DE1729595A1

DE1729595A1 - Elastomer- und Metallbuchsen zur Verbindung schwingender Teile,insbesondere fuer Raupenkettenglieder fuer Raupenkettenfahrzeuge und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE1729595A1
Application number: DE19671729595
Authority: DE
Inventors: Boggs Roger L
Original assignee: Caterpillar Tractor Co
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 1966-09-26
Filing date: 1967-09-26
Publication date: 1971-06-24
Also published as: US3377110A; BE704100A; GB1169645A

Description

CATERPILLAR TRACTOR CO.
San Leandro, Kalifornien Davis Street 800
V. St. A.

Elastomer— und Metallbuchsen zur Verbindung schwingender Teile, insbesondere für Raupenkettenglieder für Raupenkettenfahrzeug, und Verfahren zu deren Herstellung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Elastomer- und Metallbuchsen zur Verbindung schwingender Teile, und genauer gesagt auf Verbindungsanordnungen für die Raupenkettenglieder für Raupenkettenfahrzeuge mit schachtförmig aufgebauten Buchsen.

Die Verbindungsteile für die Raupenkettenglieder von Raupenkettenfahrzeugen sind einem hohen Verschleißgrad ausgesetzt, da sie sich in der Umgebung von Erdbodenbestandteilen, die eine Abriebwirkung ausüben, unter schweren Lasten durchbiegen. Fortschritte in der Schmiertechnik haben die Nutzungsdauer einiger Raupenkettenteile nur in den Fällen erhöht, in denen es möglich ist, die den Abrieb verursachenden Bodenbestandteile auszuschließen, es ist jedoch

109826/1317

Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirttch.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phy$. Sebastian Herrmann 8 MÖNCHEN 2, THERESIENSTRASSE 33 ■ Telefon· 2921 02 ■ Teteeramm-Adreise: Lipatli/München

Bankverbindung«» Deutsch· Bank AG, Filial· MOnchen, Dap.-Kau« Viktualienmarki, Konto-Nr. 70/30638 Bayer. Vereinsbank MOnchen, Zweigit. Oskar-von-Miltor-Ring, Kfo.-Nr. 8*2495 · Potttcheck-Konto: Mündion Nr. 163397

Opperxjuer BOr₀: PATENTANWALT D«. «EINHOID SCHMIDT ORIGINAL INSPECTED

schwierig, wirkungsvolle Dichtungen zu entwickeln, um Bodenbestandteile auszuschließen, die sich mit dem Schmiermittel zu einem Brei vereinigen/ der Abrieb hervorruft. Wegen dieser und weiterer Faktoren wird weiterhin ein erheblicher Forschungsaufwand mit dem Ziel betrieben, verbesserte Buchsen und Lager zu entwickeln, durch die die Lebensdauer von Verbindungeanordnungen in Endlosraupenketten verlängert wird.

mk Ein Verfahren zur Verlängerung der Lebensdauer von Raupenkettenzapfen und Antriebsbuchsen, welche herkömmliche Verbindungsanordnungen sind, bestand darin, sie um 180 zu drehen, um die abgenutzten Teile dieser Einzelteile an eine andere Stelle zu bringen und die unabgenutzten Flächen in eine Gebrauchsstellung zu bringen. Ein weiteres Verfahren bestand darin, die Antriebsbuchse in den Zonen der größten Abnutzung mit zusammengesetzten Flächen auszubilden.

Durch viele derartige Verfahren wird nicht die Abnutzung der Verbindungsteile der Raupenkette verringert sondern eher ausgeglichen. Während diese Kompromisse, die für hohe Abnutzungen der Verbindungsanordnung der Raupenkettenteile getroffen werden, bei Raupenkettenfahrzeugen mit geringen Geschwindigkeiten annehmbar sind, sind sie bei Raupenkettenfahrzeugen mit höheren Geschwindigkeiten nicht annehmbar d.h., bei Fahrzeugen mit Geschwindigkeiten bis zu 32 km/h. Bei höheren Geschwindigkeiten bewirkt die Verlängerung der Endlosraupenkette infolge Von Zentrifugalkräften die schnelle Abnutzung des Antriebskettenrades infolge des nicht mehr übereinstimmenden Abstandes zwischen den

109826/1317

Zähnen des Kettenrades, einerseits und den Gliedern der Raupenkette, andererseits. Ferner wird durch das schnelle Durchbiegen der Raupenkettenverbindungen bei höheren Geschwindigkeiten Wärme in den Lagerflächen erzeugt, die zu einer schnelleren Abnutzung der herkömmlichen Raupenkettenverbindungsanordnungen führt. Somit ist bei schnelleren Raupenkettenfahrzeugen eine Verringerung der Abnutzung und die Ausschaltung der Wärmeentwicklung für eine verlängerte Lebensdauer außerordentlich wünschenswert, und die Verwendung herkömmlicher Verbindungsan— Ordnungen ist in hohem Maße unbefriedigend.

