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Drehfeder Die Erfindung betrifft eine Drehfeder mit einer zwischen
konzentrischen Metallteilen eingepreßten Gummibuchse, wobei der äußere Metallteil
axial kürzer als der innere ist und die Buchse zuerst unter Erweiterung ihres Innendurchmessers
auf den zylindrischen Innenteil aufgezogen, dann in den äußeren Teil eingeführt
und anschließend axial zusammengedrückt wird.
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Diese bekannten Konstruktionen sind dann leicht anwendbar, wenn die
Innenfläche des Außenkörpers und die Außenfläche der auf den inneren Metallteil
aufgespannten Buchse konisch ausgebildet sind. Wenn die Anordnung, Buchse und Innenteil,
derart in der konischen Lagerung des Außenteiles eingeführt worden ist, drückt der
in axialer Richtung ausgeübte Druck durch seine radiale Komponente die Buchse gegen
die Kegelstumpffläche des Außenkörpers, ohne daß eine radiale Verformung der Buchse
erfolgt.
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Sind jedoch die Flächen, zwischen denen die Buchse angeordnet ist,
zylindrisch gestaltet und gegenüber dem Durchmeser relativ lang, wie z. B. bei Gelenkverbindungen
für Federaugen von Kraftfahrzeugfedern und Anordnungen zur Einzelaufhängung von
Rädern, so gestaltet sich der Zusammenbau der bisher bekannten Drehfedern außerordentlich
schwierig.
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Bisher erschöpften sich sämtliche Versuche zur Lösung dieses Problems
darin, daß die Buchse mehr oder weniger mit Gewalt zwischen die beiden koaxialen
Zylinderflächen eingepreßt wurde. Diese Versuche sind jedoch fehlgeschlagen. Es
ergab sich hierbei nur eine auf die beiden Enden der Verbindung beschränkte örtliche
Erhöhung des radialen Druckes. Dieser radiale Druck fällt bei allen bekannten, in
dieser Weise hergestellten Verbindungen sehr schnell von den beiden Enden der gesamten
Verbindung nach der Mitte hin ab. Das Verhalten solcher Verbindungen unter Belastung
ist daher außerordentlich ungünstig, da ein festes Anhaften für eine einwandfreie
Wirkungsweise der Drehfeder ausschlaggebend ist.
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Durch die Erfindung werden diese Schwierigkeiten und Nachteile dadurch
vermieden, daß die Buchse so ausgebildet ist, daß sie nach dem Aufziehen auf den
inneren Metallteil eine zylindrische Außenfläche von einem Durchmesser hat, der
etwas geringer ist als der der zylindrischen Innenfläche des äußeren Metallteiles.
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Durch diese Anordnung ergibt sich insbesondere bei Drehfedern großer
Länge ein ausgezeichnetes Nachhaften der Buchse an dem Innenkörper. Das Aufziehen
der Buchse auf den Innenkörper erfolgt in Spezialfabriken und macht keine Schwierigkeiten,
da sie außen frei ist. Deshalb ist es auch möglich, auf den Innenkörper mit gleichbleibendem
Energieaufwand eine Buchse von viel größerer Länge aufzuziehen, als es möglich wäre,
wenn die Buchse nach der bisher bekannten Arbeitsweise gleichzeitig auf den Innenkörper
auf- und in den Außenkörper eingebracht wird. Es ist somit möglich, anstatt wie
bisher zwei Buchsen lediglich eine Buchse zu verwenden. Die Anordnung Buchse - Innenteil
kann anschließend an Ort und Stelle ohne Schwierigkeiten in den Außenkörper eingeschoben
werden, wobei anschließend lediglich auf die Buchse der Axialdruck zur Einwirkung
gebracht wird, der ihr Anhaften auf der Innenfläche des Außenkörpers bewirkt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Buchse
in an sich bekannter Weise in freiem Zustand kegelstumpfförmig ausgebildet, und
falls sie an einem Ende mit einem Wulst versehen ist, wird der Bohrungsdurchmesser
der Buchse im Bereich des Wulstes vergrößert. Bei der Verwendung einer mit einem
Wulst versehenen Buchse wird die Buchse in an sich bekannter Weise so ausgebildet,
daß die Buchse und der Innenteil den Außenteil an dem Wulst gegenüberliegenden Ende
so weit überragen, daß durch die axiale Zusaminendrückung ein Gegenwulst geformt
wird.
