DE618409C - Elastisches Gelenk - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AW 9. SEPTEMBER 1935

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

Vr 618409 KLASSE 47 b GRUPPE

Elastisches Gelenk

Patentiert im Deutschen Reiche vom 26. Januar 1935 ab

Es gibt bereits elastische Gelenke, die aus einer äußeren zylindrischen Buchse oder Hülse, einer koaxialen inneren, ebenfalls zylindrischen Buchse und einer ringförmigen elastischen Masse, z. B. aus Gummi, bestehen, welch letztere an den Hülsen, zwischen denen sie angeordnet ist, anhaftet. Bei solchen Gelenken erfolgen die relativen Winkelverschiebungen der beiden Hülsen oder Buchsen unterhalb einer bestimmten Grenze ohne irgendwelche Reibung, sondern lediglich dadurch,- daß eine molekulare Deformation des Gummis hervorgerufen wird.

Es sind verschiedene Mittel vorgeschlagen worden, um zwischen dem Gummi und den Hülsen ein Anhaften zu gewährleisten, das ausreicht, um genügend große Winkelverschiebungen der einen Buchse in bezug auf die andere zu ermöglichen.

Das eine dieser Mittel besteht darin, daß der Gummi an den Hülsen angeleimt wird; dieses Mittel besitzt aber keine genügende Wirksamkeit, insbesondere wenn das Gelenk starke radiale Lasten aufnehmen muß. In diesem Falle verschieben sich nämlich die Buchsen radial zueinander in der Weise, daß der Gummi auf der einen Seite zusammengepreßt und auf der andern entspannt wird; daraus ergibt sich, daß sich der Gummi auf der Seite, wo er entspannt ist, ablöst, wodurch das Gelenk zerstört wird.

Ein zweites Mittel beruht darauf, daß der. Gummi mit sehr starkem 'Anfangsdruck zwischen die beiden Hülsen oder Buchsen gebracht wird. Dabei dehnt man zunächst die Kautschukmasse beträchtlich aus, um sie zwischen den beiden Hülsen einzuführen. Danach läßt man diese Masse sich frei zwischen den Buchsen entspannen. Bei dieser Lösung wird der obenerwähnte Nachteil vermieden, aber die Gelenke, welche in dieser Weise hergestellt sind, haben jegliche Elastizität in radialer Richtung verloren.

Ein drittes Mittel besteht darin, daß die Gummimasse durch Aufwickeln mehrerer übereinandergelegter Spiralen eines Gummibandes hergestellt wird. Diese Anordnung ist ausgezeichnet, erlaubt aber nicht, starke radiale Belastungen auszuhaken. Denn die Teile der Gummispiralen, welche der Kornpression unterliegen, dehnen sich parallel zur Achse aus, und die Enden dieser Spiralen treten seitlich übereinander heraus, was wiederum der Zerstörung des Gelenkes gleichkommt.

Die technische Aufgabe, welche der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, besteht nun darin, diese axiale Ausdehnung der Gummispiralen in den elastischen Gelenken der zuletzt beschriebenen Art zu verhindern.

Zu diesem Zweck beruht die Erfindung ganz allgemein darauf, daß zwischen diesen Windungen Fäden oder Garne eingelegt werden, und zwar beispielsweise zweckmäßig Textilfaden, auf jeden Fall aber Fäden, die der Ausdehnung Widerstand zu leisten ver-