Demzufolge besteht die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe in der Schaffung einer neuen Buchsenanordnung zur Verbindung schwingender Teile, insbesondere der Raupenketten— glieder von Raupenkettenfahrzeugen, durch die die Abnutzung, die Erzeugung von Wärme und die Notwendigkeit von Schmiermitteln vermieden wird.

Ferner wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur Herstellung neuartiger Buchsen zur Verbindung schwingender Teile in den Fäl— len geschaffen, in denen die Buchsen begrenzten Erfordernissen hinsichtlich der Verdrehungsdurchbiegung genügen müssen.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung einer schichtartig aufgebauten Buchse, die außerordentlich widerstandsfähig gegenüber radialer Durchbiegung infolge auf sie wirkender Lasten ist und dennoch in der Lage ist, in einem begrenzten Maß Verdrehungsdurchbiegungen quer zu den Buchsen aufzunehmen.

109826/1317

Ferner ist es Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Zusammenbau von Raupenketten für Raupenkettenfahrzeuge unter einer Verdrehungslast zwischen nebeneinanderliegenden Raupenkettengliedern zu schaffen, wodurch, wenn die Raupenkette auf Fahrzeugen montiert ist, die Verlängerung der Endlosraupenkette bei höheren Geschwindigkeiten verhindert werden soll.

Die obengenannten Ziele und weitere Vorteile und Ziele der vorliegenden Erfindung, die aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung hervorgehen, können dadurch erreicht werden, daß man Buchsen mit einem zylindrischen Kern ausbildet, der koaxial in einem größeren äußeren Haltebuchsenteil angeordnet ist und mit mehreren stapeiförmigen Elementen versehen ist, die abwechselnd aus dünnen Schichten eines elastomeren Stoffes und Metallblechschichten zusammengesetzt sind und zwischen dem zylindrischen Kern und der äußeren Haltebuchse zusammengepreßt sind, und daß man diese Arten von Buchsen zur Verbindung benachbarter Enden von schwingenden Teilen, wie z.B. Raupenkettengliedern, mit einem Verbindungsstift verwendet.

Die Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachfolgenden besonderen Beschreibung unter Zuhilfenahme der beigefügten Zeichnungen hervor, in denen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines schichtartig aufgebauten Lagerstoffee ist, der mit einer Schneidvorrichtung zur Herstellung von Lagerstapeln für die neuartigen Buchsen zugeschnitten worden

^iSt' 109826/1317

Pig. 2 eine Explosivansicht ist, in der dargestellt ist, wie die Buchse während ihrer Herstellung zusammengesetzt wird,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der für den ersten

Gesenkschmiedeschritt zusammengesetzten Buchse ist, Fig. h eine Schnittansicht einer Gesenkschmiedevorrichtung ist, die dazu verwendet wird, den Durchmesser der in Fig. 3 gezeigten Haltebuchse zu verringern, um den Lagerstoff zwischen dem Kern und der Haltebuchse zusammenzupressen, und

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht der miteinander verbundenen Enden zweier Raupenkettenglieder ist, bei der Teile weggebrochen sind, um darzustellen, wie die neuartigen Buchsen mit den Raupenkettengliedern zusammengesetzt sind.

Die Lagerflächen der neuartigen Buchse 10 werden aus einem schichtförmig aufgebauten Lagerstoff 11 gebildet, der in Fig. 1 gezeigt ist. Dieser Lagerstoff wird aus abwechselnden Schichten aus dünnem Metallblech 12 und ungehärtetem Elastomer hergestellt, die in einem sandwich-artigen Gebilde aufgebaut sind. Das ungehärtete Elastomer hat klebende Wirkung und hält das sandwich-artige Gebilde nach seiner Bildung durch seine Klebwirkung zusammen.

Die einzelnen Schichten sowohl des Metallblechs als auch des Elastomers sind vorzugsweise sehr dünn, für gewöhnlich dünner als 0,25 »a. Recht oft wird das Elastomer auf die Metall-

109826/1317

blechschicht 12 als eine dünne Schicht mit einer Dicke von 0,125 mm bei Herstellung des sandwich-artigen Gebildes aufgesprüht. Es ist verhältnismäßig wichtig, daß die Elastomerschichten 13 sehr dünn sind, wenn der Lagerstoff in der fertigen Buchse gegenüber radialem Druck widerstandsfähig sein soll, und ferner, um bei Betrieb das Herauspressen des Elastomers zwischen den Metallblechschichten zu verhindern. Das Verhältnis und die relativen Dicken der Schichten der hier in Betracht kommenden Lagerstoffe ist ausführlich in der USA-Patentschrift 2 900 182 untersucht und erörtert, und die Offenbarung dieser Patentschrift bildet, soweit sie für die vorliegende Erfindung anwendbar ist, einen Bestandteil der vorliegenden Anmeldung.

