DE2730136A1

DE2730136A1 - Anschlag-puffer fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2730136A1
Application number: DE19772730136
Authority: DE
Inventors: Gerard Gallas
Original assignee: Produits Industriels de L'ouest Cie
Current assignee: Produits Industriels de L'ouest Cie
Priority date: 1976-07-27
Filing date: 1977-07-04
Publication date: 1978-02-02
Also published as: DE2730136B2; ES461012A1; DE2730136C3; IT1083672B; FR2360014A1; GB1557747A; FR2360014B1

Description

Dlpl.-Phye. U. M. Ha« 8 München 22. den

Patentanwalt Maximiliansir. 15 1. Juli 1977

Tel. 29 48 18

Compagnie des Produits Industrieis de L'Ouest Nantes, Frankreich

Anschlag-Puffer für Kraftfahrzeuge

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Anschlag-Puffer aus festem Elastomer, insbesondere für Vorderachs-Federbeine des Typs Mc Pershon von Kraftfahrzeugen.

Bei der Konstruktion derartiger Vorderachsen ist der obere Querlenker durch ein Federbein ersetzt, das aus einer Schraubenfeder und einem koaxial in der Mitte der Schraubenfeder angeordneten Stoßdämpfer besteht, die üblicherweise über ein elastisches Zwischenstück mit der Karosserie verbunden sind.

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Tritt nun ein kräftiger, direkter Stoß auf, das heißt ein axial von unten nach oben gerichteter Stoß, so reichen die Dämpfungswirkungen der Feder und des Stoßdämpfers nicht aus, um eine Berührung zweier Metallteile der Aufhängung zu verhindern. Um einen solchen Kontakt auszuschließen muß ein Puffer vorgesehen sein, der dann wirksam ist, wenn die Durchfederungen einen bestimmten, von der Achsgeometrie abhängenden Wert überschreitet. Die Anforderungen an einen derartigen Anschlag-Puffer sind die folgenden:

a) Festigkeitsverlauf:

Der Verlauf der Deformation bei Belastung muß einer vorgegebenen Kurve entsprechen. Der erste Teil entspricht dabei einem geringen Stoß, der sich auf die Aufhängung bei Kontakt mit dem Puffer noch nicht auswirkt.

Ihr zweiter Teil entspricht einem zunehmenden Anstieg der auftretenden Kraft, wobei die Kurve keine Unstetigkeit aufweisen darf, die sich in der Aufhängung oder Federung bemerkbar machen würde.

Der dritte Teil entspricht einem steilen Anstieg der auftretenden Belastung mit geringer entsprechender Deformation. Dieser wird als "Mauer" bezeichnet und durch die maximale Stauchung xM des Puffers bestimmt. Dabei wird xM durch die Geometrie der Aufhängung und der Federung derart bestimmt, daß der oben erwähnte Kontakt Metall-Metall verhindert wird.

b) Geometrische Abmessungen:

Der Puffer ist zwischen der außen angeordneten Feder und dem innen angeordneten Stoßdämpfer vorgesehen. Beim Stauchvorgang darf er weder die Feder noch den Dämpfer berühren, das heißt er muß in einem vorgegebenen, von zwei konzentrischen Zylindern umgebenen Raum verbleiben. Dies ist bei Ver-

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wendung eines Puffers aus festem Elastomer insbesondere dann schwierig zu erreichen, wenn in Anlehnung an den graphischen Festigkeitsverlauf die maximale Zusammendrückbarkeit des Puffers in der Größenordnung von 70 % der ursprünglichen Höhe betragen soll. Schließlich darf der Puffer keinen Knickvorgang erleiden, wodurch ein plötzliches Ausscheren nach Innen oder Außen auftreten würde und damit eine Verringerung der Lebensdauer.

Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe bestellt, einen Anschlag-Puffer anzugeben, der voll die an ihn gestellten oben näher erläuterten Forderungen erfüllt.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß der Puffer aus zwei kreisförmigen Stützflächen besteht, zwischen denen in regelmäßigen Abständen entlang ihrer Ränder Gummiteile angeordnet sind, die jeweils aus zwei, an ihren Scheitelpunkten miteinander verbundenen Bögen bestehen, deren Enden jeweils mit den Stützflächen verbunden sind.

Vorteilhafterweise beträgt die Anzahl der Teile vier,deren innere und äußere Flächen jeweils eben sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1: einen axialen Schnitt durch eine Anordnung eines erfindungsgemäßen Anschlag-Puffers in einem Federbein;

Fig. 2: eine graphische Darstellung des Festigkeitsverlaufs des Puffers und

Fig. 3: eine perspektivische Einzeldarstellung eines Puffers.

In Figur 1 ist mit 1 eine Schraubenfeder bezeichnet, mit 2 der in ihr angeordnete Stoßdämpfer, mit 4 der Anschlag-Puffer und mit 3 das Federbein-Stützlager, über das die Anordnung mit der Karosserie verbunden ist.

