DE112022000096T5

DE112022000096T5 - Gleitbuchse

Info

Publication number: DE112022000096T5
Application number: DE112022000096.1T
Authority: DE
Inventors: Takashi Kume
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 2021-03-31
Filing date: 2022-01-28
Publication date: 2023-06-01
Also published as: US20230029849A1; WO2022209237A1; JP7085667B1; CN115698539A; JP2022156064A

Abstract

Es wird eine Gleitbuchse mit einer neuartigen Struktur bereitgestellt, mit der es möglich ist, vorteilhaft sowohl harte Federeigenschaften in einer Richtung senkrecht zur Achse als auch weiche Federeigenschaften in einer Torsionsrichtung und in einer Schubrichtung einzustellen. In dieser Aufhängungsbuchse 10 sind ein inneres Wellenelement 12 und ein äußeres Rohrelement 14 durch einen gummielastischen Hauptkörper 16 verbunden, und ein Gleiten des inneren Wellenelements 12 in Bezug auf den gummielastischen Hauptkörper 16 ist möglich. Das innere Wellenelement 12 umfasst einen Wulstteil 18 mit einem großen Durchmesser in der Mitte der axialen Richtung, und das äußere Rohrelement 14 umfasst einen sich verjüngenden Teil 28, dessen beide axialen Endabschnitte einen kleinen Durchmesser nach außen in der axialen Richtung aufweisen. Die äußere Umfangsfläche des Wulstteils 18 in dem inneren Wellenelement 12 umfasst ein nichtklebendes Teil 32, der nicht an dem gummielastischen Hauptkörper 16 haftet und an dem ein Gleiten in Bezug auf das gummielastische Hauptkörper 16 möglich ist, und die äußere Umfangsfläche des inneren Wellenelements 12 außerhalb des nichtklebenden Teils 32 in der axialen Richtung umfasst einen klebenden Teil 30, an dem der gummielastische Hauptkörper 16 vulkanisiert ist und haftet.

Description

Gebiet der Technik
Die Offenlegung betrifft eine Buchse, die z.B. für eine Aufhängungsbuchse für ein Kraftfahrzeug oder ähnliches verwendet wird, und insbesondere auf eine Gleitbuchse, in der das Gleiten eines inneren Wellenelements in Bezug auf einen gummielastischen Hauptkörper zugelassen ist.
Technischer Hintergrund
Herkömmlicherweise ist eine Buchse bekannt, die für eine Aufhängungsbuchse eines Kraftfahrzeugs oder dergleichen verwendet wird, wie sie beispielsweise in dem japanischen Patent Laid-Open No. 2010-159860 (Patentdokument 1) offenbart ist. Die Buchse des Patentdokuments 1 hat eine Struktur, in der ein Wellenteil und ein äußerer Zylinder durch einen gummiartigen elastischen Körper verbunden sind.
Wenn sowohl hohe Federeigenschaften in einer achsensenkrechten Richtung als auch niedrige Federeigenschaften in einer Torsionsrichtung erforderlich sind, wie in einer Aufhängungsbuchse, wie in Patentdokument 1 gezeigt, kann eine Struktur angenommen werden, in der ein erster Wulstteil und ein zweiter Wulstteil konzentrisch angeordnet sind, indem der erste Wulstteil in dem Wellenteil und der zweite Wulstteil in dem Außenzylinder vorgesehen ist.
In der Aufhängungsbuchse oder dergleichen gibt es auch Fälle, in denen niedrige Federeigenschaften für eine Eingabe in Torsionsrichtung erforderlich sind. In diesem Fall wird, indem das Wellenteil nicht an dem gummiartigen elastischen Körper haftet, eine relative Drehung zwischen dem Wellenteil und dem Außenzylinder ermöglicht, und die erforderlichen geringen Federeigenschaften in Torsionsrichtung können realisiert werden.
Dokumente aus dem Stand der Technik
Patentdokumente
Patentdokument 1: Japanisches Patent Laid-Open Nr. 2010-159860
Zusammenfassung der Erfindung
Von der Erfindung zu lösendes Problem
Als Ergebnis einer Studie der vorliegenden Erfinder wurde jedoch die folgende Erkenntnis gewonnen. In der oben erwähnten Struktur in Patentdokument 1, wenn das Wellenteil einfach nicht an dem gummiartigen elastischen Körper haftet und eine Torsionsverschiebung (Drehung) erlaubt ist, wird der gummiartige elastische Körper, der zwischen dem ersten wulstigen Teil und dem Außenzylinder zusammengedrückt wird, wahrscheinlich axial nach außen verformt, und es wird schwierig, hohe Federeigenschaften in der achssenkrechten Richtung aufgrund der axial nach außen gerichteten Flucht des gummiartigen elastischen Körpers einzustellen. Wenn relativ harte Federeigenschaften in der achssenkrechten Richtung erforderlich sind, besteht die Gefahr, dass die geforderten Eigenschaften nicht erfüllt werden können.
Ziel der vorliegenden Offenlegung ist es, eine Gleitbuchse zur Verfügung zu stellen, bei der sowohl harte Federeigenschaften in einer achssenkrechten Richtung als auch weiche Federeigenschaften in einer Torsionsrichtung und in einer Schubrichtung vorteilhaft eingestellt werden können.
Mittel zur Lösung des Problems
Im Folgenden werden Aspekte zum Verständnis der Offenlegung beschrieben. Die nachstehend beschriebenen Aspekte sind jedoch beispielhaft und können gegebenenfalls in Kombination miteinander übernommen werden. Darüber hinaus können die in den einzelnen Aspekten beschriebenen Komponenten unabhängig voneinander erkannt und übernommen werden, wo immer dies möglich ist, und sie können gegebenenfalls in Kombination mit einer in einem anderen Aspekt beschriebenen Komponente übernommen werden. Dementsprechend können in der Offenlegung verschiedene Aspekte realisiert werden und die Offenlegung ist nicht auf die unten beschriebenen Aspekte beschränkt.
