DE4428870C1 - Gummi-Gelenklager - Google Patents
Gummi-GelenklagerInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16F1/36—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers
- F16F1/38—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers with a sleeve of elastic material between a rigid outer sleeve and a rigid inner sleeve or pin, i.e. bushing-type
- F16F1/393—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers with a sleeve of elastic material between a rigid outer sleeve and a rigid inner sleeve or pin, i.e. bushing-type with spherical or conical sleeves
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16C11/04—Pivotal connections
- F16C11/06—Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints
- F16C11/08—Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints with resilient bearings
Description
Die Erfindung betrifft ein Gummi-Gelenklager mit den Merkmalen des Oberbegriffs
von Anspruch 1.
Gummi-Gelenklager der in Rede stehenden Art, häufig als Silent-Lagerbuchsen be
zeichnet, sind meist wartungsfreie Konstruktionselemente für schwingungstechni
sche Bauteile. Es handelt sich um elastische Lager für Wellen, Achsen, Gelenke, Len
ker, Puffer etc., die in der Automobilindustrie, im Fahrzeugbau, im Landmaschinenbau,
bei Schienenfahrzeugen, aber auch im allgemeinen Maschinen- und Apparatebau
Anwendung finden. Eine Übersicht gibt der Werksprospekt "Silent-Lagerbuchsen"
der Anmelderin, Ausgabe 07.88. Ein klassisches Gummi-Gelenklager ist z. B.
das sogenannte Jörn-Gelenk (DE-GM 66 06 532).
Das bekannte Gummi-Gelenklager, von dem die Erfindung ausgeht (DE 34 19
967 C2), ist bei einfacher Montage kompakt aufgebaut, radial und axial belastbar und
erlaubt zusätzlich kardanische Auslenkungen erheblichen Winkels und Verdrehwin
kel, die größer sind als der für den gummielastischen Gelenkkörper zulässige Schub
winkel. Dazu ist bei diesem bekannten Gummi-Gelenklager die Gleiteinlage zwischen
dem gummielastischen Gelenkkörper und dem Metall-Außenteil als eine aus ver
schleißfestem, elastischem Material bestehende Hülse ausgeführt, die mit dem gum
mielastischen Gelenkkörper fest verbunden, insbesondere in diesen eingebettet ist.
Zwischen der als Gleiteinlage dienenden Hülse, die aus nachgiebigem, jedoch hoch
verschleißfestem Werkstoff besteht, und dem Metall-Außenteil besteht eine kraft
schlüssige Verbindung (Reibungsschluß), die durch die radiale und axiale Einspan
nung und den Reibwert bestimmt ist. Größere als für den Gelenkkörper zulässige
Schubwinkel und Verdrehwinkel können dadurch ausgeführt werden, daß bei Über
schreiten eines bestimmten Drehmomentes bei Verdrehen des Außenteils gegenüber
dem Innenteil die Gleiteinlage ein verschleißarmes Gleiten des Außenteils auf dem
Gelenkkörper erlaubt
Das bekannte Gummi-Gelenklager, das zuvor beschrieben worden ist, kann im Grundsatz überall dort eingesetzt werden, wo hohe Radiallasten bei erheblichen Ver drehwinkeln auftreten, z. B. in Querlenkern, Schräglenkern, Achsstreben, Federlage rungen, Schwingenlagerungen usw., insbesondere im Nutzfahrzeugbau.
Das bekannte Gummi-Gelenklager, das zuvor beschrieben worden ist, kann im Grundsatz überall dort eingesetzt werden, wo hohe Radiallasten bei erheblichen Ver drehwinkeln auftreten, z. B. in Querlenkern, Schräglenkern, Achsstreben, Federlage rungen, Schwingenlagerungen usw., insbesondere im Nutzfahrzeugbau.
