DE2460738A1

DE2460738A1 - Mfg method of bearings of limited elasticity - in which an elastomer body is fitted between outer and inner part

Info

Publication number: DE2460738A1
Application number: DE19742460738
Authority: DE
Inventors: Heinz Gusinde
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1974-12-21
Filing date: 1974-12-21
Publication date: 1976-07-01

Abstract

An elastomer part in the form of a bearing sleeve is cooled down to between 70 and 100 deg. C so that its dimensions are considerably reduced. The elastomer part is now placed in position between an outer bearing shell and a shaft. The space available between shaft and shell is sufficient to accommodate the refrigerated bearing sleeve. The elastomer sleeve is now allowed to reach normal operating temperature so that the material of the sleeve will be loaded under compression. The bearing is suitable for use on heavy loaded vehicle shaft supports.

Description

Verfahren zur Herstellung von begrenzt elastischen Lagern Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ilerstellung von begrenzt elastischen Lagern, bei denen zwischen einem äußeren und einem inneren Metallkörper ein Sunststoff- oder Gummikörper eingespannt ist (=Molekularlager). Method of making bearings of limited elasticity The invention relates to a process for the production of bearings with limited elasticity, where there is a plastic material between an outer and an inner metal body or rubber body is clamped (= molecular bearing).

Da die Größe der mit solchen Lagern übertragbaren Kräfte bzw.Since the magnitude of the forces or forces that can be transmitted with such bearings

Momente vor allem von einer ausreichenden Haftung zwischen den Metallkörpern und dem Molekularkörper abhängig ist, kommt es darauf an, die Lager unter möglichst hoher Vorspannung des Molekularkörpers zu montieren. Diese Forderung ist in der Praxis jedoch nur unter Schwierigkeiten zu verwirklichen, weil nicht nur entsprechende Kraftwerkzeuge gebraucht werden, sondern weil durch ein Einpressen oder Eindrücken der Molekularkörper unter starker Vorspannung aufgrund der Einpreßbewegung sich eine stark ungleichmäßige Spannungsverteilung im Nolekularkörper einstellt und die Gefahr besteht, daß an Stellen von Druckspannungsspitzen bereits geringe mechanische Beschädigungen der Ob er fläche des Molekularkörpers etwa durch zu große Rauhigkeit der Metallkörper eine Zerstörung des Molekularkörpers herbeiführen, so daß die mit Kraftwerkzeugen aufbringbare Vorspannung aus diesem Grund stark begrenzt gehalten werden muß. Dabei hat sich.Moments, above all, of sufficient adhesion between the metal bodies and the molecular body is dependent, it is important to keep the bearings as possible high bias of the molecular body to assemble. This requirement is in the However, this practice can only be realized with difficulty, because not only appropriate Power tools are needed, but because by pressing in or indenting the molecular body under strong pretension due to the press-in movement sets a highly uneven distribution of tension in the molecular body and the There is a risk that at points of compressive stress peaks already slight mechanical ones Damage to the surface of the Molecular body through excessive roughness of the metal body will destroy the molecular body, so that the preload that can be applied with power tools is severely limited for this reason must be kept. It has.

nun gezeigt, daß solcherart montierte Molekularlager bei Betrieb auf sehr niedrigem Temperaturniveau, wie es z.B. für Kraftfahrzeuge, wo solche Lager in größerem Umfang verwendet werden, vorkommt, aufgrund der sehr stark unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Stahl und Kunststoffbzw. Gummikörpern keine ausreichende Haftung mehr aufweisen und durchrutschen, was binnen kürzester Zeit zur Zerstörung der Lager führt.now shown that such mounted molecular bearings in operation very low temperature level, e.g. for motor vehicles, where such bearings are used on a larger scale, occurs because of the very different Thermal expansion coefficients of steel and plastic or Rubber bodies are not sufficient Adhesion show more and slip through, which within a very short time to destruction the camp leads.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein für die tibertragung relativ großer Kräfte geeignetes Molekularlager so herzustellen, daß zum einen die Montage erleichtert wird, zum andern aber der Molekularkörper in solchem Maße vorgespannt wird, daß selbst bei sehr niedrigen Betriebstemperaturen des Lagers ein Durchrutschen mit Sicherheit vermieden wird.The object of the present invention is therefore to provide a for transmission Relatively large forces to produce suitable molecular bearings so that on the one hand the Assembly is facilitated, but on the other hand the molecular body is prestressed to such an extent that even at very low operating temperatures of the bearing slippage will certainly be avoided.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, solche Molekularlager in der Weise herzustellen, daß der bei Normaltemperatur ein erheblich größeres Volumen als das zwischen den Metallkörpern zur Verfügung stehende aufweisende Kunststoff-oder Gummikörper (= Molekularkörper) vor der Montage des Lagers allein oder zusammen mit dem innteren Metallkörper stark unterkühlt und dann zwischen die Metallkörper bzw. in den äußeren Metallkörper eingesetzt bzw. eingeschoben wird.To solve this problem, the invention proposes such Molecular bearings to be produced in such a way that the normal temperature considerably increases larger volume than that available between the metal bodies Plastic or rubber body (= molecular body) before mounting the bearing alone or strongly hypothermic together with the inner metal body and then between the Metal body or is inserted or pushed into the outer metal body.

Dieses erfindungsgemäße Herstellverfahren hat eine ganze Reihe von Vorteilen, wobei der hervorstechendste wohl darin besteht, daß die Sicherheitsreserven im Hinblick auf die Ubertragbarkeit von Kräften und Momenten selbst bei extrem niedrigen Betriebstemperaturen für die Lager, -wie sie beim Betrieb von Eraftfahrzeugen in kalten Regionen vorkommen, noch ausreichend groß sind.This manufacturing process according to the invention has a number of Advantages, the most notable of which is that the safety reserves with regard to the transferability of forces and moments even at extremely low levels Operating temperatures for the bearings - as they are in the operation of Eraftfahrzeuge cold regions occur that are still sufficiently large.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, daß ganz allgemein bei gleicher Lagergröße aufgrund der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielbaren höheren und gleichmäßig verteilten Vorspannung des Molekularkörpers höhere Kräfte bzw. Momente übertragen werden können. Schließlich besteht ein wesentlicher Vorteil in der Erleichterung der Montage der Lagerelemente, wobei dieser Vorteil in zweierlei Hinsicht auftritt, nämlich erstens in einer erheblichen Verkürzung der Montagezeit, indem nicht mehr unter Aufwendung von Kraft montiert zu werden braucht und zweitens in einer Herabsetzung der Ausschußquote auf einen Minimalwert im Vergleich zu bisherigen Verfahren.Another major advantage is that it is very general with the same bearing size due to the achievable with the method according to the invention higher and evenly distributed bias of the molecular body higher forces or moments can be transferred. Finally, there is a major benefit in facilitating the assembly of the bearing elements, this advantage in two ways Respect occurs, namely firstly in a considerable reduction of the assembly time, by no longer needing to be assembled with the use of force and secondly in a reduction of the reject rate to a minimum compared to previous Procedure.

Schließlich liegt ein weiterer Vorteil noch darin, daß solche Lagerelemente, in denen der Molekularkörper ein Drehkörper ist und bei denen im Regelfall verlangt wird, daß sie gegenüber Querkräften möglichst hart, gegenüber Torsionsmomenten jedoch weich sein sollen, genau diese gewünschten Eigenschaften durch die mögliche höhere Vorspannung des Molekularkörpers in verstärktem Maße zeigen.Finally, another advantage is that such bearing elements, in which the molecular body is a rotating body and in which as a rule this is required that it is as hard as possible against transverse forces, but against torsional moments should be soft, precisely these desired properties through the possible higher Show bias of the molecular body to an increased extent.

In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorgeschlagen, daß die Unterkühltemperatur für den Molekularkörper etwa - 70 bis - Ioo0C beträgt. Es hat sich gezeigt, daß je nach der verwendeten Kunststoff- oder Gummimischung eine Unterkühlung der Molekularkörper auf Temperaturen in diesem Bereich eine erhebliche Steigerung der Vorspannung im Vergleich zu bisher bekannten Lagerelementen ermöglicht, und daß andererseits die für diesen Temperaturbereich notwendigen Kühlvorrichtungen wenig aufwendig sind, häufig sogar in Industriebetrieben ohnehin bereits vorhanden sind, so daß der Aufwand für das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren minimal gehalten werden kann.In a further embodiment of the method according to the invention, it is proposed that that the subcooling temperature for the molecular body is about -70 to -100C. It has been shown that depending on the plastic or rubber mixture used a subcooling of the molecular bodies to temperatures in this range a considerable Enables an increase in the preload compared to previously known bearing elements, and on the other hand the cooling devices necessary for this temperature range are not very complex and often already exist in industrial companies are, so that the effort for the manufacturing process according to the invention is minimal can be held.

Schließlich wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgeschlagen, daß nach dem beschriebenen Verfahren hergestellte Molekularlager als hochbeanspruchte Achsführungslager für die Achsen von Nutzfahrzeugen Verwendung finden sollen, da es auf diesem Anwendungsgebiet von besonderer Bedeutung ist, Molekularlager einzubauen, die hohe Kräfte und Momente übertragen können, wobei gleichzeitig wegen der Aufwendigkeit von Reparaturarbeiten eine hohe Betriebssicherheit solcher Lager gefordert ist.Finally, according to a further feature of the invention, it is proposed that that molecular bearings produced by the process described are considered to be highly stressed Axle guide bearings for the axles of commercial vehicles should be used because it is of particular importance in this field of application to incorporate molecular bearings, which can transmit high forces and moments, while at the same time because of the complexity Repair work requires a high level of operational reliability for such bearings.

In der Zeichnung zeigen Fig. 1 und Fig. 2 ein Anwendungsbeispiel für ein erfindungsgemäß hergestelltes Molekularlager bei der Achsführung eines Omnibusses, wobei Fig. 2 einen Schnitt entsprechend II-II aus Fig. 1 darstellt, Fig. 3 einen Schnitt durch ein Molekularlager, wie es als Position 4 beim Ausführungsbeispiel entsprechend den Fig. 1 und 2 Anwendung findet, Big. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß herzustellenden Molekularlagers.In the drawing, FIGS. 1 and 2 show an application example for a molecular bearing manufactured according to the invention for the axle guide of a bus, where Fig. 2 shows a section corresponding to II-II from Fig. 1, Fig. 3 shows a section through a molecular bearing, as it is as position 4 in the exemplary embodiment 1 and 2 applies, Big. 4 another embodiment of a molecular bearing to be produced according to the invention.

In Fig. 1 ist ausschnittweise ein Fahrgestell eines Omnibusses im Bereich einer Achse gezeigt. Am Fahrgestellrahmen 1 sind in zwei Ebenen Schwingarme 3 angelenkt, die einen Achsschenkel 6 tragen, auf dem ein Rad 2 gelagert ist. Die Schwingarme 3 sind um horizontal in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Achsen am Rahmen 1 schwenkbar, wobei die Schwenklager als erfindungsgemäß hergestellte Molekularlager 4 ausgefuhrt sind. Auch zwischen dem Achsschenkel 6 und den Schwingarmen 3 sind erfindungsgemäß hergestellte Molekularlager 5 angeordnet, die im wesentlichen den gleichen Aufbau wie die Lager 4 aufweisen.In Fig. 1 is a detail of a chassis of a bus in Area of an axis shown. On the chassis frame 1 there are swing arms in two levels 3 articulated, which carry a steering knuckle 6 on which a wheel 2 is mounted. the Swing arms 3 are on axes running horizontally in the longitudinal direction of the vehicle Frame 1 pivotable, the pivot bearing being a molecular bearing produced according to the invention 4 are executed. Also between the steering knuckle 6 and the swing arms 3 are Molecular bearings produced according to the invention 5 arranged, which essentially the have the same structure as the bearings 4.

Der Aufbau eines Molekularlagers, wie sie in der Achsführunggemäß den Fig. 1 und 2 enthalten sind, ist in Fig. 3 gezeigt. Das Molekularlager 4 besteht im wesentlichen aus einem inneren Metallkörper 8 einem in diesem Fall aus zwei konischen Gummibüchsen 9 bestehenden Molekularkörper und einem äußeren Metallkörper 10.The structure of a molecular bearing, as shown in the axle guide 1 and 2 is shown in FIG. The molecular bearing 4 exists essentially from an inner metal body 8 one in this case from two conical ones Rubber bushes 9 consisting of a molecular body and an outer metal body 10.

