DE1922799U - Feder aus gummi oder einem aehnlichen material. - Google Patents

Description

EAJ83186*-9.U5

Patentanwalt -

DR.-ING. WALTER ABITZ J'J

München

9o April 1965 3259/3268

SOClEI¹A APPLICΑΊ.10ΈΙ CK>HHA ABTITIBHAWiI "S.A.

88, Via Ripamoatif Mailand_y Italien

Peder aus Gummi oder einem. iuHLLIehen

Die Erflndimg betrifft Federn, mm Grtmami oder ähnlichen elasviachen Maiserlalien für alle T©rweatimgsfälle_e die in einem öoliränktea B&tiia quer zur Belastun^rl'Ghtung d@r Peeler ®ia@ träehtliche Biegsamlceit l?2Wo SurchMegung in ä©r B@lasitmgs~ ri entrang erfordern ο

Insbesondere ist die Erfiaätmg auf...«laati8dhe ¥®tL&m.~ zut Aufhängung -von IPohrseugen oder Easehinen oä@r auf ortsfest ein=» gebaute bzw ο in !Fahrzeug© ©iagebaut® Hotorem al® Stoesdämpfer_f

richtet O

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Gemüse einem Merkmal der Ex&indung besteht die feder aus einem äiatoolofurmigen Rotationskörper^ der innen hohl ist und dessen Seitenwand durch awei gleichaoteige UadJ^hungafläehei* teegrexust wird* d«ho durch eine lauere und eine äwßsere ¥iidreht*ags£läGhe* die durch den Umlauf τοη wet in- der gl©ielien Ibeae liegende» Eraeugenden um ein© Aoha® gebildet werden, woliei der mittlere Durchmesser der die Querschnitte der S®it@nwen& "bildenden Kraise beim Ü"bergs.ng der feeidesi Endabsehnitte ssrnm mittleren Abschnitt atoniramte Bei einer Ijeispielsweiaen liiafüBrangsforffl öer Erfindung ist der auf diese Weise "beatimmtm ßlrper asclal dureli zwei lcreisfömiige Eadflachen

Weitere Merinaale imö Vorteile der Brfia&ung ergefeea aich axis der nachfolgenden näher®» Besdbtreiliung beispielsweiser "Anafiihrungeforiaen In Verbindung adt d@n beiliegendea Zelchmwigen ₉ zw&T 3 ei gen s

1 einen Axialechnitt ©Ia@r erfiadmigsgesassen leder im

^@ise Aneioht im Schnitt naeJa eiaer^ m iefose in Figur 1 a@nteeeht«i Ebene|

^im axi^l«32i Schnitt die KräfteT©rtailung in ©iner leder nach ligur 1f

©ia<s iasieht ias Seiaalit moh der SÜnie I-f 1» figur 3%

la 8@it©im&sie&t Ties? at*£©lxwaMerfoig@itde

weiche die Teder mae& Figur 1 imter übt Wir&nng su-

Ansielit im Axiej-scJmitt einer Peeler nach einer

PIgur 10 einen Ixialseimitt eiae^ feder »ach einer Ausf Uhrunge torn dear

16 Eeimllziieii der in Figur 11- · 14 darg«st@llt®a federn

In Pigur 1 ist mit 10 ©in innen hc&Xer Körper Bm Qixms^ oder ähnlichen elastischen Materialiaa

Sie Form des KSrpera 10 ist 'diejenige ©inea BotstionslcSrpere₉

der axial τοη sswei kreisförmigen ebenen BM'fläehea 12 uad 13 begrenzt ieto ■ '

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Die Seitenwand des Körper 10 wird öuroh aw@l lMdrehua.@s£läehen_s nämlich eine innere und eine aussehe_f begrenzt, die. durch den Umlauf τοη zwei in der gleichen Ebene liegenden geSxümmten Erzeugendem um eine Achse M-M erzeugt werden« Di© gelsxUmmten Linien 14 und 15 bildes die aur Timdrehungs&ohse M-M feanvexe : Form uric, sind zwc Geradex Ι-Ί eyiajs®tr±seh₉ w&tehe den VeP-lauf der Syismetrieebene der ^eder darstellt₀

