Kugelgelenke befinden sich in vielen Gegenständen, die wir täglich benutzen. Sie sind in Spielzeugen, Fahrrädern, Autos, Maschinen und vielen anderen Gegenständen zu finden. Kugelgelenke ermöglichen es, dass die beweglichen Teile in verschiedene Richtungen rotieren können.
Eine besondere Art von Gelenk ist das Kugelgelenk. Hierbei ist die Gelenkpfanne kugelrund und der Gelenkkopf besitzt eine ovale oder ellipsenförmige Form. Kugelgelenke finden sich unter anderem an den Handwurzelknochen, den Gelenken der Finger und Zehen sowie am Schultergelenk. Sie ermöglichen ein sehr kraftvolles und gleichzeitig effizientes Greifen.
Das Kugelgelenk ist sehr stabil, da bei seiner Funktion die Kräfte, die von außen auf das Gelenk einwirken, von allen Seiten gleichmäßig verteilt werden. Außerdem ist die Gelenkpfanne sehr gut durchblutet, sodass auch bei starkem mechanischem Stress keine Schädigungen am Gelenk auftreten.
Ein Nachteil des Kugelgelenks ist, dass es bei ungleichmäßiger Belastung schnell verschleißt. Daher werden Kugelgelenke meist nur für kurze Zeit beansprucht, zum Beispiel beim Sport.
Hände und Finger
Faust am Handgelenk
Knöchel an Fuß
Schulter an Brust
Vorderes Knie
Hüfte an Knie
Gelenke verbinden Knochen miteinander und ermöglichen Bewegungen. Es gibt verschiedene Gelenkformen, die sich in ihrer Funktion unterscheiden. Die wichtigsten Gelenkformen sind die Schultergelenke, die Hüftgelenke, die Kniegelenke und die Sprunggelenke.
Schultergelenke
Die Schultergelenke sind die Gelenke zwischen Oberarmknochen und Schulterblättern. Sie dienen der Bewegung des Armes. Die Hüftgelenke befinden sich zwischen Oberschenkelknochen und Beckenknochen. Sie ermöglichen die Beugung und Streckung des Beins nach vorne und hinten.
Kniegelenke
Die Kniegelenke sitzen zwischen Schien- und Wadenbein. Sie erlauben die Drehung des Beins nach außen und innen und die Beugung und Streckung des Knies. Die Sprunggelenke sitzen zwischen dem Sprungbein und dem Schienbein. Sie ermöglichen die Vor- und Rückwärtsdrehung des Fußes sowie die Beugung und Streckung des Fußes.
In zahlreichen Alltagsgegenständen kommen Kugelgelenke zum Einsatz?
Türgriffe
Scharniere
Armaturenbretter in Autos
Lenkung von Fahrzeugen
Knickgelenke in Gelenkrollstühlen
Möbelgriffe
Tastaturen von Computern
Joysticks von Spielkonsolen
Beschlag am Fahrradlenker
Arm am Gelenk des Schraubenschlüssels
Sie ermöglichen ein Bewegen in alle Richtungen und sind daher besonders flexibel. Typische Beispiele sind Scharniere an Türen oder Klappen, Gelenke an Fahrrädern oder Schienen an Sportgeräten.
Kugelgelenke bestehen aus zwei Kugeln, die jeweils auf einer Achse rotieren. Die Kugeln sind durch einen Gelenkkörper miteinander verbunden. Der Gelenkkörper ist meistens hohl, um das Gewicht der Kugeln zu reduzieren. An den Enden der Achsen befinden sich Buchsen, in die die Kugeln greifen.
Kugelgelenke sind sehr stabil und halten auch hohen Belastungen stand. Sie funktionieren durch Reibung. Die Kugeln greifen in die Buchsen ein und werden dadurch in Bewegung versetzt. Die Reibung erzeugt einen Kraftimpuls, mit dem die Kugeln in Rotation versetzt werden. Die Rotation ermöglicht ein Drehen um die jeweilige Achse.
In Scharnieren
Scharniere werden in zwei Grundtypen unterteilt: Kugel- und Haken-Scharniere. Kugelgelenke haben die Eigenschaft, dass sie sich um ihre Achse drehen können. Dadurch lassen sich Scharniere besonders leicht bedienen und sind sehr wendig. Kugelgelenke bestehen aus zwei Kugeln, die auf einer Achse sitzen. Um diese Achse bewegt sich ein Arm, auf dem die Kugeln aufliegen. Die Kugeln sind mit einem Schraubgewinde verbunden, das in das Gewinde des Arms eingreift. Bei einer Drehung des Arms werden die Kugeln bewegt, was zu einer Bewegung des Scharnierarms führt. Kugelgelenke gibt es in verschiedenen Größen. Je größer die Kugeln, desto höher ist die Belastbarkeit des Gelenks. Kugelgelenke werden vor allem in Scharnieren für Türen und Fenster verwendet.
In Spielzeugen
In den letzten Jahren hat sich die Qualität von Spielzeugen deutlich verbessert. Dies liegt vor allem an den immer realistischer werdenden Kugelgelenken. Bei Spielzeugen mit Kugelgelenken handelt es sich um Gelenke, die aus zwei Kugeln bestehen, die durch einen Schlauch verbunden sind. Bei Spielzeugen mit Kugelgelenken können die Kugeln bewegt werden, ohne dass das Spielzeug deformiert wird. Das hat zur Folge, dass die Kinder bei den Spielzeugen mit Kugelgelenken realistische Bewegungen nachahmen können.
In Steckverbindungen
Kugelgelenke werden in Steckverbindungen eingesetzt, um die Biege- und Torsionsfestigkeit der Verbindung zu erhöhen. Die Kugelgelenke werden in die Führungsbuchsen der beiden Bauteile eingesetzt. Sobald die beiden Bauteile zusammengesteckt sind, werden die Kugelgelenke durch die Zentrifugalkraft in ihre Ausgangslage gezogen. Dadurch ist die Verbindung sehr fest.
In Autos
Wenn Sie Ihr Auto anheben, um es von der Straße zu reparieren, bewegen Sie die Kugelgelenke in den Rollen, um es anzuheben. Die Kugelgelenke in den Rollen sind dafür verantwortlich, wie das Auto bewegt wird. Sie ermöglichen es, dass das Auto sich in alle Richtungen bewegen kann, ohne dass die Räder drehen. Die Kugelgelenke nutzen die Drehbewegung der Rollen aus, um die Bewegung in die gewünschte Richtung zu lenken. Sie sind in der Lage, die Richtung der Bewegung zu ändern, indem Sie die Kugelgelenke in den Rollen drehen.
Mein Name ist Anatoli Bauer und ich wohne im Norden an der Nordseeküste in Husum. Ich beschäftige mich leidenschaftlich gerne mit den Naturwissenschaften und interessiere mich vor allem für Physik und alles, was mit dem Weltraum und entfernten Planten zu tun hat.
