DE679115C - Vorrichtung zur Herstellung eines elastischen Gelenkes, das aus zwei konzentrischen Metallmuffen besteht, zwischen welchen ein Kautschukring eingesetzt ist - Google Patents

Description

Vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die .Herstellung von elastischen Gelenken, die aus zwei konzentrischen metallischen Muffen (oder aus einer vollen, von einer Muffe umgebenen Stange) bestehen, zwischen welchen ein stark zusammengedrückter Kautschukring so eingesetzt ist, daß er an den Flächen der beiden Muffen, ohne" gleiten zu können, anhängt.

Von den bekannten Verfahren, die es ermöglichen, Gelenke dieser Art herzustellen, bestehen gewisse darin, daß zwischen den beiden konzentrischen Muffen ein Kautschukring unter Druck eingesetzt wird, dessen Dicke größer ist als der ringförmige Raum zwischen den beiden Muffen. Ein solches Verfahren bietet aber große Schwierigkeiten dar. Um diese zu vermeiden, ist vorgeschlagen worden, den Kautschukring mit Kraft auf die innere Muffe aufzuschieben, ihn daraufhin in der Richtung der Achse auszuziehen, bis sein äußerer Durchmesser genügend klein ist, damit die äußere Muffe mit geringer Reibung daraufgeschoben werden kann, worauf dem Kautschukring erlaubt wird, wieder seine ursprüngliche Lage einzunehmen.

Ein anderes Verfahren, auf das man natürlicherweise kommt, besteht darin, daß man einen Kautschukring nimmt, dessen Dicke sehr nahe derjenigen des ringförmigen Raumes zwischen den beiden Muffen ist, so daß er in seine Lage zwischen den Muffen unter einer nur leichten Zusammendrückung bzw. ohne überhaupt zusammengedrückt zu werden, gebracht werden kann, wobei der Kautschukring daraufhin entweder durch Verringerung der äußeren Muffe oder durch Vergrößerung der inneren Muffe zusammengedrückt wird. Um eine solche Verringerung des Durchmessers der äußeren Metallmuffe herbeizuführen, ist insbesondere vorgeschlagen worden, das durch die zwei Metallmuffen und den noch nicht verformten Kautschukring gebildete Gesamtstück mittels eines beweglichen starren Schiebers durch eine kegelförmige Matrize oder Zieheisen zu schieben, indem sich der Schieber dabei gegen die äußere Muffe abstützt. Dieses Verfahren weist jedoch eine Anzahl Nachteile auf, die seine Ausführung praktisch unmöglich so machen, denn da der Durchmesser des Schiebers ungefähr gleich dem Eingangsdurchmesser der kegelförmigen Matrize sein muß, so kann nämlich der Schieber nicht von der einen Seite zu der anderen der Matrize hindurchgehen, so daß man zwecks Erhaltung von auf ihrer gesamten Länge zylindrischen Gelenken in einem einzigen Gang gezwungen ist, zwischen dem Schieber und dem in der kegelförmigen Matrize der Verformung unter-

