DE1122331B

DE1122331B - Feder aus Kunststoff

Info

Publication number: DE1122331B
Application number: DED33347A
Authority: DE
Inventors: Karl Doehler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1960-05-16
Filing date: 1960-05-16
Publication date: 1962-01-18

Description

Feder aus Kunststoff Die Erfindung bezieht sich auf eine Feder aus Kunststoff, Hartgummi od. dgl., deren Anschlußteile mit dem Federkörper einteilig geformt sind. Bekannte Federn dieser Art sind als Zugfedern ausgebildet, sie bestehen aus einem Zugstab, der an beiden Enden verdickte Anschlußköpfe aufweist.
Derart ausgebildete Federn können nicht für Druck-, Schub- und Verdrehfederungen verwendet werden. Um diesen Nachteil zu beheben, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Federkörper aus Röhren besteht, die mit den Anschlußteilen und gegebenenfalls miteinander verbunden sind. Dadurch wird eine bienenwabenähnliche Verbindung zwischen den Anschlußteilen hergestellt, die elastische Formänderungen durchführen kann.
An sich sind bereits Druckfedern bekannt, die aus einem mit zwei Platten fest verbundenen Gummikörper bestehen, der parallele Ausnehmungen mit kreis-, rechteck- oder rautenförmigem Querschnitt hat. Bei diesen bekannten Federn sind aber zwei verschiedene Werkstoffe erforderlich, wodurch die Herstellung wesentlich teuerer wird als beim Erfindungsgegenstand. Außerdem findet dort die Verformung durch die Verwendung eines elastischen Gummikörpers statt, während beim Erfindungsgegenstand ein in kompakten Zustand praktisch nicht verformbarer Kunststoff benutzt wird, der sich erst durch die erfindungsgemäße Ausbildung in Röhrenform elastisch verformen kann.
Die Röhren können beliebige Ouerschnittsform haben; vorzugsweise werden jedoch kreisförmige oder elliptische Röhren verwendet. Diese Formen lassen sich leichter herstellen.
Die Röhren können zylindrisch ausgebildet sein, sie können aber auch je nach der gewünschten Federkennlinie in Längsrichtung gekrümmte oder konische Mantelflächen oder Bohrungen haben.
Weitere Möglichkeiten der Beeinflussung der Federkennlinie bestehen dadurch, daß die Röhren untereinander bzw. mit den Anschlußteilen nur auf einen Teil ihrer Länge verbunden werden sowie in der exzentrischen Anordnung der Bohrung zur Mantelfläche.
Eines der besonderen Anwendungsgebiete der Erfindung liegt in der Verwendung der Feder zur Aufhängung von Stoßdämpfern.
Es sind Teleskopstoßdämpfer aus Kunststoff bekannt, bei denen das Aufhängeauge mit dem Gehäuseober- bzw. -unterteil zusammen einteilig gepreßt oder gespritzt ist. Bei der Verwendung einer Feder nach der Erfindung können auch die Gelenkbüchse und die zwischenliegenden Röhren einteilig mitgespritzt werden. Dadurch entfallen die bisher verwendeten Gummipuffer und die Gelenkbüchsen aus Stahl sowie deren Montage mit den Gehäuseteilen. Des weiteren ist es möglich, zwischen den verhältnismäßig langen Schutz- und Behälterrohren das Spiel sehr klein zu halten, wodurch der darin eintretende Schmutz weitgehend ferngehalten bzw. durch das gegenseitige Bewegen beider Rohre fast völlig wieder abgestreift wird. Der größte Teil des Schmutzes kann dann nicht bis zur Abdichtung der Kolbenstange vordringen, was ein Schonen und somit eine längere Lebensdauer der Kolbenstangendichtung zur Folge hat.
Als besondere Vorteile des Erfindungsgegenstandes sind zu erwähnen die leichte und billige Herstellung, größere Lebensdauer, die Möglichkeit, durch die Formgebung und Verbindung der Röhren auf einfache Weise die gewünschten Federkennlinien in den verschiedenen Richtungen zu erzielen, sowie gute Geräuschdämpfung und hohe Unempfindlichkeit gegen Bruch und Ermüdungserscheinungen.
Im folgenden wird die erfindungsgemäße Feder beschrieben.
Fig. 1 zeigt die Feder selbst, Fig.2 ihre Anwendung bei einem Stoßdämpfer, der teils in Ansicht teils im Längsschnitt dargestellt ist.
Die Feder nach Fig. 1 besteht aus parallelen Röhren 2 und einem Rahmen 3, die beide einteilig aus Kunststoff geformt sind. Bei dem Stoßdämpfer nach Fig. 2 ist die Gelenkbüchse 1 durch die Röhren 2 mit dem Aufhängeauge 3 elastisch verbunden, während das sich anschließende Schutzrohr 4 mit der Kolbenstange 6 einerseits und das Behälterrohr 5 andererseits weitgehend unelastisch sind, bei gleichzeitiger erheblicher Verringerung des Spiels 7.