Gemäß einem Aspekt weist eine Gleitbuchse eine Struktur auf, bei der ein inneres Wellenelement und ein äußeres Rohrelement durch einen gummielastischen Hauptkörper verbunden sind und ein Gleiten des inneren Wellenelements in Bezug auf den gummielastischen Hauptkörper möglich ist. Das innere Wellenelement enthält einen Wulstteil mit einem großen Durchmesser, die in der Mitte in axialer Richtung vorgesehen ist. Das äußere Rohrelement enthält einen sich verjüngenden Teil, dessen Durchmesser an beiden axialen Endabschnitten axial nach außen abnimmt. Eine äußere Umfangsfläche des Wulstteils in dem inneren Wellenelement enthält einen nichtklebenden Teil, der nicht an dem gummielastischen Hauptkörper haftet und in Bezug auf den gummielastischen Hauptkörper gleiten kann, und eine äußere Umfangsfläche axial außerhalb des nichtklebenden Teils in dem inneren Wellenelement enthält einen klebenden Teil, an dem der gummielastische Hauptkörper durch Vulkanisation haftet.
Bei der Gleitbuchse mit der Struktur gemäß diesem Aspekt umfasst die äußere Umfangsfläche des Wulstteils des inneren Wellenelements den nichtklebenden Teil, an dem der gummielastische Hauptkörper nicht haftet. Durch die Bereitstellung des nichtklebenden Teils an der äußeren Umfangsfläche des Wulstteils wird das Gleiten des inneren Wellenelements und des gummielastischen Hauptkörpers in dem Wulstteil ermöglicht, und es können niedrige Federeigenschaften in einer Torsionsrichtung und einer Schubrichtung erreicht werden.
Der klebende Teil, an dem der gummielastische Hauptkörper durch Vulkanisation haftet, ist axial außerhalb des nichtklebenden Teils an der äußeren Umfangsfläche des inneren Wellenelements vorgesehen. Durch die Anordnung des klebenden Teils axial außerhalb des nichtklebenden Teils wird der gummielastische Hauptkörper durch das innere Wellenelement an dem klebenden Teil festgehalten. Wenn eine Eingabe in einer achsensenkrechten Richtung erfolgt, wird die axial nach außen gerichtete Verformung des gummielastischen Hauptkörpers an dem klebenden Teil eingeschränkt. Daher kann eine hohe Federkonstante aufgrund der Kompression des gummielastischen Hauptkörpers in der achssenkrechten Richtung eingestellt werden. Ferner wird durch die Bereitstellung des sich verjüngenden Teils an beiden axialen Endabschnitten des äußeren Rohrelements die axial nach außen gerichtete Verformung eines äußeren Umfangsabschnitts des gummielastischen Hauptkörpers durch den sich verjüngenden Teil eingeschränkt. Auf diese Weise wird, wenn der gummielastische Hauptkörper in der achsensenkrechten Richtung zusammengedrückt wird, in einem inneren Umfangsabschnitt des gummielastischen Hauptkörpers der gummielastische Hauptkörper, der aufgrund der Bereitstellung des nichtklebenden Teils wahrscheinlich axial nach außen entweichen kann, durch den klebenden Teil zurückgehalten; in dem äußeren Umfangsabschnitt des gummielastischen Hauptkörpers wird das axial nach außen gerichtete Entweichen des gummielastischen Hauptkörpers durch den sich verjüngenden Teil des äußeren Rohrelements eingeschränkt. Dementsprechend können, während die niedrigen Federeigenschaften in der Schubrichtung und der Torsionsrichtung aufgrund der Bereitstellung des nichtklebenden Teils erreicht werden, die hohen Federeigenschaften in der achssenkrechten Richtung realisiert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist bei der im obigen Aspekt beschriebenen Gleitbuchse in dem gummielastischen Hauptkörper eine minimale Dickenabmessung in einer radialen Richtung eines Abschnitts, der sich an einem Außenumfang des nichtklebenden Teils befindet, kleiner als eine maximale Dickenabmessung in der radialen Richtung eines Abschnitts, der sich an einem Außenumfang des klebenden Teils befindet.
Bei der Gleitbuchse mit der Struktur gemäß diesem Aspekt kann durch Vergrößerung der Dickenabmessung in radialer Richtung des gummielastischen Hauptkörpers am Außenumfang des klebenden Teils eine große freie Länge des gummielastischen Hauptkörpers in einem Bereich gewährleistet werden, in dem es schwierig ist, die Haltbarkeit aufgrund der Einschränkung durch die Adhäsion zu sichern, und die Haltbarkeit kann verbessert werden. Gleichzeitig wird im gummielastischen Hauptkörper, der sich am äußeren Umfang des nichtklebenden Teils befindet, wo die Haltbarkeit weniger wahrscheinlich ein Problem darstellt, die Dicke in radialer Richtung reduziert. Bei einer Schwingungseinleitung in achsensenkrechter Richtung zeigen sich harte Federeigenschaften aufgrund der Kompression des nichtklebenden Teils.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist bei der in einem der obigen Aspekte beschriebenen Gleitbuchse ein minimaler Innendurchmesser des sich verjüngenden Teils des äußere kleiner als ein maximaler Außendurchmesser des Wulstteils des inneren Wellenelements.
Bei der Gleitbuchse mit der Struktur gemäß diesem Aspekt wird das Abheben des inneren Wellenelements in axialer Richtung in Bezug auf das äußere Rohrelement durch den Wulstteil und den sich verjüngenden Teil eingeschränkt. Da der gummielastische Hauptkörper zwischen dem Wulstteil und dem sich verjüngenden Teil zusammengedrückt wird, wenn eine Eingabe in axialer Richtung erfolgt, können außerdem harte Federeigenschaften aufgrund einer Druckfederkomponente in axialer Richtung erzielt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist in der Gleitbuchse, die in einem der obigen Aspekte beschrieben ist, eine Gleitschicht mit geringer Reibung zwischen den sich überlappenden Oberflächen des nichtklebenden Teils des Wulstteils und dem gummielastischen Hauptkörper vorgesehen.
