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Gummi-Metallelement
Gummi- Metallelemente mit einem zwischen zwei koaxialen kreiszylindrischen Metallhülsen unter radialer Vorspannung eingesetzten Gummikörper sind bereits für verschiedene Zwecke bekannt. Die beiden Hülsen, die je mit einemKonstruktionsteil verbunden werden, können unter Beanspruchung des zwischen ihnen eingesetzten Gummikörpers Relativbewegungen durchführen, wobei es hauptsächlich darum geht, in radialer Richtung auftretende Kräfte federnd aufzunehmen. Bei den bisherigen Gummi-Metallelementen füllt der Gummikörper meist den ganzen Hülsenzwischenraum voll aus, so dass sich in allen radialen Rich- tungen bei gleichen Kräften gleiche Federwege ergeben und keine Richtung mit von den übrigenRichtun- gen abweichender Federcharakteristik vorhanden ist.
Nun wird aber in manchen Anwendungsfällen, beispielsweise im Bau von Schienenfahrzeugen bei der Drehschemellagerung, gefordert, die Verbindung so zu gestalten, dass in Fahrtrichtung zur Übertragung der Vortriebs- und Bremskräfte eine nur geringe federnde Nachgiebigkeit auftritt, wogegen in Querrichtung eine weichere Federung erwünscht ist. Die üblichen Gummi-Metallelemente erfüllen diese Forderung nicht. Es sind zwar auch schon Ausführungen bekannt, bei denen der zwischen den Metallhülsen eingesetzte Gummikörper an zwei einander diametral gegen- überliegenden Seiten eine verringerte Wandstärke besitzt oder überhaupt in zwei einander gegenüberliegende und voneinander in Abstand gehaltene Segmente aufgelöst ist.
Dadurch ergeben sich zwar in den beiden massgeblichen radialen Richtungen verschiedene Federkräfte bzw.-wege, der Gummikörper selbst kann aber nich die erforderliche Vorspannung erhalten, weil er die Möglichkeit hat, in die Räume zwischen den Gummisegmenten bzw. in den Raum zwischen der Aussenhalse und dem Gummimantel mit der verringerten Wandstärke auszuweichen. Schliesslich ist ein zur Motoraufhängung für Kraftfahrzeugebestimmtes Gummi-Metallelement bekannt geworden, dessen beide Metallhülsen im Querschnitt oval geformt sind, so dass auch der den Hülsenzwischenraum ausfüllende Gummikörper eine ovale Querschnittsform erhält.
Dadurch soll in Richtung der kürzeren Hauptachse eine grosse Druckfläche zur Aufnahme der Seitenkräfte geschaffen und eine weiche Federung zufolge wesentlich kleinerer Anlagefläche in Längsrichtung des Ovals erzielt werden. Da aber die Dicke des Gummikörpers in den massgeblichen Richtungen nahezu gleich ist und auch keine besonderen Unterschiede in der Vorspannung des Gummis auftreten, wird die gewünschte Wirkung kaum erzielt. Ausserdem bereiten ovale Hülsen Herstellungsschwierigkeiten und eignen sich nicht für ein auch die Aufgabe eines Drehgelenkes erfüllendes Element.
Die Erfindung bezweckt die Beseitigung dieser Mängel und die Schaffung eines auch als Drehgelenk geeignetes Gummi-Metallelementes. das in zwei normal zueinander stehenden radialen Richtungen eine sehr verschiedene Federcharakteristik aufweist und bei dem der Gummikörper eine kontrollierbare Vorspannung besitzt.
Das erfindungsgemässe Gummi-Metallelement, das aus zwei koaxialen, kreiszylindrischen Hülsen und einem dazwischen eingesetzten Gummikörper mit an zwei einander diametral gegenüberliegenden Seiten verringerter Wandstärke besteht, zeichnet sich dadurch aus, dass der eine zumindest in ihrer Grundform der Innenhülse entsprechende zentrale Aussparung aufweisende Gummikörper vor dem Einsetzen einen annähernd ovalen Querschnitt mit einer länger als der Innendurchmesser der Aussenhülse und einer kürzer als dieser bemessenen Hauptachse besitzt, so dass der eingesetzte Gummikörper in Richtung der vorher kürzeren Hauptachse beidseitig unter Bildung eines Hohlraumes etwa nach einer Sinuskurve von der Innenhülse abgehoben ist, den übrigen Hülsenzwischenraum aber unter Vorspannung voll ausfüllt.
Da es sich vorteilhafterweise um kreiszylindrische Hülsen handelt, muss der Gummikörper beim Einsetzen in
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Richtung der längeren Hauptachse zusammengedrückt werden, so dass sich die Hohlräume in Richtung der kürzeren Hauptachse von selbst ergeben, wobei aber ein weiteres Ausweichen des elastischen Materials unmöglich ist, da es daran durch die Aussenhülse gehindert wird. In Richtung der vorher längeren Hauptach- se ergibt sich eine harte, nahezu steife Kraftaufnahme, weil dort der Hülsenzwischenraumdurch denvor- gespannten Gummikörper voll ausgefüllt ist. In der Querrichtung dazu ist dagegen zufolge der gebildeten Hohlräume eine wesentlich weichere Abfederung möglich.
Durch Wahl des Verhältnisses der Länge der beiden Hauptachsen der Querschnittsgrundform des Gummikörpers kann auch das Verhältnis der in Richtung dieser Achsen wirkenden Federkräfte weitgehend vorausbestimmt werden.
In weiterer Ausbildung der Erfindung weist die zentrale Aussparung des Gummikörpers vor dem Einsetzen in Richtung der kürzeren Hauptachse beiderseits eine Erweiterung auf. Diese Erweiterungen entsprechen dem sich beim Einsetzen durch das Zusammenpressen ergebenden Materialstau, so dass die sonst im Bereich der verringerten Wandstärke auftretende Vorspannung wesentlichherabgesetzt und dieKraftauf- nahme in Richtung der vorher kürzeren Hauptachse noch weicher wird.
Ein zusätzlicher Unterschied in der Federcharakteristik in den beiden massgeblichen Richtungen kann ohne Verhärtung in Richtung der vordem kürzeren Hauptachse auch dadurch erreicht werden, dass der Gummikörper an den Seiten, wo er den Hülsenzwischenraum voll ausfüllt, mit Gewebeeinlagen versehen ist.
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