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Elastische Verbindung Die Erfindung bezieht sich auf elastische Verbindungen
jener Art, bei denen ein verhältnismäßig starres, für gewöhnlich aus Metall bestehendes
äußeres Glied mit einer Bohrung versehen ist, in der ein inneres, gleichfalls verhältnismäßig
starres und in der. Regel aus Metall bestehendes Glied liegt, das solche Außenabmessungen
aufweist, daß zwischen seinem äußeren Umfang und der Innenwandung der im äußeren
Verbindungsglied befindlichen Bohrung ein Ringspalt verbleibt; in diesem Ringspalt
liegen eine oder mehrere Gummihülsen, die sowohl mit dem inneren als auch mit dem
äußeren Verbindungsglied zusammenwirken und dazu dienen, beide Glieder nachgiebig
miteinander zu verbinden. Die Gummihülsen sind in axialer Richtung um ein solches
Maß zusammengepreßt, daß sie das Bestreben haben, sich in dem Ringraum in radialer
Richtung auszudehnen.
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Derartige Verbindungen weisen für gewöhnlich zwei Gummihülsen auf,
die von entgegengesetzten Seiten aus in die Bohrung des äußeren Verbindungsgliedes
eingeführt sind und gegeneinander durch Druckglieder (nachstehend kurz Druckplatten
genannt) gegeneinandergepreßt werden. Die Druckplatten sitzen auf dem inneren Verbindungsglied
und wirken auf die äußeren Stirnflächen der Gumrnihülsen ein. In diesen Fällen besitzt
die Bohrung des äußeren Verbindungsgliedes meist die Form eines doppelten Kegelstumpfes.
Die äußeren Umfangsflächen der, Hülsen sind ähnlich geformt, so daß die auf die
Hülsenenden ausgeübten Kräfte nicht nur das Bestreben haben, eine Ausdehnung der
Hülsen in radialer Richtung zu bewirken, sondern die Hülsen auch in einem bestimmten
Maße radial zusammenzupressen, da jede Hülse in Richtung auf das engere Ende der
kegelstumpfförmigen Bohrung gedrückt wird, in der die Hülse liegt. Auf diese Art
von Lagern ist die Erfindung anwendbar, wenngleich dies auch nicht ihre einzige
Anwendungsmöglichkeit bildet.
Um den Widerstand zu vermehren, den
die Verbindung einer sich in axialer Richtung vollziehenden Relativbewegung zwischen
dem inneren und denn äußeren Verbindungsglied entgegensetzt, und auf diese Weise
zu erreichen, daß die Verbindung in der Lage ist, einen entsprechend stärkeren Enddruck
aufzunehmen, ist es bei elastischen Verbindungen der erwähnten Art bisher üblich,
an den Enden der Gummihülsen nach außen gerichtete, mit den Hülsen aus einem Stück
geformte radiale Flansche vorzusehen. Bei zusammengesetzter Verbindung liegen die
Hülsenflansche zwischen einer ringförmigen, die Bohrung des äußeren Gliedes umgebenden
Stirnfläche und der ihr zugewandten Fläche einer am inneren Verbindungsglied befestigten
Druckplatte.
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In Lagern dieser Art hat man auch schon Gummihülsen von einer solchen
Form verwandt, daß ihre anfängliche Länge derjenigen des inneren Verbindungsgliedes
entspricht, wobei die erwähnten Flansche durch je eine Druckplatte oder Unterlegscheibe
gebildet wurden, die verschiebbar auf den Enden des Innengliedes angeordnet waren,
wobei diese Enden über die Bohrung des' äußeren Verbindungsgliedes hinaus-. ragten.
Das Druckglied bzw. die Druckplatte wurde dann gegen das zugeordnete Ende der Gummihülse
gepreßt, so daß die Länge der Hülse verkürzt und der außerhalb der Bohrung des äußeren
Verbindungsgliedes verbleibende Hülsenteil radial nach außen gequetscht wurde und
so einen schmalen Flansch bildete.
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Bei einer solchen Anordnung ist die Gummihülse bei zusammengebauter
Verbindung also etwas kürzer als (las zugehörige innere Verbindungsglied; der herausgequetschte
dünne Flansch liegt zwischen der das Ende der Bohrung des äußeren Verbindungsgliedes
unmittelbar umgebenden Stirnfläche und der ihr zugewandten Fläche der Druckplatte.