Das zuvor erläuterte, bekannte Gummi-Gelenklager folgt einem in Prinzip Erfolg ver
sprechenden Konzept. In der Praxis hat sich allerdings herausgestellt, daß ein
hinreichend guter Materialschluß selbst beim Einvulkanisieren der als Gleiteinlage
dienenden Hülse aus Kunststoff nicht erreichbar ist. Man scheitert an den zueinander
widersprüchlichen Forderungen an hohe Verschleißfestigkeit des Kunststoffkörpers
einerseits und auf lange Einsatzzeit hin funktionierenden Materialschluß zum
gummielastischen Gelenkkörper andererseits. Abrisse und Lagerausfall sind bei dem
bekannten Gummi-Gelenklager an der Tagesordnung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein auf dem Einsatz einer Gleiteinlage
basierendes Gummi-Gelenklager mit Gleiteigenschaften zu realisieren, das problemlos
sehr langfristig auch unter hohen Belastungen und Drehmomenten funktioniert.
Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist bei dem erfindungsgemäßen Gummi-Gelenklager
dadurch gelöst, daß die Gleiteinlage eine Folie aus einem Fluorkunststoff -
Polytetrafluoräthylen mit Füllstoffen - ist. Folienlager aus gefüllten Fluorkunststoffen
bzw. entsprechende Gleitlagerfolien sind z. B. unter dem Markennamen
"NORGLIDE" seit Anfang der siebziger Jahre bekannt. Man kennt NORGLIDE-
Folienlager und NORGLIDE Metaloplast-Gleitlagerfolien. Letztere unterscheiden
sich vom normalen NORGLIDE-Folienlager dadurch, daß in die Folie aus Kunststoff-
Polytetrafluoräthylen ein Metallgewebe, insbesondere ein Zinn-Bronze-Gewebe
eingebettet ist. Die Besonderheit solcher Folien aus Fluorkunststoff besteht darin, daß
die Gleiteigenschaften bei hoher Flächenpressung besonders gut sind (vgl. den
Prospekt "NORGLIDE" der Firma Norton Pampus GmbH ppl-e-055-1-2/93). Die
Foliendicke liegt bei 0,25 bis 0,5 mm oder etwas darüber, Einzelheiten sind der
Literatur zu dieser Gleitlagerfolie entnehmbar. Auch andere Anbieter von
entsprechenden Fluorkunststoff-Folien oder -Beschichtungen sind bekannt.
Während im Stand der Technik die Entwicklung zu immer dickeren und massiveren
Gleiteinlagen aus verschleißfestem, elastischem Material ging (zunächst eine Draht
gewebe-Einbettung in den Außenmantel des gummielastischen Gelenkkörpers, DE
30 04 075 A1, später dann die eingangs genannte verschleißfeste Hülse), ist erfin
dungsgemäß erkannt worden, daß die seit über zwanzig Jahren am Markt bekannte
Gleitlagerfolie aus Fluorkunststoff überraschenderweise für den vorliegenden An
wendungsfall geeignet ist. Die für den erfolgreichen Einsatz einer solchen Gleitlager
folie erforderliche hohe Flächenpressung liegt nämlich konstruktionsbedingt in einem
Gummi-Gelenklager der vorliegenden Art ohnehin vor, da ja notwendigerweise der
gummielastische Gelenkkörper unter hoher radialer Vorspannung, die dann die not
wendige Flächenpressung für die Gleiteinlage erzeugt, am Außenteil anliegt. Dabei ist
zu berücksichtigen, daß das Gegenlager entweder das Metall-Außenteil selbst oder,
gegebenenfalls zusätzlich, das Gelenkauge des Trägers ist, in das das Gummi-Gelen
klager insgesamt letztlich eingesetzt wird (beispielsweise das Auge eines Längslen
kers eines Lastkraftwagens).
Überraschenderweise wird also ganz im Gegensatz zum Stand der Technik mit einer
Gleiteinlage, die sich im Betrieb praktisch in die Innenseite des Metall-Außenteils ein
arbeitet, gearbeitet.
Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die Lehre der Erfindung auszugestalten
und weiterzubilden, dazu darf zunächst auf die nachgeordneten Patentansprüche
verwiesen werden. Von besonderer Bedeutung ist die Ausführungsform des Patent
anspruches 8. Durch Einführung eines Metall-Zwischenteils wird die Wirkung des
Gummigelenks (Molekulargelenk) von dem Innenteil mit dem gummielastischen
Gelenkkörper und dem Zwischenteil realisiert, ohne daß hier ein Gleiteffekt nötig
oder möglich ist. Der Gleiteffekt für das Gummi-Gelenklager wird davon entkoppelt
und durch das Zusammenwirken von Metall-Zwischenteil, Gleiteinlage und Metall-
Außenteil realisiert.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele dar
stellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Gummi-Gelenk
lagers, teilweise geschnitten,
Fig. 2 in einer Fig. 1 entsprechenden Darstellung, ein zweites Ausführungsbei
spiel eines erfindungsgemäßen Gummi-Gelenklagers,
Fig. 3 in einer ungefähr Fig. 1 entsprechenden Darstellung, allerdings voll
ständig im Schnitt und in ein Gelenkauge eines Trägers eingebaut, ein
drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Gummi-Gelenkla
gers,
Fig. 4 einen Grundkörper für ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfin
dungsgemäßen Gummi-Gelenklagers,
Fig. 5 in einer Fig. 1 entsprechenden Darstellung ein viertes Ausführungsbei
spiel eines Gummi-Gelenklagers gemäß der Erfindung, aufbauend auf
den Grundkörper aus Fig. 4 und
Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einem Grundkörper gemäß Fig. 4.
Das Gummi-Gelenklager gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, dar
gestellt in Fig. 1, liegt in der Ausführungsform mit Gelenkkugel zur Aufnahme relativ
großer kardanischer Winkel vor. Das ist nur ein mögliches Ausführungsbeispiel und
soll nicht als einschränkend verstanden werden.
Das in Fig. 1 dargestellte Gummi-Gelenklager weist zunächst ein Metall-Innenteil 1
auf, das beispielsweise als Gelenkbüchse oder Gelenkkugel ausgeführt sein kann. Im
dargestellten Ausführungsbeispiel ist es ein durchgehendes, in der Mitte eine Ge
lenkkugel aufweisendes Teil, das endseitig mit Befestigungsösen 2 versehen ist. An
gedeutet ist in Fig. 1 schon, wie dieses Gummi-Gelenklager insgesamt im Auge 3 eines
nur strichpunktiert angedeuteten Trägers 4 angeordnet, nämlich eingepreßt wird. Wo
und wie diese Gummi-Gelenklager in der Praxis Anwendung finden, ist im allgemei
nen Teil der Beschreibung mehrfach angesprochen worden, darauf darf verwiesen
werden.
Mit dem Metall-Innenteil 1 festhaftend verbunden, hier nämlich anvulkanisiert, ist ein
gummielastischer Gelenkkörper 5. Den gummielastischen Gelenkkörper 5 umgebend
angeordnet ist ein rotationssymmetrischer, meist im wesentlichen zylindrischer, hier
zylindrisch-torusförmig gestalteter Metall-Außenteil 6, häufig auch als Metall-Außen
rohr bezeichnet. Zwischen dem Metall-Außenteil 6 und dem Gelenkkörper 5 ist eine
Gleiteinlage 7 angeordnet. Diese Gleiteinlage 7 ist in Fig. 1 übertrieben dick darge
stellt, das dient der einfacheren zeichnerischen Erfassung. Die Gleiteinlage 7 erlaubt
bei Überschreiten eines bestimmten Drehmoments, das am Außenteil 6 gegenüber dem
Innenteil 1 angreift, beim Verdrehen des Außenteils 6 gegenüber dem Innenteil 1 ein
Gleiten des Außenteils 6 gegenüber dem Gelenk
körper 5. Dadurch können Ver
drehwinkel, die größer sind als der für den gummielastischen Gelenkkörper 5 zu
lässige Schubwinkel, problemlos aufgenommen werden. Außerdem kann das Gummi-
Gelenklager kardanische Auslenkungen in erheblicher Größe, beispielsweise über
15°, aufnehmen.
