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| Die Erfindung bezieht sich auf ein Gummifederelement zum |
| gegenseitigen Abstützen und führen von Maschinen-und |
Fahrzeugteilen mit einer die Eigendämpfung der verwendeten Gummimischung übersteigenden
Dämpfung, bestehend aus einem Gummihohlkegelstumpf zwischen zwei metallischen, seiner
Form angepaßten Abstützkörpern.
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Bei diesen bekannten. Gummifederelementen ist der Gummihohlkegelstumpf
mit einer abgeplatteten Spitze, d. h. einem nach innen gerichteten Ringwulst und
am Außenmantel im Bereich der den größten Durchmesser aufweisenden Stirnfläche mit
einem nach außen gerichteten Ringwulst versehen. Da beide Ringwulste zum Tragen
vorgesehen sind, ist es erforderlich, die Abstände der Abstützflächen an den'beiden
Abstützkörpern, insbesondere die Abstützflächen für die Ringwulste, verhältnismäßig
genau entsprechend den gegenseitigen Abständen der Ringwulste herzustellen, um die
gewünschte Federcharakteristik und Dämpfung zu gewährleisten. Sollen die bekannten
Gummifederelemente außerdem sehr weich ausgebildet werden, so wird das Gummifederelement
entweder sehr lang oder die angestrebten Führungseigenschaften verschlechtern sich
infolge der geringen Überschneidung, d. h. infolge des geringen Ineinandergreifens
der kegeligen Abstützflächen der Abstützkörper.
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Hier setzt nun die Erfindung ein, deren Aufgabe darin zu sehen ist,
das Gummifederelement gemäß dem eingangs genandbn Gattungsbegriff so zu verbessern,
daß sich bei gleichzeitig vereinfachter Herstellung und mindestens unter Beibehalten
der guten Führungs- und Dämpfungseigenschaften ohne Vergrößerung des Platzbedarfes
auch sehr weiche Federkennlinien verwirklichen lassen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird die Kombination folgender Merkmale
vorgeschlagen : a) der Gummihohlkegelstumpf weist einen Kegelwinkel von weniger
als 35 Grad auf, b) der Gummihohlkegelstumpf ist lediglich an seinem Außenmantel
im Bereich seines größten Durchmessers mit einem im wesentlichen auf Druck beanspruchten
Ringwulst versehen, dessen axiale Dicke größer als die Wandstärke des Gummihohlkegelstumpfes
ist, c) der Gummihohlkegelstumpf ist lose zwischen seinen Abstützkörpern gelagert.
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Weiterhin wird vorgeschlagen, daß bei unbelastetem Gummihohlkegelstumpf
zwischen dem Ringflansch des inneren kegelstumpfförmigen Abstützkörpers und der
zugewandten Stirnfläche des Ringwulstes ein Abstand vorbestimmter Größe vorgesehen
ist.
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Durch diese Maßnahmen wird insofern eine günstige Lösung der Erfindungsaufgabe
erzielt, als nur noch die Abstützflächen der Abstützkörper für einen einzigen Ringwulst
und die Kegelflächen aufeinander abgestimmt werden müssen.
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Die Abstützflächen sind im Gegensatz zu den bekannten Gummifederelementen
gut einzusehen. Die gegenseitige Fliprung der Abstützkörper ist besser, obwohl die
Bauhöhe verringert ist. Die Federung kann daher nunmehr beliebig weich ausgebildet
werden, ohne daß das Gummifederelement in seinen Ausmaßen zu groß wird. Ein wesentlicher
Vorteil ist noch darin zu sehen, daß eine weitere Verbesserung der Dämpfung eintritt,
insbesondere dann, wenn der Kegelwinkel des inneren kegelstumpfförmigen Abstützkörpers
größer als der des kegeligen Teiles des Gummihohlkegelstumpfes ausgeführt wird.
Ein Einvulkanisieren oder Einkleben des Gummihohlkegelstumpfes zwischen seine Abstützkörper
ist ebenfalls nicht erforderlich.
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Auf der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
schematisch dargestellt. Es zeigen jeweils in einem Längsmittelschnitta Abb. 1 ein
Gummifederelement, dessen Abstützflächen jeweils parallel zu einander angeordnet
sind, wobei die linke Seite der Abb. ein unbelastetes und die rechte Seite ein belastetes
Gummifederelement darstellt,
Abb. 2 ein Gummifederelement, dessen
äußerer Abstützkörper und Gummihohlkeaelatumpf gleichen Kegelwinkel aufweisen, während
der Kegelwinkel des inneren Abstützkörpers etwas größer ausgeführt ist. Die linke
Seite der Abb. 2 stellt jeweils ein unbelastetes und ein schwach belastetes und
die rechte Seite der Abb. 2 ein stark belastetes Gummifederelement dar.
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Das Gummifederelement gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 1 besteht
im wesentlichen aus einem kegelstumpfförmigen inneren Abstützkörper 1, einem hohlkegelstumpfförmigen
äußeren Abstützkörper 2 und einem lose zwischen diese Abstützkörper 1 und 2 eingelegten
Gummihohlkegelstumpf 3.
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Der Gummihohlkegelstumpf 3 ist lediglich im Bereich seines größten
Durchmessers an seinem Außenmantel mit einem Ri. ngwulst 4 versehen. Der Ringwulst
4 weist zwei etwa parallele Stirnflächen auf, von denen die dem inneren Abstützkörper
1 zugewandte Stirnfläche in einer Ebene mit der größeren Stirnfläche des Gummihohlkegelstumpfes
3 liegt. Der Außenmantel des Ringwulstes 4 ist zylindrisch ausgebildet und kann
symmetrisch zu seiner Quermittelebene mit einer Ringnut 5 von segmentförmigem Querschnitt
versehen sein, um beim Zusammendrücken des im wesentlichen auf Druck bean-
| spruchten Ringwulstes 4 die Oberflächenspannung des Außen- |
| mantels des Ringwulstes4zu vermindern. Der Kegelwinkel |
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des Gummihohlkegelstumpfes 3 ist höchstens 350, vorteilhaft kleiner
als 30°, um eine gute dynamische und statische Dämpfung, die wesentlich höher liegt
als die Eigendämpfung der verwendeten Gummimischung, zu erzielen.
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Die Gummimischung als solche entspricht den üblichen, für Gummifedern
verwendeten Gummimischungen mit hoher Elastizität und geringer Eigendämpfung. Die
Härte richtet sich dabei nach der gewünschten Federkennlinie des Gummifederelementes.
Die axiale Dicke des Ringwulstes 4 des Gummihohlkegelstumpfes 3 ist größer als die
Wanddicke des Gummihohlkegelatumpfes 3 und beträgt vorteilhaft ein Vielfaches davon.
Die innere Abstützfläche des Gummihohlkegelstumpfes 3 ist dabei parallel zur äußeren
Abstützfläche.
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Der innere kegelstumpfförmige Abstützkörper 1 ist aus Stahlguß, Gußeisen,
Leichtmetall od. dgl. hergestellt und vorteilhaft hohl ausgebildet. Er ist in beliebiger
Weise mit dem einen der beiden abzustützenden, auf der'Zeichnung nicht dargestellten
Maschinen-oder Fahrzeugteile z. B. durch Schrauben, Nieten, Schweißen od. dgl. verbunden.
An seinem den größeren Durchmesser aufweisenden Ende ist der kegelstumpfförmige
Abstützkörper 1 mit einem nach außen gerichteten Ringflansch 6 versehen, der an
seinem Außenumfang einen zur Längsachse des Abstützkörpers 1 koaxialen Ringkragen
7 aufweist. Der Ubergang zwischen der kegeligen Abstützfläche des Abstützkörpers
1 und der Abstützfläche des
Ringflansches 6 für die gemeinsame Stirnfläche
des Gummihohlkegelstumpfes 3 und des Ringwulstes 4, sowie zwischen der Abstützfläche
des Ringflansches 6 und dem Innenmantel des Ringkragens 7 ist gut abgerundet um
Verletzungen der entsprechend ausgebildeten Abstützflächen des Gummihohlkegelatumpfes
3 und seines Ringwulstes 4 zu vermeiden.
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Der äußere Abstützkörper 2 des Gummifederelementes ist ebenfalls als
metallischer Hohlkegelstumpf ausgeführt und in gleicher Weise wie er innere Abstützkörper
1 mit dem anderen auf der Zeichnung nicht mehr dargestellten abzustützenden und
zu führenden Maschinen-oder Fahrzeugteil verbunden. Der Innenmantel des äußeren
Abstützkörpers 2 ist als Abstützfläche ausgebildet und umgibt mit einem etwa der
Wandstärke des Gummihohlkegelstumpfes 3 entsprechenden Abstand jedoch koaxial die
Abstützfläche des inneren Abstützkörpers 1. Da das Gummifederelement gemäß der Er-
| findung nicht nur als Federelement sondern insbesondere |
| i |
| auch als Führungselement vorgesehen ist, greifen die |
| kegeligen, zueinander parallelen Abstützflächen der bei- |
den Abstützkörper 1 und 2 ineinander, d. h. in querrichtung ist eine verhältnismäßig
große Überdeckung vorgesehen. Der
| äußere Abstützkörper 2 ist ebenfalls an seinem den größeren |
Durchmesser aufweisenden Ende mit einem nach außen gerichteten Ringflansch 8 versehen,
der parallel zum Ringflansch 6 des inneren Abstützkörpers 1 eine Abstützfläche für
die andere Stirnfläche des Ringwulstes 4 aufweist.