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liegenden Gelenk ein zweites Gelenk einzuschalten, das den Druck von dem Schieber auf das erste Gelenk überträgt. Ein solches Verfahren ist aber nur bei denjenigen Gelenken anwendbar, bei welchen die Länge der inneren Muffe kleiner oder höchstens gleich der Länge der äußeren Muffe ist, was aber nur recht selten vorkommt; ist dies nicht der Fall, so würde durch das· obige Verfahren ein ίο unsymmetrisches Gelenk erzeugt werden, bei welchem die innere Muffe die äußere an nur einem Ende überragt, was insbesondere dann unzulässig ist, wenn, wie dies meist der Fall ist, die innere Muffe durch eine Achse ersetzt ist, deren Enden mit Schraubengewinden versehen sind. Um diesen Nachteil zu beseitigen, hätte man auf den Gedanken kommen können, zwischen die - äußeren Muffen der beiden gleichzeitig in die kegelförmige Matrize eingeführten Gelenke jedesmal einen Teil einer Muffe einzuschalten, was jedoch einen recht beträchtlichen Verschleiß an Metall und daher eine Erhöhung des Preises zur Folge hätte, indem die eingeschalteten Teile nach einem ersten Durchgang durch die Matrize wegen der erfolgten Verringerung nicht wieder verwendet werden können.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung bezweckt die Behebung dieser Nachteile, Sie besteht ebenso wie die bekannte, im obigen erwähnte Vorrichtung aus einem festen Glied und einem in Richtung der Achse des Gelenkes beweglichen Glied, wobei das eine der beiden Glieder zur Verformung einer der beiden Muffen dient, während das andere dieser Glieder an der der Verformung unterliegenden Muffe anliegt, und ist dadurch gekennzeichnet, daß das erste der beiden Glieder durch eine schwach kegelförmige Matrize oder Zieheisen gebildet wird, während das zweite Glied in radialer Richtung elastisch verformbar ist derart, daß es den Formänderungen der verformten Muffe sich anpassen kann.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsart ist das elastisch verformbare Glied ein in Richtung des Durchmessers elastischer Schieber, der aus einer Stahlstange besteht, deren oberes Ende an dem beweglichen Teil einer Presse befestigt werden kann, während das untere Ende aus einem außen schlanken, ke-" gelförmigen Rohr besteht, das kreuzförmig geschlitzt und dessen großer Durchmesser dem Zieheisen zugekehrt ist.
5.5 Als Beispiel sind im folgenden einige Ausführungsformen der Vorrichtungen beschrieben und auf der beiliegenden Zeichnung dargestellt.

Fig. ι zeigt im Axial durchschnitt das Gelenk in seinem Anfangszustand.

Fig. 2 zeigt die erste Fabrikationsphase.

Fig. 3 zeigt im Aufriß und Schnitt das kegelförmige Zieheisen.

Fig. 4 zeigt im Aufriß und Schnitt den Schieber, der die Aufgabe hat, das Gelenk durch das Zieheisen zu schieben.

Fig. 5 betrifft eine Ausführungseinzelhejt des Schiebers.

Fig. 6 zeigt die Vorrichtung im Betrieb.

Fig. 7 zeigt das fertige Gelenk.

Fig. 8 zeigt eine Variante der Vorrich-. tung, nach welcher durch Ausdehnung der inneren Muffe des Gelenkes verfahren wird.

Fig. ι zeigt im Axialschnitt die drei Teile, die das Gelenk bilden und die vor dem Beginn des Fabrikationsganges ohne Schwierigkeiten aufeinandergeschoben werden. In dieser Figur bezeichnet 1 die äußere, noch nicht verarbeitete Metallmuffe, 3 den noch nicht zusammengedrückten Kautschukring und 2 die innere Muffe, die je nach der Bestimmung des Gelenkes eine volle Stange sein kann, die z. B. durch zwei konische, zylindrische oder quadratische Ansätze und ein Gewinde usw. beendet wird.

Die Aufschiebung des Kautschukringes auf die kleine Muffe kann, wie es Fig. 2 zeigt, durch einen kleinen, an sich bekannten Apparat erleichtert werden, und zwar durch einen mit einem zylindrischen Teil S versehenen Kegel 4, wobei der zylindrische Teil in die innere Bohrung des Rohres 2 paßt und auf dem schwach geneigten kegelförmigen Teil der elastische Ring 3 gleitet, wenn dieser nur wenig zusammengedrückt ist, um schließlich auf den äußeren Durchmesser der kleinen Muffe 2 zu gelangen. Der Kegel wird nach erfolgtem Instellungbringen des Ringes entfernt. '

Die Größen der Metallmuffe 1 sowie diejenigen des elastischen Ringes 3 sind so berechnet, daß die Muffe 1 nach erfolgter Verjüngung in dem weiter unten beschriebenen Apparat die gewünschten endgültigen festgelegten Größen hat und daß der Ring 3 den Raum zwischen Außen- und Innenmuffe genügend ausfüllt.

Der Apparat zur Verjüngung der äußeren Muffe ι des Gelenkes besteht hauptsächlich aus einem Zieheisen 6 (Fig. 3), dessen Ziehrohr aus folgenden Teilen besteht:

1. einem kurzen Eintrittskegel 7,

2. einem zylindrischen Teil 8,

3. einem langen kegelförmigen Teil 9 und

4. einem zylindrischen Teil 10.

