DE2811034A1 - Shock absorber for vehicle wheel suspension - has mounting eye with intermediate bush dividing elastomer material into inner and outer bodies - Google Patents
Shock absorber for vehicle wheel suspension - has mounting eye with intermediate bush dividing elastomer material into inner and outer bodiesInfo
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Abstract
Description
Titel: Befestigungsauge, insbesondere fürTitle: Fastening eye, in particular for
Stoßdämpfer Beschreibung Befestigungsauge, insbesondere für Stoßdämpfer Die Erfindung betrifft ein Befestigungsauge, insbesondere für Stoßdämpfer, mit einer Außenbüchse und einer Innenbüchse, die aus relativ starrem Werkstoff, insbesondere Metall, bestehen und durch elastomeren Werkstoff voneinander getrennt sind. Shock absorbers Description fastening eye, in particular for shock absorbers The invention relates to a fastening eye, in particular for shock absorbers, with an outer sleeve and an inner sleeve made of relatively rigid material, in particular metal, are made and separated from one another by elastomeric material are.
Solche Befestigungsaugen sind bei Stoßdämpfern, wie sie zB bei Radaufhängungen von Kraftfahrzeugen verwendet werden, üblicherweise an je einem Ende des Stoßdämpferzylinders und der Kolbenstange befestigt, meist in der Weise, daß die Außenbüchse an den Zylinder bzw die Kolbenstange angeschweißt ist. Die Innenbüchse ist dazu bestimmt, einen Befestigungsbolzen aufzunehmen. Such fastening eyes are in shock absorbers, such as those in wheel suspensions are used by motor vehicles, usually at each end of the shock absorber cylinder and the piston rod is attached, usually in such a way that the outer sleeve is attached to the cylinder or the piston rod is welded on. The inner sleeve is intended to be a Include fastening bolts.
Üblicherweise ist der Raum zwischen Außen- und Innenbüchse vollständig mit einem elastomeren Werkstoff ausgefüllt und beide Büchsen sind in unbelastetem Zustand des Befestigungsauges gleichachsig angeordnet. Es sind jedoch auch Befestigungsaugen bekannt, deren Büchsen im unbelasteten Zustand in bezug aufeinander exzentrisch angeordnet und in dem Bereich, in dem sie einander am nächsten sind, nicht durch elastomeren Werkstoff, sondern durch eine Aussparung voneinander getrennt sind. Solche Befestigungsaugen eignen sich besonders für Belastungen in einer bestimmten Hauptbelastungsrichtung, die bestrebt sind, die Konzentrizität beider Büchsen wiederherzustellen.Usually the space between the outer and inner sleeves is complete Filled with an elastomeric material and both sleeves are in unloaded Condition of the fastening eye arranged coaxially. However, there are also fastening eyes known whose bushings are eccentric with respect to one another in the unloaded state and not through in the area where they are closest to each other elastomeric material, but are separated from one another by a recess. Such fastening eyes are particularly suitable for loads in a particular Main load direction, which strives to restore the concentricity of both bushings.
Bei Stoßdämpfern tritt das Problem auf, daß sie beim Übergang von Druck- auf Zugbelastung und umgekehrt also bei Umkehr der Bewegung, die sie dämpfen sollen, unter bestimmten Umständen Schwingungen erzeugen, die anscheinend durch Veränderungen der inneren Reibung bedingt sind Infolge dieser Schwingungen können beispielsweise bei Kraftfahrzeugen unangenehme Karosseriegeräusche auftreten, die bisher weder durch Maßnahmen am Stoßdämpfer selbst noch durch die bekannten Befestigungsaugen wirksam bekämpft werden konnten. Bekannte Befestigungsaugen der eingangs beschriebenen Gattung haben auch bei anderen Anwendungsfällen nicht immer vollständig befriedigt, wenn von ihnen einerseits eine sanft ansteigende Kraft-Weg-Charakteristik und andererseits hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber starken stoßartigen Belastungen verlangt worden ist. The problem arises with shock absorbers that they are at the transition from Pressure on tensile load and vice versa when reversing the movement that they dampen should, under certain circumstances, generate vibrations that appear to be through Changes in internal friction are conditioned as a result of these vibrations For example, unpleasant body noises occur in motor vehicles that so far neither by measures on the shock absorber itself nor by the known fastening eyes could be effectively combated. Known fastening eyes of the one described above Genus have not always been completely satisfactory in other applications, if on the one hand a gently increasing force-displacement characteristic and on the other hand high resistance to strong shock loads has been demanded is.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Befestigungsauge der eingangs beschriebenen Gattung, insbesondere für Stoßdämpfer, zu schaffen, deren Kraft-Weg-Charakteristik in einem unteren Belastungsbereich sanft und vorzugsweise linear, in einem oberen Belastungsbereich aber steil ansteigt. The invention is therefore based on the object of a fastening eye of the type described above, in particular for shock absorbers, to create their Force-displacement characteristic gently and preferably in a lower load range linearly, but increases steeply in an upper load range.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der elastomere Werkstoff zwischen der Außenbüchse und der Innenbüchse durch eine ebenso wie diese Büchsen relativ starre Zwischenbüchse unterteilt ist in einen äußeren Elastomerkörper, dessen Hauptmasse im Bereich der Hauptbelastungsachse des Befestigungsauges konzentriert ist, und einen inneren Elastomerkörper, dessen Hauptmasse im Bereich einer Querachse konzentriert ist. The object is achieved according to the invention in that the elastomeric Material between the outer sleeve and the inner sleeve through a just like this Bushes relatively rigid intermediate bush is divided into an outer elastomer body, whose main mass is concentrated in the area of the main load axis of the fastening eye is, and an inner elastomer body, the main mass of which in the area of a transverse axis is focused.
