DE4104949A1 - Gleitmuffe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gleitmuffe, die beispiels­ weise geeignet ist für die Aufhängung eines Fahrzeuges und die in der Lage ist, die Übertragung von Vibrationen wirkungs­ voll zu verhindern, wobei eine aufgebrachte Last in Drehrichtung oder Umfangsrichtung um die Achse der Muffe absorbiert wird.

Bekannt ist eine Gummimuffe zur Verbindung eines Lenkers inner­ halb eines Fahrzeugaufhängesystems an einem Stützelement, das an der Fahrzeugkarosserie oder der Radaufhängung befestigt ist in einer vibrationsdämpfenden Weise, derart, daß der Lenker schwenkbar um die Achse des Stützelementes gehalten ist. Die bekannte Gummimuffe umfaßt eine innere und eine äußere Metall­ hülse, die koaxial zueinander und in einem Radialabstand zu­ einander angeordnet sind, wobei sich ein zylindrischer Elastik­ körper zwischen der inneren und der äußeren Hülse befindet, um eine flexible Verbindung hierzwischen herzustellen. Die Gummi­ muffe vermag Eingangsvibrationen zu absorbieren, die in radialer Richtung senkrecht zur Achse der Muffe aufgegeben werden, ba­ sierend auf der elastischen Eigenschaft des elastischen Körpers. Darüber hinaus gestattet die bekannte Muffe eine relative Drehung der inneren und äußeren Hülse, relativ zueinander, um die Achse der Buchse basierend auf der Torsionsdeformation des elastischen Körpers um die Achse.

Die Steifigkeit der so aufgebauten Muffe, gemessen in Radial­ richtung, und die Torsionssteifigkeit, gemessen in Umfangs­ richtung, werden beide durch die Elastizität und Ausgestaltung des elastischen Körpers bestimmt. Dementsprechend ist es recht schwierig, das Ausmaß der Steifigkeit in Radialrichtung und Umfangsrichtung unabhängig voneinander zu bestimmen, in Ab­ hängigkeit von der erforderlichen Federcharakteristika der Buchse. Dementsprechend ist es extrem schwierig, für die be­ kannte Aufhängebuchse die beiden unterschiedlichen Charakter­ istika darzustellen, die für moderne Kraftfahrzeuge erforder­ lich sind, d. h., eine hinreichend reduzierte Steifigkeit in Umfangsrichtung zur Verfügung zu stellen, um den Fahrkomfort des Fahrzeuges zu erhöhen, während ein hinreichendes Ausmaß an Steifigkeit in Radialrichtung zur Verfügung gestellt werden soll, um eine ausgezeichnete Stabilität und Steuerbarkeit des Fahrzeuges zu gewährleisten.

Im Hinblick auf die obigen Ausführungen ist eine Gummimuffe vorgeschlagen worden, wie sie in der japanischen ungeprüften Gebrauchsmusteranmeldung 60-3 335 beschrieben ist. Diese Gummi­ muffe besitzt einen zylindrischen Laufkranz, der an der inneren oder äußeren Umfangsfläche des elastischen Körpers gehalten ist und eine separat ausgebildete Harzhülse, die sich zwischen dem Laufkranz und der inneren oder äußeren Hülse derart befindet, daß die Harzhülse in gleitendem Kontakt mit dem Laufkranz und der benachbarten Hülse gehalten ist. Bei dieser Anordnung zeigt die Gummimuffe ein relativ niedriges Ausmaß an Torsions­ steifigkeit in bezug auf die Last, die in ihrer Umfangsrichtung aufgebracht ist.

Bei der derart ausgebildeten Gummimuffe wird jedoch die se­ parat ausgebildete Harzhülse zwischen den Laufkranz und die innere oder äußere Hülse eingeführt und wird axial ergriffen an den axial einander gegenüberliegenden Endflächen durch und zwischen entsprechenden Rückhalteringen, die im Preßsitz an oder in der inneren oder äußeren Hülse angrenzend an die Harz­ hülse gehalten sind. Somit erfordert die Gummimuffe eine er­ höhte Anzahl von Bestandteilen und Herstellungsschritten, die unvermeidlich die Kosten der Muffe erhöhen. Zusätzlich leidet die Gummimuffe unter einer reduzierten Gleitfähigkeit sowie nachteiligen Rüttelverschiebungen oder exzessivem Spiel oder Freiraum der Komponenten, was wiederum zu sich akkumulierenden Dimensionsfehlern oder Veränderungen bei der Bearbeitungs- oder Herstellungsgenauigkeit führt, die bei der Herstellung der Harzhülse sowie des Laufkranzes und der inneren oder äußeren Hülse führen können, die im Gleitkontakt mit der Harzhülse ge­ halten sind. Somit vermag die herkömmliche Muffe kein zufrieden­ stellendes Ausmaß an Gleitfähigkeit zur Verfügung zu stellen.

