DE4104949C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Drehgleitlager gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, das beispielsweise geeignet ist für die Aufhängung eines Fahrzeugs und das in der Lage ist, die Übertragung von Vibrationen wirkungsvoll zu verhindern.

Bekannt ist ein Gummilager zur Verbindung eines Lenkers innerhalb eines Fahrzeugaufhängungssystems an einem Stützelement, das an der Fahrzeugkarosserie oder der Radaufhängung befestigt ist in einer vibrationsdämpfenden Weise derart, daß der Lenker schwenkbar um die Achse des Stützelements gehalten ist. Das bekannte Gummilager umfaßt eine innere und eine äußere Metallhülse, die koaxial zueinander und in einem Radialabstand zueinander angeordnet sind, wobei sich ein zylindrischer elastischer Körper zwischen der inneren und der äußeren Hülse befindet, um eine flexible Verbindung hierzwischen herzustellen. Das Gummilager vermag Eingangsvibrationen zu absorbieren, die in radialer Richtung senkrecht zur Achse des Lagers aufgegeben werden, basierend auf der elastischen Eigenschaft des elastischen Körpers. Darüber hinaus gestattet das bekannte Lager eine Drehung der inneren und äußeren Hülse relativ zueinander um die Achse des Lagers basierend auf der Torsionsdeformation des elastischen Körpers um die Achse.

Die Steifigkeit des so aufgebauten Lagers, gemessen in Radialrichtung, und die Torsionssteifigkeit, gemessen in Umfangsrichtung, werden beide durch die Elastizität und Ausgestaltung des elastischen Körpers bestimmt. Dementsprechend ist es recht schwierig, das Ausmaß der Steifigkeit in Radialrichtung und Umfangsrichtung unabhängig voneinander zu bestimmen, in Abhängigkeit von der erforderlichen Federcharakteristika des Lagers. Dementsprechend ist es extrem schwierig, für das bekannte Lager die beiden unterschiedlichen Charakteristika darzustellen, die für moderne Kraftfahrzeuge erforderlich sind, d. h., eine hinreichend reduzierte Steifigkeit in Umfangsrichtung zur Verfügung zu stellen, um den Fahrkomfort des Fahrzeugs zu erhöhen, während ein hinreichendes Ausmaß an Steifigkeit in Radialrichtung zur Verfügung gestellt werden soll, um eine ausgezeichnete Stabilität und Steuerbarkeit des Fahrzeugs zu gewährleisten.

Im Hinblick auf die obigen Ausführungen ist ein Gummilager vorgeschlagen worden, wie es in der japanischen ungeprüften Gebrauchsmusteranmeldung 60-3335 beschrieben ist. Dieses Gummilager besitzt eine zylindrische Stützhülse, die an der inneren oder äußeren Umfangsfläche des elastischen Körpers gehalten ist und eine separat ausgebildete Harzhülse, die sich zwischen der Stützhülse und der inneren oder äußeren Hülse derart befindet, daß die Harzhülse in gleitendem Kontakt mit der Stützhülse und der benachbarten Hülse gehalten ist.

Bei dem derart ausgebildeten Gummilager wird jedoch die separat ausgebildete Harzhülse zwischen die Stützhülse und die innere oder äußere Hülse eingeführt und wird axial ergriffen an den axial einander gegenüberliegenden Endflächen durch und zwischen entsprechenden Rückhalteringen, die im Preßsitz an oder in der inneren oder äußeren Hülse angrenzend an die Harzhülse gehalten sind. Somit erfordert das Gummilager eine erhöhte Anzahl von Bestandteilen und Herstellungsschritten, die unvermeidlich die Kosten des Lagers erhöhen. Zusätzlich leidet das Gummilager unter einer reduzierten Gleitfähigkeit sowie nachteiligen Rüttelverschiebungen oder exzessivem Spiel oder Freiraum der Komponenten, was wiederum zu sich akkumulierenden Dimensionsfehlern oder Veränderungen bei der Bearbeitungs- oder Herstellungsgenauigkeit führt, die bei der Herstellung der Harzhülse sowie der Stützhülse und der inneren oder äußeren Hülse führen können, die im Gleitkontakt mit der Harzhülse gehalten sind. Somit vermag das herkömmliche Lager kein zufriedenstellendes Ausmaß an Gleitfähigkeit zur Verfügung zu stellen.

Bei dem zuvor beschriebenen Gummilager wirken die innere und die äußere Umfangsfläche der Harzhülse als Gleitflächen für den Gleitkontakt mit der Stützhülse und der inneren oder äußeren Hülse. Dementsprechend verschlechtert sich die Gleitfähigkeit des Lagers, wenn die Harzhülse aus einem faserverstärkten Harzmaterial ausgebildet ist, das Glasfasern oder andere verstärkende Fasern enthält. Es ist dementsprechend schwierig, solch ein faserverstärktes Harz als Material für die Harzhülse zu verwenden, um eine hinreichende Widerstandsfähigkeit der Hülse gegenüber den Belastungen sicherzustellen.

Weitere Drehgleitlager bzw. -gelenke sind aus den Druckschriften GB 10 50 384, DE-GM 75 25 089, US 26 89 755, DE-PS 10 40 394 und US 30 39 831 bekannt.

