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Halszapfenlager mit Ciummibuchse.
Die Erfindung betrifft ein Halszapfenlager für hin und her bewegliche Wellen, besonders für Anschlussgelenke bei Kraftwagen, bei dem eine Gummibüchse zwischen dem Zapfen und der Lagernabe unter vorsätzlicher Zusammenpressung nicht gleitend eingesetzt ist, so dass die gegenseitigen Drehbewegungen dieser Teile durch die Molekulardeformation des Gummikörper aufgenommen werden.
Wird ein Gummikörper in einer gewissen Richtung zusammengedrückt, so ist bekanntlich ein verhältnismässig beträchtlicher Kraftaufwand erforderlich, um ein weiteres Zusammenpressen in gleicher Richtung zu bewirken, während eine Deformation des Gummikörpers in jeder andern Richtung bei einem verhältnismässig sehr geringen Kraftaufwand möglich ist.
Diese Eigenschaft wurde bereits, z. B. bei Kraftwagen, zur Verbindung des Wagenrahmens mit den Tragblattfedern verwendet, indem das Federende unmittelbar in einen Gummikörper eingesetzt und letzterer senkrecht zum Federblatt in einem am Rahmen festsitzenden Gehäuse zusammengepresst festgehalten ist, wobei aber kein Achszapfen für eine wechselnde Drehbewegung vorgesehen ist.
Es ist auch vorgeschlagen worden, bei Halszapfenanschlussgelenken für solehe Wagenfedern oder für Stossdämpferarme zwischen Lagernabe und Zapfen oder Zapfenbuchse eine Gummibüehse anzuordnen, wobei jedoch die Gummibüchse entweder nur unter geringer radialer Pressung eingeschoben oder durch nachträgliche, auf ihre Stirnenden wirkende, erhebliche Axialeinspannung festgehalten ist, so dass sie infolge der in radialer Richtung auftretenden Dehnung streng sitzt.
Gemäss vorliegender Erfindung ist eine Gummibüehse von gegenüber dem Umfangraum zwischen Lagernabe und Zapfen oder Zapfenbüchse erheblich grösserer Wandstärke verwendet und unter erheblicher radialer Zusammenpressung bei axial freiliegenden bzw. ausweichenden Stirnenden streng festgehalten.
In der Zeichnung zeigt Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Gelenklagers im Längsschnitt, Fig. 2 und 3 die zur Einführung der Gummibüchse bzw. der Zapfenbüchse dienenden Werk-
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eine Stirnansicht der hiezugehörigen Gummibüchse im freien Zustand.
In dem Umfangszwischenraum von kreisförmigem oder vieleckigen Querschnitt zwischen der Lagernabe P und einer am Zapfen F festgehaltenen Zapfenbüehse Q (Fig. 1) befindet sich eine Gummibüchse E mit freiausweichbaren Stirnenden, die im freien Zustande die Grösse AA, BB, CC, DD (Fig. 1) hat und im Lager eingeführt so erheblich radial zusammengepresst liegt, dass sie die Grösse aa, bb, ee, dd einnimmt, also beim Einführen eine Streckung (z. B. eine Verdoppelung der Länge) in der Achsrichtung erfahren hat.
Infolge der radialen Druckspannungen setzt die Gummibüchse einen grossen Widerstand den senkrecht zur Zapfenachse gerichteten Bewegungen entgegen, gestattet jedoch gegenseitige wechselnde Drehbewegungen des Zapfens und der Nabe ohne Widerstand, was sich daraus erklärt, dass z.
B. eine radiale, schon durch das queraxiale Zusammenpressen verkürzte Aussehnittgummisäule bei den genannten Querbewegungen nicht mehr viel verkürzbar ist, dagegen bei den genannten Drehbewegungen das Bestreben hat, ihre ursprüngliche, dem freien Zustand entsprechende Länge wieder zu gewinnen und sich dabei spiralförmig krümmt, weil die ursprüngliche Zusammenpressung ein inniges Anhaften des Gummis an die Nabe P und die Büchse Q zufolge hat, so dass ein Gleiten in diesen Teilen aus-
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geschlossen ist. Das Anhaften an der Nabe P und Büchse Q ist natürlich von dem Verhältnis der Büchsenwandstärke zur Weite des Umfangraumes zwischen Zapfen und Nabe abhängig.
Sehr geringe gegenseitige queraxiale Bewegungen zwischen Zapfen F und Nabe P sind jedoch möglich ; ihre Grösse hängt natürlich von der Grösse der ursprünglichen Zusammenpressung ab, was gewisse Vorteile in einigen besonderen Anwendungsfällen, so z. B. für die Lagerung der Anschlussgelenk- zapfen der Stossdämpferarme und Tragfeder bietet.
Ein Lager, das wie beschrieben, aus einer Nabe, einer Zapfenbüchse und einer vorsätzlich unter starker Zusammenpressung eingeführten Gummibüchse besteht, kann als Fertigware im grossen hergestellt werden, so dass es an verschiedenen Maschinen abnehmbar angebracht werden kann.
Um die Gummibüchse unter Druck in die Nabe P einzuführen, können besondere Werkzeuge verwendet werden. Zu diesem Zwecke wird auf die Nabe P der Einführungstrichter P gemäss Fig. 2 derart aufgesetzt, dass er sich mit einer Schulter r gegen die Lagernabe stützt. Nun führt man die Gummibüchse F durch den Trichter in die Nabe vermittels eines-nicht dargestellten-Zylinderkolbenstempels ein, dessen Durchmesser ungefähr dem Innendurchmesser der Nabe P gleich ist. Die Büchse E von der Grösse AUX DO dehnt dabei sich axial aus und nimmt eine Länge ein, die zwischen der ursprünglichen Länge AA und der Länge aa liegt. Zum darauffolgenden Einführen der Zapfenbüchse Q dient ein konischer, zu einem schwächeren Schaft abgesetzter Stempel S gemäss Fig. 3, auf welchen Schaft die Büchse Q geschoben wird.
Nun drückt man den Stempel S samt der Büchse Q in die mittlere Bohrung der Gummibüchse, wodurch diese in der axialen Richtung weitergestreckt wird und die
Grösse aa-dd einnimmt. Hierauf entfernt man die Werkzeuge Round S wieder und hat dieselben für eine neuerliche Einführung zur Verfügung.
Die Einführung der Gummibüchse kann unter Verwendung eines Schmiermittels erfolgen. Dieses Schmiermittel kann gegebenenfalls so gewählt sein, dass es das Gleiten, das bei einer einen gewissen Winkel überschreitenden Drehbewegung hervorgerufen werden könnte, sanfter macht. Soll hingegen das Gleiten vollkommen vermieden werden, so verwendet man ein Mittel, welches beim Trocknen das Anhaften vergrössert, also beispielsweise eine vulkanisierbar Gummilösung. An den Enden des Gummikörpers können Schutzscheibe od. dgl. behufs Schutzes gegen Staub, Öl usw. aufgesetzt werden. Die den Gummikörper berührenden Oberflächen der Nabe und der Zapfenbüchse können auch mit Längsrinnen od. dgl. versehen sein. Es können auch zwei oder mehr konzentrische Gummibüchsen mit entsprechenden Metallbüchsen angeordnet werden.
Da jede Gummibüehse eine gewisse Winkelverdrehung gestattet, so ist der Grenzwinkel, nach dessen Überschreiten das Gleiten erfolgt, desto grösser, je grösser die Zahl der konzentrischen Gummibüchsen ist.
Fig. 4 stellt eine Ausführungsform dar, gemäss welcher die Teile P und F einen viereckigen Querschnitt aufweisen und sich in ihrer mittleren Arbeitsstellung befinden. Fig. 5 zeigt die Stirnansicht der zugehörigen Gummibüchse im freien Zustand.
Die Nabe, die die Gummibüchse aufnimmt, kann zweiteilig sein, wobei die Teilung wie bei geteilten Lagern nach einer axialen Ebene erfolgen kann. In diesem Falle kann das Zusammenpressen der
Gummibüchse durch Nähern der beiden Teile, z. B. mittels Schraubbolzen, bewirkt werden. Die Teilungfugen können innen durch gekrümmte Bleche abgedeckt sein, um das Einquetschen des Gummis in die Fugen zu verhüten.
In der Nabe oder am Zapfen können ringförmige Nuten vorgesehen sein, um axialen Schüben zu widerstehen ; Schultern oder Ausbauchungen könnten auch an den Nabenenden oder an den Zapfenenden vorgesehen sein und in einem solchen Abstande gelegen sein, dass sie die axiale Dehnung der Gummi- büchse während der Einführung nicht hindern, jede darüber hinausgehende axiale Verschiebung derselben dagegen verhindern.
Soll die Formveränderung an örtlichen Stellen der Gummibüchse vermieden werden, so kann diese an den betreffenden Stellen durch Gewebeeinlagen oder in anderer entsprechender Weise verstärkt werden.
Die oben beschriebenen Vorrichtungen können vorteilhaft für die Lagerung der verschiedenen Zapfen bei Kraftwagen (Lenkvorriehtung, Tragfederung, Eardanzapfen der Antriebswelle usw. ) ver- wendet werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Halszapfenlager mit Gummibüchse, besonders für Anschlussgelenke bei Kraftwagen, bei dem die Gummibüchse zwischen Lagernabe und Zapfen oder Zapfenbüchse unter vorsätzlicher Zusammenpressung nicht gleitend eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gummibüchse von erheblich grösserer Wandstärke als die lichte Umfangweite zwischen Nabe und Zapfen oder Zapfenbüehse ver- wendet und unter erheblicher radialer Vorpressung bei axial frei beweglichen Stirnenden eingesetzt ist.