Die Feder weist an beiden Ead©n izwei QtaerwMBd© 16 imd 1? » ο.ie ait der Seitenwand aus · einem Stück bestehen wnd in denen eine mit tieft Bohrung mr Befestigung an starren trägern 11 mittels Verbinöimgsorganen 111 vorgesehen-sind, wtleae in an oich bfckannter Waise durch die Bolmmgen der Querwände hia-

ührt aind_o in Pigur 2 ist mit &_m der mittlere Duronder die Querschnitte der Söitenifand ö@r in Figar 1 dargestellten Feder bildenden Kreise bezeichnet· Dieser ;iittiere Durchmesser ist gleich dem arithmetischen Mittel el es Aur.fendtrclim^ssara. D und des innendurchBiess ers d der ermahnten

M,e in Figur 1 dargestellte Feder ist derart₉ dass aie folgenden geometrischen Bedingungen Rechnung trägt? der mittlere Durchmesser d_ffi der erwähnten Kreise niaüat im tibergang der beiden Endabachnltte sura Mittel abs ohni ti

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Bei der ¥©rwenätmg wird die feder in der axialen llohtuag auf Druck "beanspruoht, so 4asa al© Je naeh der TerJtöiwwa^akrafi»f der sie ausgesetzt- wird, Yersehledene Formern annimmtο Dies© Porsaes aind- beispielsweise in figur 6» 7 und 8 dargestellt^ welche sich auf YerfOHaimg voa 20 ^_t 40 ^ naä. 50 $ eier freies» Hö&e ^egi@lieii₉ welche &i© ?eder im «at>©lastetea gustaaä hat

Bei einem Federweg von 20 $ &@r ursprünglichen axialen !»aage (Pigur 6) Tergrösaert aich der Burchmesser der Badfläeh©» : ra 6 j mit Beaug auf den W@3?t₉ d^i dieser Mifänglich bei ua~ belasteter Feder hatte« Dar . Atisseadurclmesser d©a mittleren Querschnitte nimmt um 12 $ gegeaiifeer dem ursprünglichen Werfe zUö Das Aussenprofli des Körpers 1O₉ das bei unbelasteter Feder gekrüraat %rar₉ aiaunt in der Weise- eine geradlinige Formans als ®ia Körper eateteht^ der als aus* jswei üegelatümpfen "oesteJaenäg die miteinander an ihren kleineren Essdfläohen ver* blinden aind_? betraohtet werden

3si einem Pederweg von 40 ja der ursprünglichen azialen I»8ng@ (Pigur 7) niiarnt der A^ltt0a@ndiirchm©sser der Enifläehen um 12 ^ Über den ursprünglichen W@rt eu^ während der iussendurch·= messer des mittleren Qtiersehnitta um 24 % gegenüber dem ur-

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sprlinglichen Wert zmimmte Bas zwischen dem mittleres Quer» schnitt und den beiden Endfläeh@n zusammengedrückte elastische Material erweitert sieh in der Querrichtung» während das Aussenprofil das Bestreben hat₉ die form tos %w@t aufeinanderliegend en Ringkörper» 10A₁ 1OB anzunehmen« Di© Feder verhält sich_a wie wenn sie ia mittleren Querschnitt Ton einem Reifen umgeben wäre_o

Bei einem Feäerweg von 50 i> ä®T wsprilaglichen axialen (Figur 8) β nimmt die Feder die Form von-zwei aafeinanderlieigenden Hingkörpern an. während die Zonen der .Auseenfläone miteinander in Kontakt koaisen_s die dem mittleren Queraetoitt ianaittelbsr ■benachbart sind« Bei dieser prozentualen ¥@rformwag nimmt äer Aussendureiunessei⁶ der Sadfläclien um 17 % des "Ursprung·» liehen Wertes zu_s x<iäfc.rend der Auesendurchmessex* des mittleren Querschnitte \im 34 i» des nrsprüaglieli©ii Wertes zunimmt ο

Wegen der vorangehend beschriebenen Art elastischen Körpers arbeitet das elastisshe wesentlichen auf Druolc_g "bis die
gezeigtö geradlinige Form

aaa Material im wesentlichen auf prozentual höheren

die in figur diesem Pun&t an arbeitst

und ©rat bei arbeitet es von neue».