Dabei zeigt die GB 10 50 384 ein Drehgleitlager mit einer zylindrischen Innenhülse und einer koaxial auf dieser drehbar gelagerten Außenhülse, die von radial innen nach radial außen aus einer Gleitschicht aus Kunststoff, einer an dieser Gleitschicht gehaltenen Stützhülse und einer auf dieser gehaltenen Schicht aus elastischem Material aufgebaut ist.

Bei dem in der DE-GM 75 25 089 dargestellten, mit sphärischen Gleitflächen versehenen Kugelgelenk stellt sich ein gewünschtes Lagerspiel nach dem Schrumpfen beim Aushärten der Gelenkteile aus Kunststoff, d. h. beim Aushärten der jeweils einteilig ausgebildeten Kugel bzw. Kugellagerung über eine entsprechende Materialwahl der Gelenkteile ein.

Weiterhin zeigt die US 26 89 755 eine zylindrische Gelenkbuchse, bei der eine radiale Umfangsschicht durch Spritzen von Kunststoff in einen Ringraum eingebracht wird. Aus den Druckschriften DE-PS 10 40 394 und US 30 39 831 sind ferner zylindrische, elastische Drehgleitlager bekannt, bei denen eine Gleitfläche mittels einer dünnen, folienartigen Schicht aus Kunststoff gebildet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Drehgleitlager derart weiterzubilden, daß es insgesamt eine höhere Funktionalität aufweist und insbesondere bei guten Lagereigenschaften ein genau definiertes Lagerspiel aufweist.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale, wobei hinsichtlich bevorzugter Ausgestaltungen auf die Merkmale der Unteransprüche verwiesen wird.

Das Drehgleitlager gemäß der Erfindung zur Verbindung zweier Elemente aneinander derart, daß eines der beiden Elemente gleitend gegenüber dem anderen um eine Achse des Lagers gehalten ist, umfaßt die folgenden Merkmale, nämlich: (a) eine innere Hülse mit einem axialen Mittelbereich großen Durchmessers, dessen Außendurchmesser größer ist als derjenige der anderen Bereiche der Innenhülse; (b) eine Stützhülse, die radial außerhalb und koaxial zur Innenhülse angeordnet ist, wobei die Stützhülse eine Innenfläche besitzt, die einen radialen Abstand von der äußeren Oberfläche des Teils mit größerem Durchmesser der Innenhülse unter Bildung eines radialen Freiraums hierzwischen aufweist; (c) eine Gleitschicht oder -hülse, die aus faserverstärktem Harzmaterial zwischen dem großen Durchmesserbereich der Innenhülse und der Stützhülse ausgebildet ist, wobei die Gleitschicht axial einander gegenüberliegende Endbereiche aufweist, die axial außerhalb der entsprechenden Endbereiche des großen Durchmesserbereichs der Hülse angeordnet sind, und die Gleitschicht mit ihrer äußeren Oberfläche an der Stützhülse gehalten ist, während ihre innere Oberfläche der äußeren Oberfläche des großen Durchmesserbereiches in einen vorbestimmten Abstand derart gegenüberliegt, daß die Gleitschicht und die Innenhülse frei, relativ zueinander um die Achse des Lagers verschiebbar sind; (d) eine zylindrische Folie, die an der inneren Oberfläche der Gleitschicht gehalten und aus einem faserigen Material mit einem niedrigen Reibkoeffizienten hergestellt ist; (e) ein Paar axialer Rückhalteelemente, die an den axial einander gegenüberliegenden Endbereichen der Stützhülse vorgesehen sind und sich in Radialrichtung des Lagers erstrecken, zur axialen Halterung der Gleitschicht an ihren axial einander gegenüberliegenden Endflächen, sowie (f) ein im wesentlichen zylindrischer, elastischer Körper, der radial außerhalb und koaxial zur Stützhülse derart angeordnet ist, daß der elastische Körper an der äußeren Oberfläche der Stützhülse befestigt ist.

Bei dem Drehgleitlager gemäß der Erfindung, das den zuvor genannten Aufbau besitzt, wird die Gleitschicht ausgebildet, indem im wesentlichen das gesamte Volumen des radialen Freiraumes zwischen dem Bereich großen Durchmessers der Innenhülse und der Stützhülse ausgefüllt wird mit einem geeigneten Harzmaterial, was beispielsweise durch Spritzformen geschehen kann. Demgemäß kann die Gleitschicht nach Vollendung des Spritzvorganges in einer solchen Position angeordnet sein, daß ein vorbestimmtes Spiel zwischen der Innenfläche der Gleichtschicht und der äußeren Oberfläche des großen Durchmesserbereiches vorgesehen ist, basierend auf der Schrumpfung des injizierten Harzmaterials. Somit besitzt das Lager einen äußerst einfachen Aufbau und kann leicht mit einem hohen Wirkungsgrad hergestellt werden. Darüber hinaus ist das vorliegende Lager mit einem hochakuraten Gleitmechanismus versehen, der die Gleitschicht und die Innenhülse einschließt und dauerhaft ausgezeichnete Gleitcharakteristika zur Verfügung stellen kann, in bezug auf eine eingebrachte Belastung, die in Torsionsrichtung um die Achse des Lagers einwirkt.

