DE1034420B - Gummi-Metall-Feder - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gummi-Metall-Feder, die aus zwei ineinanderliegenden starren Hülsen besteht, die durch ein die Außenhülse nur über einen Teil ihres Umfangs berührendes Gummistück verbunden sind. An Stelle von Gummi kann das Verbindungsstück auch aus einem anderen biegsamen und nachgiebigen Baustoff bestehen.

Die Erfindung bezweckt, eine Gummi-Metall-Feder dieser Art zu schaffen, die besonders für Massenfertigung geeignet ist, wobei die verschiedenen Teile leicht in den verschiedensten Abmessungen hergestellt werden können, so daß es möglich ist, die Feder mit einer großen Vielzahl von unterschiedlichen Nachgiebigkeitsgraden in den verschiedenen Richtungen herzustellen, und zwar durch Wahl der Abmessungen und unter Wahrung der allgemeinen Brauchbarkeit für den genannten Zweck.

Es sind an sich Gummi-Metall-Federn bekannt, bei denen das Gummistück die Außenhülse nur über einen Teil ihres Umfangs berührt. Jedoch weisen diese bekannten Federn keineswegs unterschiedliche Nachgiebigkeitsgrade in den verschiedenen Richtungen auf; vielmehr ist durch Aufbau in Gestalt mehrerer ineinandergeschachtelter und gegeneinander verdrehter Teilfedern eine nach allen senkrecht zur Federachse gerichteten Richtungen möglichst gleichmäßige Nachgiebigkeit erreicht.

Bei einer Gummi-Metall-Feder nach der Erfindung berührt das unter Druckvorspannung eingesetzte Gummistück die Außenhülse in drei Bereichen, deren einer über der Innenhülse liegt, während die beiden anderen seitlich der Innenhülse angeordnet sind. Dabei ist die Innenhülse mit dem Gummistück durch ein Bindemittel oder durch Reibwirkung fest verbunden. Zweckmäßig kann man die Feder so ausbilden, daß das Gummistück an der Außenhülse im oberen Berührungsbereich unter Vermeidung eines Bindemittels nur unter der Druckvorspannung anliegt.

Eine Gummi-Metall-Feder mit den vorstehend aufgeführten Erfindungsmerkmalen weist den Vorteil auf, daß sie bei geeigneter Wahl der Abmessungen, der Druckvorspannung und Gummisorte einen breiten Bereich der Nachgiebigkeit hat und sich bezüglich der Abhängigkeit der Absenkung der Innenhülse von der Belastung nach einem sich ändernden Gesetz verhält.

Dies ist leicht einzusehen, wenn man sich vor Augen hält, welche Federkraft jedes einzelne, an einen Berührungsbereich angrenzende Teil des Gummistücks in Abhängigkeit von der Absenkung der Innenhülse ausübt. Während des ersten Teils der Absenkung sind alle drei Teile des Gummistücks wirksam; sobald die Absenkung so weit fortgeschritten ist, daß sich das oberhalb der Innenhülse liegende Teil des Gummistücks von der Außenhülse abhebt, wirken nur noch Gummi-Metall-Feder

Anmelder:
Silentbloc Limited, London

Vertreter: Dipl.-Ing. K. Lengner, Patentanwalt,
Hamburg l_r Mönckebergstr. 7

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 27. Januar 1964

Philip Charles Hutton, London,
ist als Erfinder genannt worden

die beiden seitlichen Teile des Gummistücks, und die Feder ist auf diesem Teil des Weges merklich weicher. Kommt schließlich das genau unter der Innenhülse liegende, bislang freie Teil des Gummistücks auf der Außenhülse zur Auflage, so trägt auch dieses zur Gesamtfederkraft bei, d. h. die Feder wird von diesem Punkt an wieder härter. Es ergibt sich also· eine Federcharakteristik mit einem flachen Anfangs-, einem steilen Mittel- und wieder einem flachen Endbereich, die sich in der Praxis als besonders vorteilhaft erweist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegen die beiden seitlichen Berührungsbereiche symmetrisch zur Senkrechten durch die Achse der Innenhülse.