Wenn das sandwich-artige Gebilde gebildet ist, liegen Metallblechschichten 12 an den Außenflächen des Lagerstoffes, so daß der Lagerstoff 11 bequem gehandhabt werden kann. Dieses sandwich-artige Schichtgebilde, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, wird zur Herstellung der fertigen Buchse zu entsprechenden Forw men zugeschnitten. Einige der in Fig. 1 gezeigten Buchsenmaterialstücke Il sind mit einer Profilschneidmaschine .zu einzelnen Stapeln oder Rippen Ik zugeschnitten, die zur Herstellung von Buchsen verwendet werden.

Die Stapel oder Rippen Ik werden in der Art von Speichen um ein Kernteil 15 herum angeordnet, das eine unregelmäßige axiale Öffnung l6 aufweist, wie in Fig. 2 dargestellt, so daß die Ebenen der schichtartigen Körper im wesentlichen konzentrisch mit der Außenfläche 15a des Kernteils 15 verlaufen. Danach werden der Kern 15 und die mehreren radial verlaufen Stapel oder

109826/1317

Rippen Ik in einer Haltebuchse 17 eingesetzt und zentriert, um die in Fig. 3 gezeigte Anordnung zu bilden. Für gewöhnlich ist es wünschenswert, vor dem Zusammenbau der Einheit die Außenfläche 15a des Kerns und die Innenfläche 17a der Hülse mit einer dünnen Elastomerschicht zu bedecken, so daß die Stapel oder Hippen 14 des Lagerstoffs mit diesen Teilen in der fertigen Buchse verbunden werden. Wahlweise können auch die äußeren Metallschichten der Stapel bzw. Rippen mit einer dünnen Elastomerschicht besprüht werden, bevor sie zwischen dem Kern 15 und der Hülse 17 eingesetzt werden, wie in Fig. 3 gezeigt. Bei diesem Verfahren wird auch gewährleistet, daß die Stapel Ik an entgegengesetzten Enden an der Hülse und dem Kern befestigt werden. Wenn die in Fig. 3 gezeigte Anordnung fertiggestellt worden ist, wobei die Rippen oder Stapel zum Teil den zylindrischen Flächen des Kerns 15 und der Hülse 17 angepaßt worden sind, so daß sie eng zwischen diesen Teilen angeordnet sind, ist die Anordnung bereit, dem ersten Gesenkschmiedeschritt unterworfen zu werden, der der nächste Schritt bei der Herstellung der Buchse ist. Der erste Gesenkschmiedeschritt wird in einer herkömmlichen Gesenkschmiedevorrichtung wie der in Fig. k gezeigten durchgeführt, durch die der Außendurchmesser der Haltebuchse 17 von dem Durchmesser dl auf den Durchmesser d2 verringert wird, wodurch die Stapel oder Rippen Ik des Lagerstoffes zwischen der Haltebuchse 17 und dem Kern zusammengedrückt werden, da der Kern nicht zusammendrückbar ist. Bei der praktischen Durchführung des Verfahrens wird die Durchmesserveränderung von dl auf d2 so

109826/1317

gewählt, daß auf die zwischen dem Kern und der Haltebuchse angeordneten Stapel oder Rippen 14 ein Druck von mehr als 1,75 kg/cm , und vorzugsweise ein Druck von 3»5 - 7>0 kg/cm ausgeübt wird. Da der Lagerstoff 11 mit ungehärteten Elastomerschichten hergestellt worden ist, können die einzelnen Metallschichtstücke geringfügig gegeneinander verschoben werden, wenn der Durchmesser der Haltebuchse 17 verringert wird, wobei die Stapel oder Rippen zusammengedrückt werden Wenn dieser radiale Druck auf die Stapel oder Rippen 14 ausgeübt wird, wird bei denjenigen Teilen der Schichtkörper, die einen Überschuß an Elastomer zwischen den Metallblechschichten aufweisen, das überschüssige Elastomer aus den Rändern der Stapel 14 herausgepreßt. Dieser Gesenkschmiedeschritt hat die Aufgabe, die Dicken der Elastomerschichten in jedem Stapel 14 nahezu gleichmäßig zu machen, und hat ferner die Aufgabe, die Dicken der Elastomerschichten in nebeneinanderliegenden Stapeln 14 ebenfalls gleich zu machen. Offenbar wird durch die Gleichmäßigkeit innerhalb der Lagerstoffstapel 14 die Lebensdauer der fertigen Buchse erheblich verlängert, da dadurch während des Betriebs der Buchse die Belastungen gleichmäßig auf alle Lagerstoffstapel verteilt werden.

