DE2520947B2 - Elastisches Gelenklager - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elastisches Gelenklager für oszillierende Bewegungen um eine Achse, bestehend aus einem zwischen einem metallischen Aufnahmeauge und einer inneren Welle angeordneten hohlen Gummi-Metall-Rotationskörper, der lediglich durch Reibungshaftung kraftschlüssig mit dem der Form der äußeren Mantelfläche angepaßten, im wesentlichen zylindrischen Aufnahmeauge und der der Form der inneren Mantelfläche angepaßten metallischen Welle verbunden ist.

Gummi-Metall-Gelenklager werden in verschiedenen Ausführungsformen als Gelenke an Achsaufhängungen bzw. Achslenkern von Personen-, Lastkraftwagen und Schienenfahrzeugen verwendet. Sie sollen Kräfte in radialer Richtung ohne wesentliche Verformung aufnehmen, um eine einwandfreie Achsführung zu gewährleisten, und müssen hohe Dauerfestigkeit besitzen, um die ständig auftretenden oszillierenden Bewegungen um ihre Drehachse bei hoher Lastwechselzahl ohne Zerstörung ertragen zu können. Gummi-Metall-Gelenklager sind hierfür besonders geeignet, da die Bewegungen hier nur als Molekularverformungen im Gummi auftreten und kein Gleiten stattfindet. Außerdem haben sie den Vorteil absoluter Wartungsfreiheit und eines geräuschlosen Bewegungsablaufes. Gleitfreie elastische Gelenklager nach dem Prinzip der Molekularverformung in einer Elastomerschicht sind als hohlzylindrische Buchsen sowie als konische, spindelförmige, halbkugeiige oder kugelige Gelenklager bekannt.

Bei allen molekular, also nur im elastischen Werkstoff verformten Gelenklagerelementen darf der Gummi, der als volumbeständiger Werkstoff anzusehen ist, unter radialen Kräften nicht nach außen verdrängt werden, er darf sich also nicht an der inneren und äußeren Mantelfläche in axialer Richtung verschieben. Sobald eine solche Querverschiebung an den Mantelflächen auftritt, nimmt die radiale: Wandstärke des Gummis ab, die Gelenkachse liegt nicht mehr zentrisch, und das Gelenk führt — beispielsweise einen damit ausgerüsteten Achslenker — nicht mehr einwandfrei. Eine häufige Verschiebung des Gummis am Metall bewirkt außerdem Abrieb und schnelle Zerstörung des Gummis. Die schädliche Querverschiebung des Gummis wird bei den bekannten Gelenklagern dadurch verhindert, daß für eine unverschiebbare Verbindung der Mantelflächen des Gummis am umgebenden und am inneren Metallrohr gesorgt wird. — Unabhängig davon ist es wichtig, daß dem ringförmigen Gummi-Metall-Körper,

20

s->

43

50 der bei seiner Verdrehung auf Schub beansprucht wird, eine mäßige radiale Druckvorspannung erteilt wird, deren Größe sich nach den Formkenn werten des Gummikörpers richtet Diese orientiert die Kettenmoleküle des Kautschuks und gleicht örtliche Schrumpfspjnnungen aus. Sie erhöht damit die Dauerhaltbarkeit unter Schubbeanspruchungen.

Bei bekannten Ausführungsformen zylindrischer Gelenklager, die aus einem äußeren, gegebenenfalls unterteilten Metallrohr und einem inneren Metallrohr mit eingepreßtem oder einvulkanisiertem Gummikörper bestehen, wird der Gummikörper bei Belastung molekular verformt Diese bekannten Ausführungen zylindrischer Gelenklager nach dem Prinzip der Molekularverformung haben eine Reihe von Nachteilen:

Ihre Herstellung ist in allen Fällen relativ kostspielig, da sie eng tolerierte Metallteile erfordern und die Herstellung in mehreren Arbeitsgängen erfolgt

Die Gelenke erfordern enge Einbautoleranzen und besonderen Aufwand zur kraftschlüssigen Befestigung.

Die Krafteinleitung an den Befestigungsstellen ist unsicher.

Eine zerstörungsfreie Demontage, beispielsweise bei Reparaturen, ist nicht möglich. Die Elemente können nach dem Ausbau nicht wieder verwendet werden.

