DE1027940B

DE1027940B - Resilient joint

Info

Publication number: DE1027940B
Application number: DEA24473A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Habil Paul Becker; Dr-Ing Ernst Lammerz
Original assignee: Aktiengesellschaft fuer Unternehmungen der Eisen und Stahlindustrie
Current assignee: Aktiengesellschaft fuer Unternehmungen der Eisen und Stahlindustrie
Priority date: 1956-03-12
Filing date: 1956-03-12
Publication date: 1958-04-10

Description

Federndes Gelenk Es sind drehelastische Federelemente bekannt, die aus einem polygonalen, Innenteil, einem polygonalen Außenteil und zwischengelegten Gummiwalten bestehen, wobei die letzteren beim Verdrehen auf den Gelenkteilen unter elastischer Verformung abrollen.Resilient joint There are torsionally elastic spring elements known which from a polygonal, inner part, a polygonal outer part and interposed Rubber rolls exist, with the latter being underneath when twisting on the joint parts unroll elastic deformation.

Mit Federelementen dieser Art lassen sich durch geeignete Wahl der Gummiwalzen hinsichtlich Werkstoff und Gestaltung sowie der Form der Abrollflächen, die beim Verdrehen der beiden Teile eine zunehmende Klemmwirkung auf die Gummiwalzen ausüben, Winkelfederwege bis etwa 60° erzielen, während die zugehörige Charakteristik beliebig vorgegebenen Bedingungen weitgehend entspricht. Dabei kann die Federwirkung vom unbelasteten Zustand aus in beiden Verdrehrichtungen entweder gleichartig oder auch - etwa bei Gestaltung der Abrollflächen wie bei einem Klemmrollenfreilauf - unterschiedlich sein.With spring elements of this type, through a suitable choice of Rubber rollers with regard to material and design as well as the shape of the rolling surfaces, which when the two parts are twisted, an increasing clamping effect on the rubber rollers exercise, achieve angular spring deflection up to about 60 °, while the associated characteristic largely corresponds to any given conditions. The spring action from the unloaded state in both directions of rotation either similar or also - for example when designing the rolling surfaces as with a clamping roller freewheel - be different.

Bisher hat man, bei derartigen Federelementen die verschiedenen Gummiwalzen und ebenso die zugehörigen Abrollflächenpaare untereinander gleich gestaltet. Damit ergibt sich eine gleichmäßige Beanspruchung sämtlicher Gummiwalzen nur dann, wenn auf das Federelement ein reines. Moment wirkt, wie dies etwa bei Verwendung als elastische Wellenkupplung der Fall ist. Bei Verwendung als federndes Gelenk besteht dagegen die Belastung häufig nicht aus einem reinen Moment, sondern aus einer exzentrisch angreifenden Querkraft, die bekanntlich als aus einem reinen: Moment und einer zentrisch, d. h. in. der Drehachse des Gelenkes angreifenden. Querkraft zusammengesetzt aufgefaßt werden kann. Die letztgenannte Querkraft bewirkt nun eine Querbewegung der beiden Gelenkteile gegeneinander und damit eine unter Umständen sehr erhebliche zusätzliche Druckbelastung einzelner der über den Umfang verteilten Gummiwalzen, falls diese Querbewegung nicht durch besondere starre oder elastische Querlager verhindert ist. Die dadurch bedingte ungleichmäßige Beanspruchung der verschiedenen Gummiwalzen führt entweder zu vorzeitigem Verschleiß der zu hoch beanspruchten oder zu einer ungenügenden Werkstoffausnutzung der weniger hoch beanspruchten Gummiwalzen.So far one has, with such spring elements, the various rubber rollers and also the associated pairs of rolling surfaces are designed to be identical to one another. In order to there is an even load on all rubber rollers only if on the spring element a pure. Moment acts like this when used as a elastic shaft coupling is the case. When used as a resilient joint on the other hand, the load is often not from a pure moment, but from an eccentric one acting transverse force, which is known to be composed of a pure: moment and a centric, d. H. in. attacking the axis of rotation of the joint. Shear force viewed as a composite can be. The latter transverse force now causes the two to move transversely Joint parts against each other and thus a very considerable additional under certain circumstances Pressure load on individual rubber rollers distributed over the circumference, if they are Transverse movement is not prevented by special rigid or elastic transverse bearings. The resulting uneven loading of the various rubber rollers either leads to premature wear and tear or to a insufficient material utilization of the less highly stressed rubber rollers.

Der soeben geschilderte Nachteil ist erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß bei Verwendung der eingangs genannten. drehelastischen Federelemente als federnde Gelenke und Erzeugung des übertragenen Drehmomentes durch eine exzentrische Querkraft, die eine zusätzliche Druckbeanspruchung einer oder mehrerer Gummiwalzen bewirkt, die zusätzlich belasteten Gummiwalzen eine steilere Charakteristik haben als die übrigen.The disadvantage just described is eliminated according to the invention by that when using the aforementioned. torsionally elastic spring elements as resilient Joints and generation of the transmitted torque by an eccentric transverse force, which causes an additional pressure load on one or more rubber rollers, the additionally loaded rubber rollers have a steeper characteristic than that rest.