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Auch dieser Ringflansch 8 ist außen mit einem teilweise den Außenmantel
des Ringwulstes 4 umfassenden Ringkragen 9 versehen, wobei der Übergang zwischen
dem Innenmantel des Ringkragens 9 und der Abstützfläche des Ringflansches 8 sowie
zwischen diesem und der kegeligen Abstützfläche gut abgerundet ist um Verletzungen
des eingelegten Gummihohlkegelstumpfes 3 und seines Ringwulstes 4 zu vermeiden.
Der Ringkragen 7 bzw. 9 sowohl des inneren Abstützkörpers 1 als auch des äußeren
Abstützkörpers 2 sind mithin einander zugekehrt. Jeder Ringkragen 7 und 9 weist
vorteilhaft einen sich zur freien Stirnfläche hin erweiternden, vorteilhaft progressiv
erweiternden Innenmantel auf. Es ist jedoch nicht notwendig, beide Abstützkörper
1 und 2 mit einem Ringkragen 7 bzw. 9 zu versehen. So kann beispielsweise nur der
Ringflansch 6 des inneren Abstützkörpers 1 mit einem Ringkragen 7 versehen sein.
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Um eine sehr hohe Dämpfung zu gewährleisten, sind die Abstützflächen
der beiden Abstützkörper 1 und 2 und des
| Gummihohlkegelstumpfes 3 und seines Ringwulstes 4 so auf- |
| einander abzustimmen, daß bei aufeinanderliegenden Kegel- |
| . und |
| flächen der Abstützkörper 1 und 2\/des Gummihohlkegelatump- |
| fes 3, d. h. bei unbelastetem oder nur schwach belastetem |
| Gummifederelement, nur der Ringflansch 8 des äußeren |
Abstützkörpers 2 auf dem Ringwulst 4 aufliegt, während zwischen der gemeinsamen
Stirnfläche des Gummihohlkegelstumpfes 3 und seines Ringwulstes 4 und der zugeordneten
Abstützfläche des Ringflansches 6 des inneren
Abstützkörpers 1 ein
vorbestimmter Abstand vorgesehen ist, (Abb. 1, linke Seite), dessen Größe sich nach
den gewünschten Feder-und Dämpfungseigenschaften des Gummifederelementes richtet,
wobei mit größerem Abstand Dämpfung und Weichheit der Federkennlinie steigen. Bei
starker Belastung liegen sämtliche Abstützflächen voll aufeinander (Abb. 1, rechte
Seite).
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Für Fälle, in denen eine noch weichere Federcharakteristik und ncch
höheres Dämpfungsvermögen erforderlich ist, ist das Gummifederelement gemäß Abb.
2 vorgesehen. Das Gummifederelement nach der Abb. 2 entspricht im grundsätzlichen
Aufbau dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 1. Die kegelige Abstützfläche des äußeren
Abstützkörpers 10 und die beiden kegeligen Abstützflächen des Gummihohlkegelstumpfes
11 sind zu einander parallel und weisen einen Kegelwinkel von höchstens 35°, vorteilhaft
jedoch einen Kegelwinkel kleiner als 30°, im Beispielsfalle 15 auf. Der Kegelwinkel
der kegeligen Abstützfläche des inneren Abstützkörpers 12 ist jedoch etwas größer
als der der zuliegenden Abstützfläche des Gummihohlkegelstumpfes 11 ausgebildet.
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Bei unbelastetem Gummifederelement liegt der Gummihohlkegelstumpf
11 und sein Ringwulst 13 zwar voll auf den Abstützflächen des äußeren Abstützkörpers
10 auf, der innere Abstützkörper 12 ist jedoch nur im Bereich des größten Durchmessers
des Gummihohlkegelstumpfes 11 auf dessen
innerer kegelförmiger
Abstützfläche 12 abgestützt (Abb. 2, linke Seite, voll ausgezogen). Durch stärkeres
Belasten wird der Gummihohlkeaelstumpf 11 im Bereich seines Ringwulstes 13 mit diesem
radial gedehnt,-bis die Abstützfläche des Ringflansches 14 des inneren Abstützkörpers
12 auf der zugeordneten Stirnfläche des Ringwulstes 13 bzw.
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Gummihohlkegelstumpfes 11 aufliegt. Dabei vergrößert sich auch die
Auflagefläche zwischen der inneren kegeligen Abstützfläche des Gummihohlkegelstumpfes
11 und der des inneren Abstützkörpers 12 (Abb. 2, linke Seite, gestrichelt ausgezogen).
Bei noch stärkerer Belastung kommen schließlich alle Abstützflächen zur vollen gegenseitigen
Auflage (Abb. 2, rechte Seite).