Bei der zuvor beschriebenen Gummimuffe wirken die innere und die äußere Umfangsfläche der Harzhülse als Gleitflächen für den Gleitkontakt mit dem Laufkranz und der inneren oder äußeren Hülse. Dementsprechend verschlechtert sich die Gleitfähigkeit der Muffe, wenn die Harzhülse aus einem faserverstärkten Harzmaterial ausgebildet ist, das Glasfasern oder andere verstärkende Fasern ent­ hält. Es ist dementsprechend schwierig, solch ein faserverstärktes Harz als Material für die Harzhülse zu verwenden, um eine hin­ reichende Widerstandsfähigkeit der Hülse gegenüber den Be­ lastungen sicherzustellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Abhilfe für die zuvor beschriebene Problematik zu schaffen. Es soll dementsprechend gemäß der Erfindung eine Gleitmuffe zur Verfügung gestellt werden, die einen einfachen Aufbau besitzt und mit einem hohen Wirkungsgrad hergestellt werden kann, während sie andererseits eine hinreichende und stabile Gleitfähigkeit zur Verfügung stellt, um die Eingangsbelastungen, die in Torsionsrichtung um die Achse aufgebracht werden, aufzu­ nehmen, während merklich verbesserte Lastfestigkeitseigen­ schaften zur Verfügung gestellt werden sollen.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Merkmale, wobei hinsichtlich bevorzugter Ausgestaltungen auf die Merkmale der Unteransprüche verwiesen wird.

Die Gleitmuffe gemäß der Erfindung zur Verbindung zweier Elemente aneinander, derart, daß eines der beiden Elemente gleitend gegenüber dem anderen um eine Achse der Muffe ge­ halten ist, umfaßt die folgenden Merkmale, nämlich: (a) eine innere Hülse mit einem axialen Mittelbereich großen Durch­ messers, dessen Außendurchmesser größer ist als derjenige der anderen Bereiche der Innenhülse; (b) einen Laufkranz, der radial außerhalb und koaxial zur Innenhülse angeordnet ist, wobei der Laufkranz eine Innenfläche besitzt, die einen radialen Abstand von der äußeren Oberfläche des Teils mit größerem Durch­ messer der Innenhülse unter Bildung eines radialen Freiraumes hierzwischen aufweist; (c) eine Gleithülse, die aus faserver­ stärktem Harzmaterial zwischen dem großen Durchmesserbereich der Innenhülse und dem Laufkranz ausgebildet ist, wobei die Gleithülse axial einander gegenüberliegende Endbereiche auf­ weist, die axial außerhalb der entsprechenden Endbereiche des großen Durchmesserbereichs der Hülse angeordnet sind, und die Gleithülse mit ihrer äußeren Oberfläche an dem Laufkranz gehalten ist, während ihre innere Oberfläche der äußeren Ober­ fläche des großen Durchmesserbereiches in einen vorbestimmten Abstand derart gegenüberliegt, daß die Gleit- und die Innen­ hülse frei, relativ zueinander um die Achse der Muffe verschieb­ bar sind; (d) ein zylindrisches Gleittuch, das an der inneren Oberfläche der Gleithülse gehalten und aus einem faserigen Material mit einem niedrigen Reibkoeffizienten hergestellt ist; (e) ein Paar axialer Rückhalteelemente, die an den axial einander gegenüberliegenden Endbereichen des Laufkranzes vorgesehen sind und sich in Radialrichtung der Muffe erstrecken, zur axialen Halterung der Gleithülse an ihren axial einander gegenüberliegenden Endflächen, sowie (f) ein im wesentlichen zylindrischer, elastischer Körper, der radial außerhalb und koaxial zum Laufkranz derart angeordnet ist, daß der elastische Körper an der äußeren Oberfläche des Laufkranzes befestigt ist.

Bei der Gleitmuffe gemäß der Erfindung, die den zuvor genannten Aufbau besitzt, wird die Gleithülse ausgebildet, indem im wesentlichen das gesamte Volumen des radialen Freiraumes zwischen dem Bereich großen Durchmessers der Innenhülse und des Laufkranzes ausgefüllt wird mit einem geeigneten Harz­ material, was beispielsweise durch Spritzformen geschehen kann. Demgemäß kann die Gleithülse nach Vollendung des Spritzvor­ ganges in einer solchen Position angeordnet sein, daß ein vor­ bestimmtes Spiel zwischen der Innenfläche der Gleithülse und der äußeren Oberfläche des großen Durchmesserbereiches vorge­ sehen ist, basierend auf der Schrumpfung des injizierten Harz­ materials. Somit besitzt die Muffe einen äußerst einfachen Aufbau und kann leicht mit einem hohen Wirkungsgrad hergestellt werden. Darüber hinaus ist die vorliegende Muffe mit einem hochakuraten Gleitmechanismus versehen, der die Gleithülse und die Innenhülse einschließt und dauerhaft ausgezeichnete Gleit­ charakteristika zur Verfügung stellen kann, in bezug auf eine eingebrachte Belastung, die in Torsionsrichtung um die Achse der Muffe einwirkt.

Bei der Gleitmuffe gemäß der Erfindung ist das Gleittuch mit einem relativ niedrigen Reibkoeffizienten integral an der inneren Umfangsfläche der Gleithülse gehalten, so daß der große Durchmesserbereich der Innenhülse gleitend drehbar durch die Gleithülse gehalten ist über das Gleittuch. Bei dieser An­ ordnung gestattet das Gleittuch einen bemerkenswert glatten Gleitkontakt zwischen den gegenseitigen Flächen der Innen- und der Gleithülse. Dementsprechend kann die Gleithülse aus einem faserverstärkten Harzmaterial hergestellt werden, das verstärkende Fasern, wie etwa Glasfasern, enthält, während gleichzeitig eine ausgezeichnete Gleitfähigkeit der Muffe sichergestellt ist. Der Einsatz faserverstärkten Harzmaterials für die Gleithülse führt zu Verbesserungen der mechanischen Festigkeit wie auch der Belastungsfestigkeiteigenschaften der Muffe.

