DE2805571C2 - Elastisches Verbindungselement mit nichtlinearer Kraft-Weg-Kennlinie - Google Patents
Elastisches Verbindungselement mit nichtlinearer Kraft-Weg-KennlinieInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F1/00—Springs
- F16F1/36—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein elastisches
Verbindungselement mit einer nichtlinearen Kraft-Weg-Kennlinie.
Elastische Verbindungselemente zwischen Bauteilen mit nichtlincarer, durch Zuschalten von weiteren
Filterelementen über Anschläge oder besondere Formgebungen, progressiver Kraft-Weg-Kennlinie t:ind
bekannt und einfach herzustellen. In vielen Anwuidungsfällen sind jedoch relativ stei.'c Verbindungselemente mit nichtlinearer degressiver Kraft-Weg-Kennlinie, die ab einer bestimmten Krafteinwirkung weite-en
Krafteinwirkungen elastisch nachgeben, erwünscht.
Betätigungseinrichtungen an Maschinen übertragen durch Seilzüge oder Gestänge Schwingungen der
Maschinen auf Handgriffe oder Pedale und deren Halterungen, insbesondere wenn größere Krafteinwir- w
kungen, wie z. B. Kupplungsbetätigungen, erforderlich sind. Besonders im Kraftfahrzeugbau ist man bestrebt,
störende Schwingungsübertragungen von der Brennkraftmaschine auf Pedale und Handgriffe und über
deren Lagerungen auf Karosserieteile zu unterbinden. v,
Ein elastisches, auf Zug beanspruchtes, schwingungsisolierendes Aufhängeelement ist bekannt (DE AS
11 22 906) und besteht aus zwei oder mehreren an ihren
Stirnseiten durch je einen Querbalken verbundenen Gummizügen, wobei auf den beiden Innenseiten der mi
Querbalken je eine Metallplatte zur Befestigung an den Haltemitteln vorgesehen ist. Schwingungen zwischen
den Haltemitteln werden durch die Dehnung der Gummizüge zum Teil entkoppelt. Bei der Verwendung
als .schwingungsisolierendes Element in SeilzUgen cder *">
Gestängen von Betätigungseinrichtungen an Maschinen zeigt sich die nachteilige Eigenschaft, daß bei der
Ausbildung als steifes Element Schwingungen in Form
von Körperschallbrücken gut übertragen werden, bei
der Ausbildung als weiches Element Schwingungen zwar gut isoliert werden, jedoch keine exakte
Kraftübertragung möglich ist und große Wegverluste, beispielsweise zwischen dem Kupplungspedal und dem
Kuppiungsausrückhebel, auftreten.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfaches, leicht dimensionierbares, elastisches Verbindungselement zu
schaffen, das eine definierte Kraft mit wenig Wegverlust überträgt und während der Krafteinwirkung auftretende Schwingungen nur wenig rücküberträgt insbesondere zur Verwendung in Verbindungseinrichtungen zu
Maschinen, z. B. in Seilzügen oder Gestängen für
Kupplungsbetätigungseinrichtungen.
Die Aufgabe der Erfindung wird bei einem gattungr,-gemäßen Verbindungselement mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst
Bei steigender Zugkraft und Auslenkung des elastischen Verbindungselementes wird der eingeschlossene
Raum, der im Grenzfall das Anfangsvolumen Null hat vergrößert und damit der Gasdruck im Innern des
Raumes vermindert das heißt ein Unterdruck, im Grenzfall Vakuum aufgebaut Es entsteht somit eine
Rückstellkraft durch den auf der Begrenzung des Raumes liegenden, größeren äußeren Luftdruck und
durch die elastische Begrenzung des Raumes selbst Die Ki aft-Weg-Kennhnie des Luftdruckanteils an der
Rückstellkraft ist in ihrer Steilheit von der Größe des eingeschlossenen Gasvolumens abhängig und nähert
sich asymptotisch einer waagerechten Geraden (Federkraft = konstant), deren Lage von der Größe der
wirksamen Fläche abhängt, an der der äußere Luftdruck angreift Zu dem luftdruckbedingten Anteil der Rückstellkraft addiert sich der Anteil, der durch die
Rückstellkraft der elastischen Raum-Begrenzung gebildet wird und dessen Steifigkeit im wesentlichen die
Steilheit des zweiten Kraft-Weg-Kennlinienabschnittes bestimmt Die Steigungen eines ersten steilen und eines
zweiten flachen Kraft-Weg-Kenuiinienabschnittes, sowie die Lage der Abbiegung des ersten in den zweiten
Kennlinienabschnitt sind somit vorteilhaft weitgehend unabhängig voneinander festlegbar. Das Verbindungselement, z. B. in einem Seilzug einer Kupplungsbetätigung eingebaut, läßt sich durch die Größe des Raumes,
die Steifigkeit der elastischen Begrenzung des Raumes und der wirksamen Fläche für den anliegenden
Luftdruck so dimensionieren, daß der flache zweite Abschnitt der Kraft-Weg-Kennlinie in Höhe der
Betätigungskraft liegt. Dadurch wird vorteilhaft erreicht, daß die Betätigungskraft exakt und ohne große
Wegverluste übertragen wird (erster steiler Kennlinienbereich), jedoch während der Krafteinwirkung, wobei
üblicherweise starke Geräuschübertragungen auftreten, gute Schwingungsisolation zur Wirkung kommt (zweiter, flacher Kennlinienabschnitt).
In einer vorteilhaft einfachen Ausbildung der
Erfindung wird das eingeschlossene Gasvolumen von zwei mit Befestigungselementen versehenen, steifen
Platten und einer mit den steifen Platten dicht verbundenen, elastischen Berandung gebildet.
In einer einfach dimensionierbaren und einfach herstellbaren Ausführungsform sind die steifen Platten
im nich'belasteicn Ruhezustand des Verbindungselementes parallel und in einem im Vergleich zu ihrem
Durchmesser kleinen Abstand zueinander angeordnet, wobei die elastische Berandung die beiden steifen
Platten in Form einer Gummimanschette umschließt.
lliirrh das Anbringen eines Auslenkungsbegrenzers
läßt sich vorteilhaft ein dritter, an den zweiten Kennlinienabschnitt anschließender, steil ansteigender
Kraft-Weg-Kennlfjiienabschnitt erreichen.
Die Steilheit des dritten Kraft-Weg-Kennlinienabschnittes
ist durch die Elastizität des Auslenkungsbegrenzers bestimmt.
Die Erfindung ist nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels und eines Kraft-Weg-Diagramms näher
erläutert. Es z<!3gt
F i g. 1 einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines elastischen Verbindungselementes;
F i g. 2 ein Kraft-Weg-Diajramm eines elastischen
Verbindungselementes.
Ein Gasvolumen 1 wird von zwei steifen Platten 2, 3
mit Befesügungselementen 4,5 in Form von Schrauben und einer Guminimanschette € begrenzt Die Gummimanschet'e
6 ist im Bereich des Spaltes zwischen den steifen Platten 2, 3 verformbar und umschließt im
übrigen Bereich gasdicht die steifen Platten. Ein Auslenkungsbegrenzer 7 in Form eines Metallbügels ist
mit einer steifen Platte 2 über dessen Befestigungselement
4 fest verbunden und wirkt als Anschlag.
Beim Anlegen einer Zugkraft an die Befestigungselemente
4, 5 bewegen sich die steifen Platten 2, 3 auseinander, wobei der Raum 1 vergrößert bzw. ein
Vakuum erzeugt wird und die Gummimanschette über den steifen Platten 2,3 gedehnt wird Die Volumenvergrößerung
des eingeschlossenen Gases oder des Vakuums bewirkt einen Druckabfall, so daß der an den
steifen Platten anliegende, äußere Luftdruck versucht die steifen Platten zusammenzudrücken. Es entsteht
daher ein Kraft-Weg-Kennlinienanteil entsprechend Bezugszeichen 11 in F i g. 2, durch den an der Fläche der
steifen Platten 2, 3 anliegenden, gleichbleibenden Luftdruck und den sich vermindernden Druck im Raum
in 1. Bei einer Vergrößerung des eingeschlossenen
Gasvolumens im Raum 1 wird die Kurve 11 flacher, und bei einer Vergrößerung der Fläche der steifen Platten
quer zur Zugrichtung verschiebt sich die Gerade 12, an die sich die Kurve 11 asymptotisch, annähert, nach
größeren Kräften hin. Zur Kurve. 11 addiert sich der Anteil unter der im wesentlichen linear verlaufenden
Kurve 13, die den Anteil der Rückstellkraft der gedehnten Gummimanschette 6 wiedergibt Die Steigung
der Kurve 13 ist abhängig von der Form und Härte der verwendeten GummimanschHfe 6. Es ergibt sich
somit eine resultierende Kennlinie entsprechend dem Bezugszeichen 14, die beim Einsatz eines Auslenkungsbegrenzers
7 am Anschlagpunkt 15 je nach elastischer Ausbildung des Anschlages nach oben mehr oder
weniger steil in Form des Kurv enanteils 16 abbiegt.
Hierzu 2 B.'att Zeichnungen
Claims (5)
1. Elastisches Verbindungselement mit einer nichtlinearen Kraft-Weg-Kennlinie, dadurch
gekennzeichnet, daß in ihm ein wenigstens zum Teil elastisch begrenzter Raum (1) eingeschlossen ist, der sich beim Anlegen einer Zugkraft gegen
die Krafteinwirkung des äußeren Luftdrucks vergrößert
2. Elastisches Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eingeschlossene Raum (1) von zwei mit Befestigungselementen (4, 5) versehenen steifen Platten (2, 3) und
einer mit den steifen Platten (2,3) dicht verbundenen ι
elastischen Berandung (β) gebildet ist
3. Elastisches Verbindungselement nach Anspruch Z dadurch gekennzeichnet, daß die steifen
Platten (2. 3) im Ruhezustand parallel und mit im Vergleich iu ihrem Durchmesser kleinen Abstand
zueinander angeordnet sind und die elastische Berandung (6) in Form einer GummimanscheUe die
steifen Platten umschließt
4. Elastisches Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
Auslenkungsweg des VerbicJunjjselementes durch
einen oder mehrere Auslenkungsbegrenzer (7) eingeschränkt ist.
5. Elastisches Verbindungselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausien-
kungsbegruizer (7) elastisch ausgebildet ist
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19782805571 DE2805571C2 (de) | 1978-02-10 | 1978-02-10 | Elastisches Verbindungselement mit nichtlinearer Kraft-Weg-Kennlinie |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19782805571 DE2805571C2 (de) | 1978-02-10 | 1978-02-10 | Elastisches Verbindungselement mit nichtlinearer Kraft-Weg-Kennlinie |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2805571B1 DE2805571B1 (de) | 1978-11-09 |
DE2805571C2 true DE2805571C2 (de) | 1979-07-12 |
Family
ID=6031576
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19782805571 Expired DE2805571C2 (de) | 1978-02-10 | 1978-02-10 | Elastisches Verbindungselement mit nichtlinearer Kraft-Weg-Kennlinie |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2805571C2 (de) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007023963B4 (de) * | 2007-05-23 | 2014-01-02 | Abi Anlagentechnik-Baumaschinen-Industriebedarf Maschinenfabrik Und Vertriebsgesellschaft Mbh | Vorrichtung für einen Schwingungserreger |
DE102014221121A1 (de) * | 2014-10-17 | 2016-04-21 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zur Schwingungs- und Geräuschdämpfung an einem Kraftfahrzeugantriebsaggregat mittels einer Aggregate-Befestigungseinrichtung |
-
1978
- 1978-02-10 DE DE19782805571 patent/DE2805571C2/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2805571B1 (de) | 1978-11-09 |
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Date | Code | Title | Description |
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8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
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