DE1955308A1 - Gummi-Metall-Gelenkbuchse - Google Patents
Gummi-Metall-GelenkbuchseInfo
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- F16F1/38—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers with a sleeve of elastic material between a rigid outer sleeve and a rigid inner sleeve or pin, i.e. bushing-type
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Description
PATENTANWALT
BI111-.ISG. 807INCiOLSTABTZDONAU,
POSTFACH 230
FH ITZ SCHNK L· L· Telefon ooze
Die Erfindung betrifft eine Gummi-Metall-Gelenkbuchse, bestellend auo
einem inneren dickwandigen Metallrohr oder Bolzen, zwei äußeren metallischen
Halbschalen, und zwischen Innenrohr und äußeren Halbschalen einvulkanisierten Gummischichten, die durch einvulkanisierte metallische
Zwischenbuchsen unterteilt sind·
Gummi-Metall-Gelenkbuchsen werden als Torsionsfedern bei leichteren i
Fahrzeugen verwendet, sowie als Gelenke für die Lenker von FKV, LKV
und Schienenfahrzeugen. Auch für Blattfederaugen finden diese Elemente Verwendung und für alle Fälle, in denen ein wartungsfreies Gelenk oit
mäßigem Uinkelausachlag, aber ohne kardanieche Verformung, benötigt
wird.
Es sind Gummi-Metall-Qelenkbuchsen bekannt, bei denen zwischen einem
starren metallischen Xnnenrohr und zwei dickwandigen äußeren metallischen
Halbschalen eine Gummischicht angebracht ist und die Halbschalen vor dem
Einbau durch einen Spalt getrennt sind· Der Spalt in den äußeren dickwandigen Schalen dient auch zur Übertragung des Drehmomentes, das über
die Schalen in denGummi eingeleitet wird· Beim Zusammenbau werden die
äußeren Qalbschalen, deren KrUmmungsachsen vor dem Einbau exzentrisch '
zur Achse des Innenrohro3 liegen, um den Betrag der Exzentrizität radial
zusammengepresst und damit eine Druckvorspannung im Gummi erzielt· Eine
Druckvorspannung erhöht die Lebensdauer schubbeanspruchter Elemente wesentlich, da die Kettenmoleküle des Kautschuks gerichtet und Schrumpfspannungen
beseitigt werden. Außerdem wird die Haftung entlastet, da ihr eine Reibungshaftung Überlagert wird· Ein Kachteil der beschriebenen bekannten Elemente ist, daß die Druckvorspannung nicht gleichmäßig über
den ganzen Umfang vorteilt istj sie fällt zu den Spalten hin auf Null
ab. Die Vulkanisierformen für derartige Teile sind in der Herstellung
aufwendig, weil die Halbschalen exzentrisch sum Innenrohr liegen· Ferner ist es ungünstig, daß die Einleitung doe Drehmomentes über Paaafedern
erfolgen muß, die dicke Bleche für die Außenschale und enge Toleranzen
109820/0972 **0""Hft
-a-
für den Spalt zwischen den Halbschalen erfordern. An den bei dieser
Konstruktion nur ungenügend vorgespannten Krafteinleitungsetellen
treten bei Verwendung von Passfedern Schubepitzenspannuagen an den.
Hafträndern und als deren Folge DauerbrÜehe la Guaai auf./Wenn ein
großer Verdrehwinkel und außerdem eine große radiale Steifigkeit erforderlich ist, muß die Guaaisehicht durch einen Zwischenring unterteilt werden, ua die Querdehnung des Gummis zu behindern und dadurch
eine Vergrößerung der Federkonstante zu bewirken. Bei Anordnung eines
geschlossenen Zwischenringes ist es aber nicht aehr möglich, durch Zusamaenspannen der äußeren Metallteile eine Vorspannung in beiden Gummischichten zu erreichen. In diesem Fall werden Buchsen aus geschlossenen
konzentrischen Bohren hergestellt, bei denen das Innenrohr nach erfolgter Vulkanisation aufgeweitet und daait die innere Gummisehieht vorgespannt
wirdf dann wird der Durchaesser de« Außenrohres durch Kalibrieren verringert und so die äußere Gumaischioht vorgespannt. Dieses Verfahren
ist teuer und hat grobe Sdsranzen von Innenbohrung und Außendurchnosoer
zur Folgen well beim Verformen auch elastische Dehnungen unterschiedlicher Größe auftreten. Der Einbau erfordert aber enge Toleranzen, daait
eine einwandfreie Krafteinleitung gewährleistet wird und Vorspannungen
in den Anschlußteilen vermieden werden.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Gelenkbuchse zu schaffen, die
extrem große Ausschlagwinkel zuläßt, in radialer Richtung eine große Federkonstante hat und in dieser Richtung große Kräfte aufnehmen kann.
