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Die Erfindung betrifft eine elastische Buchse zur Aufnahme im Auge eines schwingende Bewegungen ausführenden Gelenkes, bestehend aus einem Aussenrohr, einem Innenrohr und einer zwischen den Rohren einvulkanisierten Gummischicht, die gegebenenfalls durch ein Zwischenrohr unterteilt ist, deren Aussendurchmesser im unmontierten Zustand grösser ist als der Innendurchmesser des Aufnahmeauges und die einen sich in radialer Richtung erstreckenden keil-oder bogenförmigen Längsschlitz oder mehrere solcher Längsschlitze besitzt.
Bei den bekannten elastischen Buchsen dieser Art erstreckt sich der Längsschlitz über die gesamte Buchsenlänge, wobei die Flanken der Schlitze auf ihrer gesamten Länge einen geradlinigen Verlauf nehmen, d. h. die Längsschlitze auf ihrer gesamten Länge einen gleichen Querschnitt aufweisen. Bei der Montage in das einen kleineren Durchmesser aufweisende Aufnahmeauge wird die Buchse unter Vorspannung und weitgehender Schliessung der im Gummi und dem Metallteil ausgebildeten Schlitze zusammengedrückt, so dass nach der Montage der zusammengedrückte Gummi das Aussenrohr an das Aufnahmeauge andrückt. Hiebei kann das Aussenrohr aussen zum Zwecke der Erhöhung der Reibungszahl mit einem Gummifilm überzogen sein.
Die in dieser Weise ausgebildeten Buchsen haben sich insofern gut bewährt, als sie insbesondere bei Ausbildung mit nur einem Längsschlitz in sehr einfacher und damit wirtschaftlicher Weise herstellbar sind, da das Aussenrohr durch einfaches Rollen aus einem einzigen Blech hergestellt werden kann. Unbefriedigend ist jedoch ihr Federverhalten insofern, als sich der Federkennwert auf dem Buchsenumfang in Richtung auf den Schlitz stark verändert dahingehend, dass die Buchse in den um den Spalt liegenden Bereichen sehr viel nachgiebiger als in den Bereichen der nicht unterbrochenen Gummischichten ist.
So ist beispielsweise bei einer mit einem Schlitz versehenen Buchse üblicher Grösse die radiale Federkonstante in der Schlitzebene etwa 20% geringer als in den andern Radialebenen, wobei die Abweichung bei Buchsen mit sehr dünnen Gummischichten grösser als bei Buchsen mit grossen Gummischichtstärken ist. Darüber hinaus verschiebt sich beim Einpressen der Buchse in das Auge das Innenrohr in radialer Richtung zum Spalt hin mit der Wirkung, dass eine Versetzung der Buchsenachse gegenüber der Achse des Aufnahmeauges eintritt mit der Wirkung, dass mit einer solchen Buchse etwa bei Verwendung als Gelenkbuchse für einen Radführungslenker eine exakte Radführung nicht erzielt werden kann.
Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Gelenkbuchse der eingangs beschriebenen Art, die auf ihrem gesamten Umfang einen gleichen radialen Federkennwert aufweist und mit deren Hilfe unabhängig von Zahl und Lage der Schlitze eine Deckung der Achse der eingebauten Buchse mit der Achse des Aufnahmeauges bzw. der Funktionsdrehachse gewährleistet wird.
Dieses Ziel wird mit der Erfindung dadurch erreicht, dass sich die radiale Querschnittsfläche des Längsschlitzes im Bereich der Gummischicht von den Stirnflächen der Buchse zur radialen Buchsenmittelebene hin verringert, dass der Spalt oder die Spalte zwischen den Rohrkanten und der Längsschlitz an den Stirnflächen der Buchse die gleiche Breite besitzen und dass der Spalt auf seiner bzw. die Spalte auf ihrer gesamten Länge mindestens so breit ist bzw. sind wie an den Stirnflächen der Buchse.