Bei dem Drehgleitlager gemäß der Erfindung ist die Gleitfolie mit einem relativ niedrigen Reibkoeffizienten integral an der inneren Umfangsfläche der Gleitschicht gehalten, so daß der große Durchmesserbereich der Innenhülse gleitend drehbar durch die Gleitschicht gehalten ist über die Folie. Bei dieser Anordnung gestattet die Folie einen bemerkenswert glatten Gleitkontakt zwischen den gegenseitigen Flächen der Innenhülse und der Gleitschicht. Dementsprechend kann die Gleitschicht aus einem faserverstärkten Harzmaterial hergestellt werden, das verstärkende Fasern, wie etwa Glasfasern, enthält, während gleichzeitig eine ausgezeichnete Gleitfähigkeit des Lagers sichergestellt ist. Der Einsatz faserverstärkten Harzmaterials für die Gleitschicht führt zu Verbesserungen der mechanischen Festigkeit wie auch der Belastungsfestigkeiteigenschaften des Lagers.

Der oben erwähnte große Durchmesserbereich der Innenhülse kann axial einander gegenüberliegende Endbereiche besitzen, die jeweils eine gekrümmte äußere Oberfläche aufweisen, so daß der Außendurchmesser der axial einander gegenüberliegenden Endteile abnimmt in Richtung auf die jeweiligen axialen Enden des großen Durchmesserbereichs.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung besteht das Paar axialer Rückhalteelemente aus einem Paar von Radial- oder Ringflanschen, die materialeinheitlich mit der Stützhülse ausgebildet sind an deren einander gegenüberliegenden axialen Enden.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung besteht die axialen Rückhalteelemente aus einem Paar von Rückhalteringen, die im Preßsitz an jeweils axial einander gegenüberliegenden Endbereichen der Stützhülse gehalten sind.

Das faserverstärkte Harzmaterial der Gleitschicht kann prinzipiell aus thermoplastischem oder thermisch aushärtendem Harz bestehen, das verstärkende Fasern enthält.

Weiterhin kann die Gleitschicht durch Spritzguß des faserverstärkten Harzmaterials hergestellt werden.

Das Drehgleitlager kann darüber hinaus ein zylindrisches, starres Verstärkungselement enthalten, das in einem radialen Zwischenbereich des elastischen Körpers angeordnet ist, und zwar koaxial zum elastischen Körper. Dieses starre Verstärkungselement erstreckt sich in axialer Richtung des Lagers über die gesamte axiale Länge des elastischen Körpers.

Darüber hinaus kann das Lager außerdem ein Paar von Dichtungselementen umfassen, die für eine Abdichtung zwischen den axialen Endbereichen der Innenhülse und der Stützhülse sorgen. Jedes der Dichtelemente besitzt ein radiales inneres Rückhalteelement, das auf der äußeren Oberfläche des axialen Endbereiches der Innenhülse sitzt, sowie ein radial äußeres Rückhalteelement, das auf der äußeren Oberfläche des radialen Endbereiches der Stützhülse sitzt.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und erfindungswesentliche Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Dabei zeigen im einzelnen:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform des Drehgleitlagers gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Erläuterung der Herstellung des Drehgleitlagers gemäß Fig. 1, wobei sich eine Innenhülse, eine Stützhülse sowie eine Gleitfolie in ihrer Position innerhalb einer Form befinden,

Fig. 3 die schematische Erläuterung eines weiteren Herstellungsschritts des Drehgleitlagers gemäß Fig. 1, wobei ein faserverstärktes Harzmaterial in die Form eingespritzt wird, zur Herstellung der Gleitschicht,

Fig. 4 einen Teilschnitt durch das Drehgleitlager gemäß Fig. 1, wobei in vergrößerter Darstellung ein Paar Dichtelemente des Drehgleitlagers gemäß Fig. 1 gezeigt ist, und

Fig. 5 einen Schnitt in größerem Maßstab durch eine andere Ausführungsform der Erfindung, unter Darstellung eines axialen Rückhaltelementes, das an einem axialen Ende der Stützhülse angeordnet ist und sich hinsichtlich seines Aufbaus von dem Lager gemäß Fig. 1 unterscheidet.

In Fig. 1, die einen Vertikalschnitt einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lagers zeigt, bezeichnet die Bezugsziffer 10 eine metallische innere Hülse, die eine im wesentlichen zylindrische Form besitzt. Die Innenhülse 10 besteht aus axial einander gegenüberliegenden Endbereichen 12 kleinen Durchmessers sowie einem axial mittleren Bereich 14 großen Durchmessers, der zwischen den beiden Endbereichen 12 liegt. Der Bereich 14 großen Durchmessers besitzt eine vergleichsweise große Wanddicke, wobei die äußere Umfangsoberfläche einen größeren Durchmesser besitzt als die Endbereiche 12 und erstreckt sich über etwa zwei Drittel der axialen Länge der Hülse 10. Die äußere Umfangsfläche des Bereiches 14 großen Durchmessers umfaßt einen axial inneren Abschnitt 16 mit konstantem Durchmesser über die gesamte axiale Länge und axial äußere Abschnitte 18, die auf einander gegenüberliegenden Seiten des axial inneren Abschnittes 16 liegen, wobei jeder äußere Abschnitt 18 ein gekrümmtes Oberflächenprofil besitzt, dessen Durchmesser allmählich in Richtung auf das axiale Ende des Bereiches 14 abnimmt.

