DE2705898C2

DE2705898C2 - Elastisches Stützelement für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE2705898C2
Application number: DE19772705898
Authority: DE
Inventors: Richard Paris Krajewski
Original assignee: Paulstra Sa Levallois-Perret Fr
Current assignee: Paulstra Sa Levallois-Perret Fr
Priority date: 1976-02-18
Filing date: 1977-02-11
Publication date: 1983-01-05
Also published as: DE2705898A1; BE851474A; CH612133A5; JPS52105416A; FR2341450A1; FR2341450B1; IT1077707B; GB1569354A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elastisches Stützelement für die Verankerung von Fahrgestell und ·¹⁰ Karosserie eines Fahrzeugs verbindenden Kabeln oder Stangen gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es ist ein elastisches Stützelement dieser Art bekannt (CH-PS 4 15 726), das als einstückiger Federkörper die Kraftübertragung von der Verbindungsstange zur ⁴^ Fahrzeugkarosserie übernimmt. Der Federkörper hat die Form eines dickwandigen Zylinders und ist so zwischen dem ortsfesten und dem beweglichen Widerlager angeordnet, das er sowohl auf Scherung ah auch auf Druck beansprucht wird. Die Abstützflächen in Form *° von parallelen Kreisringflächen sind bei geringer Belastung radial versetzt. Bei zunehmender Belastung fluchten sie immer mehr, so daß bei höchster Beanspruchung nur noch Druckbeanspruchung des Körpers vorliegt. Der Körper erhält dadurch eine progressive Federkennlinie. Der wesentliche Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß der einstückige Federkörper einerseits für die extremen Kräfte während des Aufpralls und andererseits für die geringen Kräfte im Fahrbetrieb entsprechend dimensioniert werden muß und er damit keiner der beiden Aufgäben allein angepaßt werden kann. Entweder hat der Körper ausreichende Festigkeit für den Aufprall, dann wird die Elastizität für den Fahrbetrieb ausreichen oder er hat die notwendige Elastizität für den Fahrbetrieb, dann ist ^b~> der Körper für den Aufprall zu schwach dimensionier'..

Aufgabe der Erfindung ist es. ein elastisches Stützclement gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs I mit progressiver Federcharakteristik so weiterzubilden, daß eine extrem weiche Kennlinie im Fahrbetrieb und eine extrem harte Kennlinie im Fall des Aufpralls erreicht wird. Diese Aufgabe wird durch die gekennzeichneten Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den beiden Unteransprüchen zu entnehmen.

Durch die Unterteilung des elastischen Körpers mittels eines Zwischenkörpers und durch die Ausbildung eines Anschlags am beweglichen Widerlager ist es möglich, den Körper mit zwei unterschiedlichen nachgiebigen Bereichen auszubilden, von denen der eine auf Scherung und der andere auf Druck beansprucht ist. Die wesentlich größere Steifigkeit des Druckbereichs sorgt dafür, daß bei geringer Belastung die Federkennlinie nur durch den Scherbereich bestimmt wird. Die Kraftübertragung erfolgt dabei über zwei sich im wesentlichen axial erstreckende konzentrische Flächen des Scherbereichs des Federkörpers, die eine geringe axiale Versetzung gegeneinander aufweisen. Die hohe Elastizität des Stützelements in diesem Betriebszustand hat den zusätzlichen Vorteil, daß der Federkörper ais Kugelgelenk fungieren kann. — Bei Belastungen, die einen vorbestimmten Wert überschreiten, sorgt ein Anschlag des beweglichen Widerlagers dafür, daß der Scherbereich die Kennlinie des Federkörpers nicht mehr prägt und deß der Kraftfluß nut noch über den Druckbereich führt. Dieser Bereich charakterisiert die Federkennlinien im Fall des Aufpralls. Um auch an diesen Zustand den Vorteil einer gewissen räumlichen Gelenkfunktion cits Federkörpers aufrechterhalten zu können, weist der Druckbereich gemäß einer Weiterbildung der Erfindung Einlagerungen auf. die eine gewisse radiale Verschiebung der durch die Einlagerungen entstehenden Teilbereiche des Federkörpers untereinander ermöglichen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.

Fig. I zeigt eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht eines Fahrgestells, das für d^:e Aufnahme der elastischen Stützelemente bestimmt ist.