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faat völlig auf DruclCo

Infolge ei er vorangehend beschriebenen .Arbeitsweise eztiält wa& bei der erfindungagemäasen f@äar eise. progressive Xumliale ' ohne die beträchtlichen Steifigkeit©v@rtoö,@jfimg@J3.₉ die bei Kennlinien von entsprechenden elastischen Hoblayll&dem muf was In ¥i@lea Sällea besondexe Tör1i©i3Jiaft 10t*

ia Figur 5-8 dargestellte Verhalten ä®r 3?eä©:r xiaoh

1 scheint auf den folgenden Yorgiagen sm 1&€otä®si« Die In Figur 3 .angegebes® axiale Belaalraag J? fährt im Iane3?ea der Seiteawanä zu selirägea DruekbeffiMpiO.etamg^ij welc&a mit C₁ -und Gg feeseiclmet sind* Im aittl@r©ß SjnmetTiequeimdbxiit^ H-H übt Feder lassen sich diese setoägen Beanapru«3iuiietti la T@rtikale Beanspruclmagen V^ imd ?£ ^¹^· ^^a Q^©^@eB®psuchtmg ΐ zerlegen· Diese . letzterem B®aasp3?uohmig@a, welch® da© .Bestreben liabea_s den Dureliineaser der I

queractoltte H-H zu verringern)? wirkt der Wölbimg89f£elct dieses Que^sehaitts entgegen, wie In

Hieraus ergibt eich» dass der mittlere Quersclsültt i& Sxtmefrieebene H-H wirkt_s.wi@ -wenn er starr ^äreg uad di "beiden Seile der Peder_s Sie sieh gu beiden Seiten diese®

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_f trie w@a& ale zwieehen

wd dem ©n#§tat@n mittleren Queracluxitt suearameEgedrückt werden- würden* Bei gtanitatndey Belastung werden deshalb die Attseenprofile zuerst geradegerichtat, wie ixt ^igiir § und 6 ®ng@g@b@E₉ infolge äev Ivi^cmig der Resiatierend^a der Kräfte₉ die in den Tersehiede&ea SoMofeteii eatateiiea, la weloli© jaa» die S@i-|©nwgmS serlegt denken, kann, und des Wöltoungq-

weiser dle.Yexfonmne aaoli Innen -refMaderfeg inoraiaf sich Ia?olg@ ier Knlidcbolaetmigi wie in Fiptr 7 «ad 8 angegeben _}- welche rlie ft eic! en feile foeanaprueht, Icrlimmen, und in Si ©sam Terfosmtmgam^itanä entsten@n Spannirngen tangential zur S©itejwaado ' ■ ■

D&M Ergetois let, dass im Tergleicn su einem elaatischen aylindrisehen Hohlkörper von gleichem Yolumen «nd entsprechenden mittleren Qu@rsclmitt@n₉ die den Gegenstand der Erfindung bildende Feder eine weniger gelorilcuate Kermlinia bei su- »Giiaender Belastimg, doho eine konstantsre Verformbarkeit unter last, .a-ufweist^ was -für viele
Vorteil bedeutete

feesitst die erfindungsgeiaässa Feder

der Stabilität Vorteile · gegenüber einem elastlsonea Hohlkörper τοη gleicher Höhe wa& gleichem Volwaeno

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Erhöhung d@r Stabilität hat @© sieh als Törteilhaft ©pwiesen? die Dicke der Wand der Peder von den Enden mm Symmetriequerschnitt I-S zn T@rSa.ö©ra oder @in© ringförmige iussennut in dem erwähnte» Mttelquesechixitt vorzusehen, um den Symaetrieauersclmitt klar zu -Itägrenssa, welcher beim Z¹Usammendriicken die Basis τοη sswei entge-geoge&etis-ten Stumpfes bildet» die gegeneinander gedruckt·

