DE4035231A1 - Vorrichtung zur zugisolierung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Zugisolierung von Zügen, insbesondere von Seilzügen, speziell von Bowdenzügen.

Unter "Zugisolierung" wird dabei eine insbesondere zu Beginn ei­ ner Zugeinwirkung auf eine Zugstrecke wirksame Elastizität in der Zugübertragung verstanden. Durch solche Elastizitäten wird beispielsweise eine von dem oder von den Benutzern als "Reißen" empfundene Anfangsphase eines Zugvorganges oder Schleppvorganges vermieden. Ähnlicherweise läßt sich ein "weiches" Betätigen von Bowdenzügen erreichen, die größere Zugkräfte übertragen, hier insbesondere viele pedalbetätigte Bowdenzug-Kraftübertragungen im Kraftfahrzeugbau, beispielsweise bei der pedalbetätigten und unter Zwischenschaltung eines Bowdenzugs gestellten Trennkupp­ lung.

Bekannt ist beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 22 47 488 A1, dort insbesondere aus den Fig. 9 und 10, eine Vorrichtung zur Zugisolierung von Schleppvorrichtungen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art, bei der ein zugstarres und quer zur Zugrichtung flexibles zugübertragendes Zugglied, nämlich ein Seil oder eine Bolzenkette, in Zugrichtung bei nicht angreifendem Zug nichtgestreckt in einer Elastomermatrix eines Gummifederblocks einvulkanisiert ist.

Nachteil dieser bekannten Zugisolierung ist die große axiale Baulänge, die für den Gummifederblock zur Erzielung einer aus­ reichenden Zugelastizität erforderlich ist. Zugisolierungsglie­ der dieser Art mögen ohne Einschränkung für Schleppvorgänge ver­ wendbar sein, sind jedoch im Vorrichtungsbau, insbesondere im Kraftfahrzeugbau, beispielsweise zur Isolierung von Kupplungsbe­ tätigungen, nicht brauchbar.

Im Kraftfahrzeugbau werden daher Zugisolierungen heute üblicher­ weise durch druckbeaufschlagte Gummipuffer im Bereich der Seil­ zugenden hergestellt. Dabei kann gleichzeitig durch Verwendung massiver Auflagebleche eine durchaus erwünschte Dämpfung erzielt werden.

Nachteilig bei dieser Art der Zugisolierung von Zügen, insbeson­ dere Seilzügen, ist jedoch, daß durch die starke Progression der Gummipuffer der Konflikt zwischen geringer Bauhöhe, harter Ein­ stellung des Gummis und damit geringem Benutzerkomfort einer­ seits und nicht akzeptabler großer Bauhöhe, weicher Einstellung des Puffergummis und vergrößertem Komfort für den Benutzer nur unbefriedigende Kompromisse zuläßt.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Zugisolierung in Zügen, insbesondere in Bowdenzügen für den Kraftfahrzeugbau, zu schaf­ fen, die bei geringer Bauhöhe eine in weiten Grenzen variable Anpassung an den vom Benutzer gewünschten Komfort ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die Erfindung eine Vorrichtung zur Zugisolierung, die die im kennzeichnenden Teil des Pa­ tentanspruchs 1 genannten Merkmale aufweist.

Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprü­ che.

Grundgedanke der Erfindung ist also mit anderen Worten eine Ver­ größerung und leichtere Beeinflußbarkeit der Zugisolierung durch Glattziehen eines nicht linearen und in einer Elastomermatrix eingebetteten Zuggliedes durch Unterbindung einer ausweichenden radialen Verformung des als Federkomponente verwendeten Gummife­ derblocks. Dadurch wird gleichzeitig eine Abstimmbarkeit des ge­ wünschten Federverhaltens der Vorrichtung zur Zugisolierung er­ zielt, die bei den bekannten Vorrichtungen nur mit erhöhtem Auf­ wand durch eine Veränderung der Einstellung des Elastomerwerk­ stoffes des Federgliedes möglich ist.

Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung kann prinzipiell auch der Gummifederblock in der starren Hülse unter Betriebsbedingun­ gen axial verschiebbar sein. Aus Gründen der Sicherheit wird es sich in der Praxis jedoch meist empfehlen, für eine axiale Fi­ xierung des Gummifederblocks in der diesen flächenkomplementär und flächenbündig umgebenden Hülse herbeizuführen, beispiels­ weise durch Stoffschluß oder Formschluß durch Nachverformung der Hülse bei vormontiert eingesetztem Gummifederblock. Dabei können selbstverständlich die genannten und andere an sich bekannte Me­ thoden zur axialen Fixierung eines Verbundes aus elastischen und starren Werkstoffen verwendet werden.