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Gemäß der Erfindung wird eine elastische Verbindung der erwähnten
Art geschaffen, die leicht und billig herstellbar ist und dennoch unter normalen
Verhältnissen den Enddrücken in einem Maße Widerstand entgegensetzen kann, das ebenso
groß oder größer ist als bei den früher gebräuchlichen Verbindungen mit Flanschen,
welche in der einen oder anderen oben beschriebenen Weise durch Formgebung erzeugt
sind oder durch Verformung des Hülsenendes jeweils entstehen.
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Gemäß der Erfindung ragt die Gummihülse bei einer elastischen Verbindung
der erwähnten Art nach ihrem Einbau jedoch vor einer anderweitigen Verformung zeit
ihrem äußeren Ende über das innere Ende des Verbindungsgliedes hinaus; dieses vorragende
Hülsenende weist etwa zylindrische Form auf und besitzt einen Außendurchmesser,
der nicht größer ist als der Durchmesser des äußeren Endes der Bohrung des äußeren
Verbindungsgliedes. Beim Zusammenbau wird die Hülse mittels einer am inneren Verbindungsglied
angeordneten Druckplatte od. dgl. in axialer Richtung zusammengepreßt, so daß sie
sich in radialer Richtung ausdehnen und einen Flansch bilden muß, der zwischen der
Innenfläche der Druckplatte und der, ihr zugewandten Stirnfläche des äußeren Verbindungsgliedes
liegt. Zweckmäßig hat das Druckglied die Form einer Platte oder Scheibe, die beim
Zusammensetzen der Einrichtung in engen Eingriff mit dem Ende-.des inneren Verbindungsgliedes
gebracht wird, das so ihre Bewegung begrenzt. Werden also die Abmessungen des inneren
Verbindungsgliedes und der Gummihülse richtig aufeinander abgestimmt, so kann das
Maß der Verformung genau festgelegt werden, dem der End--abschnitt der Hülse, der
anfänglich über das äußere Ende des inneren Verbindungsgliedes hinwegragt, beim
Zusammenbau ausgesetzt wird.
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Der das innere Verbindungsglied umgebende Abschnitt der Gummihülse
kann gegebenenfalls mit der Oberfläche des inneren Gliedes z. B. durch ein Bindemittel
fest verbunden sein; wenn eine solche Verbindung nicht erfolgt, wird die Hülse zweckmäßig.-so
eng auf das innere Verbindungsglied aufgepreßt, daß die Reibung zwischen der Gummihülsenbohrung
und dem inneren Verbindungsglied in der fertig zusammengebauten Verbindung erhöht
ist. Es ist einleuchtend, daß 'in diesem Falle die Gummihülse eine besonders anfängliche
Formgestaltung erfahren muß, damit nach dem Aufpressen der Hülse auf das innere
Verbindungsglied der über das Ende dieses Gliedes hinausragende Teil der Gummihülse
vor der weiteren Verformung entsprechend der Erfindung zylindrische Form besitzt.
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Wird also eine derartige Anordnung bei einer Verbindung angewandt,
bei der die Bohrung des äußeren Verbindungsgliedes und damit auch die äußere Fläche
des in diese Bohrung passenden Hülsenteiles kegelstumpfförmig ausgebildet sind,
so hat die Gummihülse in ihrem ursprünglichen Formungszustand, also vor dem Aufpressen
auf das innere Verbindungsglied, eine kegelstumpfförmige Außenfläche. Die Hülsenbohrung
hingegen wird in dem Abschnitt, der mit dem inneren Verbindungsglied zusammenwirkt,
vor dem Einbau in das äußere Verbindungsglied zylindrisch sein, jedoch kegelstumpfförmig
auf der Länge, die vor dem Zusammenbau der Verbindung über das inziere Verbindungsglied
hinwegragt. Außerdem wird die Stirnfläche der Hülse, die das äußere Ende des kegelstumpfförmigen
Abschnittes ihrer Bohrung begrenzt, leicht kegelstumpfförmig verlaufen, wobei die
Spitze des Kegels außerhalb des entsprechenden Hülsenendes liegt.