Der Einfachheit halber soll unter der Länge der Hülse der Abstand zwischen den Enden ihrer Bohrung verstanden werden. Es sei weiterhin angenommen, daß die Achse der Feder jene gerade Linie ist, welche durch die Mitte der Hülsenbohrung verläuft, d. h. durch diejenigen Punkte hindurchgeht, die die Mitten der Querschnitte der Hülsenbohrung darstellen, wenn diese Querschnitte rechtwinklig zur Hülsenachse geführt werden. Aus Gründen der Einfachheit ist ferner im nachstehenden davon ausgegangen, daß der obere Berührungsbereich der oberen Seite der Hülse benachbart ist; denn die Gummi-Metall-Feder wird für gewöhnlich so angeordnet, daß sie eine Hauptlast in senkrechter Richtung aufzunehmen hat, die auf die Innenhülse ausgeübt wird, worauf die Feder eine solche Stellung einnimmt, daß der erwähnte Berührungsbereich oben liegt; andererseits können natürlich Fälle auftreten, in denen die Last anders als in Richtung senkrecht nach unten einwirkt. In solchem Falle wird die Feder gewöhnlich so ange-

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ordnet, daß der erwähnte Berührungsbereich möglichst innerhalb der Richtung liegt, in welcher die Hauptbelastung auf die Innerihülse übertragen wird. Wenn auch das Gummistück durch ein Bindemittel mit der Außen- und/oder der Innenhülse verbunden wird, ist es doch zweckmäßig, es zwischen beiden Hülsen unter Druck zu halten. In anderen Fällen können die miteinander zusammenwirkenden Flächen des Gummistücks, der inneren und der äußeren Hülse in ihren Berührungsbereichen durch Reibung allein miteinander verbunden sein, wozu die auf das Gummistück ausgeübte Vorspannung dienen kann. Zusätzlich zu dieser Maßnahme wird das Gummistück durch das Einführen der Innenhülse in seine Bohrung etwas aufgeweitet.

In jedem Falle kann die Außenhülse unmittelbar neben den unteren Rändern der seitlichen Berührungsbereiche nach innen gerichtete Schulteransätze od. dgl. aufweisen, gegen die sich das Gummistück abstützt.

Ist eine Feder nach der Erfindung mit einer innen zylindrischen Außenhülse versehen, so können die Schulteransätze mit Vorteil aus den Kantenabschnitten eines Einsatzteiles gebildet werden. Bei rechteckig geformter Außenhülse ist es zweckmäßig, als Schulteransätze die beiden unteren Ecken der Außenhülse zu benutzen.

Eine Feder nach der Erfindung wird zweckmäßig in der Weise hergestellt, daß man das Gummistück in ein offenes Gehäuse einsetzt, das die Außenhülse bildet, und die Gehäuseteile so zusammenpreßt, daß das Gummistück die nötige Druckvorspannung erhält und das Gehäuse geschlossen wird.

Allgemein soll man eine Feder nach der Erfindung derart ausbilden, daß die Achse der Innenhülse bei unbelasteter Feder oberhalb der Achse der Außenhülse liegt.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung gehen aus der Beschreibung einiger in der Zeichnung veranschaulichter Ausführungsformen hervor:

Fig. 1 zeigt eine Gummi-Metall-Feder nach der Erfindung in Stirnansicht;

Fig. 2 ist ein Querschnitt nach der Linie 2-2 der Fig.l;

Fig. 3 zeigt das bei der Anordnung nach den Fig. 1 und 2 verwendete Gummistück vor seinem Einbau in unverformtem Zustand;

Fig. 4 zeigt eine Abänderungsform der Gummi-Metall-Feder nach den Fig. 1, 2 und 3 in Stirnansicht; Fig. 5 und 6 zeigen in Stirnansicht eine weitere Abänderungsform der Bauart nach den Fig. 1, 2 und 3; in den

