DE1002168B

DE1002168B - Rubber-to-metal component with relief notches in the rubber

Info

Publication number: DE1002168B
Application number: DEV5631A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Walter Rinne
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1953-03-27
Filing date: 1953-03-27
Publication date: 1957-02-07
Also published as: CH328176A

Description

Gummimetallbauteil mit Entlastungskerben im Gummi Die Erfindung bezieht sich auf ein Gummimetallbauteil mit Entlastungskerben im Gummi.Rubber-to-metal component with relief notches in rubber The invention relates on a rubber-metal component with relief notches in the rubber.

Bei einem bekannten rotationssymmetrischen Gummipuffer, bei dem Gummi und Metall nicht festhaftend miteinander verbunden sind, hat der Gummipuffer eine nach außen konkave Umfläche. Dadurch sollen Bewegungen der Auflageflächen gegenüber den Metallteilen bei Verformung des Gummipuffers unter dem Einfluß von Druckbeanspruchungen verhindert werden. Bei zylindrischer Gestaltung würde sich der Gummipuffer unter einer Drucklast tonnenförmig verformen, und die Berührungsflächen mit den Metallteilen würden bestrebt sein, sich gleichfalls nach außen zu vergrößern. Dieses Bestreben zu Bewegungen gegenüber den Metallteilen, der die dort herrschende Reibung mehr oder weniger entgegensteht, führt ziemlich rasch zu Zerstörungen am Gummikörper. Die nach außen konkave Umfläche soll der Relativbewegung entgegenwirken bzw. eine solche tunlichst verhindern.In a known rotationally symmetrical rubber buffer, the rubber and metal are not firmly bonded to each other, the rubber buffer has a outwardly concave peripheral surface. This is intended to make movements of the contact surfaces opposite the metal parts when the rubber buffer is deformed under the influence of compressive loads be prevented. In the case of a cylindrical design, the rubber buffer would be underneath deform barrel-shaped under a compressive load, and the contact surfaces with the metal parts would strive to expand outward as well. This endeavor to movements in relation to the metal parts, which the friction prevailing there more or less opposed, leads to destruction of the rubber body fairly quickly. The outwardly concave peripheral surface is intended to counteract or reduce the relative movement prevent such as much as possible.

Es wurde weiterhin bei ähnlich gestalteten Gummimetallbauteilen mit Entlastungskerben im Gummi vorgeschlagen, besondere schrumpfende Gummimischungen zu verwenden oder den für den Aufbau des Gummimetallbauteiles vorgesehenen Gummikörper zuvor auszuvulkanisieren, so daß sich der Gummikörper in unbelastetem Zustand in jedem Falle unter Vorspannung befindet, die unter dem Einfluß der Belastung erst wieder aufgehoben werden muß.It was also used for similarly designed rubber-to-metal components Relief notches in the rubber suggested, special shrinking rubber compounds to use or the rubber body provided for the construction of the rubber-metal component Vulcanize beforehand so that the rubber body is in the unloaded state in each case is under tension, which is only under the influence of the load must be lifted again.

Bei z. B. normalen Keillagern ergaben Dauerprüfungen mit 5 mm Vorspannung und + 4 mm Wegwechsel bei 300 Hüben/Min. eine Bruchlastwechselzahl von 150 000. Aber selbst Keillager, die festigkeitsmäßig durch Anwendung von Entlastungskerben im Gummi in der Nähe der Haftfläche günstiger gestaltet wurden, genügen unter den geschilderten Bedingungen den Anforderungen im praktischen Betrieb nicht, obwohl sie bei gleichen Prüfvoraussetzungen eine Bruchlastwechselzahl von 1250 000 aufwiesen. Anlaß zu den Versuchen gaben Keillager, die bei Heckmotoren eine schnelle Zerstörung aufwiesen. Neben Beanspruchungen durch die Motorlast und das Drehmoment traten auch zusätzliche Beanspruchungen durch Längsschübe von, seiten der Kardanwelle her und andererseits auch solche aus Drehzahlabfällen bis zur Resonanz herrührende Beanspruchungen auf.At z. B. normal wedge bearings resulted in endurance tests with 5 mm preload and + 4 mm path change at 300 strokes / min. a breaking load cycle number of 150,000. But even wedge bearings, the strength-wise through the use of relief notches were made cheaper in the rubber near the adhesive surface, are sufficient under the The described conditions do not meet the requirements in practical operation, although with the same test conditions, they showed a breaking load cycle number of 1,250,000. The reason for the experiments were wedge bearings, which in rear-mounted engines were quickly destroyed exhibited. In addition to stresses from the engine load and torque also occurred additional stresses due to longitudinal thrusts from the cardan shaft and on the other hand, there are also loads resulting from drops in speed up to resonance on.

Bei komplizierten Lagerkörpern, wie sie z. B. Keillager darstellen, hat sich gezeigt, daß in den Randzonen des Gummikörpers ein Gummivolumen vorhanden ist, das der freien Verformung des Gummikörpers unter Belastung gleichsam im Wege ist. Dieses Gummivolumen muß bei der Verformung des Gummikörpers sozusagen weggeschoben werden, wobei es selbst an der Aufnahme der Last praktisch unbeteiligt ist. Dies hat zur Folge, daß für dieses Gummivolumen eine Erhöhung der zu leistenden Walkarbeit eintritt und andererseits ein mit Entlastungskerben üblicher Art versehener Gummikörper zur Faltenbildung am Grund der Entlastungskerben neigt, was zu Rißbildungen und dann in kurzer Zeit zum Bruch führt.In complicated bearing bodies, as they are, for. B. represent wedge bearings, it has been shown that there is a rubber volume in the edge zones of the rubber body is that the free deformation of the rubber body under load as it were in the way is. This rubber volume has to be pushed away, so to speak, when the rubber body is deformed , whereby it is practically uninvolved in absorbing the load. this has the consequence that for this rubber volume an increase in the flexing work to be performed enters and on the other hand a rubber body provided with relief notches of the usual type tends to wrinkle at the bottom of the relief notches, which leads to cracking and then leads to breakage in a short time.

Die Erfindung geht von einem Gummikörper mit Entlastungskerben aus, der in unbelastetem Zustand keine Vorspannung aufweist, und will durch Beseitigung des in gewissem Sinne toten Gummivolumens die Bruchfestigkeit des Gummimetallbauteiles wesentlich erhöhen bzw. um ein Vielfaches heraufsetzen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Entlastungskerben durch Abtragen der im belasteten Zustand des Gummis auftretenden Quellungen erzeugt sind.The invention is based on a rubber body with relief notches, which has no pre-tension in the unloaded state, and wants to be eliminated of the rubber volume, which is dead in a certain sense, the breaking strength of the rubber-metal component increase significantly or increase it many times over. This is according to the invention achieved in that the relief notches by removing the in the loaded state of the rubber occurring swellings are generated.

Man kann dieses Abtragen auf einfache Weise bewerkstelligen, indem die aus der in unibelastetem Zustand ebenen Randzonenfläche des Gummis zwischen den benachbarten Metallteilrändern bei Belastung vorquellenden Stellen, also insbeson@dlere die an den besonders beanspruchten Teilen nahezu parallel der Haftfläche hinausgestülpten und geradezu eine scharfe Schneide bildenden Stellen, im belasteten Zustand des Bauteiles bis herab auf eine ebene Fläche entlang dem Metallteil abgeschliffen werden. Es ergeben sich dann nach Aufhebung der Belastung Kerben unerwarteter charakteristischer Gestaltung mit einer tiefen Senkung in der Nähe der Punkte, an denen zuvor die Bruchstellen aufgetreten sind, d. h. an den ungünstiger Beanspruchung unterliegenden Stellen, vor allem in den Randzonen des Gummikörpers.You can accomplish this removal in a simple manner by from the edge zone surface of the rubber, which is flat in the unloaded state, between the adjacent metal part edges swelling when exposed to stress, so in particular @ dlere which everted out almost parallel to the adhesive surface on the particularly stressed parts and places that almost form a sharp edge, in the loaded state of the Component can be ground down to a flat surface along the metal part. After releasing the load, notches with unexpected characteristics then result Design with a deep countersink near the points where the breakage was previously made occurred, d. H. at the places subject to unfavorable stress, especially in the edge zones of the rubber body.

Ein so hergestelltes Keillager, bei dem die unter dem Einfluß der normalen Verformung im Gummikörper auftretenden Quellungen durch im unbelasteten Zustand des Gummikörpers sich abzeichnende Einsenkungen nach Lage und Tiefe vorkompensiert sind, zeigte an den bisher kritischen Punkten des Lagers keinerlei Bruchneigung mehr. Die unter gleichen, vorstehend angegebenen Prüfbedingungen ermittelte Bruchlastwechselzahl betrug bei dem Lager gemäß der Erfindung 2 500 000.A wedge bearing made in this way, in which the under the influence of the normal deformation in the rubber body due to swelling in the unloaded In the condition of the rubber body, indentations that emerge are pre-compensated according to position and depth are, did not show any at the previously critical points of the camp Tendency to break more. Those determined under the same test conditions given above The number of cycles to failure of the bearing according to the invention was 2,500,000.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Gummimetallbauteiles in Form eines als Keillager ausgebildeten Lagerkörpers gemäß der Erfindung veranschaulicht im Vergleich mit einem bekannten Lagerkörper. Es zeigen Fig. 1 bis 3 einen Lagerkörper bekannter Ausbildung in Frontansicht, Draufsicht und Seitenansicht, Fig. 4 einen Lagerkörper mit einem Gummimetallbauteil nach der Erfindung im Schnitt nach Linie IV-IV der Fig. 5, Fig. 5 eine Schnittdarstellung nach Linie V-V der Fig. 4, Fig. 6 einen Teilschnitt nach der Linie VI-VI der Fig. 4.In the drawing is an embodiment of a rubber-metal component illustrated in the form of a bearing body designed as a wedge bearing according to the invention in comparison with a known bearing body. 1 to 3 show a bearing body known training in front view, top view and side view, Fig. 4 a Bearing body with a rubber-metal component according to the invention in section along the line IV-IV of Fig. 5, Fig. 5 is a sectional view along line V-V of Fig. 4, Fig. 6 shows a partial section along the line VI-VI in FIG. 4.

In den Figuren sind einander entsprechende Teile mit gleichen Bezugszahlen versehen.In the figures, parts that correspond to one another are given the same reference numerals Mistake.

1 und 2 sind die Metallteile des Lagerkörpers, 3 ist der angehaftete Gummikörper des Keillagers, der bei 4 einen Hohlraum aufweist. In der linken Hälfte der Fig. 1 sind im Gummikörper 3 die Linien des mutmaßlichen Spannungsverlaufes angedeutet. Sie häufen sich, wie ersichtlich, in der Nähe der Stelle 5, an der bei Belastungen Brüche in der Haftfläche auftraten. Die Stellen 5 sind mithin die Stellen der größten Beanspruchungen, an denen dann an den seitlichen Längskanten bei Belastung nahezu parallel der Haftfläche sich z. B. scharfe Schneiden aus dem Gummi hinausstülpen, wie eine solche durch die gestrichelte Linie 6 in der rechten Hälfte der Fig. 3 angedeutet ist. Die Bauteile sind in Fig. 1 bis 5 in unbelastetem Zustand dargestellt.1 and 2 are the metal parts of the bearing body, 3 is the attached one Rubber body of the wedge bearing, which has a cavity at 4. In the left half 1 are the lines of the presumed voltage curve in the rubber body 3 indicated. As can be seen, they accumulate near point 5 where at Loads fractures occurred in the adhesive surface. The places 5 are therefore the places the greatest stresses, which then occur on the side longitudinal edges when stressed almost parallel to the adhesive surface z. B. turn sharp edges out of the rubber, such as one by the dashed line 6 in the right half of FIG. 3 is indicated. The components are shown in Fig. 1 to 5 in the unloaded state.

Wie die Fig. 5 und 6 deutlich erkennen lassen, zeichnen sich in den Randzonen nach dem Abtragen der Quellungen unter Belastung und Aufhebung derselben im Gummi 3 charakteristische, besonders an den Stellen 5 (Fig. 1) nicht voraussehbare Einsenkungen 6' ab. Diese Einsenkungen 6' beginnen bei 7 (Fig. 5) unmittelbar an den Kanten der Metallkörper 1, 2.As can be clearly seen in FIGS. 5 and 6, are distinguished in the Edge zones after the swelling has been removed under load and removal of the same in the rubber 3 characteristic, especially at the points 5 (Fig. 1) not foreseeable Depressions 6 'from. These depressions 6 'begin immediately at 7 (FIG. 5) the edges of the metal bodies 1, 2.

An Stelle eines Abtragens der Duellungen z. B. im Wege des eingangs erwähnten Abschleifens etwa mit Hilfe einer profilierten Schleifscheibe können die Entlastungskerben im Gummi auch durch Erhebungen im formgebenden Werkzeug gebildet werden. Die Form und Lage der Entlastungskerben kann dabei demnach z. B. durch die Anordnung von entgegengesetzt geformten Erhebungen am formgebenden Werkzeug im voraus festgelegt werden, die praktisch den durch Abschleifen erzeugten Kerben entsprechen. Bei der Ausformung des Gummikörpers in einer entsprechend vorbereiteten Form bilden sich dann die erfindungsgemäßen Senken bzw. Entlastungskerben, welche die im belasteten Zustand auftretenden Duellungen nach Lage und Tiefe kompensieren. Das so hergestellte Gummimetallbauteil hat den zusätzlichen Vorteil, daß die Gummihaut an keiner Stelle der Außenfläche des Gummikörpers angegriffen zu werden braucht. In der Regel erfolgt dann dabei auch die Formung des Gummikörpers in einem Arbeitsgang mit der Herstellung einer Haftverbindung mit den zugehörigen Metallteilen.Instead of removing the duels z. B. by way of the entrance Abrasion mentioned for example with the help of a profiled grinding wheel can Relief notches in the rubber are also formed by elevations in the forming tool will. The shape and location of the relief notches can therefore, for. B. by the Arrangement of oppositely shaped elevations on the forming tool in advance which practically correspond to the notches produced by grinding. When molding the rubber body, form it in a suitably prepared shape Then the depressions or relief notches according to the invention, which loaded the im Compensate for any duels that occur in the situation according to position and depth. The one made in this way Rubber-to-metal component has the additional advantage that the rubber skin is nowhere the outer surface of the rubber body needs to be attacked. Usually done then also the shaping of the rubber body in one operation with the production an adhesive connection with the associated metal parts.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Rubber-to-metal component with relief notches in the rubber, characterized in that the relief notches (6 @ by removing the loaded State of the rubber occurring swellings (6) are generated.

2. Rubber-to-metal component with relief notches in the rubber, which are formed by bumps in the forming tool are, characterized in that the surveys are practically the one produced according to claim 1 Notches correspond. Publications considered: German patent specification No. 668987; French patents nos. 568 280, 762 631.