Der gummielastische Gelenkkörper liegt unter Zwischenlage der Gleiteinlage 7 am
Außenteil 6 unter hoher radialer Vorspannung an. Das ist notwendig, um die Gelenk
lager-Charakteristik eines solchen Gummi-Gelenklagers überhaupt zu erzielen. Ins
besondere muß auch sichergestellt werden, daß das Material des gummielastischen
Gelenkkörpers 5 im Betrieb nicht seitlich zwischen Innenteil 1 und Außenteil 6 aus
dem Gummi-Gelenklager auswandert. Die
radiale Vorspannung wird vorzugsweise ganz oder zumindest teilweise durch eine axiale
Einspannung des Gelenkkörpers 5 erzeugt.
Eine axiale Einspannung des Gelenkkörpers 5, die aufgrund
dessen Gummielastizität zu einer radialen Aufweitung des Gelenkkörpers 5 führen
würde, wenn dieser nicht im Außenteil 6 eingespannt wäre, ergibt die gewünschte ra
diale Vorspannung des gummielastischen Gelenkkörpers 5 im Außenteil 6.
Das Gegenlager zum Abfangen der auftretenden Kräfte kann der Metall-Außenteil 6
selbst schon sein, der Endwert der radialen Vorspannung des gummielastischen Ge
lenkkörpers 5 kann aber auch erst dann erreicht sein, wenn der Metall-Außenteil
selbst wieder im Gelenkauge 3 eines Trägers 4, wie in Fig. 1 dargestellt, eingespannt
ist.
Wesentlich für die Lehre ist, daß die Gleiteinlage eine Folie aus ei
nem Fluorkunststoff - Polytetrafluoräthylen mit Füllstoffen - ist. Im allgemeinen Teil
der Beschreibung ist ausführlich erläutert und durch Literaturhinweise ergänzt wor
den, um welche Art von Folien es sich hier handelt und was eine solche Folie, die als
solche als Gleiteinlage seit Jahrzehnten bekannt ist, bei erfindungsgemäßem Einsatz
in dem vorliegenden Gummi-Gelenklager zu leisten vermag.
Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine erste Ausführungsform, bei
der realisiert ist, daß die Gleiteinlage 7 die radiale Außenseite des Gelenkkörpers 5
vollständig abdeckt.
In der Praxis hat es sich als besonders zweckmäßig erwiesen, die dünne Gleiteinlage 7
als einpreßbares Verbundlager auf Basis einer Folie, wie zuvor erläutert, auszuführen,
nämlich so, daß die Folie zusammen mit einem dünnen Stahlmantel als einpreßbares
Verbundlager ausgeführt die dünne Gleiteinlage 7 bildet. Auch diese einpreßbaren
Verbundlager - Stahlmantel 0,25 mm, Laufschicht aus Fluorkunststoff 0,25 mm - sind
seit Jahrzehnten von den zuvor angegebenen Anbietern bekannt. Dies erlaubt in der
Herstellung eine einfachere Fixierung der Gleiteinlage 7. Allerdings kann es Schwie
rigkeiten geben, den hauchdünnen Stahlträger beim Einrollen angemessen zu verfor
men.
Im übrigen gibt es unter Umständen auch die Möglichkeit, den hauchdünnen Stahl
mantel (beispielsweise 0,25 mm) beidseits mit einer entsprechenden Folie zu beschich
ten (beidseits eine Laufschicht aus dem genannten Fluorkunststoff von beispiels
weise 0,25 mm).
Fig. 1 zeigt im übrigen weiter, daß, wie an sich bekannt, die axialen Endbereiche 8, 9
des Außenteils 6 eingerollt sind. Man erreicht so das gewünschte axiale Einspannen,
das gleichzeitig in gewisser Weise auch eine radiale Verformung und ein Einspannen
des Gelenkkörpers 5 realisiert, wie im dargestellten Ausführungsbeispiel ohne wei
teres zu erkennen.
