Verfahren zur Herstellung einer Gelenkverbindung Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Gelenkverbindung mit einer eine konkave Fläche aufweisenden Hülse und einem darin angeordneten Einsatzstück, wobei das rohrförmige Einsatzstück in die Hülse eingeführt und, während es sich darin befindet, verformt wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Aussenfläche des rohrförmigen Einsatzstückes eine Form aufweist, die im wesent lichen der Form der Innenfläche der Hülse entspricht und dass das Einsatzstück eine zylindrische Bohrung aufweist, die beim Herstellungsvorgang ausgeweitet wird.
Vorzugsweise wird das rohrförmige Einsatzstück mit Hilfe eines konischen Dornes aufgeweitet, der durch die Bohrung hindurchgetrieben wird.
Das rohrförmige Einsatzstück kann mit einer Schicht aus gummielastischem Material z. B. Gummi versehen sein, und diese Teile können gemeinsam in die Hülse eingeführt und danach wie oben beschrie ben verformt werden, bis die Schicht aus gummi elastischem Material in der Hülse anliegt. Die so hergestellte Gelenkverbindung gehört zum Typ mit Gummieinlage, bei dem die Gelenkbewegung durch Verformung der Gummieinlage aufgenommen wird.
Man kann auch ein solches Gelenk mit Gummi einlage herstellen, bei welchem die Hülse mit einer Schicht aus gummielastischem Material, z. B. Gummi, versehen ist, wonach man das rohrförmige Einsatzstück in die derart ausgekleidete Hülse ein führt und wie oben beschrieben verformt, bis die Aussenfläche des Einsatzstückes an der Auskleidung der Hülse anliegt.
Bei der Herstellung eines Gelenkes mit Gummi einlage ist es von Vorteil, wenn die Verformung des rohrförmigen Einsatzstückes so weit getrieben wird, dass die Gummimanschette oder die Gummischicht vorgespannt wird. Die Gummimanschette oder Schicht kann auf das rohrförmige Einsatzstück auf vulkanisiert sein, so dass sie im fertigen Gelenk fest mit diesem verbunden ist oder auch in der Hülse einvulkanisiert sein, so dass sie fest mit jener ver bunden ist.
Es hat sich gezeigt, dass es bei solchen Gelenken mit Gummieinlage von Vorteil ist, wenn der grösste Durchmesser des rohrförmigen Einsatzstückes nur wenig kleiner ist als der kleinste Durchmesser der Hülse, da die Gummimanschette oder andere Gummiteile beim Einbringen in die Hülse verformt werden können, bevor das rohrförmige Einsatzstück aufgeweitet wird: Nachdem das rohrförmige Einsatzstück aufge- weitet ist, sollte dessen grösster Aussendurchmesser vorzugsweise ein wenig grösser sein als der kleinste Durchmesser der Hülse, damit wenn die Gummi zwischenlage aus irgendeinem Grund versagt, das Einsatzstück in der Hülse gehalten wird.
In der Zeichnung sind einige Ausführungsbei spiele der Gelenkverbindung gemäss der Erfindung dargestellt.
Fig. 1 zeigt rohrförmiges Einsatzstück mit einer aufvulkanisierten Gummimanschette, vor dem Ruf weiten, im Schnitt.
Fig.2 zeigt das Einsatzstück von Fig.l der Hülse, vor dem Rufweiten, im Schnitt.
Fig.3 zeigt die fertige Gelenkverbindung im Schnitt.
Fig.4 ist ein Schnitt durch ein etwas anderes ausgebildetes, fertiges Einsatzstück, und Fig. 5 ist eine Seitenansicht des in Fig.4 dar gestellten Gelenkes.
In Fig. 1 ist das rohrförmige Einsatzstück mit 10 bezeichnet, und 11 ist die aufvulkanisierte, eine Zwischenlage bildende Gummimanschette. Das Ele- ment 10 hat eine Aussenfläche 12 die so ausgebildet ist, dass ihre endgültige Form mit derjenigen der Hülse übereinstimmt. Die Bohrung 13 ist zylindrisch. Die Aussenfläche 12 ist in der axialen Schnittebene durch Kreisbogen begrenzt, deren Mittelpunkte beid seitig der Achse e der Bohrung liegen und mit a bzw. b angedeutet sind. In Ebenen senkrecht zur Achse e ist Aussenfläche 12 kreisrund.
Die Zwischenlage 11 hat eine Aussenfläche 15, die in der axialen Schnitt ebene durch Kreisbogen begrenzt ist, deren Mittel punkte beiderseits der Achse e der Bohrung liegen und mit c bzw. d angedeutet sind. In Ebenen senk recht zur Achse e ist die Aussenfläche 15 kreisrund.