Durch die Ausbildung der Gelenkbuchse in der erfindungsgemässen Weise wird bewirkt, dass der Schlitz nach dem radialen Zusammendrücken der Buchse beim Einbau in das Auge zumindest im Bereich der Gummischichten vollständig geschlossen ist und in allen radialen Richtungen den gleichen Federkennwert aufweist. Die Verringerung der Querschnittsfläche der Schlitze in Richtung auf die Buchsenmittelebene kann hiebei mit der gleichen Wirkung durch Verringerung der Schlitzbreite und/oder der Schlitzhöhe herbeigeführt werden, so dass der Schlitz im Bereich der Gummischicht eine keilförmige oder kegelig-trompetenförmige Kontur besitzt. Hiebei wird beim Aufbringen der radialen Druckvorspannung zum Zwecke des Einpressens der Buchse in das Aufnahmeauge die Gummischicht zusammengedrückt und auf Grund der Volumenbeständigkeit der Gummischicht nach den Seiten verdrängt.
Die hiedurch hervorgerufene Querdrehung verdrängt die Gummischicht vor allem axial in Richtung auf die Stirnflächen der Buchse, da in dieser Richtung die Gummifläche - in der Abwicklung gesehen - am schmalsten und entsprechend der Verformungswiderstand am kleinsten ist. Dies zeigt sich durch die starke Auswölbung der Gummischicht an den Stirnflächen der Buchse. Demgegenüber haben Versuche bestätigt, dass sich der Längsspalt bei den bekannten Buchsen beim Einpressen in das Aufnahmeauge wegen der in diesem Fall nur
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geringen Querdehnung in Umfangsrichtung nicht vollständig schliesst, so dass sich im Bereich des
Längsspaltes nur eine kleine, bei breiten Längsspalten sogar bis auf den Wert 0 abfallende ra- diale Druckvorspannung aufbaut.
Entsprechend ist auch der radiale Federkennwert der einge- bauten Buchse in Richtung zum Spalt hin kleiner als in den andern radialen Richtungen. Der
Druckspannungsverlauf hat in diesen Fällen über der Buchsenlänge gesehen etwa parabolische
Form derart, dass die Druckspannung in der dem Spalt gegenüberliegenden axialen Radialebene den höchsten Wert besitzt und bis zur Spaltebene - gegebenenfalls bis auf den Wert 0-abfällt.
Demgegenüber schliesst sich bei der erfindungsgemäss ausgebildeten Buchse der Schlitz im mittle- ren Buchsenbereich, also dort, wo die grösste Druckspannung auftritt, infolge des in diesem Be- reich verringerten Schlitzquerschnittes bereits zu Beginn der Verformung unter entsprechendem
Druckaufbau in voller Grösse, während in den für die Aufnahme von Druckspannungen weniger bedeutsamen Bereichen in Nachbarschaft der Stirnflächen der Buchse die dort sich zunehmend ver- grössernden Schlitzquerschnitte erst danach durch das verdrängte Gummivolumen ausgefüllt werden. Die Buchse besitzt somit nach dem Einbau in allen Radialrichtungen die gleiche Federkonstante, wobei eine radiale Verdrängung des Innenrohres und entsprechende radiale Versetzung der Rohrachse in eine exzentrische Lage vermieden ist.
Ein zusätzlicher fertigungstechnischer Aufwand in bezug auf die Vulkanisierform oder die Metallteile gegenüber den bekannten Buchsen ist nicht erforderlich.
Es können - bei Ausführungsformen mit Zwischenrohr-nur das Aussenrohr und das Zwischenrohr mit jeweils einem Spalt versehen sein. Es können jedoch auch das Aussenrohr, das Zwischenrohr und das Innenrohr mit je einem Spalt in den Axialebenen des Längsschlitzes der Buchse versehen sein.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass in der Gummischicht von den Stirnflächen der Buchse ausgehende, zur radialen Buchsenmittelebene hin kontinuierlich kleiner werdende Schlitze, die sich nur über einen Teil der Buchse erstrecken, vorgesehen sind, und dass die Gummischicht im mittleren Teil der Buchse ungeschlitzt ist. Durch das Belassen des Gummikörpers in ungeschlitzter Form im Mittelbereich der Buchse wird eine Querdehnung in Umfangsrichtung in diesem Bereich völlig verhindert und damit die gleiche radiale Druckspannung und die gleiche radiale Federkonstante wie in allen andern radialen Richtungen erreicht. Diese Ausführungsform eignet sich insbesondere für axial kurze Buchsen mit dicker Gummischicht, bei denen durch radiales Zusammenziehen nur ein geringerer Druckaufbau möglich ist.