Für Gelenklager mit kugelförmigem innerem Tragkörper ist durch die DE-OS 21 44 507 eine Ausführungsform bekannt, die aus zwei halbhohlkugeligen Gummikörpern besteht, an die äußere Metallschalen anvulkanisiert und metallische Innenschalen der kugeligen Gestalt des Tragkörpers angepaßt sind. Auf der Innenseite der Innenschalen ist eine dünne gleitfähige Gummi- oder Kunststoffschicht vorgesehen; der Tragkörper kann in diesem Lager gleiten, sobald die Rückstellkraft des Gummis größer als die Reibungskraft an der Gleitfläche und am Umfang des Tragkörpers wird, kleinere Beanspruchungen dagegen nimmt der Gummi durch molekulare Verformung auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elastisches Gelenklager zu schaffen, das den bekannten Ausführungen wirtschaftlich und technisch überlegen ist, keine Metallteile mit hoher Toleranz erfordert und in wenigen Arbeitsgängen herstellbar ist, wobei eine sichere Krafteinleitung an den Befestigungsteilen gewährleistet ist und eine zerstörungsfreie Demontage, beispielsweise bei Reparaturen ermöglicht wird.

Als Lösung der Aufgabe sieht die Erfindung ein Gelenklager der eingangs beschriebenen Art vor, bei dem das Neue darin besteht, daß an den Enden der äußeren und inneren Mantelfläche dünnwandige, voneinander unabhängige und nicht miteinander verbundene zylindrische bzw. konische oder der Kugelform angepaßte, zur Gummioberfläche ausgerichtete Metallringe festhaftend anvulkanisiert sind und der Gummikörper lediglich durch axiales Zusammenziehen der äußeren und/oder inneren Metallringe radial an das Aufnahmeauge und/oder die innere Welle angepreßt wird und die äußeren und inneren Metallringe nach dem axialen Zusammenziehen gegen Herausschieben in axialer Richtung am Aufnahmeauge und der inneren Welle gesichert werden. Es wird damit ein hoch leistungsfähiges Gelenklager unter Verwendung einfachster Mittel geschaffer., uas Gummi-Metall-Element, welches das eigentliche Gelenk bildet, Gesteht nur aus

einem hohlen Rotationskörper aus Gummi, an dessen Enden auf die innere und äußere Mantelfläche dünnwandige Metallringe aufvulkanisiert sind. Allein durch deren axiales Zusammenziehen, also durch die bloße Einleitung reiner axial verlaufender Schubkräfte ^r> in den Gummi wird ein Teil des Gummivolumens verdrängt und dadurch ein radial gerichteter, vom Gummi auf Aufnahmeauge und Welle wirkender hoher Anpreßdruck hervorgerufen, der sich über die gesamte äußere und innere Mantelfläche des Gummikörpers in erstreckt. Die Größe des Anpreßdruckes ist abhängig von den Abmessungsverhällnissen des Gummikörpers und der axialen Verschiebung der Blechringe. Sie wird so bemessen, daß der eigentliche Gummi-Metall-Körper auch bei größten auftretenden radialen Belastungen unverschiebbar an Aufnahmeauge und innenweiie angedrückt wird. Hierzu wird die Buchse bei der Montage ohne Kraftaufwand in das Aufnahmeauge eingeführt, dann werden die aufvulkanisierten Metallringe in axialer Richtung eingedrückt und in dieser Lage durch Sicherungen gehalten. Damit ist das Element durch einfaches Eindrücken nach Art eines Schnappverschlusses unverschiebbar festsitzend montiert und eine kraftschlüssige Befestigung für alle auftretenden Beanspruchungen erreicht. Zur Sicherung dienen Vorsprüngc im Aufnahmeauge und auf der Welle, an die die Metallringe allein durch die axiale Rückstellkraft des Gummis ohne weitere Befestigung angedrückt werden. Auch Federringe oder axiales Verstemmen der Enden des Aufnahmeauges können zur Sicherung verwendet jn werden. Die Herstellung der Gelenklager ist äußerst einfach und billig, weil Gummi-Rotationskörper, Vulkanisierform und anvulkanisierte Metallringe höchst einfach gestaltet sind. Die kleine Masse der Metallteile hat kurze Vulkanisierzeiten und besonders gute Ji Haftfestigkeitswerte zur Folge.