Damit wird erreicht, daß bei Belastung des Befestigungsauges in Richtung der Hauptbelastungsachse der innere Elastomerkörper im wesentlichen auf Schub und der äußere Elastomerkörper im wesentlichen auf Druck beansprucht wird. Dabei verhält sich der innere Elastomerkörper verhältnismäßig weich, dh er hat eine flache Kraft-Weg-Charakteristik, die zur Übertragung geringer Kräfte geeignet ist. Der äußere Elastomerkörper verhält sich dagegen verhältnismäßig hart, dh er hat eine steil ansteigende Kraft-Weg-Charakteristik und eignet sich zur Übertragung großer Kräfte. Beide Elastomerkörper können eine besonders hohe Lebensdauer erreichen, denn beim inneren Elastomerkörper ist die Schubbeanspruchung infolge der Konzentration des Elastomervolumens im Bereich der Querachse gering und beim äußeren Elastomerkörper werden übermäßige Flächenpressungen dadurch vermieden, daß die Innenbüchse nicht unmittelbar sondern über die wesentlich größere Zwischenbüchse auf ihn einwirkt. This ensures that when the fastening eye is loaded in the direction the main load axis of the inner elastomer body is essentially due to thrust and the outer elastomer body is essentially subjected to pressure. It behaves the inner elastomer body is relatively soft, i.e. it has a flat force-displacement characteristic, those for transmission low forces is suitable. The outer elastomer body on the other hand, behaves relatively hard, ie it has a steeply increasing force-displacement characteristic and is suitable for the transmission of large forces. Both elastomer bodies can be one Achieve a particularly long service life, because the inner elastomer body is Shear stress due to the concentration of the elastomer volume in the area of the The transverse axis is low and there are excessive surface pressures on the outer elastomer body avoided by the fact that the inner sleeve is not directly but on the essential larger intermediate sleeve acts on him.
Die weitgehende Freiheit, die bei der Gestaltung der erfindungsgemäßen Zwischenbüchse trotz im allgemeinen vorgegebener Form und Abmessungen der Außen- und Innenbüchse besteht, ermoglicht eine Vielfalt verschiedener Formen, Maße und Anordnungen des äußeren und inneren Elastomerkörpers sowie verschiedenartige Begrenzungen des Bewegungsraumes der Innenbüchse innerhalb der Zwischenbüchse sowie der Zwischenbüchse innerhalb der Außenbüchse. Dadurch läßt sich das erfindungsgemäße Befestigungsauge an die unterschiedlichsten Anforderungen anpassen und lassen sich Überlastungen der Elastomerkörper mit Sicherheit vermeiden. The extensive freedom in the design of the invention Intermediate sleeve despite the generally specified shape and dimensions of the outer and inner liner, allows a variety of different shapes, dimensions and Arrangements of the outer and inner elastomer body and various types of limitations the movement space of the inner liner within the intermediate liner and the intermediate liner inside the outer sleeve. This allows the fastening eye according to the invention adapt to the most diverse requirements and allow overloads Avoid the elastomer body with certainty.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat die Zwischenbüchse einen länglichen Querschnitt, dessen lange Achse mit der Querachse übereinstimmt. Zusätzlich zu oder unabhängig von dieser Querschnittsgestaltung der Zwischenbüchse kann die erfindungsgemäße Konzentration der Hauptmasse des äußeren Elastomerkörpers im Bereich der Hauptbelastungsachse und des inneren Elastomerkörpers im Bereich der Querachse dadurch erreicht werden, daß der äußere Elastomerkörper durch zwei einander diametral gegenüber im Bereich der Querachse angeordnete äußere Aussparungen unterteilt ist und/oder der innere Elastomerkörper durch zwei einander diametral gegenüber im Bereich der Hauptachse angeordnete innere Aussparungen unterteilt ist. In a preferred embodiment of the invention, the intermediate sleeve an elongated cross-section, the long axis of which coincides with the transverse axis. In addition to or independently of this cross-sectional configuration of the intermediate sleeve can be the concentration according to the invention of the main mass of the outer elastomer body in the area of the main load axis and the inner elastomer body in the area the transverse axis can be achieved in that the outer elastomer body by two outer recesses arranged diametrically opposite one another in the area of the transverse axis is divided and / or the inner elastomer body by two diametrically opposed to each other opposite arranged in the area of the main axis inner recesses is divided.
