DE1525062B1

DE1525062B1 - Elastisches Gelenk oder elastische Kupplung sowie Verfahren zu dessen bzw. deren Herstellung

Info

Publication number: DE1525062B1
Application number: DE19651525062
Authority: DE
Inventors: Hans Karl Dipl-Ing Daur; Winsen Friedric H Dipl-Ing Van
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1965-12-14
Filing date: 1965-12-14
Publication date: 1970-07-16
Also published as: FR1503143A; GB1143670A; US3703761A; US3501184A

Description

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Die Erfindung betrifft ein elastisches Gelenk oder bestehenden elastischen Schicht zwischen zwei Geelastische Kupplung, bei dem das eine Gelenkteil mit lenkhülsen letztere mit seitlichen Anschlagscheiben einem in sich starren kugeligen Innenteil verbunden zu versehen, um das Verschieben der Windungen des ist, und bei dem zwischen einem radial äußeren zylin- Gummibandes zu verhindern. Dabei können die Andrischen Gehäuse und dem Innenteil eine elastische 5 schlagscheiben mittels radialer Verformungen der Schicht aus Gummi oder einem ähnlichen Werkstoff Gelenkhülsen axial fixiert sein, vorgesehen und mit dem Innenteil ein Gummi-Metall- Bei dem bekannten Gelenk in der amerikanischen

Teil bildet, und bei dem das Gummi-Metall-Teil mit Patentschrift 2628416 ist zwar eine elastische Schicht einer zylindrischen Mantelfläche der elastischen mit konstanter radialer Stärke zwischen einem kuge-Schicht in die zylindrische Innenbohrung des Gehäu- io !igen Gelenk-Innenteil und zwei ebenfalls kugeligen ses im wesentlichen ohne Pressung eingeschoben und äußeren Spannscheiben angeordnet. Durch das Zudie zylindrische Mantelfläche der elastischen Schicht sammenspannen der Spannscheiben ist beim bekanndurch axiales Zusammenspannen von stirnseitig an ten Gelenk jedoch die zentripedale Verformbarkeit die Schicht angelegten Spannscheiben kraftschlüssig der elastischen Schicht vernichtet. Ein besonderes an die Innenbohrung angepreßt ist, und bei dem das 15 Gehäuse ist bei diesem Gelenk nicht vorgesehen, da Gehäuse sowohl mit Verformungen zum axialen Ab- eine der Spannscheiben sowie das Innenteil des Gestützen der Spannscheiben als auch mit Verformun- lenkes selbst als Befestigungsglieder für die gelenkig gen zum axialen Arretieren des Gehäuses in seiner zu verbindenden Teile dienen. Infolgedessen vermag zugehörigen Fassung des anderen Gelenkteiles ver- das bekannte Gelenk keine Anregungen in bezug auf sehen ist. ²° die Arretierung des Gehäuses für das Gummi-Metall-

Durch die amerikanische Patentschrift 1 923 601 Teil eines Gelenkes der die Erfindung betreffenden ist ein elastisches Gelenk bekannt, das sich von dem Art zu geben.

Gelenk der genannten Art zunächst grundsätzlich Das sich insbesondere durch das Fehlen von Spann-

durch eine ungleichmäßige radiale Wandstärke seiner scheiben sowie unter anderem durch eine ungleichelastischen Schicht unterscheidet. Durch diese Un- 25 mäßige radiale Ausgangsstärke seiner elastischen gleichmäßigkeit hat das bekannte Gelenk in bezug auf Schicht ebenfalls von dem Gelenk der die Erfindung Elastizität bzw. Verformbarkeit eine andere Charak- betreffenden Art unterscheidende bekannte Gelenk teristik als ein Gelenk der die Erfindung betreffenden in der britischen Patentschrift 543 013 ist mit einer Art. Beim bekannten Gelenk wird lediglich eine ein- in der Ausgangsform zylindrischen Hülse für die Aufzige Spannscheibe sowie ein an einer Stirnseite ge- 30 nähme einer elastischen Ringscheibe versehen. In die schlossenes topfförmiges Gehäuse verwendet. Die Ringscheibe greift unter Aufweitung des Scheiben-Spannscheibe weist besondere Verformungen für ihre loches der Kugelkopf eines Gelenkzapfens ein, so daß Abstützung am Gehäuse auf. Für die Arretierung des auf diese Weise der Gelenkzapfen in der Ringscheibe Gehäuses ist ein Sprengring bzw. eine Schraube erfor- und die Ringscheibe infolge der vom Kugelkopf bederlich. 35 wirkten radialen Pressung in der Hülse gehalten sind.

