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Sich selbst einstellendes Lager Im Hauptpatent 729930 ist ein
sich selbst einstellendes Lager beschrieben, das in Richtung der auf ihm ruhenden
Belastunigskraft im wesentlichen unnachgiebig ist, das aber Winkeleinstellungen
innerhalb gewiseer Grenzen ohne nennenswerten Widerstand zuläßt. Es wird dies erreicht
durch Verwendung von mit Flüssigkeit gefüllten Kammernn mit nachgiebigen Wandungen,
z. B. aus Gummi.
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Dient .ein solcher hydraulisch gefüllter Gummihohlkörper etwa als
Auflager für einen auf ihm ruhenden, seitlichen Schwankungen unterworfenen Maschinenteil,
dann entsteht aus der Belastung, geteilt durch die wirksame Auflagefläche des Hohlkörpers,
in Richtung dieser Belastungskraft ein gewisser Flüssigkeitsdruck der Füllung, der
auch von den freiliegenden Wandzonen des Hohlkörpers aufgenommen werden muß,. Letztere
müssen also entweder bei Verwendung weichen Gummis ziemlich dickwändig sein oder
('um mit geringerer Wandstärke auszukommen) aus
ziemlich hartem
Werkstoff bestehen. Beides ergibt einen mit der Federkennung des betreffenden Werkstoffs
anwachsenden Verformungswiderstand der Wandung.
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Dieser Umstand erschwert die Herstellung einer sich widerstandslos
winkeleinstellenden Lagerung für hohe spezifische Beanspruchung. Aus dieser Schwierigkeit
wird mit vorliegender Erfindung der Ausweg gezeigt, die nachgiebigen Wandzonen zwar
so stark auszuführen, wie zur Aufnahme der Betriebsbeanspruchungen notwendig ist,
sie aber so zu legen, daß sie durch die Bewegungen des Lagers auf Schub beansprucht
werden, weil Gummi und ähnliche Stoffe den Schubbeanspruchungen nur geringen Widerstand
entgegensetzen und hohe Schubspannungen aufnehmen können, während sie Zug- (und
Druck-) Beanspruchungen hohen Widerstand entgegensetzen und dabei starke Kerbempfindlichkeit
aufweisen, durch die die praktisch ausnutzbare Tragfähigkeit sehr herabgesetzt wird.
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Zur Bildung von Druckmittel aufnehmenden Zellen wurde die Verwendung
von ineinandergepreßten gleichmistigen Zylindern, die al)wechseln:d aus Gummi und
aus einem starren Baustoff bestehen sollen, vorgeschlagen; bei dieser Anordnung
ist der Gummi unter starkem Druck vorgespannt und wird durch die Detriebsbeeivegungen
auf Schub beansprucht; es ist aber keine Winkeleinstellbarkeit zwischen den durch
die nachgiebige Zwischenzone verbundenen Teilen beabsichtigt; eine solche ist auch
bei der grundsätzlichen Bauart gar nicht möglich und in den gezeigten Beispielen
durch eine besondere Führung ausdrücklich verhindert..
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Bei Verwendung von zwischen starren Teilen einvulkanisierten nachgiebigen
Zonen ist darauf Rücksicht zu nehmen, daß die bekannten, hierfür in Frage kommenden
Werkstoffe nach dem Vulkanisieren infolge Schwindens in sich Zugspannungen und damit
auch wieder Kerbempfindlichkeit aufweisen, was besonders die Lebensdauer der Haftverbindungen,
herabsetzt. Es ist daher bei der Gestaltung sich selbst einstellender Lager nach
der Erfindung für eine Aufhebung der Schrumpfspannungen zu sorgen.
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Die aus anderen Aufgabenstellungen heraus b:kannt°n Verfahren, um
Schrumpfspannungen. zu beseitigen, sind im vorliegenden Fall nicht verwendbar, tvie
etwa das Aufheben der Schrumpfspannungen. von zwischen gleichmittigen: Hülsen einvulkanisiertem
Gummi durch Einziehen der äußeren oder durch Aufweiten der inneren Hülse; durch
Unterteilen der Hülsen in Segmente, die beim Einbau in die Schrumpfspannung abbauendem
Sinn verlagert werden. 1 Beim Erfindungsgegenstand werden demgegenüber die Verbindungsflächen
zwischen Gummi und anschließenden starren Teilen in solcher gegenseitigen _Lage
angeordnet, daB durch Verändern der Entfernung zwischen den starren Teilen auf die
Gummiteile Druckwirkung ausgeübt wird, welche je nach der zu erwartenden Höhe des
Flüssigkeitsbetriebsdrucks die Schrumpfspannung mehr oder weniger überschreitend
eingestellt werden kann.
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Die erfindungsgemäße Verbesserung wird nachstehend an Hand von drei
Abbildungen abgeleitet und beschrieben. Es zeigt Abb. i einen einfachen hydraulisch
gefüllten Hohlring, Abb.2 ein verbessertes Einstellager nach der Erfindung, aus
starren und nachgiebigen Zonen zusammengesetzt, Abb. 3 eine Abwandlung des erfindungsgemäßen
Lagers.