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Werden für die kegelstumpfförmigen Flächen im Verhältnis zu dem anfänglichen
Durchmesser der Bohrung und dem Außendurchmesser des inneren Verbindungsgliedes,
auf das die Hülse aufzubringen ist, geeignete Kegelwinkel gewählt, so wird die Hülse
nach dem Aufpressen auf das innere Verbindungsglied auf ihrer ganzen Länge eine
annähernd zylindrische Bohrung sowie eine äußere Umfläche aufweisen, welche über
dem das innere Verbindungsglied umgebenden Abschnitt kegelstumpfförmig, und über
dem Abschnitt, welcher über das Ende des inneren Verbindungsgliedes hinausragt,
zylindrisch gestaltet ist.
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In der Zeichnung ist als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung eine
Schwingkupplung doppelkegelförmiger Bauart veranschaulicht, die beispielsweise zum
gelenkigen Anschluß einer Feder; eines Federschäkels od. dgl. bei einer federnden
Aufhängelagerung eines Fahrzeuges zur Anwendung kommen kann.
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Fig. i, 2 und 3 veranschaulichen jeweils im Querschnitt verschiedene
Stufen der Herstellung und des Zusammenbaues der Verbindung;
Fig.4
zeigt gleichfalls im Querschnitt die vollständig zusammengebaute Verbindung. (Die
Querschnitte sind in jedem Fall in einer Ebene geführt, die die Längsachse der Gummihülse
bzw. -hülsen enthält.) Die in Fig. 4 veranschaulichte Verbindung weist zwei (Crummiliülsen
A auf, von denen jede in ihrem anfänglichen, nicht verformten Zustand den in Fig.
i veranschaulichten Ouerschnitt hat. Diese Querschnittsform weist eine äußere kegelstumpfförmige
Fläche A',
eine Bohrung, welche teilweise einen zylindrischen Abschnitt
A ' verhältnismäßig kleinen Durchmessers und teilweise einen kegelstumpfförmigen
Abschnitt A 3 hat sowie Stirnflächen A4, A° auf. Die eine Stirnfläche A''
ist flach, während die andere Stirnfläche A5 Abschnitt eines Kegelstumpfes mit großem
Kegelwinkel ist.
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Die erste Maßnahme beim Zusammenbau der Verbindung besteht darin,
zwei Hülsen A auf je ein zylindrisches, aus Metall bestehendes inneres Verbindungsglied
B aufzuziehen, das einen Außendurchinesser hat, der wesentlich größer ist als der
Durchinesser der Bohrung .12. Bei diesem Vorgang wird jede der beiden Hülsen A in
die in Fig. 2 veranschaulichte Form gebracht; aus dieser Abbildung ist auch zii
selten, daß das im Durchmesser größere Ende der Hülse ,l einen nunmehr zylindrischen
Ansatz All
bildet, der über das eine Ende des inneren Verbinchingsgliedes
B hinausragt.
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1)ie beiden in Fig. 2 veranschaulichten und je aus einer Hülse A und
einem inneren Glied B bestehenden Baticleinentc -,\,erden dann in die entgegengesetzten
Enden einer doppelkegelförmig gestalteten Bohrung C eines Teiles C1 eingeführt.
Dieser Teil C1 bildet das äußere Glied der Verbindung, wie Fig.3 zeigt. Die :\binessungen
der Bohrung C sind, wie die Zeichnung zeigt, so gewählt, daß die inneren Enden der
inneren Verbindungsglieder ß und Stirnflächen A'4 der beiden (:unnnihülsen einander
berühren; die kegelstumpffürinigcn :lußenflä chen der Hülsen A berühren die M'andung
der Bohrung C.
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1)cr letzte Arbeitsgang beim Zusammenbau der Verbindung besteht darin,
einen Bolzen D durch die beiden inneren Verbindungsglieder und durch Druckplatten
E hindurchzustecken; anschließend wird die \lutter I) i angezogen, so daß die Druckplatten
E die Endabschnitte ,1ß der Gunimihülsen, die anfänglich über die Enden der inneren
Verbindungsglieder hinausragen, derart zusammenpressen und verformen, daß bei vollständigem
Anziehen der Mutter die Druckplatte E mit den Enden der inneren Verbindungsglieder
B in Berührung kommen. Die Endabschnitte der Guinmihülscn nehmen dann die in Fig.
