DE19609773C1 - Zentrierhülse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zentrierhülse, umfassend eine Außenbuchse aus zähhartem Werkstoff, die einen Federkörper aus elastomerem Werkstoff außenseitig umschließt und adhäsiv mit diesem verbunden ist, wobei der Federkörper als Führungsring ausgebildet ist.

Eine solche Zentrierhülse ist aus der DE 28 31 470 C2 bekannt. Die vorbekannte Zentrierhülse ist als Kugelgelenk ausgebildet. Das Kugelgelenk umfaßt ein kugeliges Innenteil und ein hohlzylindrisches Außenteil, das das Innenteil mit radialem Abstand umschließt, wobei in dem durch den Abstand gebildeten Spalt ein Gummikörper angeordnet ist, der an seiner inneren Oberfläche mit dem Innenteil und an seiner äußeren Oberfläche mit dem Außenteil festhaftend verbunden ist. Eine reibungsbehaftete Relativbeweglichkeit zwischen dem Innenteil und dem Gummikörper erfolgt während der bestimmungsgemäßen Verwendung des Kugelgelenks nicht.

Eine weitere Zentrierhülse ist aus der EP 0 553 565 A2 bekannt. Die vorbekannte Zentrierhülse weist zwei Anschlußflansche auf, die auf den voneinander abgewandten Seiten zur Aufnahme der zu zentrierenden Teile offen sind. Die Anschlußflansche sind durch ein Kugelgelenk miteinander verbunden, das radial außenseitig von einer kongruent gestalteten Lagerschale umschlossen ist. Die Lagerschale wird von einer Innenbuchse anliegend umschlossen, wobei die Innenbuchse von einer Außenbuchse mit radialem Abstand umschlossen ist und wobei innerhalb des durch den Abstand gebildeten Spalts ein Federkörper aus elastomerem Werkstoff angeordnet ist. Die vorbekannte Zentrierhülse weist einen aus vielen Einzelteilen bestehenden Aufbau auf, was in fertigungstechnischer und wirtschaftlicher Hinsicht wenig zufriedenstellend ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zentrierhülse der vorbekannten Art derart weiterzuentwickeln, daß diese einen einfachen, teilarmen Aufbau aufweist, in fertigungstechnischer Hinsicht einfach und in wirtschaftlicher Hinsicht kostengünstig herstellbar ist und gute Gebrauchseigenschaften während einer langen Gebrauchsdauer aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.

Zur Lösung der Aufgabe ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehen, daß in den Führungsring verschleißreduzierende und formstabilisierende Teilkörper eingelagert sind. Der als Führungsring ausgebildete Federkörper umschließt die miteinander zu zentrierenden Teile außenseitig und berührt deren Oberfläche anliegend. Die Außenbuchse besteht bevorzugt aus einem metallischen Werkstoff, der Federkörper aus einem Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR). Dadurch, daß der Federkörper der Zentrierhülse gleichzeitig den Führungsring für die zu zentrierenden Teile bildet, ist die Verwendung einer separat erzeugten Innenbuchse, die beispielsweise aus einem Gleitlagerwerkstoff besteht, entbehrlich. Die Zentrierhülse muß derart gestaltet sein, daß Schwenkbewegungen mit kleinen Schwenkwinkeln, kleine translatorische Bewegungen und Winkelbewegungen der miteinander zu zentrierenden Teile relativ zueinander ausgeführt werden können. Durch den sehr einfachen, aus nur zwei Teilen bestehenden Aufbau der erfindungsgemäßen Zentrierhülse ist diese einfach und kostengünstig herstellbar. Die verschleißreduzierenden und formstabilisierenden Teilkörper tragen zur Verbesserung der Gebrauchseigenschaften bei und bewirken gleichbleibend gute Ge­ brauchseigenschaften der Zentrierhülse während einer langen Gebrauchsdauer.

Abrasiver Verschleiß am Federkörper wird durch die Anordnung der Teilkörper zuver­ lässig vermieden. Durch die formstabilisierende Wirkung der Teilkörper ist außerdem eine exakte Führung der zu zentrierenden Teile bezogen auf die Außenbuchse gegeben. Die Teilkörper werden vor dem Vulkanisieren des Federkörpers in den Rohwerkstoff eingebracht.