Gemäß der Gleitbuchse mit der Struktur nach diesem Aspekt, da das Gleiten des nichtklebenden Teils des inneren Wellenelements und des gummielastischen Hauptkörpers relativ vorteilhaft ist, können die niedrigen Federeigenschaften in der Schubrichtung und in der Torsionsrichtung weiter erreicht werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist in der Gleitbuchse, die in einem der obigen Aspekte beschrieben ist, eine Aussparung an einer äußeren Umfangsfläche axial außerhalb des Wulstteils in dem inneren Wellenelement vorgesehen, und der klebende Teil ist so konfiguriert, dass er eine Innenfläche der Aussparung umfasst.
Bei der Gleitbuchse mit der Struktur gemäß diesem Aspekt kann die freie Länge des klebenden Teils des gummielastischen Hauptkörpers vergrößert werden, und die Haltbarkeit des klebenden Teils kann verbessert werden.
Wirkung der Erfindung
Gemäß der Offenlegung können vorteilhaft sowohl harte Federeigenschaften in der Achsensenkrechten als auch weiche Federeigenschaften in der Torsionsrichtung und in der Schubrichtung eingestellt werden.
Figurenliste

1 ist eine Längsschnittansicht, die eine Aufhängungsbuchse als erste Ausführungsform der Offenlegung zeigt, entsprechend einem I-I-Schnitt von 2.
2 ist eine Vorderansicht der in 1 dargestellten Aufhängungsbuchse.
3 ist eine Längsschnittansicht, die einen Teil einer Aufhängungsbuchse in einer zweiten Ausführungsform der Offenlegung zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die Ausführungsformen der Offenlegung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
1 und 2 zeigen eine Aufhängungsbuchse 10 für ein Kraftfahrzeug als erste Ausführungsform einer Gleitbuchse mit einer Struktur gemäß der Offenlegung. Die Aufhängungsbuchse 10 hat eine Struktur, bei der ein inneres Wellenelement 12 und ein äußeres Rohrelement 14 durch einen gummielastischen Hauptkörper 16 elastisch verbunden sind.
Das innere Wellenelement 12 ist z.B. ein hochsteifes Element aus Metall und hat eine zylindrische Form mit einem kleinen Durchmesser. Das innere Wellenelement 12 kann die Form einer massiven Stange oder dergleichen haben. In diesem Fall kann beispielsweise an beiden axialen Enden eine Befestigungsstruktur zur Befestigung an einem Aufhängungsarm oder dergleichen vorgesehen sein.
Das innere Wellenelement 12 besteht aus einem Wulstteil 18, bei dem ein axialer Mittelteil in Richtung eines Außenumfangs vorsteht und dessen Durchmesser relativ groß ist. Der Wulstteil 18 hat eine äußere Umfangsfläche mit einer im Wesentlichen kugelförmigen, ringförmigen Form, die zum äußeren Umfang hin konvex ist. In dem Wulstteil 18 der vorliegenden Ausführungsform ist eine innere Umfangsfläche eine gekrümmte Fläche, die der äußeren Umfangsfläche entspricht, und eine Dickenabmessung ist über die gesamte axiale Richtung im Wesentlichen konstant. Im Wulstteil kann die Dickenabmessung jedoch auch in der axialen Richtung variieren, und die innere Umfangsfläche kann beispielsweise eine zylindrische Fläche sein, die sich gerade in der axialen Richtung erstreckt.
Das innere Wellenelement 12 hat Teile mit kleinem Durchmesser 20 und 20, die axial außerhalb des Wulstteils 18 vorgesehen sind. Der Teil mit kleinem Durchmesser 20 hat einen kleineren Außendurchmesser als der Wulstteil 18 und erstreckt sich von einem axialen Ende des Wulstteils 18 axial nach außen. An einem axialen Ende jedes Teils mit kleinem Durchmesser 20, das dem Wulstteil 18 gegenüberliegt, ist über den gesamten Umfang ein Vorsprung 22 vorgesehen, der in Richtung des Außenumfangs vorsteht. In dem Teil mit kleinem Durchmesser 20 des inneren Wellenelements 12 ist über den gesamten Umfang zwischen dem Vorsprung 22 und dem Wulstteil 18 in axialer Richtung eine Aussparung 24 vorgesehen, die sich an einer äußeren Umfangsfläche öffnet.
Das äußere Rohrelement 14 ist ein hochsteifes Element wie das innere Wellenelement 12. Verglichen mit dem inneren Wellenelement 12 hat das äußere Rohrelement 14 eine im Wesentlichen zylindrische Form mit einer geringeren Dicke und einem größeren Durchmesser und weist eine kürzere axiale Längenabmessung auf. In dem äußeren Rohrelement 14 ist ein axialer Mittelteil ein zylindrischer Teil 26, der sich linear in axialer Richtung erstreckt, und an beiden axialen Seiten des zylindrischen Teils 26 sind sich verjüngende Teile 28 und 28 vorgesehen, die axial nach außen zum inneren Umfang hin geneigt sind. Der sich verjüngende Teil 28 kann in einem konstanten Winkel zur axialen Richtung geneigt sein und kann auch einen in axialer Richtung variierenden Neigungswinkel aufweisen. In der vorliegenden Ausführungsform wird der Neigungswinkel des sich verjüngenden Teils 28 in Bezug auf die axiale Richtung axial nach außen hin kleiner. Der sich verjüngende Teil 28 kann im Voraus zum Zeitpunkt der Bildung des äußeren Rohrelements 14 bereitgestellt werden und kann auch beispielsweise in Verbindung mit der später beschriebenen Durchmesserreduzierungsverarbeitung des äußeren Rohrelements 14 gebildet werden.
Durch das Vorsehen der sich verjüngende Teile 28 und 28 auf beiden axialen Seiten des zylindrischen Teils 26 hat das äußere Rohrelement 14 in dem in 1 gezeigten Längsschnitt insgesamt eine zum inneren Umfang hin konkave Querschnittsform. In dem äußeren Rohrelement 14 ist eine axiale Abmessung des zylindrischen Teils 26 kleiner als eine axiale Längenabmessung des Wulstteils 18, und eine axiale Längenabmessung des gesamten äußeren Rohrelements 14 ist größer als die axiale Längenabmessung des Wulstteils 18.