In "Figur 9 sind die "beiden vQV&aig®h.®mä. 'dargelegten G-@daak@a klarer dargestellt₀

Bei der Ausfiihrungsform nacli Figur 9_f- in welcher dl© gleiehen Bezugaaiifern und Buchstaben für die mit übt

nach Pigur 1 gemeinsamem feile, verwendet &±nä₉ siaä¹ ä±® flache und die Auesenflache_f welche äie Seitenwand d@r Feder begrenzen^ ringförmig und werden durch in d@r gleichen. Eben© liegende Kreisbögen 14 12nd 15 von Kreisen erzeugt_s aer'&n. Halfe E und r verschieden sind vaaä. die gesonderte Hlttel-0_s 0^s auf der Geraden IHB" haben« Die Kreisljögea und 15 sind daher mit Beaug auf öle Gerade I-I s^misetriseho Der Raditis r des inneren Kreisbogens 14 ist kleiner als der Radius R dea äusseren Kreiahogeos 15» so daas die der Seitenwand fortschreitend von den beiden Enden des iO KU dessen Mittelquerschnitt gimiaimte Dieser Querechaitt

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wird diireh eine Umfangaaut 18 foa abgerundet en Profil an der Anas ent lache d.er Seitenwand bestimmt <,

In Figur 10 ist eine weitere Amfuhrungsforai der Feder dargestellte

Bei der luafuJirungBform nach Figur 10 werden, die innere und die auss ere Uradrefrungsflache; welche die Seitenwand d@r ?oder bilden» durch, «ei gete®ela<§ae linien 14A imd 15A er« seugt^ von denen jede durch zwei gleiche Abschnitt© gebildet wird ο Jedes Paar von Absetoitten sehlleest einen apitisen Winkel X hzv_a Y ein _t wobei di® Spitse- des Winkele näher der Drehachse M-M liegte Die Halbierenden der beides Winkel X und Y fallen mit der Geraden. 1-1 zm-BWn&tio Auch in diesem Falle kann in der mittleren Querebene der Feder vorteilhaft eine Umfaagsnut 18 τοώ abgerundetes} Profil Yorgmehen aein_f welche zwangsläufig den mittleren Quer=» schnitt bestimmt ο

Bei der praktischen Ausführung der Feder hat sieh erwiesen» dass, verm das Verhältnis zwischen der axialeia Länge und dem BasisdurchEesser der Feder grosser al® 1 lat_f die Feder die neigung hat₉ a ich imter axialen ]Belas1nmg-en seitlieh durchzubiegenο

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Is wurde festgestellt, dass die Querstabtlität der Peeler zunimmt, wenn dar raittlere Querschnitt versteift wird ο

Um dies au erreichen, kann der die Feder bildende Crummi" aus s^ai gleichen und zur Quermittelebene der" Diaboloform sjmmetri sollen 'feilen geformt werden ο Die Weiden Guasaiteile werden, beispielsweise durch Vulkanisieren, as den "beiden entgegengosetaten Fläciien einer gemeinsame» flachen'Hetallselieibe in gleicliachsigsr Anordnung zueinander miä mit dem Metallriag fest

Die in 2'igur 11 - 15 gezeigten Pedem bestehen ebenfalls aus s:L:ism Eotationskörper aus G-iaami oder aus einem ähnlichen elastomer·«! Material, der innen hohl ist vmä dessen Seiten-".fand durcii zwei gleichachsig® Umdrehungsflächen begrenzt

Der Gimsii diooes Körpers wird durch zwei gleiche S©il© 20 uaä 21 gebildets die sur Quermittelebene der Diaboloform sfffi®etri sind und die gleichachsig mit den entgegengesetzten Flächen einer gemeinsamen flachen Metallseheibe 22 verbunden sindο