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Abb. i zeigt einen einfachen hydraulisch gefüllten Hohlring in: übertriebener
Schräglage. Bei i weist er eine sehr große freie Zone auf. Für die Beanspruchung
des Gummis durch den Flüssigkeitsdruck p ist hier das-Produkt p # H (.ebb.
i) maßgebend.
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An der Stelle 2 dagegen wird die äußere Wand des Hohlringes spitzwinklig
gefaltet, worunter die Lebensdauer leidet. Bei der praktischen Ausführung kann man
durch Herabsetzen des Ausschlagwinkels einen der :Yachteile beseitigen oder beide
etwas aus, gleichen. Die Druckwirkung des Füllmittels kann etwa in den Linien 11I-.V
und 0-P vereinigt gedacht werden.
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Bei der erfindungsgemäß verbesserten Bauart nach Abb. 2 ist davon
ausgegangen, den Gummi im wesentlichen auf Schub zu beanspruchen, da er für diese
Beanspruchungsart am besten geeignet ist. Der Hohlraum besteht hier einerseits aus
einem starren offenen Teil 3, der abgeschlossen. ist durch Gummiteile d.
und 5, zwischen die zur Kraftaufnahme eine starre Leiste 6 (als Verkörperung der
in Abb. i angegebenen Linien M -N und 0-P) eingelassen ist. Der Hohlraum
enthält das leicht verdrängbare Füllmittel.
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Die beiden Teile 5 der Abb. 2 sind mechanisch und hydraulisch miteinander
zu verbin, den; ebenso die beiden Leisten 6, etwa durch eine Brücke B.
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Vorwiegend wird man jedoch alle die Teile 3 bis 8 als Umdrehungskörper
um eine Mittelachse X-Y ausbilden. Eine in Richtung X-Y wirkende Kraft O belastet
dann die Hohlraumfüllung 7, wobei Winkelausschläge des Teils 6-8 in den Gummiteilen
d. und 5 Schubbeanspruchungen hervorrufen.
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Diesen Schubbeanspruchungen überlagert sich die Druckwirkung der Flüssigkeitsfüllung
7,
welche die Gummiteile' 4 und 5 nach außen wölbt und; da Gummi keine großem Biegungskräfte
aufnehmen kann, in diesem Zugspannungen hervorruft.
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Die Gummiteile 4 und 5 könnten ohne weiteres mit ebenen, statt geneigten,
oberen und unteren. Begrenzungsflächen ausgebildet werden. In diesem Fall können
jedoch die durch Schrumpfung nach dem Vulkanisieren entstehenden Zugspannungen nicht
aus,-geglichen werden. Bei der gezeichneten Form dagegen ergibt sich ein gewisser
Ausgleich der dadurch, daß der Teil 6 um einen, entsprechenden Betrag in den Hohlraum
7 hinein verlagert wird.
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Durch willkürliche, noch stärkere Verlagerung in diesem Sinne kann
auf die Verbinr dungsflächen zynischen den Gummi- und den starren Teilen: sogar
eine gewisse Druckvorspannung aufgebracht werden.
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Sinngemäß kann nach Abb. 3 der gleiche Erfolg durch schräge Seitenflächen
bei ebenen Stirnflächen erzielt werden, wobei zwischen denn beiden genannten Ausführungsmöglichkeiten
noch Kombinationen möglich sind.
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In Abb. 3 ist weiter die Leiste 6 der Abb. 2 in zwei durch ein Zwischenstück
i i verburndene Flächen 9 und io aufgelöst, das, Gehäuse 8 zu einem Teller 12 erweitert,
der den hier ganz flachen Hohlraum 13 einschließt.
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Durch entsprechende Anordnung des Zwischenstücks. i i kann das Füllungsvolumen
oder das Verhältnis- Volumen zu Oberfläche beliebig groß oder klein gehalten werden,
auch durch Anbringen von; Rippen 14 oder Kanälen für Kühlung gesorgt werden, ferner
die ganze Konstruktion durch Umkehrung abgewandelt werden. ' Den Bauarten nach Abb.
2 und 3 sind gegenüber einfachen Hohlkörpern; wie, Abb. i, noch weitere Vorteile
gemeinsam, wie Gummiersparnis,, leichtere Herstellbarkeit; die Möglichkeit, einbaufertige
Teile mit genauen Passingen: herzustellen, sowie bei Ausführung der Gehäuse aus
gut wärmeleitenden Werkstoffen (Metall) die Möglichkeit guter Kühlung, was bei Dauerbetrieb
voil änsschlaggebender Wichtigkeit sein kann. Gerade an der Erwärmung scheitern
viele Vol4gummikonstruktionen, da infolge . der schlechten Wärmeleitfähigkeit des
Gumrnü sich in seinem Innern die Wärme staut, was zu Schmelznestern und Zerstörung
führt.
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Diese gefährdeten Zonen sind bei der vorliegenden Erfindung nicht
vorhanden: und durch die leicht bewegliche Füllung ersetzt, welche die Wärmeabfuhr
nach außen bewirkt.