Man muß
sorgfältig darauf achten, daß das Material des gummielastischen Gelenkkörpers 5
im Betrieb nicht unter Wirkung der axialen Einspannkräfte verquetscht oder aus
wandert. Dazu ist im in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel nun vorgesehen, daß
in den gummielastischen Gelenkkörper 5 an jeder Stirnfläche, wie an sich bekannt, ein
metallischer Stützring 10 eingelassen und festhaftend mit dem Gelenkkörper 5 ver
bunden ist. Diese Stützringe 10 dienen zur Aufnahme der Axialkräfte und setzen
diese in die gewünschten Radialkräfte im gummielastischen Gelenkkörper 5 um. Man
bezeichnet diese Stützringe 10 auch als Axialdruckscheiben. Die metallischen Stütz
ringe 10 haben nun im Zusammenhang mit der Lehre der Erfindung, also mit der in
Fig. 2 angedeuteten Anordnung einer Gleitanlage 7 auf
der Innenseite des Metall-Außenteils 6, den Vorteil, daß
sie weitgehend feste Widerlager für das Fixieren der
Gleitanlage 7 bilden. Die beim Einrollen der axialen
Endbereiche 8, 9 auftreten
den Kräfte wirken also nicht gegen eine gummielastische Unterlage, sondern gegen
eine metallische Unterlage. Im vorliegenden Fall ist das besonders zweckmäßig reali
siert, da jeder Stützring 10 eine dem Außenteil 6 beim Einrollen Form gebende Au
ßenkontur aufweist. Man erkennt also, wie durch das Umformen des mehrere
Millimeter dicken metallischen Außenteils 6 um die Stützringe 10 gleichzeitig die
Gleiteinlage 7 - Folie aus einem Fluorkunststoff - fixiert wird.
Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine Ausführungsform, die der
Ausführungsform gemäß Fig. 2 ähnlich ist. Hier ist ein vollständiger Schnitt des
Gummi-Gelenklagers dargestellt, außerdem ist eingezeichnet, wie das Gummi-
Gelenklager im Gelenkauge 3 eines mit einem Außengewinde versehenen Trägers 4
angeordnet (eingepreßt) ist. Bei dem dort dargestellten Ausführungsbeispiel ergibt
sich ein maximaler kardanischer Winkel von ca. 10° und ein maximaler
(rückstellbarer) Torsionswinkel von etwa 20°. Dabei wird dann ein Torsionsmoment
von etwa 150 bis 250 Nm bei dem maximalen Torsionswinkel realisiert. Diese Anga
ben dienen nur als Beispiel zum Verständnis.
Interessant ist im in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel, daß die Stützringe 10 am
gummielastischen Gelenkkörper 5 noch etwas modifiziert sind. Diese weisen nämlich
jeweils außen eine Einformung 11 zur Aufnahme des eingerollten Randes des Außen
teils 6 auf. Dadurch ergibt sich eine radiale und axiale Fixierung und zusätzliche Ein
spannung auch des gummielastischen Gelenkkörpers 5, so daß ein axiales Auswan
dern im Betrieb praktisch vollständig ausgeschlossen ist.
Fig. 4 und 5 zeigen nun im Zusammenhang ein weiteres, besonders bevorzugtes Aus
führungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Gummi-Gelenklagers. Fig. 4 macht dabei den
Grundkörper des Gummi-Gelenklagers deutlich
(Jörn-Gelenk).
Dieser ist in Fig. 4 ohne Metall-Außenteil 6 dargestellt, daraus resultiert, daß der
gummielastische Gelenkkörper 5 noch nicht unter Vorspannung steht und axial die
eingezeichneten Einziehungen 12 aufweist. Im Vergleich mit Fig. 5, nach erfolgter
Einspannung, erkennt man, daß diese Bereiche der Einziehungen 12 später durch den
sich hier auswölbenden Gummi des gummielastischen Gelenkkörpers 5 ausgefüllt
werden.
Interessant ist bei dem in Fig. 4 zunächst dargestellten Grundkörper, daß die Stütz
ringe 10 nach Art eines nach außen geöffneten Trapez geformt sind, also eine andere,
Kontur verglichen mit den Stützringen 10 im Ausfüh
rungsbeispiel gemäß Fig. 2 und Fig. 3 aufweisen. Diese Kontur erlaubt ein besonders
kontrolliertes Aufbringen axialer Einspannkräfte.