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Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung gehen aus der Beschreibung
an Hand der Abbildungen hervor. Diese zeigen in Abb. 1 einen axialen Längsschnitt
durch eine Kautschukbuchse, wie sie erfindungsgemäß Verwendung findet, in freiem
Zustand; Abb.2 ist ein entsprechender Schnitt durch zwei Buchsen., die auf den Achsen
einer Blättfederlasche angeordnet sind; Abb. 3 stellt in ihrem oberen Teil einen
Schnitt gemäß Linie 3-3 der Buchse gemäß Abb. 1 in freiem
Zustand
und in ihrem unteren Teil einen Schnitt gemäß Linie 3a-3a der Abb. 2 durch eine
auf die Innenachse aufgezogene Buchse dar; Abb. 4 ist ein Axialschnitt durch die
zusammengebaute Federlasche und das Auge der Feder nach axialem Zusammenpressen
der Buchse; Abb. 5 ist ein Längsschnitt durch eine elastische Buchse gemäß einer
ersten abgeänderten Ausführungsform Abb. 6 ist ein der Abb. 4 entsprechender Schnitt,
der die gesamte Gelenkvorrichtung mit der in dieser Abbildung dargestellten Buchse
zeigt; Abb. 7 veranschaulicht im Längsschnitt eine andere Ausführungsform einer
Buchse von geringerer Länge, die mit einer anderen Buchse zusammengebaut werden
soll, in freiem Zustand; Abb. 8 zeigt die auf eine Innenhülse aufgezogene Buchse
; Abb. 9 ist ein Längsschnitt durch eine Gelenkvorrichtung, die zwei Buchsen der
in den Abb. 7 und 8 dargestellten Bauart aufweist.
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Zunächst sei das in den Abb. 1 bis 4 dargestellte Ausführungsbeispiel
beschrieben.
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Abb. 1 zeigt die Kautschukbuche B in freiem, nicht deformiertem Zustand.
Aus Abb. 2 ist die auf einer Mittelachse oder Spindel 15, an deren einem Ende der
Lenker oder Bügel 16 einer Federlasche angebracht ist, angeordnete Buchse B ersichtlich.
Abb. 4 veranschaulicht die Kombination der Vorrichtung gemäß Abb. 2 mit dem Auge
17 einer Blattfeder, wobei die Buchse zwischen den beiden Lenkern 16 der Blattfeder
angeordnet und in radialer Richtung durch eine auf die Achse 15 aufgeschraubte Mutter
19 zusammengepreßt ist.
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Das mittlere Loch der Buchse ist mit 20 und ihre Umfläche mit 21 bezeichnet.
Sie weist ferner einen über eine Schulter 23 mit dem Buchsenkörper verbundenen Wulst
22 auf. Ihre Endfläche 24 ist konvex gestaltet.
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An dem mit dem Wulst 22 versehenen Ende der Buchse ist das Loch 20
bei 25 in Art einer Gegenbohrung erweitert, die sich bis zu einer Schulter 26 erstreckt
und deren Länge vorzugsweise etwa der des Wulstes 22 entspricht.
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Der Durchmesser des Loches 20 der Buchse nimmt in freiem Zustand desselben
von der Schulter 26 bis nach ihrem anderen Ende 27 hin allmählich ab. Die Umfläche
21 der Buchse ist in freiem Zustand leicht kegelstumpfförmig gestaltet, wobei der
Scheitelwinkel so bemessen ist, daß die Fläche des ringförmigen Querschnitts des
zylinderförmigen Teils von der Schulter 23 bis zu dem Ende 27 die gleiche ist. Die
Verringerung des Außendurchmessers der Buchse B ist rechts in Abb. 1 durch die parallel
zu der Achse verlaufenden Linie H, T angedeutet, die den großen und kleinen
Durchmesser der Umfläche 21 entsprechen. (Es ist in diesem Zusammenhang darauf hinzuweisen,
daß die beschriebene Gestaltung die Herstellung der Buchse erheblich vereinfacht,
weil durch die Verjüngung, die sich als Folge der kegelstumpfartigen Gestaltung
der Flächen ergibt, ihre Entformung erleichtert wird.) Der Durchmesser des Loches
20 ist an seinem größeren Ende in seinem freien Zustand erheblich kleiner als der
Außendurchmesser der zylindrischen Spindel 15 (Abb. 3). Infolgedessen muß der röhrenförmige
Teil der Buchse in dem Augenblick, in dem sie über die Spindel aufgeschoben wird,
geöffnet, in radialer Richtung ausgedehnt und in der Umfangsrichtung erweitert werden
In dem in Abb. 3 dargestellten Schnitt sind die Abmessungen und die Form der elastischen
Buchse in freiem und in auf die Spindel aufgezogenem Zustand einander gegenübergestellt.
Es ist deutlich erkennbar, daß der Innen- wie der Außendurchmesser der Buchse B2
nach ihrer Montage auf der Spindel erheblich vergrößert sind.
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Sobald die Buchse auf die Spindel aufgezogen worden ist, ist der Außendurchmesser
ihres röhrenförmigen Hauptteils auf seiner ganzen Länge der gleiche. Die Innenfläche
20 der Buchse schmiegt sich der zylindrischen Außenfläche der Spindel, auf die die
Buchse in radialer Richtung drückt, elastisch an.