Weiterhin ist nach der Erfindung vorgesehen, daß bei hohlzylindrischer Ausführung des Gummi-Metall-Rotationskörpers die an den Enden der äußeren und/oder inneren Mantelfläche aufvulkanisierten Metallringe ·»» einen oder mehrere durchgehende Längsschlitze aufweisen und an der freien Oberfläche in an sich bekannter Weise mit einem festhaftend anvulkanisierten Gummifilm überzogen sind. Danach können die dünnwandigen Metallringe als billige gerollte Blechringe hergestellt werden. Diese werden durch den in radialer Richtung gerichteten Gummidruck auseinandergedrückt und wirken nun ebenfalls durch Haftreibung der herausscheibenden Kraft zusätzlich entgegen. Der Gummifilm auf den freien Blechoberflächen erhöht den Reibungswert auf das Fünffache.

Erfindungsgemäß solien bei hohlzylindrischer Ausführung des Gummi-Metall-Rotationskörpers die an den Enden des Gummikörpers aufvulkanisierten Metallringe sich mindestens bis zu der Stelle der axialen Länge erstrecken, an der die durch die Druckkräfte entstehende Reibungs-Haftspannung gleich der durch das Verdrängen des Gummivolumens hervorgerufenen Schubspannung zwischen Gummikörper und Aufnahmeauge bzw. Welle ist Bei einem ebenen, gleichmäßig dicken Gummikörper, der an eine starre Fläche, ζ. B. eii; Metallteil, angepreßt wird und bei dem eine Verschiebung der äußeren Gummischichten gegenüber den anliegenden starren Flächen durch Anvulkanisieren, Kleben oder Reibungshaftung verhindert wird, treten an der Trennfläche zwischen Gummi und Anlagefläche Druck- und Schubspannungen auf. Die Druckspannungen verlaufen etwa parabelförmig mit dem Höchstwert in der Mitte und dem Wert Null an den Hafträdern. Die an der Anlagefläche wirkenden Schubspannungen dagegen haben in der Mitte den Wert Null, steigen dann in einer ebenfalls parabelähnlichen Kurve zu den Rändern hin auf den 1 löchstwert an und fallen dann steil auf Null ab. Sie entstehen dadurch, daß der volumbeständige Gummi durch Volumverdrängung nach außen gedrängt wird, aber an der Anlageflächc durch Anvulkanisation oder Reibung an einer Verschiebung gehindert wird. Solange auf der Anlagefläche der Wert μ ρ (Reibungskoeffizient χ Anpreßdruck) größer ist als die Schubkraft infolge der Volumverdrängung des Gummis nach außen, ist keine Haftung der Anlageflächen außen oder innen erforderlich. Da der Anpreßdruck nach außen hin auf Null abnimmt, die Schubspannung aber dort ihren Höchstwert hai, muß der Gummi durch Haftung oder Klebung festgehalten werden, aber erfindungsgemäß erst von dem Punkt an, an dem der Wert Reibungskoeffizient χ Anpreßdruck gleich der Schubspannung ist. Der Abstand dieses Punktes vom Außenrand kann bei einem Gummihohlzylindcr für die äußere und die innere Mantelfläche errechnet werden. Bis zu ihm muß sich die Länge der anvulkanisierten Metailringe erstrecken. Der besondere Vorteil besteht bei der erfindungsgemäßen Ausbildung nicht nur darin, daß lediglich an den Rändern der äußeren und inneren Mantelfläche Metallringe zur Verhinderung der Querverschiebung benötigt werden, sondern darüber hinaus kann die erforderliche Mindestbreite der Metallringe sehr genau festgelegt werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Gelenklagers sind Gegenstand der rückbezogenen Ansprüche.

Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung an Ausführungsbeispielen. Es zeigt

F i g. 1 den Längsschnitt durch ein zylindrisches Gelenklager vor dem Einbau,

Fig.2 den Längsschnitt durch das Gelenklager nach Fig. 1 in eingebautem Zustand mit einem Ai-fnahmeauge und einer Innenwelle,

Fig. 3 den Querschnitt zu Fig. 2 durch das ■gebaute Gelenklager,

Fig.4 den Längsschnitt durch ein zylindrisches Gelenklager, eingebaut in das Befestigungsauge eines Stoßdämpfers,

F i g. 5 den Längsschnitt durch ein zylindrisches Gelenklager, das in eine drehelastische Kupplung eingebaut ist,