Die Teilkörper können bevorzugt aus Graphitpartikeln gebildet sein. Hierbei ist von Vorteil, daß durch das Graphit ausgezeichnete Gleiteigenschaften während der gesamten Gebrauchsdauer der Zentrierhülse zwischen dem Führungsring und den durch den Führungsring geführten Teilen erhalten bleiben.

Die Teilkörper können beispielsweise auch durch Kunststoffpartikel aus PTFE gebildet sein. Die Kunststoffpartikel bewirken einen ausgezeichneten Kompromiß zwischen einer guten Gleitfähigkeit der einander zugewandten Oberflächen von Führungsring und abzustützendem Bauteil aufeinander und deren exakter räumli­ cher Zuordnung während einer langen Gebrauchsdauer, auch dann, wenn die Zentrierhülse beispielsweise erhöhten Temperaturen ausgesetzt ist. Die PTFE-Kunststoffpartikel sind sehr verschleißarm, da nach einem gewissen Anfangs­ verschleiß das Material glasiert und die Oberfläche dadurch sehr widerstandsfest wird.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung können die Teilkörper im wesentlichen kugelförmig ausgebildet sein und einen Durchmesser von 25-500 µm aufwei­ sen. Für die meisten Anwendungsfälle von Zentrierhülsen sind Partikeldurch­ messer innerhalb dieses Durchmesserbereichs besonders gut geeignet. Davon abweichende Formen, beispielsweise gemahlene Werkstoffe mit unregelmäßigen Umfangskonturen, sind ebenfalls verwendbar und bieten im Hinblick auf eine kostengünstige Herstellbarkeit der gesamten Zentrierhülse Vorteile.

Die Teilkörper können eine im wesentlichen homogene Verteilung innerhalb des Führungsrings aufweisen. Hierbei ist von Vorteil, daß sich die Teilkörper, die vom elastomeren Werkstoff des Führungsrings jeweils vollständig umschlossen sind, gegenseitig stützen. Die Teilkörper, die die Oberfläche der abzustützenden Teile anliegend berühren, sind demgegenüber nicht vollständig vom elastomeren Werkstoff umschlossen. Relaxationserscheinungen des elastomeren Werkstoffs des Führungsrings vermögen durch die homogene Verteilung eine exakte Lage­ rung der zu zentrierenden Teile nicht zu beeinträchtigen.

Der Führungsring kann aus 10 bis 90, bevorzugt 50 bis 75 Volumenprozent Teilkörpern bestehen. Im Bereich der Oberfläche des Führungsrings, die die Oberfläche des zu zentrierenden Teils anliegend berührt, ist dadurch eine ausrei­ chend große Anzahl von Partikeln eingelagert, die eine gegen abrasiven Ver­ schleiß widerstandsfähige Gleitschicht bilden. Durch die vollständige Ummante­ lung der einzelnen Teilkörper weist der Führungsring neben guten Gleiteigen­ schaften auch gute schwingungsisolierende Eigenschaften auf.

Der Führungsring und zumindest eine auf zumindest einer Stirnseite angeord­ nete, im wesentlichen radial nach innen gerichtete Dichtlippe können einstückig ineinander übergehend ausgebildet sein, wobei nur in den Führungsring Teilkör­ per eingelagert sind. Ein teilarmer, einfacher Aufbau der Zentrierhülse wird durch eine derartige Ausgestaltung begünstigt. Durch die Anordnung der Dicht­ lippe, die unter radialer Vorspannung die Oberfläche des zu zentrierenden Teils dichtend berührt, wird sichergestellt, daß keine Verunreinigungen zwischen die Oberflächen des zu zentrierenden Teils und des Führungsrings gelangen und dadurch eine Einschränkung der Gebrauchseigenschaften/Zerstörung der Zen­ trierhülse bewirken.

In axialer Richtung zwischen beiden Stirnseiten kann eine membranartige Trennwand angeordnet sein, die einstückig mit dem Federkörper ausgebildet ist, wobei die Trennwand, die Oberfläche eines der zu zentrierenden Teile und die Dichtlippe einen mit einem Schmiermittel befüllbaren Hohlraum begrenzen.

