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Elastisches Maschinenelement
Die Erfindung bezieht sich auf ein elastisches Maschinenelement mit in zwei Metallhalterungen verankertem, ein Bindeglied zwischen diesen bildendem elastischem Kunststoff.
Bei bekannten Ausführungen dieser Art schliesst das elastische Bindeglied an plattenförmige Halterungsteile an, von denen es sich seitlich unabgeschirmt hinwegerstreckt. In das Innere des Bindegliedes ragen hiebei von den plattenförmigen Halterungsteilen zentral ausgehende zapfenförmige Ansätze, die sich zu Verankerungsflanschen erweitern oder mit solchen versehen sind. Es ist dabei auch bekannt, die Ränder dieser in der elastischen Masse eingebetteten Verankerungsflansche gegen die plattenförmigen Halterungsteile hin umzubördeln, um solcherart die Verankerung zu verbessern. Zwecks Erzielung einer innigen Verhaftung des elastischen Bindegliedmaterials mit den Verankerungsflanschen hat man letztere auch bereits mit Aussparungen versehen, durch welche die beidseits der Flansche befindlichen Materialbereiche miteinander in Verbindung stehen.
Diese bekannten Ausführungen sind insofern mangelhaft, als sie bei Verwendung nicht vulkanisierba-
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Kunststoff besonders elastisch und geschmeidig ist, welche Eigenschaften für die Erzielung einer entsprechend weichen und stossfreien Kraftübertragung vorausgesetzt werden müssen. Aus solchen hochelastischen Kunststoffen hergestellte Bindeglieder zeigen nämlich das Bestreben, bei Auftreten grösserer Übertragungskräfte in den Verankerungsbereichen seitlich vorzuquellen, um sich solcherart unter Erweiterung ihres
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rungsbeständigkeit und hohen Zerreissfestigkeit und namentlich auch wegen ihrer hervorragenden Elastizitätseigenschaften und Geschmeidigkeit natürlichem und künstlichem Kautschuk sowie auch sonstigen in Betracht kommenden Kunststoffen weit überlegen sind.
Gerade die erwünschte besondere Geschmeidigkeit der Polyurethan-Kunststoffe lässt aber die an den bisher bekannten elastischen Maschinenelementen vorhandenen Halterungsausbildungen bei Verwendung solcher Kunststoffe als ungeeignet erscheinen.
Erfindungsgemäss wird nun auf Basis des Polyurethans aufgebauter Kunststoff verwendet und das aus diesem gebildete Bindeglied in seinen beiden Verankerungsbereichen durch seinen Umfang ringartig umschliessende Teile der Halterungen seitlich umfasst. Diese das Bindeglied seitlich umfassenden Halterungteile machen ein seitliches Vorquellen des Bindegliedmaterials in den beiden Verankerungsbereichen unmöglich, wodurch die sonstigen Halterungsteile die ihnen zugeordnete Funktion voll entfalten können, da ihnen das in den kritischen Bereichen ringartig umschlossene Bindeglied nicht entweichen kann
Zweckmässig können dabei die Halterungen als flache, in sich geschlossene Hohlkörper ausgebildet sein,
deren dem Bindeglied zugekehrten und an die dasselbe ringartig umschliessenden Halterungsteile ansetzenden Begrenzungswände mit Aussparungen für das Eindringen der das Bindeglied bildenden Kunststoffmasse in das Innere der Hohlkörper versehen sind. Wie eingangs bereits erwähnt, ist es bekannt, in der Bindegliedmasse eingebettete Verankerungsflansche mit den Durchtritt des Bindegliedmaterials ermöglichenden Ausnehmungen zu versehen. Bei diesen bekannten Ausbildungen sind aber keine das Bindeglied ringartig umschliessenden Halterungsteile vorgesehen, die mit den Verankerungsteilen einen in sich geschlossenen Hohlkörper bilden würden. Die Folge davon ist, dass sich das gegen seitliches Vorquellen nicht gesicherte Bindegliedmaterial an den Flanschaussparungen alsbald abschert.