F i g. 2 ist eine Seitenansicht eines elastischen Stützelementes in vergrößerter Darstellung, teilweise aufgeschnitten.

Fig. 3 zeigt ein Last· Weg-Diagramm eines elastischen Stützelementcs.

F i g. 4 zeigt vergleichshalber eine elastische Vorrichtung herkömmlicher Bauart.

In F i g. I ist ein fahrgestell mit Rahmenteilen 1 und 2 und Rädern 3 dargestellt. Das Fahrgestell ist mit einer Fahrzeugkarosserie 4 einerseits über cmc elastische Aufhängung 5. beispielsweise eine Schraubenfeder, und andererseits ub>.r mindestens zwei Kabel oder Stangen 6 verbunden, deren Enden bei 7 und 8 am mittleren Teil des Fahrgestells bzw. an festen Stützen 9 befestigt sind, die mit der Fahrzeugkarosserie 4 starr verbunden sind. Bei der Montage werden Spannvorrichtungen vorgesehen, um diese Kabel unter Spannung zu halten. Bekannterweise ist es durch eine derartige Anordnung möglich, den mittleren Drehzapfen zwischen dem Fahrgestell und der Fahrzeugkarosserie wegzulassen.

Zumindest an den Enden 7 und 8 müssen auf jeden Fall elastische Stützelemente vorgesehen sein, um sowohl Zugbelastungen als auch die noch stärkeren Belastungen aufzunehmen, die durch das Bremsen und den Aufprall auf die Puffer entstehen.

Wie in Fig. 4 vergleichshalber dargestellt, bildete man bisher diese Vorrichtungen dadurch, daß man

mindestens emc Vcraiibenfedcr 10, die einerseits zwischen einem Ansatzstück 11, das das Kabel oder die Stange 6 verlängert und andererseits einem Gehäuse 27 der Vorrichtung eingesetzt ist, mit Tellerfedern 12 o. dgl kombinierte. Das Ansatzstück isi an seinem Ende durch eine Schraubverbindung 13 fixiert. Die elastischen Eigenschaften einer solchen Anordnung eiilsprechrn nicht den Forderungen der Praxis.

Außerdem erfordert diese Anordnung eine Gleitführung 14 und ein Gelenk 15, um Winkelbewegungen des Kabels oder der Stange 6 zu ermöglichen.

L'i.-M- bekannte Vorrichtung wird nun durch ein elastisches Stützlager ersetzt, das zwischen das Gehäuse 27 und das Ansatzstück 11 eingesetzt ist (siehe Fig.2), wobei das Stützlager aus Eiastomerkörpern 16 gebildet ist, die an diesen beiden Elementen oder an mit diesen Elementen verbundenen Flächen haften.

Es kann so verfahren werden, daß dieses Stützlager gleichzeitig auf Scherung und auf Druck beansprucht wird, wobei die Beanspruchung auf Scherung vor allem auf den Beginn der relativen Gesamtbewegung des Ansatzstückes 11 entlang seiner Achse beschränkt ist.

Dafür ist das Stützlager von einem Elastorr» "rkörper (Druckabschnitt 16) gebildet (siehe Fig.2), der eine eiwa ringförmige Gestalt aufweist und zwischen zwei senkrecht zur Achse stehenden Scheiben 17 und 18 angebracht ist, wobei die eine Scheibe 17 mit dem Gehäuse 27 einstückig ist oder sich gegen eine Querwand 19 des Gehäuses 27 stützt, während die andere Scheibe 18 über einen Scherabschnitt 21 mit dem Ansatzstück 11 oder einem Auflagestück 20 des Ansatzstückes verbunden ist, wobei der Scherabschnitt 21 ggf. einstückig mit dem Elastomerkörper (Druckabschnitt 16) ist. und bei axialen relativen Verschiebungen des Ansatzstücks 11 auf Scherung beansprucht werden kann. Dieser Abschnitt 21 haftet beispielsweise an dem Auflagestück 20 bzw. an einer ringförmigen axialen Verlängerung 22 der Scheibe 18.

Die Anordnung wird noch durch den Elastomerkörper (Druckabschnitt 16) eingelagerte Verstärkungen 23 und durch eren Anschlag 24 vervollständigt, die ggf. einstellbar am Ansatzstück 11 befestigt ist. wobei sich dieser Anschlag 24 in einer geeigneten Entfernung e von einer Kante 25 einer Verlängerung 22 der Scheibe 18 befindet, so daß sich der Anschlag 24 gegen die Kante abstützen kann, wenn eine axiale Verschiebung der.

