DE1021731B - Rubber-metal spring for cushioning vehicles, especially automobiles - Google Patents

Rubber-metal spring for cushioning vehicles, especially automobiles

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DE1021731B
DE1021731B DEG19101A DEG0019101A DE1021731B DE 1021731 B DE1021731 B DE 1021731B DE G19101 A DEG19101 A DE G19101A DE G0019101 A DEG0019101 A DE G0019101A DE 1021731 B DE1021731 B DE 1021731B
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DEG19101A
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Dipl-Ing Max Adolf Mueller
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Goetzewerke Friedrich Goetze AG
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Goetzewerke Friedrich Goetze AG
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00Springs
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    • F16F1/42Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers characterised by the mode of stressing
    • F16F1/422Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers characterised by the mode of stressing the stressing resulting in flexion of the spring
    • F16F1/424Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers characterised by the mode of stressing the stressing resulting in flexion of the spring of membrane-type springs
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2236/00Mode of stressing of basic spring or damper elements or devices incorporating such elements
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Description

DEUTSCHESGERMAN

Gegenstand der Erfindung ist eine Gummi-Metall-Feder für die Abfederung von Fahrzeugen, insbesondere von Kraftfahrzeugen.The invention relates to a rubber-metal spring for cushioning vehicles, in particular of motor vehicles.

Gummi-Metall-Federn mit nicht linearer Federkennlinie sind bereits bekannt und haben sich im Fahrzeugbau bewährt. Hierbei wurde davon ausgegangen, daß bei der Anordnung von Zugfedern schräg zur Richtung der aufzunehmenden Last die Rückstellkraft in Richtung der Last nicht mehr dein Wegverhältnis gleich ist, sondern mit der Größe des Schieibungsweges durch eine Winkelfunktion verbunden ist, auch wenn die Verlängerung des Federelementes selbst der Last direkt verhältnisgleich ist. Demnach reichen bereits verhältnismäßig geringe Kräfte aus, um eine stark anwachsende Federverschiebung zu erreichen, wenn der Winkel· zwischen der Federachse und der Beanspruchungsrichtung groß ist.Rubber-metal springs with non-linear spring characteristics are already known and have become in the Vehicle construction proven. It was assumed here that the arrangement of tension springs at an angle for the direction of the load to be absorbed, the restoring force in the direction of the load is no longer your path ratio is the same, but is linked to the size of the displacement path by an angle function is, even if the extension of the spring element itself is directly proportional to the load. According to this, even relatively small forces are sufficient to cause a rapidly increasing spring displacement to be achieved when the angle · between the spring axis and the direction of stress is great.

Nun wurde diese Erkenntnis in einer einzigen Gummifeder dadurch verwirklicht, daß man Zug- und Druckfedern schräg zur Richtung der aufzunehmenden Last anordnete. Die Druckfedern nahmen bis zur Erreichung der Strecklage Druckspannungen auf; danach trat eine Umkehr der Kraftrichtung ein. Die Federcharakteristik des Systems ließ sich einfach durch die Ausbildung· der Anfangswinkel verändern. Now this knowledge has been realized in a single rubber spring by pulling and compression springs obliquely to the direction of the to be picked up Ordered load. The compression springs took compressive stresses until the extended position was reached on; thereafter the direction of force was reversed. The spring characteristics of the system were easy by training · change the starting angle.