Das innere Wellenelement 12 ist durch den inneren Umfang des äußeren Rohrelements 14 eingeführt, und das innere Wellenelement 12 und das äußere Rohrelement 14 sind konzentrisch angeordnet. Das innere Wellenelement 12 steht zu beiden axialen Seiten in Bezug auf das äußere Rohrelement 14 vor. Die beiden axialen Enden des äußeren Rohrelements 14 befinden sich an den beiden axial äußeren Seiten des Wulstteils 18 des inneren Wellenelements 12. Der Wulstteil 18, der sich in axialer und radialer Richtung im Inneren des äußeren Rohrelements 14 befindet, ist so angeordnet, dass er von dem äußeren Rohrelement 14 mit einem vorbestimmten Abstand dazwischen umschlossen wird. Ein Abstand in der radialen Richtung zwischen dem inneren Wellenelement 12 und dem äußeren Rohrelement 14 ist in einem axialen Zentrum, in dem der Wulstteil 18 und der zylindrische Teil 26 einander zugewandt sind, minimal und nimmt in dem Wulstteil 18 allmählich axial nach außen zu. Ein minimaler Innendurchmesser R1 des sich verjüngenden Teils 28 ist kleiner als ein maximaler Außendurchmesser R2 des Wulstteils 18. Noch bevorzugter ist ein minimaler Innendurchmesser R3 des sich verjüngenden Teils 28 an einem axial äußeren Ende eines Abschnitts, an dem der gummielastische Hauptkörper 16 befestigt ist, kleiner als der maximale Außendurchmesser R2 des Wulstteils 18, und der gummielastische Hauptkörper 16 ist in der axialen Richtung zwischen axial zugewandten Oberflächen des Wulstteils 18 und des sich verjüngenden Teils 28 durchgehend vorgesehen.
Das innere Wellenelement 12 und das äußere Rohrelement 14 sind durch den gummielastischen Hauptkörper 16 elastisch miteinander verbunden. Der gummielastische Hauptkörper 16 hat insgesamt eine zylindrische Form und ist vorgesehen, um die einander zugewandten Oberflächen einer äußeren Umfangsfläche des inneren Wellenelements 12 und einer inneren Umfangsfläche des äußeren Rohrelements 14 zu verbinden. Der gummielastische Hauptkörper 16 ist als ein integral vulkanisiertes Formteil ausgebildet, das das innere Wellenelement 12 und das äußere Rohrelement 14 enthält. In dem gummielastischen Hauptkörper 16 ist in einem Abschnitt, der so angeordnet ist, dass er direkt einen Raum zwischen radial zugewandten Oberflächen des inneren Wellenelements 12 und des äußeren Rohrelements 14 ausfüllt, eine radiale Dickenabmessung an beiden axialen Endabschnitten größer als die in der axialen Mitte. Der gummielastische Hauptkörper 16 kann sich jedoch auch in axialer Richtung mit einer im Wesentlichen konstanten radialen Dickenabmessung erstrecken.
Durch die Durchführung einer Durchmesserreduzierung, wie z.B. das Ziehen des äußeren Rohrelements 14 nach dem Vulkanisieren des gummielastischen Hauptkörpers 16, wird die Zugspannung aufgrund der thermischen Kontraktion, die auf den gummielastischen Hauptkörper 16 einwirkt, reduziert, und die Haltbarkeit des gummielastischen Hauptkörpers 16 kann verbessert werden. Bei der Bearbeitung der Durchmesserreduzierung des äußeren Rohrelements 14 werden durch weitere Reduzierung des Durchmessers eines axialen Endes des äußeren Rohrelements 14 die sich verjüngenden Teile 28 und 28 in dem äußeren Rohrelement 14 gebildet. Dementsprechend kann, während das innere Wellenelement 12 vor dem Formen des gummielastischen Hauptkörpers 16 durch das äußere Rohrelement 14 eingeführt werden kann, der minimale Innendurchmesser R1 der sich verjüngenden Teile 28 und 28 kleiner gemacht werden als der maximale Außendurchmesser R2 des Wulstteils 18 nach dem Formen des gummielastischen Hauptkörpers 16. Ein Abheben des inneren Wellenelements 12 in Bezug auf das äußere Rohrelement 14 wird durch indirekten Eingriff zwischen dem Wulstteil 18 und den sich verjüngenden Teilen 28 und 28 über den gummielastischen Hauptkörper 16 verhindert. Indem der minimale Innendurchmesser R3 des Abschnitts in den sich verjüngenden Teilen 28 und 28, in dem der gummielastische Hauptkörper 16 befestigt ist, kleiner ist als der maximale Außendurchmesser R2 des Wulstteils 18, ist es möglich, harte Federeigenschaften aufgrund der Kompression des gummielastischen Hauptkörpers 16 zwischen dem Wulstteil 18 und den sich verjüngenden Teilen 28 und 28 zu erreichen, wenn eine Schwingungseinleitung in axialer Richtung vorliegt. In 1 ist das äußere Rohrelement 14 vor der Durchmesserreduzierung durch eine zweipunktige Kettenlinie dargestellt.
Das äußere Rohrelement 14 ist durch Vulkanisation mit dem gummielastischen Hauptkörper 16 verklebt. Zwischen den sich überlappenden Flächen des äußeren Rohrelements 14 und dem gummielastischen Hauptkörper 16 ist keine Gleitschicht wie zwischen den sich überlappenden Flächen des inneren Wellenelements 12 und dem gummielastischen Hauptkörper 16 vorhanden. Daher ist es unwahrscheinlich, dass Probleme wie Falten in der Gleitschicht auftreten, wenn das äußere Rohrelement 14 einer Durchmesserverringerung unterzogen wird.
