DE1266569B - Federungselement - Google Patents

Description

• Federungselement Die Erfindung betrifft ein Federungselement, bestehend aus einem im wesentlichen hohlzylindrischen, elabtischen Gummikörper, dessen Länge größer als sein Durchmesser ist und dessen Außenfläche auf einer Strecke von etwa einem Drittel der Länge parallel zur Längsachse sowie an den Endteilen konisch verjüngt verläuft, und aus an den Stirnflächen angesetzten Halterungen, die aus ebenen Platten mit Ansätzen gebildet sind, die in die in Achsrichtung verlaufende Durchbrechung des Gummikörpers greifen.
• Federungselemente aus Gummi, die wenigstens auf die Hälfte ihrer Länge zusammendrückbar sind, werden zur Verringerung der Spannung im Werkstoff mit einer in Kraftrichtung laufenden Durchbrechung versehen. Solche Gummikörper verlieren die Knickstabilität, sobald die Länge wesentlich größer ist als die Dicke, d. h. der größte äußere Durchmesser. Die Knickstabilität kann verbessert werden, wenn dem Gummikörper durch die Gestaltung das Verformen in bestimmter Weise aufgezwungen wird, indem durch eine Auswölbung der Wandung das Verformen nach innen oder außen erfolgen muß. Dadurch entstehen Federkennlinien mit abgeflachtem Mittelteil. Sind stetig ansteigende Kennlinien erforderlich, müssen die Wände des Gummikörpers bei großem Längen-Dicken-Verhältnis zusätzliche Stützen gegen Ausknicken erhalten, nämlich in der Form vor. durchgehenden Dornen, ein- bzw. aufgesetzten Stahlschraubenfedern oder den Gummikörper an den Enden teilweise einhüllende topfartige Halterungen.
• Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Federungselement zu schaffen, das bei hohem Schlankheitsgrad und großem Federweg (etwa 50-% der Federlänge) eine vom Ursprung an geradlinig ansteigende Federkennlinie aufweist und dabei ohne Verwendung zusätzlicher Stützmittel nicht ausknickt.
• Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß die stirnseitig am Gummikörper angesetzten Platten in der Querausdehnung den größten Durchmesser des Gummikörpers, der etwa zwei Drittel der Länge beträgt, so weit überragen, daß sie den zusammengedrückten Gummikörper am äußeren Rand noch bedecken und den Gummikörper stabilisierende zylindrische Ansätze haben, die in die gleichbleibenden Querschnitt aufweisende zylindrische Durchbrechung passen, während die größte Wandstärke des Gummikörpers etwa ein Fünftel der Länge des Gummikörpers beträgt und zu den Stirnenden hin um ein Drittel bis die Hälfte dünner wird. Ein so ausgebildetes Element ist einmal in der Lage, durch die verhältnismäßig große axiale Länge mit großem Federweg einzufedern und zum anderen eine geradlinige Kennlinie zu erzeugen durch das Zusammenwirken mehrerer Merkmale, nämlich die besonders gewählte Verstärkung des Mittelteiles, durch den gleichbleibenden Querschnitt der Durchbrechung, die Verjüngungen an den Endteilen, die bestimmte Plattengröße und die zylindrischen An= Sätze.
• Es ist zwar bekannt, an Gummikörpern mit axial laufender Durchbrechung an den stirnseitigen.Platten Ansätze vorzusehen, die den Gummikörper an der Platte und auch zentrierend in der Mittellage. halten. Diese Ansätze greifen aber in sich zur Mitte hin erweiternde Durchbrechungen, so daß die angrenzende Wand des Gummikörpers vom Anfang der Belastung an abhebt und nicht beeinflußt werden kann.
• Ferner sind als Federn für verstellbare Keilriemen-Scheiben zum Ende sich verjüngende Gummikörper mit einer Durchbrechung in zylindrischer Form bekannt. Gegen Ausknicken wird die Feder durch eine etwa die Hälfte ihrer Länge durchsetzende Hülse und durch die vorbestimmte starke Auswölbung nach außen beim Belasten gesichert, so daß diese Feder die erwähnte im Mittelteil abgeflachte Kennlinie erzeugt.
• Das erfindungsgemäße Federungselement konnte gemäß der Aufgabe aus den bekannten Merkmalen nicht hergeleitet werden, da Gummikörper größerer Länge entweder gestützt werden oder seitlich ausbuchten müssen. Das neue Federungselement wird demgegenüber wie eine echte Gummidruckfeder nur zusammengedrückt, wobei in- der ersten Phase der Belastung die Wandung sich unter Pressung gegen die Ansätze stützt und eine Tendenz zum Ausknicken unterbindet, während bei stärkerem Zusammendrükken die überstehenden Ränder der stirnseitig anliegenden Platten für die Knickstabilität sorgen. Das Ausbuchten der Wandung verhindert die mit gleichbleibendem Querschnitt angeordnete Durchbrechung im Zusammenwirken mit der im Verhältnis bestimmten Wandstärke, deren axiale Ausdehnung und Verjüngung. Die Merkmale erlauben durch das besondere Zusammenwirken die Verwendung von nicht zusätzlich gestützten Gummikörpern, die eine geradlinige Kennlinie aufweisen.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird durch die Zeichnung veranschaulicht. Es zeigt F i g. 1 einen Axialschnitt durch das Federungselement und F i g. 2 ein gemessenes Federdiagramm.
• Der Gummikörper 1 besitzt die größte Wandstärke im Mittelteil, dessen äußere und innere Begrenzung parallel zu der Mittelachse verläuft. Die Endteile des Gummikörpers 1 verjüngen sich außen zu den Stirnseiten hin, und zwar umfassen diese sich verjüngenden Abschnitte - je ein Drittel oder wenig mehr der in axialer Richtung gemessenen Gesamtlänge des Gummikörpers 1.
• An beiden Stirnseiten sind die Platten 2 als Halterung vorgesehen, deren seitliche Ausdehnung die größte rechtwinklig zur Achse vorhandene Dicke des Gummikörpers 1 überragt, so daß beim zusammengedrückten Gummikörper 1 noch ein Widerlager vorhanden ist. In die Durchbrechung 3 greifen die Ansätze 4, die mit der Platte 2 aus einem Stück gefertigt oder auch besonders angesetzt sein können. Die Ansätze 4 sichern einerseits die Lage der Platte 2 gegenüber dem gummielastischen Körper 1 und tragen durch ihre Länge dazu bei, 'einem Ausknicken des Gummikörpers vorzubeugen. Zur Befestigung der Platten 2 können diese mit einer Bohrung 5 versehen sein, durch die eine Schraube oder ein sonstiges Befestigungsmittel geführt wird.
• Der Gummikörper 1 soll, bezogen auf die axiale Länge, etwa folgende Maßverhältnisse besitzen: Die Dicke bzw. der Durchmesser, gemessen im Mittelteil, zwei Drittel; die Wanddicke ein Fünftel und an den Stirnenden um ein Drittel bis die Hälfte dünner, und zwar so, daß die äußere Fläche die Verjüngungen ausmachen und etwa je ein Drittel der Länge betragen. In F i g. 2 ist das Federdiagramm dargestellt, das von einer so gestalteten Gummifeder erzeugt wird. Senkrecht sind die Werte fpr die Belastung einer beispielsweise 260 mm langen Feder, gemessen in Tonnen, eingetragen, während waagerecht die Federwege; gemessen in Millimeter, entnehmbar sind. Die Be'-lastungskennlinie 6 verläuft geradlinig vom Nullpunkt bis in die Nähe des durch die zulässige Belastung bestimmten Endpunktes, wo die Kennlinie auf einem kurzen Abschnitt in einen wenig flacheren Verlauf übergeht und eine gewisse Degressivität der Feder offenbart. Die Entlastungskennlinie 7 geht leicht geschwungen zum Nullpunkt zurück und schließt mit der Belastungskennlinie 6 eine verhältnismäßig große Fläche ein, die über das je vom Werkstoff abhängige Dämpfungsvermögen der Feder Aufschluß gibt.