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In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes können die Halterungen als zum Bindeglied hin offene Schalen mit in sie eingesetzten Veranherungskäfigen ausgebildet sein. In diesem Falle sind es die das Bindeglied ringartig umschliessenden Schalenteile, die einem seitlichen Vortreten der Bindegliedmasse vorbeugen und damit ein Abstülpen des Bindegliedes von den im Schaleninnern befindlichen Veranke- run8skäfigen verhindern. Die Halter'mgen können feiner auch als zum Bindeglied hin offene Schalen ausgebildet sein, deren das Bindeglied ringartig umschliessenden Teile nach innen ragende Haltewulste für die Kunststoffmasse aufweisen. Die in die schalenförmigen Halterungen eingesetzten Verankerungskäfige kann man in Form durchlochter, von den Tragzapfen der Halterungen abgestützter Scheiben ausbilden.
Auch in diesem Falle ist durch die das Bindeglied in dessen Verankerungsbereichen ringartig umschliessenden Schalenteile einem Abscheren des Bindegliedmaterials durch die in den Scheiben vorgesehenen lochförmigen Ausnehmungen wirksam vorgebeugt.
Als Werkstoff für das Bindeglied können vorteilhafterweise auch Polyurethan-Kunststoffe zellige Struktur verwendet werden, die aus vorwiegend aliphatischen linearen Hydroxyl-Polyestern herstellbar sind, welche mit einem Überschuss von Diisocyanaten und anschliessend mit Wasser als Vernetzungsmittel umgesetzt werden. Diesem handelsüblichen, mit Schaum- oder Zellvulkollan bezeichneten Werkstoff haftet die Eigenschaft an, dass er in bezug auf die Schwingungsisolation sogar Weichgummi überlegen ist. Es ist dann weiterhin möglich, die Dämpfungs- und Schwingungsisolationseigenschaften des elastischen Maschinenelements dadurch genau zu differenzieren, dass als Werkstoff für das Bindeglied in dessen mittlerer, freitragender Partie Polyurethan-Kunststoff zelliger Struktur und in dessen Verankerungspartien homogener Kunststoff verwendet wird.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in fünf Ausführungsformen beispielsweise veranschaulicht.
Gemäss Fig. 1 besitzen die Metallhalterungen für das aus Polyurethan-Kunststoff hergestellte Bindeglied 3, 3'die Form flacher, in sich geschlossener Hohlkörper, die dadurch gebildet sind, dass je zwei Schalen 1, 1, l'gegeneinandergesetzt und durch eine Randumbördelung zu einer Einheit vereinigt sind. Die dem mittleren Teil des Bindegliedes zugekehrten Hohlkörper-Begrenzungswände, die an die das Bindeglied in dessen Verankerungsbereichen ringartig umschliessenden Halterungsteile2 ansetzen, sind mit Aussparungen 1" versehen, welche beim Giessen des elastischen Bindegliedes den Durchtritt der Kunststoffmasse in das Innere der Hohlkörper gestatten.
Gemäss dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht das Bindeglied nicht aus einem einheitlichen Kunststoff, sondern besitzt in seiner Zwischenschicht 3 zellige Struktur, wogegen seine aussen liegenden Schichten 3'aus homogenem Kunststoff gebildet sind. Mittels Tragzapfen 4 ist das Maschinenelement zwischen die abzuisolierenden Maschinenteile eingebaut.
Gemäss Fig. 2 besteht das ganze Bindeglied 5 aus Polyurethan-Kunststoff zelliger Struktur. Die wieder als Hohlkörper ausgebildeten Halterungen sind etwas anders ausgestaltet, indem die Tragzapfen 4 an je einer Scheibe 6 sitzen, um die der Rand einer Schale 7 umgebördelt ist, die sich mit nach innen eingedrückten Lappen 7'auf der Stirnfläche der Scheibe 6 abstützt. Mit 2 sind wieder die das Bindeglied 5 in dessen Verankerungsbereichen ringförmig umschliessenden Teile der beiden Halterungen bezeichnet.