Zur technisch kostengünstigen Herstellung solcher zugisolieren­ den Vorrichtungen werden vorzugsweise quaderförmige oder zylindrische Hülsen und Gummifederblöcke mit linearen zentralen Bohrungen oder Öffnungen verwendet. Nach einem axialen Einschie­ ben des Gummifederblocks in die Hülse wird unmittelbar in eine zentrale durchgehende lineare Bohrung des Gummifederblocks oder nach Zwischenlage eines Schlauches aus einem Werkstoff mit ge­ ringer Reibung, insbesondere aus PTFE, das Zugglied, beispiels­ weise ein Bowdenzugseil, durch die Bohrung im Gummifederblock unmittelbar oder durch den eingefügten Schlauch hindurchgescho­ ben. Anschließend wird dann die nachverformbare Hülse so ver­ formt, beispielsweise V-förmig oder U-förmig verformt, daß das in der durchgehenden Bohrung, ggf. im Zwischenschlauch, geführte Zugglied den erforderlichen nicht linearen Verlauf annimmt.

Alternativ können die Zugglieder selbstverständlich auch in den Gummifederblock fest einvulkanisiert sein, beispielsweise nach Art der bekannten elastischen Schleppglieder. Im Gegensatz zu diesen wird bei den Isoliergliedern gemäß der Erfindung jedoch durch die Hülse auf einer sehr viel kürzeren Baulänge eine sehr viel höhere und auch freier gestaltbare Zugelastizität erreicht.

Die Erfindung ist im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 im Axialschnitt ein Ausführungsbeispiel der Vor­ richtung zur Zugisolierung ohne angreifende Zugkräfte;

Fig. 2 die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung unter Einwirkung einer Zugkraft jenseits der Elastizitätsgrenze im Bereich der zugstarren Verbindung zwischen den beiden Seiten des Zuggliedes;

Fig. 3 in der Darstellung der Fig. 1 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 4 in der Darstellung der Fig. 1 und 3, d. h. ebenfalls ohne Zugbeaufschlagung, ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 5 eine weitere Variante der in den Fig. 1, 3 und 4 gezeigten Vorrichtung; und

Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Zugisolierung, bei dem die erforderliche axiale Nichtlinearität des Verlaufs des Zuggliedes durch ein nachträgliches Verformen der Hülse der Vorrichtung herbeigeführt worden ist.

In der Fig. 1 ist in schematischer Darstellung ein erstes Aus­ führungsbeispiel der Vorrichtung zur Zugisolierung, hier eines Seilzuges, beispielsweise eines Bowdenzuges, dargestellt. In ei­ nem Gummifederblock 1, der flächenbündig in einer Stahlhülse 2 angeordnet ist, ist ein beidseitig offener durchgehender Kanal 3 ausgebildet, der einen nichtlinearen, in Seitensicht flach U- förmigen oder flach V-förmigen Verlauf zeigt. Der Kanal 3 ist mit einem PTFE-Schlauch ausgekleidet, der nachträglich in den vorgeformten Kanal im Gummifederblock eingeschoben worden ist.

In dem Schlauch 4 im Kanal 3 des Gummifederblocks 1 ist das Zug­ seil 5 eines Bowdenzugs angeordnet, das aufgrund seiner Flexibi­ lität in Abwesenheit äußerer einwirkender Zugkräfte die Axial­ kontur des Inhalts 3 annimmt. Die Axialkontur des Kanals 3 und damit der Verlauf des Zuggliedes 5 sind in der in Fig. 1 gezeig­ ten Weise vorzugsweise so konfiguriert, daß bei Einwirkung eines Zugs auf das Zugglied 5 eine zumindest im wesentlichen symmetri­ sche Verteilung der im Gummifederblock 1 wirksamen Verformungs­ spannung erreicht wird.

Ausgehend von der in Fig. 1 gezeigten zugfreien Konfiguration der Vorrichtung wird der dort gezeigte flache U-förmige Verlauf des Zugseils 5 zunehmend flacher, bis schließlich der in Fig. 2 dargestellte gestreckte Verlauf des Zugseils 5 erreicht ist, bei dem die Zugisolierung zu Gunsten einer zugstarren Verbindung zwischen den beiden Enden des Zuggliedes bestimmungsgemäß "abgeschaltet" ist.

Ein Vergleich der Fig. 1 und 2 zeigt dabei weiterhin, daß das Zugglied 5 in der in Fig. 1 gezeigten entspannten Konfiguration der Vorrichtung zur Zugisolierung exzentrisch aus den Seitenflä­ chen 6, 7 austritt, während dieser Austritt aus den Seitenflächen 6, 7 nach dem Verlassen des elastischen Arbeitsbereiches der Vor­ richtung aufgrund der symmetrischen Spannungsverteilung im Gum­ mifederblock 1 nicht nur auf beiden Seiten symmetrisch, sondern auch zentrisch erfolgt, und zwar durch die Gegenwart der starren käfigartig wirkenden Außenhülse 2 ohne jede Verformung der Man­ telfläche. Dies ermöglicht die überaus effektive Ausnutzung der Elastizität selbst eines vergleichsweise kleinen Gummifeder­ blocks.