Das in Fig. 5 nun dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Gummi-
Gelenklagers perfektioniert den Einsatz einer Folie aus einem Fluorkunststoff als
Gleiteinlage 7 in besonderer Weise. Hier ist nämlich vorgesehen, daß zwischen der
Gleiteinlage 7 und dem Gelenkkörper 5 ein den Gelenkkörper 5 umgebender, rotati
onssymmetrischer Metall-Zwischenteil 13 angeordnet ist, dessen Kontur im wesentli
chen der Kontur des Außenteils 6 entspricht, daß also die Gleiteinlage 7 zwischen
dem Metall-Außenteil 6 und dem Metall-Zwischenteil 13 angeordnet und mit beiden,
jedenfalls anfänglich nur über Reibungshaftung verbunden ist und daß eine be
stimmte radiale Anpreßkraft zwischen dem Außenteil 6 und dem Zwischenteil 13 je
denfalls im eingebauten Zustand des Gelenklagers vorliegt.
Zwischen dem Metall-Innenteil 1 und dem Metall-Zwischenteil 13 ist mittels des dort
eingespannten gummielastischen Gelenkkörpers 5 ein normales Gummi-Gelenklager
ohne Gleiteffekt realisiert. Die Realisierung des Gleiteffektes ist von der Realisierung
dieses Molekulargelenks (die Gelenkwirkung wird durch Verlagerung des Moleku
larverbundes im gummielastischen Gelenkkörper 5 realisiert) vollständig getrennt. Der
Gleiteffekt wird nämlich durch das Zusammenwirken von Metall-Zwischenteil 13,
Gleiteinlage 7 und Metall-Außenteil 6 realisiert. Mit anderen Worten, ließe man die
Gleiteinlage 7 zwischen dem Metall-Außenteil 6 und dem Metall-Zwischenteil 13
weg, so hätte man ein ganz normales Gummi-Gelenklager ohne Gleiteigenschaften
verwirklicht. Man schafft so für die Wirkung der Gleiteinlage 7 optimale Bedingun
gen. Die Gleiteinlage 7 liegt nämlich zwischen zwei Metalloberflächen des Außenteils
6 und des Zwischenteils 13. In Zusammenwirken mit Metalloberflächen entwickelt
die Gleiteinlage 7 aus dem erfindungsgemäß realisierten Folienmaterial
(Fluorkunststoff) ihre Gleiteigenschaften unter der erheblichen Flächenpressung op
timal.
Das in Fig. 5 dargestellte Gummi-Gelenklager läßt sich so her
stellen, daß zunächst die notwendige radiale Vorspannung für den gummielastischen
Gelenkkörper 5 durch Einpressen in das und Einrollen des Metall-Zwischenteils 13
realisiert wird. Damit ist das Gummi-Gelenklager hinsichtlich seiner Funktion als Mo
lekulargelenk praktisch "fertig". Dann wird nach Aufbringen der Gleiteinlage 7 auf
den Metall-Zwischenteil 13 dieser vom Metall-Außenteil 6 umgeben. Der Metall-
Außenteil 6 schafft dann die notwendige Flächenpressung für die als Gleiteinlage 7
eingesetzte Folie aus Fluorkunststoff, die ja für optimale Gleiteigenschaften einer er
heblichen Flächenpressung bedarf. Im übrigen kann realisiert werden, daß die erfor
derliche Flächenpressung für die die Gleiteinlage 7 bildende Folie aus Fluorkunststoff
letztlich in der gewünschten Größe durch das Einpressen des Gummi-Gelenklagers
insgesamt in das Gelenkauge 3 eines Trägers 4 erzielt wird. Die radiale Einpreßkraft
bestimmt das Drehmoment, ab dem als Grenzwert das Gleiten des Außenteils 6 ge
genüber dem Innenteil 1 beginnt.
Das zuvor erläuterte, besonders bevorzugte Ausführungsbeispiel hat gemäß Fig. 5
noch eine weitere Besonderheit. Aus Gründen der Materialersparnis läßt sich bei die
ser Anordnung mit einem Metall-Zwischenteil 13 nämlich realisieren, daß die Gleitein
lage 7 aus zwei Ringstreifen 14 besteht, die in den axialen Endbereichen 8, 9 des
Außenteils 6, vorzugsweise entsprechend einer Einrollung abgebogen, angeordnet
sind und zwischen denen im Mittelbereich des Außenteils 6 ein Freiraum verbleibt.