Ferner ist es bekannt, eine Gummi-Metall-Feder ausschließlich aus Druckfedern zusammenzusetzen. Diese Feder setzte sich aus einem in sich geschlossenen ringförmigen Gummikörper zusammen, der zwischen einer inneren, längeren und einer äußeren, kürzeren Metallhiülse einvulkaiiisiert war. Die Druckfedern traten hierbei lediglich als Federzonen auf und waren in verschiedenen Winkeln zur Belastungsrichtung angeordnet, soi diaß sie nacheinander ihre Belastungsrichtung nach Überschreiten des Umkehrpunktes ändern konnten. Die Winkel betrugen in unbelastetem Zustand weniger als 90°. Durch die verschieden stark geneigten Druckelemente in einem einzigen Gummdkörper mit entsprechend verschieden geneigten Außenflächen erreicht man eine gewünschte Kennlinie, die anfangs steil, dann flach und anschließend wieder steil verläuft. Es hat sich jedoch, gezeigt, daß sich in der der Beilastungsrichtung abgewandten Federzone besonders dann Alterungsrisse bilden, wenn sie unter statischer Vorlast bereits unter Zugspannung stand.It is also known to assemble a rubber-metal spring exclusively from compression springs. This spring was composed of a self-contained ring-shaped rubber body, which was vulkaiiized between an inner, longer and an outer, shorter metal sleeve. The compression springs only acted as spring zones and were arranged at different angles to the direction of loading, so they diaß one after the other could change their loading direction after passing the reversal point. The angles were less than 90 ° in the unloaded state. Due to the differently strongly inclined pressure elements one achieves one in a single rubber body with correspondingly differently inclined outer surfaces Desired characteristic curve, which is steep at first, then flat and then steep again. It has however, shown to be in the direction of the load facing away from the spring zone especially then form aging cracks when they are under static preload was already under tension.

Auch bat man bereits die beiden Außenflächen der Gummifeder gewölbt ausgeführt, doch waren, derartige Federn in ihrer axialen Bewegung durch Anschläge begrenzt. Schließlich wurde der Gummi im Bereich der Innenhülse zu stark beansprucht, so> daß die Feder vorzeitig zerstört wurde. Schließlich sind Gummi-Metall-Feder für die Abfederung von Fahrzeugen, insbesondereThe two outer surfaces of the rubber spring were also asked to be curved, but they were Axial movement of springs is limited by stops. Eventually the rubber was im The area of the inner sleeve is too stressed, so that the spring was destroyed prematurely. Finally, rubber-metal springs are used for cushioning of vehicles, in particular

von Kraftfahrzeugenof motor vehicles

Anmelder:
Goetzewerke Friedrich Goetze
Applicant:
Goetzewerke Friedrich Goetze

Aktiengesellschaft,
Burscheid (Bez. Köln), Blumenstr. 6
Corporation,
Burscheid (district of Cologne), Blumenstr. 6th

Dipl.-Ing. Max Adolf Müller, Köln,
ist als Erfinder genannt worden
Dipl.-Ing. Max Adolf Müller, Cologne,
has been named as the inventor

auch bereits membranartige Federn bekannt, bei denen der Gummi im Querschnitt gewellt ist. Solche Federn nehmen jedoch erst dann Last auf, wann der Gummi gestreckt ist, dienen ailso nur als Zusatzfedern. membrane-like springs are also known in which the rubber is corrugated in cross section. Such However, springs only take up the load when the rubber is stretched, and only serve as additional springs.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die Nachteile der bekannten Hülsengummifedern dadurch vermieden werden können, wenn bei statischer Vorlast fast keine Zugspanung im Gummi auftritt. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß die Außenfläche der druckabgewandten Federzone ganz oder teilweise in an sich bekannter Weise konkav gewölbt ist, wobei der Scheitelpunkt der an der Stirnseite des inneren Metallteils auslaufenden Wölbung näher an dem inneren Metallteil liegt. Hierdurch wird erreicht, daß die der Belastungsrichtung abgewandte Federzone erst nach Überschreiten der statischen Vorlast in eine zugbeanspruchte Zone umschlägt, wobei unter der statischen Vorlast z. B. der Achsdruck eines nicht beladenen und nicht fahrenden Kraftwagens zu verstehen ist. Ferner wird eine Überbeanspruchung der Gummifeder in der Nähe des inneren Metallteils vermieden, da sich der Dehnungswinkel zwischen Innenhülse und Oberfläche der zweiten Federzone nur geringfügig ändert und dadurch schädliche Spannungen verhindert. Um die schädliche Faltenbildung in der Gummioberfläche zu vermeiden, läuft vorzugsweise die der Belastungsrichtung zugewandte Federfläche in der Nähe des Außenrings in einer Hohlkehle aus. Diese vorteilhafte Wirkung wird1 noch verbessert, wenn der Übergang von der ersten Federzone auf den inneren Metallring ständig konvex gewölbt ist.The invention is based on the knowledge that the disadvantages of the known sleeve rubber springs can be avoided if almost no tensile stress occurs in the rubber with a static preload. According to the invention it is proposed that the outer surface of the spring zone facing away from the pressure is completely or partially concave in a manner known per se, the apex of the curvature ending at the end face of the inner metal part being closer to the inner metal part. This ensures that the spring zone facing away from the loading direction turns into a tensile zone only after the static preload has been exceeded. B. the axle pressure of an unloaded and not moving motor vehicle is to be understood. Furthermore, overstressing the rubber spring in the vicinity of the inner metal part is avoided, since the expansion angle between the inner sleeve and the surface of the second spring zone changes only slightly, thereby preventing harmful stresses. In order to avoid the harmful formation of folds in the rubber surface, the spring surface facing the direction of loading preferably ends in a groove near the outer ring. This advantageous effect will be 1 further improved when the transition from the first spring zone to the inner metal ring is constantly curved convexly.

