DE19742359A1 - Elastischer Gelenkkörper - Google Patents
Elastischer GelenkkörperInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen elastischen Gelenkkörper mit
- - mindestens einem länglichen Schlingenpaket, das zwei einander gegenüberliegende, ungefähr halbkreisförmige Kopfbögen aufweist,
- - mindestens einer Buchse, die von einem Kopfbogen des Schlin genpakets umschlungen ist, und
- - mindestens einem Kragen, der von der Buchse radial unter schiedlich weit wegragt und das Schlingenpaket axial abstützt.
Solche elastischen Gelenkkörper sind als kreisringförmige
Gelenkscheiben zum kardanischen Verbinden von Wellen, insbes.
im Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen, aus der FR-A-837 975
bekannt. Dort sind sechs ovale Schlingenpakete rings um eine
zentrale Öffnung des Gelenkkörpers einander paarweise überlap
pend angeordnet, so daß sie einen in sich geschlossenen Kranz
bilden. In jedem der Überlappungsbereiche ist axial von beiden
Seiten her je eine Buchse eingeschoben, die einen kreisförmigen,
ovalen oder polygonalen Kragen aufweist. In einer zeichnerisch
dargestellten Ausführungsform sind die Kragen ungefähr gleich
seitige Dreiecke, die in bezug auf die zugehörige Buchse exzen
trisch derart angeordnet sind, daß sich eine Dreiecksseite, die
leicht bogenförmig gestaltet ist, parallel zum kreisförmigen
äußeren Rand der Gelenkscheibe erstreckt, während sich die
beiden übrigen Dreiecksseiten quer zu den Längsrichtungen der
zugehörigen Schlingenpakete zu einem Scheitel erstrecken, der
nahe dem radial inneren Rand der Gelenkscheibe angeordnet ist.
Am Kragen oder an der Buchse selbst sind Verankerungsmittel
ausgebildet, beispielsweise pfeilförmige Ausstanzungen, die in
das benachbarte Schlingenpaket eindringen und anschließend in
einer die Schlingenpakete einbettenden gummielastischen Umhül
lung verankert werden.
Die Lebensdauer dieser bekannten Gelenkkörper ist besonders in
Einsatzfällen unbefriedigend, in denen ein solcher Gelenkkörper
zwei Wellen miteinander verbindet, deren Drehachsen einen nicht
vernachlässigbar kleinen Winkel miteinander einschließen, so
daß dem Gelenkkörper erhebliche kardanische Bewegungen aufge
zwungen werden.
Entsprechendes gilt auch dann, wenn Buchsen mit in üblicher
Weise konzentrisch angeordneten kreisförmigen Flanschen oder
mit unrunden Flanschen in einer der FR-A-837 975 entsprechenden
Anordnung bei länglichen elastischen Gelenkkörpern mit nur je
einem Schlingenpaket verwendet werden. Solche länglichen Ge
lenkkörper können beispielsweise zum Aufhängen von Auspuffan
lagen in Kraftfahrzeugen verwendet werden oder es können gemäß
DE-A-20 60 868 vier oder sechs solche Gelenkkörper derart mit
einander verbunden werden, daß sie eine ringförmige Gelenk
scheibe bilden. In all diesen Fällen können die Gelenkkörper
Biegebelastungen ausgesetzt sein, die ihre Lebensdauer ver
mindern.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen elasti
schen Gelenkkörper der eingangs beschriebenen Gattung, sei es
in Form einer Gelenkscheibe mit mehreren zu einem Kranz zusam
mengefügten Schlingenpaketen oder in Form eines Gelenkkörpers
mit nur einem einzigen Schlingenpaket, derart weiterzubilden,
daß kardanische oder andere Bewegungen, die zu Biegebelastungen
führen, sich weniger abträglich auf die Lebensdauer auswirken.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß ausgehend von einem elastischen
Gelenkkörper der eingangs beschriebenen Gattung dadurch gelöst,
daß der bzw. jeder Kragen hauptsächlich in Längsrichtung des
von ihm abgestützten Schlingenpakets, quer dazu jedoch nicht
wesentlich, von der zugehörigen Buchse wegragt.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß Biegebelastungen
eines gattungsgemäßen Gelenkkörpers mit in bekannter Weise ge
stalteten und angeordneten Kragen zu örtlich konzentrierten
Beanspruchungen der von diesen Kragen in axialer Richtung abge
stützten Schlingenpakete führen. Solche überhöhten Beanspruchun
gen treten jeweils dort auf, wo ein äußerer Rand eines Kragens
im wesentlichen quer zur Längsrichtung des vom Kragen axial
abgestützten Schlingenpakets verläuft oder, mit anderen Worten,
das Schlingenpaket in einem von der zugehörigen Buchse verhält
nismäßig weit entfernten Bereich kreuzt. Durch die erfindungs
gemäße Gestaltung und Anordnung eines Kragens an einer Buchse
enthält ein diese Buchse umschlingendes und am Kragen abge
stütztes Schlingenpaket dort, wo es sich von der Buchse bei
spielsweise in Richtung zu einer benachbarten Buchse hin ent
fernt, eine erhöhte Bewegungsfreiheit in axialer Richtung der
Buchse. Infolgedessen kann der Gelenkkörper erheblichen Biege
belastungen, beispielsweise infolge kardanischer Bewegungen,
ausgesetzt werden, ohne daß sich das Schlingenpaket an einem
Kragenrand mehr oder weniger schnell durchscheuert.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand
schematischer Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen elastischen Gelenkkörper in
Seitenansicht,
Fig. 2 den axialen Schnitt II-II in Fig. 1 und
Fig. 3 bis 8 verschiedene erfindungsgemäße Kragenbuchsen zur
Verwendung beispielsweise in Gelenkkörpern der in
Fig. 1 und 2 dargestellten Art.
In Fig. 1 und 2 ist ein Gelenkkörper 10 dargestellt, der bei
spielsweise dazu vorgesehen ist, zwei Lenkspindelabschnitte
eines Kraftfahrzeugs kardanisch beweglich miteinander zu ver
binden. Der Gelenkkörper 10 enthält vier längliche Schlingen
pakete 12 und 12', nämlich zwei für den Betrachter der Fig. 1
und 2 obere Schlingenpakete 12, die - bezogen auf ihre Längs
richtung L - parallel zueinander angeordnet sind, sowie zwei
untere Schlingenpakete 12', die - wiederum bezogen auf ihre
Längsrichtungen L' - parallel zueinander, jedoch im rechten
Winkel zu den Schlingenpaketen 12 angeordnet sind. Sämtliche
Schlingenpakete 12 und 12' sind in üblicher Weise aus Faden
oder Draht gewickelt, im dargestellten Beispiel in Form einer
8. Die beiden oberen Schlingenpakete 12 haben je zwei Kopf
bögen 14, und die beiden unteren Schlingenpakete 12' haben je
zwei Kopfbögen 14', die sich mit je einem der Kopfbögen 14
überlappen. Im dargestellten Beispiel ist jeder der Kopfbögen
14 und 14' etwas mehr als halbkreisförmig. In den Überlap
pungsbereichen ihrer Kopfbögen 14 und 14' bilden die Schlin
genpakete 12 und 12' je ein parallel zur Achse A des Gelenk
körpers 10 durchgehendes Loch, durch das eine Buchse 16 hin
durchgesteckt ist.
Jede der Buchsen 16 weist an ihren beiden Enden je einen Kragen
18 bzw. 18' auf, nämlich einen in Fig. 1 dem Betrachter zuge
wandten und in Fig. 2 bis 8 oben angeordneten Kragen 18 und
einen unteren Kragen 18'. Allen Kragen 18 und 18' ist gemein
sam, daß sie vorwiegend (Fig. 1 bis 4) oder ausschließlich
(Fig. 5 bis 8) in Längsrichtung L bzw. L' des angrenzenden
Schlingenpakets 12 bzw. 12' von der zugehörigen Buchse 16 weg
ragen und entsprechend der Anordnung des diese zugehörige
Buchse umschlingenden Schlingenpaketes derart angeordnet sind,
daß sie im wesentlichen nur dessen Kopfbogen 14 bzw. 14' in
axialer Richtung der Buchse abstützen.
Die Kragen 18 und 18' sind beispielsweise gemäß Fig. 1 bis 4
kreisförmig, jedoch gegenüber dem kreisförmigen Querschnitt der
zugehörigen Buchse 16 in Längsrichtung L bzw. L' eines diese
Buchse umschlingenden und an dem betreffenden Kragen 18 bzw.
18' axial abgestützten Schlingenpakets 12 bzw. 12' zum zuge
hörigen Kopfbogen 14 bzw. 14' hin versetzt, also exzentrisch,
angeordnet. Bei den in Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungs
beispielen sind die Kragen 18 und 18' zwar konzentrisch mit der
zugehörigen Buchse 16 angeordnet, haben jedoch die Form je ei
nes an seinen Schmalseiten abgerundeten Rechtecks, dessen Brei
te ebenso groß wie oder nur wenig größer als der Außendurchmes
ser der zugehörigen Buchse 16 ist. Gemäß Fig. 7 und 8 weist
jede Buchse 16 an ihren beiden Enden je einen nur einseitig
wegragenden, abgerundet-rechteckigen Kragen 18 bzw. 18' auf,
dessen Breite mit dem Außendurchmesser der Buchse 16 überein
stimmt.
Die in Fig. 3, 5 und 7 dargestellten Kragen 18 und 18' ragen in
gleicher Richtung von der zugehörigen Buchse 16 weg und sind
dazu bestimmt, entweder nur ein Schlingenpaket 16 zwischen sich
aufzunehmen oder zwei Schlingenpakete 16 mit gleicher Längs
richtung L, zwischen denen ein Schlingenpaket 16' mit der Längs
richtung L' (Fig. 1) angeordnet sein kann.
Gemäß Fig. 4, 6 und 8 ist hingegen der untere Kragen 18' jeder
Buchse 16 gegenüber dem oberen Kragen 18 um einen Winkel α von
90° versetzt angeordnet; dies entspricht der in Fig. 1 und 2
dargestellten Anordnung der Schlingenpakete 12 und 12', bei
denen die Längsrichtung L' der unteren Schlingenpakete 12' gegen
die Längsrichtung L der oberen Schlingenpakete 12 um den Winkel
α von 90° gedreht ist.
Wenn der Gelenkkörper 10 abweichend von Fig. 1 und 2 anstatt
vier Buchsen 16 beispielsweise sechs Buchsen 16 und eine ent
sprechende Anzahl Schlingenpakete 12 bzw. 12' aufweist, deren
Längsrichtungen L und L' einen Winkel α von 120° miteinander
einschließen, dann sind auch die Kragen 18 und 18', an denen
sich die zugehörigen Schlingenpakete 12 bzw. 12' abstützen, um
den Winkel α von 120° gegeneinander gedreht.
Bei allen dargestellten Ausführungsbeispielen kann die Buchse
16 mit beiden zugehörigen Kragen 18 und 18' einstückig herge
stellt sein, beispielsweise durch Spritzen aus Kunststoff,
insbes. Polyamid. Es ist aber auch möglich, die Buchse 16 mit
einem ihrer beiden Kragen 18 oder 18' einstückig herzustellen
und den anderen, gesondert hergestellten, Kragen mittels einer
Schnappverbindung am vom erstgenannten Kragen entfernten Ende
der Buchse zu befestigen. Dabei kann vorgesehen sein, daß der
zweite Kragen wahlweise in verschiedenen Winkelstellungen, also
unter unterschiedlichen Winkeln α auf die Buchse aufrastbar
ist. Auf diese Weise lassen sich zusätzlich zu den in Fig. 3
bis 8 dargestellten Anordnungen auch solche erhalten, die zu
den in Fig. 4 und 8 dargestellten spiegelbildlich sind.
In allen dargestellten Beispielen weisen die Kragen 18 und 18'
Löcher 22 auf, damit sie beim Einvulkanisieren in der gummi
elastischen Umhüllung 20 fest verankert werden.
Claims (5)
1. Elastischer Gelenkkörper (10) mit
- - mindestens einem länglichen Schlingenpaket (12), das zwei einander gegenüberliegende, ungefähr halbkreisförmige Kopf bögen (14) aufweist,
- - mindestens einer Buchse (16), die von einem Kopfbogen (14) des Schlingenpakets (12) umschlungen ist, und
- - mindestens einem Kragen (18), der von der Buchse (16) radial unterschiedlich weit wegragt und das Schlingenpaket (12) axial abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß
- - der Kragen (18) hauptsächlich in Längsrichtung (L) des von ihm abgestützten Schlingenpakets (12), quer dazu jedoch nicht wesentlich von der zugehörigen Buchse (16) wegragt.
2. Gelenkkörper (10) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
- - mindestens eine Buchse (16) von zwei Schlingenpaketen (12,12') umschlungen ist, die axial gegeneinander versetzt und an je einem von dieser Buchse (16) wegragenden Kragen (18, 18') axial abgestützt sind, wobei die Längsrichtungen (L, L') dieser Schlin genpakete (12, 12') einen Winkel (α) miteinander einschließen, und
- - die zu der Buchse (16) gehörigen Kragen (18, 18') um den gleichen Winkel (α) gegeneinander verdreht sind, so daß jeder dieser Kragen (18, 18') hauptsächlich in Längsrichtung (L, L') des von ihm axial abgestützten Schlingenpakets (12, 12') von der Buchse (16) wegragt.
3. Gelenkkörper nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
- - jeder Kragen (18, 18') von der zugehörigen Buchse (16) im wesentlichen nur in einer solchen radialen Richtung wegragt, daß er nur den Kopfbogen (14, 14') des zugehörigen Schlingen pakets (12, 12') axial abstützt.
4. Gelenkkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
- - jede Buche (16) mit zwei Kragen (18, 18') einstückig aus Kunststoff, insbes. Polyamid, gespritzt ist und
- - mindestens einer der Kragen (18, 18') eine größte Breite hat, die nicht wesentlich größer als der Außendurchmesser der zuge hörigen Buchse (16) ist.
5. Gelenkkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
- - jede Buchse (16) mit einem Kragen (18) einstückig aus Kunst stoff, insbes. Polyamid, gespritzt ist und
- - am von diesem Kragen (18) abgewandten Ende der Buchse (16) ein zweiter Kragen (18') elastisch aufgerastet ist.
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