Kabels oder der Stange 6 und des Anschlsgstucks 11 größer als die Entfernung e ist.

Schließlich wird die Anordnung ijuch durch Gelenkmittel vervollständigt, damit es der Achse des ■ Ansatzstücks 11, die eine mittlere öffnung 26 der Querwand 19 mit einem Spiel j durchragt, möglich ist, /.uaafiiiTK-ri mit dem Kabel oder der Stange 6 Winkelabweichungen mitzumachen.

Diese Einrichtungen werden auf die einfachste Weise

i" geschaffen, indem den Verstärkungen 23, sowie den entsprechenden Stützflächen des Druckabschnitts 16 an den Scheiben 17 und 18 eine konische Koim (oder kugelig o. dgl.) gegeben wird, was in jedem Augenblick eine Zentrierwirkung sicherstellt.

π Das elastische Stützelement arbeitet auf folgende Weise:

In Ruhestellung befindet sich die Anordnung in dem in Fig. 2 dargestellten Zustand, wobei das eingestellte Spiel e zwischen dem Anschlag 24 und der Kante 25

-" vorliegt.

In der Bewegung erlaubt die Scherb^inspruchung des Elastomers des Scherabschnitts 21 we Absorbierung von Schwingungen, und zwar unter den besten Bedingungen, wobei die Elastizität relativ groß ist, wie

2ϊ der Teil OA der Elastizitätskurve der Anordnung zeigt (siehe Fig. 3). wobei in dem Diagramm der Fig.3 die Abszisse den Federungsweg und die Ordinate die Belastung darstellt.

Bei Beschleunigungen, die auf das Bremsen oder das

i" Aufprallen auf Puffer zurückzuführer, sind, gelangt der Anschlag 24 in Berührung mit der Kante 25 und von diesem Augenblick an, d. h, wenn größere Belastungen eine größere relative axiale Bewegung des Kabels oder der Stange 6 und des Ansatzstücks 11 hervorrufen, wird

i> das Elastomer (Druckabschnitt 16) insbesondere auf Druck beansprucht: Die Vorrichtung ist dann für die Absorbierung einer größeren Energiemenge bereit, wobei dann wie Abschnitt AB der Kurve zeigt, die Elastizität beträchtlich geringer ist.

*ⁿ Schließlich werden alle Winkelbewegungen der Achse des Kabels oder der Stange 6 und des Ansatzstücks 11, die bei der Ausführung von vertikalen Auslenkungen unter Last oder beim Durchfahren von Kurven auftreten, durch die konische Form der

*'> Stützflächen des elastischen Blocks und seinei Verstärkungen ermöglicht.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elastisches Stützelement für die Verankerung von Fahrgestell und Karosserie eines Fahrzeuges verbindenden Kabeln oder Stangen, in Form eines > von der Stange mittig durchragten, aus einem Elastomer oder Gummi bestehenden Federkörpers, der an seinem einen Stirnende radial auBen durch ein ortsfestes Widerlager und an seinem anderen Stirnende radial nach innen versetzt durch ein das hi Kabel oder die Stange haltendes bewegliches Widerlager gestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Federkörper auf der Seite des beweglichen Widerlagers von einem im Querschnitt L-förmigen Zwischenkörper (Scheibe 18 und Ver- <> längerung 22) eingefaßt ist, der mit seinem Radialschenkel (Scheibe 18) einem am festen Widerlager anliegenden Druckabschnitt (16) des Federkörpers abdeckt und der einen radial ^;nnen liegenden \xialschenkel (Verlängerung 22) hat. ä» zwischen dem und einem Axialabschnitt (Auflage-Stück 20) des beweglichen Widerlagers ein gegenüber dem ortsfesten Widerlager radial nach innen versetzter Scherabschnitt (21) eingespannt ist, wobei das bewegliche Widerlager einen im axialen 2=> Abstand vom Axialschenkel (Verlängerung 22) des Zwischenkörpers liegenden Anschlag (24) aufweist.

2. Elastisches Stützelement nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützflächen des Federkörpers kegelige Form haben. »

3. Elastisches Stützelement nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Druckabschnitt (16) VerstärkungseinLgen (2^/ von kegeliger Form aufweist.