In ebenfalls erkennbarer Weise kann durch die Gegenwart des PTFE-Schlauchs 4 auch bei dynamischer Dauerbelastung der mecha­ nische Verschleiß insbesondere im Kanal des Gummifederblocks auf ein Minimum gedrosselt werden. Gleichzeitig kann durch den PTFE- Schlauch unmittelbar Einfluß auf die wirksame Federkennlinie ge­ nommen werden, und zwar dadurch, daß bei Verwendung dickerer Schläuche ein größerer Wirkungsquerschnitt und bei Verwendung dünnerer Schläuche ein geringerer Wirkungsquerschnitt der Kraft­ übertragung erhalten wird.

Eine Variante der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung ist in der Darstellung dieser Figur in Fig. 3 gezeigt. Gegenüber dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Verlauf des Kanals 3 und damit im entlasteten Zustand des Zugglieds 5 nicht U-för­ mig, sondern S-förmig, so daß das Zugglied 5 auf den beiden Sei­ tenflächen 6, 7 des Gummifederblocks 1 spiegelsymmetrisch aus­ tritt. Trotz der Gegenläufigkeit des S-linienförmigen Verlaufs des Zuggliedes 5 im Gummifederblock 1 erfolgt dennoch bei Zug­ einwirkung eine symmetrische Spannungsverteilung im Federblock 1, so daß auch bei dem in Fig. 3 im zugfreien Betriebszustand gezeigten Element nach einem Verlassen des elastischen Arbeits­ bereichs die in Fig. 2 gezeigte Konfiguration erreicht wird. Da­ bei wird die gegenüber der in Fig. 1 gezeigten Konfiguration in der Fig. 3 größere Längendehnung des Zuggliedes 6 durch ein Gleiten im PTFE-Schlauch federneutral ausgeglichen.

Im Gegensatz dazu ist bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel das Zugglied 5 fest in den Gummifederblock 1 ein­ vulkanisiert. Durch den doppelt S-förmigen Verlauf des Zugglie­ des 5 im Gummifederblock 1 wird wieder wie in der Fig. 1 ein gleichsinnig-exzentrisches Austreten des Zuggliedes 5 aus den Seitenflächen 6, 7 der Vorrichtung erreicht.

Um bei der in Fig. 4 gezeigten Konfiguration ein lineares Span­ nen des Zuggliedes 5 bis zur zugstarren Verbindung zu erreichen, muß der Elastomerwerkstoff des Gummifederblocks 1 extrem weich eingestellt sein und ein weites elastisches axiales Herausziehen des Werkstoffs aus der Hülse 2 ermöglichen. Dadurch werden zu­ sätzlich Scherspannungen im Gummifederblock 1 erzeugt, die bei den Ausgestaltungen der Erfindung nach den Fig. 1 und 3 prak­ tisch ausgeschlossen sind. Insgesamt wird bei dem in Fig. 4 ge­ zeigten Ausführungsbeispiel gegenüber den in den Fig. 1 und 3 gezeigten Ausführungsbeispielen also ein vergleichsweise weicher und flacher Verlauf des elastischen Arbeitsbereichs der Vorrich­ tung erzielt.

Die in der Fig. 5 gezeigte Vorrichtung entspricht weitgehend der vorstehend beschriebenen in der Fig. 4 gezeigten Vorrichtung, wobei jedoch die Dehnung bis zur Herstellung der Zugstarrheit wesentlich kürzer als bei dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungs­ beispiel ist. Dies bedeutet, daß das Elastomer des Gummifeder­ blocks 1 härter eingestellt werden kann. Zudem ist der Verlauf des Zuggliedes 5 im Elastomerblock 1 gegenüber dem in Fig. 3 ge­ zeigten Ausführungsbeispiel so konfiguriert, daß die beiden aus den Seitenflächen 6, 7 austretenden Enden des Zuggliedes 5 be­ reits in dem in Fig. 5 gezeigten zugfreien Zustand zentrisch an­ geordnet sind.