Die Scheibe 22 verhindert die Verformung des S-ramls an den zn Ίθτ Scheibe befestigten flächen der beiden Teile 20 usä 21_s

» 1·

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wodurch die Stabilität der Fedear gegen seitliehe biegungea mit er der Wirfcung von asialea Belastungen, erhöbt wird ο

In Figur 11 befindet sieh d@r liajtaiigspsscl der Scheibe 22 ±m weaentliehen an der Ufflfangs"b©gr®nstmg der- deifies an ihr fee« festigten Gixsmiteile 20 "and 2% so dass ©r Über diese nieht

In Figur 12 stellt die Scheibe 22 aach auaeezi über die teile 20 und 21 über_s woloei der ütsOTSteliescle Teil die parallel!tat der entgegeagesetatea Fläche beibehältο

In Pigur 13 steht die Scheibe 22 üh®r die .Gummiteile 20 und*21 nach aiassen über und eiad die "Flächen i@r Seheibe in d@m Über" die Guinmi teile übers teil enden feil so geteÜMstg dass @i@ mit Beeug auf einander divergieren ^ad awei Tsxauzswe teeisf^Hsaig© Kränz© bilden ο - - .-

In I¹I-S^i- 14 et ent die Scheibe 22 "Fön den Gummi teilen 20 und .21 über und sind die Flächen der Scaeibe 22 in dem Ton den Gimmiteile» überstehenden Teil so geteUiamt^ dass sie zueinander lionvergiereia und zv/ei konvex© kreiaföimig© KrMnse bildes ο

Die Dicke, die iusKragyng tmd die Form ά&χ flachen Seaeib© 22

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"beeinflussen die Kennlinien der led®m. und werden deshalb entsprechend der Kennlinieg, die ersielt werden soll, bes timmtο

Die in Figur 16 aufgetragenen Kennlinien zeigen das verschiedene V erhalt en der Federn bei der Yerändex'ung des Betrages der Aus&ragung imd ihrer 3?orm_o

Mit 23 ist öle Kennlinie fur di© in Pigur 11 dargestellte Feder und mit 24 die Kennlinie für die in Figur 12 darg®-» stellte Feder bezeichnet, bei welcher die Scheibe iron den Gynmiteilen 20 und 21 Übersteht^ j@doeh flach gehalten ist« Beim Erliöhen der Belastung wird die Kennlinie 24 steiler als die Keanlinie 23 ο

Eine grössere Steilheit "bsi der Erhöhung der Belastung lässt sich "bei der mit 25 bezeichneten üemliHi© für ©ine Weder des· in Figur 13 dargestellt®» Art feststellen, bei welcher der Überstehende Teil der flaches Platte 22 ®a seinen eatgegenges©taten Plächea so gekrümat ist, dass swei konkare Fons@n @rhalt®a werdenο

In Figur 16 ist ferner mit 26 die I©2mlini© für die ia Figur gezeigte Feder bezeichnet, bei der die flächen'der Aisskragung

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zueinander konvergieren tmd wet 3tenv®x# kreisf'teaige bilden<>

Die letzterwähnte Feder ist 'biegsames? als Öle in 3?igus* 11 tar«« gestellte Peder, bei der die Scheibe nicht von am Gtonmlteilen überstellte

In Pigur 15 ist eine andere AusJTc&xungsforra der leder dargestellt» bei welcher die Hetallaoheibe 22 längs einer zu ä®& Flächen der Scheibe parallelen Ebea® in m@i Seile 221 vaaA 22B ■miterteilt is to Der !Teil 22B aa der Unterseite des Teile 22A weist einen nach oben gebogenen Rand auf» der daau dient,, den anderen Teil 22A sentriert zu halten«

Die in Jigur 15 gezeigte Peder ermöglicht die Yerwendtmg eines ainzigea 3? ei la 20 oder 21» wenn keine gross® Biegsamkeit @rforderlich, ist«

Innerhalb des Rahmens der Erfindung können die bauliehen Einzelheiten imü .Ausführungaformen weitgehend® Veränderungen erfahren ο

Claims (1)

1. 3259/5208 9* April 1965

   A η s_p r ü

   aus Gummi oder einem Stallchen elastischen Material, gekennzeichnet durch einen im wee entliehen diaboloföraigen Rotationskörper« der innen hohl ist. und dessen Seitenwand durch awei gleiehaehsige». doh* eine innere und eine äussere Umdrehiingajf lache "begrenzt ist,- welche durch den Umlauf Von zwei in äer gleichen Ebene liegenden Er sengend en -am ein© Achse gebildet werden_g wo*bei der mittlere Durchmesse? der die Querschnitte der Seitenwand bildenden'.Kreise, helm übergang Tfoii den beiden lÄdabschnitten zvsn. mittleren Abschnitt

   2« Feder nach Anspruch 1_g dadurch gekennzeichnet, dass der tationskörper axial durch zw@i kreieförmige ebene flächen "begi'sazt ist

   3« Feder nach Anspruch 1 oder 2_S dadurch- gekonnzeichnet₉ daaa die beiden üadrehungafläöhen ringförmig sind und durch in der gleichen Elsene liegende Kreisbögen erzeugt werden

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   die verschiedene Mittelpunkte und voneinander rereehiedene

   haben und deren Mittelpunkte sich In der mittleren bane- eier Feder "befinden* wobei der Radius des Br·» gens eier .Aus senf lache grosser als der Haditis -des

   Erzeugung» bogeas der Innenfläche ist_o

   4ο Feder nach Ansprach 1 oder 2» dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Undreh«ngsflächen durch den Umlauf Toa swei in der gleichen Ebene liegenden polygonalen Linien erzeugt v/erden Icömien« τοια denen jede zur "Queraittelebenö ά@τ Feder sysoaetrisch ist_ö

   5ο l?eder aaeJi inspnieh 4·» dadurch gekennzeichnet ₉ dass jede der erwähnten polygonalen Linien äizrch swei itechnitte gebildet äräj cii-3 miteinander einen spitzen Winkel ein- " schlies3ö2i_Ä 'lessen Spitse näher der Drehachs© liegt, wobei sich die Halbierenden dieser "beiden Winkel in Ausfluchtung r auf der erwähnten Quermittal ebene befinden ο

   » Peeler Ύΐαοϊι den vorangehenden Ansprüchen^ dadurch sβiciiii 3'C₁,. üaso ia der Symjaetrleebe-ne in der Außenfläche

   eine UmfangSHut ausgebildet isto

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   7* Parier nach den vorangehenden AnsprüeheHj, dadurch geken»» zeichnetj dass die Endflächen des Körpers eine axiale Bohrimg aur Aufnahme τοη Befestigunga Organen in an eich bekannter Welse aufweisen»

   Feder nach Anepruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationskörper durch swei !Peile (20 und 21) gebildet wird> die einander gleich und zur Quermittelebene d®r Diaboloforn spinnetrisch aiad_? und dass die Gummiteile mit den beiden entgegengesetzten Fläch.©» einer gemeinsamen flachen Metallseheibe (22) gleichachsig verbunden aiado

   9^ 3?ede2· nach Anspruch 8„ dadurch gekennzeichnet, dass di.@ Metalleoheibe (22) in swei Teil©.(22A und 22B) nach einer zn den Flächen der Scheibe parallelen Ebene unterteilt ist, die stieinanöer zentriert iwA gegebenenfalls- an eisern der an sich bekannten System® befestigt sindo

   I¹Oo Feder nach Anspruch 8 oder 9$ dadurch g©3ce2m^®iehnet₉ dass dis Kstallscheibe (22) toh den Gummiteilen (20 Έηά 21) nach aus s sii übersteht β

   ö Peder nach Anspruch 10? dadurch geJceunzoichnet* dass die Dicke und die Ai3lcragung der Scheibe (22) sowie .ihre Form in άίπι Ton den Gummi teil en (20 und 21) überstehenden Seil so bsotir.";'!: είπα, dass die jeweils gewünschte Kennlinie er«

   - 17 = ·