DE60113729T2 - Buchse mit geregelter elastischer dämpfung radialer spannungen - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Buchse mit elastischer Dämpfung radialer Spannungen, die eine Steuereinrichtung für die radiale Komprimierbarkeit umfasst.
• Buchsen mit elastischer Dämpfung radialer Spannungen werden verwendet, um einen Stift mit einer Achse zu verbinden, wobei der Stift einer Winkelverschiebung in Bezug auf die Achse ausgesetzt ist. Sie werden auf vielen Gebieten verwendet, darunter das der Transportfahrzeuge. Hier werden sie zum Beispiel für die Verbindung der Blattfederöse der hinteren Aufhängung mit dem Fahrwerk des Fahrzeuges oder auch für die Verbindung der Trägerarme der Vorderräder mit dem Fahrwerk sowie der Nabe der Vorderräder oder auch zum Verbinden von Verbindungsstangen, Armen etc. eingesetzt.
• Typischerweise umfassen solche Buchsen zwei rohrförmige zylindrische und koaxiale Ringe aus Metall und einen elastischen Gummiring, der an den inneren Ring und den äußeren Ring anvulkanisiert ist. Eine Winkelverschiebung zwischen den durch die Buchse verbundenen Elementen wird ermöglicht durch die Nachgiebigkeit des Gummiringes, der auch die Wirkung hat, Stöße und radiale Spannungen zu dämpfen. Der Zusammenbau erfolgt durch Pressen des äußeren Ringes in einen geeigneten Sitz, während der Stift in den inneren Metallring gepresst wird. Diese Art von Buchse hat eine Reihe von Nachteilen, darunter das Brechen des Gummiringes aufgrund von Torsionsspannung, hohe Kosten aufgrund von Vulkanisierung und kostspieliger mechanischer Bearbeitung der durch Passung zu koppelnden Metalloberflächen; außerdem ist der Zusammenbau schwierig, und das Gewicht ist hoch.
• Einer bekannten Technik zufolge wird der erste dieser Nachteile (das heißt das Ermüdungsbrechen des Gummiringes) gelöst durch eine Buchse, die einen inneren Ring aus selbstschmierendem Material und einen elastischen Gummiring umfasst, der frei an den inneren Ring angefügt und durch Vulkanisierung an dem äußeren Ring befestigt ist, der aus Metall ausgeführt und koaxial zu dem ersten ist. Der Zusammenbau der Buchse erfolgt in diesem Fall durch Pressen des äußeren Ringes in den Montagesitz nach Bohren des letzteren, während der Stift frei in den selbstschmierenden Ring eindrehbar ist.
• Folglich wird Torsionsspannung nicht auf den Gummiring übertragen, dessen einzige Aufgabe es ist, Druck und Spannung in radialer Richtung zu dämpfen. Diese erwähnte Lösung beseitigt die Gefahr des Versagens des Gummiringes durch Torsionsermüdung und erhöht die Zuverlässigkeit und Lebensdauer der Buchse, außerdem macht sie es nicht erforderlich, den Stift in den inneren Ring zu pressen. Diese Lösung beseitigt jedoch nicht andere Nachteile wie etwa die Notwendigkeit, für die Buchse einen Sitz für die Presspassung des äußeren Ringes mit entsprechend hohen Kosten aufgrund der mechanischen Bearbeitung vorzubereiten, die Schwierigkeit des Zusammenbaus, das hohe Gewicht und die Kosten.
• Eine andere Buchse ist bekannt aus der vom gleichen Anmelder am 17. April 1997 eingereichten Gebrauchsmusteranmeldung Nr. CR97U000005, die im Wesentlichen einen inneren Ring aus selbstschmierendem Material umfasst, an den ein elastischer Ring aus Gummi oder einem beliebigen anderen elastischen Material frei angefügt ist. Die äußere zylindrische Oberfläche dieses elastischen Ringes ist mit Erhebungen versehen, die es ermöglichen, den Gummiring direkt in den Montagesitz der Buchse zu pressen, so dass keine besondere Bearbeitung oder Vorbereitung des Sitzes erforderlich ist.
• Diese Art von Buchse hat den Vorteil einer einfachen und sparsamen Realisierung; sie erfordert nämlich nicht den an den Gummiring anvulkanisierten äußeren Ring, und sie erfordert keine kostspielige mechanische Bearbeitung. Der Zusammenbau der Buchse erfolgt durch Einpressen des gestauchten Gummiringes in den Sitz, was wesentlich einfacher ist als das Einpressen von Metallteilen. Außerdem erfordert der Sitz weniger einschränkende Maßtoleranzen und ist preiswerter.