F i g. 6,7,8 den Verlauf und die Verteilung der Schub- und Druckspannungen über die Länge des Gelenklagers, die nach dem Einbau des Gummi-Metall-Rotationskörpers auf das Aufnahmeauge und die innere Welle ausgeübt werden,

F i g. 9 den Längsschnitt durch ein weiteres zylindrisches Gelenklager, bei dem von den Stirnseiten her Aussparungen in den Gummi hineinragen,

Fig. 10 die stirnseitige Ansicht des Gelenklagers nach F i g. 9,

F i g. 11 die Seitenansicht des Gelenklagers nach Fig.9,

Fig. 12 den Längsschnitt durch eine andere erfindungsgemäße Gelenklagerausführung, deren Gummi durch ein dünnwandiges Metallrohr unterteilt ist,

Fi g. 13 eine Hälfte des Gummi-Metall-Rotationskör-

pers für eine im Mittelteil zylindrische, an den Enden konisch zulaufende Ausführung des Gelenklagers vor

dem Einbau, Fig. 14 ein aus zwei Elementen nach Fig. 13

zusammengebautes und fertig montiertes Gelenklager mit Innenwelle und Aufnahmeauge,

F i g. 15 eine Hälfte des Gummi-Metall-Rotationskörpers eines kugeligen Gelenklagers vor dem Einbau,

F i g. 16 ein aus zwei kugelschalenartigen Gummi-Metall-Elementen nach Fig. 15 zusammengebautes und fertig montiertes Gelenklager mit Innenwelle und Außenauge,

Fig. 17 eine weitere Variante der Hälfte des Gummi-Metall-Rotationskörpers eines kugeligen Ge- κι lenklagers vor dem Einbau,

F i g. 18 ein aus zwei kugelschalenartigen Gummi-Metall-Elementen nach Fig. 16 zusammengebautes und fertig montiertes Gelenklager mit Innenwelle und Außenauge,

Fig. 19 den Längsteilschnitt durch ein eingebautes kugeliges Gelenklager mit Verdrehsicherung,

F i g. 20 die Verdrehsicherung des kugeligen Gelenklagers nach F i g. 19 in axialer Richtung gesehen,

Fig.21 den Längsschnitt durch ein kugeliges Gelenklager, dessen Gummi-Metall-Rotationskörper die Innenwelle an einem Ende umgibt,

F i g. 22 die Einzelteile des Gelenklagers nach F i g. 20 auseinandergezogen.

Nach F i g. 1 ist ein hohlzylindrischer Gummikörper 1 an den Enden seiner äußeren und inneren Mantelfläche 2, 3 mit aufvulkanisierten, dünnwandigen Metallringen 4, 5 und 6, 7 versehen. In F i g. 2 und 3 ist der in F i g. 1 dargestellte Gummi-Metall-Körper an das Aufnahmeauge 8 und die innere Welle 9 durch axiales jo Zusammenziehen der Ringe 4,5 und 6,7 fest angepreßt. Die Metallringe 4, 6 sind durch Federringe 10, 11, die Metallringe 5, 7 durch die Absätze 13, 14 am Aufnahmeauge und der Innenwelle gegen axiales Herausschieben gesichert Die Metallringe 4,5,6,7 sind aus Blech gerollt und weisen durchgehende Schlitze 15, 16 auf. Die freie Oberfläche der Metallringe ist mit einem festhaftend aufvulkanisierten Gummifilm 17, 18, 19,20 überzogen. Bei der Montage wird die Länge /und /'verkürzt. Infolge der hervorgerufenen Druckspannungen wölbt sich der Gummi an den Stirnseiten 12 heraus.

In einem weiteren Anwendungsbeispiel ist nach F i g. 4 ein hohlzylindrischer Gummi-Metall-Körper 22 am Außen- und Innenmantel mit aufvulkanisierten Metallringen 23,24 bzw. 25,26 versehen. Beim Einbau in das Stoßdämpferauge 27 werden zuerst die inneren Metallringe 25, 26 über die Vorsprünge 29, 30 des mit flachen Befestigungslappen 31 versehenen Bolzens 28 geschoben, axial zusammengedrückt und nach Art eines Schnappverschlusses in gespannter Lage festgehalten. Dann werden die äußeren Metallringe 23, 24 axial zusammengespannt und in dieser Lage durch Verstemmen des freien Endes des Stoßdämpferauges 27 befestigt Der Gummikörper ist an der Stelle 21 quer zu seiner Achse geteilt

