DE1955308B2

DE1955308B2 - Gummi-metall-gelenkbuchse

Info

Publication number: DE1955308B2
Application number: DE19691955308
Authority: DE
Inventors: Raoul Dipl-Ing 8992 Hengnau Reichardt Peter 7012 Fellbach Jörn
Original assignee: Joern Raoul Dipl Ing 8992 Hengnau
Current assignee: JOERN GEB ROTH FRIEDA 7012 FELLBACH DE
Priority date: 1969-11-04
Filing date: 1969-11-04
Publication date: 1977-10-06
Also published as: US3666301A; FR2066538A5; DE1955308A1; AT317696B; GB1308346A; DE1955308C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Gummi-Metall-Gelenkbuchse, bestehend aus einem inneren metallischen Rohr oder Bolzen, mit diesen koaxialen zwei äußeren metallischen Halbschalen und zwischen dem Innenrohr und den äußeren Halbschalen einvulkanisierten Gummischichten, die durch einvulkanisierte metallische Zwischenbuchsen unterteilt sind, wobei die äußeren Halbschalen und die Zwischenbuchsen mit über die ganze Fläche gleichmäßig verteilten Löchern versehen sind.

Gummi-Metall-Gelenkbuchsen werden als Torsionsfedern bei leichteren Fahrzeugen verwendet sowie als Gelenke für die Lenker von Kraftfahrzeugen und Schienenfahrzeugen. Auch für Blattfederaugen finden diese Elemente Verwendung und für solche Fälle, in denen ein wartungsfreies Gelenk mit mäßigem Winkelausschlag, aber ohne kardanische Verformung, benötigt wird.

Es ist durch die US-PS 25 62 381 eine Gummi-Metall-Gelenkbuchse bekannt, bei der zwischen einem Innenzapfen und zwei dickwandigen äußeren mit Löchern versehenen metallischen Halbschalen eine Gummischicht festhaftend einvulkanisiert ist und die Halbschalen vor dem Einbau durch einen Spalt getrennt sind. Beim Zusammenbau werden die äußeren Halbschalen, deren Krümmungsachsen vor dem Einbau exzentrisch zur Achse des Innenrohres liegen, um den Betrag der Exzentrizität radial zusammengepreßt und damit eine Druckvorspannung im Gummi erzielt. Eine Druckvorspannung erhöht die Lebensdauer schubbeanspruchter Elemente wesentlich, da die Kettenmoleküle des Kautschuks gerichtet und Schrumpfspannungen beseitigt werden. Außerdem wird die Haftung entlastet, da ihr eine Reibungshaftung überlagert wird. Ein N-.chteil der beschriebenen bekannten Elemente ist, daß die Druckvorspannung nicht gleichmäßig über den ranzen Umfang verteilt ist und zu den Spalten hin auf Null abfallen kann. Die Vulkanis.erformen für derartige Teile sind in der Herstellung aufwendig, weil die Halbschalen exzentrisch zum Innenrohr hegen

Falls ein großer Verdrehwinkel und außerdem eine croße radiale Steifigkeit erforderlich ist, muß die Gummischicht durch einen Zwischenring unterteilt werden um die Querdehnung des Gummis zu behindern und dadurch eine Vergrößerung der Federkonstante zu bewirken Bei derartigen unterteilten Gummischichten ist es durch die US-PS 32 35 941 bekannt, eine gerollte, mit Gummi belegte Buchse nach der Vulkanisation mit eingesägten Schlitzen zu versehen, um eine Vorspannmöplichkeit zu schaffen; diese Buchse wird in den Raum zwischen einem inneren Bolzen und einem äußeren Befestigungsrohr eingeschoben. Hierbei ist jedoch die Druckvorspannung im Gummi nicht gleichmäßig verteilt da im äußeren und inneren Gummiring an den Einschnitten verschieden große Volumanteile verdrängt

^W(ßei Gummimetallbuchsen, bei denen die Gummischicht durch eine Zwischenbuchse unterteilt ist, ist es, wie die GB-PS 9 84 686 zeigt, bekannt, auch diese Zwischenbuchse mit über die ganze Fläche gleichmäßig verteilten Löchern zu versehen, die von der Gummimasse durchdrungen werden, wodurch die Haftung zwischen Gummi und Metall verbessert wird.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Gelenkbuchse zu schaffen, die äußerst große Ausschlagwinkel zuläßt, in radialer Richtung eine große Federkonstante hat und in dieser Richtung große Kräfte aufnehmen kann. Dabei soll der Kraftverlauf im Gummi derart sein, daß keine Spannungsspitzen auftreten und eine gleichmäßige Druckvorspannung am ganzen Umfang vorhanden ist.