Gemäss Fig. 3 sind die Halterungen als zum Bindeglied hin offene Schalen 8 ausgebildet, deren Teile 2 das Bindeglied seitlich umfassen. In die Schalen 8 sind von den Traggriffen 4 abgestützte, als durchlochte Scheiben 9 ausgebildete Verankerungskäfige eingesetzt. Durch weiteres Vorziehen der Ränder 8' der das Bindeglied ringartig umschliessenden Teile 2 der schalenförmigen Halterungen 8 bis zur gestrichelt eingezeichneten Lage ist es möglich, die Seitensteifigkeit und die Dämpfungseigenschaften eines solchen Maschinenelements zu beeinflussen.
Gemäss Fig. 4 sind mit den Tragscheiben 14 Ringkörper 10 verbunden, deren Teile 2 das Bindeglied in dessen Verankerungsbereichen wieder ringartig umfassen. Die Halterungsteile2 sind dabei unter Bildung nach innen ragender Haltewulste 11 verformt, die mit der Kunststoffmasse hintergossen sind, wodurch das Bindeglied ebenfalls eine gegen seitliches Ausweichen gesicherte beidseitige Verankerung findet.
Gemäss Fig. 5 sind in die das Bindeglied ringartig umschliessenden Seitenwände 2 der schalenförmigen Halterungen 1 nach innen ragende Haltewulste 12 eingedrückt, denen als weitere Haltemittel von den Tragzapfen 4 abgestützte Scheiben 13 zugeordnet sind.
Je nachdem, ob das Maschinenelement im eingebauten Zustand lediglich Zug- und Druckspannungen oder auch Abscherbeanspruchungen ausgesetzt ist, wird man die eine oder die-idere der dargestellten Ausführungsfcrmen wählen.
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Elastic machine element
The invention relates to an elastic machine element with an anchored in two metal mountings, an elastic plastic forming a link between them.
In known designs of this type, the elastic connecting member adjoins plate-shaped mounting parts from which it extends laterally unshielded. In the interior of the connecting link protrude from the plate-shaped mounting parts centrally outgoing peg-shaped projections which widen to anchoring flanges or are provided with such. It is also known to bead the edges of these anchoring flanges, which are embedded in the elastic mass, against the plate-shaped holding parts in order to improve the anchoring in this way. In order to achieve an intimate adhesion of the elastic connecting link material to the anchoring flanges, the latter has also already been provided with cutouts through which the material areas located on both sides of the flanges are connected to one another.
These known designs are deficient in that they cannot be vulcanized when used.
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Plastic is particularly elastic and pliable, which properties must be assumed in order to achieve a correspondingly soft and shock-free power transmission. This is because connecting links made from such highly elastic plastics show a tendency to swell laterally in the anchoring areas when greater transmission forces occur, in order to expand their
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resistance and high tensile strength and, in particular, because of their excellent elasticity properties and suppleness, are far superior to natural and artificial rubber as well as other plastics that may be considered.
However, it is precisely the desired particular suppleness of the polyurethane plastics that makes the mounting designs available on the previously known elastic machine elements appear unsuitable when using such plastics.
According to the invention, plastic based on the polyurethane is now used and the connecting link formed from this is laterally encompassed in its two anchoring areas by its circumference surrounding parts of the mountings in a ring-like manner. These bracket parts laterally encompassing the link make lateral swelling of the link material in the two anchoring areas impossible, which means that the other bracket parts can fully develop their assigned function, since the link, which is enclosed in a ring in the critical areas, cannot escape them
The brackets can expediently be designed as flat, self-contained hollow bodies,
whose boundary walls facing the connecting link and attaching to the retaining parts surrounding it in a ring-like manner are provided with recesses for the penetration of the plastic compound forming the connecting link into the interior of the hollow body. As already mentioned at the beginning, it is known to provide anchoring flanges embedded in the connecting link compound with recesses that allow the connecting link material to pass through. In these known designs, however, there are no mounting parts that surround the connecting link in a ring-like manner and that would form a self-contained hollow body with the anchoring parts. The consequence of this is that the connecting link material that is not secured against lateral swelling will soon shear off at the flange cutouts.