mögen. Diese Fäden werden parallel zur geometrischen Achse des Gelenks angeordnet, d. h. quer zu dem abgewickelten Gummiband oder ein wenig schräg. Sie werden mit einem geeigneten Material überzogen, damit sie eng an den Gummispiralen anhaften, bleiben dabei aber unabhängig voneinander, damit die relativen Schwingungen der Buchsen und die molekularen Deformationen des Kautschuks - io' während dieser Schwingungen in keiner Weise behindert werden.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, Lager" (und nicht elastische Gelenke) mittels zweier Buchsen herzustellen, zwischen welche eine Wicklung eines Gummistreifens gelegt wird, dessen Windungen durch einen Streifen aus Leinen oder einem andern Gewebe getrennt werden, das stark gespannt ist, um die Gummispiralen zu komprimieren und fest an diesen anzuhaften. Derartige Lager sind nicht als elastische Gelenke zu verwenden, weil die Fäden, welche in der Längsrichtung des Gummistreifens gespannt sind, die freie molekulare Deformation des Gummis verhindern, wenn die Buchsen oder Hülsen sich relativ zueinander drehen. Die vorliegende Erfindung unterscheidet sich von diesen Lagern wesentlich durch das Anwendungsgebiet, welches ein anderes ist, sowie durch die Konstruktion, da die der Ausdehnung sich wider-' setzenden Fäden alle untereinander parallel liegen und auch parallel zur geometrischen Achse des Gelenks oder wenigstens nur schwach geneigt zu dieser'Achse sind. Auf der beiliegenden Zeichnung ist lediglich beispielshalber eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt.

Fig. ι zeigt, vom Ende des Gelenks aus gesehen, einen seitlichen Aufriß. Fig. 2 zeigt einen Schnitt nach H-II der Fig. i.

Fig. 3 zeigt' einen Gummistreifen, der mit Querfäden versehen ist, die der Ausdehnung Widerstand zu leisten vermögen. Fig. 4 zeigt die Zusammensetzung eines besonderen Gewebes für die Herstellung des Gelenks.

Fig. 5 ist ein Schnitt durch dieses Spezialgewebe.

Das Gelenk setzt sich aus zwei zylindrischen Hülsen oder Buchsen, einer äußeren, 1, und einer inneren, 2, zus'ammen, die ineinander in der Weise angeordnet sind, daß sie wenigstens annähernd die gleiche geometrische Achse haben. Zwischen den beiden Hülsen ist eine Gummimasse 3 angeordnet, die, wie nachstehend beschrieben werden wird, zusammengesetzt ist.

Man benutzt einen Gummistreifen 4, den man auf die innere Buchse 2 aufrollt; bevor man aber diese Aufwicklung vornimmt, legt man als Vorsichtsmaßnahme auf diesen Streifen Fäden, die sich der Ausdehnung zu widersetzen vermögen, wie z. B. bei 5 auf den " Fig. ι und 3 gezeigt ist. Diese Fäden werden zweckmäßig parallel zur geometrischen Achse der Hülsen 1 und 2 angeordnet,- d. h. quer zum Streifen 4, wie man es besser auf der Fig. 3 sieht; man könnte aber auch diese Fäden ein wenig schräg anordnen. Diese Fäden 5 werden dabei z. B. auf dem Streifen 4 aufgeleimt, so daß sie fest an diesem anhaften.

Wenn die Wicklung des Streifens 4 die Dicke erreicht, welche dem inneren Durchmesser der Buchse 1 entspricht, so wird das Ganze unter leichtem Druck in das Innere jener Hülse 1 gedrückt, nötigenfalls nachdem man den äußeren Teil der Masse 3 mit einer Lösungsschicht überzogen hat. Das in dieser Weise hergestellte Gelenk wirkt folgendermaßen:

Was die relativen Schwingungen der Hülsen ι und 2 um ihre geometrische Achse anbelangt, so sind die Fäden 5 ohne Bedeutung, da diese Fäden unabhängig voneinander sind. Sie behindern in keiner Weise das Spiel der molekularen Deformationen, noch behindern sie in irgendeiner Weise die Aufwicklungsund Abwicklungsvorgänge des Bandes 4, welche, wie bei den bereits bekannten Gelenken dieser Art, das starke Anhaften des Kautschuks an den Hülsen 1 und 2 gewährleisten.