Bei der Herstellung eines Kugelgelenkes wird zuerst das rohrförmige Element nach Fig. 1 in die Hülse 16 eingebracht, wie Fig. 2 zeigt. Dazu ist das rohrförmige Element durch die Mündungsöffnung 17 der Hülse hindurchgedrückt worden. Nachher wird dessen Bohrung 13 mit Hilfe eines hindurch getriebenen konischen Dornes ausgeweitet.
Die Ausweitung soll so weit getrieben werden, dass die Zwischenlage 11 aus Gummi zwischen der Hülse und dem innern Kugelelement vorgespannt wird und mit Reibung an der Innenfläche der Hülse anliegt.
In ihrer ursprünglichen, in Fig. 1 dargestellten Form hat die Zwischenlage 15 im axialen Schnitt eine trapezoide Form, wobei die Endflächen vom Kugel element 10 hinweg konvergieren.
Nach der Ausweitung des Kugelgelenkes bilden sich an den freien Enden der Zwischenlage Druck wülste 20, welche die Hülse ausfüllen.
Die Innenfläche der Hülse ist - wie das Kugel element - in der Axialebene durch Kreisbogen begrenzt, deren Mittelpunkte in Fig. 2 beidseits der Achse der Hülse mit <I>g bzw. h</I> bezeichnet sind. In Ebenen senkrecht zur Hülsenachse ist die Fläche kreisrund.
Der grösste Durchmesser des Kugelelementes vor der Ausweitung ist ein wenig kleiner als der Durch messer der Mündungsöffnung 17 der Hülse, und diese ist kleiner als der grösste Durchmesser der Manschette 15.
In aufgeweitetem Zustand dagegen ist der grösste Durchmesser des Kugelelementes grösser als der Durchmesser der Mündungsöffnung der Hülse.
Wenn das Kugelelement 10 aufgeweitet ist, bleibt dessen Aussenfläche in der Axialebene kreisbogen förmig und in Ebenen senkrecht zur Achse kreisrund. Der Krümmungsradius in der Axialebene ist etwas geringer als vor der Ausweitung des Kugelelementes, wie bei<I>j</I> und<I>k</I> in Fig. 3 angedeutet ist.
Im gezeigten Beispiel ist die Hülse 16 direkt in einem Verbindungsglied angeordnet, an welchem beidseits ein Kugelgelenk wie oben beschrieben ge bildet ist. Fig. 3 zeigt mit strichpunktierter Umriss- linie 20 einen Lagerbolzen, der mit Presssitz in die ausgeweitete Bohrung des an einem Ende des Ver- bindungsgliedes angeordneten Kugelelementes einge- presst ist. Der Lagerbolzen selber ist im Bauteil 21 befestigt.
Bei der Ausführung nach Fig. 4 und 5 ist das Verbindungsglied mit 24 bezeichnet. Hülsen 16 bil den wie oben beschrieben die Endpartien des Ver bindungsgliedes und sind bei 25 durch Widerstands schweissung mit einem rohrförmigen Mittelstück ver bunden.
Bei diesem Beispiel besteht die konkave Innen fläche der Hülse aus einem mittleren zylindrischen Teil 27, an den beidseitig konische nach aussen kon vergierende Teile 28 und 29 anschliessen.
Die Aussenflächen des inneren Einsatzstückes und die Gummizwischenlage 11 auf dem nicht ausge weiteten Kugelelement sind entsprechend geformt, das Einsatzstück mit der aufvulkanisierten Zwischen lage ist in die Hülse eingeführt und dessen zylindri sche Bohrung 13 ist mit Hilfe eines konischen Dornes wie oben beschrieben aufgeweitet worden. Das Aus weiten ruft eine Vorspannung der Zwischenlage her vor, so dass diese sich mit Reibung an die Innenseite der Hülse anschmiegt.
Method of making an articulated joint The present invention relates to a method of making an articulated joint having a sleeve having a concave surface and an insert disposed therein, the tubular insert being inserted into the sleeve and deformed while it is therein.
The method according to the invention is characterized in that the outer surface of the tubular insert piece has a shape that essentially corresponds to the shape of the inner surface of the sleeve and that the insert piece has a cylindrical bore which is widened during the manufacturing process.
Preferably, the tubular insert is expanded with the aid of a conical mandrel which is driven through the bore.
The tubular insert can with a layer of rubber-elastic material z. B. rubber, and these parts can be introduced together into the sleeve and then as described above ben deformed until the layer of rubber-elastic material rests in the sleeve. The articulated joint produced in this way is of the type with a rubber insert, in which the movement of the joint is absorbed by deformation of the rubber insert.