Es kann sich jedoch auch der Schlitz durch die gesamte Länge der Gummischicht hindurch erstrecken und sich von den Stirnflächen der Buchse in Richtung auf die mittlere Radialebene verengen.
Die Spalte zwischen den Rohrkanten kann auf ihrer gesamten Länge eine gleichbleibende Breite besitzen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass sich der bzw. die Spalte zwischen den Rohrkanten von den Stirnflächen der Buchse aus zur Buchsenmittelebene hin erweitern, wodurch eine gleichmässigere Verteilung der Druckspannungen in der Gummischicht erzielt und der Aufbau unerwünschter Spannungsanhäufungen im Bereich der Haftränder am Metall vermieden werden. Anderseits werden die infolge des axial nach aussen verdrängten Gummis der Gummischicht in Richtung auf die Stirnflächen auftretenden hohen Schubspannungen durch die Haftung des Gummis an den dort vorspringenden Blechrändern aufgenommen.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass im Innenrohr 3ine zwischen dessen Rohrkanten und im Aussenrohr zwischen dessen Rohrkanten liegende weitere Spalte vorgesehen ist und dass die Gummischicht im Bereich der weiteren Spalte zwischen den Rohrkanten durchgehend ausgebildet ist und über die Buchsenlänge durchgehende Einkerbungen aufweist. Ein analoger Spalt kann auch im Zwischenrohr vorgesehen sein. Hiebei können die Einkerbungen von den Stirnflächen zur mittleren Radialebene flacher verlaufen, so dass ihre Querschnittsflächen nach der Buchsenmitte hin kleiner werden. Die Buchse besteht in diesem Falle aus zwei entlang einer Trennlinie gelenkig verbundenen Halbschalen.
Es wird auf diese Weise die Montage weiterhin vereinfacht dadurch, dass das Aufbiegen der Schalenhälften im Bereich des Gummisteges und damit Aufbringen auf die Innenwelle wesentlich erleichtert wird. In Fortführung dieses Gedankens kann im Rahmen der Erfindung auch noch vorgesehen sein, dass zwei einander
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diametral gegenüberliegende Schlitze vorgesehen sind, die das Innenrohr, das Aussenrohr und die Gummischicht unter Bildung zweier Schalenhälften der Gelenkbuchse völlig durchsetzen.
Zur Verbesserung des Gummidurchflusses beim Vulkanisieren kann das Aussenrohr erfindungsgemäss mit Löchern versehen sein.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise veranschaulicht. Es zeigen : Fig. 1 die Sicht auf eine erfindungsgemässe Buchse von einer Stirnfläche her, Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Buchse nach Fig. 1, Fig. 3 eine Teilsicht von oben auf Fig. l, Fig. 4 eine der Fig. 1 entsprechende Sicht auf eine andere Ausführungsform einer Buchse, Fig. 5 eine Sicht von oben auf Fig. 4, Fig. 6 eine der Fig. 1 entsprechende Sicht auf eine weitere Ausführungsform einer Gelenkbuchse,
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seitiger Einbauansicht, Fig. 9 einen Längsschnitt durch die in Fig. 8 wiedergegebene Buchse, Fig. 10 eine Sicht von oben auf Fig. 8, Fig. 11 eine Halbschale einer zweiteilig ausgebildeten Gelenkbuchse in perspektivischer Darstellung, Fig.
12 eine Stirnflächenansicht einer weiteren Ausführungsform einer Gelenkbuchse vor der Montage und Fig. 13 eine Sicht von links auf Fig. 12.
Die elastischen Buchsen bestehen aus einem Innenrohr --1--, einem Aussenrohr --2-- und im Falle der in Fig. l wiedergegebenen Ausführungsform zusätzlich einem Zwischenrohr --4-- sowie einer einvulkanisierten Gummischicht --3--. Die Buchsen weisen vor ihrem Einbringen in das Aufnahmeauge, d. h. in ungespanntem Zustand, einen das - nicht wiedergegebene - Aufnahmeauge übersteigenden Aussendurchmesser sowie entlang einer Mantellinie in der Gummischicht --3-- einen Längsschlitz auf, wobei entsprechend zwischen den Rohrkanten --2b bzw. 4b-- des Aussenrohres --2-- bzw. Zwischenrohres --4-- Spalte begrenzt werden.