Radial außerhalb der Innenhülse 10 ist eine Stützhülse 20 vorgesehen, die eine im wesentlichen zylindrische Form besitzt, derart, daß die Stützhülse 20 koaxial und in einem radialen Abstand zur Innenhülse 10 angeordnet ist. Die Stützhülse 20 besteht aus einem metallischen Material und besitzt einen Innendurchmesser, der größer ist als der Außendurchmesser des Bereiches 14 großen Durchmessers der Hülse 10 und eine axiale Länge, die größer ist als diejenige des Bereiches 14. Somit sind die Stützhülse 20 und die Innenhülse 10 koaxial derart zueinander angeordnet, daß die innere Umfangsfläche 24 der Stützhülse 20 einen vorbestimmten radialen Abstand von dem axial inneren Abschnitt 16 der äußeren Oberfläche des Bereiches 14 großen Durchmessers besitzt, wobei sich die Flächen radial einander gegenüberliegen. Die Stützhülse 20 ist mit einer Mehrzahl von Einspritzlöchern 32 versehen, die im axial mittleren Bereich in radialer Richtung eingebracht sind.

Die axial einander gegenüberliegenden Endbereiche der Stützhülse 20 sind radial nach innen gebogen und bilden ein Paar axialer Rückhalteelemente in der Form eines Paares von Radialflanschen 22. Diese Flansche 22 befinden sich axial außerhalb der jeweiligen axialen Enden des großen Durchmesserbereiches 14 der Innenhülse 10, so daß die innere Oberfläche 26 eines jeden Flansches 22 dem entsprechenden äußeren Abschnitt 18 der äußeren Oberfläche des großen Durchmesserbereiches 14 gegenüberliegt, mit einem geeigneten Axialabstand hierzwischen.

Zwischen der äußeren Umfangsfläche 16, 18 des großen Durchmesserbereiches 14 der Innenhülse 10 und der inneren Umfangsfläche 24 und den inneren Oberflächen 26 der Stützhülse 20, d. h., zwischen den radial und axial einander gegenüberliegenden Oberflächen der Innenhülse 10 und der Stützhülse 20 befindet sich eine Gleitschicht 28, die aus einem geeigneten Harzmaterial hergestellt ist. Die Gleitschicht 28 besitzt einander axial gegenüberliegende Endbereiche, die axial nach außen um eine entsprechende Länge vorragen von dem entsprechenden Axialende des großen Durchmesserbereiches 14. Die Gleitschicht 28 ist aus einem faserverstärkten Harz hergestellt, wobei es sich grundsätzlich um ein thermoplastisches Harz oder ein in Wärme aushärtendes Harz handeln kann, wie etwa Nylon, Acetal oder Phenol, das mit geeigneten verstärkenden Fasern vermischt ist, wie etwa Glasfasern, Kohlefasern oder aromatischen Polyamid-(Kevlar)-Fasern.

Die Gleitschicht 28 ist an ihrer äußeren Umfangsoberfläche mit der inneren Umfangsoberfläche 24 der Stützhülse 20 verbunden. Die axial einander gegenüberliegenden Endflächen der Gleitschicht 28 werden in Kontakt mit den inneren Oberflächen 26 der Radialflansche 22 der Stützhülse 20 gehalten, so daß die Gleitschicht 28 axial gehalten oder ergriffen ist durch und zwischen diesen Radialflanschen 22. Somit ist die Gleitschicht 28 fest an der Stützhülse 20 gehalten oder befestigt. Auf der anderen Seite besitzt die innere Umfangsfläche der Gleitschicht 28 einen radialen Abstand von der äußeren Umfangsfläche 16, 18 des großen Durchmesserbereiches 14 der Innenhülse 10 mit einem bemerkenswert kleinen Zwischenraum hierzwischen. Somit wird der große Durchmesserbereich 14 der Innenhülse 10 durch die Gleitschicht 28 in einer solchen Weise abgestützt, daß der Bereich 14 freigleitend drehbar ist um die Achse in bezug auf die Gleitschicht 28.

Die Gleitschicht 28 ist mit einer zylindrischen Folie 30 versehen, die an ihrer inneren Umfangsfläche befestigt ist und den gesamten Bereich dieser Oberfläche abdeckt. Bei der Folie 30 handelt es sich um ein Gewebe aus einem Garn mit einem Titer von 100 bis 10 000 Denier und sie ist aus Polytetrafluoräthylen (PTFE) oder einem anderen Material mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten hergestellt. Die Folie 30 liegt beispielsweise in Form eines glatten Gewebes, eines Twill-Gewebes oder eines Satin-Gewebes vor, wobei die erhaltene Folie 30 acht bis 80 Ketten und Schüsse pro cm (20 bis 200 pro Zoll) umfaßt. Um eine erhöhte Bindefestigkeit zwischen der Folie 30 und der Gleitschicht 28 sicherzustellen, ist die Folie 30 vorzugsweise mit einem geeigneten ausgewählten Harz imprägniert, wie etwa einem Expoxy-Harz, einem Urethan-Harz, einem Phenol-Harz oder einem Acryl-Harz. Um weiterhin die Bindung an der Gleitschicht 28 zu verbessern, kann die Folie 30 hergestellt sein durch die Verwebung eines Baumwollgarnes in einen äußeren peripheren Bereich einer Folie hinein, die aus dem reibarmen Material, wie oben ausgeführt, hergestellt ist, worauf man dann die erhaltene Folie mit einem geeigneten Harz imprägniert.