Wenn in unbelastetem Zustand des Befestigungsauges die Innenbüchse in bekannter Weise konzentrisch zur Außenbüchse angeordnet ist, dann ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Zwischenbüchse vorzugsweise ebenfalls konzentrisch angeordnet und sind die Elastomerkörper in bezug auf das gemeinsame Zentrum der Büchsen symmetrisch angeordnet. If the inner sleeve is in the unloaded state of the fastening eye is arranged in a known manner concentrically to the outer sleeve, then according to a Further development of the invention, the intermediate sleeve preferably also concentrically arranged and are the elastomer body with respect to the common center of the Bushings arranged symmetrically.
Die Erfindung eröffnet ferner die Möglichkeit, daß der äußere Elastomerkörper mit radialer Vorspannung zwischen Außenbüchse und Zwischenbüchse eingespannt ist und/oder der innere Elastomerkörper mit radialer Vorspannung zwischen Innenbüchse und Zwischenbüchse eingespannt ist. The invention also opens up the possibility that the outer elastomer body is clamped with radial preload between the outer sleeve and the intermediate sleeve and / or the inner elastomer body with radial prestress between the inner sleeve and intermediate sleeve is clamped.
All diese Maßnahmen ermöglichen es, nahezu jede beliebige Kraft-Weg-Charakteristik auch mit solchen, beispielsweise öl-oder hitzebeständigen elastomeren Werkstoffen zu erzielen, die nur in eng begrenzten Belastungsbereichen eine befriedigende Lebensdauer haben. All of these measures make it possible to produce almost any force-displacement characteristic also with such, for example oil- or heat-resistant elastomeric materials to achieve a satisfactory service life only in narrowly limited load areas to have.
Schließlich kann die Zwischenbüchse radiale Löcher haben, beispielsweise aus Lochblech bestehen, so daß der innere und der äußere Elastomerkörper durch die Zwischenbüchse hindurch miteinander verbunden sind. Dadurch kann auf einen Haftvermittler verzichtet werden und es ergibt sich außerdem eine Gewichtsersparnis. Finally, the intermediate sleeve can have radial holes, for example consist of perforated sheet, so that the inner and outer elastomer body through the Intermediate sleeve are connected to each other through. This allows a bonding agent can be dispensed with and there is also a weight saving.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen: Fig.la und b ein erstes Ausführungsbeispiel eines Befestigungsauges in Stirnansicht bzw in einem axialen Schnitt; Fig.2a und b ein zweites Ausführungsbeispiel und Fig.3a und b ein drittes Ausführungsbeispiel. Embodiments of the invention are shown schematically below with reference to Drawings described in more detail. It shows: Fig.la and b a first embodiment of a fastening eye in a front view or in an axial section; Fig.2a and b a second embodiment and FIGS. 3a and b a third embodiment.
Bei allen drei dargestellten Ausführungsbeispielen besteht das Befestigungsauge aus einer Außenbüchse 12, einer Innenbüchse 14, einer Zwischenbüchse 16, einem zwischen Außen- und Zwischenbüchse angeordneten äußeren Elastomerkörper 18 und einem zwischen Innen- und Zwischenbüchse angeordneten inneren Elastomerkörper 20. Außenbüchse 12, Innenbüchse 14 und Zwischenbüchse 16 sind Abschnitte von Stahlrohren verschiedenen Durchmessers. In all three illustrated embodiments, there is a fastening eye from an outer sleeve 12, an inner sleeve 14, an intermediate sleeve 16, an outer elastomer body arranged between the outer and intermediate sleeves 18 and an inner elastomer body arranged between the inner and intermediate sleeves 20. Outer sleeve 12, inner sleeve 14 and intermediate sleeve 16 are sections of steel pipes different diameters.