Der obenerwähnte große Durchmesserbereich der Innenhülse kann axial einander gegenüberliegende Endbereiche besitzen, die je­ weils eine gekrümmte äußere Oberfläche aufweisen, so daß der Außendurchmesser der axial einander gegenüberliegenden Endteile abnimmt in Richtung auf die jeweiligen axialen Enden des großen Durchmesserbereiches.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung besteht das Paar axialer Rückhalteelemente aus einem Paar von Ringflanschen, die material­ einheitlich mit dem Laufkranz ausgebildet sind an dessen ein­ ander gegenüberliegenden axialen Enden.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung bestehen die axialen Rückhalteelemente aus einem Paar von Rückhalteringen, die im Preßsitz an jeweils axial einander gegenüberliegenden Endbereichen des Laufkranzes gehalten sind.

Das faserverstärkte Harzmaterial der Gleithülse kann prinzipiell aus thermoplastischem oder thermisch aushärtendem Harz bestehen, das verstärkende Fasern enthält.

Weiterhin kann die Gleithülse durch Spritzguß des faserver­ stärkten Harzmaterials hergestellt werden.

Die Gleitmuffe kann darüber hinaus ein zylindrisches, starres Verstärkungselement enthalten, das in einem radialen Zwischen­ bereich des elastischen Körpers angeordnet ist, und zwar ko­ axial zum elastischen Körper. Dieses starre Verstärkungselement erstreckt sich in axialer Richtung der Muffe über die gesamte axiale Länge des elastischen Körpers.

Darüber hinaus kann die Muffe außerdem ein Paar von Dichtungs­ elementen umfassen, die für eine Abdichtung zwischen den axialen Endbereichen der Innenhülse und des Laufkranzes sorgen. Jedes der Dichtelemente besitzt ein radiales inneres Rückhalteelement, das auf der äußeren Oberfläche des axialen Endbereiches der Innenhülse sitzt, sowie ein radial äußeres Rückhalteelement, das auf der äußeren Oberfläche des radialen Endbereiches des Lauf­ kranzes sitzt.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und erfindungswesentliche Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung, unter Bezugnahme auf die beige­ fügten Zeichnungen. Dabei zeigen im einzelnen:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine bevorzugte Aus­ führungsform der Gleitmuffe gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Erläuterung der Herstellung der Gleitmuffe gemäß Fig. 1, wobei sich eine Innen­ hülse, ein Laufkranz sowie ein Gleittuch in ihrer Position innerhalb einer Form befinden,

Fig. 3 die schematische Erläuterung eines weiteren Her­ stellungsschrittes der Gleitmuffe gemäß Fig. 1, wobei ein faserverstärktes Harzmaterial in die Form eingespritzt wird, zur Herstellung der Gleit­ hülse,

Fig. 4 einen Teilschnitt durch die Gleitmuffe gemäß Fig. 1, wobei in vergrößerter Darstellung ein Paar Dichtelemente der Gleitmuffe gemäß Fig. 1 gezeigt ist, und

Fig. 5 einen Schnitt in größerem Maßstab durch eine andere Ausführungsform der Erfindung, unter Dar­ stellung eines axialen Rückhaltelementes, das an einem axialen Ende des Laufkranzes angeordnet ist und sich hinsichtlich seines Aufbaues von der Muffe gemäß Fig. 1 unterscheidet.

In Fig. 1, die einen Vertikalschnitt einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Muffe zeigt, bezeichnet die Bezugsziffer 10 eine metallische innere Hülse, die eine im wesentlichen zy­ lindrische Form besitzt. Die Innenhülse 10 besteht aus axial einander gegenüberliegenden Endbereichen 12 kleinen Durchmessers sowie einem axial mittleren Bereich 14 großen Durchmessers, der zwischen den beiden Endbereichen 12 liegt. Der Bereich 14 großen Durchmessers besitzt eine vergleichsweise große Wand­ dicke, wobei die äußere Umfangsoberfläche einen größeren Durch­ messer besitzt als die Endbereiche 12 und erstreckt sich über etwa zwei Drittel der axialen Länge der Hülse 10. Die äußere Um­ fangsfläche des Bereiches 14 großen Durchmessers umfaßt einen axial inneren Abschnitt 16 mit konstantem Durchmesser über die gesamte axiale Länge und axial äußere Abschnitte 18, die auf einander gegenüberliegenden Seiten des axial inneren Abschnittes 16 liegen, wobei jeder äußere Abschnitt 18 ein gekrümmtes Ober­ flächenprofil besitzt, dessen Durchmesser allmählich in Richtung auf das axiale Ende des Bereiches 14 abnimmt.

Radial außerhalb der Innenhülse 10 ist ein Laufkranz 20 vorge­ sehen, der eine im wesentlichen zylindrische Form besitzt, der­ art, daß der Laufkranz 20 koaxial und in einem radialen Abstand zur Innenhülse 10 angeordnet ist. Der Laufkranz 20 besteht aus einem metallischen Material und besitzt einen Innendurchmesser, der größer ist als der Außendurchmesser des Bereiches 14 großen Durchmessers der Hülse 10 und eine axiale Länge, die größer ist als diejenige des Bereiches 14. Somit sind der Laufkranz 20 und die Innenhülse 10 koaxial derart zueinander angeordnet, daß die innere Umfangsfläche 24 des Laufkranzes 20 einen vor­ bestimmten radialen Abstand von dem axial inneren Abschnitt 16 der äußeren Oberfläche des Bereiches 14 großen Durchmessers besitzt, wobei sich die Flächen radial einander gegenüberliegen. Der Laufkranz 20 ist mit einer Mehrzahl von Einspritzlöchern 32 versehen, die im axial mittleren Bereich in radialer Richtung eingebracht sind.