Der gummielastische Hauptkörper 16 ist in einem axialen Bereich angeordnet, der die äußere Umfangsfläche des Wulstteils 18 und die äußere Umfangsfläche der Teile mit kleinem Durchmesser 20 und 20 in dem inneren Wellenelement 12 überspannt. In dem gummielastischen Hauptkörper 16 sind beide axialen Endabschnitte durch Vulkanisation an klebende Teile 30 und 30 geklebt, die aus den äußeren Umfangsflächen auf beiden axialen Seiten des inneren Wellenelements 12 bestehen, und ein axialer Mittelabschnitt überlappt nichtklebend einen nichtklebenden Teil 32, der aus einer äußeren Umfangsfläche eines axialen Mittelabschnitts des inneren Wellenelements 12 besteht. In dem gummielastischen Hauptkörper 16 kann eine axiale Längenabmessung des Abschnitts, der so angeordnet ist, dass er den Raum zwischen den radial zugewandten Oberflächen des inneren Wellenelements 12 und des äußeren Rohrelements 14 direkt ausfüllt, eine Länge sein, die auf die äußere Umfangsfläche des Wulstteils 18 des inneren Wellenelements 12 beschränkt ist, oder eine axiale Länge, die sich von dem Wulstteil 18 zu den Teilen mit kleinem Durchmesser 20 und 20 erstreckt, die sich auf beiden axialen Seiten erstrecken.
Die klebenden Teile 30 und 30 bestehen aus der äußeren Umfangsfläche des axialen Endes des Wulstteils 18 und der äußeren Umfangsfläche der Teile mit kleinem Durchmesser 20 und 20, die beide axialen Endabschnitte des inneren Wellenelements 12 bilden. In der vorliegenden Ausführungsform sind die klebenden Teile 30 und 30 so konfiguriert, dass sie eine Innenfläche der Aussparungen 24 und 24 der Teile mit kleinem Durchmesser 20 und 20 einschließen. Die klebenden Teile 30 und 30 erstrecken sich vom axialen Ende des äußeren Rohrelements 14 axial nach außen und erreichen eine äußere Umfangsfläche der Vorsprünge 22 und 22. Ein innerer Umfangsabschnitt des gummielastischen Hauptkörpers 16 umfasst ein inneres Befestigungsteil 34, das an der Innenfläche der Aussparung 24 befestigt ist. Ein axial inneres Ende des inneren Befestigungsteils 34 ist axial nach innen versetzt von einem Hohlkörper 38 angeordnet. Ein axial äußerer Abschnitt des inneren Befestigungsteils 34 befindet sich axial außerhalb eines tiefsten Abschnitts des Hohlkörpers 38, und eine äußere Umfangsfläche des axial äußeren Abschnitts des inneren Befestigungsteils 34 liegt frei. Es ist wünschenswert, dass der klebende Teil 30 die äußere Umfangsfläche der Teile mit kleinem Durchmesser 20 und 20 umfasst, die in Richtung beider axialer Seiten des Wulstteils 18 vorstehen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform besteht der nichtklebende Teil 32 aus der äußeren Umfangsfläche des axialen Mittelteils des Wulstteils 18. Da das innere Wellenelement 12 und der gummielastische Hauptkörper 16 an dem nichtklebenden Teil 32 nichtklebend sind, ist ein Gleiten (relative Verschiebung der überlappenden Oberflächen) des inneren Wellenelements 12 und des gummielastischen Hauptkörpers 16 an dem nichtklebenden Teil 32 möglich. In der vorliegenden Ausführungsform ist der nichtklebende Teil 32 mit einer Gleitschicht 36 aus einem reibungsarmen Beschichtungsmaterial bedeckt, und ein Gleiten des inneren Wellenelements 12 und des gummielastischen Hauptkörpers 16 kann an dem nichtklebenden Teil 32 auftreten. Die Gleitschicht 36 wird durch ein bekanntes Verfahren wie Beschichten oder Aufdampfen gebildet, wobei beispielsweise ein bekanntes Gleitbeschichtungsmaterial wie ein Fluorharz oder Molybdändisulfid verwendet wird. Es ist wünschenswert, dass der nichtklebende Teil 32 die Mitte des Wulstteils 18 umfasst. Beispielsweise kann der nichtklebende Teil 32 so eingestellt werden, dass er sich über einen Bereich erstreckt, der sich von einem Teil mit maximalem Außendurchmesser des Wulstteils 18 zu beiden axialen Seiten und axial nach au-ßen von einem Punkt aus erstreckt, der die Hälfte der Differenz zwischen dem maximalen Außendurchmesser und einem minimalen Außendurchmesser des Wulstteils 18 erreicht.
Die äußere Umfangsfläche des gummielastischen Hauptkörpers 16 haftet durch Vulkanisation an der inneren Umfangsfläche des äußeren Rohrelements 14. Der gummielastische Hauptkörper 16 ist über einer inneren Umfangsfläche des zylindrischen Teils 26 und der inneren Umfangsfläche der sich verjüngenden Teile 28 und 28 in dem äußeren Rohrelement 14 befestigt.
Im gummielastischen Hauptkörper 16 ist eine minimale Dickenabmessung W 1 in radialer Richtung eines Abschnitts, der sich an einem Außenumfang des nichtklebenden Teils 32 befindet, kleiner als eine maximale Dickenabmessung W2 in radialer Richtung eines Abschnitts, der sich an einem Außenumfang des klebenden Teils 30 befindet. Die minimale Dickenabmessung W1 in der radialen Richtung des Abschnitts, der sich auf dem äußeren Umfang des nichtklebenden Teils 32 befindet, ist kleiner als eine minimale Dickenabmessung W3 in der radialen Richtung eines Abschnitts in dem klebenden Teil 30, der das innere Wellenelement 12 und das äußere Rohrelement 14 in der radialen Richtung kontinuierlich verbindet. An einer axialen Endfläche des gummielastischen Hauptkörpers 16 sind Hohlkörper 38 und 38 mit einer konkaven Form, die sich in der axialen Richtung öffnet, über den gesamten Umfang zwischen dem inneren Wellenelement 12 und dem äußeren Rohrelement 14 in der radialen Richtung ausgebildet, und ein Boden der Hohlkörper 38 und 38 erreicht den äußeren Umfang des Wulstteils 18. Die Tiefe, Größe, Form oder ähnliches des Hohlkörpers 38 ist nicht besonders begrenzt. Beispielsweise kann der Hohlkörper 38 eine Tiefe haben, die von der axialen Endfläche des gummielastischen Hauptkörpers 16 aus nicht den Außenumfang des Wulstteils 18 erreicht. Der Hohlkörper 38 muss nicht unbedingt vorhanden sein.