Das Aussenrohr --2-- ist auf seiner Aussenfläche mit einer dünnen, von Längsnuten --8-- unterbrochenen Gummischicht --7-- belegt, die den Reibungskoeffizienten erhöht und damit einen einwandfreien kraftschlüssigen Sitz der Buchse in dem Aufnahmeauge sichert.
Die radiale Querschnittsfläche der keilförmigen Längsschlitze --5-- verringert sich im Bereich der Gummischicht --3-- von den Stirnflächen --6-- der Buchse zur Buchsenmittelebene --15-hin, wogegen die Spalte zwischen den Rohrkanten --2b, 4b-- der Rohre --2, 4-- (Fig. 1) an den Stirnflächen --6-- der Buchse die gleiche Breite besitzen wie die Längsschlitze-5-- in der Gummischicht --3-- und diese Breite auf ihrer gesamten Länge nicht unterschreiten.
Im Falle der in den Fig. 1 bis 3 wiedergegebenen Ausführungsform ist ein durchgehender, d. h. sich über die gesamte Buchsenlänge erstreckender Längsschlitz --5-- einer - s. insbesondere Fig. 1 und 3 - sich von der Stirnfläche --6-- der Buchse bis zur Buchsenmittelebene --15-- hin kontinuierlich verringernden Breite und Höhe vorgesehen, so dass er im Bereich der Mittelebene einen kleinen, sich in Richtung zu den beidseitigen Stirnflächen --6-- zunehmend erweiternden Querschnitt besitzt.
Der zwischen den Rohrkanten --2b-- des Aussenrohres --2-- begrenzte Spalt weist im Falle dieser Ausführungsform auf seiner gesamten Länge eine gleichbleibende, der grössten Breite des Längsschlitzes --5-- entsprechende Breite auf. Entsprechend besitzt der von den Rohrkanten --4b-- des Zwischenrohres --4-- begrenzte Spalt auf seiner gesamten Länge gleichbleibende Breite, die der maximalen Breite des Schlitzes --5-- in dieser radialen Umfangsebene entspricht.
Bei der in den Fig. 4 und 5 wiedergegebenen Ausführungsform einer elastischen Buchse ohne Zwischenrohr ist in der Gummischicht-3-ein Längsschlitz-5a-vorgesehen, der durchgehend, auf der gesamten Länge eine gleiche Breite, und eine sich von beiden Seiten zur Buchsenmittelebene --15-- hin verringernde Tiefe besitzt, wobei das Aussenrohr --2-- in einer der Ausführungsform nach Fig. l bis 3 entsprechenden Weise einen Spalt durchgehend gleicher Breite aufweist.
Auch bei dieser Ausführungsform ergibt sich in der Gummischicht ein durchgehender Längsschlitz --5a--, der allerdings infolge der durchgehenden Breitengleichheit bei gleichzeitiger Verflachung zur Buchsenmittelebene --15-- hin nicht wie im Falle der in Fig. l bis 3 in einer spaltartigen Schlitzung im Mittelbereich, sondern-s. Fig. 4-in Form einer Flachkerbung in Erscheinung tritt.
Bei der in Fig. 6 und 7 wiedergegebenen Ausführungsform ist ein unterbrochener Längsschlitz vorgesehen, derart, dass sich die nach der Buchsenmittelebene --15-- hin kontinuierlich kleiner werdenden Schlitze --5b-- nur über etwa ein Drittel der Buchsenlänge erstrecken und die Gummischicht --3-- ungeschlitzt ist.
Im Falle dieser Ausführungsform weist darüber hinaus der
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zwischen den Rohrkanten --2b-- des Rohres --2-- eingeschlossene Spalt in den randnahen Berei- chen eine der Breite des Schlitzes --5b-- entsprechende Breite auf, wogegen er sich in dem den
Mittelteil --10-- des Gummikörpers einschliessenden Bereich --11-- erweitert, Ein Aussenrohr mit einer derartigen Spaltausbildung kann selbstverständlich auch bei den in den Fig. 1 bis 5 wie- dergegebenen Ausführungsformen einer Buchse und umgekehrt angewendet werden.