Nach Fig.5 ist ein hohlzylindrischer Gummikörper 32 zwischen der Nabe 33 und dem Flanschteil 34 einer drehelastischen Kupplung als elastisches Element in vorbeschriebener Weise eingepreßt Zum axialen Zusammenziehen der auf der äußeren Mantelfläche des Gummi-Metall-Körpers 32 anvulkanisierten Metallringe 35,36 wird der Gegenring 39 an das Flanschteil 34 angedrückt und daran befestigt, während die Metallringe 37,38 auf der inneren Mantelfläche nach dem axialen Zusammenziehen durch den Sicherungsring 40 gehalten werden. Die Drehmomentübertragung erfolgt in dieser Kupplung nur durch Reibschluß. — Es können auf diese Weise Kupplungen hoher Drehelastizität mit unterschiedlich ausgebildeten Naben oder Flanschteilen für das gleiche Gummi-Metall-Element verwendet werden. Das drehelastische Teil 32 ist austauschbar.

F i g. 6 zeigt den Längsschnitt durch ein hohlzylindrisches Gelenklager 41 in eingebautem Zustand mit der Mantelfläche 42, den darauf aufvulkanisierten geschlitzten Metallringen 43,44 und dem Gummifilm 45,46. Die Mantelfläche 42 ist fest an die Innenseite 47 des Aufnahmeauges 48 der F i g. 7 angepreßt. Das Gelenklager nach F i g. 6 und das Aufnahmeauge nach F i g. 7 sind getrennt gezeichnet, um die auf sie von außen wirkenden Spannungen zu zeigen. Beim Aufbringen axialer Kräfte Tauf die Metallringe 43, 44 werden die anliegenden Gummischichten zur Mitte hin verschoben und dadurch Gummivolumen verdrängt Dies ruft senkrecht zur Mantelfläche wirkende Druckspannungen ρ hervor, deren Größe, über die Länge des Gummikörpers gesehen, etwa parabolisch verläuft mit dem Höchstwert in der Mitte und dem Wert Null an den Rändern. Ferner werden durch den axial nach außen drängenden Gummi Schubspannungen r von der Mantelfläche 42 auf die Innenseite 47 des Aufnahmeauge 48 ausgeübt. Diese Schubspannungen nehmen vom Wert Null in der Mitie nach außen etwa parabolisch zu und fallen kurz vor dem Rande auf Null ab.

In F i g. 8 ist der Verlauf der Schubspannung τ über die Länge a des Gummikörpers als Ordinate aufgetragen und ebenso die infolge des Anpreßdruckes ρ von der Mantelfläche 42 auf das Aufnahmeauge ausgeübte Reibspannung μ ■ ρ, mit der Reibungszahl μ. Diese beträgt im allgemeinen zwischen Stahl und Gummi μ = 0,7. Die Reibspannung μ ■ ρ wirkt die Schubspannung τ infolge der Querdehnung entgegen. Wie ersichtlich, sind die Reibspannungen μ ■ ρ im mittleren Teil der Gummifläche größer als die Schubspannungen τ. Erst im Abstand b vom Rand der Gummi-Mantelfläche wird die Schubspannung τ größer als die Reibspannung μ ■ p. Bis zu diesem Punkt 49 muß also der angehaftete Metallring gehen, wenn ein Verschieben des Gummis am Metall einwandfrei verhindert werden soll. Der Ring muß den Gummi vom Rand der Mantelfläche ab auf der Breite b bedecken. Der Abstand b kann mit guter Genauigkeit mathematisch ermittelt werden.

Die Mindestbreite b ergibt sich aus der Bedingung μ ■ ρ = T. Bei Annahme einer parabelförmigen Verteilung der radialen Druckspannung und Schubspannung gemäß Fig.8 folgt für die Mindestbreite b die oben angegebene Beziehung:

-ill-

1 +

Der Formfaktor k ergibt sich aus dem Verhältnis der »mittleren« Fläche

D + d ,

zur »freien« Fläche .τ ■ d_m

D-d

Er dient zur Berechnung der Federeigenschaften bei radialer Belastung des Gummikörpers und gibt an, wieviel mal der hierfür benötigte Elastizitätsmodul größer ist als der Schubmodul des Gummis.