Die Außenbüchse 12 kann gemäß Fig.1a und b sowie Fig.3a und b kreiszylindrisch sein und an einer Kolbenstange 22 oder einem Zylinder 24 eines üblichen Stoßdämpfers für Kraftfahrzeuge befestigt, vorallem angeschweißt sein. Die Außenbüchse 12 kann aber auch gemäß Fig.2a und b einen länglichen Querschnitt haben, dessen kurze Achse mit der Hauptbelastungsachse A des zugehörigen Stoßdämpfers od dgl zusammenfällt, so daß die lange Achse des Querschnitts der Außenbüchse mit einer sich im rechten Winkel zur Hauptbelastungsachse A und zur Befestigungsachse B erstreckenden Querachse C zusammenfällt. Dabei können an der Außenbüchse 12 Anschläge 26 ausgebildet sein, die den Bewegungsspielraum der Zwischenbüchse 16 innerhalb der Außenbüchse 12 in Richtung der Hauptbelastungsachse A begrenzen. Gemäß Fig.2a und b sind die Anschläge 26 von Einprägungen oder Sicken gebildet, die sich parallel zur Befestigungsachse B erstrecken. The outer sleeve 12 can be circular cylindrical according to Fig.1a and b and Fig.3a and b and on a piston rod 22 or a cylinder 24 of a conventional shock absorber for motor vehicles attached, especially welded. The outer sleeve 12 can but also according to Fig.2a and b have an elongated cross-section, the short axis of which coincides with the main load axis A of the associated shock absorber or the like, so that the long axis of the cross-section of the outer sleeve coincides with one in the right Angle to the main load axis A and to the fastening axis B extending transverse axis C coincides. In this case, stops 26 can be formed on the outer sleeve 12, which the freedom of movement of the intermediate sleeve 16 within the outer sleeve 12 in Limit the direction of the main load axis A. According to Fig.2a and b are the stops 26 formed by indentations or beads that are parallel to the mounting axis B extend.
Die Innenbüchse 14 ist bei allen dargestellten Ausführungsbeispielen kreiszylindrisch und ist dazu bestimmt, in der üblichen Weise einen nicht dargestellten Befestigungsbolzen aufzunehmen. The inner sleeve 14 is in all illustrated embodiments circular cylindrical and is intended in the usual way a not shown Include fastening bolts.
Die Zwischenbüchse 16 hat in allen dargestellten Ausführungsbeispielen einen länglichen Querschnitt, dessen lange Achse mit der Querachse C übereinstimmt. The intermediate sleeve 16 has in all illustrated embodiments an elongated cross-section, the long axis of which coincides with the transverse axis C.
Der äußere Elastomerkörper 18 besteht bei dem AusführungsbeispiS gemäß Fig. 1a und b aus einem Stück; seine in bezug auf die Befestigungsachse B radiale Dicke ist im Bereich der Hauptbelastungsachse A etwa doppelt so groß wie im Bereich der Querachse C. Bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig.2a und b sowie Fig.3a und b ist der äußere Elastomerkörper 18 durch zwei einander diametral gegenüber im Bereich der Querachse C angeordnete, etwa sichelfurmige Aussparungen 28 in zwei Teile unterteilt. Jedes dieser Teile kann, wie in der unteren Hälfte der Fig.1aund b sowie in der oberen Hälfte der Fig.3a und b dargestellt, in radialer Richtung größer sein als der ihm innerhalb der Außenbüchse 12 zur Verfügung stehende Raum, so daß der äußere Elastomerkörper 18 beim Zusammenbau des Befestigungsauges unter Vorspannung gesetzt wird. The outer elastomer body 18 consists in the exemplary embodiment according to Fig. 1a and b from one piece; its with respect to the mounting axis B radial thickness is in the area of the main load axis A about twice as large as in the area of the transverse axis C. In the exemplary embodiments according to FIG. 2a and b, as well as FIGS. 3a and b, the outer elastomer body 18 is diametrically opposed to one another by two opposite in the area of the transverse axis C, approximately sickle-shaped recesses 28 divided into two parts. Each of these parts can, as in the lower half the Fig.1a and b as well as in the upper half of Fig.3a and b shown, in radial Direction be greater than that available to him within the outer sleeve 12 Space so that the outer elastomer body 18 when assembling the fastening eye is placed under tension.
