DE3546289C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Trägerbuchse der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Art.

Zur elastischen Verbindung begrenzt gegeneinander verdrehbarer Elemente werden diese mittels Träger­ buchsen verbunden. Diese umfassen einen die Außenflä­ che eines Trägerrohres fest umschließenden Elastomer­ körper, der unter Kompression in eine Bohrung oder ein Rohrelement des einen Elementes eingeführt und von der Bohrungs- bzw. Rohrwandung im Preßsitz um­ schlossen wird. Durch die Kompression des Elastomers beim Einpressen ist normalerweise sichergestellt, daß sich die Trägerbuchse nicht bleibend gegenüber dem Element verdreht.

Herkömmliche Trägerbuchsen umfassen ein Trägerrohr mit durchgehend zylindrischem Querschnitt, auf welches der Elastomerkörper aufvul­ kanisiert oder aufgepreßt ist. Durch die Vulkanisie­ rung oder Aufpressung des Elastomerkörpers besteht, insbesondere unter dem zusätzlichen radial einwärts gerichteten Druck des den Elastomerkörper außenseitig umschließenden Elements, unter normalen Betriebsbe­ dingungen keine Gefahr einer Relativbewegung zwischen dem Trägerrohr und dem Elastomerkörper.

Die Trägerbuchse muß jedoch auch an dem anderen der begrenzt gegeneinander verdrehbar zu verbindenden Elemente verdrehungssicher festgelegt werden. Bei den bekannten Trägerbuchsen geschieht dies üblicherweise, wie später anhand der Fig. 1 noch ausführlicher beschrieben werden wird, dadurch, daß man das Trägerrohr der Trägerbuchse zwi­ schen zwei jeweils nahe einer seiner Stirnflächen an­ geordneten Verstärkungsbuchsen des anderen Elementes einschiebt und in dieser Stellung mittels eines das Trägerrohr und die Verstärkungsbuchsen axial durch­ setzenden Spannbolzens kraftschlüssig verspannt. Eine Verdrehung des Trägerrohres gegenüber den Verstär­ kungsbuchsen des anderen Elementes wird dabei durch den Kraftschluß zwischen den Stirnflächen des Träger­ rohres einerseits und den sie berührenden Flächenbe­ reichen der Verstärkungsbuchsen andererseits unter der Spannkraft des Spannbolzens bewirkt. Bei nicht ausreichender Spannkraft des Spannbolzens, bewirkt durch nicht ausreichendes Vorspannen oder auch durch im Betrieb eintretende Lockerung, kann sich das Trä­ gerrohr gegenüber den Verstärkungsbuchsen verdrehen, wodurch sich die relative Ausrichtung der beiden Ele­ mente im kräftefreien Zustand verändert. Eine solche Veränderung führt zu erheblichen Problemen.

Zur Bewältigung dieser Probleme wurden verschiedene Wege beschritten. So ist es bekannt, statt eines Trägerrohres ein Stück volles Rundmate­ rial zu verwenden, auf das der Elastomerkörper außen­ seitig aufvulkanisiert oder aufgepreßt wird. Dieses Vollmaterial wird an den Stirnseiten mit Vierkanten versehen und am anderen Element mittels zweier Form­ stücke festgelegt, die den Vierkant umschließen. Ei­ nes der Formstücke wird am anderen Element ange­ schweißt, nachfolgend wird das zweite am ersten Form­ stück mittels Bolzen befestigt. Diese Art der Be­ festigung ist jedoch aufwendig und umständlich in der Montage. Bei einer anderen bekannten Lösung wird ebenfalls von einem Stück Vollmaterial ausgegangen, das an den Enden abgeflacht und mit einer Querbohrung versehen wird. Diese bekannte Trägerbuchse wird mit­ tels jeweils eine Querbohrung durchsetzender Bolzen an entsprechenden Trägerstücken des anderen Elementes festgelegt. Auch bei dieser bekannten Lösung ist die Trägerbuchse nur unter erheblichem Aufwand zu ferti­ gen und einzubauen.

Aus der CH-PS 4 63 206 ist eine Trägerbuchse der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art be­ kannt, deren Trägerrohr an beiden Endbereichen abge­ flacht ist. Mittels dieser Abflachungen wird das Trägerrohr formschlüssig verdrehgesichert von zwei Plattenelementen eines Zwischenlenkers gehalten.

Diese Bauweise hat jedoch den wesentlichen Nach­ teil, daß die Abflachung im Endbereich des an­ sonsten zylindrischen Trägerrohres durch Wegnahme von Trägerrohrmaterial vom Außenumfang her erzielt wird. Diese Wandstärkenverminderung führt zu einer Schwächung des Trägerrohrs im Endbereich, was eine verminderte Belastbarkeit ergibt. Zudem ist der Elastomerkörper auf dem zylindrischen Träger nicht axial geführt.

Aus der US-PS 27 49 160 ist eine Trägerbuchse be­ kannt, bei der das Trägerrohr beidendig aufgeweitet ist. Die Aufweitungen sind kegelstumpfförmig und dienen der Unterdrückung von axialen Relativbewe­ gungen des Trägerrohres und des den Elastomerkörper auswärts umschließenden Rohrelementes gegeneinan­ der. Eine formschlüssige Verdrehsicherung der Trägerbuchse in ihrer Halterung wird dadurch nicht erzielt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine formschlüssig verdrehgesicherte Trägerbuchse der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art so weiterzubilden, daß sie sich ohne Beeinträchtigung der Festigkeit des Trägerrohres einfach herstellen läßt.

Zur Lösung dieser Aufgabe weist die Trägerbuchse der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 definierten Merkmale auf.

Die erfindungsgemäße Trägerbuchse läßt sich besonders einfach und kostengünstig unter nicht unbedeutender Materialersparnis herstellen. Sie erzielt mit einfachsten Mitteln eine zuverlässige formschlüssige Verdrehsicherung, ohne daß das Trägerrohr geschwächt wird. Die Aufweitung des Trägerrohrs im Endbereich bewirkt zudem eine ver­ besserte axiale Führung des Elastomerkörpers.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 6 beschrieben.

Die Formschlüssigkeit zwischen dem Endbereich des Trägerrohres einerseits und dem anderen Element an­ dererseits kann auf vielfältige Weise erreicht wer­ den. Praktisch ist jede aufeinander abgestimmte Form­ gebung des Endbereichs des Trägerrohres und dessen Aufnahme im anderen Element dafür geeignet, solange mindestens ein axialer Endbereich des Trägerrohres einen nicht-zylindrischen Umfang hat, dessen Verlauf die beim anderen Element vorgesehene Stützfläche folgt.

Besonders bevorzugt ist mindestens ein stirnseitiger Endbereich des im übrigen zylindrischen Trägerrohres so zu einem Vierkant aufgeweitet, daß der kleinste radiale Abstand der den Vierkant bildenden Anlageflä­ chen von der Achse des Trägerrohrs halb so groß ist wie der Durchmesser des zylindrischen mittleren Abschnittes des Trägerrohres. Bei dieser Ausgestaltung wird er­ reicht, daß sich ein das Trägerrohr axial durchset­ zender Spannbolzen über die gesamte Länge des Träger­ rohres an diesem abstützt. Auf diese Weise werden die übertragbaren Kippmomente gegenüber dem Stand der Technik nicht verringert.

Zur formschlüssigen Lagerung der Vierkante des Trä­ gerrohres am anderen Element kann dieses mit zwei beabstandeten Verstärkungsbuchsen versehen werden, von denen mindestens eine einen Schlitz aufweist, dessen Breite den Außenabmessungen des Vierkantes entspricht und dessen Wände die Stützflächen bilden. Nach dem Einsetzen des Trägerrohres in die Verstärkungsbuchsen wird ein Spannbolzen durch die Verstärkungsbuchsen und das Trägerrohr geführt und gesichert. Da die Ver­ drehsicherung der Trägerbuchse bereits durch das Zu­ sammenwirken der Stützflächen der Verstärkungsbuchsen mit den Anlageflächen des Trägerrohres bewirkt wird, hat der Spannbolzen jetzt nur noch eine Tragfunktion. Der weit überwiegende Teil aller radialen Kräfte wird über den Eingriff von Vierkant und Verstärkungsbuch­ sen abgeleitet.

Statt zum Vierkant kann der Endbereich des Trägerroh­ res, vorteilhafterweise auf beiden Seiten der Träger­ buchse, auch mit anderen Konfigurationen von Anlage­ flächen versehen werden, die nicht notwendigerweise durch axial verlaufende Kanten voneinander getrennt sein müssen; auch eine ovale oder elliptische Ausbil­ dung der Endbereiche ergibt beim Zusammenwirken mit entsprechend geformten Stützflächen des anderen Ele­ mentes den gewünschten Formschluß mit allen Vorteilen.

Ein besonderer Vorteil der beidseitigen Endbereich-Aufweitung des Trägerrohres liegt darin, daß durch die über den zy­ lindrischen Querschnitt des mittleren Abschnitts radial vortretenden Konturen radiale und axiale Kräfte auf den Elastomerkörper ausgeübt werden und damit eine axiale Führung des Elastomerkörpers auf dem Trägerrohr erreicht wird.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigt

Fig. 1 teilweise weggebrochen eine bekannte Trä­ gerbuchse im Einbauzustand;

Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer Trägerbuchse;

Fig. 3 die Trägerbuchse gemäß Fig. 2 in axialer Ansicht;

Fig. 4 ein Trägerrohr in axialer Ansicht;

Fig. 5a-c verschiedene Verstärkungsbuchsen;

Fig. 6-10 verschiedene Stirnansichten anderer Ausfüh­ rungsformen von Trägerrohren;

Fig. 11 eine der Fig. 5a entsprechende Ansicht mit durchgehendem Aufnahme-Schlitz und

Fig. 12 einen Schnitt entlang der Linie XII-XII von Fig. 11.

Fig. 1 zeigt eine bekannte Trägerbuchse 1 mit einem Trägerrohr 6′, das außen von einem Elastomerkörper 8 umschlossen ist. Dieser wird im Preßsitz von einem Rohrstutzen umgeben, der seinerseits zu dem einen der begrenzt verdrehbaren Elemente 3 gehört. Die Verdreh­ sicherung zwischen dem Elastomerkörper 8 und der Um­ fangsfläche 7 des Trägerrohres 6′ wird durch Vulkani­ sation oder Pressung bewirkt. Eine Verdrehung des Elementes 3 gegenüber dem Elastomerkörper 8 wird durch die Flächenpressung an der Kontaktfläche dieser Teile verhindert.

Das Trägerrohr 6′ der Trägerbuchse 1 ist zwischen zwei Verstärkungsbuchsen 11 eingespannt, die jeweils an plattenförmigen Abschnitten eines anderen Elemen­ tes 2 befestigt und durchbohrt sind. In Fig. 1 ist nur ein plattenförmiger Abschnitt des Elementes 2 mit zugehöriger Verstärkungsbuchse 11 gezeigt. Das Trä­ gerrohr 6′ stößt mit den Stirnflächen seiner Endbe­ reiche 9 jeweils gegen eine Stirnfläche jeweils einer Verstärkungsbuchse 11. Ein Spannbolzen 4 durchsetzt die Bohrungen 20 der Verstärkungsbuchsen 11 und das Trägerrohr 6′. Der Spannbolzen 4 ist mit einem axial außerhalb der Verstärkungsbuchse 11 liegenden Gewin­ deabschnitt 13 versehen, auf den eine Mutter 12 auf­ geschraubt und so festgezogen ist, daß der Spannbol­ zen 4 die Verstärkungsbuchsen 11 gegen die zugeordne­ ten Stirnflächen der Endbereiche 9 des Trägerrohres 6′ preßt. Die Verdrehsicherung des Trägerrohres 6′ gegenüber dem anderen Element 2 wird ausschließlich durch den Preßsitz der Stirnfläche des Endbereichs 9 des Trägerrohres 6′ an der Stirnfläche der jeweils zugeordneten Verstärkungsbuchse 11 bewirkt. Dieser relativ kleine Flächenbereich muß daher alle in Um­ fangsrichtung wirkenden Kräfte auf das andere Element 2 ableiten, die vom Element 3 über den Elastomerkör­ per 8 auf die Außenfläche 7 des Trägerrohres 6′ ein­ geleitet werden. Das führt im Betrieb zu den eingangs dargestellten Problemen.

Bei der in Fig. 2 gezeigten neuen Trägerbuchse wird ein Trägerrohr 6 ebenfalls von einem Elastomerkörper 8 umschlossen, der in der oben geschilderten bekann­ ten Weise mit der Trägerrohr 6 einerseits und einem Rohrstutzen des einen der zu verbindenden Elemente 3 andererseits verbunden ist. Die Endbereiche 9 des Trägerrohres 6 sind gegenüber einem zylindrischen mittleren Abschnitt 14 zu Vierkanten 18 aufgeweitet, wie im einzelnen in Fig. 3 und 4 deutlicher erkennbar ist. Die dabei gebildeten, im wesentlichen ebenen Flächen dienen als Anlageflächen 16 zum formschlüssig ver­ drehgesicherten Zusammenwirken mit später beschriebe­ nen Stützflächen des anderen Elementes 2. Die vier Anlageflächen 16 in jedem Endbereich 9 des Träger­ rohres 6 werden durch im wesentlichen axial verlau­ fende Kanten 17 getrennt. Der kleinste radiale Ab­ stand 19 der Anlageflächen 16 von der Trägerrohr-Mit­ telachse entspricht, wie in Fig. 4 gezeigt, der Hälf­ te des Durchmessers 15 des zylindrischen mittleren Abschnitts 14 des Trägerrohres 6. Dadurch werden die Mit­ telbereiche der Anlageflächen 16 im Einbauzustand vom Spannbolzen 4 gestützt. Im Bereich der Kanten 17 tre­ ten die Anlageflächen 16 über die zylindrische Kontur des mittleren Abschnitts 14 radial auswärts vor; das führt, wie in Fig. 2 angedeutet dazu, daß der Elasto­ merkörper 8 einerseits in Radialrichtung verstärkt komprimiert und andererseits in axialer Richtung auf dem mittleren Abschnitt 14 des Trägerrohres 6 gehalten wird.

Der Vierkant 18 des Trägerrohres 6 wird beim Einbau formschlüssig mit einer zugeordneten, seinen Konturen folgenden Ausnehmung der Verstärkungsbuchse 11 des anderen Elementes 2 in Verbindung gebracht. Dafür ge­ eignete Ausbildungen der Verstärkungsbuchse 11 sind in Fig. 5a-c gezeigt.

Die Verstärkungsbuchse 11 des anderen Elementes 2 er­ hält nach einer in Fig. 5a und 5b gezeigten bevorzug­ ten Ausführungsform einen Schlitz 22, dessen Breite dem Abstand zwischen zwei gegenüberliegenden Anlage­ flächen 16 des Vierkantes 18 entspricht, so daß der Vierkant 18 in den Schlitz 22 einschiebbar ist. Der Schlitz 22 erstreckt sich in radialer Richtung vom Umfang der Verstärkungsbuchse 11 bis über die Bohrung 20 hinaus. Seine Längsachse verläuft durch den Mit­ telpunkt der Bohrung 20. Der Schlitz 22 bildet drei ebene Wandflächen 21, die als Stützflächen dienen und mit drei Anlageflächen 16 des Vierkantes 18 verdreh­ gesichert zusammenwirken. Dazu wird das Trägerrohr 6 in die jeweiligen Schlitze 22 zweier gegenüberliegen­ der Verstärkungsbuchsen 11 so eingeschoben, daß es mit den Bohrungen 20 fluchtet und das Einführen des Spannbolzens 4 durch die Bohrungen 20 und den Innen­ raum des Trägerrohres 6 ermöglicht. In dieser Stel­ lung liegen drei Anlageflächen 16 des Vierkantes 18 des Trägerrohres 6 an zugeordneten Stützflächen 21 der Verstärkungsmuffe 11 an. Verdrehungsbewegungen des Trägerrohres 6 gegenüber den Verstärkungsbuchsen 11 werden in dieser Stellung durch das formschlüssige Zusammenwirken der Anlageflächen 16 mit den Stützflä­ che 21 verhindert.

In der Abwandlung gemäß den Fig. 11 und 12 ist der Schlitz 22 als durchlaufende Nut ausgebildet, deren Seitenwände zwei sich gegenüberliegende Stützflächen 21 bilden.

In einer anderen Ausführungsform wird die Verstär­ kungsbuchse 11 nicht mit einem Schlitz 22, sondern mit einer Ausnehmung 23 versehen, die in Fig. 5c ge­ zeigt ist. Die Ausnehmung 23 bildet vier Stützflächen 21, die jeweils mit einer der vier Anlageflächen 16 des Vierkantes 18 zusammenwirken. Bei dieser Ausfüh­ rungsform werden die Verstärkungsbuchsen 11 zum Ein­ setzen des Trägerrohres 6 zunächst in axialer Rich­ tung auseinanderbewegt und nach Positionieren des Trägerrohres 6 sodann auf die Vierkante 18 des Trä­ gerrohres 6 aufgeschoben. Nachfolgend werden die Ver­ stärkungsbuchsen 11 durch Anbringen eines Spannbol­ zens 4 an einer erneuten Auseinanderbewegung gehin­ dert, so daß das Trägerrohr 6 formschlüssig verdreh­ gesichert am anderen Element 2 gelagert ist.

Es versteht sich, daß bei den beschriebenen Ausfüh­ rungsformen der Spannbolzen 4 nicht notwendigerweise durch das Innere des Trägerrohres 6 und durch ent­ sprechende Bohrungen 20 der Verstärkungsmuffen 11 ge­ führt sein muß; vielmehr kann der Spannbolzen auch außerhalb der Trägerbuchse 1 angeordnet sein oder es können beliebige andere Maßnahmen zur Festlegung der Stützflächen 21 in fester kraftschlüssiger Beziehung an den Anlageflächen 16 des Trägerrohres 6 vorgesehen sein. Anstatt an gesonderten Verstärkungsbuchsen 11 können die Stützflächen 21 auch in anderer Weise am anderen Element 2 vorgesehen sein.

Die Fig. 6 bis 10 zeigen abgewandelte Ausführungsfor­ men des Trägerrohres 6. Bei der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform weist der Endbereich 9 des Trägerroh­ res 6 drei symmetrisch zueinander angeordnete axial verlaufende Kanten 17 und zwischen diesen liegende, konvex auswärts gewölbte Anlageflächen 16 auf. Im Be­ reich der Flächenmitte beträgt der Abstand 19 der An­ lageflächen 16 von der Trägerrohr-Mittelachse gerade die Hälfte des Durchmessers 15 des zylindrischen mittleren Abschnitts 14 des Trägerrohres 6, so daß im Einbau­ zustand die Anlageflächen 16 vom Spannbolzen 4 ge­ stützt werden.

Bei der in Fig. 7 gezeigten abgewandelten Ausfüh­ rungsform verlaufen auf einer Seite des Trägerrohres 6 zwei benachbarte axiale Kanten 17, die zwischen sich eine erste ebene Anlagefläche 16 einschließen und jeweils an ihrer anderen Seite eine im wesentli­ chen ebene zweite Anlagefläche 16 begrenzen, die in Richtung von der zugeordneten Kante 17 weg in eine zylindrische Umfangsfläche 25 des Endbereiches 9 übergeht.

Bei der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform ist nur eine im wesentlichen axiale Kante 17 im Endbereich 9 des Trägerrohres 6 vorgesehen, die zwei Teilflächen 16 a bzw. 16 b voneinander trennt. Die Teilflächen 16 a und 16 b bilden zwei Anlageflächen 16, die in Richtung von der Kante 17 weg in eine zylindrische Umfangsflä­ che 25 des Endbereiches 9 übergehen.

Als weiteres Beispiel für die große Vielfalt mögli­ cher Abwandlungen des Endbereiches 9 des Trägerrohres 6 zeigt Fig. 9 eine Ausführungsform, bei der der End­ bereich 9 einen im wesentlichen rechteckigen Quer­ schnitt aufweist, der von vier Anlageflächen 16 und vier diese trennende Kanten 17 definiert ist. Die Kanten 17 können beliebig scharfkantig oder auch ab­ gerundet ausgebildet sein. Bei dieser Ausführungsform werden nur die breiteren gegenüberliegenden Anlage­ flächen 16 im Einbauzustand vom Spannbolzen 4 abge­ stützt.

Fig. 10 zeigt eine Ausführungsform, bei der der End­ bereich 9 des Trägerrohres 6 oval ausgebildet ist. Die gegenüber dem zylindrischen mittleren Abschnitt 14 ra­ dial auswärts vortretenden Konturen des ovalen Endbe­ reichs 9 bilden die Anlageflächen 16 und können im Scheitel gegebenenfalls eine im wesentlichen axial verlaufende Kante 17 aufweisen. Die im wesentlichen dem zylindrischen mittleren Abschnitt 14 entsprechenden Wandbereiche des Endabschnitts 9 werden im Einbauzu­ stand vom Spannbolzen 4 gestützt.

Es versteht sich, daß eine Vielfalt von abgewandelten Ausführungsformen des Endbereiches 9 des Trägerrohres 6 für eine form­ schlüssig verdrehgesicherte Zusammenwirkung mit ent­ sprechenden Stützflächen des das Trägerrohr 6 lagern­ den anderen Elementes 2 geeignet sind.

Claims (6)

1. Trägerbuchse zur elastischen Verbindung begrenzt gegeneinander verdrehbarer Elemente, mit einem Träger­ rohr mit einem mittleren, im wesentlichen zylindrischen Abschnitt, mit einem die Außenfläche des Trägerrohres umschließenden Elastomerkörper, der seinerseits eines der verdrehbaren Elemente trägt, und wenigstens einer an einem Endbereich des Trägerrohres im Einbauzustand form­ schlüssig verdrehgesichert mit einer Stützfläche des anderen der zu verbindenden Elemente zusammenwirkenden, nicht-zylindrischen Anlagefläche, deren axiale Erstrec­ kung weitgehend in Richtung der Längsachse des Träger­ rohres verläuft.
dadurch gekennzeichnet,
daß sich mindestens ein End­ bereich des Trägerrohres (6) partiell über den Quer­ schnitt des mittleren Abschnitts erweitert,
und daß der kleinste radiale Abstand der Anlagefläche (16) von der Längsachse des Trägerrohres (6) der Hälfte des Durchmessers des mittleren Abschnitts (14) ent­ spricht.

2. Trägerbuchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche (16) von mindestens zwei durch wenigstens eine im wesentlichen axiale Kante (17) getrennten Teilflächen (16 a, b) ge­ bildet ist.

3. Trägerbuchse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein axialer Endbereich (9) des Trägerrohres (6) als Mehrkant (18) ausgebildet ist.

4. Trägerbuchse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mehrkant ein von vier im wesentlichen rechtwinklig aneinanderstoßenden Anlage­ flächen (16) gebildeter Vierkant (18) ist.

5. Trägerbuchse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Endbereich (9) als quadratischer Vierkant (18) ausgebildet ist.

6. Trägerbuchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Endbereich (9) des Trägerrohres (6) einen ovalen bzw. elliptischen Querschnitt aufweist.