Die Wirkungsweise des beschriebenen Stoßdämpfers ist folgende: Der Stoßdämpfer im Kraftfahrzeug bildet mit der Federung, dem Fahrwerk und dem Wagenkasten ein schwingungsfähiges System. Die Fahrbahnunebenheiten wirken als Stöße auf die Reifen und werden über Fahrwerk, Federung und Stoßdämpfer auf den Wagenkasten als gedämpfte Schwingungen bewegter Massen übertragen. Die Befestigung des Stoßdämpfers erfolgt einerseits an der Radaufhängung und andererseits am Wagenkasten. Bei der Übertragung von Fahrbahnstößen werden Federung und Stoßdämpfer zusammengedrückt, wobei die Niederdruckwirkung des Stoßdämpfers wirksam wird. Eingeleitet werden die Dämpfungskräfte vom Befestigungsbolzen an der Radaufhängung auf die Gelenkbüchse 1 über die Röhren 2 und das Aufhängeauge 3 mit dem Behälterrohr 5 in das Dämpfungssystem. Von dort werden sie über die Kolbenstange 6, das Aufhängeauge 3, die Röhren 2, die Gelenkbüchse 1 und den Befestigungsbolzen auf den Wagenkasten abgeleitet. Die Dämpfungskräfte werden von den Röhren 2 elastisch übertragen, wodurch eine Radialbewegung der Gelenkbüchse 1 zum Aufhängeauge 3 durch Verformung der Röhren 2 erfolgt.
Nach Abklingen des Dämpfungsvorganges wird die Radaufhängung von der sich entspannenden Federung beschleunigt und auf die Fahrbahn zurückgeführt. Die dabei frei werdenden Massenkräfte werden zuerst vom Stoßdämpfer in Hochdruckwirkung und dann vom Reifen selbst dämpfend auf die Fahrbahn übertragen. Der Kraftfluß durch den Stoßdämpfer erfolgt analog dem oben aufgezeigten, wobei die Kräfte in entgegengesetzter Richtung - in der auch die Verformung der Röhren 2 stattfindet -wirksam werden.
Durch das schwingende Verhalten der Radaufhängung erfolgen zusätzlich Winkelbewegungen des Stoßdämpfers, zu denen außerdem noch Kippbewegungen kommen können. Außer der Radialbewegung der Gelenkbüchse 1 finden dann noch Drehbewegungen und kardanische Auslenkungen derselben - gegenüber dem Aufhängeauge 3 - statt, die durch weitere Verformungen der Röhren 2 möglich werden.
Entsprechend der gespeicherten Verformungsenergie in den Röhren 2 werden bei abklingender Dämpfung Rückstellkräfte und -momente frei, welche die Gelenkbüchse 1 und damit die Röhren 2 wieder in ihre Ausgangslage bzw. -form zurückführen.
Das Aufhängeauge 3 dient als Rahmen des Federkörpers, in dem sich die Gelenkbüchse 1 elastisch bewegt, und stellt mit dem Behälterrohr 5 bzw. Schutzrohr 4 ein biegungs- und verwindungssteifes Gehäuseteil dar.
Die erfindungsgemäße Feder nach Fig.1 dient außer zu Federzwecken auch zur Isolation gegen Schwingungen und Geräusche. Das große Luftvolumen der Feder begünstigt die Dämpfung zusätzlich und führt die entstehende Wärme sicher ab, wodurch Betriebssicherheit und Lebensdauer weiter erhöht werden.
Die Feder nach der Erfindung kann außer in der Anwendung nach Fig. 2 auch noch in anderen Ausführungen, z. B. in Teller- oder Kreisringform, sowie ohne oder teilweise ohne Rahmen 3 hergestellt werden.
Eine Feder ohne oder teilweise ohne Rahmen 3 hat den Vorteil, daß sie keine ebenen Auflageflächen voraussetzt, sondern wellenförmigen Erhebungen bzw. Vertiefungen sich besser anpassen kann.
Der Verwendungszweck der beschriebenen Feder bestimmt, ob der Rahmen 3 teilweise elastisch, wie beispielsweise Fig.l zeigt, oder weitgehend unelastisch, wie in Fig. 2 ausgeführt wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Feder aus Kunststoff, Hartgummi od. dgl., deren Anschlußteile mit dem Federkörper einteilig geformt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Federkörper aus Röhren (2) besteht, die mit den Anschlußteilen (1, 3) und gegebenenfalls miteinander verbunden sind.
2. Feder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhren (2) zylindrisch sind.
3. Feder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Bohrung und/oder Mantelfläche der Röhren (2) in Längsrichtung gekrümmt oder konisch sind.
4. Feder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhren (2) nur auf einen Teil der Länge miteinander und mit den Anschlußteilen (1, 3) verbunden sind.
5. Feder nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Bohrung und Mantelfläche der Röhren (2) zueinander exzentrisch sind.
6. Feder nach den Ansprüchen 1 bis 5 zur Verwendung bei Stoßdämpfern aus Kunststoff, Hartgummi od. dgl., bei dem das Aufhängeauge mit dem Gehäuseober- bzw. -unterteil einteilig gepreßt oder gespritzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Röhren (2) und die Gelenkbüchse (1) einteilig mitgeformt sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1695 486; britische Patentschrift Nr. 554 944; USA.-Patentschrift Nr. 2 727 738.