DE2036160A1

DE2036160A1 - Elastisches Gelenk

Info

Publication number: DE2036160A1
Application number: DE19702036160
Authority: DE
Inventors: Guiseppe Turin Giaccone (Italien) P F16f6OO
Original assignee: RIV Officine di Villar Perosa SpA
Current assignee: SKF Industrie SpA
Priority date: 1969-08-04
Filing date: 1970-07-21
Publication date: 1971-02-25
Also published as: FR2056521A5; TR16633A; NL7011454A; GB1313909A; AT300477B; US3685772A; ES382388A1; ZA705075B; DE7027427U; JPS4915194B1; AU1807270A; SE353774B

Description

Elastisches Gelenk

Die Erfindung betrifft ein elastisches Gelenk, bestehend aus einem zwischen zwei metallischen Hülsen unter Vorspannung eingesetzten, flexiblen Ring aus Gummi, Kunststoff oder dergleichen, der auf seihen Außenflächen umlaufende Ringnuten aufweist.

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Der Zweck derartiger Gelenke ist es, beispielsweise einen Zapfen od. dgl. elastisch mit einer Büchse zu verbinden.

Es sind bereits elastische Verbindungselemente bekannt, die insbesondere für Motoraufhängungen Verwendung finden, bei denen ein Gummiring zwischen zwei metallischen Hülsen unter Vorspannung eingesetzt oder einvulkanisiert ist. Diese Verbindungselemente lassen jedoch größere axiale oder radiale Bewegungen nicht zu.

Darüber hinaus sind durch das US-Patent 2 959 ^Jl elastische Gelenke bekanntgeworden, die aus einem zwischen zwei metallischen Hülsen unter Vorspannung eingesetzten Gummiring bestehen, der auf seinen Außenflächen umlaufende Ringnuten aufweist. Diese Gelenke lassen zwar größere Verformungen in radialer und axialer Richtung zu, jedoch ist die Steifigkeit in allen durch die Achse verlaufenden Ebenen dieselbe.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elastisches Gelenk zu schaffen, bei dem sich die Steifigkeit beim Übergang von einer durch die Achse verlaufenden Ebene in die andere kontinuierlich verändert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die im nicht eingebauten Zustand in der Mitte der zylindrischen Mantelfläche des flexiblen ; Ringes umlaufende Ringnut eine auf dem Umfang sich ändernde Breite und Tiefe aufweist. Die Erfindung hat den Vorteil, daß dem Gelenk eine radiale Nachgiebigkeit von unterschiedlicher Größe je nach der Richtung der einwirkenden Last erteilt wird.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung weisen die in die Stirnseiten des flexiblen Ringes eingearbeiteten Ringnuten eine am Umfang sich ändernde Querschnittsform auf. Dadurch wird dem Gelenk neben der sich ändernden radikalen auch eine im Verlauf des Umfangs variable axiale Nachgiebigkeit verliehen.

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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden, ' anhand der Zeichnungen durchgeführten Beschidbung eines Ausführungsbeispiels.

Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Gelenkes, _v

Fig. 2 einen Längsschnitt gemäß der Linie II - II der Fig. 1,

Fig. J die Federkennlinie des Gelenkes in zwei zueinander rechtwinkligen, in Fig. 1 angegebenen Axialebenen,

Fig. k und 5 zwei Ansichten des flexiblen Ringes im nichteingebauten Zustand in Richtung der in Fig. 1 angegebenen Ebenen,

Fig. 6 einen Querschnitt und

Fig. 7 einen Längsschnitt nach der Linie VII - VII in Fig. 6 des flexiblen Ringes im nichteingebauten Zustand.

Das in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichnete elastische Gelenk besteht aus einem flexiblen Ring 2 aus Gummi, Kunststoff oder dergleichen, der unter Vorspannung zwischen einer äußeren metallischen Hülse J und einer inneren metallischen Hülse 4 eingesetzt ist, Die äußere Hülse J besteht aus einem Zylinder 5, der an seinen Stirnflächen in zwei kleine, nach innen gerichtete Flansche 6 ausläuft. Die innere metallische Hülse 4 dagegen 1st glatt ausgeführt und mit einer Bohrung 7 zur Aufnahme eines nicht dargesteilten Zapfens oder dergleichen versehen.

Der flexible Ring 2 weist einen im wesentlichen zylindrischen Körper 8 auf, der mit einer koaxialen Bohrung 9 zur Aufnahme der inneren metallischen Hülse 4· versehen ist und der sich zu den Stirnflächen Io hin leicht konisch verjüngt. In seinem Mittelteil ist der Zylinder 8 zu einem Ringwulst 11 erweitert, der im nicht eingebauten Zustand seitlich zwei umlaufende Ansätze 12 mit zylindrischer Mantelfläche 13 aufweist. In die Ansätze 12 sind an den Stirnseiten umlaufende Ausnehmungen l4 von dreieckigem Querschnitt einge-

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arbeitet. Die in der Mitte, zwischen den beiden Ansätzen 12 umlaufende Ringnut 15 hat im Querschnitt die Form eines glelohschenkeligen Trapezes, dessen äußere Basis (in Höhe der zylindrischen Mantelfläche 13) auf dem ganzen Umfang dieselbe Länge hat.

Die umlaufende Ringnut 15 kann in vier Abschnitte aufgeteilt sein, die untereinander paarweise dieselbe Form aufweisen (l6, 17) und zueinander spiegelsymmetrisch angeordnet sind.

Der Boden des Abschnittes 16 der Ringnut 15 hat die Form eines Zylinders, dessen Radius größer ist als derjenige der zylindrischen Mantelfläche Ij5 der Ringwulst 11 und dessen Achse parallel zu der des Gummiringes 2 ist. Die beiden die Abschnitte l6 untereinander verbindenden Abschnitte 17 der Ringnut 15 weisen dagegen einen ebenen Boden auf. Der zylindrische Boden der Abschnitte l6 der Ringnut 15 ist an den Verbindungsstellen mit dem ebenen Boden der Abschnitte 17 begrenzt durch geradlinige Ränder l8, während er an den Übergangsstellen zu den schrägen Wänden 19 der Ringnut 15 einen im Grundriß gekrümmten Rand 2o aufweist.

Aufgrund der abschnittsweise unterschiedlichen Ausbildungen der Ringnut ist die Querschnittsfläche in der Mitte des Abschnittes l6 am größten; von hier aus verringert sie sich in Riohtung des Abschnittes 17 allmählich immer mehr, bis sie am Abschnitt 17 selbst praktisch gleich Null ist.

Durch dl· unterschiedlichen Querschnittsflächen der Ringnut 15 wird erreicht, daß das elastische Qelenk 1 In den verschiedenen, in Richtung der angreifenden Radialkräfte liegenden Ebenen unterschiedliche Steifigkeiten hat. Diese unterschiedlichen Steifigkeiten sind in den Federkennlinien In Figur 3 dargestellt. Die Kurve A zeigt die Federkennung eines Gelenkes 1 bei einer Radialkraft mit Angriff in Richtung des Abschnittes 17» während die Kurve B die Ferkennung desselben Gelenkes darstellt, wenn die Radialkraft in der Mitte des Abschnittes l6 angreift.

Im beschriebenen Ausführungsbeispiel ändert sich die Nachgiebigkeit des elastischen Gelenkes 1 beim Durchlaufen der verschiedenen Ebenen, in denen die angreifende Kraft liegt, kontinuierlich zwischen einem Maximum und einem

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Minimum; eine Darstellung der Nachgiebigkeit als Punktion der verschiedenen Ebenen bei gleichbleibendem Betrag der angreifenden Kraft könnte ungefähr sinusförmigen Verlauf haben, ohne daß zwischen den absoluten Maxima und Minima relative Maxima und Minima liegen.

Im Rahmen der Erfindung ist ss selbstverständlich möglich, für die unterschiedlichsten Anwendungsfälle auch verschiedene Querschnittsformen für die im Gelenk 1 eingearbeitete Ringnut 15 zu entwerfen, um je nach der Richtung der einwirkenden Last auch unterschiedliche Nachgiebigkeiten zu erzielen, wobei der Verlauf der Nachgiebigkeiten beim Durchlaufen der verschiedenen Ebenen auch niehtsinusfb'rmig sein kann oder zwischen den absoluten Maxima und Minima auch relative Maxima und Minima haben kann.

Schließlich kann auch erfindungsgemäß die Querschnittsform und der Verlauf der an den Stirnseiten der Ansätze 12 umlaufenden Ringnuten l4 derart ■ variiert werden, daß dadurch neben der radialen im Bedarfsfall auch die axiale Nachgiebigkeit des Gelenkes 1 im Verlauf des Umfangs veränderlich ist.

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Claims

\1. !Elastisches Gelenk, bestehend aus einem zwischen zwei metallischen Hülsen unter Vorspannung eingesetzten, flexiblen Ring aus Gummi, Kunststoff oder dergleichen, der auf seinen Außenflächen umlaufende Ringnuten aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die im nicht eingebauten Zustand in der Mitte der zylindrischen Mantelfläche (13) des flexiblen Ringes (2) umlaufende Ringnut (15) eine längs des Umfangs sich ändernde Breite und Tiefe aufweist.

2. Elastisches Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnut (15) im Querschnitt die Form eines gleichschenkligen Trapezes hat, dessen größere Basis auf der zylindrischen Mantelfläche (IjJ) liegt.

^. Elastisches Gelenk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ™

größere Basis eine auf dem Umfang gleichbleibende Länge hat.

4. Elastisches Gelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden der Ringnut (15) von zwei zylindrischen Flächen und von zwei diese verbindenden ebenen Flächen gebildet wird, die paarweise untereinander gleich und zueinander spiegelsymmetrisch angeordnet sind.

5. Elastisches Gelenk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Radien der zylindrischen Abschnitte im Boden der Ringnut (15) größer sind als der Radius der zylindrischen Mantelfläche (IjJ) des Ringwulstes

(ll) und daß deren Achsen parallel zur Achse des Gelenkes (l) sind, ^m

6. Elastisches Gelenk nach Anspruch 4 oder 5» dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrischen Abschnitte im Boden der Ringnut (15) an der Übergangsstelle mit den schrägen Wänden (19) der Ringnut (15) im Grundriß gekrümmte Linien aufweisen.

7. Elastisches Gelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Stirnseiten der Ansätze (12) umlaufenden Ausnehmungen (l4) eine am Umfang sich ändernde Querschnittsform aufweisen.

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