Die axial einander gegenüberliegenden Endbereiche des Laufkranzes 20 sind radial nach innen gebogen und bilden ein Paar axialer Rückhalteelemente in der Form eines Paares von Ringflanschen 22. Diese Flansche 22 befinden sich axial außerhalb der jeweiligen axialen Enden des großen Durchmesserbereiches 14 der Innenhülse 10, so daß die innere Oberfläche 26 eines jeden Flansches 22 dem entsprechenden äußeren Abschnitt 18 der äußeren Oberfläche des großen Durchmesserbereiches 14 gegenüberliegt, mit einem geeigneten Axialabstand hierzwischen.

Zwischen der äußeren Umfangsfläche 16, 18 des großen Durchmesser­ bereiches 14 der Innenhülse 10 und der inneren Umfangsfläche 24 und den inneren Oberflächen 26 des Laufkranzes 20, d. h., zwischen den radial und axial einander gegenüberliegenden Ober­ flächen der Innenhülse 10 und des Laufkranzes 20 befindet sich eine Gleithülse 28, die aus einem geeigneten Harzmaterial her­ gestellt ist. Die Gleithülse 28 besitzt einander axial gegenüber­ liegende Endbereiche, die axial nach außen um eine entsprechende Länge vorragen von dem entsprechenden Axialende des großen Durch­ messerbereiches 14. Die Gleithülse 28 ist aus einem faserver­ stärkten Harz hergestellt, wobei es sich grundsätzlich um ein thermoplastisches Harz oder ein in Wärme aushärtendes Harz handeln kann, wie etwa Nylon, Acetal oder Phenol, das mit ge­ eigneten verstärkenden Fasern vermischt ist, wie etwa Glas­ fasern, Kohlefasern oder aromatischen Polyamid-(Kevlar-)Fasern.

Die Gleithülse 28 ist an ihrer äußeren Umfangsoberfläche mit der inneren Umfangsoberfläche 24 des Laufkranzes 20 verbunden. Die axial einander gegenüberliegenden Endflächen der Gleithülse 28 werden in Kontakt mit den inneren Ober­ flächen 26 der Ringflansche 22 des Laufkranzes 20 gehalten, so daß die Gleithülse 28 axial gehalten oder ergriffen ist durch und zwischen diesen Ringflanschen 22. Somit ist die Gleithülse 28 fest an dem Laufkranz 20 gehalten oder be­ festigt. Auf der anderen Seite besitzt die innere Umfangs­ fläche der Gleithülse 28 einen radialen Abstand von der äußeren Umfangsfläche 16, 18 des großen Durchmesserbereiches 14 der Innenhülse 10 mit einem bemerkenswert kleinen Zwischen­ raum hierzwischen. Somit wird der große Durchmesserbereich 14 der Innenhülse 10 durch die Gleithülse 28 in einer solchen Weise abgestützt, daß der Bereich 14 freigleitend drehbar ist um die Achse in bezug auf die Gleithülse 28.

Die Gleithülse 28 ist mit einem zylindrischen Gleittuch 30 versehen, das an ihrer inneren Umfangsfläche befestigt ist und den gesamten Bereich dieser Oberfläche abdeckt. Bei dem Gleittuch 30 handelt es sich um ein Gewebe aus einem Garn mit einem Titer von 100 bis 10 000 Denier und ist aus Polytetra­ fluoräthylen (PTFE) oder einem anderen Material mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten hergestellt. Das Gleittuch 30 liegt beispielsweise in Form eines glatten Gewebes, eines Twill-Gewebes oder eines Satin-Gewebes vor, wobei das er­ haltene Tuch 30 acht bis 80 Ketten und Schüsse pro cm (20 bis 200 pro Zoll) umfaßt. Um eine erhöhte Bindefestigkeit zwischen dem Gleittuch 30 und der Gleithülse 28 sicherzustellen, ist das Gleittuch 30 vorzugsweise mit einem geeigneten ausge­ wählten Harz imprägniert, wie etwa einem Expoxy-Harz, einem Urethan-Harz, einem Phenol-Harz oder einem Acryl-Harz. Um weiterhin die Bindung an der Gleithülse 28 zu verbessern, kann das Gleittuch 30 hergestellt sein durch die Verwebung eines Baumwollgarnes in einen äußeren peripheren Bereich eines Tuches hinein, das aus dem reibarmen Material, wie oben aus­ geführt, hergestellt ist, worauf man dann das erhaltene Tuch mit einem geeigneten Harz imprägniert.

Die Gleithülse 28 wird aus dem oben erläuterten faser­ verstärkten Harzmaterial durch Spritzguß hergestellt, wie dies in den Fig. 2 und 3 erläutert ist. Zunächst wird die Innenhülse 10 innerhalb des Hohlraumes einer Form 34 ange­ ordnet, zur Ausbildung der Gleithülse 28, worauf das Gleit­ tuch 30 und der Laufkranz 20 auf die oder um die innere Hülse 10 herum angeordnet werden, innerhalb der Form 34, gemäß der Darstellung in Fig. 2. Hieraus ergibt sich, daß ein Ringraum 36 ausgebildet wird zwischen der Innenhülse 10 und dem Lauf­ kranz 20 innerhalb der Form. Die Innenfläche des Laufkranzes 20 kann, falls erforderlich, einer geeigneten Bindungsbehandlung unterworfen werden.