Zur Verringerung des Durchmessers der Haltebuohse 17 von dem Durchmesser dl auf den gewünschten Durchmesser d2 wird die mit dem übergroßen Durchmesser dl ausgebildete Buchse 17 mit dem in ihr von den Rippen 14 getragenen Kern 15, wie in Fig. 3 gezeigt, in einem Gesenk 20 (in Fig. 4 dargestellt) angeordnet.

Der Matrizenteil 21 des Gesenks ist durch Schraubbolzen 23

109826/ 1317

an einem geeigneten Unterteil 22 befestigt. Der Matrizenteil 21 weist eine konisch verjüngte Bohrung 24 auf, die an ihrem oberen Ende etwas breiter ist, als der Durchmesser dl der noch nicht dem Gesenkschmiedeschritt unterworfenen Haltebuchse 17. Die Bohrung 24 verjüngt sich zu einem kleineren Durchmesser, d2 oder etwas kleiner, am Boden der Matrize. Wenn die verformbare Buchse 17 durch die Bohrung 24 des Matrizenteils gepreßt wird, wird ihr Durchmesser von dl auf d2 verringert. Die Haltebuchse 17 wird durch einen herkömmlichen Kolben 25 mit elastischen Fingern 26 durch die Matrize gepreßt. Dadurch wird der Lagerstoff 11 zwischen der Haltebuchse 17 und dem Kern 15 radial zusammengedrückt und führt zur Ausübung eines Kompressionsdrucks auf die einzelnen Stapel 14.

Der zwischen nebeneinanderliegenden Rippen gebildete offene Raum verhindert, daß die Metallschichten des Lagerstoffes geknickt werden, wenn sie zusammengedrückt werden, was, wenn es vorkäme, die Nutzungsdauer der Buchse verkürzen würde.

Wenn der Durchmesser der Haltebuchse 17 auf den Durchmesser d2 verringert wird, werden natürlich die Elastomer-Schichten zwischen benachbarten Metallschichten in allen Stapeln 14 unter Druck gesetzt, da jeder Stapel 14 gegen das Kernstück 15 gedrückt wird. Um diese Belastung aufzuheben und eine Verbindung zwischen den Metallschichten in jedem Stapel durch die Elastomerschichten und die Verbindung der Metallschichten mit der Haltebuchse 17 und dem Kern 15 zu erzielen, wird die Anordnung erwärmt, um das Elastomer zu härten. Da bei dem Gesenkschmiedeschritt das Elastomer unter Druck gesetzt worden

109826/ 1317

ist und seine Dichte erhöht worden ist, wird durch Erwärmung der Anordnung das Elastomer gehärtet, eine feste Verbindung zwischen nebeneinanderliegenden Netallblechschichten und auch zwischen den Stapeln Ik und der Haltebuchse 17 bzw. dem Kern 15 an entgegengesetzten Enden hervorgerufen.

Anschließend an das Härten des Elastomers in der zusammengebauten Buchse ist die Buchse dann für einen zweiten Gesenkschmiedeschritt bereit, der in der gleichen Weise vor sich geht, wie der oben beschriebene erste Gesenkschmiedeschritt, und bei dem der Durchmesser der Haltebuchse 17 von d2 auf d3 verringert wird, um das Elastomer vorzuspannen. In allgemeinen ist der Betrag der Vorspannung der Rippen oder Stapel 14 eine Sache der praktischen Erfahrung, und daher ist es schwierig, echte Grenzen festzulegen, die von praktischer Bedeutung sind. Der Betrag der Vorspannung kann jedoch empirisch durch Erörterung der einzelnen Elastomerschichten beschrieben werden. Der Durchmesser der Haltebuchse 17 wird genügend verringert, um die Elastomerschichten genügend zusammenzudrücken, so daß der wesentliche Teil der Elastomerschicht innerhalb der Verdrehungsgrenzen bei Betrieb der Buchse nicht gespannt wird. Dies ist eigentlich besser verständlich, wenn man sich vergegenwärtigt, tas5 die Buchse tatsächlich eine Federbuchse ist, bei der der Kern gegenüber der Haltebuchse während des Betriebs der Buchse durch Verdrehung verschoben wird. Wenn dies stattfindet, absorbieren die einzelnen schichtförmig aufgebauten Stapel Ik die relative Bewegung durch laminare Verschiebungen innerhalb der Stapel oder