Es ist zwar ein federndes Gelenk bekannt, dessen beide Gelenkteile durch zwischen radiale Flügel dieser Teile geschaltete Gummiblöcke gegenseitig abgestützt und: bei dem die verschiedenen Gummiblöcke von unterschiedlicher Härte oder Höhe sind. Diese Maßnahme dient jedoch dort nur zur Erreichung einer vorteilhafteren. Federkennlinie, nicht zur Aufnahme zusätzlicher Querkräfte, für die besondere Gummibuchsen als Querlager vorgesehen sind.Although a resilient joint is known, both of its joint parts mutually supported by rubber blocks connected between the radial wings of these parts and: where the different rubber blocks of different hardness or height are. However, this measure is only used there to achieve a more advantageous one. Spring characteristic, not for absorbing additional lateral forces, for the special rubber bushings are provided as a transverse bearing.

Im einzelnen kommen zur Erzielung der mit der Erfindung angestrebten Wirkung beispielsweise eine -- oder auch mehrere - der folgenden Maßnahmen in Betracht: Die zusätzlich beanspruchten Gummiwalzen können gegenüber den übrigen, größere Werkstoffhärte (sagenannte Shore-Härte) oder größeren Querschnitt (vorzugsweise bei entsprechend größerem gegenseitigem Abstand der zugehörigen Abrollflächen) oder größere axiale Länge aufweisen. Unter Umständen genügt es auch, statt der zusätzlich beanspruchten Gummiwalzen selbst nur die zugehörigen Abrollflächenpaare unterschiedlich zu den übrigen zu gestalten, um die genannten Gummiwalzen von der beim Verdrehen entstehenden Klemmwirkung zu entlasten. Da diese Gummiwalzen in entsprechendem Maße auch für die Drehfederung ausfallen., läuft dies darauf hinaus, daß einzelne der Gummiwalzen mehr (oder ausschließlich) die zusätzliche Querkraft, andere wieder das zu übertragende, Drehmoment aufnehmen.In detail come to achieve the aim of the invention Effect, for example, one - or more - of the following measures into consideration: The rubber rollers, which are additionally stressed, can have a greater material hardness than the others (said Shore hardness) or larger cross-section (preferably with corresponding larger mutual distance between the associated rolling surfaces) or larger axial Have length. It may also be sufficient instead of the additionally claimed Rubber rollers only the associated pairs of rolling surfaces different from the to make the rest of the rubber rollers mentioned from the resulting when twisting To relieve the clamping effect. Since these rubber rollers also for the torsion suspension fail., this boils down to the fact that some of the rubber rollers more (or exclusively) the additional shear force, others again the one to be transmitted, Absorb torque.

Die beschriebenen Maßnahmen ermöglichen eine wesentlich freizügigere- Gestaltung von federnden Gelenken der eingangs beschriebenen Art, wobei eine beliebig vorgegebene Federcharakteristik noch genauer und vor allem unter gleichmäßigerer Beanspruchung der verschiedenen Gutmniwalzen als bisher verwirklicht werden kann.The measures described enable a much more permissive Design of resilient joints of the type described above, with any specified spring characteristics more precisely and, above all, more evenly Stress of the various Gutmniwalzen can be realized than before.

In der Zeichnung sind -vier Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes in je zwei schematischen Querschnitten (links stets ohne, daneben unter maximaler Belastung) dargestellt. In allen diesen Beispielen sind zwischen einem als feststehendes Gehäuse ausgebildeten, äußeren Gelenktell 1 und. dem von diesem umgebenen inneren Teilt, der einen einarmigen Hebel 3 trägt, vier Gummiwalzen 4a, 4b, 4c, 4d eingelegt. Wird das innere Teil 2. durch die am Ende des Hebels 3 angreifende Querkraft O entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, so rollen. diese Gummiwalzen unter gleichzeitiger elastischer Verformung auf den einander zugekehrten Flächen der Gelenkteile: 1 und 2 ab. Dadurch, daß sich deren Abstand während. des Verdrehens stetig verändert, wird auf die Gummiwalzen eine Klemmwirkung ausgeübt; der elastische Widerstand der Gummiwalzen bildet in seiner Gesamtheit die Rückstellkraft des Federgelenkes, die dem aufgebrachten Moment die Waage hält.The drawing shows four exemplary embodiments of the subject matter of the invention in two schematics each Cross-sections (on the left always without, next to it under maximum load). In all of these examples there are between an outer hinge part 1 and embodied as a stationary housing. that of this surrounded inner part, which carries a one-armed lever 3, four rubber rollers 4a, 4b, 4c, 4d inserted. Is the inner part 2. through the at the end of the lever 3 acting transverse force O rotated counterclockwise, so roll. these rubber rollers with simultaneous elastic deformation on the surfaces facing each other of the joint parts: 1 and 2 from. By the fact that their distance during. of twisting constantly changing, a clamping effect is exerted on the rubber rollers; the elastic one Resistance of the rubber rollers in its entirety forms the restoring force of the spring joint, that balances the angry moment.