Den grundsätzlichen Unterschied der ungleich- Die Hülse ist in ein korrespondierendes Befestigungsmäßigen radialen Wandstärke der elastischen Schicht loch eines Gelenkhebels spielfrei eingesetzt und am weist auch das bekannte Gelenk in der amerikani- Hebel mittels radial nach außen gerichteter Verforschen Patentschrift 2 424 455 gegenüber dem Gelenk mungen axial arretiert. Um dem im spannungsfreien der eingangs genannten Art auf. Bei diesem bekann- 40 Zustand im wesentlichen Rechteckform aufweisenden ten Gelenk ist das als Fassung für das ebenfalls topf- Querschnitt der Ringscheibe für die nach allen Richförmige Gehäuse des Gummi-Metall-Teiles dienende tungen elastische Abstützung des Kugelkopfes im Gelenkauge mit zusätzlichen Verformungen zum wesentlichen Kreisringform zu geben, sind die Enden Arretieren des Gehäuses und für das Abstützen der der Hülse halbkugelförmig nach innen umgebördelt, einzigen Spannscheibe versehen. 45 Das dem Zapfen gegenüberliegende frei bleibende

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe be- Loch in der elastischen Schicht ist durch eine ebensteht im wesentlichen darin, die Mittel zum Abstützen falls Kugelform aufweisende Dichtungsscheibe gegender Spannscheiben und zum Arretieren des Gehäuses über der Atmosphäre verschlossen, die mit ihrer bei einem Gelenk der eingangs genannten Art zu ver- Innenfläche an der verformten Ringscheibe und mit bessern. 50 ihrer Außenfläche an dem benachbarten umgebördel-

Durch die französische Patentschrift 1 230 872 ist ten Ende der Hülse anliegt. Bei diesem bekannten ein nicht unter den Gattungsbegriff der Erfindung Gelenk wird zwar die Dichtungsscheibe durch eine fallendes Gelenk mit ungleichmäßiger radialer Stärke radial nach innen gerichtete Verformung der Hülse der elastischen Schicht bekanntgeworden, bei dem das gehalten, jedoch übt die Dichtungsscheibe auf die Gummi-Metall-Teil unter erheblicher radialer Pres- 55 Ringscheibe keine Spannfunktion aus, um den sung der elastischen Schicht in das Gehäuse eingesetzt elastischen Querschnitt axial zusammenzuspannen ist. Dadurch ist ein großer Prozentsatz der Verform- und dadurch die Ringscheibe radial nach außen gegen barkeit der elastischen Verbindung verloren. Die an die Hülse zu pressen.

die elastische Schicht anvulkanisierten Spannscheiben Die erläuterte Aufgabe zum Verbessern der Mittel

dieses bekannten Gelenkes sind sowohl axial als auch 60 für die Abstützung der Spannscheiben und für die radial an radialen Verformungen des Gehäuses abge- Arretierung des Gehäuses bei dem Gelenk der einstützt. Hinweise auf Mittel für die Arretierung des gangs genannten Art, bei dem ein Gummi-Metall-Teil Gehäuses sind der genannten Druckschrift nicht zu spannungsfrei in ein zylindrisches Gehäuse eingesetzt entnehmen. und eine zylindrische Mantelfläche der Gummischicht

Durch die deutsche Patentschrift 643 309 ist es 65 durch axiales Zusammenspannen von stirnseitig an bekannt, bei einem ebenfalls nicht dem Gattungs- die Gummischicht angesetzten Spannscheiben radial an begriff der Erfindung entsprechenden elastischen Ge- die Innenbohrung des Gehäuses angepreßt wird, ist lenk mit einer aus einem aufgewickelten Gummiband erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gehäuse an

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beiden Enden sowohl mit wenigstens einer radial sentlichen in Form einer Kugelschale — aus Gummi

nach außen hervorstehenden Verformung für seine festhaftend aufgebracht. Konzentrisch zur Bohrung

Arretierung als auch mit wenigstens einer radial nach 14 weist die Gummischicht 15 ein zylindrisches Man-

innen hervorstehenden Verformung für die Abstüt- telteil 16 auf, in das radial eine schlitzförmige Nut 17

zung einer Spannscheibe versehen ist. 5 eingebracht ist. Die Nut 17 teilt die Gummischicht

Durch die Erfindung ist eine Vereinfachung der symmetrisch in zwei gleiche Abschnitte A auf.