Was dagegen die radialen Belastungen anbelangt, z. B. eine Belastung, die im Sinne des Pfeils 6 gerichtet wäre, so verhindern die stark am Gummi haftenden Fäden die Ausdehnung dieses Gummis in der Zone 7,'wobei diese Ausdehnung in Richtung der Pfeile 8 ioo und 9 (Fig. 2) eintreten würde, wenn diese Fäden nicht vorhanden wären. Der in der Zone 7 komprimierte Gummi sucht sich nämlich nach den nicht komprimierten Zonen auszubreiten; da er nun aber nicht mehr in Richtung der Pfeile 8 und 9 wandern kann, schiebt er sich in Richtung der Pfeile 10 und 11 nach, der Zone 12., die nicht komprimiert ist. Durch diese Maßnahme erhält man zwei außerordentlich wichtige Vorteile.

1. Da der Gummi nicht in der Richtung der Pfeile 8 und 9 mehr abwandern kann, wird die Druckfestigkeit des Gelenks beträchtlich erhöht. Denn die Spiralen können sich nicht mehr verlängern und seitlich zueinander heraustreten, was früher zur Zerstörung des Gelenks führte.

2. Die Windungen lösen sich nicht mehr voneinander noch von den Buchsen 1 und 2 in der Zone 12 ab, da der zusammengedrückte Gummi nach dieser Zone 12 abwandert, wie oben dargelegt wurde.

Claims (3)

Um zu vermeiden, daß man die Fäden 5 auf den Streifen 4 aufkleben muß, kann man mit jenen Fäden 5 sowie andern Fäden, wie 13 (Fig. 4), ein Gewebe herstellen, das analog einem gewöhnlichen Gewebe beschaffen ist. Dabei wird jedoch der Durchmesser und die Qualität der Fäden 13 in der Weise gewählt, daß diese nicht in der Lage sind, einer Dehnbeanspruchung sich entgegenzusetzen oder ίο standzuhalten und infolgedessen reißen, sobald sie einer selbst ziemlich schwachen Zugbeanspruchung ausgesetzt werden; dagegen sollen die Fäden 5 erhebliche Zugbeanspruchungen aushalten können. Das in t5 dieser Weise hergestellte Gewebe wird zweckmäßig von einer Gummilösung 14 (vgl. Fig. 5) eingehüllt, derart, daß diese Fäden stark an dem Gummi 14 anhaften, und daß dieser Gummi wiederum fest an dem Streifen4 haftet, wenn er mit diesem in Berührung gebracht wird. Man nimmt dann- die Herstellung des Gelenks in der Weise vor, daß man gleichzeitig den Gummistreifen 4 und einen Gewebestreifen der eben beschriebenen Art a3 aufwickelt, wobei die Fäden 5 wohlbemerkt im wesentlichen parallel zur Achse des Gelenks liegen. Das derart ausgebildete Gelenk wirkt genau ebenso wie vorher. Es ist nämlich deutlich ersichtlich, daß die Fäden 13, da sie keine Zugbeanspruchung aushalten können, zerreißen werden, sobald relative Schwingungen der Buchsen 1 und 2, welche die Fäden 13 zu dehnen suchen, auftreten werden. Diese Fäden werden folglich danach keinen Einfluß mehr ausüben. Patent α NSiutüCHE:

1. Elastisches Gelenk mit einem spiralförmig zwischen zwei koaxialen Buchsen aufgewickelten Gummistreifen, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Verhinderung der Ausdehnung des Gummis in einer Richtung parallel zur Achse der Buchsen auf die Verbindungsflächen der Windungen unausdehnbare Fäden geklebt werden, die quer zu dem Gummistreifen angeordnet werden:

2. Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die unausdehnbaren Fäden Textilfaden sind, die sich keinen anderen Deformationen des Kautschuks als der Dehnung in transversaler Richtung widersetzen.

3. Gelenk nach Anspruch 1 und 2, da-•durch gekennzeichnet, daß die unausdehnbaren Fäden (5) untereinander durch brüchige Längsfäden (13) verbunden werden, derart, daß ein Gewebe mit weiten Maschen gebildet wird, dessen Längsfäden (13) nach dem Aufkleben auf die Verbindungsflächen der Gummiwindungen bei der geringsten Dehnung des Gummistreifens in longitudinaler Richtung reißen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen