DE1961124A1 - Elastische Buechse - Google Patents
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Description
...."". % 1961 Ϊ2 4
bringt bei deren Verwendung fUr die Aufhängung eines Kraftfahrzeuges
den Vorteil, daß die ungleichmäßige Elastizität bzw. das
ungleichmäßige Federungsvermögen das Entstehen eines Resonnanzzustandes verhindert, welcher eine Vibration des Fahrzeugaufbaues
hervorrufen könnte.
In der Aufhängung von Kraftfahrzeugen finden im Regelfall elastische
oder federnde Buchsen zungelenkigen Verbinden eines Lenkers
der Aufhängung oder eines gleichartigen Gliedes mit dem Aufbau des Fahrzeuges Verwendung. Diese Buchsen weisen im Regelfall
einen zylindrischen Außenteil und einen konzentrisch zu diesem angeordneten, zylindrischen Innenteil auf, zwischen denen ein
zylindrischer Gummikörper angeordnet ist. Der Außenteil ist mit dem Lenker und der Innenteil ist mit einer Stütze des Fahrzeugaufbaus
verbunden. Dadurch kann der Lenker in Bezug auf den Fahrzeugaufbau eine Drehung erfahren, «tabei der Gummikörper den Führzeugaufbau gegen Vibrationen isoliert, die durch die Räder erzeugt
werden. Der elastische oder federndeKörpef gleicht auch eine geringfügige,
durch Fertigungstoleranzen hervorgerufene Ungenauigkeit in der wechselseitigen Anordnung der Einzelteile aus.
Während nun ein solcher elastischer oder federnder Körper wirksam
Straßengeräusche isoliert, trägt nun seine Elastizität bzw. sein Federungsvermögen dazu bei, daß der Fahrzeugaufbau einen äußerst
unerwünschten Vibrationszustand erhält. Fährt das Fahrzeug über eine Straße, die sehr uneben ist, dann kann sich ein Resonnanzzustand
einstellen, bei welchem infolge der Elastizität der Gelenkbuchse der Aufhängungienker vor und zurück schwingen wird.
Diese Schwingung des Aufhängungslenkers ruft die störende Vibration des Fahrzeugaufbaues hervor.
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--»- j -TCS 11 24.
Unter Berücksichtigung der vorstehenden Ausfuhrungen liegt der
Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine elastische oder federnde Buchse zum gelenkigen Verbinden eines Aufhängungslenkers mit dem
Aufbau eines Kraftfahrzeuges zu schaffen, welche die Bildung eines
solchen Resonnanzzustandes verhindert, die Buchse soll also insbesondere verhindern, daß der Lenker in die benannten Schwingungen
versetzt wird, wenn das Fahrzeug Über eine Unebene Straße
fährt. ■
Nach der bevorzugten AusfUhrungsform der Erfindung weist eine elastische oder federnde Buchse einen inneren und einen äußeren
Zylinderteil auf, zwischen denen eine elastische oder federnde Masse, wie Gummi, angeordnet ist. Der Innenteil ist bezüglich der
Achse des Außenteils radial versetzt, wodurch ein größerer Teil der elastischen oder federnden Masse auf der einen Seite des
zylindrischen Innenteils sitzt. Diese AusfUhrungsform schafft eine
größere Elastizität in dem radialen Bewegungsweg des Innenteils
bei dessen Bewegung in Richtung auf ein Zusammendrucken des dickeren
Bereichs der elastischen Masse im Vergleich zu seiner Bewegung in der dazu entgegengesetzten Richtung. Dies hat zum Ergebnis,
daß der mit dem zylindrischen Innenteil verbunden AufhcFngungslenker
eine größere Elastizität erfährt, wenn er linear in der einen Richtung bewegt wird, im Vergleich zu seiner Bewegung in
der anderen Richtung. Diese ungleiche, elastische Widerstandsfähigkeit gegen eine lineare Bewegung des Aufhängunglenkers verhindert
die Bildung eines Resonnanzzustandes und verhindert weiterhin die unerwünschte Übertragung von Schwingungen auf den Fi hrzeugaufbau.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden
Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung erkennbar.
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Es zeigen:
Fig. 1 in Seitenansicht die Verbindung eines Aufhängungslenkers
mit einer am Fahrzeugaufbau festgelegten Stütze mittels einer elastischen Buchse nach der Erfindung,
Fig. 3 einen Schnitt durch die Buchse der Gelenkverbindung nach
den Fig. lund 2,
Fig. 4 und 5 Endansichten der Buchse gemäß Fig. 3 in Richtung
der Pfeile 4 bzw. 5, .
Fig. 7 in einer Seitenansicht einen Aufhängungslenker und Qxne
Buchse gemäß einer alternativen AusfUhrungsform der Erfindung, und
In den Fig. lund 2 bezeichnet 10 einen Aufhängungslenker, der
mittels einer elastischen oder federnden Buchse 16 mit Rahmenstützen 12 und 14 des Aufbaus eines Kraftfahrzeuges verbunden ist.
Die Ausbildung der Buchse 16 ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Diese besitzt ein Innenrohr Τ8>
das von einem zweiten Rohr 20 umfaßt ist, welches auf dem Rohr 18 in einem Preßsitz
sitzt. Die Rohre 18 und 20 bilden den Innenteil 17. Dieser ist
von einem elastischen oder federnden Gummikörper 24 umgeben, der seinerseits von einem im wesentlichen zylindrischen Außenteil 22
umgeben ist. Innenteil 17 und Außenteil 22 erlauben die zweckmäßige Montage der Buchse 16. Ein Bolzen 26 geht durch die Mitte
des Innenteils 17 hindurch, er erlaubt die Verbindung der Buchse
12
16 mit den Rahmenstutzen und 14. Die Enden des Außenteils 20
weisen eine Riffelung auf, um diesen Teil in seiner Lage zu halten.
in welches der zylindrische Außenteil 22 der Buchse 16 in einem
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Preßsitz eingepaßt ist. Die Buchse 16 schafft so eine Gelenkverbindung zwischen dem Lenker 10 und den Stutzen 12 , 14 des Fahrzeugaufbaus.
Wie aus den Fig. 3-6 erkennbar, ist der Innenteil 17 in Bezug auf de Achse des zylindrischen Außenteils 22 radial versetzt.
Der zwischen den Rohren 18, 20 und dem Außenteil 22 liegende Bereich 28 des elastischen Körpers 24 weist eine wesentlich größere
Masse auf als der Bereich 30, der auf der anderen Seite des Innenteils 17 liegt. Der dickere Bereich 28 liegt rückwärts in
Bezug auf die Mittellinie der Rohre 18 und 20, während der dUnnere
Bereich 30 bxVglich dieser Teile vorne liegt, wenn man dabei die praxisgerechte Anordnung der Buchse 16 in Bezug auf Lenker
und Stutzen berücksichtigt, die in Fig. 1 wiedergegeben ist. Wird also der Lenker 10 mit einer Zugkraft beaufschlagt, dann
wirkt auf den dünneren Bereich 30 eine Druckkraft ein, wird andererseits der Lenker 10 mit einer Druckkraft beaufschlagt, dann
wirkt auf den dickeren Bereich 28 eine Druckkraft ein. Der as Gummit oder einem anderen, elastomeren Material hergestellte Körper 24 weist eine homogene Beschaffenheit auf, so daß er ein
konstantes Einheits-Federungsvermögen besitzt. Weil sich jedoch die Stärken der Bereiche 28 und 30 beträchtlich voneinander unterscheiden, ist das wirksame Federungsvermögen des Lenkers 10 in
Vorwärtsrichtung völlig anders als in RUckwärtsrichtung. In der Darstellung gemäß Fig. 3 wird eine Bewegung des Innenteils nach
unten gegen eine elastische Widerstandskraft mit einem geringeren Federungsvermögen arbeiten als bei einer Bewegung nach oben.