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Um sicherzustellen, daß der gewünschte Kurvenverlauf bezüglich der Festigkeit gemäß Figur 2 erzielt wird, muß das Profil des Puffers dem Prinzip der sogenannten "unterbrochenen Mantellinie" entsprechen, das heißt, daß eine sich senkrecht zu den Stützflächen erstreckende Gerade oder Erzeugende eines Puffers aus festem Elastomer, dessen Höhe groß im Verhältnis zu seinem Querschnitt ist, nicht völlig in der Gummimasse zwischen diesen Stützflächen verlaufen darf. Mit anderen Worten muß jede Senkrechte zu einer der Stützflächen des Puffers eine Aussparung durchschneiden, bevor sie auf die andere Stützfläche trifft. Wäre diese Forderung nicht erfüllt, so würde der Puffer die Form eines massiven Gummiprismas zwischen den Stützflächen aufweisen, dessen Querschnitt klein zu seiner Höhe wäre. Das würde aber bedeuten, daß die maximal zulässige Belastung nach Euler bei einem Zusammendrücken überschritten werden würde, wie es bei Vorderachsen von Kraftfahrzeugen gelegentlich auftritt, so daß ein Abknicken eines prisnatischen Puffers unvermeidlich wäre. Die damit erzielbare Kurve entspräche nicht der in Figur 2 dargestellten Kurve, da sie eine umgekehrte Krümmung aufweist mit einem für das Abknicken charakteristischen Knickpunkt.

Der in Figur 3 im einzelnen gezeigte Puffer entspricht dem Prinzip der unterbrochenen Mantellinie. Jede Erzeugende, wie zum Beispiel a,a' durchsetzt eine Aussparung in ihrer Richtung von einer Stützfläche zur gegenüberliegenden.

Wie dargestellt, sind die Stützflächen 5 und 6 durch vier Gummiteile 7 getrennt, die in regelmäßigen Abständen entlang eines sich am Rand der Stützflächen erstreckenden Umfanges angeordnet sind.

Die inneren und äußeren Flächen der Teile 7 sind praktisch eben. Obwohl die allgemeine Form des Puffers zylindrisch ist, darf das Profil der genannten Teile keine ZyIInderform aufweisen, da dann der Nachteil auftreten würde, daß sie eine schlechte Ver-

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teilung der Belastungen bei axialem Kraftansatz aufweisen würden, wodurch eine nach außen gerichtete Knickverschiebung aufträte.

Die Wahl der Anzahl der Teile 7 ist nicht ohne Bedeutung. Ein Puffer mit drei Teilen erfordert ein höheres Volumen um eine ausreichende Stabilität zu gewährleisten. Die mit einem vierteiligen Puffer erzielbare optimale Stabilität ermöglicht den Verzicht auf metallische, in den Gummi eingebettete Stützen und damit eine Verminderung der Herstellungskosten.

Jedes Teil 7 besteht aus zwei Bögen 8 und 9 aus einem Elastomer, deren Scheitelpunkte sich berühren. Die Rundung eines jeden Bogens wird schon durch sehr geringe Belastung flach..gedrückt. Die gegenüberliegende Anordnung der beiden Bögen, die wie zwei hintereinander angeordnete Federn wirken, weisen übrigens eine besondere Flexibilität im Vergleich zu einem aus nur einem Bogen bestehenden Teil auf. Die Festigkeitskurve weist demzufolge in der Nähe des Berührungspunktes nur eine sehr geringe Steigung auf, entsprechend dem ersten Teil der in Figur 2 dargestellten Kurve.

Erhöht sich die Belastung, tritt in jedem der Gummibögen ein Spreizeffekt auf. Die Festigkeit des Puffers nimmt kontinuierlich zu, wie gewünscht, gemäß dem mittleren Teil der in Figur dargestellten Kurve.

Bei noch größeren auftretenden Kräften schließen sich die Aussparungen innerhalb und zwischen zwei aufeinanderstehenden Bögen vollständig. Jedes Teil 7 nähert sich in Folge der Kompression der Form eines massiven Gummiprismas. Die Festigkeitskurve weist eine schnell auftretende Versteifung auf bis zu einer Maximalbelastung, deren Wert durch die Geometrie des Teils bedingt ist. Dergestalt erreicht man die dem dritten Teil der in Figur 2 dargestellten Kurve entsprechende Mauer.

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Der relative Wert der einzelnen Bereiche der theoretischen Kurve gemäß Figur 2 kann durch die folgenden Parameter beeinflußt werden:

- geometrische Gesamtabmessungen des Puffers (in dem durch die beiden konzentrischen zylindrischen Hüllen vorgegebenen Grenzen, wie oben ausgeführt);

- die Weite der Gummibögen oder die Maße der Aussparungen in ihnen (innerhalb der durch die unterbrochene Mantellinie vorgegebenen Grenzen);

- die Shore-Härte der zur Herstellung des Puffers verwendete η Gummimischung. Vorteilhafterweise werden keine Mischungen mit kleineren Härten als 60 Shore-Grade verwendet, um so eine zu große Instabilität des Puffers aufgrund zu großer Weichheit in transversaler Richtung zu vermeiden.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

MJ Puffer aus festem Elastomer, insbesondere für Vorderachs-Federbeine von Kraftfahrzeugen, gekennzeichnet durch zwei kreisförmige Stützflächen (5,6), zwischen denen in regelmäßigen Abständen entlang ihrer Ränder Gummiteile (7) angeordnet sind, die jeweils aus zwei an ihren Scheitelpunkten miteinander verbundenen Bögen (8,9) bestehen, deren Enden jeweils mit den Stützflächen verbunden sind.
2. Puffer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß vier Teile (7) vorgesehen sind.
3. Puffer nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß die inneren und äußeren Flächen dieser Teile (7) eben sind.

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ORIGINAL INSPECTED