You can also make such a joint with rubber insert, in which the sleeve with a layer of rubber-elastic material, for. B. rubber, is provided, after which one leads the tubular insert into the sleeve lined in this way and deformed as described above until the outer surface of the insert rests against the lining of the sleeve.
When producing a joint with a rubber insert, it is advantageous if the deformation of the tubular insert piece is driven so far that the rubber sleeve or the rubber layer is pretensioned. The rubber sleeve or layer can be vulcanized onto the tubular insert piece so that it is firmly connected to this in the finished joint or also vulcanized into the sleeve so that it is firmly connected to that.
It has been shown that in such joints with a rubber insert it is advantageous if the largest diameter of the tubular insert piece is only slightly smaller than the smallest diameter of the sleeve, since the rubber sleeve or other rubber parts can be deformed when being inserted into the sleeve before The tubular insert is expanded: After the tubular insert is expanded, its largest outer diameter should preferably be a little larger than the smallest diameter of the sleeve so that if the rubber liner fails for any reason, the insert is held in the sleeve.
In the drawing, some Ausführungsbei are shown games of the articulated connection according to the invention.
Fig. 1 shows a tubular insert with a vulcanized rubber sleeve, widen before the call, in section.
Fig. 2 shows the insert from Fig.l of the sleeve, before the call distances, in section.
3 shows the finished joint connection in section.
FIG. 4 is a section through a somewhat differently designed, finished insert, and FIG. 5 is a side view of the joint shown in FIG.
In Fig. 1, the tubular insert is designated 10, and 11 is the vulcanized rubber sleeve forming an intermediate layer. The element 10 has an outer surface 12 which is designed so that its final shape corresponds to that of the sleeve. The bore 13 is cylindrical. The outer surface 12 is delimited in the axial sectional plane by circular arcs, the centers of which lie on both sides of the axis e of the bore and are indicated by a and b. In planes perpendicular to the axis e, the outer surface 12 is circular.
The intermediate layer 11 has an outer surface 15 which is delimited in the axial section plane by circular arcs, the center points of which lie on both sides of the axis e of the bore and are indicated by c and d. In planes perpendicular to the axis e, the outer surface 15 is circular.
In the manufacture of a ball joint, the tubular element according to FIG. 1 is first introduced into the sleeve 16, as FIG. 2 shows. For this purpose, the tubular element has been pushed through the mouth opening 17 of the sleeve. Then the bore 13 is widened with the aid of a conical mandrel driven through it.
The expansion should be carried out so far that the intermediate layer 11 made of rubber is pretensioned between the sleeve and the inner ball element and rests against the inner surface of the sleeve with friction.
In its original form, shown in Fig. 1, the intermediate layer 15 has a trapezoidal shape in axial section, the end faces of the ball element 10 converge away.
After the expansion of the ball joint, pressure bulges 20 are formed at the free ends of the intermediate layer, which fill the sleeve.
The inner surface of the sleeve is - like the ball element - bounded in the axial plane by circular arcs, the center points of which are designated in FIG. 2 on both sides of the axis of the sleeve with <I> g and h </I>. The surface is circular in planes perpendicular to the sleeve axis.
The largest diameter of the ball element before the expansion is a little smaller than the diameter of the mouth opening 17 of the sleeve, and this is smaller than the largest diameter of the sleeve 15.
In the expanded state, however, the largest diameter of the ball element is larger than the diameter of the mouth opening of the sleeve.
When the spherical element 10 is widened, its outer surface remains in the form of a circular arc in the axial plane and circular in planes perpendicular to the axis. The radius of curvature in the axial plane is somewhat smaller than before the expansion of the spherical element, as indicated at <I> j </I> and <I> k </I> in FIG. 3.
In the example shown, the sleeve 16 is arranged directly in a connecting member on which a ball joint is formed on both sides as described above ge. 3 shows, with a dash-dotted outline 20, a bearing pin which is pressed with a press fit into the widened bore of the ball element arranged at one end of the connecting link. The bearing pin itself is fastened in component 21.
In the embodiment according to FIGS. 4 and 5, the connecting member is designated by 24. Sleeves 16 bil as described above, the end portions of the connecting link and are connected ver at 25 by resistance welding with a tubular center piece.
In this example, the concave inner surface of the sleeve consists of a central cylindrical part 27, to which both sides conical outwardly converging parts 28 and 29 are connected.
The outer surfaces of the inner insert and the rubber liner 11 on the not expanded ball element are shaped accordingly, the insert with the vulcanized intermediate layer is inserted into the sleeve and its cylindri cal bore 13 has been widened using a conical mandrel as described above. The expansion causes the intermediate layer to be pre-tensioned so that it clings to the inside of the sleeve with friction.