Die Erfindung sieht zum Lösen dieser Aufgabe eine Gummi-Metall-Gelenkbuchse der eingangs beschriebenen Art vor, bei der das Neue darin besteht, daß die äußeren Halbschalen und die gleichfalls aus mit dem Innenrohr koaxialen Halbschalen zusammengesetzten Zwischenbuchse aus elastisch oder plastisch verformbaren dünnen Blechen gefertigt sind und daß zwischen den als Halbring ausgebildeten Gummischichten bzw. den Halbschalen im Querschnitt V-förmige, von den Enden der äußeren Halbschalen und den Zwischenbuchsen begrenzten Spalte in Längsrichtung der Buchse verlaufen, deren V-Spitzen gegen das Innenrohr gerichtet sind, wobei diese Spalte derart bemessen sind, daß sie beim Einpressen in ein Aufnahmeauge völlig geschlossen werden, sich hierbei die Krümmungsradien der Halbschalen verkleinern und die Gummischichten geschlossene Ringe bilden, die in radialer Richtung gleichmäßig zusammengedrückt sind. Damit wird der Vorteil erreicht, daß die Druckvorspannung in beiden Gummischichten über den ganzen Umfang gleichmäßig verteilt ist; denn die Gummistärke wird infolge der teils elastischen, teil plastischen Verformung von Außen- und Zwischenhalbschalen an allen Stellen des Umfanges um den gleichen Betrag reduziert. Daher können große Verdrehwinkei und große Radialkräfte, auch wenn sie in Richtung des ursprünglich V-förmigen Spaltes wirken, mit hoher Dauerfestigkeit aufgenommen werden. Die Gclcnkbuchse ist einfach herzustellen, und es ist nur ein Arbeitsgang erforderlich, um in beiden Gummiringen die Vorspannung zu erzeugen und die Buchse einzubauen. Der Einbau ist einfach, da sowohl der Außendurchmesser wie auch die Aufnahmebohrung

grobe Toleranzen aufweisen dürfen und die dünnen Blechhalbschalen leicht zu verformen sind.

Die Zeichnung erläutert die Erfindung an Ausführungsbeispielen, und zwar zeigt

F i g. 1 eine Axialschnitt durci-. eine erfindungsgemäße Gelenkbuchse im unvorgespannten Zustand,

F i g. 2 Draufsicht zu F i g. 1,

Fig. 3 Axialschnitt durch eine erfindungsgemäße Gelenkbuchse im vorgespannten Zustand,

F i g. 4 Draufsicht zu F i g. 3,

Fig.5 eine Buchsenhälfte beim Einlegen in die Vorspannvorrichtung in axialer Draufsicht;

Fig.6 eine Buchsenhälfte in die Vorspannvorrichtiing eingelegt und radial vorgespannt,

Fig. 7 Längsschnitt durch eine in die Vorspannvorrichtung eingelegte und vorgespannte Buchse vor dem Einschieben im ein Aufnahmeauge und

Fig.8 die vorgespannte Buchst nach Fig. 7 nach dem Einschieben in ein Aufnahmeauge.

In den Fig. 1 und 2 ist eine erfindungsgemäße Buchse im fertig vulkanisierten, jedoch nicht eingebauten Zustand gezeigt. Sie besteht aus einem metallischen Innenrohr 13, aus dünnem Blech gefertigten äußeren Halbschalen 1 und 2 und Halbschalen eines Zwischenringes 3 und 4. Zwischen diesen Metallteilen sind Gummischichten 5, 6 und 7, 8 einvulkanisiert. Die Achsen der Halbschalen 1, 2 und 3, 4 sowie der dazwischen liegenden Gummischichten liegen im unvorgespannten Zustand konzentrisch und stimmen mit der Achse der Innenbuchse 13 überein. Zwischen den Halbschalen befinden sich Spalte 9, 10, deren Scheitel 11, 12 bis zur Innenbuchse durchlaufen. Die dem Spalt zugewandeten Stirnseiten von Gummiflächen 16, 17 stehen hinter den zugehörigen Stirnseiten der metallischen Halbschalen zurück. Auf den äußeren Halbschalen 1, 2 ist ein dünner Gummifilm 14, 15 aufvulkanisiert, dessen Verteilung über die gesamte Oberfläche durch Löcher 18 in den metallischen Halbschalen erleichtert wird. Auch die Zwischenhalbschalen 3,4 sind mit Löchern 19 versehen.

