können auch hohen Belastungen standhalten und sind daher für die Handhabung hoher Gewichte geeignet.
Arten von Gelenkköpfen
Gelenkköpfe sind mit Außen- oder Innengewinde erhältlich und werden je nach der Konstruktion der Verbindungsstange oder anderer zu verbindender Teile ausgewählt.
Die Buchsen sind in zwei Ausführungen erhältlich: geschmiert und ungeschmiert.
1. Geschmierter Typ
Der geschmierte Typ ist mit einem Schmiernippel im Gehäuse ausgestattet. Bei der geschmierten Ausführung wird das Schmierfett mit einer Fettpresse oder ähnlichem durch den Nippel eingespritzt. Bei den ölfreien Typen ist ein selbstschmierendes Kunstharz oder ein ähnliches Material in den Außenring des Halters eingearbeitet.
2. Ölfreier Typ
Ölfreie Typen benötigen keine Schmierung und werden daher bei beengten Platzverhältnissen, bei denen eine Schmierung nicht möglich ist, oder bei wartungsfreien Anwendungen eingesetzt.
Einige Gelenkköpfe bestehen aus Kunststoff, der Festschmierstoffe enthält und ohne Schmierung oder Ölung verwendet werden kann. Im Vergleich zu Metall-Gelenkköpfen sind sie leichter und benötigen kein Öl oder Fett, sodass sie auch in staubigen Umgebungen eingesetzt werden können.
Sie sind resistent gegen Korrosion, Chemikalien usw. und können auch in Anwendungen eingesetzt werden, die mit Vibrationen verbunden sind, da das Harz Vibrationen absorbieren kann.
Auswahl eines geeigneten Gelenkkopfs
Gelenkköpfe sollten so ausgewählt werden, dass die beiden folgenden Punkte mit den Konstruktionsbedingungen vereinbar sind.
1. Statische Belastbarkeit (radiale Richtung)
Die statische Tragfähigkeit ist ein Hinweis auf die mechanische Festigkeit des Gelenkkopfes. Sie wird vom Hersteller für jedes Modell angegeben, siehe Katalog oder Betriebsanleitung. Die zulässige Belastung wird aus der statischen Tragfähigkeit mit Hilfe der obigen Formel berechnet, und die Auswahl sollte so getroffen werden, dass die Belastung unter der zulässigen Belastung bleibt.
2. Zulässiger Bereich des Neigungswinkels
Der Winkel zwischen der Mittellinie der langen Achse des Gelenkkopfhalters und der Mittellinie der Buchsenbohrung wird als Neigungswinkel bezeichnet, der innerhalb des zulässigen Neigungswinkelbereichs bei der Positionierung der mit Gelenkköpfen zu verbindenden Teile verwendet wird. Der zulässige Neigungswinkel wird ebenfalls vom Hersteller angegeben, siehe Katalog oder Betriebsanleitung.