Der zylindrische Teil 8 hat einen Durchmesser, der gleich dem Durchmesser der Metallmuffe 1 (Fig. 1) ist, jedoch mit einer Toleranz, die dieser Muffe ermöglicht, lot- 12t recht ohne Spiel zu gleiten. Der zylindrische Teil 10 hat die gewünschte endgültige Größe

dieser Muffe ι. Diese zwei zylindrischen Teile sind durch einen dazwischenliegenden stumpfkegelförmigen Teil 9 von genügender Länge verbunden, um eine schwach geneigte S Vereinigung der Bohrung 8 mit der Bohrung 10 herzustellen. Die Neigung beträgt S bis 7 °/o, bezogen auf den Durchmesser. Die Länge der Bohrungen 8 und 10 beträgt wenigstens ein Drittel der Länge der äußeren to Muffe des Gelenkes.

Das Innere dieses Zieheisens ist zementiert, gehärtet und je nach der für das beendete Gelenk gewünschten Oberfläche geschliffen. Ein Kragen 11 bildet das Ende des Zieheisens 6 und ermöglicht die Befestigung desselben an dem Rahmen eines Pressensockels.

Der Schieber, der das Gelenk durch das Zieheisen 6 befördern soll, besteht (Fig. 4) aus einer Stahlstange 12, die einen rohrförmigen, schwach kegelförmigen Teil 13 hat, der kreuzförmig geschlitzt ist, so daß vier Schlitze wie 14 gebildet werden. Bei diesem rohrförmigen Teil 13 des Schiebers nimmt der Durchmesser nach unten hin zu¹. Der obere Teil des Schiebers hat einen mit Gewinde versehenen Ansatz und einen Kragen 15, die das Befestigen des Werkzeuges andern beweglichen Teil einer Presse oder einer beliebigen anderen Maschine ermöglichen, die einen senkrecht zu dem das Zieheisen tragenden Sockel gerichteten Schub ausüben kann. Am Unterteil des Schiebers ist in einer kreisförmigen Nut von rechteckigem Querschnitt ein kolbenringartiger Ring 17 aus Bronze oder aus einem beliebigen anderen weichen Metall bzw. Legierung ohne Spiel untergebracht. Dieser Ring, der in Fig. 5 im Aufriß dargestellt ist, enthält eine 'gleitende Verbindungsstelle 18, die ihm erlaubt, sich während des Arbeitsganges zu öffnen oder zu verkleinern.

Der äußere Durchmesser D des Ringes 17 ist gleich dem Durchmesser der Bohrung 8 des Zieheisens 6, und die gesamte Breite der vier Schlitze 14 des Schiebers 13 ist mindestens gleich der Differenz zwischen den Kreisumfängen 8 und 10 des Zieheisens.

In der Fig. 6 ist ein Gelenk während der Fabrikation dargestellt worden. Das Gelenk enthält eine Achse 2' mit kegelförmigen Ansätzen 19 und mit Schraubengewinde 20 an Stelle der inneren Muffe. Der Kautschukring' 3 ist zwischen den Teilen 1 und 2', wie es Fig. ι zeigt, in der Nähe des Endes dieser Teile eingesetzt; das Gelenk wird alsdann senkrecht von Hand in das Zieheisen 6 mit dem Ende, auf dem der Ring 3 sitzt, aufgesetzt. Es wird daraufhin die Presse in Gang gesetzt, und der bewegliche Teil 21 der Presse bewegt sich nach unten mitsamt dem daraufgeschraubten elastischen Schieber. Das Ende des Schiebers drückt die Muffe 1 durch das Zieheisen 6, wobei der äußere Umfang der Muffe 1 auf den Durchmesser des zylindrischen Teils 10 des Zieheisens vermindert wird. Da während dieser gezwungenen Verringerung ihres äußeren Durchmessers die Länge der Muffe nicht wachsen kann, da ja das Metall fortwährend durch den elastischen Schieber 13 vorwärts geschoben wird, so wächst ihre Dicke, ihr ursprünglicher innerer Durchmesser (Fig. 1) wird dagegen kleiner, und zwar:

1. um die Differenz der Durchmesser der Bohrungen 8 und 10 des Zieheisens, und

2. um einen Betrag, der sich aus der Vergrößerung der Wandstärke der Metallmuffe nach dem Durchgang derselben durch das Zieheisen ergibt.