Fig. 7 und 8 ist eine Feder nach der Erfindung veranschaulicht, bei welcher das Gummistück durch ein Bindemittel mit der Innen- und der Außenhülse verbunden ist;

Fig. 9 und 10 zeigen eine weitere Abänderungsform, bei welcher das Gummistück durch ein Bindemittel mit der Innen- und der Außenhülse verbunden ist; ·

Fig. 11 und 12 zeigen eine weitere Abänderungsform einer Feder nach der Erfindung und die Art und Weise ihrer Herstellung;

Fig. 13 zeigt eine Abänderungsform der Feder nach den Fig. 11 und 12, und

Fig. 14 zeigt wiederum eine Abänderungsform der Feder nach den Fig. 11 und 12.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 besteht die Feder aus einer rohrförmigen, äußeren Hülse A₁ deren Querschnittsform aus Fig. 1 erkennbar ist, und die innerhalb der Hülsenbohrung zwei parallele, rippenartige Ansätze^¹ aufweist, die sich in der Längsrichtung der Hülse erstrecken. Innerhalb der Hülse befindet sich die zylindrische Innenhülse B. In dem Raum zwischen den Hülsen A und B befindet sich das aus Kautschuk od. dgl. bestehende Gummistück C, das die aus der Zeichnung erkennbare Querschnittsform hat und in dessen Bohrung die Innenhülse B liegt.

Die Bohrung der Hülse A hat im wesentlichen zylindrische Form, von den Ansätzen ./ί¹ abgesehen. Das Gummistück C hat jedoch eine äußere Umfläche, die aus drei zylindrischen Teilflächen (nachstehend Berührungsbereiche genannt) gebildet wird, und zwar sind ein oberer, nach Art eines Teilzylinders ausgebildeter Berührungsbereich C¹ und zwei seitliche, gleichfalls teilweise zylindrisch ausgestaltete Berührungsbereiche C² vorgesehen, wobei die unmittelbar unterhalb der Berührungsflächen C² befindlichen Abschnitte des Gummistücks C mit den Ansätzen A¹ in Berührung stehen.

Vor seinem Zusammenbau mit den Hülsen A und B, d.h. in unverformtem Zustand, hat das Gummistück C den in Fig. 3 veranschaulichten Querschnitt. Wie aus dieser Figur zu erkennen ist, hat die Bohrung C³, in die die Innenhülse B einzuführen ist, einen kleineren Durchmesser als diese Hülse, Beim Einführen wird also die Bohrung aufgeweitet. Andererseits ist der Durchmesser des durch die Bereiche C¹ und C² bestimmten Zylinders größer als die Bohrung der Hülse A. Das Gummistück C wird also in eingebautem Zustand in radialer Richtung zusammengepreßt; unter diesen Umständen werden die Berührungsflächen zwischen dem Gummistück und der Innenhülse einerseits und der Außenhülse»'andererseits durch Reibwirkung fest miteinander verbunden.

Die Achse der Bohrung C³ liegt erheblich oberhalb der Achse des von den Flächen C¹ und C² bestimmten Zylinders. Die Druckkraft, welche durch die Berührungsfläche C¹ auf das Gummistück C ausgeübt wird, ist im wesentlichen nach unten gerichtet, während die durch die Berührungsflächen C² auf das Gummistück ausgeübten Druckkräfte etwa horizontal gerichtet sind, mit einer kleinen nach oben gerichteten Komponente.