Die Aufhängungsbuchse 10 mit einer solchen Struktur verbindet eine Fahrzeugkarosserie und einen Aufhängungsarm schwingungsfest, indem das innere Wellenelement 12 an der Karosserieseite eines Hilfsrahmens (nicht dargestellt) oder dergleichen und das äußere Rohrelement 14 an der Aufhängungsarmseite (nicht dargestellt) befestigt wird.
Wenn eine Schwingung in der achsensenkrechten Richtung (radiale Richtung) zwischen dem inneren Wellenelement 12 und dem äußeren Rohrelement 14 eingegeben wird, da der gummielastische Hauptkörper 16 in der achsensenkrechten Richtung zwischen dem inneren Wellenelement 12 und dem äußeren Rohrelement 14 zusammengedrückt wird, werden harte Federeigenschaften aufgrund einer Druckfederkomponente gezeigt. Insbesondere da der Wulstteil 18 im inneren Wellenelement 12 vorgesehen ist und die radiale Dickenabmessung des gummielastischen Hauptkörpers 16 an einer äußeren Umfangsseite des Wulstteils 18 reduziert ist, können harte Federeigenschaften durch Kompression des gummielastischen Hauptkörpers 16 erreicht werden.
Da der gummielastische Hauptkörper 16 in Bezug auf den nichtklebenden Teil 32 des inneren Wellenelements 12 einschließlich der äußeren Umfangsfläche des Wulstteils 18 verschiebbar ist, neigt der gummielastische Hauptkörper 16 beim Zusammendrücken in der achssenkrechten Richtung dazu, entsprechend der Form der äußeren Umfangsfläche des Wulstteils 18 axial nach außen verformt zu werden. Auf beiden axialen Seiten des nichtklebenden Teils 32 sind die klebenden Teile 30 und 30, an denen der gummielastische Hauptkörper 16 durch Vulkanisation haftet, vorgesehen, und die Verformung des gummielastischen Hauptkörpers 16 ist an den klebenden Teilen 30 und 30 eingeschränkt. Dementsprechend wird der gummielastische Hauptkörper 16, der sich am äußeren Umfang des nichtklebenden Teils 32 befindet, weniger wahrscheinlich axial nach außen verformt. Indem verhindert wird, dass der gummielastische Hauptkörper 16 axial nach außen entweicht, werden harte Federeigenschaften aufgrund der Kompression in der achssenkrechten Richtung wirksam gezeigt.
Ferner wird durch die Bereitstellung der sich verjüngenden Teile 28 und 28 an beiden axialen Enden des äußeren Rohrelements 14 ein axiales Entweichen eines äußeren Umfangsabschnitts des gummielastischen Hauptkörpers 16 nach außen durch die sich verjüngenden Teile 28 und 28 unterdrückt. Dementsprechend können die harten Federeigenschaften in der achssenkrechten Richtung relativ effektiv eingestellt werden.
Im gummielastischen Hauptkörper 16 ist die freie Länge eines Abschnitts, der den klebenden Teil 30 des inneren Wellenelements 12 und das äußere Rohrelement 14 verbindet, größer als die freie Länge eines Abschnitts, der den Wulstteil 18 und das äußere Rohrelement 14 verbindet. Dementsprechend kann die Haltbarkeit des gummielastischen Hauptkörpers 16 in den Abschnitten verbessert werden, in denen eine Beschädigung aufgrund der Haftung sowohl an dem inneren Wellenelement 12 als auch an dem äußeren Rohrelement 14 wahrscheinlich ein Problem darstellt.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der klebende Teil 30 des inneren Wellenelements 12 so konfiguriert, dass er die Innenfläche der Aussparungen 24 und 24 einschließt, und die freie Länge des Abschnitts im gummielastischen Hauptkörper 16, der den klebenden Teil 30 und das äußere Rohrelement 14 verbindet, wird durch die Aussparung 24 relativ groß gehalten. Dementsprechend kann die Haltbarkeit des Abschnitts im gummielastischen Hauptkörper 16, der den klebenden Teil 30 des inneren Wellenelements 12 und das äußere Rohrelement 14 verbindet, verbessert werden.
Wenn eine Vibration in der Schubrichtung zwischen dem inneren Wellenelement 12 und dem äußeren Rohrelement 14 eingegeben wird, da der gummielastische Hauptkörper 16 eine Scherverformung zwischen dem Wulstteil 18 des inneren Wellenelements 12 und dem äußeren Rohrelement 14 erfährt und die Druckfederkomponente reduziert wird, werden geringe Federeigenschaften in der Schubrichtung realisiert. Da das innere Wellenelement 12 und der gummielastische Hauptkörper 16 nichtklebend sind und an dem nichtklebenden Teil 32, der auf der äußeren Umfangsfläche des Wulstteils 18 angeordnet ist, gleiten können, wird eine Scherfederkomponente ebenfalls reduziert und eine Federkonstante in der Schubrichtung wird weiter verringert. Durch das Vorsehen des Hohlkörpers 38 in einem axial äußeren Abschnitt des gummielastischen Hauptkörpers 16, der sich zwischen dem klebenden Teil 30 und dem äußeren Rohrelement 14 befindet, wird die Druckfederkomponente des gummielastischen Hauptkörpers 16 während der Aufhebungsverschiebung des inneren Wellenelements 12 und des äußeren Rohrelements 14 weiter reduziert.