• Diese Art von Buchse hat jedoch den Nachteil, dass sie nicht für Anwendungen geeignet ist, die eine hohe radiale Steifigkeit und die Fähigkeit, hohe radiale Lasten zu tragen, erfordern. Wenn beispielsweise diese Buchsen an Lastfahrzeugen für die Verbindung der Blattfedern der hinteren Aufhängungen des Fahrwerks des Fahrzeuges verwendet werden, können sie nur bei Fahrzeugen mit einer Ladekapazität von bis zu 10 t eingesetzt werden. Ein weiterer Nachteil liegt darin, dass in Gegenwart von hohen radialen Lasten der Gummiring einer beträchtlichen Stauchung in Längsrichtung unterliegt, die zu einer Dehnung und Streckung des Gummis führen kann, welche Haltbarkeit und Zuverlässigkeit verringert.
• Weiterer Stand der Technik ist aus US 34 24 503 bekannt. Dieses letztere Dokument offenbart ein Gleitlager (zum Beispiel zum Unterstützen einer rotierenden Welle) mit einem rohrförmigen Gummikörper, einer Buchse aus glasfaserverstärktem Polyamid, die innerhalb des Gummikörpers und mit diesem verbunden angeordnet ist, und einer Hülse aus porösem selbstschmierendem Sintermetall, die in die Buchse eingeschoben ist, um darin ein in dem Lager gleitzulagerndes Metall aufzunehmen. Die Buchse und der Gummikörper sind durch eine Schwalbenschwanzanordnung oder durch Anvulkanisieren des Gummikörpers an die Buchse fest verbunden.
• Ziel der vorliegenden Erfindung ist, alle oben erwähnten Nachteile zu beseitigen.
• Insbesondere ist es das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Buchse mit elastischer Dämpfung von radialer Spannung zu schaffen, die die Steuerung der radialen Komprimierbarkeit ermöglicht und die Radiallasten von beträchtlicher Größe zuverlässig tragen kann, und die preiswert zu realisieren und einfach zusammenzubauen ist.
• Die genannten Ziele werden erreicht durch eine elastische Buchse nach Anspruch 1.
• Um die Kopplung zwischen der Buchse und dem kreisrunden Montagesitz so preiswert wie möglich zu machen, umfasst die äußere Oberfläche des elastischen Ringes erhöhte Rippen, die mit der Innenfläche des Sitzes in Presspassung zusammenwirken.
• Der elastische Ring ist vorzugsweise ein Gummiring, während die Verstärkungshülse vorteilhafterweise aus glasverstärktem Nylon besteht; ihre Dicke hängt zusammen mit der Größe der zu tragenden Radialkräfte, und sie ist an die Innenfläche des Gummiringes anvulkanisiert.
• Die erhöhten Rippen an der Außenfläche des elastischen Ringes sind gemäß dem zitierten Gebrauchsmuster des gleichen Anmelders vorteilhafterweise in regelmäßigen Abständen zueinander platziert und in einer Längsrichtung, parallel zur Achse der Buchse, angeordnet. Alternativ könnten Vorsprünge von ringförmiger Gestalt, parallel zueinander, die gleiche Funktion erfüllen.
• Die Hauptvorteile der vorliegenden Erfindung liegen darin, dass die Buchse aufgrund der durch die Verstärkungshülse gegebenen Kontrolle über die radiale Stauchung und dadurch, dass die Verstärkungshülse die Längsstauchung des Gummiringes beschränkt und aufnimmt, in der Lage, hohe radiale Lasten zu tragen. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass durch geeignete Auswahl der Dicke der internen Verstärkungshülse es möglich ist, Buchsen mit unterschiedlichen Graden von radialer Steifigkeit zu schaffen, die für unterschiedliche Anwendungsfelder passen.
• Die Erfindung wird im Folgenden genauer mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert, in denen eine Ausgestaltung gezeigt ist.
• 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Buchse mit elastischer Dämpfung radialer Spannungen mit einer Einrichtung zum Steuern der radialen Komprimierbarkeit gemäß der vorliegenden Erfindung.
• 2 zeigt die Buchse im axialen Schnitt.