In den Fig. 8 bis 10 ist die in den Fig. 6 und 7 in ungespanntem Zustand wiedergegebene elastische Buchse nach Aufbringung der Vorspannung zum Zwecke der Montage im Aufnahmeauge wiedergegeben. In dieser Lage liegen die Rohrkanten --2b-- des Aussenrohres --2-- in den äusse- ren, stirnflächennahen Bereichen bündig aneinander an, während im Innenbereich --11-- zwi- schen den aufspringenden Rohrkanten-s. Fig. 10-eine Öffnung verbleibt.
In den Fig. 12 und 13 ist eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemässen Gelenk- buchse vorgesehen. In diesem Falle ist ausser im Aussenrohr --2c-- auch im Innenrohr --lc-- ein von Rohrkanten --lb-- begrenzter durchgehender Längsspalt vorgesehen, wobei sich der in der Gummischicht -3c-- ausgebildete Längsschlitz --5c-- durch die gesamte Gummischicht --3c-- hin- durch erstreckt, so dass die Buchse in einer Längsebene vollständig geöffnet ist. Hiebei besitzt der Längsschlitz --5c-- in axialer Richtung von den Stirnflächen --6-- der Buchse zur Buchsenmittelebene --15-- hin eine sich verkleinernde Querschnittsfläche. Bereits bei einer in dieser Weise einseitig durchgeschlitzten Ausführungsform wird die Montage auf einer Innenwelle wesentlich erleichtert.
Es kann darüber hinaus in der in Fig. 12 wiedergegebenen Weise auf der gegenüberliegenden Seite der Buchse sowohl das Innenrohr --lc-- als auch das Aussenrohr --2c-- mit jeweils einem von Rohrkanten --ld, 2d-- begrenzten Spalt versehen sein, wobei die Gummischicht --3-in diesen Spaltbereichen jeweils mit in Längsrichtung durchgehenden, zur Buchsenmittelebene --15-hin flacher werdenden Vertiefungen bzw. Einkerbungen-13 bzw. 14-versehen ist. Die Buchse ist daher in zwei Halbschalen geteilt, wobei der verbleibende Gummi-Restquerschnitt zwischen den Vertiefungen --13 und 14--die beiden Schalenhälften verbindet, die zum Einbringen der Innenwelle leicht gelenkig aufgeklappt und anschliessend um die Welle herum wieder geschlossen werden können.
In weiterer Fortführung des Erfindungsgedankens insoweit können die beiden Halbschalen in der in Fig. 11 wiedergegebenen Weise durch Teilung der Gummischicht --3a-- im Bereich der Ebene zwischen den Einkerbungen --13 und 14-- (Fig. 12) vollständig getrennt sein, wobei der im Aussenrohr --2d-- ausgebildete Spalt zwischen den Rohrkanten entweder parallelkantig oder in der in den Fig. 11 bzw. 13 wiedergegebenen Weise im Innenbereich mit Aufweitungen-lla bzw. 11c-- versehen sein kann.
Bei der in Fig. 13 wiedergegebenen Ausführungsform sind im Aussenrohr --2c-- Löcher --12-- vorgesehen, die den Gummidurchfluss beim Vulkanisieren erleichtern.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Elastische Buchse zur Aufnahme im Auge eines schwingende Bewegungen ausführenden Gelenkes, bestehend aus einem Aussenrohr, einem Innenrohr und einer zwischen den Rohren einvulkanisierten Gummischicht, die gegebenenfalls durch ein Zwischenrohr unterteilt ist, deren Aussendurchmesser im unmontierten Zustand grösser ist als der Innendurchmesser des Aufnahmeauges und die einen sich in radialer Richtung erstreckenden keil- oder bogenförmigen Längsschlitz oder mehrere solcher Längsschlitze besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass sich die radiale Querschnittsfläche des Längsschlitzes (5,5a, 5b, 5c) im Bereich der Gummischicht (3) von den Stirnflächen (6) der Buchse zur radialen Buchsenmittelebene (15) hin verringert, dass der Spalt oder die Spalte zwischen den Rohrkanten (lb, 2b, 4b ;
Id, 2d, 11) und der Längsschlitz (5,5a, 5b, 5c) an den Stirnflächen (6) der Buchse die gleiche Breite besitzen und dass der Spalt auf seiner bzw. die Spalte auf ihrer gesamten Länge mindestens so breit ist bzw. sind wie an den Stirnflächen (6) der Buchse.