Die Kenngröße ζ berechnet sich nach der Beziehung

/D² + 1,2 (D² -d²)

ν,Λ T)

D: Außendurchmesser
d: Innendurchmesser
χ_ν: axiale Zusammendrückung
/: Länge des axial zusammengespannten Gummikörpers.

Das zylindrische Gelenklager nach Fig.9, 10, 11 mit dem Gummikörper 50 und den am Rand der äußeren und inneren Mantelflächen aufvulkanisierten geschlitzten Metallringen 51, 52 und 53, 54 besitzt an den Stirnseiten Aussparungen 55,56,57,58, die axial in den Gummi hineinragen. An den mit Aussparungen versehenen Stellen verbreitern sich die Metallringe und überdecken den Gummirand 59, 60 nach innen zu so weit, daß auf der entstehenden Fläche die beim axialen Zusammenschieben der Metallringe hervorgerufenen Schubspannungen abgesetzt werden können. Der äußere Rand der Metallringe 51, 52 kann dem Gummirand 59 der Aussparung 55 angepaßt werden, oder wie an der Aussparung 56 gezeigt, glatt durchlaufen.

Nach Fig. 12 ist bei einem hohlzylindrischen Gelenklager der Gummi 61 etwa in der Mitte durch ein dünnwandiges Rohr 62 unterteilt. Dieses verhindert zusätzlich die Querdehnung in der Mitte der Gummischicht bei radialer Belastung und erhöht die radiale Steifigkeit Das Rohr 62 kann mit Löchern und Längsschlitzen versehen werden, um einen Spannungsausgleich zwischen den Gummischichten zu gewährleisten.

Nach Fig. 13 und 14 bildet der in zwei gleiche Teile 63 aufgeteilte Gummi-Metall-Rotationskörper in fertig montiertem Zustand ein zylindrisches Element, dessen Enden konisch zulaufen. Die inneren und äußeren Mantelflächen 64,65 der Gummikörper 63 sind an ihren konischen Enden mit anvulkanisierten konischen Metallringen 66, 67 versehen, die bei der Montage axial zusammengezogen und gegen Herausschieben gesichert werden. Zur Sicherung der äußeren konischen Metallringe 66 dient der Anschlag 71 und der Federring

72 im Aufnahmeauge 70. Die inneren konischen Metallringe 67, die mit einem Gummifilm 68 überzogen sind und durchgehend geschlitzt sein können, sind auf der Innenwelle 69 durch einen aufgeschrumpften Ring

73 gesichert Beim Zusammenschieben der Metallringe wird das mittlere Gummiteil verkürzt und Gummi verdrängt.

Die Gummi-Metall-Körper des Kugeligen Gelenklagers nach Fig. 15 und 16 sind in zwei schalenförmige Hälften 74 aufgeteilt, die nach dem Zusammenbau durch das axiale Zusammenziehen der äußeren und inneren Metallringe 75, 76 mit ihren freien Gummi-Oberflächen kraftschlüssig an das Aufnahmeauge 78 und die Innenwelle 79 angepreßt werden. Zur Sicherung der äußeren anvulkanisierten Metallringe 75 dient der

-, Anschlag 80 und der Federring 81, während die inneren Metallringe 76 durch die aufgeschrumpften Ringe 82 gesichert sind. Die inneren Metallringe 76 sind mit einem Gummifilm 77 überzogen, der den Reibwert gegenüber der Innenkugel erhöht Die Metallringe 75,

ίο 76 können besonders schmal gehalten werden, weil die dem Herausdrängen des Gummis entgegenwirkenden Schubspannungen durch Druckspannungskomponenten unterstützt werden. Daher bedecken die äußeren und inneren Metallringe 75, 76 nur einen kleinen Teil der

ι j äußeren und inneren Mantelflächen, und der zum größten Teil nicht durch Metall gestützte Gummi kann sich allen Oberflächenunregelmäßigkeiten der oft zur geschmiedeten Kugelfläche unter idealer Druckverteilung anpassen. Die äußere Mantelfläche 83 ist der

_>o Kugelform angepaßt und geht im mittleren Teil in die Form eines der Kugel tangential angelegten Zylinders über. Beim Zusammenschieben der Metallringe während des Einbaus wird die axiale Länge der mittleren Gummiteile verkürzt und Gummi verdrängt.