Die Gleitschicht 28 wird aus dem oben erläuterten faserverstärkten Harzmaterial durch Spritzguß hergestellt, wie dies in den Fig. 2 und 3 erläutert ist. Zunächst wird die Innenhülse 10 innerhalb des Hohlraumes einer Form 34 angeordnet, zur Ausbildung der Gleitschicht 28, worauf die Folie 30 und die Stützhülse 20 auf die oder um die innere Hülse 10 herum angeordnet werden, innerhalb der Form 34, gemäß der Darstellung in Fig. 2. Hieraus ergibt sich, daß ein Ringraum 36 ausgebildet wird zwischen der Innenhülse 10 und der Stützhülse 20 innerhalb der Form. Die Innenfläche der Stützhülse 20 kann, falls erforderlich, einer geeigneten Bindungsbehandlung unterworfen werden.

In dem vorbeschriebenen Zustand wird ein geeignetes faserverstärktes Harzmaterial 38, aus welchem die Gleitschicht 28 werden soll, durch Gießkanäle 40 in die Form 34 eingebracht und in den Ringraum 36 durch die Injektionslöcher 32, die in der Stützhülse 20 ausgebildet sind, eingespritzt, so daß der Ringraum 36 mit dem Harzmaterial 38 gefüllt wird, zur Bildung der Gleitschicht 28. Nach der Beendigung des Spritzgusses ist die Folie 30 integral mit der inneren Oberfläche der Gleitschicht 28 verbunden.

Wenn das Harzmaterial in die Gleitschicht 28 innerhalb der Form 34 eingegossen wird, wird die Gleitschicht 28 mit ihrer äußeren Umfangsoberfläche mit der Stützhülse 20 verbunden während des Anfüllens der Injektionslöcher 32, die in der Stützhülse 20 ausgebildet sind, wodurch die Gleitschicht 28 integral mit der Stützhülse 20 verbunden wird, nach der Beendigung der Ausbildung der Schicht 28. Wenn die äußere Oberfläche der Gleitschicht 28 an der Stützhülse 20 anhaftet, steht ein beachtenswert kleines Ausmaß an Spiel zur Verfügung zwischen der Innenoberfläche der Gleitschicht 28 und den äußeren Oberflächen 16, 18 des Bereiches 14 mit großem Durchmesser der Innenhülse 10, basierend auf der Schrumpfung des Harzmaterials nach dem Einspritzvorgang. Dementsprechend ist die innere Oberfläche der Gleitschicht 28, mit welcher die Folie 30 verbunden ist, gekrümmt und folgt der äußeren Oberfläche 16, 18 des großen Durchmesserbereiches 14 der Innenhülse 10.

Anschließend wird die so gebildete Gleitschicht 28, die Innenhülse 10 und die Stützhülse 20 aus der Form 34 herausgenommen, und die axial einander gegenüberliegenden Endbereiche der Stützhülse 20 werden gebogen, so daß sie danach die Radialflansche 22 bilden, die an den einander gegenüberliegenden axialen Endflächen der Gleitschicht 28 anliegen. Somit wird die Gleitschicht 28 in axialer Richtung an ihrem Platz gehalten mit Hilfe der Flansche 22 der Stützhülse 20.

Auf der äußeren Umfangsoberfläche der Stützhülse 20, die entsprechend der obigen Beschreibung, die Gleitschicht 28 abstützt, ist ein relativ dickwandiger, im wesentlichen zylindrischer, elastischer Körper 42 aus Gummimaterial ausgebildet, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, wobei der elastische Körper 42 an der äußeren Oberfläche der Stützhülse 20 über eine Vulkanisation gehalten ist. Der elastische Körper 42 ist in seinem radialen Zwischenbereich mit einem zylindrischen Metallverstärkungselement 44 versehen. Dieses Verstärkungselement 44 ist durch Vulkanisation mit dem elastischen Körper 42 verbunden, so daß das Verstärkungselement 44 sich in einer koaxialen Anordnung zum elastischen Körper 42 befindet und sich in axiale Richtung über den Körper 42 hin erstreckt. In Anwesenheit des Verstärkungselements 44 zeigt der elastische Körper 42 vergleichsweise harte Federcharakteristika, in bezug auf eine aufgebrachte Last in Radialrichtung, senkrecht zur Achse des Lagers.