4 veranschaulichte Form und Lage an.
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Aus der Zeichnung ist zu erkennen, daß die Kanten t"= an den Enden
der Bohrung C, um die die Endabschnitte _-1"i der Hülsen A bei ihrer Verformung
mittels der Druckplatten E herumgepreßt werden, abgerundet sind.
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Das Maß, um welches jede Gummihülse A nach dem Aufbringen auf das
zugehörige innere Verbindungsglied hinwegragt (Fig. a), ändert sich je nach den
vorliegenden Verhältnissen; findet ein inneres Verbin-<hingsglied 13 Anwendung,
das einen Außendurchmesser von beispielsweise etwa' i9 mm hat, während die Bohrung
C in der Mitte etwa 32 mm und an ihren Enden (ungerechnet die Abrundungen C2) etwa'
35 mm bzw. etwa 38 mm groß ist, so wird die Länge des über das Ende des inneren
Verbindungsgliedes B hinausragenden Abschnittes All etwa 6 mm betragen.
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Bei einer Verbindung gemäß der Erfindung wirkt sich der mittels der
Druckplatten B auf die Enden der Gummihülsen A ausgeübte Druck über die ganze Länge
einer jeden Hülse aus, weil anfänglich die Enden All der Hülsen zylindrische
Form haben. Selbst wenn die Hülsen endgültig in die in Fig. 4 veranschaulichte Gestalt
verformt worden sind, hat das Bestreben der Endabschnitte A8 der Hülsen, ihren Durchmesser
zu verringern und sich in axialer Richtung zu strecken, um ihre ursprünglich unverformte
Gestalt zurückzugewinnen, die Folge, daß die innerhalb des äußeren Verbindungsgliedes
befindlichen Hülsenteile unter Druck und damit in enger Reibungsberührung mit den
Oberflächen der inneren und äußeren Verbindungsglieder B und C gehalten werden.
Durch das anfängliche Aufpressen einer jeden Gummihülse A auf ihr zugehöriges inneres
Verbindungsglied B wird die Reibungsverbindung zwischen der Hülse und dem inneren
Verbindungsglied erhöht und einer Gleit= bewegung zwischen diesen beiden Teilen
entgegengewirkt, und zwar vor allen Dingen an der Stelle der Anordnung, an der beim
Auftreten übermäßiger Beanspruchungen ein solcher Schlupf vornehmlich entstehen
könnte.
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Es ist auch zu erkennen, daß die Endabschnitte AB der Hülse bei zusammengebauter
Verbindung in axialer Richtung erheblich verkürzt sind, während ihre radialen Abmessungen
entsprechend zugenommen haben. Hierdurch wird nicht nur eine gute Reibungsverbindung
zwischen diesen Hülsenenden und den sie einschließenden Flächen sichergestellt,
sondern diese Endabschnitte der Hülsen werden in besonderem Maße auch dazu befähigt,
den Enddrücken zu widerstehen, denen die Verbindung als Ganzes im Betriebe ausgesetzt
wird; außerdem wird eine nennenswerte gegenseitige Verdrehung zwischen den miteinander
zusammenwirkenden Flächen ermöglicht, ohne daß eine Überbeanspruchung des Gummis
erfolgt.
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Bei der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsform wird jede
Gummihülse für sich getrennt hergestellt und anschließ.-nd auf das zugehörige Verbindungsglied
aufgepreßt. Abweichend hiervon kann die Gummihülse, die den erforderlichen Endabschnitt
aufweist, mit dem inneren Verbindungsglied durch ein Bindemittel verbunden werden;
auch in diesem Falle würde die aus Gummihülse und innerem Verbindungsglied bestehende
Einheit ähnlich wie in Fig. 2 dargestellt, ausgebildet sein, jedoch mit dem Unterschied,
daß die Hülse bereits während des Formungsvorganges oder in anderer Weise mit dem
inneren Verbindungsglied durch ein Bindemittel verbunden wird,