Das kugelige Gelenklager nach Fig. 17 und 18 entspricht im Aufbau dem vorbeschriebenen. Jedoch ist auf beiden Seiten der zusammengesetzten Gummi-Metall-Rotationskörperhälften 84 zwischen den Metallringen 85 und 86 ein weiterer der Kugelform angepaßter

jo Metallring 87 einvulkanisiert Dieser erstreckt sich nur soweit in den Gummikörper wie der äußere und innere Metallring. Der Innendurchmesser des jeweils äußeren Ringes überdeckt in axialer Richtung gesehen den Außendurchmesser des nächsten Ringes. Eine Siche-

j > rung des inneren Ringes 86 ist nicht erforderlich.

In Fig. 19 und dem zugehörigen Schnitt Fig.20 ist ein kugeliges Gelenklager dargestellt, das nur in der Ausbildung der Innenwelle 91 und der inneren Metallringe 88 von dem Gelenklager nach Fig. 16

w abweicht. Der Metallring 88 besitzt eine Auspressung 89, die in die Ausnehmung 90 der Innenwelle 91 eingreift

Nach Fig.21 und 22 ist der Gummi-Metall-Rotationskörper, der aus den Teilen 92 und 93 zusammengeht setzt ist an einen Ende geschlossen. Die Welle 94 läuft nicht durch. Das Wellenende 95 ist von dem ungehafteten Gummikörper 93 umgeben. Dieser ist mit seinen Außenflächen an das Aufnahmeauge 96 und die Blechschale 97 angepreßt Bei der Montage wird lediglich durch axiales Zusammenziehen der am Gummikörper 92 anvulkanisierten Metallringe 98, 99 eine hohe Haftreibungsspannung im gesamten Element hervorgerufen. Der äußere Metallring 98 wird durch den Federring 100 mit dem Distanzring 101 und der innere Metallring 99 durch den aufgeschrumpften Ring 102 gegen axiales Herausschieben gesichert

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (14)

Patentansprüche:

1. Elastisches Gelenklager für oszillierende Bewegungen um eine Achse, bestehend aus einem zwischen einem metallischen Aufnahmeauge und einer inneren Welle angeordneten hohlen Gummi-Metall-Rotationskörper, der lediglich durch Reibungshaftung kraftschlüssig mit dem der Form der äußeren Mantelfläche angepaßten, im wesentlichen zylindrischen Aufnahmeauge und der der Form der inneren Mantelfläche angepaßten metallischen Welle verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden der äußeren und inneren Mantelfläche (2, 3) dünnwandige, voneinander unabhängige und nicht miteinander verbundene zylindrische bzw. konische oder der Kugelform angepaßte zur Gummioberfläche ausgerichtete M.2tallringe (4,5,6,7,35,36,37,38,43,44,51,52,53, 54, 66, 67, 75, 76, 85, 86, 87, 88, 98, 99) festhaftend anvulkanisiert sind und der Gummikörper (1) lediglich durch axiales Zusammenziehen der äußeren und/oder inneren Metallringe (4, 5 und 6, 7) radial an das Aufnahmeauge (8) und/oder die innere Welle (9) angepreßt wird und die äußeren und inneren Metallringe (4, 5, 6, 7) nach dem axialen Zusammenziehen gegen Herausschieben in axialer Richtung am Aufnahmeauge (8) und der inneren Welle (9) gesichert werden.

2. Elastisches Gelenklager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei hohlzylindrischer Ausführung des Gummi-Metall-Rotationskörpers die an den Enden der äußeren und/oder inneren Mantelfläche aufvulkanisierten Metallringe (4, 5, 6, 7) einen oder mehrere durchgehende Längsschlitze (15,16) aufweisen und an der freien Oberfläche in an sich bekannter Weise mit einem festhaftend anvulkanisierten Gummifilm (17, 18,19, 20) überzogen sind.

3. Elastisches Gelenklager nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei hohlzylindrischer Ausführung des Gummi-Metall-Rotationskörpers die an den Enden des Gummikörpers aufvulkanisierten Metallringe (43, 44) sich mindestens bis zu der Stelle der axialen Länge (49) erstrecken, an der die durch die Druckkräfte entstehende Reibungs-Haftspannung gleich der durch das Verdrängen des Gummivolumens hervorgerufenen Schubspannung zwischen Gummikörper (41) und Aufnahmeauge (48) bzw. Welle ist.