Rippen. Diese laminaren Verschiebungen werden durch Gleitbewe-

109826/1317

1729b95

gungen der Schichten des Metallbleches in den Stapeln gegeneinander bewirkt. Somit erfordert die empirische Formel, daß die Elastomerschicht genügend zusammengepreßt wird, so daß der wesentliche Teil jeder Elastomerschicht innerhalb der Betriebs-Verdrehungsgrenzen der Buchse nicht in Spannung gelangt. In anderer Weise ausgedrückt, werden die Elastomerschichten genügend zusammengedrückt, so daß sie, wenn die laminaren Verschiebungen stattfinden, nicht eine größere Höhe haben als vor dem Zusammendrücken durch den zweiten Gesenkschmiedesehritt. Wenn

wird

eine Buchse unter diesen Bedingungen hergestellt wird,/die Lebensdauer der Buchse deutlich erhöht, da der wesentliche Teil jeder Elastomerschicht nicht in Spannung gelangt, wenn die Buchse sich in Betrieb befindet, und Spannung ist derjenige Zustand, durch den die Zerstörung des Elastomers bewirkt wird und das Elastomer von der Metallblechschicht abgezogen wird.

Weitere Untersuchungen werden hinsichtlich des Grades der Vorspannung durchgeführt, die bei dieser Art von Buchsen wünschenswert ist. Es ist jedoch bekannt, daß diejenigen Bedingungen, unter denen verhindert wird, daß die Elastomerschichten in Spannung gelangen, wie oben erwähnt, erfüllt werden müssen.

In einigen Anwendungsfällen kann es gut sein, daß der auf die einzelnen Rippen ausgeübte Druck, der durch die Vorspannung und die radiale Last auf der Buchse entwickelt wird, ungefähr 56O kg/cm betragen kann, während er in anderen Fällen möglicher— weise mehr als 2100 kg/cm betragen kann. Es ist somit ersichtlich, daß der Betrag der Vorspannung, die durch den zweiten Ge-

109826/1317

1/29595

- 12 -

senkscnmiedeschritt bewirkt wird, im Verhältnis zu der radialen Last veränderlich sein kann, die während des Betriebs auf die Buchsen ausgeübt wird. ,

Die durch den zweiten Gesenkschmiedeschritt bei der Herstellung der Buchse erhaltene Vorspannung bewirkt eine Erhöhung der Dichte der gehärteten Elastomerschichten, und erhöht den Widerstand der Buchse gegenüber radialer Duxhblegung, wenn radiale Lasten unter tatsächlichen Betriebsbedingungen auf die Buchsen ausgeübt werden.

In einigen Fällen kann es für ein besseres Leistungsvermögen der Buchse wünschenswert sein, die Stapel oder Rippen Ik geringfügig so zu profilieren, daß die Flächen der Metallblechschichten jedes Stapels in der Nähe der Haltebuchse 17 geringer sind als die Fläche der Metallblechschicht an dem Kern 15. Diese Änderung der Fläche sollte allmählich von dem Kern 15 nach außen zu der Hülse 17 abnehmen. In der Zeichnung ist dieses Merkmal dargestellt. Die Stapel oder Rippen Ik sind mit einer Profilschneidvorrichtung zugeschnitten, um dieses Flächenverhältnis zu bewirken. In jedem Fall sollten die äußeren Flächen der Schichten in Nähe der Haltebuchse 17 nicht größer sein, als diejenigen in Nähe des Kerns 15.

Wenn die Buchsend0 hergestellt worden sind, wie oben beschrieben, können sie in den Gelenkverbindungen verwendet werden, die benachbarte Raupenkettenglieder zur Bildung einer Endlosraupenkette miteinander verbinden. In Fig. 5 sind zwei Hochgeschwindigkeits-Raupenkettenglleder 29 gezeigt, die unter

109826/1317

Verwendung der neuartigen Buchse miteinander verbunden sind. Diese Raupenkettenglieder sind aus mehreren Teilen bestehende Einheiten, die einen Körper 30, einen Querteil 3i, Laufflächen 32, auseinanderliegende Buchsengehäuse 33 entlang einer Kante und mit diesem zusammenpassende und ineinandergreifende Buchsengehäuse 3k und 35 entlang der entgegengesetzten Kante aufweisen. Die äußeren Gehäuse 35 liegen in genügendem Abstand zu beiden Seiten der Mittelgehäuse 34, so daß die Buchsengehäuse 33 an einem anderen Raupenkettenglied jeweils zwischen einem äußeren ^ Gehäuse 35 und einem mittleren Gehäuse 3^ eingesetzt werden können, um eine Gelenkverbindung zu bilden, wie es aus Fig. 5 hervorgeht. Eine in dem Mittelteil jedes Raupenkettengliedes zwischen den Laufflächen 32 ausgebildete Öffnung 36 dient der Aufnahme der Zähne des Antriebskettenrades, wenn die einzelnen Glieder zu einer Endlosraupenkette auf einem Fahrzeug zusammengesetzt sind.