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In a further embodiment of the subject matter of the invention, the brackets can be designed as shells that are open towards the connecting link and have anchoring cages inserted into them. In this case, it is the shell parts that surround the connecting link in a ring-like manner, which prevent the connecting link material from stepping forward to the side and thus prevent the connecting link from being ejected from the anchoring cages located inside the shell. The holder elements can also be made finer than shells which are open towards the connecting link and whose parts surrounding the connecting link in a ring-like manner have inwardly projecting retaining beads for the plastic compound. The anchoring cages used in the cup-shaped brackets can be designed in the form of perforated discs supported by the support pins of the brackets.
In this case too, the shell parts which surround the connecting link in a ring-like manner in its anchoring areas effectively prevent the connecting link material from shearing off through the hole-shaped recesses provided in the disks.
Polyurethane plastics with a cellular structure which can be produced from predominantly aliphatic linear hydroxyl polyesters which are reacted with an excess of diisocyanates and then with water as a crosslinking agent can advantageously also be used as the material for the connecting link. This commercially available material, known as foam or cellular volkollan, has the property that it is even superior to soft rubber in terms of vibration isolation. It is then still possible to precisely differentiate the damping and vibration isolation properties of the elastic machine element by using polyurethane plastic with a cellular structure as the material for the connecting link in its middle, self-supporting part and homogeneous plastic in its anchoring parts.
In the drawing, the subject matter of the invention is illustrated in five embodiments, for example.
According to FIG. 1, the metal brackets for the connecting link 3, 3 'made of polyurethane plastic have the shape of flat, self-contained hollow bodies, which are formed in that two shells 1, 1, 1' are placed against one another and formed into one by means of a flanged edge Unity are united. The hollow body boundary walls facing the middle part of the connecting link, which attach to the bracket parts2 surrounding the connecting link in a ring-like manner in its anchoring areas, are provided with recesses 1 ″ which allow the plastic compound to pass into the interior of the hollow body when the elastic connecting link is cast.
According to the illustrated embodiment, the connecting link does not consist of a uniform plastic, but rather has a cellular structure in its intermediate layer 3, whereas its outer layers 3 ′ are made of homogeneous plastic. The machine element is installed between the machine parts to be stripped by means of support pins 4.
According to FIG. 2, the entire link 5 consists of polyurethane plastic with a cellular structure. The brackets, which are again designed as hollow bodies, are designed somewhat differently in that the support pins 4 each sit on a disk 6 around which the edge of a shell 7 is flanged and which is supported with inwardly pressed tabs 7 ′ on the end face of the disk 6. 2 again denotes the parts of the two brackets that surround the connecting member 5 in the form of a ring in its anchoring areas.
According to FIG. 3, the brackets are designed as shells 8 which are open towards the connecting link and whose parts 2 laterally enclose the connecting link. Anchoring cages designed as perforated disks 9, supported by the handles 4, are inserted into the shells 8. By further advancing the edges 8 'of the parts 2 of the shell-shaped mountings 8 surrounding the connecting link in a ring-like manner up to the position shown in dashed lines, it is possible to influence the lateral rigidity and the damping properties of such a machine element.
According to FIG. 4, ring bodies 10 are connected to the support disks 14, the parts 2 of which again encircle the connecting link in its anchoring areas. The mounting parts 2 are deformed to form inwardly protruding retaining beads 11, which are back-cast with the plastic compound, whereby the connecting link is also anchored on both sides, secured against lateral deflection.
According to FIG. 5, inwardly protruding retaining beads 12 are pressed into the side walls 2 of the shell-shaped mountings 1 that surround the connecting link in a ring-like manner and are assigned disks 13 supported by the supporting pins 4 as further retaining means.
Depending on whether the machine element is only exposed to tensile and compressive stresses or also shear stresses when installed, one or the other of the embodiments shown will be selected.