Herstellung und der Montage des Gelenkes erzielt. Dieses Gummi-Metall-Bauteil kann für ein elasti-

Die Fassung bzw. das Gelenkauge für die Aufnahme sches Gelenk an einem Drehfederstab verwendet wer-

des Gehäuses braucht nicht verformt bzw. mit beson- den, wie anschließend an Hand der F i g. 1 beschrie-

deren Befestigungsmitteln ausgerüstet werden. io ben werden soll.

In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Nach F i g. 1 ist der Drehfederstab 18 endseitig mit

Gelenkes kann das Gehäuse radial in Gehäuseeinzel- einem Gelenkauge 19 versehen, in das eine zylindri-

teile unterteilt sein. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, sehe Bohrung 20 eingebracht ist. In die Bohrung 20

daß die Gehäuseeinzelteile ohne Aufweitung in die können beispielsweise drei Gehäuseeinzelteile 21 für

Fassung eingesetzt und durch einen einzigen Preß- 15 das Gummi-Metall-Bauteil 10 eingesetzt und mittels

Vorgang mit dem Gummi-Metall-Teil und mit der einer nicht dargestellten Vorrichtung in der gezeich-

Fassung verbunden werden können. Bei Reparaturen neten Lage gehalten werden.

bleibt in jedem Fall die Fassung bzw. das Gelenkauge Die ursprüngliche Form der Gehäuseeinzelteile 21

unbeschädigt. vor dem Zusammenbau des Gelenkes geht aus den

Zweckmäßigerweise können die Gehäuseeinzelteile 20 Fig. 3 und 4 hervor. Jedes der Teile 21 hat die Form eine im Längsschnitt U-förmige Eindrückung aufwei- einer zylindrischen, axial geteilten Lagerschale, in die sen. Hierbei bilden die Innenflächen der U-Schenkel radial nach innen eine U-förmige Querschnittsverforje eine Anlage für die Fassung bzw. für das Gelenk- mung 22 eingebracht ist. Die Teile 21 werden derart auge und die Außenflächen je eine Anlage für eine in das Gelenkauge 19 eingesetzt, daß dessen die Boh-Spannscheibe. Die Eindrückungen können in ein- ²5 rung 20 begrenzender Querschnitt formschlüssig in fächer Weise durch einen Preßvorgang zusammen mit die Querschnittsverformung 22 jedes Gehäuseteiles 21 dem Ausstanzen des Gehäuseeinzelteiles hergestellt eingreift, wodurch die Teile 21 gegenüber dem Gewerden. Ienkaugel9 axial arretiert sind. Bei dieser Anordnung

Die Herstellung des erfindungsgemäßen Gelenkes bilden die radial inneren Wände 23 der Querschnitts-

kann dadurch rationell erfolgen, daß das Zusammen- 30 Verformungen 22 ein einheitliches äußeres zylindri-

spannen der Spannscheiben und das Einbringen der sches Gehäuse, in welches das Gummi-Metall-Bauteil

Verformungen zum Abstützen der Spannscheiben in 10 im wesentlichen ohne Pressung und Verformung

einem Arbeitsgang erfolgt. formschlüssig eingeschoben wird.

Auch ist durch die Erfindung erreicht, daß bei der Die radial äußeren zylindrischen Wandungen 24

Fertigung das Einbringen der Verformungen zum Ab- 35 (F i g. 3 und 4) der Gehäuseeinzelteile 21 sind in Um-

stützen der Spannscheiben und das Einbringen der fangsrichtung gegenüber den inneren Wandungen 23

Verformungen zum Arretieren des Gehäuses in einem verkürzt und dienen zur Aufnahme von lochscheiben-

Arbeitsgang erfolgen kann. förmigen Blechpreßteilen 25 (F i g. 1). Die Blechpreß-

Es ist jedoch auch möglich, lediglich das Zusam- teile 25 weisen jeweils einen scheibenförmigen Randmenspannen der Spannscheiben und das Einbringen 40 teil 26 und eine Kugelschale 27 mit einer konzentrider Verformungen zum Arretieren des Gehäuses in sehen Öffnung 28 auf.
einem Arbeitsgang zusammenzufassen. Zur Montage des Gelenkes werden die Blechpreß-