Claims (1)

1. Patentanspruch: Federungselement, bestehend aus einem im wesentlichen hohlzylindrischen, elastischen Gummikörper, dessen Länge größer als sein Durchmesser ist und dessen Außenfläche im Mittelteil auf einer Strecke von etwa einem Drittel der Länge parallel zur Längsachse sowie an den Endteilen konisch verjüngt verläuft, und aus an den Stirnflächen angesetzten Halterungen, die im wesentlichen aus ebenen Platten mit Ansätzen gebildet sind, die in die in Achsrichtung verlaufende Durchbrechimg des Gummikörpers greifen, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die stirnseitig am Gummikörper (1) angesetzten Platten (2) in der Querausdehnung den größten Durchmesser des Gummikörpers (1), der etwa zwei Drittel der Länge beträgt, so weit überragen, daß sie den zusammengedrückten Gummikörper (1) am äußeren Rand noch bedecken und den Gummikörper stabilisierende zylindrische Ansätze (4) haben, die in die gleichbleibenden Querschnitt aufweisende zylindrische Durchbrechung (3) passen, während die größte Wandstärke des Gummikörpers (1) etwa ein Fünftel der Länge des Gummikörpers beträgt und zu den Stirnenden hin um ein Drittel bis die Hälfte dünner wird-. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 1009 863; deutsche Gebrauchsmuster Nr. 1838 120, 1733 995; britische Patentschrift Nr. 196154; USA.-Patentschrift Nr. 1032 454.