• 3 und 4 zeigen die Buchse in einer Ansicht von oben und von unten.
• Mit Bezug auf die Zeichnungen umfasst die Buchse mit elastischer Dämpfung radialer Spannungen mit einer Einrichtung zum Steuern der radialen Komprimierbarkeit gemäß der vorliegenden Erfindung hauptsächlich einen inneren Ring 1 aus selbstschmierendem Plastikmaterial, auf den ein Gummiring 2 frei angefügt ist. Eine ringförmige Verstärkungshülse 3 von geeigneter Dicke ist an der inneren zylindrischen Oberfläche des Gummiringes 2 befestigt und besteht aus einem im Wesentlichen steifen Material wie etwa glasverstärktem Nylon. Die Kopplung zwischen dem Ring 2 und der Verstärkung 3 ist vorzugsweise durch einen vulkanisierungsprozess geschaffen.
• Die äußere zylindrische Oberfläche des Ringes 2 hat eine Mehrzahl von erhöhten Rippen 4, die die Dicke des Ringes 2 lokal erhöhen.
• Ferner haben in der gezeigten Ausgestaltung der innere Ring 1 und der Gummiring 2 Anschlagbünde 5 und 6, die es der Buchse ermöglichen, eine Kompressionskraft parallel zur Achse der Buchse zu tragen. Zusätzlich ist es möglich, eine – nicht gezeigte – flache Metallscheibe von geeigneter Dicke, ähnlich einem der Bünde 5 und 6, an dem Bund 6 zu platzieren: die Scheibe ermöglicht es, die auf die Buchse übertragene Längs kraft auf eine größere Oberfläche in gleichförmiger Weise zu verteilen, wodurch die Beständigkeit der Buchse gegen Kompressionskräfte erhöht wird. Es liegt auf der Hand, dass jede Abwandlung der Buchse gemäß der vorliegenden Erfindung von generischer oder vereinfachter Art nicht mit den Bünden 5 und 6 versehen sein muss.
• Der Zusammenbau der Buchse gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt durch Pressen der Außenfläche des Gummiringes 2 in den Sitz der Buchse. Während einer solchen Operation werden die erhöhten Rippen 4 komprimiert und elastisch gestaucht, während der Zwischenraum zwischen einer Rippe und der anderen eine freie seitliche Ausdehnung derselben erlaubt. So ist die Buchse in ihrem Sitz durch die Reibung zwischen den gestauchten Gummirippen und der Innenfläche des Gehäusesitzes befestigt. Der Stift ist frei an der Innenfläche des rohrförmigen Elementes 1 drehbar.
• Während des normalen Betriebs absorbiert der Gummiring 2 Stöße und radiale Spannungen, die von dem Stift auf die Buchse übertragen werden, während die ringförmige Verstärkungshülse 3 von geeigneter Dicke der Buchse die benötigte radiale Steifigkeit verleiht und ein Quetschen und eine Längsverformung des Gummiringes 2 vermeidet.

Claims (10)

1. Federbuchse bestehend aus einem aus selbst-schmierendem Material ausgeführten Innenring (1) und einem auf diesen Innenring (1) frei aufgebrachten Federring (2), wobei besagter Federring (2) eine Verstärkungshülse (3) umfasst, die aus einem im Wesentlichen steifen Material ausgeführt ist; diese Verstärkungshülse (3) ist mit der Innenfläche besagten Federrings (2) verbunden.
2. Buchse gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenfläche besagten Federrings (2) erhöhte Rippen (4) aufweist.
3. Buchse gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass diese erhöhten Rippen (4) in regelmäßigen Abständen zueinander angeordnet sind.
4. Buchse gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich diese erhöhten Rippen (4) in Längsrichtung im Wesentlichen parallel zur Buchsenachse erstrecken.
5. Buchse gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass diese erhöhten Rippen (4) eine ringförmige Gestalt haben.
6. Buchse gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass besagter Federring (2) aus Gummi ausgeführt ist.
7. Buchse gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungshülse (3) mittels Vulkanisierung am Federring (2) befestigt ist.
8. Buchse gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass besagter Innenring (1) sowie der Gummiring (2) über Anschlagbünde (5, 6) verfügen.
9. Buchse gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine flache Metallscheibe umfasst, welche gegen besagten Anschlagbund (6) gehalten werden kann.
10. Ein Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens eine Buchse gemäß vorstehender Ansprüche umfasst.