DE2730136C3 - Anschlag-Puffer für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Anschlag-Puffer gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei der Konstruktion von Vorderachsen, insbesondere von Vorderachs-Federbeinen des Typs McPherson von Kraftfahrzeugen 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.

Tritt nun ein kräftiger, direkter Stoß auf, das heißt ein axial von unten nach obew gerichteter Stoß, so reichen die Dämpfungswirkungen der Fecr 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 überschreiten. Die Anforderungen an einen derartigen Anschlag-Puffer sind die folgenden:

a) Festigkeitsverlauf:

Der Verlauf der Deformation bei Belastung entspricht dem üblichen progressiven Verlauf einer Gummifeder.

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, d. h. er muß in einem vorgegebenen, von zwei konzentrischen Zylindern umgebenden Raum verbleiben. Dies ist bei Verwendung 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.

Aus dem DE-Gbm 18 16 598 ist es bekannt in Verbindung mit Stoßdämpfern Anschlag-Puffer zu verwenden. Dabei ist ein solcher Anschlag-Puffer zwischen den relativ zueinander beweglichen Teilen einer Stoßdämpfereinrichtung angeordnet

In der DE-PaL Anm. ρ 7295 D XII/47a, 4. September 1952 ist ein Puffer aus festem Elastomer beschrieben, bei dem zwei kreisförmige Stützflächen vorgesehen sind, zwischen denen in regelmäßigen Abständen entlang der Ränder der Stützflächen Gummiteile angeordnet sind. Dabei sind die Enden der Gummiteile jeweils mit den ίο Stützflächen verbunden. Solche Puffer sind z^r federnden bzw. beweglichen Verbindung von verschiedensten Bauteilen bestimmt.

Schließlich ist aus der DE-OS 23 27 032 in anderem Zusammenhang ein Federkörper bekannt, der ein bogenförmiges Gummiteil aufweist, das an seinem Scheitelpunkt belastet wird. Dieser Federkörper wird als Fender verwendet und soll beispielsweise durch Fahrzeuge verursachte Stöße an Kaimauern, Docks oder Rampen auffangen.

Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, einen Anschlag-Puffer anzugeben, der so ausgebildet ist, daß er die an ihn gestellten oben näher erläuterten Anforderungen erfüllt

Diese Aufgabe wird durch einen wie eingangs erwähnten Anschlag-Puffer gelöst, der durch die in dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 aufgeführten Merkmale gekennzeichnet ist

Vorteilhafterweise sind entlang der Ränder der Stützflächen vier Teile vorgesehen, deren innere und äußere Fläche jeweils eben sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert Dabei zeigt

F i g. 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 Fig. 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.

Um sicherzustellen, daß der gewünschte Kurvenverlauf bezüglich der Festigkeit gemäß F i g. 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 E u I e r bei einem Zusammendrücken überschritten würde, wie es bei Vorderachsen von Kraftfahrzeugen gelegentlich auftritt, so daß ein Abknicken eines prismatischen Puffers unvermeidlich wäre. Die damit erzielbare Kurve entspräche nicht der in Fig.2 dargestellten Kurve, da sie eine umgekehrte Krümmung aufweist mit einem für

das Abknicken charakteristischen Knickpunkt

Der in F i g. 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 Gummileile 7 getrennt, die in regelmäßigen Abständen entlang eines sich am Rand der Stützflächen erstreckenden Umianges 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 Zylinderform aufweisen, da dann der Nachteil auftreten würde, daß sie eine schlechte Verteilung 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 flachgedrückt 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 F i g. 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 F i g. 2 dargestellten Kurve.

Bei noch größeren auftretenden Kräften schließen sich die Aussparungen innerhalb und zwischen zwei

Ό aufeinanderstellenden 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 F i g. 2 dargestellten Kurve entsprechende Mauer.

Der relative Wert der einzelnen Bereiche der theoretischen Kurve gemäß Fig.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 V»'eite 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 verwendeten Gummimischung. Vorieilhafterweise 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.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Anschlag-Puffer aus festem Elastomer, anzuordnen zwischen den relativ zueinander beweglichen Teilen einer Stoßdämpfereinrichtung für Vorderachs-Federbeine von Kraftfahrzeugen, wobei der Anschlag-Puffer zwei kreisringförmige Stützflächen aufweist, zwischen denen in regelmäßigen Abständen entlang ihrer Ränder GummiteUe angeordnet sind, deren Enden jeweils mit den Stützflächen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummiteile (7) jeweils aus zwei an ihren Scheitelpunkten miteinander verbundenen Bögen (8, 9) bestehen.

2. Anschlag-Puffer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vier Teile (7) vorgesehen sind.

3. Anschlag-Puffer nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren und äußeren Flächen der Teile (7) eben sind.