Dabei soll der Kraftverlauf im Guaai so sein, daß keine Spannungsspitzen auftreten und eine gleichmäßige Druckvorspannung aa ganzen üafang vorhanden ist. Sie BÜß wirtschaftlich herstellbar sein und einen einfachen
Einbau gestatten. Die Erfindung schafft dazu eino Guani-Hetall-Gelenkbuchse, bestehend aus einea inneren dickwandigen Metallrohr oder Bolzen,
zwei äußeren metallischen Ealbcchalen, und zwischen Innenrohr und äußeren Halbschalen einvulkanisierten Gummischichten, die durch einvulkanioierte
metallische Zviech.enbuob.sen unterteilt sind, und das Heus besteht darin,
daß die metallischen äußeren Halbschalen und ebenso die «s Ealbsehalen
lueammengesetftten Zwischenring» au» dünnem, leioht verformbaren Blech
gefertigt aind und im nicht eingebauten Zustand koaxial· Zylinder bilden
und «wischen metallischen Ealssehslsn und aumalhalbringen im (Querschnitt
V-förmige Spalts in Längsrichtung der Buchse verlaufen, deren Scheitel sa Innenbolsen liegen, und dites Spalte so bemessen sind, das als beim
linpreasen in ein Aufnahaeauge mit wesentlich kleinerem öurehaesser
„ Λ Λ A Λ Λ SAD ORIGIMAL
.-^v. «Α·.ί 109820/0972
völlig geschlossen werden, wobei die Krümmungsradien der Blechhalbschalen
verkleinert werden und die nun gebildeten Gummiringe in radialer Richtung
gleichmäßig zusammengepresst werden. Bei der erfindungsgemUßen Qelenkbuchse bilden Gumaischichten und Blechhalbschalen vor und nach dea Sin»
bau, also ia vorgespannten und nieht vorgespannten Zustand, id Querschnitt
konzentrische Kreise· Dazu werden die Außen- und Zwischenschalen aus dünnen, leicht verforabaren Blech hergestellt. Sie Druckvorspannung ia Gummi
ist nun über den ganzen Umfang und in beiden Gummischichten gleichmäßig verteilt, denn die Gummistärke wird infolge der neuartigen, teils elastischen, teils plastischen Verformung von Außen- und Zwischenhalbschalen
an allen Stellen des ümfanges um den gleichen Betrag reduziert. Saher
können große Verdrehwinkel und große BadialkrSfte, auch wenn sie in Blchtung des ursprünglich V-förmigen Spaltes wirken, mit hoher Dauerfestigkeit
aufgenommen werden. Die Gelenkbuchse ist einfach herzustellen, und es ist ä
nur ein Arbeitsgang erforderlich, ua in beiden Gummiringen die Vorspannung zu erzeugen und die Buchse einzubauen· Der Einbau ist einfach, da sowohl
der Außendurchmesser wie auch die Aufnahmebohrung grobe Toleranzen aufweisen dürfen und die dünnen Blechhalbschalen leicht zu verformen sind·
Saher hat die erfindungsgemäße Gelenkbuchse gegenüber den bekannten Ausführungen die gewünschten oben genannten Vorteile. Es ist weiterhin aöglich, anstelle von einem Zwischenring (bestehend aus zwei Halbschalen)
zwei und mehr vorzusehen, falls dies erforderlich ist, ua größere Verdrehwinkel oder erhöht· Steifigkeit in radialer Richtung zu erreichen.
Die Erfindung sieht weiterhin vor, daß die äußeren Metallhalbschalen alt
einen dünnen Gurraif ilm überzogen und die Balbschalen alt Löchern versehen
sind. Das Aufbringen eines nur wenige Millimeter starken Guaaifilas auf "
die mit einea Haftmittel versehene Außenfläche der Süßeren Hetallhalbschale
geschieht während des VulkanisierVorganges. Zur leichteren Ausbreitung
des GummifilBs wird die Außenschale alt Löchern versehen, oder aus billigem Lochblech gefertigt. Bei dieser Ausführung wird die Reibungehaftung
zwischen Aufnahiaebohrung und Außensohale wesentlich erhöht. Die Reibungshaftung reicht zur alleinigen Krafteinleitung aus, so daß Passfedern nicht
aehr erforderlich sind. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß die voa Guaai
überzogenen Halbsohalen in der Bohrung nicht fentrosten können und die
Bildung von Pasoungsrost vermieden wird«
Nach der Erfindung können die den LKngsspalt bildenden StirnflKchen der
Guaaikörper ia nicht eingebauten Zustand hinter den entsprechenden StirnflKchen der Halbschalen zurückstehen. Diese Maßnahm· dient ebenfalls zur
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Verbesserung der Spannungsverteilung. Der Anpressdruck der dem Spalt zugewandten Stirnseiten des Gummis wird dabei etwas herabgesetzt
und erreicht, daß die dem Spalt zugewandten Stirnseiten der Zwischenbleche ebenfalls zur Anlage kommen können und daß die
Gummischichten und die metallischen Zwischenringe hinsichtlich
des Kraftverlaufes wie geschlossene Rohre wirken.
Die Zeichnung erläutert die Erfindung an Ausführungsbeispielen und zwar zeigen:
Fig. 1 Axialschnitt durch eine erfindungsgemäße Gelenkbuchse im unvorgespannten Zustand,
Fig. 2 Draufsicht zu Fig. 1,
Fig. 3 Axialschnitt durch eine erfindungsgemäße Gelenkbuchse im vorgespannten Zustand,
Fig. 4 Draufsicht zu Fig. 3,
Fig. 5 eine Buchsenhälfte beim Einlegen in die Vorspannvorrichtung
in axialer Draufsicht,
Fig. 6 eine Buchsenhälfte in die Vorspannvorrichtung
eingelegt und radial vorgespannt,
Fig. 7 Längsschnitt durch eine in die Vorspannvorrichtung eingelegte und vorgespannte Buchse vor dem Einschieben
in ein Aufnahmeauge, und
Fig. 8 die vorgespannte Buchse nach Fig. 7 nach dem Einschieben in ein Aufnahmeauge.
In den Fig. 1 und 2 ist eine erfindungsgemäße Buchse im fertig vulkanisierten, jedoch nicht eingebauten Zustand gezeigt. Sie
besteht aus einem metallischen Innenrohr 13, aus dünnem Blech gefertigten äußeren Halbechalen 1 und 2 und Halbschalen eines
Zwischenringes 3 und 4. Zwischen diesen Metallteilen sind Gummischichten 5 und 6 und 7 und 8 einvulkanisiert. Die Achsen der
Halbschalen 1, 2 und 3, 4 sowie der dazwischen liegenden Gummischichten
liegen im unvorgespannten Zustand konzentrisch und stimmen mit der Achse der Innenbuchse 13 überein. Zwischen den
Halbschalen befinden sich Spalte 9 und 10, deren Scheitel 11 und bis zur Innenbuchse durchlaufen. Die dem Spalt zugewandten Stirnselten
von Gummiflächen 16 und 17 stehen hinter den zugehörigen
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Stirnseiten der metallischen Halbschalen zurück. Auf den äußeren Halbschalen 1,2 ist ein dünner Gummifilm 14 und 15 aufvulkanisiert,
dessen Verteilung über die gesamte Oberfläche durch Löcher 18 in den metallischen Halbschalen erleichtert wird. Auch die
Zwischenhalbschalen 3,4 sind mit Löchern 19 versehen.
In den Fig. 3 und 4 ist die gleiche erfindungsgemäße Buchse im vorgespannten bzw. eingebauten Zustand gezeigt. Die Krümmungsradien
der metallischen Außen- und Zwischenschalen 1,2 und 3, 4 sowie der zugehörigen Gummihalbringe 5,6 und 7, 8 werden beim
Vorspannen gleichmäßig verkleinert, ohne daß die Achse der Krümmungsradien ihre Lage ändert. Bei der Krümmungsänderung der Metallteile
können diese nicht nur elastisch, sondern auch bleibend verformt werden. Die Spalte 9 und 10 werden beim Vorspannvorgang
geschlossen und die dem Spalt zugewandten Stirnseiten der Gummihalbringe und der metallischen Halbschalen kommen fest aufeinander
zur Anlage, und bilden völlig geschlossene Rohr- oder Ringquerschnitte. Die Druckvorspannung ist in beiden Gummischichten über
den gesamten Umfang gleichmäßig verteilt, und der Gummi der Ringe 5, 6 und 7, 8 wölbt sich an den axialen Stirnseiten kräftig heraus.
Nach Fig. 5 wird die unvorgespannte Buchse, von der nur eine Hälfte
in der Draufsicht gezeigt ist, in eine Vorspanneinrichtung eingelegt, die aus zwei Hälften 25 besteht. Die Teilung der Vorspanneinrichtung
stimmt mit der der Buchse überein.
Nach Fig. 6 werden die zwei Hälften 25 der Vorspanneinrichtung radial zusammengezogen, bis die Buchsenhälften und die beiden
Teile der Vorspanneinrichtung aneinander liegen und die Spalte 9 und 10 der Buchse geschlossen sind.
Nach Fig. 7 werden die zusammengespannten Hälften 25 der Vorspanneinrichtung
mit der darin sitzenden Buchse auf ein Aufnahmeauge 26 aufgesetzt und mittels eines Stempels 27, der auf dem
Innenrohr 13 und der äußeren Halbschale 1 aufliegt, wird die vorgespannte Buchse in das Aufnahmeauge 26 eingeschoben.
In Fig. 8 ist die Buchse nach dem Vorspann- bzw. Eindrückvorgang
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gezeigt. Der Stempel 27 ist/ geführt durch die Vorspanneinrichtung
25, heruntergedrückt, und die Buchse sitzt mit ihrer ganzen Länge im Aufnahmeauge 26.
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Claims (3)
- PatentansprücheGummi-Metall-Gelenkbuchse, bestehend aus einem inneren Metallrohr oder Bolzen, zwei äußeren metallischen Halbschalen, und zwischen Innenrohr und äußeren Halbschalen einvulkanisierten Gummischichten, die durch einvulkanisierte metallische Zwischenbuchsen unterteilt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen äußeren Halbschalen (1, 2) und ebenso die aus Halbschalen (3, 4) zusammengesetzten Zwischenringe aus leicht verformbarem Blech gefertigt sind und im nicht eingebauten Zustand koaxiale Zylinder bilden, wobei zwischen den Halbschalen und Gummihalb- " ringen (5,.6, 7, 8) im Querschnitt V-förmige Spalte (9, 10) in Längsrichtung der Buchse verlaufen, deren Scheitel (11, 12) gegen den Innenbolzen (13) gerichtet und diese Spalte derart bemessen sind, daß sie beim Einpressen in ein Aufnahmeauge (26) mit wesentlich kleinerem Durchmesser völlig geschlossen werden, wobei sich die Krümmungsradien der Blechhalbschalen (1, 2, 3, 4) verkleinern und die entstandenen Gummiringe in radialer Richtung gleichmäßig zusammengedrückt sind.
- 2. Gummi-Metall-Gelenkbuchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Metallhalbschalen (1, 2) mit einem dünnen Gummifilm (14, 15) überzogen und alle Halbschalen mit Löchern i (18, 19) versehen sind.
- 3. Gummi-Metall-Gelenkbuchse nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Längsapalt begrenzenden Stirnflächen der Gummikörper (16, 17) im nicht eingebauten Zustand hinter den entsprechenden Stirnflächen der Halbschalen zurückstehen.109820/0972Leerseite
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Legal Events
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: JOERN, GEB. ROTH, FRIEDA, 7012 FELLBACH, DE |