DE854731C - Elastisches Gelenk und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

• Elastisches Gelenk und Verfahren zu seiner Herstellung Die Erfindung betrifft elastische Gelenke, insbesondere für schwingende Abstützstangen, z. B. Lenkgestänge von Kraftfahrzeugen u. dgl., bei welchen der Kopf des Verbindungszapfens der Gelenkteile in einer elastischen, in ein Gehäuse eingepreßten Einlage, z. B. aus Gummi od. dgl., eingebettet und mit dieser fest verbunden ist.
• Derartige elastische Gelenke haben sich an sich im Gebrauch gut bewährt. Sie weisen eine einfache Bauart auf und ermöglichen eine allseitige Beweglichkeit der Gelenkteile zueinander, während sie andererseits gegen äußere Einflüsse, wie das Eindringen von Schmutz, Staub und Feuchtigkeit, ziemlich unempfindlich sind oder wenigstens leicht geschützt werden können. Ferner bedürfen sie 'keiner Schmierung, und die elastische Einlage fängt die in die Gestängeteile gelangenden Erschütterungen, diese dämpfend, auf. Schließlich erfordern solche Gelenke keine Beaufsichtigung, da sie bei Verschleiß der elastischen Einlage nicht auseinanderfallen können, und es erübrigt sich jegliches Nachstellen, wie das bei Kugelgelenken infolge des natürlichen Verschleißes nicht zu vermeiden ist.
• Diesen Vorzügen der genannten elastischen Gelenke stehen nun gegenwärtig verschiedene Schwierigkeiten bei der Herstellung gegenüber. Zunächst ergibt sich eine vollwertige Wirkung der Gelenke nur in dem Fall, daß für die Gummieinlage eine gute Qualität zur Verarbeitung kommt, die allen erwähnten Beanspruchungen gewachsen ist. Das ist aber in der heutigen Zeit nicht möglich und bei der Verwendung einer minderen Güte für die Gummieinlage lassen auch die guten Eigenschaften des Gelenkes entsprechend nach. Es betrifft dies namentlich die geringere Elastizität sowie den dann schneller eintretenden Verschleiß der elastischen Einlage. Ein weiterer Mangel in der heutigen Herstellung dieser Gelenke ist noch darin zu verzeichnen, daß die bisher zur Verbindung der Flächen des Rohgummis der Einlage. mit den Gelenkteilen beim Vulkanisieren verwendeten Klebemittel nicht mehr zur Verfügung stehen. Infolgedessen wird die gewünschte innige Verbindung der genannten Teile nicht in ausreichendem Maße erreicht, wodurch der Wirkungsgrad des Gelenkes in bezug auf seine Elastizität und Haltbarkeit weiter herabgesetzt wird.
• Gegenstand der Erfindung ist nun ein elastisches Gelenk der angegebenen Art, bei dem die elastische Einlage aus mehreren, ineinandergeschachtelten, kugeligen oder etwa kugeligen Gummischichten verschiedener Härtegrade besteht. Vorzugsweise wird der Gelenkzapfenkopf mit einem kugeligen Teil aus hartem Gummi versehen, der von einem zweiten Teil aus weichem Gummi umgeben wird. Dieser wird in das Gelenkgehäuse eingepreßt. Es können gegebenenfalls auch noch eine oder mehrere weitere, die genannten Teile einschließenden Gummischichten von zueinander abweichenden Härtegraden vorgesehen werden. Bei der Herstellung des elastischen Gelenkes werden erfindungsgemäß die verschiedenen Gummischichten, von innen her beginnend, nacheinander vulkanisiert, ohne daß dabei die bisher üblichen Klebemittel an den .Flächen des Rohgummis zur Verwendung kommen.
• Trotzdem ergibt sich eine vorzügliche, allen Anforderungen gewachsene Wirkungsweise des elastischen Gelenkes, auch selbst in dem Fall, daß für die verschiedenen Gummischichten ein Material minderer Güte als bisher verwendet wird. Es kommt dies dadurch zustande, daß bei Verdrehungen bzw. Winkelausschlägen der Gelenkteile zueinander die verschiedenen, sehr fest aneinanderliegenden Gummischichten den unterschiedlichen Härtegraden derselben bzw. ihrer verschiedenen Dehnungsfähigkeit entsprechend von außen nach innen hin stufenartig abnehmend in Anspruch genommen werden, wobei diese Beanspruchungen stets der jeweiligen Beschaffenheit und Güte des Werkstoffes angepaßt sind. Die hohe Haftfähigkeit der Gummischichten aneinander wird noch durch die ungleich sich auswirkenden Schrumpfungsvorgänge des weichen zum harten Gummi nach dem Vulkanisieren besonders gefördert, so daß sich die äußere Schicht förmlich.saugend um die innere Schicht herumlegt.
• Die neue Bauart des elastischen Gelenkes bringt aber gegenüber den bekannten Gelenken noch einen weiteren, sehr wesentlichen Vorteil mit sich. Bei der älteren Bauart zeigt sich nämlich der große Übelstand, daß die elastische Einlage bei unvorschriftsmäßiger Behandlung des Gelenkes, indem die Gelenkteile z. B. beim Zusammenbau des Gestänges weit über das zulässige Maß hinaus zueinander verdreht werden, so stark verzerrt wird, daß sie in 'sich reißt oder aber vollständig verwürgt wird, wodurch die stoßdämpfende Eigenschaft und die in der unbeschädigten Gummimasse vorhandenen federnden, die Gelenkteile nach dem Ausschlag wieder in die Ursprungslage zurückführendere Kräfte zerstört werden. Dieser Nachteil kann bei der neuen Bauart des elastischen Gelenkes nicht eintreten, da die aneinanderhaftenden Gummischichten bei einer etwaigen überbeanspruchung durch zu starke Verdrehung zueinander sprunghaft verrutschen, so daß sie dann eine neue Ausgangsstellung zueinander einnehmen, in der sie wie vorher zusammenwirken. Sie können aber auch durch Zurückdrehung unter erneutem Rutschen wieder in die Urstellung, die der Normalstellung der Gelenkteile zueinander entspricht, versetzt werden. In diesem Sinne besteht noch die Möglichkeit, den Gummischichten durch gewollte Verschiebung zueinander in einer bestimmten Verdrehungsrichtung eine regelbare Vorspannung zu verleihen.
• Der mit der inneren Gummischicht zu bekleidende Kopf des Gelenkzapfens kann eine beliebige, geeignete Form erhalten und mit oder ohne Lochungen ausgeführt sein die bei Vor- handensein mit der elastischen Lagermasse ause ig en um die 'er m ung weiter zu tiefestigen. Zweckmäßig weist der Kugelkopf eine solche Form auf, daß in der waagerechten, mit der Axialebene der Stoßstange der Gelenkverbindung zusammenfallenden Mittelebene des Kugelkopfes aus Hartgummi der größte Materialquerschnitt vorhanden ist, wodurch eine höchstmögliche Aufnahmefähigkeit der elastischen Einlage für Stöße und Erschütterungen in der Hauptstoßrichtung geschaffen wird. Schließlich ist noch Vorsorge dafür getroffen, daß die Weichgummischicht den @K@ug@elko f aus artgummi auch noch in der Zone ed-r@ünteren Gehäuseöffnung mit einer genügend starken Ringschicht ümgibt, die anschließend ,daran mii -einem @äIsättigeri, M- Puffer wirkenden @ and an den' köni cheii"l#ölzenschaft .angesetzt ist.
• Inder Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt. Fig. i und 2 zeigen die erste Ausführungsform in Ansicht mit teilweisem Querschnitt und im Längsschnitt nach Linie A-B, während Fig.2 eine zweite Ausführungsform im Querschnitt zeigt.