Beim Durchgang des elastischen Schiebers 13 durch den Kegel 9 ist der geschlitzte kegelförmige Teil desselben unter dem Druck des Bronzeringes 17 zusammengedrückt worden. Der Bronzering nimmt dank seiner gleitenden Verbindung 18 die Form der immer kleiner werdenden Kreise des Kegels des Zieheisens an, und die ursprüngliche Breite der Schlitze 14 (Fig. 4) fällt allmählich auf Null. Der Bronzering 17 hat den Vorteil, die innern Teile des Zieheisens nicht go zu beschädigen und leicht nach Abnutzung ersetzt werden zu können. Es ist nicht nötig·, daß dieser Ring 17 elastisch ist, da ja beim Durchgang desselben durch das Zieheisen der Kegel des letzteren den Ring zwingt, sich zu verkleinern, und da, wenn der Ring aus dem Zieheisen herausgezogen ist, die Elastizität des Tegels 13 des Schiebers den besagten Ring zwingt, sich zu öffnen.

Der zwischen den zwei Metallmuffen 1 und 2 enthaltene ringförmige Raum hat daher während des Arbeitsganges, während des Foftschreitens durch das Zieheisen abgenommen, so daß sich der elastische Ring 3, dessen äußerer Durchmesser ganz merklich abgenommen hat, fortschreitend verlängert (Fig. 6) und schließlich den endgültigen ringförmigen Raum völlig ausgefüllt hat. Das fertige Gelenk hat das Aussehen desjenigen, das in Fig. 7 dargestellt ist: der Kautschuk ist an no allen seinen Stellen gleichmäßig radial zusammengedrückt. Wenn die äußere Metallmuffe ι am Anfang des Arbeitsganges in den kegelförmigen Teil des Zieheisens eingedrungen ist, so hängt der gleich nach dem Eindringen seiner Vorderfläche 22 in das Zieheisen zerdrückte Kautschukring (Fig. 6) genügend an den beiden Muffen fest, um nicht nach rückwärts zu gleiten.

Das beschriebene Verfahren bezweckt das Kaltschmieden der gedrückten Muffe, deren mechanische Härte-und Elastizitätseigenschaf-

ten sich ändern. Ferner tritt das Gelenk aus dem Zieheisen mit den gewünschten endgültigen Größen mit einer Genauigkeit von der Größenordnung von ¹Z₁₀₀ mim;, ohne eine Überholung zu benötigen, und die äußere Fläche der Muffe ι ist vollkommen glänzend und ohne jede Spur.

Für die wenig beaufschlagten Gelenke, d. h. für solche, deren äußere Muffe eine verhältnismäßig geringe Verringerung, z. B. 2 mm, ihres Durchmessers erhalten muß, kann ein einziger Arbeitsgang genügen. Beim Zusammensetzen der drei Teile (Fig. 1) genügt es, die zwei Metallmuffen 1 und 2 und den Kautschukring 3 so gegeneinander aufzustellen, daß für das veränderbare Rückwandern der zwei letzteren je nach der Größe der Durchmesserverringerung beim Durchgehen durch das Zieheisen Rechnung getragen wird.

Wenn es sich aber um Gelenke für beträchtliche radiale und axiale Lasten handelt, in welchen es nötig ist, eine bedeutende Verformung des Kautschuks zu bezwecken, so wird das Gelenk in zwei oder in einer größeren geraden Zahl Arbeitsgängen in Zieheisen, deren Bohrung stufenweise abnimmt, hergestellt. Der Kautschukring 3 wird in diesem Fall zwischen den beiden Metallmuffen in der Mitte seiner Länge aufgebracht, und bei jedem neuen Arbeitsgang wird das Gelenk umgekehrt, so daß das in das Zieheisen eindringende Ende dasjenige ist, das eben das vorige Zieheisen verließ.