Wird die Gummi-Metall-Feder belastet und greift diese Last an der Innenhülse B an, z. B. mittels eines durch diese Hülse hindurchgeführten Bolzens, und wird die Hülse A abgestützt, so bewegt sich die Innenhülse B unter dem Einfluß dieser Last nach unten. Die Innenhülse nähert sich also dabei demjenigen Bereich, der horizontal zwischen den Berührungsflächen C² liegt. Bei geeigneter Wahl der Abmessungen der einzelnen Teile und geeignetem Maß der Zusammenpressung des Gummistücks und entsprechender Lage der Bohrung der Innenhülse B ist es möglich, Federn der beschriebenen Art zu schaffen, die einen breiten Bereich der Nachgiebigkeit und Elastizität haben und sich bezüglich der Abwärtsbewegung der Innenhülse, wie bereits erläutert, in Abhängigkeit von der Belastung nach verschiedenen Gesetzen verhalten.

Bei der Abänderungsform nach Fig. 4 ist die Bauart grundsätzlich die gleiche wie in den. Fig. 1 und 2 mit der Ausnahme jedoch, daß die dem Teil A der Bauart nach den Fig. 1 und 2 entsprechende äußere Hülset³ vollständig zylindrisch ausgebildet ist und ein Einsatzstück A^ aufweist, das Ansätze A⁵ hat, welche den Ansätzen^¹ der Anordnung nach den Fig. 1 und 2 entsprechen.

Bei der Abänderungsform nach den Fig. 5 und 6 ist wiederum die allgemeine Form des Gummistücks C₁ der inneren Hülse B und der Berührungsflächen der Hülse mit dem Gummistück C die gleiche wie bei der Bauart nach den Fig. 1 und 2, jedoch besteht die Hülse aus einem vollständigen zylindrischen Außenteil A⁶, in dessen Innerem ein etwa U-förmig gestalteter Teil Α¹ angeordnet ist, der die Ansätze A⁸ bildet, welche den Ansätzen A¹ der Bauart nach den Fig. 1 und 2 entsprechen. Anfänglich hat das Gummistück C bei dieser Bauart die gleiche Form, wie sie in Fig. 3 veranschaulicht ist; es wird in den Teil A¹ eingesetzt, der hierbei, wie Fig. 6 zeigt, sich in ausgeweitetem Zustand befindet, so daß das Gummistück C leicht eingespannt werden kann.

Der Teil Ĺ wird dann zusammengepreßt und in den Teil A⁶ eingesetzt; bei diesem Vorgang wird auch das Gummiteil C zusammengepreßt. Bei dieser Bauart kann das Gummiteil C gegebenenfalls mit dem Teil A⁷ durch ein Bindemittel fest verbunden werden, bevor letzteres in den Teil A⁶ eingesetzt wird.

Bei der Bauart nach Fig. 7 haben die einzelnen Teile der Feder dieselbe allgemeine Form wie bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2, nur ist die Hülse A⁹ vollständig zylindrisch ausgeführt und hat keine Ansätze. In diesem Falle würde das in Fig. 8 veranschaulichte Gummistück in unverformtem Zustand die gleiche Gestalt aufweisen, wie dies in Fig. 3 veranschaulicht ist. Das Gummistück wird nun zusammengepreßt und in die Hülse A⁹ eingeführt, nachdem es mit einem Bindemittel überzogen worden ist. Dieses Bindemittel gewährleistet eine sichere Verbindung zwischen den Flächen C² und der Hülse nach dem Einsetzen des Gummistücks. Auch die Innenhülse B wird zweckmäßig in ähnlicher Weise mit der Oberfläche der Bohrung C³ vereinigt.

Auch bei der Ausführungsform nach den Fig. 9 und 10 ist die Bauart grundsätzlich die gleiche wie nach den Fig. 7 und 8, nur ist das Gummistück C nicht durch ein Bindemittel unmittelbar mit einer geschlossenen, zylindrischen Hülse verbunden, sondern mit einem Unförmigen Teil D, und zwar noch während es sich in unverformtem Zustand befindet. Danach wird der Teil D zusammengepreßt und in die zylindrische Hülse E eingesetzt.