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Wegen des Vorhandenseins der Gegenbohrung 25 rechts des Wulstes bzw.
Kragenansatzes 22 ist die Ausdehnung des Kautschuks und demzufolge der elastische
Druck, der durch die Buchse auf die Spindel ausgeübt wird, in der dem Kragenansatz
22 benachbarten Zone kleiner als in den übrigen Teilen der Buchse.
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Der Innendurchmesser des Federauges 17 ist etwas größer als der Außendurchmesser
der auf der Spindel ausgedehnten Buchse, so daß die aus der Spindel und der auf
sie aufgezogenen Buchse bestehende Unterkombination von Teilen leicht in das Innere
des Federauges eingeschoben werden kann.
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Sobald die vorher auf die Spindel aufgezogene Buchse in das Federauge
17 eingeschoben ist, wird durch Anziehen der Mutter 19 gegen einen der Lenker der
Federlasche auf beide Enden der Buchse ein Axialdruck, durch welchen die Buchse
zwischen den beiden Federlaschen eingepreßt wird, ausgeübt. Dieser Druck bildet
einen gewölbten Wulst 28 (Abb. 4). dessen Form im wesentlichen der des Wulstes 22
entspricht, und wirkt auf die Buchse sowohl in Richtung nach außen wie nach innen.
Er erhöht den bereits schon vorher auf die Spindel durch den Kautschuk ausgeübten
elastischen Druck und bewirkt, daß der Kautschuk sich unter Ausübung eines Drucks
auf die Innenfläche des Federauges 17 nach außen ausdehnt. Hierdurch wird das Anhaften
der Buchse an der Innenfläche des Federauges bewirkt und ein Gleiten des Kautschuks
zwischen den beiden konzentrischen Flächen der über die Buchse verbundenen Metallkörper
(Federauge und Spindel) unter der Wirkung der Torsionsbeanspruchungen - insbesondere
der auf den Innenkörper wirkenden, wo die höchsten tangentialen Beanspruchungen
auftreten - sehr erschwert.
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Abb. 5 stellt eine andere Ausführungsform der Buchse in freiem Zustand
dar. Bei dieser ist der bei der ersten ;@us,führungsform mit 25 bezeichnete Teil
des axialen Loches, der einen größeren Durchmesser hat, an dem dem Ansatz 22 aufweisenden
Ende der Buchse in Fortfall gekommen. Jedoch sind auch hier die Außen- und Innenfläche
der Buchse, um ihre leichte Entformulig zu ermöglichen, leicht kegelstumpfartig
ausgestaltet, wobei aber selbstverständlich die Größe der Ringquerschnitte überall
die gleiche bleibt.
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Abb. 6 stellt eine abgeänderte Ausführungsform des Zusammenbaues dar,
bei welcher, falls andere Elemente als die Lenker einer Blattfederanordnulig verwendet
werden, für den gleichen Zweck, soweit er die Montage betrifft, Endplatten benutzt
werden.
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In gewissen Fällen kann es nämlich doch erwünscht sein, statt einer
einzigen längeren Buchse ein Paar von solchen von geringerer Länge zu verwenden.
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Diese Möglichkeit ist in den Abb. 7 bis 9 veranschaulicht. Hierbei
wird die elastische Buchse zunächst auf eine Hülse S aufgezogen, und zwar so, daß
sich
ihr den Wulst aufweisendes Ende in axialer Richtung über das Ende der Hülse hinaus
erstreckt. Dann werden die beiden auf ihre Hülsen S aufgezogenen Buchsen aufeinandergestoßen
so montiert, daß die Buchsen sich auf einer Spindel im Inneren des Auges 17 der
Feder (Abb. 9) berühren, bevor der Axialdruck ausgeübt wird. Auch in diesem Falle
wird das gleiche Maß an Vorspannung oder Anhaften an den Metallflächen erhalten
wie im Falle der Ausführungsformen gemäß den Abb. 3 bis 6, obwohl in dem letztbeschriebenen
Falle beide Kragenansätze schon vorher angeformt sind. Außenfläche hat mit einem
Durchmesser, der etwas geringer ist als der der zylindrischen Innenfläche des äußeren
Metallteils (17).
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2. Drehfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse
(B) in an sich bekannter Weise im freien Zustand kegelförmig ist.
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3. Drehfeder nach den Ansprüchen 1 und 2 mit einer Büchse, die am
Ende einen Wulst hat, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrungsdurchmesser (25) der
Buchse (B) im Bereich des Wulstes (22) vergrößert ist.
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4. Drehfeder nach den Ansprüchen 1 bis 3 mit einer Buchse, die am
Ende einen Wulst hat, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die
Buchse (B) und der innere Metallteil (15, S) den äußeren Metallteil an dem dem Wulst
(22) gegenüberliegenden Ende (27) so weit überragen, daß durch das axiale Zusammendrücken
ein Gegenwulst (28) geformt wird.