Die im Einsatz zu erwartenden radialen Belastungen bestimmen die Bemessung des
Freiraums zwischen den hier erfindungsgemäß realisierten Ringstreifen 14.
Eine hier nicht dargestellte, aber realisierbare Alternative besteht auch darin, daß die
Gleiteinlage 7 mit der Außenseite des Metall-Zwischenteils 13 fest verbunden, insbe
sondere dort auflaminiert ist, Metall-Zwischenteil 13 und Gleiteinlage 7 also von ei
nem einpreßbaren Verbundlager gebildet sind. Damit realisiert man hier ein praktisch
auf der Außenseite laminiertes Verbundlager, bei dem die Gleiteinlage 7 somit die
Laufschicht auf dem dünnen Trägerblech bildet.
Man könnte in gleicher Weise auch mit einem innen lami
nierten Außenteil 6 arbeiten.
Im übrigen könnte man bei dieser "entkoppelten" Lösung den gummielastischen Ge
lenkkörper 5 auch mit der Innenseite des Zwischenteils 13 festhaftend verbinden
(vulkanisieren). Das ist allerdings herstellungstechnisch etwas aufwendiger, - und
häufig unnötig.
Schließlich wird darauf
hingewiesen, daß es im Grundsatz auch möglich ist, daß in der Gleiteinlage 7 ein Me
tallgewebe, insbesondere ein Zinn-Bronze-Gewebe, vorgesehen ist. Diese Ausgestal
tung der Gleiteinlage 7 erlaubt wartungsfreie Gleitlager bei besonders hoher Bela
stung und geringen Gleitgeschwindigkeiten. Auch andere Arten von Trägergeweben,
beispielsweise ein Kunstfasergewebe (Kevlar) sind denkbar.
Fig. 6 zeigt schließlich ein weiteres Ausführungsbeispiel auf der Basis des Grundkör
pers aus Fig. 4 (Jörn-Gelenk), bei dem das Jörn-Gelenk direkt im Auge 3 eines Trägers
4 angeordnet ist. Damit wird also der Metall-Außenteil 6 praktisch vom Auge 3 des
Trägers 4 gebildet, in dem der Gelenkkörper 5 über die Stützringe 10 und, im darge
stellten Ausführungsbeispiel, einen Sprengring 15 mit Übertragungsring 16 axial ein
gespannt ist, so daß sich die erforderliche radiale Vorspannung ergibt. Man erkennt
die Gleiteinlage 7 dort an der Mantelfläche des Gelenkkörpers 5.
Bei sehr sauberer Bearbeitung der Innenfläche des Auges 3 des Trägers 4 könnte
man sich auch vorstellen, daß die Ringstreifen 14 der Gleiteinlage 7 nur zwischen den
Stützringen 10 und dem Träger 4 (der Endfläche des Trägers 4, an dem der obere
Stutzring 10 anliegt) bzw. dem Übertragungsring 16, der sich am Sprengring 15 ab
stützt, angeordnet sind. Dann hätte man die Gleiteinlage 7, d. h. deren beide Ring
streifen 14, wieder nur zwischen Metallflächen eingespannt, wodurch sich die hervor
ragenden Gleiteigenschaften ergeben. Das würde die Gefahr des Verschleißes an der
Oberfläche des gummielastischen Gelenkkörpers 5 trotz Verwendung der Gleiteinlage
7 bei diesem Ausführungsbeispiel nochmals deutlich vermindern.