In Fig. 5 sind Teile der Lagergehäuse 33 und 35 weggebrochen, um zu zeigen, wie die Buchsen in den Gelenkverbindungen i zwischen benachbarten Raupenkettengliedern 29 angeordnet sind. Allgemein gesagt, werden die fertigen Buchsen so in die Lagergehäuse eingepreßt, daß die Haltebuchse 17 jeder Buchse sich mit dem Lagergehäuse bewegt. Wahlweise können auch die Haltebuchsen 17 der Buchsen 10 in den Lagergehäusen unter Verwendung von Schlitzen und/oder Keilen sperrend befestigt werden. Die Kernelemente 15 jeder Buchse iO sind mit sechseckigen Öffnungen 16 versehen, so daß ein eingesetzter Raupenkettenstift 38 mit

109826/1317

sechseckigem Querschnitt durch die Öffnungen benachbarter Buchsen eingeführt werden kann, um alle Kerne 15 aller Buchsen in den Gelenkgehäusen auf jeder äeite als eine Einheit sperrend miteinander zu verbinden. Wenn also die Raupenkettenstifte 38 eingeführt sind, wird die Drehung der Kerne im Verhältnis zueinander verhindert. Die Stifte 18 werden in den Buchsen durch eine Stifthalteplatte 39 festgehalten, die an den Baupenkettengliedern 29 jw befestigt ist.

Wenn zwei Raupenkettenglieder 29 durch Einführung der Stifte 38 durch die öffnungen l6 der Buchsen in den Lagergehäusen 33, 34 und 35 zur Bildung einer Gelenkverbindung zusammengesetzt sind, wie in Fig. 5 gezeigt, wird die Gelenkbewegung der Verbindung durch laminare Durchbiegung des Lagerstoffes zwischen den Kernen 15 und den Haltebuchsen 17 durchgeführt, da die Kernelemente 15 sperrend miteinander verbunden sind und die Haltebuchsen 17 in den Lagergehäusen 33t 34 und 35 drehfest angeordnet sind. In dieser Weise wird eine Gelenkverbindung für " Raupenkettenglieder gebildet, bei der das eigentliche Lager aus mehreren dünnen Metallschichten besteht, die durch Elastomerschichten getrennt sind, die in der Lage sind, entlang der Ebene ihrer Schichten nachzugeben. Da bei dieser Lagerbuchse keine Berührung zwischen Metall und Metall stattfindet, wird wenig Wärme erzeugt und keine Schmierung benötigt. Die Elastomerschichten zwischen den Metallschichten haben ferner das Bestreben, alle Fremdstoffe, die einen Abrieb hervorrufen könnten, abzuhalten. Der Widerstand der Buchsen gegenüber radialer Durch-

109826/1317

biegung unter Last infolge ihrer Vorspannung an den Stapeln aus Buchsenstoff macht diese Buchsen für die Verwendung in derartigen Anordnungen geeignet.

Die laminaren Durchbiegungen in den Schichten des Lagerstoffes werden vorzugsweise auf ein Mindestmaß verringert, in—

dem die Raupenkettenstifte 38 in den Öffnungen ±6 eingeführt werden, um nebeneinanderliegende Raupenkettenglieder 29 miteinander zu verbinder^ während diese sich in der Mittelstellung der Gelenkbewegung (wie in Fig. 5 gezeigt) befinden, die sie % ausführen, wenn sie zu einer Endlosraupenkette auf einem Fahrzeug zusammengesetzt sind. Wenn die Raupenkettenglieder in dieser Weise miteinander verbunden werden, findet die Durchbiegung quer zu dem Lagerstoff in jeder Buchse in entgegengesetzten Richtungen statt, wenn die Gelenkbewegung gegenüber der Stellung, in der der Stift rvisjgeführt worden ist, in eine maximale oder eine minimale StJ^₁akstellung stattfindet. Dies ist bei dieser bevorzugten Art des Zusammenbaus der Raupenkettenglieder mit der erfindungsgemäßen Anordnung insofern von Bedeutung, als j dadurch der Gra—d der Verdrehungsdurchbiegungen in allen Buchsen verringert und die Lebensdauer der Buchsen verlängert wird. Ferner wird dadurch die Endlosraupenkette in einer Weise vorgespannt, in der die Verlängerung der Kette bei hohen Geschwindigkeiten verringert wird.