4. Elastisches Gelenklager nach den Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mindestbreite der Überdeckung der auf den Gummikörper (1) aufvulkanisierten Metallringe (4, 5, 6, 7) mit dem Gummikörper nach folgender mathematischer Beziehung aus der Länge des zusammengespannten Gummikörpers, dem Formfaktor des Gummikörpers, dem Reibungswert und einer aus den Abmessungen und der axialen Zusammendrückung errechneten Kenngröbe errechnet werden kann:

b =

1 -

1 ι

ukz

5. Elastisches Gelenklager nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der einen Rotationskörper bildende Gummikörper zwischen den Metallringen (23 und 24 sowie 25 und 26) an einer oder mehreren Stellen (21) quer zu seiner Achse geteilt ist

6. Elastisches Gelenklager nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der einen Rotationskörper bildende Gummikörper und die an den Enden angehafteten Metallringe längs zur Achse geteilt sind und zwei Halbschalen bilden.

7. Elastisches Gelenklager nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Enden der äußeren und inneren Mantelfläche (2, 3) aufvulkanisierten Metallringe (4, 5, 6, 7) an den Stirnseiten des Gelenkes zylindrisch auslaufen und um ein vielfaches der Blechstärke über den Gummi hervorstehen.

8. Elastisches Gelenklager nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der überstehende Teil der an den Enden aufvulkanisierten Metallringe (38) durch entsprechende Ausbildung die Sicherung gegen ein axiales Herausschieben übernimmt

9. Elastisches Gelenklager nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß von den Stirnseiten her an sich bekannte Aussparungen (55, 56,57,58) in den Gummikörper (50) hineinragen und sich die äußeren oder inneren an den Enden der Mantelfläche anvulkanisierten Metallringe (51, 52, 53, 54) an den mit Aussparungen (55, 56, 57, 58) versehenen Stellen nach innen entsprechend der Tiefe der Aussparung verbreitern, wobei die Metallringe stets den Gummirand (59, 60) überdekken.

10. Elastisches Gelenklager nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Gummi-Metall-Rotationskörper aus zwei gleichen in der Mitte zusammenstoßenden, symmetrisch angeordneten Teilen (63) besteht, der mittlere Teil des Gummikörpers die Form eines Hohlzylinders besitzt, die äußeren Enden des Gummikörpers außen und innen konisch verlaufen und nur diese konischen Mantelflächen mit aufvulkanisierten konischen Metallringen (66,67) versehen sind, wobei deren innerer geschützt sein kann.

11. Elastisches Gelenklager nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der geteilte Gummi-Metall-Rotationskörper (74) eine kugelige oder ovale, im äquatorialen Bereich der äußeren Mantelfläche des Gummis (83) in einen tangential an die Kugel angelegten Zylinder übergehende Form besitzt, die äußeren und inneren Metallringe (75, 76) nicht mehr als 50% der zugehörigen Mantelfläche bedecken und die zum mittleren Querschnitt hin liegenden, nicht mit angehaftetem Metall versehenen Teile des Gummi-Metall-Rotationskörpers (74) vor dem Einbau an der Innen- und der Außenseite eine größere axiale Länge als im eingebauten Zustand aufweisen.

12. Elastisches Gelenklager nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei spindelförmiger oder kugeliger Ausführung auf einer oder beiden Seiten des Gummi-Metall-Rotationskörpers (84) zwischen den auf die Mantalflächen aufvulkanisierten Metallringen (85,86) ein weiterer geschlossener, ebenfalls der Kugelform angepaßter Metallring (87) einvulkanisiert ist, der sich von der freien Stirnseite her nur so weit wie der äußere und innere Metallring in den Gummikörper (84) erstreckt, wobei in axialer Richtung gesehen der jeweils

äußere Ring den nächsten teilweise überdeckt.

13. Elastisches Gelenklager nach den Ansprüchen 10, 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die anvulkanisierten inneren Metallringe (88) eine zur Rotationsachse hin gerichtete Ampressung (89) besitzen, die in eine entsprechende Ausnehmung (90) in der inneren nicht gehafteten metallischen Welle (91) eingreift

14. Elastisches Gelenklager nach der. Ansprüchen

1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der im ig Aufnahmeauge angeordnete geteilte Gummi-Metall-Rotationskörper (92, 93) zur Aufnahme einer nicht durchgehenden Welle (94) das Wellenende (95) umgibt, wobei der Gummi an dieser Stelle innen und außen nicht mit den anliegenden Metallteilen r, festhaftend verbunden ist