In dem vorbeschriebenen Zustand wird ein geeignetes faserver­ stärktes Harzmaterial 38, aus welchem die Gleithülse 28 werden soll, durch Gießkanäle 40 in die Form 34 eingebracht und in den Ringraum 36 durch die Injektionslöcher 32, die in dem Lauf­ kranz 20 ausgebildet sind, eingespritzt, so daß der Ringraum 36 mit dem Harzmaterial 38 gefüllt wird, zur Bildung der Gleit­ hülse 28. Nach der Beendigung des Spritzgusses ist das Gleit­ tuch 30 integral mit der inneren Oberfläche der Gleithülse 28 verbunden.

Wenn das Harzmaterial in den Gleitring 28 innerhalb der Form 34 eingegossen wird, wird die Gleithülse 28 mit ihrer äußeren Um­ fangsoberfläche mit dem Laufkranz 20 verbunden während des Anfüllens der Injektionslöcher 32, die in dem Laufkranz 20 ausgebildet sind, wodurch die Gleithülse 28 integral mit dem Laufkranz 20 verbunden wird, nach der Beendigung der Ausbildung der Hülse 28. Wenn die äußere Oberfläche der Gleithülse 28 an dem Laufkranz 20 anhaftet, steht ein beachtenwert kleines Ausmaß an Spiel zur Verfügung zwischen der Innenoberfläche der Gleithülse 28 und den äußeren Oberflächen 16, 18 des Bereiches 14 mit großem Durchmesser der Innenhülse 10, ba­ sierend auf der Schrumpfung des Harzmaterials nach dem Ein­ spritzvorgang. Dementsprechend ist die innere Oberfläche der Gleithülse 28, mit welcher das Gleittuch 30 verbunden ist, gekrümmt und folgt der äußeren Oberfläche 16, 18 des großen Durchmesserbereiches 14 der Innenhülse 10.

Anschließend wird die so gebildete Gleithülse 28, die Innenhülse 10 und der Laufkranz 20 aus der Form 34 herausgenommen, und die axial einander gegenüberliegenden Endbereiche des Laufkranzes 20 werden gebogen, so daß sie danach die Ringflansche 22 bilden, die an den einander gegenüberliegenden axialen Endflächen der Gleithülse 28 anliegen. Somit wird die Gleithülse 28 in axialer Richtung an ihrem Platz gehalten mit Hilfe der Flansche 22 des Laufkranzes 20.

Auf der äußeren Umfangsoberfläche des Laufkranzes 20, der, entsprechend der obigen Beschreibung, die Gleithülse 28 abstützt, ist ein relativ dickwandiger, im wesentlichen zylindrischer, elastischer Körper 42 aus Gummimaterial ausgebildet, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, wobei der elastische Körper 42 an der äußeren Oberfläche des Laufkranzes 20 über eine Vulkani­ sation gehalten ist. Der elastische Körper 42 ist in seinem radialen Zwischenbereich mit einem zylindrischen Metallver­ stärkungselement 44 versehen. Dieses Verstärkungselement 44 ist durch Vulkanisation mit dem elastischen Körper 42 verbunden, so daß das Verstärkungselement 44 sich in einer koaxialen An­ ordnung zum elastischen Körper 42 befindet und sich in axiale Richtung über den Körper 42 hin erstreckt. In Anwesenheit des Verstärkungselementes 44 zeigt der elastische Körper 42 ver­ gleichsweise harte Federcharakteristika, in bezug auf eine aufgebrachte Last in Radialrichtung, senkrecht zur Achse der Muffe.

Die Innenhülse 10 und der Laufkranz 20 werden derart montiert, daß die Innenhülse 10 relativ zum Laufkranz 20 zu gleiten vermag, über die darzwischenliegende Gleit­ hülse 28. Zwischen den entsprechenden axialen Endbereichen der Innenhülse 10 und des Laufkranzes 20 sind ringförmige Gummidichtelemente 50 vorgesehen, von denen jedes einen Rückhaltering 46 bzw. ein Halteelement 48 an den radial inneren bzw. äußeren Enden trägt, gemäß der Darstellung in Fig. 4. Der radial innere Endbereich der Gummidicht­ elemente 50 paßt auf die äußere Oberfläche des entsprechen­ den kleinen Durchmesserbereiches 12 der Innenhülse 10 und wird dort mit Hilfe des Halteringes 46 gehalten, während der äußere Endbereich des Gummidichtelementes 50 auf der äußeren Oberfläche des entsprechenden axialen Endbereiches des Lauf­ kranzes 20 mit Hilfe des Rückhalteelementes 48 gehalten ist. Somit bildet das Gummidichtelement 50 eine Dichtung zwischen den entsprechenden axialen Endbereichen der Innenhülse 10 und des Laufkranzes 20, so daß damit die Gleithülse 28 und das Gleittuch 30 sowie die äußeren Oberflächen 16, 18 der Innenhülse 10 von dem äußeren Raum der Muffe abgedichtet sind.

Die Muffe mit dem oben beschriebenen Aufbau vermag flexibel zwei (nicht dargestellte) Elemente miteinander verbinden, von denen eines beispielsweise eine sich drehende Welle ist, während das andere ein Lenker sein kann, der eine Montage­ öffnung an seinem Ende trägt. Die Muffe wird in einer solchen Weise installiert, daß die sich drehende Welle durch die innere Bohrung 52 der Innenhülse 10 greift, während der elastische Körper 42 in die Montageöffnung des Lenkers eingebracht wird. Somit werden die Welle und der Lenker durch die hierzwischen angeordnete Muffe flexibel miteinander verbunden, so daß der Lenker um die Welle schwenkbar ist und der Lenker zu schwingen vermag, in bezug auf die Achse der Welle in radialer Richtung.