Die außer dem Moment auftretende zusätzliche zentrische Querkraft beansprucht ersichtlich die in den: Fig.2, 4, 6, 8 jeweils untengelegenen Gummiwalzen, die durch Kreuzschraffur besonders gekennzeichnet sind. In den ersten beiden Beispielen (Fig. 1 und 2 bzw. 3 und: 4), in denen alle vier Gummiwalzen und Zwischenräume jeweils gleiche Querschnitte aufweisen, sind diese höherbeanspruchten. Gummiwalzen (4a in Fig. 2 bzw. 4a und 4 b in Fig. 4) von. größerer Shore-Härte oder größerer axialer Länge als die übrigen., so daß sie also größere Belastungen aufnehmen können.The additional centric transverse force occurring outside of the moment apparently claims the rubber rollers below in the: Fig. 2, 4, 6, 8, which are specially marked by cross hatching. In the first two examples (Fig. 1 and 2 or 3 and: 4) in which all four rubber rollers and gaps respectively have the same cross-sections, these are subject to higher stresses. Rubber rollers (4a in Fig. 2 or 4a and 4b in Fig. 4) of. greater Shore hardness or greater axial Length than the rest. So that they can take greater loads.

Das zweite Beispiel (Fig. 3 und 4) unterscheidet sich vom ersten (Fig. 1 und 2) nur durch seine andere Stellung gegenüber der Richtung der auftretenden Querkraft. Dadurch wird die zusätzliche Druckbeanspruchung auf zwei Gummikörper aufgeteilt.The second example (Figs. 3 and 4) differs from the first (Fig. 1 and 2) only by its different position opposite the direction of the occurring Shear force. This puts the additional compressive stress on two rubber bodies divided up.

Im dritten Beispiel (Fig. 5 und 6) weist die im belasteten. Zustand untengelegene Gummiwalze 4 a größeren Querschnitt als die anderen drei auf. Außerdem ist die zugehörige Abrollfläche am inneren. Teil 2 um ein entsprechendes Maß zurückgesetzt, so daß das Innenteil anstatt der gestrichelt eingezeichneten symmetrischen jetzt eine unsymmetrisches Gestalt hat.In the third example (Fig. 5 and 6) the im burdened. State lower rubber roller 4 a larger cross-section than the other three. aside from that is the associated rolling surface on the inside. Part 2 set back by a corresponding amount, so that the inner part is now instead of the symmetrical one shown in dashed lines has an asymmetrical shape.

Das vierte Beispiel (Fig. 7 und 8) ist nur im gezeichneten, nicht dagegen wie die früheren Beispiele auch in entgegengesetztem Drehsinn belastbar und ermöglicht dadurch einen. etwas größeren Winkelfederweg. Im übrigen liegt die unterschiedliche Ausbildung der verschiedenen Gummiwalzen hier wieder in. der (zeichnerisch nicht dargestellten) größeren Shore-Härte und/oder axialen Länge der unteren Gummiwalzen 4a.The fourth example (Fig. 7 and 8) is only in the drawn, not on the other hand, like the earlier examples, it can also be loaded in the opposite direction of rotation and thereby enables one. slightly larger angular spring travel. Incidentally, the different training of the different rubber rollers here again in the (graphic not shown) greater Shore hardness and / or axial length of the lower rubber rollers 4a.

An Stelle der Gummiwalzen können auch Wälzkörper aus anderen Werkstoffen von entsprechend großer elastischer Verformbarkeit verwendet werden:Instead of the rubber rollers, rolling elements made of other materials can also be used with a correspondingly high elastic deformability can be used:

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Spring joint, consisting of a polygonal Inner part, a polygonal outer part and rubber rollers in between, which are used in the Twisting roll on the joint parts with elastic deformation, whereby the transmitted torque is generated by an eccentric transverse force, which is a additional compressive stress on one or more rubber rollers caused thereby characterized in that the additionally loaded rubber rollers (4a or 4a and 4b after Fig. 3 and. 4) have a steeper characteristic than the others.

2. Joint after Claim 1, characterized in that the: additionally loaded rubber rollers (4a) have a greater material hardness.

3. Joint according to claim 1, characterized in that that the additionally loaded rubber rollers (4a) have a larger cross-section and preferably the associated rolling surfaces have a greater distance from each other (Fig. 5 and 6).

4. Joint according to claim 1, characterized in that the, additionally loaded Rubber rollers. (4a) are longer than that. rest.

5. Joint according to claim 1, characterized by different design of the rolling surface pairs in such a way that the additional loaded rubber rollers are exposed to a lower clamping effect when turning as the! remaining rubber rollers. Publications considered .: German patent specification No. 594 772.