In den F i g. i und 4 ist die gleiche erfindungsgemäße Buchse im vorgespannten bzw. eingebauten Zustand gezeigt. Die Krümmungsradien der metallischen Außen- und Zwischenschalen 1, 2 und 3, 4 sowie der zugehörigen Gummihalbringe 5,6 und 7,8 werden beim Vorspannen gleichmäßig verkleinert, ohne daß die Achse der Krümmungsradien ihre Lage ändert. Bei der Krümmungsänderung der Metallteile können diese nicht nur elastisch, sondern auch bleibend verformt werden. Die Spalte 9, 10 werden beim Vorspannvorgang geschlossen und die dem Spalt zugewandten Stirnseiten der Gummihalbringe und der metallischen Haibschalcn kommen fest aufeinander zur Anlage und bilden völlig geschlossene Rohr- oder Ringquerschnitte. Die Druckvorspannung ist in beiden Gummischichten über den gesamten Umfang gleichmäßig verteilt und der Gummi der Ringe 5,6 und 7,8 wölbt sich an den axialen Stirnseiten kräftig heraus.

Nach F i g. 5 wird die unvorgespannte Buchse, von der nur eine Hälfte in der Draufsicht gezeigt ist, in eine Vorspanneinrichtung eingelegt, die aus zwei Hälften 25 besteht. Die Teilung der Vorspanneinrichtung stimmt mit der der Buchse überein.

Nach Fig.6 werden die zwei Hälften 25 der Vorspanneinrichtung radial zusammengezogen, bis die Buchsenhälften und die beiden Teile der Vorspanneinrichtung aneinander liegen und die Spalte 9 und 10 der Buchse geschlossen sind.

Nach Fig. 7 werden die zusammengespannten Hälften 25 der Vorspanneinrichtung mit der darin sitzenden Buchse auf ein Aufnahmeauge 26 aufgesetzt und mittels eines Stempels 27, der auf dem Innenrohr 13 und der äußeren Halbschale 1 aufliegt, wird die vorgespannte Buchse in das Aufnahmeauge 26 eingeschoben.

In Fig.8 ist die Buchse nach dem Vorspann- bzw. Eindrückvorgang gezeigt. Der Stempel 27 ist, geführt durch die Vorspanneinrichtung 25, heruntergedrückt, und die Buchse sitzt mit ihrer ganzen Länge im Aufnahmeauge 26.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Gummi-Metall-Gelenkbuchse, bestehend aus einem inneren metallischen Rohr oder Bolzen, zwei mit diesem koaxialen äußeren metallischen Halbschalen und zwischen dem Innenrohr und den äußeren Halbschalen einvulkanisierten Gummischichten, die durch einvulkanisierte metallische Zwischenbuchsen unterteilt sind, wobei die äußeren ι ο Halbschalen und die Zwischenbuchsen mit über die ganze Fläche gleichmäßig verteilten Löchern versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Halbschalen (1,2) und die gleichfalls aus mit dem Innenrohr (13) koaxialen Halbscbalen zusam- <5 mengesetzten Zwischenbuchse (3, 4) aus elastisch oder plastisch verformbaren dünnen Blechen gefertigt sind und daß zwischen den als Halbringen ausgebildeten Gummischichten (5, 6, 7, 8) bzw. den Halbschalen (1, 2, 3, 4) im Querschnitt V-förmige, von den Enden der äußeren Halbschalen und den Zwischenbuchsen begrenzten Spalte (9, 10) in Längsrichtung der Buchse verlaufen, deren V-Spitzen (11,12) gegen das Innenrohr (13) gerichtet sind, wobei diese Spalte derart bemessen sind, daß sie *5 beim Einpressen in ein Aufnahmeauge (26) völlig geschlossen werden, sich hierbei die Krümmungsradien der Halbschalen (1, 2,3, 4) verkleinern und die Gummischichten (5, 6, 7, 8) geschlossene Ringe bilden, die in radialer Richtung gleichmäßig zusammengedrückt sind.