Bei der derart ausgebildeten Gleitmuffe wird der große Durch­ messerbereich 14 der Innenhülse 10 gehalten oder gestützt von der Gleithülse 28 in der Weise, daß die äußere Oberfläche des großen Durchmesserbereiches 14 in Kontakt gehalten wird mit dem Gleittuch 30, das integral mit der Innenoberfläche der Gleithülse 28 verbunden ist. Dementsprechend kann die Gleit­ hülse 28 aus einem faserverstärkten Harz hergestellt werden, das ein relativ geringes Ausmaß an Gleitfähigkeit besitzt, da das Gleittuch 30, das an der Hülse 28 befestigt ist, eine hin­ reichende Gleitfähigkeit der Gleithülse 28 in bezug auf den großen Durchmesserbereich 14 um die Achse der Muffe sicherstellt. Die Gleithülse 28, die aus dem faserverstärkten Harz herge­ stellt ist, stellt eine hinreichende Festigkeit gegenüber der aufgebrachten Belastung zur Verfügung.

Darüber hinaus wird bei der Gleitmuffe die Gleithülse 28 her­ gestellt, indem man den entsprechenden Raum innerhalb der Muffe (d. h., den Ringraum 36 in der Form 34) mit einem geeigneten Harzmaterial derart ausfüllt, daß die Hülse 28 mit dem Laufkranz 20 verbunden wird während der Ausbildung der Hülse 28. Dem­ entsprechend ist die Gleitmuffe hinsichtlich ihres Aufbaues in einem starken Maße vereinfacht und kann mit wesentlich verbessertem Wirkungsgrad hergestellt werden, verglichen mit dem herkömmlichen Gegenstück.

Da die Gleithülse 28 hergestellt wird durch das direkte Ein­ spritzen des Harzmaterials in den Ringraum 36, der durch den Laufkranz 20 und den großen Durchmesserbereich 14 der Innenhülse 10 definiert wird, läßt sich ein Dimensionsirrtum oder eine Veränderung der dimensionalen Genauigkeit des Laufkranzes 20 und des großen Durchmesserbereiches 14 absorbieren bzw. wird durch die so gebildete Gleithülse 28 ausgeglichen. Dementsprechend wird ein gleichmäßiges und geeignet kleines Spiel zur Ver­ fügung gestellt zwischen der Innenfläche der Gleithülse 28 und der äußeren Oberfläche des großen Durchmesserbereiches 14, basierend auf der Schrumpfung der Harzmaterialfüllung in dem Ringraum 36. Somit ist die Muffe mit einem hochgenauen Gleitmechanismus versehen, der aus der Gleithülse 28, dem Lauf­ kranz 20 und der Innenhülse 10 besteht, der frei ist von ra­ dialen Rüttelbewegungen des Laufkranzes 20 und der Gleithülse 18 relativ zur Innenhülse 10.

Die Gleithülse 28 wird an ihren axial einander gegenüberliegenden Enden durch die Ringflansche 22 gehalten, die als integraler Be­ standteil des Laufkranzes 20 ausgebildet sind, wobei die Muffe der aufgebrachten Belastung einen hinreichend großen Wider­ stand entgegenzusetzen vermag, wie auch einer Kraft, die in Axialrichtung einwirkt.

Einige der Gleitmuffen gemäß dieser Ausführungsform und ein Vergleichsbeispiel einer herkömmlichen Muffe, wie sie in der vorerwähnten Veröffentlichung Nr. 60-3 335 beschrieben ist, wurden durch die Erfinder getestet hinsichtlich (1) der Be­ ständigkeit gegenüber einer aufgebrachten Belastung in Radial­ richtung der Muffe, wobei die Beständigkeit ausgedrückt wird als zulässige maximale Flächenpressung, (2) der radialen Ver­ schiebung der Muffe und (3) dem Gleitwiderstand der Innenhülse 10 und der Gleithülse 28, wobei der Widerstand ausgedrückt wird als Drehmoment, das erforderlich ist für die Rotation der beiden Elemente relativ zueinander. Der Test (1) zeigte, daß die herkömmliche Muffe eine zulässige maximale Flächenpressung von 200 kg/cm² oder weniger besaß, während alle Muffen der obigen Ausführungsform eine Pressung von 200 kg/cm² oder mehr auf­ wiesen. Der Test (2) zeigte an, daß das Ausmaß der Radialver­ schiebung der herkömmlichen Muffe in einem Bereich zwischen 0,2 mm und 0,3 mm lag, während alle Muffen der vorliegenden Ausführungsform bei nicht mehr als 0,05 mm lagen. Der Test (3) zeigte an, daß das Gleitdrehmoment der herkömmlichen Muffe in einem Bereich von 3 bis 30 kg×cm lag, während dasjenige der vorliegenden Muffe im Bereich von 3 bis 10 kg×cm lag. Aus diesen Ergebnissen folgt, daß die Gleitmuffe gemäß dieser Ausführungsform wesentlich höhere Qualitäten besaß als das herkömmliche Gegenstück, im Hinblick auf Dauer­ haftigkeit, dimensionale Genauigkeit und Gleitfähigkeit.