• Nach Fig. i und 2 weist der Kopf i des Gelenkzapfens 2 in der Mittelebene, die mit der Axialebene der mit dem Gehäuse 3 verbundenen, in einem Zapfen 4 befestigten Stoßstange zusammenfällt, eine eingezogene, doppelt konische Form auf. Er wird durch eine aufvulkanisierte Schicht 5 aus hartem Gummi, die noch ein Loch 6 des Zapfenkopfes i durchdringt, zu einem Kugelkopf ergänzt. Infolge der eingezogenen Form des Bolzenkopfes i erhält der Kugelkopf 5 in der Mittelzone den größten Materialquerschnitt. Um den Kugelkopf herum wird eine zweite Schicht 7 aus weichem Gummi durch Vulkanisieren angebracht, die unter starkem Druck in eine Kappe ,8 eingepreßt und mit dieser in das Gehäuse 3 eingesetzt wird, dessen Rand 9 über die Kappe 8 gebördelt wird. An der z. B. etwas abgeflachten Ansatzstelle des Hartgummikopfes 5 am konischen Zapfen 2 ist noch eine genügend starke Ringschicht io des Weichgummis vorhanden, welche an der unteren Gehäuseöffnung i i mit einem halsartigen, als Puffer wirkenden Rand 12 an den konischen Bolzen 2 angesetzt ist. Die Wirkungsweise des Gelenkes ist obenstehend beschrieben.
• Nach Fig. 3 ist der Kopf 13 des Gelenkzapfens 2 als Vierkant ausgebildet, und er weist kreuzförmige Löcher i.1 für die Gummimasse des Kugelkopfes 15 auf, der bis zur Ansatzstelle an den konischen Zapfen 2 kugelig durchgeführt ist.
• Der Zapfenkopf kann in noch anderer Weise, beispielsweise tellerartig, ausgestaltet sein und gegebenenfalls auch ohne Lochungen ausgeführt werden.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elastisches Gelenk, insbesondere für schwingende Abstützstangen, bei dem der Kopf des Verbindungszapfens der Gelenkteile in einer elastischen, in ein Gehäuse eingepreßten Einlage, z. B. aus Gummi od. dgl., eingebettet und mit dieser fest verbunden ist, .dadurch gekennzeichnet, daß die elastische .Einlage aus mehreren, ineinandergeschachtelten, kugeligen oder etwa kugeligen Gummischichten verschiedener Härtegrade besteht.
2. 2. Elastisches Gelenk nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Gelenkzapfenkopf (i) fest verbundener, kugeliger Teil (5) der elastischen Einlage aus hartem Gummi von einem in das Gelenkgehäuse (3) eingepreßten Teil (7) aus weichem Gummi umgeben ist.
3. 3. Elastisches Gelenk nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (i) des Gelenkzapfens (2) eine solche Form aufweist, daß in der waagerechten, mit der Axialebene der Stoßstange der Gelenkverbindung zusammenfallenden Mittelebene des Kugelkopfes (5) aus Hartgummi der größte Materialquerschnitt vorhanden ist.
4. 4. Elastisches Gelenk nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Weichgummischicht (7) den Kugelkopf (5) aus Hartgummi auch noch mit einer genügend starken Ringschicht (io) an der unteren Gehäuseöffnung (i i) umgibt und mit einem halsartigen, als Puffer wirkenden Rand (r2) an den konischen Bolzenschaft (2) angesetzt ist.
5. 5. Verfahren zur Herstellung elastischer Gelenke nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Gummischichten, von innen her beginnend, nacheinander, ohne die Verwendung von Klebemitteln an den Flächen des Rohgummis, vulkanisiert werden.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Härtegrade der Gummischichten so zueinander abgestimmt werden, daß diese infolge der ungleichen Schrumpfung des weichen Gummis zum harten Gummi nach dem Vulkanisieren mit großer Spannung aneinanderhäften.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung der verschiedenen Gummischichten zueinander so geregelt wird, daß sie bei übermäßiger Verdrehung der Gelenkteile aneinander verrutschen können. B. Verfahren nach Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß den Gummischichten durch gewollte Verschiebung zueinander in einer bestimmten Verdrehungsrichtung eine regelbare Vorspannung verliehen wird.