Bei dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht die gezeigte Konfiguration wiederum weitgehend der Konfiguration des in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiels, während jedoch bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel der in den Gummife­ derblock 1 ausgebildete Kanal 3 im spannungsfreien Zustand des Gummifederblocks 1 die in Fig. 1 gezeigte flach U-förmig oder flach V-förmig verlaufende Konfiguration aufweist, ist der Gum­ mifederblock 1 der in Fig. 6 gezeigten Vorrichtung im entspann­ ten Zustand linear zylindrisch mit einem linear zylindrischen Zentralkanal 3. In einen solchen linearen Kanal lassen sich der Schlauch 4 und das Zugglied 5 problemlos und mit hoher Ar­ beitstaktrate einführen. Auf diese Weise wird schließlich ein vormontiertes Produkt erhalten, das im zugfreien Zustand die in Fig. 2 gezeigte Konfiguration aufweist. Durch anschließendes Verformen der Hülse 2 wird dann die in Fig. 6 gezeigte Konfigu­ ration der Vorrichtung zur Zugisolierung erhalten. Auch bei Ab­ wesenheit von Zugkräften, die auf das Zugglied 5 einwirken, ist jedoch im Gegensatz zu den in den Fig. 1, 3, 4 und 5 gezeig­ ten Ausführungsbeispielen der Gummifederblock 1 bei dem in Fig. 6 gezeigten Ausführungsbeispiel relativ stark vorgespannt. Diese Vorspannung des Gummifederblocks 1 bewirkt dabei eine beabsich­ tigte qualitative Veränderung der Federkennlinie der Vorrichtung in der Weise, daß diese nach anfänglich relativ steilem Verlauf einen Knick aufweist und in einen deutlich flacheren, d. h. wei­ cheren Arbeitsbereich übergeht. Bei Verwendung des in Fig. 6 ge­ zeigten zugisolierenden Zwischengliedes im Bereich einer Kraft­ fahrzeugkupplung wird also beispielsweise erreicht, daß bei kur­ zen und "direkt" wohltuend empfundenen Wegen dennoch mit einem überraschend "weichen" Reagieren der Kupplung gerechnet werden kann. Im Gegensatz hierzu zeigen die in den Fig. 1, 3, 4 und 5 gezeigten Ausführungsbeispiele qualitativ den typischen Ver­ lauf der Federkennlinie von üblichen Gummipuffern, also einen zunächst weichen und dann progressiv härteren Verlauf der Kenn­ linie.

Die vorstehend näher erläuterten Beispiele zeigen vor allem, wie für den einzelnen Anwendungsfall ohne nennenswerten technischen Aufwand durch einfache Modifizierung der Abmessungen des Gummi­ federblocks und/oder der Hülse, der Stärke der Krümmung und der Anzahl der Richtungsänderungen des Zuggliedes 5 im Federblock 1 sowie durch den Grad der axial zugelassenen Verformung des Gum­ mifederblocks 1 die Federkennlinien der Vorrichtung zur Zugiso­ lierung veränderbar und einstellbar sind. Neben der geringen Bauhöhe ist dies ein weiterer wesentlicher Vorteil der Vorrich­ tung gemäß der Erfindung.

Claims (10)

1. Vorrichtung zur Zugisolierung von Zügen, insbesondere Bowdenzügen, bei der zumindest ein Abschnitt eines zugstarren, zumindest quer zur Zugrichtung flexiblen zugübertragenden Zuggliedes zumindest abschnittweise in Zugrichtung bei nicht angreifendem Zug nichtgestreckt und mit Formschluß zur Elastomermatrix durch einen Gummifederblock verläuft, gekennzeichnet durch eine unter normalen Betriebsbedingungen nicht verformbare Hülse (2), die den Gummifederblock (1) zumindest in dem Bereich, in dem das Zugglied (5) bei nicht angreifendem Zug nichtgestreckt verläuft, flächenbündig umschließt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (2) aus einem nach Vormontage auf dem Gummifederblock (1) plastisch nachverformbaren Werkstoff, insbesondere Metall, besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenränder der Hülse (2) zur axialen Fixierung des Gummifederblocks (1) zumindest teilweise radial einwärts verformt sind, und zwar entweder den Gummifederblock von axial außen übergreifend und niederhaltend, oder radial verkrallend in den axial überstehenden Gummifederblock eingreifend.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine nach Vormontage auf dem Gummifederblock (1) dergestalt nachverformte Hülse (2), daß deren axiale Mittellinie eine nichtlineare Kurve ist (Fig. 6).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gummifederblock vor der Montage eine axialsymmetrische Kontur aufweist und zur Aufnahme des Zuggliedes eine linear durchgehende Bohrung aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugglied ein Zugseil aus prinzipiell beliebigem zugfestem Werkstoff ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen Schlauch (4) aus einem verschleißfesten Werkstoff mit niedrigem Reibungskoeffizienten, der zwischen dem Gummifederblock (1) und dem Zugglied (5) eingefügt und in dem das Zugglied axial verschiebbar aufgenommen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen festen Stoffschluß zwischen dem Gummifederblock (1) und dem Schlauch (4).

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 gekennzeichnet durch einen festen Stoffschluß zwischen dem Gummifederblock (1) und der Hülse (2).

10. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 im Kraftfahrzeugbau, insbesondere in Verbindung mit pedalbetätigten Bowdenzügen.