Bei der Gleitmuffe gemäß der beschriebenen Ausführungsform schließt die Gleitfläche des größeren Durchmesserbereiches 14 der Innenhülse 10 die axial äußeren Abschnitte 18 ein, die den axial gegenüberliegenden Endbereichen der inneren Oberfläche der Gleithülse 28 im wesentlichen in Axialrichtung gegenüber­ liegen. Das bedeutet, daß diese axial äußeren Abschnitte 18 abgerundet sind, so daß die Außendurchmesser der Abschnitte 18 allmählich abnehmen, in Richtung auf die axial einander gegen­ überliegenden Enden, um damit eine rapide Änderung in der Wand­ stärke der Gleithülse 28 zu vermeiden. Dementsprechend kann ein konstantes Ringspiel gebildet werden zwischen den Gleit­ flächen der inneren Hülse 10 und der Gleithülse 28, basierend auf der Schrumpfung des Harzmaterials der Gleithülse 28, wo­ durch eine merkliche Verbesserung der Gleitfähigkeit der Muffe sichergestellt ist.

Obwohl die Erfindung nur zur Erläuterung anhand eines be­ vorzugten Ausführungsbeispieles beschrieben wurde, leuchtet ein, daß die Erfindung nicht auf die Details der dargestellten Ausführungsform beschränkt ist, sondern auch verschiedene Ab­ änderungen umfaßt.

Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Endbereiche des Teiles großen Durchmessers der Innenhülse jeweils gekrümmt oder mit abgerundeten äußeren Oberflächen versehen, die mehr oder weniger der Gleithülse axial gegenüberliegen, so daß der Außendurchmesser der großen Durchmesserbereiche abnimmt in Richtung auf die axial einander gegenüberliegenden Enden. Das Profil der axial einander gegenüberliegenden Endbereiche des großen Durchmesserbereiches ist jedoch nicht auf eine solche gekrümmte Ausgestaltung beschränkt, sondern kann in einer gewünschten Weise verändert werden. So kann beispielsweise jeder axiale Endbereich der äußeren Ober­ fläche des großen Durchmesserbereiches die Form einer End­ fläche aufweisen, die senkrecht auf der Achse der Muffe steht, oder abgeschrägt oder in einer anderen Weise geneigt sein.

Während die Gleithülse durch den Laufkranz in einer solchen Weise gehalten ist, daß die äußere Oberfläche der Hülse mit der inneren Oberfläche des Laufkranzes bei der erläuterten Ausführungsform in Verbindung steht, kann die Gleithülse auch in einer anderen Weise durch den Laufkranz gehalten werden. So kann beispielsweise die innere Oberfläche des Laufkranzes mit Vorsprüngen oder Ausnehmungen versehen sein zum Eingriff mit entsprechenden Ausnehmungen und Vorsprüngen, die in oder an der äußeren Oberfläche der Gleithülse ausgebildet sind.

Bei der dargestellten Ausführungsform wird das Harzmaterial für die Gleithülse in den Ringraum 36 durch die Einspritzlöcher 22 injiziert, die in dem Laufkranz 20 ausgebildet sind. Das Harz­ material kann jedoch auch durch eine oder mehrere ringförmige Öffnungen eingespritzt werden, die zwischen den entsprechenden axialen Endbereichen des Laufkranzes 20 und der Innenhülse 10 ausgebildet sind.

Während die Ringflansche 22 des Laufkranzes als ein Paar axialer Rückhalteelemente dienen, die an den axialen Endbereichen des Laufkranzes 20 bei der erläuterten Ausführungsform vorgesehen sind, können die axialen Rückhalteelemente auch die Form eines Paares von ringförmigen Halteringen 56 einnehmen, die im Preßsitz in entsprechend axial einander gegenüberliegenden Endbereichen eines zylindrischen Laufkranzes 54 gehalten sind, gemäß der Darstellung in Fig. 5.

Zusammenfassend umfaßt die Gleitmuffe eine Innenhülse 10 mit einem axialen Zwischenbereich großen Durchmessers 14, einen Laufkranz 20, der radial außerhalb der Innenhülse an­ geordnet ist und einen radialen Abstand von dem Bereich großen Durchmessers besitzt, sowie eine Gleithülse 28, die aus einem faserverstärkten Harzmaterial zwischen dem großen Durchmesserbereich und dem Laufkranz ausgebildet ist. Die Gleithülse ist mit ihrer äußeren Oberfläche an dem Laufkranz befestigt, während die innere Oberfläche, die der Außenfläche des großen Durchmesserbereiches gegenüberliegt, ein vorbe­ stimmtes Spiel hierzwischen freiläßt, so daß die Gleithülse und die innere Hülse frei relativ zueinander um die Achse der Muffe zu gleiten vermögen. Die Gleitmuffe umfaßt außer­ dem ein zylindrisches Gleittuch 30, das mit der inneren Fläche der Gleithülse verbunden ist und aus einem fasrigen Material mit niedrigem Reibkoeffizienten hergestellt ist, sowie ein Paar axialer Rückhalteelemente 22, 56 zur axialen Halterung der Gleithülse an ihren axial einander gegenüber­ liegenden Endflächen, während ein im wesentlichen zylindrischer, axialer Körper 42 radial außerhalb des Laufkranzes vorgesehen ist, wobei der elastische Körper an der äußeren Oberfläche des Laufkranzes befestigt ist.