Der äußere Metallkörper 1o ist gleichzeitig das Endstück eines Schwingarms 3 während der innere Metallkörper 8 über die Verschraubung 11 mit Lagerböcken 7 fest verbunden ist, wobei die Lagerböcke 7 am Rahmen 1 des Fahrzeugs befestigt sind. Mittels der Verschraubung 11 sind die konischen Gummibüchsen 9 gegeneinander und somit gegen den inneren Metallkörper 8 und den äußeren Metallkörper 1o verspannt. Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden die konischen Gummibüchsen 9 und der innere Metallkörper 8 stark unterkühlt. Danach können die Gummibüchsen 9 ohne Kraftaufwendung in den Ringraum zwischen dem inneren Metallkörper 8 und dem äußeren Metallkörper 10 eingesetzt werden, woraufhin die Verschraubung 11 festgezogen wird. Während der Wiedererwärmung der Gummibüchsen 9 baut sich im Molekularlager dann die gewünschte gleichmäßige Vorspannung auf.The outer metal body 1o is at the same time the end piece of a swing arm 3 while the inner metal body 8 is connected to bearing blocks 7 via the screw connection 11 is firmly connected, the Bearing blocks 7 on the frame 1 of the vehicle are attached. By means of the screw connection 11, the conical rubber bushings 9 are against one another and thus braced against the inner metal body 8 and the outer metal body 1o. In the method according to the invention, the conical rubber bushes 9 and the inner Metal body 8 severely hypothermic. Thereafter, the rubber bushings 9 can be used without the use of force in the annular space between the inner metal body 8 and the outer metal body 10 are used, whereupon the screw 11 is tightened. During the Reheating of the rubber bushings 9 then builds up the desired one in the molecular bearing uniform preload.

Die Molekularlager 5 zwischen dem Achsschenkel 6 und den Schwingarmen 7 sind im wesentlichen in gleicher Weise aufgebaut, wobei an dieser Stelle im Regelfall anstatt der konischen Gummibüchsen 9 zylindrische Büchsen Anwendung finden.The molecular bearings 5 between the steering knuckle 6 and the swing arms 7 are essentially constructed in the same way, but at this point as a rule Instead of the conical rubber bushings 9 cylindrical bushings are used.

Bei dem in Fig. 4 gezeigten Molekularlager hat der innere Metallkörper 18 die Form einer Kugel, auf die der Molekularkörper aufvulkanisiert ist. Bei der Montage dieses Lagers wird demzufolge der innere Metallkörper 18 zusammen mit dem Molekularkörper unterkühlt, in den äußeren Metallkörper 19 eingeschoben, worauf der Molekularkörper leicht in Richtung der Pfeile 21 gegen einen Bund 22 des äußeren Metallkörpers gedrückt wird und dann ein Seegerring 20 zur Sicherung der Vorspannung eingesetzt wird.In the molecular bearing shown in Fig. 4, the inner metal body has 18 the shape of a sphere onto which the molecular body is vulcanized. In the Assembly of this bearing is therefore the inner metal body 18 together with the Molecular bodies undercooled, pushed into the outer metal body 19, whereupon the molecular body slightly in the direction of arrows 21 against a collar 22 of the outer Metal body is pressed and then a Seeger ring 20 to secure the preload is used.

Claims

1. Process for the production of bearings with limited elasticity those between an outer and an inner metal body a plastic or Rubber body is clamped (= molecular bearing), characterized in that the at normal temperature a considerably larger volume than that between the metal bodies (8, 10, 18, 19) available having plastic or rubber bodies (= Molecular body) (9) before mounting the bearing alone or together with the inner metal body is strongly subcooled and then between the metal body or in the outer metal body inserted or

is inserted.

2. The method according to claim 1, characterized in that the subcooling temperature for the molecular body (9) is about bis - looOC.

3. Produced by the method according to claim 1 or claim 2 Molecular bearing, characterized by its use as a highly stressed axle guide bearing (4, 5) for the axles of commercial vehicles.