In der obigen Beschreibung wurden im Zusammenhang mit dem Lagerstoff der neuartigen Buchse Metallblech und Elastomerstoff erwähnt. Es sei darauf hingewiesen, daß "Metallblech" dazu

109826/1317

verwendet wird, eine große Gruppe von Metallen zu bezeichnen, die gegenüber dem Zusammendrücken und gegenüber der Zugverformung widerstandsfähig sind, und das "Elastomer" dazu verwendet wird, sowohl Erzeugnisse auf der Grundlage von Gummi als auch gleichwertige andere elastische Erzeugnisse zu bezeichnen.

In der obigen Beschreibung ist angedeutet worden, daß die Vorspannung nach dem Härten, die durch den zweiten Gesenkschmie- _ deschritt durchgeführt wird, so sein soll, daß ein "wesentlicher Teil¹¹ der Elastomerschicht innerhalb der normalen Grenzen der Verdrehungsdurchbiegung der fertigen Buchse nicht in Spannung gelangt. Natürlich kann in Nähe der Ränder der Stapeln oder Rippen ein Teil des Elastomers geringfügig herausgepreßt werden, und der Druck auf den Stapeln kann natürlich in diesen Teilen ungleichmäßig sein, wodurch Teile der Elastomerschicht in diesen Bereichen selbst bei geringen Verdrehungsdurchbiegungen in Spannung gelangen; daher wurde der Ausdruck "wesentlicher Teil" verwendet.

109826/1317

Claims

PATENTANWÄLTE Dipl.-Ing. MARTI N LICHT

PATENTANWÄLTE LICHT. HANSMAMN, HERBMANN Dr. REINHOLD SCHMIDT

■ Mönchen 2. THEU8IENSTIASSE 33 . Dipl.-Wirtsch.-Ing. AXEL HANSMANN

Neue Telephon-Nr. 281202 *♦ * Dipl.-Phys. SEBASTIANHERRMANN.

CATERPILLAR TRACTOR CO.

San Leandro, Kalifornien München,den 26. September 1967 Davis Street 800

Ihr Zeichen Unser Zeichen /in i

V. St. A. ^/UJ

Patentanmeldung: Elastomer— und Metallbuchsen zur Verbindung

schwingender Teile, insbesondere für Raupenkettenglieder für Raupenkettenfahrzeuge, und Verfahren zu deren Herstellung

PATENTANSPRÜCHE

1JVerfahren zur Herstellung sehichtförmig ausgebilde-" terTmchsen, die gegenüber radialer Durchbiegung widerstandsfähig sind, dadurch gekennzeichnet, daß man mehrere Stapel (i4) aus sehichtförmig aufgebautem Lagerstoff (li) zwischen einem inneren Kernteil (i5) und einer äußeren Haltebuchse (l7) anordnet, so daß der Kernteil (l5) konzentrisch in der Haltebuchse (17) gehalten wird, wobei der sehichtförmig aufgebaute Lagerstoff aus abwechselnden Schichten aus Metallblech und ungehärtetem Elastomer besteht, daß man den Durchmesser (dl) der Haltebuchse (l7) verringert, um die Stapel {lh) zwischen der Haltebuchse (17) und dem Kernteil (15) zusammenzudrücken und dadurch eine Zwischenanordnung zu bilden, daß man die Zwischenanordnung erwärmt, um die Schichten des ungehärteten Elastomers in den Lagerstoffstapeln (l4) zu härten und die einzelnen Sohlchten in den Stapeln (14) miteinander zu verbinden,

Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Wpr-WiÄcfi.-ft/ AWKHanlmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann I MÖNCHEN 2, THERESIENSTRASSE 33 · Tel«fon>292102 · Telegramm-AdreiMi Upalli/MOnchen

■ankverbindungeni Dwftch· Bonk AO, Filial· MOndtwi, Dep.-ICaiM Vfkhialienmark», Konto-Nr. 70/3043« •ayw. Vtrcintbank Mönchen, Zweig·». Oifcar-von-Miller-Rine, Kto.-Nr. M24« . Pcndcfwck-Kontoi München Nr. 163397

OppwmuerMroi PATENTANWALT DR. R8INHOLD SCHMIDT

und daß man anschließend den Durchmesser (d2) der Haltebuchse (l7) der Zwischenanordnung nach der Erwärmung nochmals verringert, um die Schichten des gehärteten Elastomers durch Druck vorzuspannen, um die fertige Buchse zu bilden.

2. Verfahren zur Herstellung einer schichtförmig aufgebauten Buchse nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Haltebuchse (l7) durch Gesenkschmiedeschritte verringert wird.

■^ 3. Verfahren zur Herstellung einer schichtförmig aufgebauten Buchse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der abwechselnden Metallblechschichten und der Elastomerschichten in dem Lagerstoff weniger als 0,25 ■■ beträgt.

k. Verfahren zur Herstellung einer schichtförmig aufgebauten Buchse nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Haltebuchse (l7) genügend verringert wird, um die Stapel aus Lagerstoff vor der Erwärmung der Zwischenanordnung zur Härtung des Elastomers einem.Druck von mindestens 1,35 kg/cm zu unterwerfen. " 5. Verfahren zur Herstellung schichtförmig aufgebauter Buchsen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verringerung des Durchmessers der Haltebuchse der Zwischenanordnung nach der Erwärmung zur Druckvorspannung der Schichten aus gehärtetem Elastomar ausreicht, so daß ein wesentlicher Teil der Schichten aus gehärtetem Elastomer innerhalb der Grenzen der Verdrehungsdurchbiegung der in Betrieb befindlichen Buchse nicht in Spannung gelangt.

109826/1317

1728595

/a

6. Schichtförmig aufgebaute Buchsenanordnung, die in der Lage ist, radialer Durchbiegung unter Belastung Widerstand entgegenzusetzen, zur gelenkigen Verbindung mindestens zweier Teile miteinander, gekennzeichnet durch mindestens zwei Buchsen (iO), die je eine äußere Haltebuchse (i7) und einen inneren Kern (15) aufweisen, der konzentrisch in der Haltebuchse (i7) durch mehrere Stapel (l4) aus Lagerstoff gehalten wird, der zwischen der Haltebuchse und dem Kern zusammengedrückt ist, wobei der Lagerstoff (ll) aus abwechselnden Schichten aus Metallblech und Elastomer ™ besteht, die miteinander verbunden sind und eine Dicke von weniger als 0,25 mm haben, Mittel zur starren Befestigung der äußeren Haltebuchsen (17) jeder Buchse (iO) in jedem der gelenkig miteinander zu verbindenden Teile (29) und Mittel (i6,38) zur starren Verbindung des Kerns (15) jeder Buchse mit dem Kern der anderen Buchse, wodurch die Gelenkbewegung durch laminare Verschiebungen der Schichten in dem Lagerstoff (ll) in den Buchsen (lO) durchgeführt wird.

7. Schichtförmig aufgebaute Buchsenanordnung nach Anspruch I 6, dadurch gekennzeichnet, daß die gelenkig miteinander verbundeuen Teile (29) nebeneinanderliegende Raupenkettenglieder von Endlosraupeuketten sind.

8. Verfahren zur Verbindung nebeneinanderliegender Raupenkettenglieder von Endlosraupenketten mittels schichtförmig aufgebauter Buchsen, dadurch gekennzeichnet, daß man die Haltebuchsenteile (17) mehrerer schichtförmig aufgebauter Buchsen in ineinandergreifenden Gelenkgehäusen benachbarter Raupenket-

109826/1317

tenglleder starr befestigt, wofcei jede sehichtförmig aufgebaute Buchse aus eines äußeren Haltebttchsenteil (17) ®*d eine« Inneren Kern te 11 (l5) besteht, der konzentrisch In dem Haltebucheente11 (l7) durch, mehrere - Stapel (l%) an» «wischen der B«cJuse and dem Kern zusammengepreßtem Lagerstoff (ll) gehalten wird, and wobei der Lagerstoff ans abwechselnden Schichten aus Metallblech und Elastomer besteht, die miteinander verbunden sind und je eine Sicke Ton weniger als 0,25 «■ haben, und daß man die Kernteile ^ (15) der Buchsen (lO) in jeder Verbindungsanordnung durch einen Stift (38) miteinander verbindet, um sie gegen relative B_ewegung im Verhältnis zueinander sen sichern, wodurch die Gelenkbewegung zwischen benachbarten Baupenkettenglledern durch laminare Verschiebungen in dem Lagerstoff in den Buchsen hervorgerufen wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei den nebeneinanderliegenden Baupenkettengliedern, in denen die Kerne (l5) der Buchsen (lO) in den ineinandergreifenden Buchsengehäusen (33,34,35) befestigt sind, die Stifte (38) in der Mittelstellung der Schwenkbewegung zwischen den Raupenkettengliedern (29) eingeführt warden, um die maximale Verdrehungsdurchbiegung in den Buchsen In jeder Bichtung zu verringern.

109826/1317