709846/311709846/311

Erfindungsgemäße Federn halten selbst größeren Dauerbeanspruchungen stand, wie dies umfangreiche Versuche erwiesen haben.Springs according to the invention withstand even greater long-term loads, such as extensive ones Experiments have proven.

In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel dargestellt.In the drawing, the invention is based on an exemplary embodiment shown.

Zwischen dem Innenring 1 und dem Außenring 2 ist die Gummifeder 3 einvulkanisiert. Die der Belastungsrichtung abgewandte Federzone 4 ist konkav gewölbt. Durch die Hohlkehle 5 und die konvexe Wölbung 6 der der Belastungsrichtung zugewandten Federzone 7 wird in der Gummifläche die Faltenbildung vermieden.The rubber spring 3 is vulcanized in between the inner ring 1 and the outer ring 2. The direction of the load remote spring zone 4 is concave. Through the groove 5 and the convex Curvature 6 of the spring zone 7 facing the direction of load is the formation of folds in the rubber surface avoided.

Claims (3)

PaTENTANSPKÜCHE:PATENT KITCHEN: 1. Gummi-Metall-Fader für die Abfederung von Fahrzeugen, insbesondere von Kraftfahrzeugen, aus einem zwischen einem inneren, längeren und einem äußeren, kürzeren zylindrischen Metallteii einvulkanisierten Gummiteil, dessen Außenflächen zwei Federzoneni bilden, die im unbelasteten Zu- ao stand der Belastungsrichtung entgegengerichtet sind und nach Erreichen ihres Umschlagpunktes auf Zug beansprucht werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche der zweiten Zone (4) ganz oder teilweisei in an sich bekannter Weise konkav gewölbt ist, wobei der Scheitelpunkt der an der Stirnseite des inneren Metallzylinders (1) auslaufenden Wölbung näher an diesem Teil (1) liegt.1. Rubber-to-metal fader for cushioning Vehicles, in particular motor vehicles, from one between an inner, longer and an outer, shorter cylindrical metal part vulcanized in rubber, the outer surfaces of which Form two spring zones which, in the unloaded state, are directed in the opposite direction to the load direction are and are subjected to tension after reaching their transition point, characterized in that that the outer surface of the second zone (4) wholly or partially in a manner known per se is concave, the apex of the on the end face of the inner metal cylinder (1) tapering curvature is closer to this part (1). 2. Gummi-Metall-Feder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang der ersten Federzone (7) in den äußeren Metallring (2) eine Hohlkehle (5) bildet.2. rubber-metal spring according to claim 1, characterized in that the transition of the first spring zone (7) in the outer metal ring (2) forms a groove (5). 3. Gummi-Metall-Feder nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang (bei 6) von der ersten Federzone (7) auf den inneren Metallzylinder (1) ständig konvex gewölbt ist. 3. rubber-metal spring according to claims 1 and 2, characterized in that the transition (at 6) from the first spring zone (7) to the inner metal cylinder (1) is constantly convex. In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschriften Nr. 442 845, 621 693;
USA.-Patentschrift Nr. 2 387 066;
Zeitschrift ATZ, Jahrg. 56, Nr. 10, Oktober 1954, insbesondere S. 273, Bild 6 und 7.
Considered publications:
British Patent Nos. 442 845, 621 693;
U.S. Patent No. 2,387,066;
ATZ magazine, Volume 56, No. 10, October 1954, especially p. 273, Fig. 6 and 7.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings © T09 &W/311 12.57© T09 & W / 311 12:57
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