Die Innenhülse 10 und die Stützhülse 20 werden derart montiert, daß die Innenhülse 10 relativ zur Stützhülse 20 zu gleiten vermag, über die dazwischenliegende Gleitschicht 28. Zwischen den entsprechenden axialen Endbereichen der Innenhülse 10 und der Stützhülse 20 sind ringförmige Gummidichtelemente 50 vorgesehen, von denen jedes einen Rückhaltering 46 bzw. ein Halteelement 48 an den radial inneren bzw. äußeren Enden trägt, gemäß der Darstellung in Fig. 4. Der radial innere Endbereich der Gummidichtelemente 50 paßt auf die äußere Oberfläche des entsprechenden kleinen Durchmesserbereiches 12 der Innenhülse 10 und wird dort mit Hilfe des Halterings 46 gehalten, während der äußere Endbereich des Gummidichtelementes 50 auf der äußeren Oberfläche des entsprechenden axialen Endbereiches der Stützhülse 20 mit Hilfe des Rückhalteelements 48 gehalten ist. Somit bildet das Gummidichtelement 50 eine Dichtung zwischen den entsprechenden axialen Endbereichen der Innenhülse 10 und der Stützhülse 20, so daß damit die Gleitschicht 28 und die Folie 30 sowie die äußeren Oberflächen 16, 18 der Innenhülse 10 von dem äußeren Raum des Lagers abgedichtet sind.

Das Lager mit dem oben beschriebenen Aufbau vermag flexibel zwei (nicht dargestellte) Elemente miteinander verbinden, von denen eines beispielsweise eine sich drehende Welle ist, während das andere ein Lenker sein kann, der eine Montageöffnung an seinem Ende trägt. Das Lager wird in einer solchen Weise installiert, daß die sich drehende Welle durch die innere Bohrung 52 der Innenhülse 10 greift, während der elastische Körper 42 in die Montageöffnung des Lenkers eingebracht wird. Somit werden die Welle und der Lenker durch das hierzwischen angeordnete Lager flexibel miteinander verbunden, so daß der Lenker um die Welle schwenkbar ist und der Lenker zu schwingen vermag, in bezug auf die Achse der Welle in radialer Richtung.

Bei dem derart ausgebildeten Drehgleitlager wird der große Durchmesserbereich 14 der Innenhülse 10 gehalten oder gestützt von der Gleitschicht 28 in der Weise, daß die äußere Oberfläche des großen Durchmesserbereiches 14 in Kontakt gehalten wird mit der Folie 30, die integral mit der Innenoberfläche der Gleitschicht 28 verbunden ist. Dementsprechend kann die Gleitschicht 28 aus einem faserverstärkten Harz hergestellt werden, das ein relativ geringes Ausmaß an Gleitfähigkeit besitzt, da die Folie 30, die an der Schicht 28 befestigt ist, eine hinreichende Gleitfähigkeit der Gleitschicht 28 in bezug auf den großen Durchmesserbereich 14 um die Achse des Lagers sicherstellt. Die Gleitschicht 28, die aus dem faserverstärkten Harz hergestellt ist, stellt eine hinreichende Festigkeit gegenüber der aufgebrachten Belastung zur Verfügung.

Darüber hinaus wird bei dem Drehgleitlager die Gleitschicht 28 hergestellt, indem man den entsprechenden Raum innerhalb des Lagers (d. h., den Ringraum 36 in der Form 34) mit einem geeigneten Harzmaterial derart ausfüllt, daß die Gleitschicht 28 mit der Stützhülse 20 verbunden wird während der Ausbildung der Gleitschicht 28. Dementsprechend ist das Drehgleitlager hinsichtlich seines Aufbaus in einem starken Maße vereinfacht und kann mit wesentlich verbessertem Wirkungsgrad hergestellt werden, verglichen mit dem herkömmlichen Gegenstück.

Da die Gleitschicht 28 hergestellt wird durch das direkte Einspritzen des Harzmaterials in den Ringraum 36, der durch die Stützhülse 20 und den großen Durchmesserbereich 14 der Innenhülse 10 definiert wird, läßt sich ein Dimensionsirrtum oder eine Veränderung der dimensionalen Genauigkeit der Stützhülse 20 und des großen Durchmesserbereichs 14 absorbieren bzw. wird durch die so gebildete Gleitschicht 28 ausgeglichen. Dementsprechend wird ein gleichmäßiges und geeignet kleines Spiel zur Verfügung gestellt zwischen der Innenfläche der Gleitschicht 28 und der äußeren Oberfläche des großen Durchmesserbereichs 14, basierend auf der Schrumpfung der Harzmaterialfüllung in dem Ringraum 36. Somit ist das Lager mit einem hochgenauen Gleitmechanismus versehen, der aus der Gleitschicht 28, der Stützhülse 20 und der Innenhülse 10 besteht, der frei ist von radialen Rüttelbewegungen der Stützhülse 20 und der Gleitschicht 28 relativ zur Innenhülse 10.

Die Gleitschicht 28 wird an ihren axial einander gegenüberliegenden Enden durch die Radialflansche 22 gehalten, die als integraler Bestandteil der Stützhülse 20 ausgebildet sind, wobei das Lager der aufgebrachten Belastung einen hinreichend großen Widerstand entgegenzusetzen vermag, wie auch einer Kraft, die in Axialrichtung einwirkt.

Einige der Drehleitlager gemäß dieser Ausführungsform und ein Vergleichsbeispiel eines herkömmlichen Lagers, wie es in der vorerwähnten Veröffentlichung Nr. 60-3335 beschrieben ist, wurden durch die Erfinder getestet hinsichtlich (1) der Beständigkeit gegenüber einer aufgebrachten Belastung in Radialrichtung des Lagers, wobei die Beständigkeit ausgedrückt wird als zulässige maximale Flächenpressung, (2) der radialen Verschiebung des Lagers und (3) dem Gleitwiderstand der Innenhülse 10 und der Gleitschicht 28, wobei der Widerstand ausgedrückt wird als Drehmoment, das erforderlich ist für die Rotation der beiden Elemente relativ zueinander. Der Test (1) zeigte, daß das herkömmliche Lager eine zulässige maximale Flächenpressung von 200 kg/cm² oder weniger besaß, während alle Lager der obigen Ausführungsform eine Pressung von 200 kg/cm² oder mehr aufwiesen. Der Test (2) zeigte an, daß das Ausmaß der Radialverschiebung des herkömmlichen Lagers in einem Bereich zwischen 0,2 mm und 0,3 mm lag, während alle Lager der vorliegenden Ausführungsform bei nicht mehr als 0,05 mm lagen. Der Test (3) zeigte an, daß das Gleitdrehmoment des herkömmlichen Lagers in einem Bereich von 3 bis 30 kg · cm lag, während dasjenige des vorliegenden Lagers im Bereich von 3 bis 10 kg · cm lag. Aus diesen Ergebnissen folgt, daß das Drehgleitlager gemäß dieser Ausführungsform wesentlich höhere Qualitäten besaß als das herkömmliche Gegenstück, im Hinblick auf Dauerhaftigkeit, dimensionale Genauigkeit und Gleitfähigkeit.

Bei dem Drehgleitlager gemäß der beschriebenen Ausführungsform schließt die Gleitfläche des größeren Durchmesserbereichs 14 der Innenhülse 10 die axial äußeren Abschnitte 18 ein, die den axial gegenüberliegenden Endbereichen der inneren Oberfläche der Gleitschicht 28 im wesentlichen in Axialrichtung gegenüberliegen. Das bedeutet, daß diese axial äußeren Abschnitte 18 abgerundet sind, so daß die Außendurchmesser der Abschnitte 18 allmählich abnehmen, in Richtung auf die axial einander gegenüberliegenden Enden, um damit eine rapide Änderung in der Wandstärke der Gleitschicht 28 zu vermeiden. Dementsprechend kann ein konstantes Ringspiel gebildet werden zwischen den Gleitflächen der inneren Hülse 10 und der Gleitschicht 28, basierend auf der Schrumpfung des Harzmaterials der Gleitschicht 28, wodurch eine merkliche Verbesserung der Gleitfähigkeit des Lagers sichergestellt ist.

Obwohl die Erfindung nur zur Erläuterung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben wurde, leuchtet ein, daß die Erfindung nicht auf die Details der dargestellten Ausführungsform beschränkt ist, sondern auch verschiedene Abänderungen umfaßt.

Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Endbereiche des Teils großen Durchmessers der Innenhülse jeweils gekrümmt oder mit abgerundeten äußeren Oberflächen versehen, die mehr oder weniger der Gleitschicht axial gegenüberliegen, so daß der Außendurchmesser der großen Durchmesserbereiche abnimmt in Richtung auf die axial einander gegenüberliegenden Enden. Das Profil der axial einander gegenüberliegenden Endbereiche des großen Durchmesserbereiches ist jedoch nicht auf eine solche gekrümmte Ausgestaltung beschränkt, sondern kann in einer gewünschten Weise verändert werden. So kann beispielsweise jeder axiale Endbereich der äußeren Oberfläche des großen Durchmesserbereichs die Form einer Endfläche aufweisen, die senkrecht auf der Achse des Lagers steht, oder abgeschrägt oder in einer anderen Weise geneigt sein.

Während die Gleitschicht durch die Stützhülse in einer solchen Weise gehalten ist, daß die äußere Oberfläche der Schicht mit der inneren Oberfläche der Stützhülse bei der erläuterten Ausführungsform in Verbindung steht, kann die Gleitschicht auch in einer anderen Weise durch die Stützhülse gehalten werden. So kann beispielsweise die innere Oberfläche der Stützhülse mit Vorsprüngen oder Ausnehmungen versehen sein zum Eingriff mit entsprechenden Ausnehmungen und Vorsprüngen, die in oder an der äußeren Oberfläche der Gleitschicht ausgebildet sind.

Bei der dargestellten Ausführungsform wird das Harzmaterial für die Gleitschicht in den Ringraum 36 durch die Einspritzlöcher 22 injiziert, die in der Stützhülse 20 ausgebildet sind. Das Harzmaterial kann jedoch auch durch eine oder mehrere ringförmige Öffnungen eingespritzt werden, die zwischen den entsprechenden axialen Endbereichen der Stützhülse 20 und der Innenhülse 10 ausgebildet sind.

Während die Radialflansche 22 der Stützhülse als ein Paar axialer Rückhalteelemente dienen, die an den axialen Endbereichen der Stützhülse 20 bei der erläuterten Ausführungsform vorgesehen sind, können die axialen Rückhalteelemente auch die Form eines Paares von ringförmigen Halteringen 56 einnehmen, die im Preßsitz in entsprechend axial einander gegenüberliegenden Endbereichen einer zylindrischen Stützhülse 54 gehalten sind, gemäß der Darstellung in Fig. 5.

Zusammenfassend umfaßt das Drehgleitlager eine Innenhülse 10 mit einem axialen Zwischenbereich großen Durchmessers 14, eine Stützhülse 20, die radial außerhalb der Innenhülse angeordnet ist und einen radialen Abstand von dem Bereich großen Durchmessers besitzt, sowie eine Gleitschicht 28, die aus einem faserverstärkten Harzmaterial zwischen dem großen Durchmesserbereich und der Stützhülse ausgebildet ist. Die Gleitschicht ist mit ihrer äußeren Oberfläche an der Stützhülse befestigt, während die innere Oberfläche, die der Außenfläche des großen Durchmesserbereichs gegenüberliegt, ein vorbestimmtes Spiel hierzwischen freiläßt, so daß die Gleitschicht und die innere Hülse frei relativ zueinander um die Achse des Lagers zu gleiten vermögen. Das Drehgleitlager umfaßt außerdem eine zylindrische Folie 30, die mit der inneren Fläche der Gleitschicht verbunden ist und aus einem fasrigen Material mit niedrigem Reibkoeffizienten hergestellt ist, sowie ein Paar axialer Rückhalteelemente 22, 56 zur axialen Halterung der Gleitschicht an ihren axial einander gegenüberliegenden Endflächen, während ein im wesentlichen zylindrischer axialer Körper 42 radial außerhalb der Stützhülse vorgesehen ist, wobei der elastische Körper an der äußeren Oberfläche der Stützhülse befestigt ist.

Claims (11)

1. Elastisches Drehgleitlager, mit einer starren, zylindrischen Innenhülse und einer darauf drehbar gelagerten Außenhülse, wobei die Drehachse die gemeinsame Achse der Innen- und der Außenhülse ist und wobei die Außenhülse von radial innen nach radial außen aus einer eine Gleitfläche bildenden Gleitschicht aus Kunststoff, einer fest auf dieser Gleitschicht gehaltenen, insbesondere metallischen Stützhülse und einer fest auf dieser Stützhülse gehaltenen Schicht aus elastischem Material aufgebaut ist, dadurch gekennzeichnet, daß
die Innenhülse (10) in ihrem axialen Mittelbereich (14) mitt einem gegenüber ihren an diesen Mittelbereich (14) beidseitig axial anschließenden Endbereichen (12) größeren Durchmesser ausgebildet ist,
die Stützhülse (20) sich axial über den Mittelbereich (14) hinaus bis zu den Endbereichen (12) der Innenhülse (10) erstreckt und an ihren Enden mit nach innen gerichteten Radialflanschen (22, 56) versehen ist,
die Gleitschicht (28, 30) aus einer die Gleitfläche bildenden, den axialen Mittelbereich (14) und die axial beiderseits daran anschließenden Übergangsbereiche (18) an den Endbereichen (12) der Innenhülse (10) überdeckenden dünnen Folie (30) und einer in den Ringraum zwischen dieser Folie (30) und der Stützhülse (20) mit den Radialflanschen (22, 56) durch Spritzgießen eingebrachten, fest mit der Folie (30) und der Stützhülse (20) verbundenen weiteren Schicht (28) aus thermoplastischem oder wärmeaushärtbarem faserverstärkten Kunststoff gebildet ist.

2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Mittelbereich (14) der Innenhülse (10) anschließenden Übergangsbereiche (18) zu den Endbereichen (12) eine gekrümmte Oberfläche besitzen.

3. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Radialflansche (22) einstückig mit der Stützhülse (20) ausgebildet sind.

4. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Radialflansche mit einem Paar von Rückhalteringen (56) gebildet sind, die mit Preßsitz in der Stützhülse (20) gehalten sind.

5. Lager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff der weiteren Schicht (28) Nylon, Acetal oder Phenol ist.

6. Lager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die verstärkten Fasern der weiteren Schicht (28) Glasfasern, Kohlefasern oder aromatische Polyamid-Fasern sind.

7. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (30) aus Polytetrafluoräthylen hergestellt ist.

8. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (30) mit Epoxy-Harz, Urethan-Harz, Phenol-Harz oder Acryl-Harz imprägniert ist.

9. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützhülse (20) eine Mehrzahl von Löchern (32) zum Einspritzen des Materials der weiteren Schicht (28) aufweist.

10. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus elastischem Material (42) in ihrem radialen Mittelbereich ein starres, sich in Axialrichtung des Lagers über die gesamte Länge dieser Schicht erstreckendes Verstärkungselement (44) aufweist.

11. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Dichtelemente (46, 48, 50) zwischen den axialen Endbereichen der Innenhülse (10) und den axialen Enden der Stützhülse (20) vorgesehen sind, wobei jedes der Dichtelemente ein radial inneres Halteelement (46) umfaßt, das auf der äußeren Oberfläche des axialen Endbereichs (12) der Innenhülse (10) angeordnet ist sowie ein radial äußeres Halteelement (48), das auf der radial äußeren Oberfläche des axialen Endbereichs der Stützhülse (20) gehalten ist.