Wenn eine Vibration in Torsionsrichtung zwischen dem inneren Wellenelement 12 und dem äußeren Röhrenelement 14 eingegeben wird, werden niedrige Federeigenschaften in Torsionsrichtung realisiert, da der gummielastische Hauptkörper 16 eine Scherverformung zwischen dem Wulstteil 18 des inneren Wellenelements 12 und dem äußeren Rohrelement 14 erfährt und die Druckfederkomponente reduziert wird. Da das innere Wellenelement 12 und der gummielastische Hauptkörper 16 nichtklebend sind und an dem nichtklebenden Teil 32, der auf der äußeren Umfangsfläche des Wulstteils 18 angeordnet ist, gleiten können, wird eine Scherfederkomponente ebenfalls reduziert und eine Federkonstante in der Torsionsrichtung wird weiter verringert.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Gleitschicht 36 mit geringer Reibung im nichtklebenden Teil 32 des inneren Wellenelements 12 vorgesehen, und der Reibungswiderstand während des Gleitens zwischen dem nichtklebenden Teil 32 und der inneren Umfangsfläche des gummielastischen Hauptkörpers 16 ist reduziert. Dementsprechend können niedrige Federeigenschaften in der Schubrichtung und in der Torsionsrichtung relativ effektiv realisiert werden.
3 zeigt einen Teil einer Aufhängungsbuchse 40 als eine zweite Ausführungsform der Offenlegung. Die Aufhängungsbuchse 40 umfasst ein äußeres Rohrelement 42 und weist eine Struktur auf, bei der axial außerhalb des sich verjüngenden Teils 28 des äußere Rohrelements 42 ein Entlastungsteil 44 vorgesehen ist, das sich zum Außenumfang hin krümmt. In der folgenden Beschreibung werden die Elemente und Abschnitte, die im Wesentlichen mit denen der ersten Ausführungsform übereinstimmen, in den Zeichnungen mit denselben Bezugsziffern bezeichnet, und die Beschreibung derselben wird weggelassen.
Das Entlastungsteil 44 ist axial nach außen geneigt, so dass es sich am Außenumfang befindet. Das Entlastungsteil 44 der vorliegenden Ausführungsform hat eine gekrümmte Querschnittsform, bei der ein Neigungswinkel in Bezug auf die axiale Richtung axial nach au-ßen zunimmt. Durch die Bereitstellung des Entlastungsteils 44 ist eine Endfläche des äußere Rohrelements 42 der äußeren Umfangsseite zugewandt, und eine innere Umfangsfläche 46 eines axialen Endes des äußere Rohrelements 42 ist als glatte gekrümmte Fläche ohne Kanten ausgebildet. Das äußere Rohrelement 42 ist dem inneren Befestigungsteil 34 des gummielastischen Hauptkörpers 16 in radialer Richtung an der gekrümmten inneren Umfangsfläche 46 zugewandt, die aus einem Ende des sich verjüngenden Teils 28 und dem Entlastungsteil 44 besteht.
Bei der Aufhängungsbuchse 40 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann verhindert werden, dass eine Kante des axialen Endes des äußere Rohrelements 42 mit dem gummielastischen Hauptkörper 16 in Kontakt kommt, wenn eine Vibration eintritt, und eine Beschädigung des gummielastischen Hauptkörpers 16 wird vermieden. Durch die Bereitstellung des Entlastungsteils 44 mit einem gekrümmten Abschnitt am axialen Ende des äußere Rohrelements 42 kann die Verformungssteifigkeit des äußere Rohrelements 42 verbessert werden.
Obwohl die Ausführungsformen der Offenlegung oben im Detail beschrieben wurden, ist die Offenlegung durch die spezifische Beschreibung nicht eingeschränkt. Beispielsweise kann der klebende Teil 30 des inneren Wellenelements 12 ein Teil der äußeren Umfangsfläche des Teils mit kleinem Durchmesser 20 sein, oder er kann die gesamte äußere Umfangsfläche des Teils mit kleinem Durchmesser 20 sein, oder er kann einen Teil der äußeren Umfangsfläche des Wulstteils 18 zusätzlich zur gesamten äußeren Umfangsfläche des Teils mit kleinem Durchmesser 20 umfassen. Der nichtklebende Teil 32 des inneren Wellenelements 12 kann ein Teil der äußeren Umfangsfläche des Wulstteils 18 sein oder die gesamte äußere Umfangsfläche des Wulstteils 18 sein oder einen Teil der äußeren Umfangsfläche des Teils mit kleinem Durchmesser 20 zusätzlich zur gesamten äußeren Umfangsfläche des Wulstteils 18 umfassen.
Es reicht aus, wenn der Wulstteil 18 des inneren Wellenelements 12 in der Mitte der axialen Richtung des inneren Wellenelements 12 vorgesehen ist. Beispielsweise kann der Wulstteil 18 des inneren Wellenelements 12 in Bezug auf eine axiale Mitte des inneren Wellenelements 12 nach beiden Seiten in axialer Richtung abweichen. Es ist wünschenswert, dass der Wulstteil 18 eine äußere Umfangsflächenform hat, die im Längsschnitt entsprechend 1 eine Bogenform ist. Es kann jedoch auch eine äußere Umfangsflächenform angenommen werden, die beispielsweise eine im Wesentlichen trapezförmige Form hat. Die Aussparung 24 des inneren Wellenelements 12 ist nicht zwingend erforderlich. Die Aussparung 24 kann z. B. unter Wegfall des Vorsprungs 22 axial nach außen geöffnet sein, und beide Enden des inneren Wellenelements 12 können dementsprechend bis zu einer Endkante einen kleinen Durchmesser aufweisen.
In den sich verjüngenden Teilen 28 und 28 des äußeren Rohrelements 14 können die innere Umfangsfläche und die äußere Umfangsfläche unterschiedliche Neigungswinkel zueinander aufweisen. Beispielsweise kann es sein, dass in dem sich verjüngenden Teil nur die innere Umfangsfläche axial nach außen zum inneren Umfang hin geneigt ist oder axial nach außen verdickt ist. Der maximale Außendurchmesser R2 des Wulstteils 18 des inneren Wellenelements 12 kann kleiner sein als der minimale Innendurchmesser R1 der sich verjüngende Teile 28 und 28 des äußeren Rohrelements 14.