Der innere Elastomerkörper 20 ist bei allen drei dargestellten Ausführungsbeispielen durch zwei einander diametral gegenüber im Bereich der Hauptbelastungsachse A angeordnete Aussparungen 30 unterteilt und kann außerdem im Bereich der Querachse C zwei einander diametral gegenüberliegende Löcher 32 aufweisen, die gemäß Fig.1a kreisförmig oder gemäß Fig.2a oval sein können. The inner elastomer body 20 is in all three illustrated embodiments by two diametrically opposed to each other in the area of the main load axis A. Recesses 30 divided and can also in the area of the transverse axis C two each other have diametrically opposite holes 32, which are circular or according to FIG can be oval according to Fig.2a.
Bei allen drei dargestellten Ausführungsbeispielen hat eine in Richtung der Hauptbelastungsachse A wirkende Belastung, also beispielsweise eine die Außenbüchse 12 senkrecht nach unten drückende Kraft und eine dementsprechend an der Innenbuchse 14 angreifende, senkrecht nach oben gerichtete Reaktionskraft, die Folge, daß beide Teile des inneren Elastomerkörpers 20 auf Schub beansprucht werden, während der obere Teil des äußeren Elastomerkörpers 18 auf Druck und der untere Teil des äußeren Elastomerkörpers 18 auf Zug beansprucht wird. Trägt man den Verlauf der Belastung als Ordinate und den Weg der Innenbüchse 14 in bezug auf die Außenbüchse 12 *auf, so hat die Kraft-Weg-Charakteristik zunächst einen flach ansteigenden, im wesentlichen linearen Verlauf, der im wesentlichen durch die Verformung des inneren Elastomerkörpers 20 infolge der genannten Schubkräfte bedingt ist. Dieser Teil der Charakteristik endet, sobald die Innen-*als Abszisse büchse 14 an der Zwischenbüchse 16 angestoßen ist. An dieser Stelle hat die Kraft-Weg- Charakteristik einen Knick, von dem aus sie sehr viel steiler ansteigt, da bei weiter ansteigender Kraft nur noch der äußere Elastomerkörper 18 verformt wird. In all three exemplary embodiments shown, one has in the direction the main load axis A acting load, for example an outer sleeve 12 vertically downwardly pressing force and a corresponding force on the inner sleeve 14 attacking, vertically upward reaction force, the consequence that both Parts of the inner elastomer body 20 are subjected to shear stress during the upper part of the outer elastomer body 18 on pressure and the lower part of the outer Elastomer body 18 is stressed on train. One carries the course of the load as the ordinate and the path of the inner sleeve 14 with respect to the outer sleeve 12 *, so the force-displacement characteristic initially has a gently rising, essentially linear course, which is essentially due to the deformation of the inner elastomer body 20 is due to the aforementioned thrust forces. This part of the characteristic ends as soon as the inner * as the abscissa sleeve 14 on the intermediate sleeve 16 is triggered. At this point the force-displacement characteristic has a kink, from which it rises much more steeply, since only with increasing force nor the outer elastomer body 18 is deformed.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig.2a und b hat ein Anstieg der Belastung über eine bestimmte Grenze hinaus die Folge, daß die Zwischenbüchse 16 sich an den einen Anschlag 26 der Außenbüchse 12 anlegt, so daß das Befestigungsauge sich bei noch weiterem Kraftanstieg starr verhält. In the exemplary embodiment according to FIGS. 2a and b, there is an increase in the load beyond a certain limit, the consequence that the intermediate sleeve 16 is attached to the a stop 26 of the outer sleeve 12 applies so that the fastening eye is at still behaves rigidly to a further increase in force.
Das Befestigungsauge ist imstande, neben Stößen in Richtung der Hauptbelastungsachse A auch Stöße in Richtung der Querachse C und bis zu einem gewissen Grad auch Stöße in Richtung der Befestigungsachse B zu dämpfen. Die Fähigkeit, Stöße in Richtung der Querachse C weich aufzufangen und zu dämpfen, ist besonders ausgeprägt, wenn gemäß Fig. 2a und b sowie Fig.3a und b Aussparungen 28 vorgesehen sind, die gegenüber den Aussparungen 30 um 900 versetzt sind. Dies gilt auch dann, wenn die Zwischenbüchse 16 nicht den dargestellten länglichen, sondern einen anderen, beispielsweise kreisförmigen Querschnitt hat. The fastening eye is able to withstand impacts in the direction of the main load axis A also impacts in the direction of the transverse axis C and to a certain extent also impacts to dampen in the direction of the fastening axis B. The ability to push in the direction of the transverse axis C is softly absorbed and dampened, is particularly pronounced when according to Fig. 2a and b and Fig.3a and b recesses 28 are provided opposite the recesses 30 are offset by 900. This also applies if the intermediate sleeve 16 is not the elongated one shown, but a different one, for example circular Has cross-section.
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