Es werden mehrere immer kleiner werdende Zieheisen verwendet, wobei der Eintrittsdurchmesser des zweiten sog. Mittelzugeisens gleich dem Ausgangsdurchmesser des ersten sog. Grobzugeisens, und der Eintrittsdurchmesser des dritten Zieheisens gleich dem Ausgangsdurchmesser des zweiten Eisens ist usf.

Eine Abänderung dieses Verfahrens, die nur für Gelenke mit innerer Muffe anwendbar ist, ist in Fig. 8 dargestellt.

Ein elastischer, rohrförmiger und mit Schlitzen 24 versehener Anschlag 23, der auf demselben Prinzip beruht wie der elastische geschlitzte Schieber 13, jedoch in 25 eine Aussparung trägt, ist im Innern eines Führungssockels 26 angebracht und trägt das Gelenk entsprechend der Fig. i. Ein Dorn, der aus zwei zylindrischen Teilen 27 und 28 besteht, die durch einen kegelförmigen Teil 29 verbunden sind, wird senkrecht durch den beweglichen Teil einer Presse 30 angetrieben. Beim Durchgang durch die Muffe 2 erweitert der Dorn diese Muffe, indem er ihren äußeren und ihren inneren Durchmesser vergrößert.

Der Dorn kann auch einfach durch eine Kugel ersetzt werden, wobei der Arbeitsgang der gleiche ist. Auch kann die fortschreitende Erweiterung der innern Muffe 2 mit Hilfe von immer größer werdenden Dornen oder Kugeln stattfinden.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Herstellung eines elastischen Gelenkes, das aus zwei konzentrischen Metallmuffen besteht, zwischen welchen ein Kautschukring von verhältnismäßig geringer Breite frei eingesetzt ist, der sodann durch Verringerung des Durchmessers der äußeren Muffe oder durch Ausdehnung der inneren Muffe zusammengepreßt wird, mittels einer aus einem festen Glied und einem in Richtung der Achse des Gelenkes beweglichen Glied bestehenden Vorrichtung, wobei das eine der beiden Glieder zur Verformung einer der beiden Muffen dient, während das andere dieser Glieder an der der Verformung unterliegenden Muffe anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß das erste dieser beiden Glieder durch eine schwach kegelförmige Matrize oder Zieheisen gebildet wird, während das zweite dieser Glieder in radialer Richtung elastisch verformbar ist derart, daß es den Formänderungen der verformten Muffe sich anpassen kann.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher das Zusammenpressen des Kautschukringes durch eine Verringerung des Durchmessers der äußeren Gelenkmuffe erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das elastisch verformbare Glied ein in Richtung des Durchmessers elastischer Schieber ist, der aus einer Stahlstange besteht, deren oberes Ende an dem beweglichen Teil einer Presse befestigt werden kann, während das untere Ende aus einem außen schlanken, kegelförmigen Rohr besteht, das kreuzförmig geschlitzt und dessen großer Durchmesser dem Zieheisen zugekehrt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Glied gegenüber dem Zieheisen Spiel hat und daß dieser Teil am unteren Ende mit einem kolbenartigen Ring aus Bronze oder einem ähnlichen Metall versehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher das Zusammenpressen des Kautschukrings durch die Ausdehnung der inneren Gelenkmuffe erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen rohrförmigen, elastischen, am festen Teil· der Presse befestigten Anschlag hat, auf welchem die innere Muffe ruht, und daß zum Aufweiten der inneren Muffe ein von dem

beweglichen Teil der Presse getriebenes Glied vorgesehen ist, das aus einem Kegel besteht, der an seinen beiden Enden zylindrische Teile hat, deren Durchmesser dem ursprünglichen und dem endgültigen Durchmesser der inneren Muffe des Gelenkes, gleich sind.

S. Vorrichtung nach Anspruch ι und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das von dem beweglichen Teil der Presse getriebene Glied aus einer Kugel besteht, deren Durchmesser dem endgültigen Durchmesser der inneren Gelenkmuffe gleich ist.

6. Vorrichtung zum Aufweiten des Werkstückes in mehreren Arbeitsgängien nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine gerade Anzahl von Zieheisen vorgesehen ist, auf die das Werkstück im nächsten Arbeitsgang aufgesetzt wird, während der Kautschukring am Anfang der Bearbeitung in der Mitte des Gelenkes eingelegt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen