-
Verfahren zum Ausbuchsen von Bohrungen für das Herstellen nachgiebiger
Verbindungen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ausbuchsen von Bohrungen
für das Herstellen nachgiebiger Verbindungen und ein Gummi-Metall-Verbundteil zur
Ausführung' dieses Verfahrens. Solche nachgiebigen Verbindungen kommen z. B. bei
der nachgiebigen Lagerung von Maschinenteilen und insbesondere auch bei Fahrzeugaufhängungen,
und zwar in dem Federauge der Fahrzeugfedern vor.
-
Es sind bereits Gummi-Metall-Verbundteile für das Ausbuchsen von Bohrungen
bekannt, die aus einer inneren und einer äußeren Metallhülse bestehen, zwischen
denen Gummi einvulkanisiert ist. Bei dem Einvulkanisieren des Gummis tritt infolge
der Schrumpfung des Gummis innerhalb der Gummibuchse eine Zugvorspannung auf, welche
sich im eingebauten Zustand den Betriebsspannungen überlagern würde. Man hat deshalb
bei diesen Verbundteilen die Zugspannung dadurch wieder aufgehoben, daß man entweder
die innere Hülse aufgeweitet oder die äußere Hülse über einen Teil oder ihre ganze
Länge eingezogen hat.
-
Weiterhin ist es bekannt, eine nachgiebige Verbindung z. B. zwischen
dem Federbolzen und dem Federauge einer Fahrzeugfederung dadurch herzustellen, daß
in den ringförmigen Zwischenraum von einer oder beiden Seiten eine Gummibuchse in
axialer Richtung eingepreßt wird, so daß sie zwischen den beiden Teilen unter Druckvorspannung
steht. In ähnlicher Weise sind auch Gummi-Metall-Verbundteile bekannt, die aus einer
inneren und äußeren Metallhülse bestehen, zwischen denen eine Gummihülse in der
Weise unter Druckvorspannung eingebracht ist, daß zunächst die Gummihülse mit etwas
größerem Durchmesser als die äußere Metallhülse in diese eingeschoben wird und danach
die innere Metallhülse in die Bohrung der Gummihülse eingepreßt wird.
-
Außerdem sind nachgiebige Verbindungen bekannt, bei welchen nach dem
Einbringen der Gummihülse auf diese in axialer Richtung ständig ein Druck aufgebracht
wird, um in ihnen eine auch in radialer Richtung wirkende Druckvorspannung zu erzielen.
-
Endlich ist es auch bekannt, eine nachgiebige Verbindung innerhalb
einer Bohrung, z. B. im Federauge einer Fahrzeugfederung, dadurch zu schaffen, daß
ein Gummi-Metall-Verbundteil, welches aus einer Metallhülse und einer auf diese
aufvulkanisierten Gummibuchse besteht und einen größeren Durchmesser aufweist als
die Bohrung, axial in die Bohrung eingepreßt wird.
-
Gemäß der Erfindung wird das Ausbuchsen von Bohrungen für das Herstellen
einer nachgiebigen Verbindung dadurch ausgeführt, daß, ebenso wie bei dem zuletzt
beschriebenen bekannten Verfahren, ein Gummi-Metall-Verbundteil verwendet wird,
welches aus einer Metallhülse und einer auf dieser aufvulkanisierten Gummibuchse
besteht. Jedoch wird bei dem neuen Verfahren ein Gummi-Metall-Verbundteil verwendet,
welches einen solchen Außendurchmesser hat, daß es mit Spiel in die Bohrung eingeschoben
werden kann, und die Druckvorspannung in dem Gummi wird dadurch erzielt, daß die
Metallhülse nach dem Einbringen des Verbundteils in die Bohrung über ihre ganze
Länge aufgeweitet wird.
-
Der Vorteil des neuen Verfahrens besteht darin, daß eine beliebig
hohe Druckvorspannung in dem Gummi erzielt werden kann, ohne daß die Gefahr besteht,
daß die Verbindung zwischen der Gummibuchse und der inneren Metallhülse beim Einbringen
des Verbundteils in die auszuhuchsende Bohrung zerstört wird. Ein weiterer Vorteil
besteht darin, daß die Außenhülse des Verbundteils gespart wird. Dies bedingt einen
weiteren Vorteil, der darin besteht, daß bei der Herstellung der auszuhuchsenden
Bohrung keine große Genauigkeit aufgewendet zu werden braucht, da beim Aufweiten
des Verbundteils das Gummi alle Unebenheiten ausfüllt und eine innige Verbindung
zwischen dem Gummi und der Innenfläche der Bohrung hergestellt wird. Gegossene Bohrungen
und durch Einrollen hergestellte Federaugen können daher ohne Nachbearbeitung mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgebuehst werden. Da bei einer Torsionsbelastung
der nachgiebigen Verbindung die größten Schubkräfte an der Verbindungsstelle zwischen
der Gummibuchse und der inneren Hülse auftreten, reicht es aus, wenn an
dieser
Stelle die innige Verbindung durch Vulkanisieren geschaffen ist. Es ist sogar ein
Vorteil darin zu sehen, daß die Gummibuchse nicht an ihrem Außendurchmesser ebenfalls
durch Vulkanisieren mit einem Metallteil verbunden ist, weil bei einer zufällig
einmal auftretenden Überbelastung dann die Gummibuchse in der Bohrung etwas gleiten
kann, ohne daß dadurch die allein aus der Druckvorspannung resultierende Haftung
zwischen Gummibuchse und Bohrung geändert wird, während dann, wenn die Verbindung
nur durch Vulkanisieren sichergestellt wäre, diese Verbindung in einem solchen Falle
zerstört würde.
-
Die Erfindung wird an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen
näher erläutert.
-
Fig. 1(a), 1(b) und 1(c) zeigen in Form von Schnittdarstellungen verschiedene
Herstellungstufen eines Gummi-Metall-Verbundteiles gemäß der Erfindung zum Einbau
in ein Federauge; Fig.2(a), 2(b) und 2(c) zeigen in Schnittdarstellungen verschiedene
Herstellungsstufen eines mit einem Gummi-Metall-Verbundteil versehenen Scharniers
für eine endlose Gleiskette.
-
In der Beschreibung werden gleiche Bezugszeichen zur Kennzeichnung
gleichartiger Teile verwendet.
-
In Fig. 1(a) ist eine zylindrische aufweitbare innere Metallhülse
11 von einer Gummibuchse 12 umgeben, die auf die Hülse 11 aufvulkanisiert ist. Die
Metallhülse und die aufvulkanisierte Gummibuchse bilden zusammen ein sogenanntes
Gummi-Metall-Verbundteil. Die Länge der Gummibuchse 12 ist in Fig. 1(a) etwas geringer
als die Länge der Hülse 11. Für gewisse Anwendungen kann es jedoch vorteilhaft sein,
wenn die Gummibuchse 12 ebenso lang wie die Metallhülse 11 ist oder über die Enden
der Metallhülse 11 mehr oder weniger hinausragt.
-
Zur Aufnahme der Hülse 11, die die aufvulkanisierte Gummibuchse 12
trägt, ist ein äußeres Metallbauteil oder Gehäuse, dessen Länge geringer sein kann
als die Länge der inneren Metallhülse 11, mit einem geeigneten Loch beziehungsweise
einer Bohrung versehen. Das äußere Metallbauteil oder Gehäuse kann z. B., wie in
Fig. 1(b) dargestellt, das zu einem Auge 18 aufgerollte Ende einer Feder bzw. eines
Federblattes 19 sein. Der Innendurchmesser des Auges 18 des Federblattes 19 und
der Außendurchmesser der Hülse 11 und der Buchse 12 sind so gewählt, daß das Verbundteil
mit Spiel in das Auge 18 eingeschoben werden kann. Beim Einbau wird das Verbundteil
in das Auge 18 eingesetzt, woraufhin die innere Hülse 11 in radialer Richtung zu
ihrer Längsachse mittels eines Werkzeuges (nicht dargestellt) derart aufgeweitet
wird, daß die Gummibuchse 12 zwischen Hülse 11 und Auge 18 zusammengedrückt wird
und fest an der Innenfläche des Federauges 18 unter Haftung anliegt, wie es in Fig.
1(c) dargestellt ist. Das hierbei verwendete Werkzeug kann zweckmäßigerweise einen
kegeligen Dorn aufweisen.
-
Um das Aufweiten der Metallhülse 11 zu erleichtern, ist es zweckmäßig,
dieselbe dünnwandig zu gestalten; diese Hülse kann aus ausgeglühtem Stahl, beispielsweise
Flußstahl, oder aus Messing hergestellt sein.
-
Wenn erwünscht, kann man das oben beschriebene Verfahren zum Ausbuchsen
von Bohrungen in der Weise abwandeln, daß man nach Einsetzen des Verbundteils in
die Bohrung den die Bohrung aufweisenden Bauteil derart nach innen zusammenzieht,
daß eine Druckvorspannung im Gummi erzeugt wird, wobei gleichzeitig bewirkt wird,
daß die Gummioberfläche an der Innenfläche des äußeren Bauteils unter Haftung anliegt.
In diesem Falle wird das äußere Metallbauteil dünnwandig ausgeführt, um das Zusammenziehen
zu erleichtern.
-
Zur Ausbuchsung einer Bohrung können auch zwei oder mehr Buchsen verwendet
werden, die jeweils aus einer inneren Metallhülse 11 mit aufvulkanisierter Gummibuchse
12 bestehen. Falls erwünscht, kann man zwei gleichgestaltete Buchsenteile, deren
Gummibuchsen an einem Ende in Form eines nach außen gerichteten Flansches ausgebildet
sind, von entgegengesetzten Seiten in die Bohrung eines Gehäuses oder Lagers einschieben.
-
Die das Verbundteil aufnehmende Bohrung braucht nicht zylindrisch
gestaltet zu sein. Es ist nur erforderlich, daß die Hülse des Verbundteils in entsprechender
Weise aufgeweitet wird, um überall in der Gummibuchse die erforderliche radiale
Vorspannung zu erzeugen. So kann man, wenn es erwünscht ist, die axiale Steifigkeit
und Belastbarkeit von mit Gummi-Metall-Verbundteilen ausgerüsteten Bauteilen zu
vergrößern, die auszubuchsende Bohrung an ihren Enden in radialer Richtung glockenförmig
erweitern und die innere Hülse 11 mit der damit zusammenvulkanisierten Gummibuchse
12 nach dem Einsetzen in die Bohrung in radialer Richtung und nach den äußeren Enden
zu ebenfalls glockenförmig aufweiten, um den Gummi unter Druckspannung zu setzen.
-
In Fig. 2 ist die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Ausbuchsen
von Bohrungen bei den Scharnieren der einzelnen Glieder von endlosen Gleisketten
gezeigt, wie sie bei gepanzerten Fahrzeugen oder anderen Gleiskettenfahrzeugen verwendet
werden. In diesem Fall ist eine zylindrische aufweitbare innere Metallhülse 11 vorgesehen,
die, wie in Fig. 2(a) gezeigt, eine Mehrzahl von mit der Metallhülse 11 zusammenvulkanisierten
Gummibuchsen 12 aufweist, wobei je eine Buchse 12 für jedes Auge der Scharnierverbindung
vorgesehen ist. Das auf diese Weise ausgebildete Verbundteil wird in die beim Gießen
der Gliedteile erzeugten und nicht nachbearbeiteten Löcher in den Scharnieraugen
31 der Gleiskettenglieder eingesetzt, woraufhin die innere Metallhülse in radialer
Richtung aufgeweitet wird, um den Gummi zusammenzudrücken und zu bewirken, daß er
an den Innenflächen der Scharnieraugen festhaftet. Das für das Aufweiten benötigte
Werkzeug kann durch den üblichen Gelenkbolzen 32 selbst gebildet werden, wenn dieser,
wie in Fig. 2(b) gezeigt, mit konischen Enden 33 versehen ist. Bei einer abgewandelten
Ausführungsform kann der Gelenkbolzen auch rohrförmig gestaltet sein, wie es bei
34 in Fig. 2(c) gezeigt ist, wobei die Enden des rohrförmigen Bauteils, wie bei
35 angedeutet, mit Innengewinde versehen sind, um Halteschrauben (nicht dargestellt)
aufzunehmen, die eine axiale Verschiebung des rohrförmigen Gelenkbolzens 34 verhindern.
-
Soweit die Bezeichnung »Gummi« in der vorstehenden Beschreibung verwendet
wird, gilt diese Bezeichnung für alle geeigneten Gummiarten ohne Rücksicht darauf,
ob sie aus Naturgummi oder aus einem geeigneten synthetischen Gummi hergestellt
sind.