Um zu vermeiden, dass das äußere Rohrelement 14 bei der Eingabe durch Aufhebeln oder dergleichen in das innere Wellenelement 12 und/oder das innere Befestigungsteil 34 des gummielastischen Hauptkörpers 16 eingreift, kann eine Aussparung vorgesehen werden, die sich in einem Abschnitt öffnet, der einem Ende des äußeren Rohrelements 14 gegenüberliegt und sich in Umfangsrichtung erstreckt.
Als Beispiel für die Gleitschicht 36 wurde eine mit einem Beschichtungsmaterial beschichtete Struktur dargestellt. Eine Gleitschicht kann jedoch auch aus einer Gleitbelag bestehen, die ein geflochtener Körper aus reibungsarmen Fasern ist und so angeordnet ist, dass sie den nichtklebenden Teil 32 des inneren Wellenelements 12 überlappt. Die Gleitschicht ist nicht zwingend erforderlich und kann teilweise in mindestens einem Teil des nichtklebenden Teils 32 anstelle des gesamten nichtklebenden Teils 32 vorgesehen sein.
Es ist möglich, dass das Material zur Bildung des gummielastischen Hauptkörpers 16 ein selbstschmierendes Gummimaterial enthält, bei dem der Oberflächenreibungskoeffizient durch Mischen mit Öl oder Ähnlichem verringert wird. Dementsprechend kann die Gleitfähigkeit zwischen dem inneren Wellenelement 12 und dem gummielastischen Hauptkörper 16 weiter verbessert werden.
Das klebende Teil 30 kann vollflächig, aber auch z. B. in vorgegebenen Abständen in Umfangsrichtung oder in mehreren Bereichen partiell verklebt sein. Alternativ ist es möglich, in einem Grenzbereich zwischen dem klebenden Teil 30 und dem nichtklebenden Teil 32 einen teilweise geklebten Bereich oder einen Bereich vorzusehen, in dem sich das Verhältnis der klebenden Fläche allmählich in axialer Richtung ändert und eine Gummibindungskraft durch Kleben verteilt oder übertragen wird. Ebenso ist der nichtklebende Teil 32 nicht auf den Aspekt beschränkt, dass der nichtklebende Teil 32 über die gesamte Fläche nichtklebend ist, um die erforderlichen Federeigenschaften oder die Haltbarkeit zu erreichen. Wie hieraus ersichtlich ist, können der klebende Teil und der nichtklebende Teil in der Offenlegung als relativ interpretiert werden.
In der obigen Darstellung wurde ein Beispiel gezeigt, bei dem die Offenlegung auf eine Aufhängungsbuchse für ein Kraftfahrzeug angewendet wird. Die Offenlegung ist jedoch auch auf eine andere Gleitbuchse als eine Aufhängungsbuchse anwendbar.
Bezugszeichenliste

10: Aufhängungsbuchse (Gleitbuchse, erste Ausführungsform)
12: inneres Wellenelement
14: äußeres Rohrelement
16: gummielastischer Hauptkörper
18: Wulstteil
20: Teil mit kleinem Durchmesser
22: Vorsprung
24: Aussparung
26: zylindrisches Teil
28: sich verjüngender Teil
30: klebendes Teil
32: nichtklebendes Teil
34: inneres Befestigungsteil
36: Gleitschicht
38: Hohlkörper
40: Aufhängungsbuchse (Gleitbuchse, zweite Ausführungsform)
42: äußeres Rohrelement
44: Entlastungsteil
46: innere Umfangsfläche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2010159860 [0002, 0005]

Claims

Gleitbuchse mit einer Struktur, bei der ein inneres Wellenelement und ein äußeres Rohrelement durch einen gummielastischen Hauptkörper verbunden sind und ein Gleiten des inneren Wellenelements in Bezug auf den gummielastischen Hauptkörper möglich ist, wobei das innere Wellenelement einen Wulstteil mit großem Durchmesser aufweist, die in der Mitte in axialer Richtung vorgesehen ist; das äußere Rohrelement einen sich verjüngenden Teil aufweist, dessen Durchmesser an beiden axialen Endabschnitten axial nach außen abnimmt; eine äußere Umfangsfläche des Wulstteils in dem inneren Wellenelement einen nichtklebenden Teil umfasst, der nicht an dem gummielastischen Hauptkörper haftet und in Bezug auf den gummielastischen Hauptkörper gleiten kann, und eine äußere Umfangsfläche axial außerhalb des nichtklebenden Teils in dem inneren Wellenelement einen klebenden Teil umfasst, an dem der gummielastische Hauptkörper durch Vulkanisation haftet.
Gleitbuchse nach Anspruch 1, bei der in dem gummielastischen Hauptkörper eine minimale Dickenabmessung in einer radialen Richtung eines Abschnitts, der sich an einem äußeren Umfang des nichtklebenden Teils befindet, kleiner ist als eine maximale Dickenabmessung in der radialen Richtung eines Abschnitts, der sich an einem äußeren Umfang des klebenden Teils befindet.
Gleitbuchse nach Anspruch 1 oder 2, bei der ein minimaler Innendurchmesser des sich verjüngenden Teils des äußere Rohrelements kleiner ist als ein maximaler Außendurchmesser des Wulstteils des inneren Wellenelements.
Gleitbuchse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der eine Gleitschicht mit geringer Reibung zwischen den sich überlappenden Oberflächen des nichtklebenden Teils des Wulstteils und dem gummielastischen Hauptkörper vorgesehen ist.
Gleitbuchse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der eine Aussparung an einer äußeren Umfangsfläche axial außerhalb des Wulstteils in dem inneren Wellenelement vorgesehen ist, und der klebende Teil so gestaltet ist, dass er eine Innenfläche der Aussparung umfasst.