Es soll an dieser Stelle noch einmal ausdrücklich angegeben werden, daß es sich bei der vorangehenden Beschreibung ledig­ lich um eine solche beispielhaften Charakters handelt und daß verschiedene Abänderungen und Modifikationen möglich sind, ohne dabei den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims (13)

1. Gleitmuffe zur Verbindung zweier Elemente aneinander, derart, daß eines der beiden Elemente gleitend gegenüber dem anderen um eine Achse der Muffe gehalten ist, gekennzeichnet durch:
eine innere Hülse (10) mit einem axialen Mittelbereich (14) großen Durchmessers, dessen Außendurchmesser größer ist als derjenige der anderen Bereiche der Innenhülse (10),
einen Laufkranz (20), der radial außerhalb und koaxial zur Innenhülse (10) angeordnet ist, wobei der Laufkranz eine Innenfläche (24) besitzt, die einen radialen Abstand von der äußeren Oberfläche (16, 18) des Teils mit großem Durch­ messer der Innenhülse (10) unter Bildung eines radialen Frei­ raumes hierzwischen aufweist,
eine Gleithülse (28), die aus faserverstärktem Harzmaterial zwischen dem großen Durchmesserbereich (14) der Innenhülse (10) und dem Laufkranz (20) ausgebildet ist, wobei die Gleithülse (28) axial einander gegenüberliegende Endbereiche (22) auf­ weist, die axial außerhalb der entsprechenden Endbereiche des großen Durchmesserbereichs (14) der Hülse angeordnet sind,
und die Gleithülse (28) mit ihrer äußeren Oberfläche an dem Laufkranz (20) gehalten ist, während ihre innere Ober­ fläche der äußeren Oberfläche des großen Durchmesserbereiches (14) in einem vorbestimmten Abstand derart gegenüberliegt, daß die Gleit- und die Innenhülse frei relativ zueinander um die Achse der Muffe verschiebbar sind,
ein zylindrisches Gleittuch (30), das an der inneren Ober­ fläche der Gleithülse (28) gehalten ist und aus einem fasrigen Material mit einem niedrigen Reibkoeffizienten hergestellt ist,
ein Paar axialer Rückhalteelemente (22, 56), die an den axial einander gegenüberliegenden Endbereichen des Laufkranzes (20) vorgesehen sind und sich in Radialrichtung der Muffe er­ strecken, zur axialen Halterung der Gleithülse an ihren axial einander gegenüberliegenden Endflächen, sowie
ein im wesentlichen zylindrischer, elastischer Körper (42), der radial außerhalb und koaxial zum Laufkranz (20) derart angeordnet ist, daß der elastische Körper (42) an der äußeren Oberfläche des Laufkranzes (20) befestigt ist.

2. Gleitmuffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der große Durchmesserbereich (14) der Innenhülse (10) axial einander gegenüberliegende Endbereiche (18) aufweist, die eine gekrümmte Oberfläche derart besitzen, daß ihr Außendurchmesser in Richtung auf die axialen Enden des großen Durchmesserbereiches (14) jeweils abnimmt.

3. Gleitmuffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Paar axialer Rückhalteelemente aus einem Paar von Ring­ flanschen (22) besteht, die materialeinheitlich mit dem Lauf­ kranz (20) an dessen axial einander gegenüberliegenden Enden ausgebildet sind.

4. Gleitmuffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Rückhalteelemente aus einem Paar von Rückhalte­ ringen (56) bestehen, die im Preßsitz auf den einander axial gegenüberliegenden Endbereichen des Laufkranzes (20) gehalten sind.

5. Gleitmuffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das faserverstärkte Harzmaterial der Gleithülse (28) im wesentlichen aus einem thermoplastischen oder wärmeaushärtbaren Harz mit einem Gehalt verstärkter Fasern besteht.

6. Gleitmuffe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische oder wärmeaushärtbare Harz Nylon, Acetal oder Phenol ist.

7. Gleitmuffe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die verstärkenden Fasern aus Glasfasern, Kohlefasern oder aromatischen Polyamid-Fasern bestehen.

8. Gleitmuffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleittuch (30) aus Polytetrafluoräthylen hergestellt ist.

9. Gleitmuffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleittuch (30) mit einem Harz imprägniert ist, bei welchem es sich um Epoxy-Harz, Urethan-Harz, Phenol-Harz oder Acryl- Harz handelt.

10. Gleitmuffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleithülse (28) durch Spritzguß des faserverstärkten Harz­ materials gebildet ist.

11. Gleitmuffe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufkranz (20) eine Mehrzahl von Injektionslöchern (32) trägt, wobei das faserverstärkte Harzmaterial in die In­ jektionslöcher (32) eingebracht ist.

12. Gleitmuffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zylindrisches, starres Verstärkungselement (44) in einem radialen Mittelbereich des eleastischen Körpers (42) koaxial zu diesem angeordnet ist, wobei sich das starre Verstärkungs­ element (44) in Axialrichtung der Muffe über die gesamte Länge des elastischen Körpers (42) erstreckt.

13. Gleitmuffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar von Dichtelementen (46, 48, 50) vorgesehen ist, zwischen entsprechenden axialen Endbereichen der Innenhülse (10) und des Laufkranzes (20), wobei jedes der Dichtelemente ein radiales inneres Halteelement (46) umfaßt, das auf der äußeren Oberfläche des axialen Endbereiches der Innenhülse (10) ange­ ordnet ist, sowie ein radiales äußeres Halteelement (48), das auf der äußeren Oberfläche des axialen Endbereiches des Lauf­ kranzes (20) gehalten ist.