Als Schmiermittel gelangt bevorzugt ein Sperrfett zur Anwendung. Dadurch wird einerseits eine zusätzliche Verringerung der Reibung bei Relativbewegungen zwischen den zu zentrierenden Teilen und dem Führungsring bewirkt und ande­ rerseits eine zusätzliche Sicherung gegen ein Eindringen von Verunreinigungen in den Hohlraum.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Zentrierhülse wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher beschrieben.

In der Zeichnung ist eine Zentrierhülse 1 gezeigt, die im Bereich ihrer beiden Stirnseiten 6, 7 jeweils ein zu zentrierendes Teil 10, 11 umschließt, wobei die beiden Teile 10, 11 jeweils als Wellenenden ausgebildet sind. Die beiden Teile 10, 11 sind relativ winkelbeweglich, in Umfangsrichtung und translatorisch zu­ einander beweglich in der Zentrierhülse 1 aufgenommen. Die Außenbuchse 2 besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus einem metallischen Werkstoff, der den Federkörper 3 außenumfangsseitig vollständig umschließt. Der Federkörper 3 bildet den Führungsring 4 und ist einstückig mit der Dichtlippe 8 verbunden, ebenso wie mit der Trennwand 9. Die gesamte Zentrierhülse 1 besteht daher lediglich aus zwei Bauteilen aus voneinander abweichenden Werkstoffen.

Innerhalb des Führungsrings 4 sind Teilkörper 5 eingelagert, die eine Verschleiß­ reduzierung des Führungsrings bewirken und eine formstabilisierende Wirkung auf den Führungsring ausüben.

Sowohl die Größe als auch die Form der Teilkörper 5 sind in der Zeichnung nur schematisch gezeigt. Die Teilkörper 5 sind innerhalb des Führungsrings 4 homo­ gen verteilt und bilden 75 Volumenprozent des Führungsrings 4.

Um ein Eindringen von Verunreinigungen in den Hohlraum 13 zu verhindern, ist dieser mit einem Schmiermittel 12 gefüllt, das durch ein Sperrfett gebildet ist. Der Hohlraum 13 wird durch die Dichtlippe 8, die Oberfläche des zu zentrieren­ den Teils 10 und die Membran 9 begrenzt. Außerdem unterstützt das Schmiermittel 12 die Teilkörper 5 bezüglich einer möglichst reibungsarmen Rela­ tivbewegung zwischen dem Führungsring 4 und dem zu zentrierenden Teil 10.

Die zu zentrierenden Teile 10, 11 sind nicht Gegenstand der Erfindung und da­ her mit einer strichzweipunktierten Linie in der Zeichnung dargestellt.

Claims (8)

1. Zentrierhülse, umfassend eine Außenbuchse aus zähhartem Werkstoff, die einen Federkörper aus elastomerem Werkstoff außenseitig umschließt und adhäsiv mit diesem verbunden ist, wobei der Federkörper als Führungsring ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in den Führungsring (4) verschleißreduzierende und formstabilisierende Teilkörper (5) eingelagert sind.

2. Zentrierhülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilkörper (5) durch Graphitpartikel gebildet sind.

3. Zentrierhülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilkörper (5) durch Kunststoffpartikel aus PTFE gebildet sind.

4. Zentrierhülse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilkörper (5) im wesentlichen kugelförmig ausgebildet sind und einen Durchmesser von 25-500 µm aufweisen.

5. Zentrierhülse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilkörper (5) eine im wesentlichen homogene Verteilung innerhalb des Führungsrings (4) aufweisen.

6. Zentrierhülse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsring (4) aus 10 bis 90 Volumenprozent Teilkörpern (5) besteht.

7. Zentrierhülse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsring (4) und zumindest eine auf zumindest einer Stirnseite (6, 7) angeordnete, im wesentlichen radial nach innen gerichtete Dichtlippe (8) einstückig ineinander übergehend ausgebildet sind und daß nur im Führungsring (4) Teilkörper (5) eingelagert sind.

8. Zentrierhülse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in axialer Richtung zwischen beiden Stirnseiten (6, 7) eine membranartige Trennwand (9) angeordnet und einstückig mit dem Federkörper (3) ausgebildet ist und daß die Trennwand (9), die Oberfläche eines der zu zentrierenden Teile (10, 11) und die Dichtlippe (8) einen mit einem Schmiermittel (12) befüllbaren Hohlraum (13) begrenzen.