Bei der Bauart nach den Fig. 11 und 12 weist die Feder (Fig. 11) eine Außenhülse F mit etwa rechteckigem Querschnitt auf. Die Innenhülse B ist zylindrisch gestaltet, und das Gummistück G aus Kautschuk od. dgl. hat eine obere Berührungsfläche G¹, die an der oberen Wandung der Hülse anliegt, und zwei seitliche Berührungsflächen G², die mit den unteren Abschnitten der Seitenwandungen der Hülse im Eingriff stehen. Hierbei legen sich die unteren Ränder der Seiten des Gummistücks G gegen Anschläge, die von den unteren Eckabschnitten der Hülse F gebildet werden.

Zunächst weisen bei dieser Bauart die Hülse F und das Gummistück G die in Fig. 12 veranschaulichten Formen auf; das Gummistück G ist in die Hülse eingesetzt und mit ihr gegebenenfalls durch ein Bindemittel fest verbunden. Die Hülse F wird dann in die Schließlage übergeführt, die in Fig. 11 veranschaulicht ist. Die aneinanderstoßenden Hülsenkanten werden miteinander verbunden, beispielsweise, indem eine Verbindungsplatte/ durch Punktschweißung befestigt wird, wie dies aus den Fig. 11 und 12 zu erkennen ist. Die Hülse kann auch Flanschansätze K aufweisen, die miteinander vernietet oder verschweißt werden, wie dies Fig. 13 veranschaulicht.

Die Bauart nach Fig. 14 entspricht im wesentlichen derjenigen nach Fig. 11, nur hat die Innenhülse nicht einen im Querschnitt zylindrischen äußeren Umfang, sondern weist einen länglichen Querschnitt H auf. Dadurch läßt sich die Gesetzmäßigkeit zwischen Belastung und Relativverschiebung zwischen Innenhülse und Außenhülse verändern.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Gummi-Metall-Feder, bestehend aus zwei ineinanderliegenden starren Hülsen, die durch ein die Außenhülse nur über einen Teil ihres Umfangs berührendes Gummistück verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das unter Druckvorspannung eingesetzte Gummistück (C) die Außenhülse (A) in drei Bereichen berührt, deren einer (C¹) über der Innenhülse (B) liegt, während die beiden anderen (C²) seitlich der Innenhülse angeordnet sind.

2. Feder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gummistück (C) an der Außenhülse (A) im oberen Berührungsbereich (C¹) nur unter der Druckvorspannung anliegt.

3. Feder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Berührungsbereiche (C²) symmetrisch zur Senkrechten durch die Achse der Innenhülse (B) liegen.

4. Feder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenhülse (A) unmittelbar neben den unteren Rändarn der seitlichen Berührungsbereiohe (C²) nach innen gerichtete Schulteransätze (A¹) aufweist, gegen die sich das Gummistück (C) abstützt.

5. Feder nach den Ansprüchen 1 und 4, bei der der Innenquerschnitt der Außenhülse zylindrisch ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schulteransätze durch Kantenabschnitte (A⁵, A^s) eines Einsatzteils (A^, Ĺ) gebildet werden (Fig. 4 bis 6).

6. Feder nach den Ansprüchen 1 und 4, bei der der Innenquerschnitt der Außenhülse rechteckig ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schulteransätze durch die beiden unteren Ecken der Außenhülse (F) gebildet werden (Fig. 11 bis 14).

7. Verfahren zur Herstellung einer Feder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gummistück (C) in ein offenes Gehäuse (F) eingesetzt wird, das die Außenhülse bildet, worauf die Gehäuseteile so zusammengepreßt werden, daß das Gummistück die nötige Druckvorspannung erhält und das Gehäuse geschlossen wird.

8. Feder nach Anspruch 1 mit zylindrischer Innenhülse, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der Innenhülse (S) bei unbelasteter Feder oberhalb der Achse der Außenhülse (A) liegt.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 732 822; britische Patentschrift Nr. 660 560; USA.-Patentschrift Nr. 2 572 215.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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