In der erfindungsgemäßen Buchse sind weitere konstruktive Einzelheiten enthalten, welche den Unterschied in dem wirksamen Federungsvermögen bei der Bewegung des Lenkers 10 nach vorne und nach
hinten in der Darstellung gemäß Fig. 1 vergrößern. Der Bereich 28
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des Körpers 24 weist abgeschrägte Kanten 32 und 34 auf. Im Bereich dieser Kanten 32 und 34 erhält damit der Körper 24 eine
wesentlich verkleinerte Außenfläche zur Berührung mit dem zylindrischen Außenteil 22. In diesem Zusammenhang ist insbesondere
aus Fig. 3 erkennbar, daß demgegenüber der dünnere Bereich 30 des Körpers 24 Über seine volle Breite mit dem zylindrischen
Außenteil 22 in Berührung steht, während andererseits nur ein schmaler Mittelbereich des Bereichs 28 mit dem Außenteil 22 in
Berührung steht, die Oberflächen der abgeschrägten Kanten 32 und
34 halten einen Abstand von dem Außenteil 22 ein. Dadurch wird die wirksame radiale Elastizität des Bereichs 28 vergrößert.
Wenn also in der Darstellung gemäß Fig. 3 der Innenteil 17 nach unten bewegt wird, dann wirkt auf den Bereich 28 teilweise eine
Druckkraft und teilweise eine elastische Verformung ein, bis die Oberflächen der abgeschrägten Kanten 32 und 34 in Berührung mit
der Innenwand des Außenteils 22 kommen. Wird andererseits der
Innenteil 17 nach oben bewegt, dann wird der Bereich 30 des Körpers 24 nahezu ausschließlich mit einer Druckkraft beaufschlaft,
ausgenommsn sind lediglich die schmalen Bereiche, die nach außen
Über die Außenkanten des Rohres 20 gedruckt werden. Der Bereich
des Körpers 24 hat wegen der hinterschnittenen, abgeschrägten Kanten
32 und 34 eine größere, effektive Elastizität.
Eine weitere Vergrößerung des unterschiedlichen Elastizitätsverhaltens der Buchse 16 kann dadurch erreicht werden, daß man die
Außenfläche des Bereichs 28, wie bei 36 angedeutet, mit der Innenwand des Außenteils 22 verklebt oder sonstwie zum Anhaften oder zur
Bindung bringt. Diese Bindung der Außenfläche des Bereichs 28 erstreckt sich um etwas mehr als 180 Über die Umfangsfläche des
Körpers 24. Die Außenfläche des dünneren Bereichs 30 des Körpers 24 ist nicht an die Innenwand des Außenteils 22 gebunden· Wie
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in diesem Zusammenhang aus Fig. 6 erkennbar, liegen die den gebundenen
Oberflächenbereich von dem nicht gebundenen Oberflächenbereich
trennenden Linien etwa in der gleichen Ebene wie die Mittellinie des Innenteils 17. Die gesamte Außenfläche des inneren
Rohres 20 ist an den Körper 24 gebunden. Wenn in der Darstellung gemäß Fig. 6 der Innenteil 17 nach unten bewegt wird, dann wird
der Bereich 28 mit einer Druckkraft beaufschlagt. Der Bereich 30
wird dagegen nicht gedehnt, vielmehr wird er sich von der Innenwand
des Außenteils 22 lösen. Wird dagegen der Inreiteil 17 nach
oben bewegt, dann wird der Bereich 30 des Körpers 24 unter Druckkraft
gesetzt, während andererseits der Bereich 28 mit einer
Zugkraft deshalb beaufschlagt wird; weil ja seine Oberfläche an den Außenteil 22 gebunden ist. Diese wahlweise Bindung der Oberfläche
des Gummikörpers 24 vergrößert das effektive Federungsvermögen für diejenigen Bewegungen des Innenteils 17, bei welchen
der Bereich 30 zusammengedruckt wird.
Wenn eine Buchse 16 der vorbeschriebenen Ausführungsform nach der
Erfindung in einem Kraftfahrzeug zur Verbindung des Aufhängungslenkers 10 mit den Rahmenstutzen 12 und 14 Verwendung findet,
dann ergeben sich für die Bewegung des Lenkers 10 nach vorne und
nach hinten unterschiedliche Federungsvermögen, In einem Anwendungsfall wurd3 festgestellt, daß das effektive Federungsvermögen bei
einer Vorwärtsbewegung des Lenkers bei einer Zusammendrückung des größeren Bereichs 28 des Gummikörpers 24 etwa 900 kg/25 mm betrug.
Dieses Federungsvermögen betrug das Vierfache für eine Rückwärtsbewegung des Lenkers 10 unter Zug, wobei dann der dünnere Bereich
30 des Gummikörpers 24 mit einer Druckkraft beaufschlagt wurde.
Die elastische oder federnde' Buchse nach der Erfindung kann daher
einSn Unterschied im wirksamen Federungsvermögen bei der Bewegung
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des Lenkers 10 nach vorne einerseits und nach hinten andererseits
in der Größenordnung 4:1 hervorrufen,- Weil das Federungsvermögen
für die Bewegung des Lenkers nach vorne einerseits und nach hinten
andererseits so erheblich unterschiedlich ist, kann sich ein Resonnanzzustand in dem Fahrzeugaufbau nicht bilden·
Die Fig. 7 und 8 veranschualichen eine alternative AusfUhrungsform der erfindungsgemäßen Buchse. Hier bezeichnet 100 den
Aufhängungslenker, der mit Augen 102 und 104 versehen ist, in welche die Buchse 106 eingepaßt ist. Diese besteht aus einem zy-
φ lindrischen Außenteil 108 und einem zweistUckigen Gummikörper 110·
Der Teil 112 dieses Gummikörpers 110 ist größer als der Teil 114.
Diese Teilstücke 112 und 114 besitzen eine gemeinsame zylindrische
Außenfläche, die in den Außenteil 108 eingepaßt ist. In eine Axialbohrung 115 sind zwei hutförmige Buchsen 116 und 118 eingepaßt, welche aus Kunststoff hergestellt sind und Flanschen aufweisen, die auf den Seitenflächen der GummistUcke 112 und 114 aufsitzen. Innerhalb der Büchsen 116 und 118 ist ein Metallrohr 120
angeordnet. Die Enden dieses Rohres 120 sind wie die Enden des Rohres 20 der Buchse 16 geriffelt. Unterlegscheiben 122 und 124
sind neben den Buchsen 116 und 118 angeordnet, sie umfassen die
W vorstehenden Enden des Rohres 120. Das Rohr 120 nimmt den Gelenkbolzen auf, welcher den Lenker mit Rahmenstutzen verbindet. .
Auch der Gummikörper 106 der AusfUhrungsform nach den Fig, 7 und
8 bringt für den Lenker 100 für dessen Bewegung nach vorne und
nach hinten ein unterschiedliches effektives Federungsvermögen. Die Achse des Rohres 120 ist bezeüglich der Achse des Außenrohres
108 radial versetzt, so daß das Gummistück 112 eine wesentlich größere Dicke aufweist als das Gummistück 114. Weiterhin ist das
Stück 112 aus einem weicheren Material hergestellt als das Stück 114,
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es weist also beispielsweise einen Härtewert von 50 gegenüber
einem Härtewert 75 des Stückes 114 auf. Weiterhin sind die benachbarten Kanten der GummistUcke 112 und 114, wie insbesondere aus
Fig. 7 erkennbar,auf Abstand gehalten, wie dies mit' 126 angedeutet
ist. Die GummistUcke 114 und 112 können dadurch in dem Zylinder 108 gehalten werden, daß sie unter der Vorlast einer Druckkraft stehen,
alternativ können sie auch mit dem Zylinder 108 verklebt oder sonstwie an diesen gebunden sein. Um den Spalt 126 aufrechtzuerhalten ist es besonders zweckmäßig, die GummistUcke mit dem Zylinder
zu verkleben. Infolge der hutförmigen Buchsen 116 und 118 kann
das Rohr 120 in Bezug auf die anderen Teile der Buchse drehen.
Darin besteht ein Unterschied zu der AusfUhrungsform nach den Fig.
1-6, bei welcher der Innenteil 17 an seine Lage gebunden ist. Wird in Fig. 1 der Lenker 10 um die Achse des Bolzens 26 gedreht,
dann wird der Körper 24 der dortigen Buchse 16 mit einer Drehkraft
beaufschlagt, dagegen wird bei der AusfUhrungsform nach den Fig. 7 und 8 bei einer Drehbewegung des Lenkers 100 eine solche Drehkraft nicht auf den Gummikörper 110 ausgeübt. Wenn in dieser der
Lenker 100 nach rechts bewegt wird, dann wird das GummistUck 114 mit einer Druckkraft beaufschlagt, wird der Lenker dagegen nach
links bewegt, dann wird das GummistUck 112 mit einer Druckkraft
beaufschlagt. Das effektive Federungsvermögen des GummistUckes 114
ist wesentlich größer als dasjenige des GummistUckes 112. Dieser
Unterschied resultiert aus den unterschiedlichen Dicken der GummistUcke 112 und 114 und weiterhin aus den unterschiedlichen Härten
dieser GummistUcke. Auch die Buchse der AusfUhrungsform nach den
Fig. 7 und 8 verhindert deshbalb die Bildung eines störenden Resonnanzzustandes, weil die Bewegung des Lenkers 100 in einer
ersten Richtung einem wesentlich anderen effektiven Federungsvermögen begegnet als dessen Bewegung in der dazu entgegengesetzten
Richtung.
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Claims (10)
- : TjG 1124AnsprücheAOElastische bzw. federnde Buchse zum gelenkigen Verbinden von zwei Teilen, wie eines Lenkers der Aufhängung eines Kraftfahrzeuges mit Rahmenstutzen, bestehend aus einem mit dem einen Teil verbundenen, vorzugsweise zylindrischen Außenteil und einem mit dem anderen Teil verbundenen vorzugsweise zylindrischen Innenteil, zwischen denen ein elastischer oder federnder Körper angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (24; 106) einen ersten und einen zweiten Bereich (28, 30/ 112, 114) mit unterschiedlicher Effektiv-Elastizität oder -Federkraft aufweist.
- 2. Buchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Bereich (28/ 112) eine größere Masse aufweist als der andere Bereich (30; 114).
- 3. Buchse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Bereich (112) aus einem Material mit höherem Einheits-Federungsvermögen besteht als der eine Bereich (114).
- 4. Buchse nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch g e k e η h -zeichnet, daß der Körper aus einem elastomeren Material besteht und der eine Bereich eine größere Masse aufweist als der andere Bereich mit einem demgegenüber höheren Federungsvermögen seines Materials.
- 5. Buchse nach einem der Ansprüche T -, 4, dadurch g e k e η η -zeichne t, daß die Achsen der den Körper (24; 106) zwischen sich aufnehmenden Teile (17,22; ITd, 118, 120,108) radial versetzt sind.- 2 -009827/12 57
- 6. Buchse mindestens nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichn e t, daß der eine Bereich (28) des Körpers (24) an den Außenteil (22) gebunden und insbesondere mit diesem verklebt ist.
- 7. Buchse nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Bereich (28) eine kleinere Berührungsfläche mit dem Außenteil (22) aufweist als der andere Bereich (30).
- 8. Buchse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Umfangskanten (32,34) des einen Bereichs (28) abgeschrägt sind.
- 9. Buchse mindestens nach Anspruch 3, dadurch g. ekennzeichn e t, daß der Körper (106) aus zwei Teilen (112, 114) besteht, von welchen der eine (112) aus weicherem Material gebildet ist als der andere (114)·
- 10. Buchse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teile (112, 114) in der mit seiner Achse gegen den Außenteil (108) radial versetzten Radialebene des Innenteils (116, 118, 120) unter Bildung eines Spaltes (126) einen Abstand voneinander einhalten.00 98 27/12 57Leer seife
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