Wie ein elastisches Gelenk mit den Merkmalen der teile 25 mit ihren scheibenförmigen Randteilen 26 Erfindung beispielsweise im einzelnen ausgeführt sein konzentrisch und formschlüssig zwischen die schulterkann, soll im folgenden an Hand der Zeichnung näher 45 artigen Wandteile 24 der Gehäuseteile 21 eingesetzt erläutert werden. In dieser zeigt die und stirnseitig beiderseits an die Gummischicht 15 des

Fig. 1 einen Schnitt durch das elastische Gelenk Gummi-Metall-Bauteiles 10 angelegt. Mit Hilfe der

an einem Drehstab für ein Kraftfahrzeug; nicht mehr dargestellten Vorrichtung zur Halterung

Fig. 2 ist eine Seitenansicht des elastisches Gelen- der Gehäuseeinzelteile 21 können die Blechpreßteile

kes nach F i g. 1; 50 25 koaxial gegeneinander zusammengedrückt werden,

Fi g. 3 stellt ein Gehäuseeinzelteil in Ansicht dar, bis ihre scheibenförmigen Randteile 26 an den radia-

während die len Schenkeln 29 der U-förmigen Querschnittsverfor-

Fig. 4 einen Schnitt nach der LinieIV-IV in mungen22 in den Gehäuseteilen21 anliegen. Hier-

Fig. 3 zeigt; in durch wird die Gummischicht 15 durch den Kugel-

Fig. 5 ist das Gummi-Metall-Bauteil des Gelenkes 55 körper 12 radial nach außen an die Wandungen 23

als Einzelteil abgebildet; der Gehäuseteile 21 und damit letztere an die zylin-

Fig. 6 ist eine andere Ausführungsform des Gelen- drische Wand der Bohrung 20 gepreßt. Die Kugelkes mit einem einteiligen äußeren Gehäuse, wobei schalenabschnitte A liegen dann axial aneinander an.

Fig. 7 eine Seitenansicht des Gelenkes in Fig. 6 Durch abschließendes Umbördeln der in Fig. 4 gedarstellt. 60 zeigten radial äußeren zylindrischen Wandungen 24

Das Gummi-Metall-Bauteil 10 des elastischen Ge- in die aus F i g. 1 ersichtliche U-Form, in der die verlenkes in Fig. 1 soll zuerst an Hand der Fig. 5 formten Wandteile24c der Gehäuseteile 21 die scheibeschrieben werden. Danach besteht dieses Bauteil benförmigen Randteile 26 der Blechpreßteile 25 axial aus einem metallischen Innenteil 11, das einen Kugel- nach außen überlappen, sind die stirnseitigen Blechkörper 12 und einen rohrförmigen Zapfen 13 mit 65 preßteile 25 im äußeren Gehäuse für das Gummieiner axialen Bohrung 15 aufweist. Die Teile 12 und Metall-Bauteil 10 und das äußere Gehäuse bzw. die 13 sind starr miteinander verbunden. äußeren Gehäuseteile 21 im Gelenkauge 19 fest ein-

Auf das Innenteil 11 ist eine Schicht 15 — im we- gespannt.

Aus den Fi g. 6 und 7 ist weiterhin ersichtlich, daß die äußeren Gehäuseeinzelteile 21 für das Gummi-Metall-Bauteil 10 in den F i g. 1 und 5 durch einen einteiligen zylindrischen Gehäusekörper 21a ersetzt werden können. In den übrigen Bauteilen stimmt das Gelenk nach den F i g. 6 und 7 mit dem Gelenk nach Fig. 1 vollkommen überein. Der Zusammenbau des einteiligen Gehäuses mit dem Gummi-Metall-Bauteil 10 kann in derselben, durch die Beschreibung des Gelenkes in Fig. 1 bereits erläuterten Weise erfolgen. Der Gehäusekörper 21a kann in dem strichpunktiert angedeuteten Gelenkauge 19 α in der gleichen Weise durch Umbördeln eines ursprünglich zylindrischen Gehäusequerschnittes 24 & fest eingespannt werden wie die stirnseitigen Blechpreßteile 25 α durch Umbördeln eines ebenfalls ursprünglich zylindrischen Gehäusequerschnittes 24 a, wobei die Querschnittsteile 24 α radial nach innen und die Querschnittsteile 24 b radial nach außen verformt werden.

Die Ausführungsform des Gelenkes nach den F i g. 6 und 7 mit einem einteiligen äußeren Gehäuse für das Gummi-Metall-B auteil hat den Vorteil, daß das Gelenk vor dem Zusammenbau der gelenkig miteinander zu verbindenden Teile komplett vormontiert werden kann.

Die Montage beider Gelenkausführungen der F i g. 1 und 6 kann durch die Erfindung einfach und schnell erfolgen, indem jeweils das axiale Zusammenpressen der stirnseitigen Blechpreßteile und deren Befestigung im äußeren Gehäuse durch Umbördeln von Gehäusequerschnitten ohne weiteres mit derselben Vorrichtung in einem Arbeitsgang vorgenommen werden kann.

Weiterhin ist bei der Gelenkart nach den Fig. 6 und 7 ebenfalls die Möglichkeit gegeben, durch einen Arbeitsgang das Gummi-Metall-Bauteil im einteiligen äußeren Gehäuse 21a und dieses im Gelenkauge 19 α fest einzuspannen.

Bei beiden Gelenken, einmal mit mehrteiligem Gehäuse (Fig. 1) und einmal mit einteiligem Gehäuse (F i g. 6 und 7), kann der Gehäusekörper aus Blechpreßteilen bestehen, deren Herstellung einfach und billig ist.

Claims

Patentansprüche: 45

1. Elastisches Gelenk oder elastische Kupplung, bei dem das eine Gelenkteil mit einem in sich starren kugeligen Innenteil verbunden ist und bei dem zwischen einem radial äußeren zylindrischen Gehäuse und dem Innenteil eine elastische Schicht aus Gummi oder einem ähnlichen Werkstoff vorgesehen und mit dem Innenteil ein Gummi-Metall-Teil bildet, und bei dem das Gummi-Metall-Teil mit einer zylindrischen Mantelfläche der elastischen Schicht in die zylindrische Innenbohrung des Gehäuses im wesentlichen ohne Pressung eingeschoben und die zylindrische Mantelfläche der elastischen Schicht durch axiales Zusammenspannen von stirnseitig an die Schicht angelegten Spannscheiben kraftschlüssig an die Innenbohrung angepreßt ist, und bei der das Gehäuse sowohl mit Verformungen zum axialen Abstützen der Spannscheiben als auch mit Verformungen zum axialen Arretieren des Gehäuses in seiner zugehörigen Fassung des anderen Gelenkteiles versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (Gehäuseeinzelteile 21 in F i g. 1 bzw. Gehäuse 21 a in Fig. 6) an beiden Enden sowohl mit wenigstens einer radial nach außen hervorstehenden Verformung (29 in Fig. 1 bzw. 24 b in Fig. 6) für seine Arretierung als auch mit wenigstens einer radial nach innen hervorstehenden Verformung (24 c in F i g. 1 bzw. 24 α in F i g. 6) für die Abstützung einer Spannscheibe (25 in F i g. 1 bzw. 25 α in F i g. 6) versehen ist.

2. Gelenk oder Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse ä (F i g. 1) radial in Gehäuseeinzelteile (21) unter- ^~- teilt ist.

3. Gelenk oder Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseeinzelteile (21) eine im Längsschnitt U-förmige Eindrückung (22) aufweisen.

4. Verfahren zum Herstellen eines Gelenkes oder einer Kupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusammenspannen der Spannscheiben (25 in Fig. 1 bzw. 25α in Fig. 6) und das Einbringen der Verformungen (24 c in F i g. 1 bzw. 24 α in F i g. 6) zum Abstützen der Spannscheiben in einem Arbeitsgang erfolgt.

5. Verfahren insbesondere nach Anspruch 4 zum Herstellen eines Gelenkes oder einer Kupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Einbringen der Verformungen (24 c in F i g. 1 bzw. 24 α in F i g. 6) zum Abstützen der Spannscheiben (25 in Fig. 1 bzw. 25a in Fig. 6) und das Einbrin- , gen der Verformungen (29 in Fig. 1 bzw. 24 b i_. in Fig. 6) zum Arretieren des Gehäuses (Gehäuseeinzelteile 21 in F i g. 1 bzw. Gehäuse 21 a in F i g. 6) in einem Arbeitsgang erfolgt.

6. Verfahren insbesondere nach Anspruch 5 zum Herstellen eines Gelenkes oder einer Kupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusammenspannen der Spannscheiben (25 in F i g. 1 bzw. 25 α in F i g. 6) und das Einbringen der Verformungen (29 in Fig. 1 bzw. 24b in Fig. 6) zum Arretieren des Gehäuses (Gehäuseeinzelteile 21 in Fig. 1 bzw. Gehäuse21 α in Fig. 6) in einem Arbeitsgang erfolgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen