PIVOT BUSHING

Abstract: 1. A pivot bushing for accommodation in an accommodating aperture, comprising an outer tube (2) and an inner tube (1), and possibly an intermediate tube (4), with a rubber layer (3) vulcanized in between each of the tubes, the rubber layer (3) having, in the unassembled state, an external diameter which exceeds the accommodating aperture and having at least one longitudinal slot (5) which extends in a radial direction towards the inner tube and which is substantially wedge-shaped or curved in a radial cross-section, characterized in that the wedgeshaped or curved longitudinal slot (5) has, in the region of the rubber layer of layers (3), a cross-section which reduces in size from the bush ends (6) towards the central plane (15) of the bush, whereby the gap (11) defined by the tube edges (2b, 4b) has, over at least a portion of its length, a width which corresponds to the maximum available width of the longitudinal slot (5) in the rubber at each respective tube edge (2b, 4b), and the gap (11) does not diminish below this width throughout its entire length.

Description: Gelenkbuchse Die Erfindung betrifft eine Gelenkbuchse zur Aufnahme in einem Aufnahmeauge, bestehend aus einem Aussenrohr und einem Innenrohr sowie gegebenenfalls einem Zwischenrohr mit jeweils zwischen den Rohren einuulkanisier ter Gummischicht, die in unmontiertem Zustand einen das Aufnahmeauge über- steigenden Aussendurchmesser und mindestens einen sich radial bis zum Innenrohr erstreckenden im wesentlichen keil- oder bogenförmigen Längsschlitz besitzt. Bei den bekannten Gelenkbuchsen 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 augebildeten Schlitze zusammengedrückt, so dass nach der Montage der zusammengedrückte Gummi das Aussenrohr an das Aufnahmeauge andrückt. Hierbei kann das Aussenrohr aussen zum Zwecke der Erhöhung der Reibungszahl mit einem Gummifilm überzogen sein. Die in dieser Weise ausgebildeten Gelenkbuchsen haben sich insofern gut bewährt, als sie insbesondere bei Ausbildung mit nur einem Längs schlitz 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 die Federkennung auf dem Buchsenumfang in Richtung auf den Schlitz stark verändert dahingehend, dass die Buchse in den um den Spaltliegenden 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 Ó geringer als inden anderen Radialebenen, wobei die Abweichung bei Buchsen mit sehr dunnen Gummischichten grösser als bei Buchsen mit grossen Gummischichtstärken ist. Darüberhinaus verschiebt sich beim Einpressen der Buchse in das Auge das Inennrohr 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 Verwendu#ng als Gelenkbuchse für einen Radführungslenker eine exakte Radführung nicht erzielt werden kann. Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Gelenkbuchse der eingangs beschriebenen Art, die auf ihrem gesamten Umfang eine gleiche radiale Federkennung zeigt und mit deren Hilfe unabhängig von Lahl una Lage der Schlitze eine Deckung der Achse der eingebauten Buchse mit der Achse des Autnahmeauges bzw. der Funktionsdrehachse gewährleistet wird. Die Erfindung besteht darin, dass der keil- bzw. bogenförmige Längsschlitz im Bereich der Gummischicht bzw. Gummischichten einen sich von den Buchsenstirnflächen zur Buchsenmittelebene hin verringernden Querschnitt besitzt, wobei der von den Rohrkanten eingeschlossene Spalt auf zumindest einem Teil seiner Länge eine der grössten Breite des Schlitzes im Gummi entsprechende Breite besitzt und diese Breite auf seiner Gesamtlänge nicht unterschreitet. Durch die Ausbildung der Gelenkbuchse in der erfindungsgnmässen Weise wird be d wirkt, dass der Schlitz nach dem radialen Zusammendrückend guchse beim Einbau in das Auge zumindest im Bereich der Gummischichten vollständig geschlossen ist und in allen radialen Richtungen die gleiche Federkennung zeigt. Die Verjüngung der Querschnittsfläche der Schlitze in Richtung auf die Buchsenmittelebene kann hierbei mit der gleichen Wirkung durch Verringerung der Schlitzbreite und/oder der Schlitzhöhe herbeigeführt werden, so dass der Schlitz im Bereich des Gummis eine keilförmige oder kegelig-trompetenförmige Kontur bebesitzt. Hierbei wird beim Aufbringen der radialen D'ruckvorspannung zum Zwecke des Einpressens der Buchse in das Aufnahmeauge die Gummischicht zusammengedrückt und aufgrund der Volumenbeständigkeit des Gummis nach den Seiten verdrängt. Die hierdurch hervorgerufene Querdehnung verdrängt den Gummi vor allem axial in Richtung auf die Stirnseiten der Buchse, da in dieser Richtung die Gummitläche - in der Abwicklung gesehen - am schmalsten und entsprechend der Verformungswiderstand am kleinsten ist. Dies zeigt sich durch die starke Auswölbung des Gummis an den Stirnseiten der Buchse. Demgegenüber haben Versuche bestätigt, dass sich der Längsspalt bei den bekannten Buchsen beim Einpressen in das Aufnahmeauge wegen der in diesem Falle nur 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 radiale Druckvorspannung aufbaut. Entsprechend ist auch der radiale Federkennwert der eingebauten Buchse in Richtung zum Spalt hin kleiner als in den anderen radialen Richtungen. Der Druckspannungsverlauf hat in diesen bällen 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 Spoltcbene - gegebenenfalls bis auf den Wert 0 - abfällt. Demgegenüber schliesst sich bei der erfindungsgemäss ausgebildeten Buchse der Schlitz im mittleren Buchsenbereich, also dort, wo die grösste Druckspannung auftritt, infolge des in diesem Bereich verringerten Schlitzquerschnittes bereits zu Beginn der Verformung unter entsprechend Druckaufbau in voller Grösse, während in den für die Aufnahme von Druckspannungen weniger bedeutsamen Bereichen in Nachbarschaft der Buchsenstirnflächen die dort sich zunehmend vergrössernden Schlitzquerschnitte erst danach durch das verdrängte Gummivolumen ausgefüllt werden. Die Buchse besitzt somit nach dem Einbau in allen Radialrichtungen die gleiche Federkonstante bzw. Federkennung, wobei eine radiale Verdrängung des Innenrohres und entsprechend 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. In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind an Stelle eines durchgehenden Schlitzes von den beiden Buchsenstirnflächen ausgehende Schlitze in derselben Axialebene vorgesehen, die sich etwa jeweils über ein Drittel der Buchsenlänge erstrecken. Durch das Belassen des Gummikörpers in ungeschlitzter Form im Mittelbereich der Buchse wird eine Querdehn¯ung in Umfangsrichtung in diesem Bereich völlig verhindert und damit die gleiche radiale Druckspannung und die gleiche radiale Federkonstante wie in allen anderen 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. In einer weiteren Ausführungsform kann das Aussenrohr mit einem Spalt versehen sein, der im Bereich der Buchsenstirnflächen eine der grössten Schlitzbreite im Gummi entsprechende Breite besitzt und sich zur Mitte der Buchse hin erweitert. Hierdurch werden eine gleichmässigere Verteilung der Druckspannungen im Gummi erzielt und der Aufbau unerwünschter Spannungsanhäufungen im Bereich der Haftränder am äusseren Metall vermieden. Andererseits werden die infolge des axial nach aussen verdrängten Gummis in Richtung auf die Stirnflächen auftretenden hohen Schubspannungen durch die Haftung des Gummis an den dort vorspringenden alechrndern aufgenommen. In einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform kann ausser dem Aussenrohr und qgf.dem Zwischenrohr auch das Innenrohr aus dünnem, gerolltem Blech bestehen und in derselben radialen Längsebene wie das Aussen- bzw. Zwischenrohr mit einem Spalt versehen sein, der entweder auf seiner Gesamtlänge gleiche Breite besitzen kann oder an den Buchsenstirnflächm eine der Schlitzbreite im Gummi entspr#chende Breite besitzt und sich in Wichtung zu der Buchsenmittelebene hin erweitert. Auf diese Weise wird die Montage der Buchse auf der Innenwelle wesentlich erleichtert dadurch, dass in den Fällen, in denen die Welle mit einem Bund oder Anschlag versehen ist, ein Aufweiten der Buchse und Überschieben über den Bund ermöglicht wird. In einer Abwandlung der vorstehend beschriebenen Ausführungsform können das Aussen- und das Innenrohr sowie gegebenenfalls das Zwischenrohr jeweils mit einem weiteren Längsspalt und der Gummi im Bereich der Rohrlängsspalte einseitig oder beidseitig mit zur Buchsenmitte hin flacher werdenden Ausnehmungen versehen sein, die einen durchgehenden Steg in der Gummischicht belassen. 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 die Buchse durch vollständige Trennung im Bereich des Gummisteges unverbunden zweiteilig ausgebildet sein. Zur Verbesserung des Gummidurchflusses beim Vulkanisieren kann das gerollte Aussenrohr mit einer beliebigen Anzahl von Mantellöchern versehen sein. Die Erfindung ist in der Zeichnung 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. 1 Fig. 4 eine der Fig. 1 entsprechende Sicht auf eine andere Aus führungsform einer Buchse Fig. 5 eine Sicht von oben auf Fig. 4 Fig. 6 eine der Fig. 1 entsprechende Sicht auf eine weitere Aus führungsform einer Gelenkbuchse Fig. 7 eine Sicht von oben auf Fig. 6 Fig. 8 die in den Fig. 6 und 7 dargestellte Buchse in stirnseitiger Einbau ansicht 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 Fig. 13 eine Sicht von links auf Fig. 12 Die in der Zeichnung wiedergegebenen Gelenkbucnsen bestehen aus einem Innenrohr 1, einem Aussenrohr 2 und im Falle der in Fig. 1 wiedergegebenen Austüh rungsform zusätzlich einem Zwischenrohr 4, zwischen die jeweils eine Gummischicht bzw. Gummischichten 3 einvulkanisiert ist. Die Gelenkbuchsen 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 einen Längsschlitz auf, wobei entsprechend zwischen den Kanten 2b bzw. 4b des Aussenrohres 2bzw. 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 Gelenkbuchse in dem Aufnahmeauge sichert Die Längsschlitze 5 besitzen einen sich von den Buchsenstirnflächen 6 zur Buchsenmittelebene hin verringernden Querschnitt, wobei die von den Kanten 2b, 4b der Rohre 2, 4 (Fig. 1) eingeschlossenen Spalte auf zumindest-einem Teil ihrer Länge eine Breite besitzen, die der grössten Breite des Schlitzes 5 in der jeweiligen Ebene entspricht, wobei diese Blechspaltbreiten auf der gesamten Länge der Buchsen nicht unterschritten werden. Im Falle der in den Fig. 1 bis 3 wiedergegebenen Ausführungsform ist ein durchgehender, d.h. sich über die gesamte Buchsenlänge erstreckender Schlitz 5 einer - siehe insbesondere Fig. 1 und 3 - sich von der Stirnfläche 6 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 zunehmend erweiternden Querschnitt besitzt. Der zwischen den Begrenzungskanten 2b des Aussenrohres 2 begrenzte #Blechspalt weist im Falle dieser Ausführungsform auf seiner gesamten Länge eine gleichbleibende, der grössten Breite des Schlitzes 5 entsprechende Breite auf. Entsprechend besitzt der zwischen den Begrenzungskanten 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 Gelenkbuchse ohne Zwischenrohr ist im Gummikörper 3 ein Längsschlitz 5a vorgesehen, der durchgehend auf der gesamten Länge eine gleiche Breite, und eine sich von beiden Seiten zur Buchsenmittelebene hin verringernde Tiefe besitzt, wobei das Aussenrohr 2 in einer der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 3 entsprechenden Weise se einen Spalt durchgehend gleicher Breite aufweist. Auch bei dieser Ausführungsform ergibt sich im Gummikörper ein durchgehender Schlitz, der allerdings infolge der durchgehenden Breitengleichheit bei gleichzeitiger Verflachung zur Buchsenmittelebene hin nicht wie im Falle der in Fig. 1 bis 3 in einer spaltar tigen Schlitzung im Mittelbereich sondern - siehe Fig. 4 - in Form einer Flachkerbung in Erscheinung tritt. Bei der in Fig. 6 und 7 wiedergegebenen Ausführungsform ist ein unterbrochener Schlitz vorgesehen derart, dass zwei sich von den beiden Stirnflächen über etua ein Drittel der Buchsenlänge erstreckende Schlitze 5b vorgesehen sind, während der Mittelteil 10 des Gummikörpers ungeschlitzt erhalten bleibt. Im Falle dieser Ausführungsform weist darüberhinaus der zwischen den Rohrkanten des Rohres 2 eingeschlossene Spalt in den randnahen Bereichen 2b eine der Breite des Schlitzes 5b entsprechende Breite auf, während er in dem den Mittelteil 10 des Gummi körpers einschliessenden Bereich 11 eine grössere Breite aufweist. Ein Ausscnrohr mit einer derartigen Spaltausbildung kann 3elbstver,3t.:indlich auch bei den in den Fig. 1 bis 5 wiedergegebenenen 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 Gelenkbuchse nach Aufbringung der Vorspannung zum Zwecke der Montage im Aufnahmeauge wiedergegeben. In dieser Lage liegen die Spaltkanten 2b des Aussenrohres 2 in den äusseren, stirnflächennahen Bereichen bündig aneinander an, während im Innenbereich zwischen den aufspringenden Spaltkanten 11 - siehe Fig. 10 - eine Öffnung verbleibt. In den Fig. 12 und 13 ist eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemässen Gelenkbuchse vorgesehen. In diesem Falle ist ausser im Aussenrohr 2c auch im Innenrohr lc ein von den Kanten lb begrenzter durchgehender Längsspalt vorgesehen, wobei sich weiterhin der im Gummi ausgebildete Schlitz 5c durch die gesamte Gummischicht hindurch erstreckt, so dass die Buchse in einer Längsebene vollständig geöffnet ist. Hierbei besitzt der Schlitz 5c in axialer Richtung von den Stirnflächen zur Buchsenmitte hin eine sich verengende Kontur. Bereits bei einer in dieser Weise einseitig durchgeschlitzten Ausführungsform wird die Montage auf einer Innenwelle wesentlich erleichtert. Es kann darüberhinaus in der in Fig. 12 wiedergegebenen Weise auf der gegen überliegenden Seite der Buchse sowohl das Innenrohr le als auch das Aussenrohr 2c mit jeweils einem Spalt ld, 2d versehen sein, wobei die Gummischicht in diesen Spaltbereichen jeweils mit in Längsrichtung durchgehenden, zur Buchsenmitte hin flacher werdenden Vertiefungen bzw. Einkerbungen 13 bzw. 14 versehen ist. Die Gelenkbuchse 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 wei teurer Fortführung des Erfindungsgedankens insoweit können die beiden Halbschalen in etwa der in Fig. 11 wiedergegebenen Reise durch Teilung der Gummischicht im Bereich der Ebene zwischen den Einkerbungen 13 und 14 (Fig. 12) vollsttindig getrennt sein, wobei der im Aussenrohr 2c ausgebildete Spalt 2d entweder parallelkantig oder in der in den Fig. 11 bzw. 13 wiedergegebenen Weise im Innenbereich mit Aufweitungen lla bzw. llc versehen sein können. Bei der in Fig. 13 wiedergegebenen Ausführungsform sind im Aussenrohr Löcher 12 vorgesehen, die den Gummidurehfluss beim Vulkanisieren erleichtern.

Claims: Patentansprüchc 1. Gelenkbuclise zur Aufnahme in einem Aufnahmeauge, bestehend aus einem Aussenrohr und einem Innenrohr sowie gegebeiietifalls einem Zwischenrohr mit jeweils zwischen den Rohren einvulkanisierter Gummischicht, die in unmontiertem Zustand einen das Aufnahmeauge übersteigenden Aussendurchmesser und mindestens einen sich in radialer Richtung bis zum Innenrohr erstreckenden im wesentlichen keil- oder bogenförmigen Längsschlitz besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass der keil- bzw. bogenförmige Längsschlitz (5) im Bereich der Gummischicht (3) bzw. Gummischichten einen sich von den Buchsenstirnflächen (6) zur Buchsenmittelebene (15) hin verringernden Querschnitt besitzt, wobei der von den Rohrkanten (2b, 4b) eingeschlossene Spalt auf zumindest einem Teil seiner Länge eine der grössten Breite des Schlitzes (5) im Gummi entsprechende Breite besitzt und diese Breite auf seiner gesamten Länge nicht unterschreitet. 2. Gelenkbuchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in derselben Radialebene von den beiden Buchsenstirnflächen (6) ausgehende, sich nur über eine Teillänge der Buchsengesamtlänge erstreckende Schlitze (5a, 5b) vorgesehen sind. 3. Gelenkbuchse nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der im Aussenrohr ausgebildete Spalt (2b, 11) im Bereich der Buchsenstirnflächen (6) eine der grössten Schlitzbreite im Gummi entsprechende Breite besitzt und sich in Richtung auf die Mittelebene (15) erweitert. 4. Gelenkbuchse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenrohr (1) in derselben Axialebene wie der Aussenrohrspalt (2b) einen Spalt (lb) aufweist. 5. Gelenkbuchse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenrohrspalt (lb) im Bereich der Buchsenstirnflächen (6) eine der grössten Schlitzbreite im Gummi entsprechende Breite besitzt und sich in Richtung auf die Mittelebene (15) erweitert. 6. Gelenkbuchse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Schlitz (5c) durch die gesamte Gummischicht (3c) hindurch erstreckt und sich von den Buchsenstirnflächen (6) in Richtung auf die Buchsenmittelebene (13) verengt. 7. Gelenkbuchse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre (le, 2c) mit jeweils einem weiteren Spalt (ld, 2d) und die Gummischicht (3c) im Bereich der Spalte (led, 2d) mit einer oder mehreren Schlitzungen (13, 14) versehen sind. 8. Gelenkbuchse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitzungen (13, 14) eine sich von den Stirnflächen (6) zur Mittelebene hin verjüngende Form besitzen. 9. Gelenkbuchse nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse zur Bildung von zwei Buchsenhalbschalen in der Ebene der Schlitzungen (13, 14) geteilt ist. 10. Gelenkbuchse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Aussenrohr (2c) mit Löchern (12) versehen ist.

Inventors: BURGLER, KARL-HEINZ, DIPL.-ING., JORN, RAOUL, DIPL.-ING., Bürgler, Karl-Heinz, Dipl.-Ing., Jörn, Raoul, Dipl.-Ing.
Applicants: JORN GMBH
Application year: 1979
Main classification: F16F1
IPC codes: F16F1