Claims (13)
1. Gummi-Gelenklager mit einem Metall-Innenteil (1) wie einer Gelenkbüchse oder
Gelenkkugel, einem mit dem Innenteil (1) festhaftend verbundenen gummielastischen
Gelenkkörper (5), einem den Gelenkkörper (5) umgebenden, rotationssymmetrischen,
meist im wesentlichen zylindrischen Metall-Außenteil (6) und einer zwischen dem
Metall-Außenteil (6) und dem Gelenkkörper (5) angeordneten Gleiteinlage (7), die bei
Überschreiten eines bestimmten Drehmoments beim Verdrehen des Außenteils (6) ge
genüber dem Innenteil (1) ein Gleiten des Außenteils (6) gegenüber dem Gelenkkör
per (5) erlaubt, wobei der gummielastische Gelenkkörper (5) unter Zwischenlage der
Gleiteinlage (7) am Außenteil (6) unter hoher radialer Vorspannung anliegt und wo
bei, vorzugsweise, die radiale Vorspannung ganz oder teilweise durch eine axiale Ein
spannung des Gelenkkörpers (5) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die
Gleiteinlage (7) eine Folie aus einem Fluorkunststoff - Polytetrafluoräthylen mit Füll
stoffen - ist.
2. Gelenklager nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß
die dünne Folie oder zwei Folien zusammen mit einem dünnen Stahlmantel als ein
preßbares Verbundlager ausgeführt die dünne Gleiteinlage (7) bildet bzw. bilden.
3. Gelenklager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gleiteinlage (7) die radiale Außenseite des Gelenkkörpers (5) vollständig ab
deckt.
4. Gelenklager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die axialen Endbereiche (8, 9) des Außenteils (6) eingerollt sind.
5. Gelenklager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß in den gummielastischen Gelenkkörper (5) an jeder Stirnfläche, wie an sich be
kannt, ein metallischer Stützring (10) eingelassen und festhaftend mit dem Gelenk
körper (5) verbunden ist.
6. Gelenklager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich
net, daß jeder Stützring (10) eine dem Außenteil (6) beim Einrollen formgebende Au
ßenkontur aufweist.
7. Gelenklager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Stützring (10) außen eine Einformung (11) zur Aufnahme des eingerollten
Randes des Außenteils (6) aufweist.
8. Gelenklager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen der Gleiteinlage (7) und dem Gelenkkörper (5) ein den Gelenkkörper
(5) umgebender, rotationssymmetrischer Metall-Zwischenteil (13) angeordnet ist, des
sen Kontur im wesentlichen der Kontur des Außenteils (6) entspricht, daß also die
Gleiteinlage (7) zwischen dem Metall-Außenteil (6) und dem Metall-Zwischenteil (13)
angeordnet und mit beiden jedenfalls anfänglich nur über Reibungshaftung verbun
den ist und daß eine bestimmte radiale Anpreßkraft zwischen dem Außenteil (6) und
dem Zwischenteil (13) jedenfalls im eingebauten Zustand des Gelenklagers vorliegt.
9. Gelenklager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gleiteinlage (7) aus zwei Ringstreifen (14) besteht, die in den axialen Endbe
reichen (8, 9) des Außenteils (6), vorzugsweise entsprechend einer Einrollung abge
bogen, angeordnet sind und zwischen denen im Mittelbereich des Außenteils (6) ein
Freiraum verbleibt.
10. Gelenklager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich
net, daß die Gleiteinlage (7) mit der Außenseite des Metall-Zwischenteils (13) fest
verbunden, insbesondere dort auflaminiert ist, Metall-Zwischenteil (13) und Gleitein
lage (7) also von einem einpreßbaren Verbundlager gebildet sind.
11. Gelenklager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich
net, daß in der Gleiteinlage (7) ein Trägergewebe, vorzugsweise ein Metallgewebe,
insbesondere ein Zinn-Bronze-Gewebe, vorgesehen ist.
12. Gelenklager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich
net, daß der Metall-Außenteil (6) vom Auge (3) eines Trägers (4) gebildet ist, in dem
der Gelenkkörper (5) über die Stützringe (10) und ggf. einen Sprengring (15) mit
Übertragungsring (16) axial eingespannt ist.
13. Gelenklager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich
net, daß die Gleiteinlage (7) bzw. die Ringstreifen (14) der Gleiteinlage (7) zwischen
den Stützringen (10) und dem Träger (4) bzw. dem Übertragungsring (16) angeordnet
sind.
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