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Drehfeder zur Abfederung der Pendelachse von Fahrzeugen Die Erfindung
betrifft eine aus zwei hülsenförmigen Metallteilen und einer dazwischen durch Einvulkanisation
haftend befestigten Gummihülse bestehende Drehfeder zur Abfederung der Pendelachse
von Fahrzeugen nach Patent 674285.
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Es ist bekannt, derartige Abfederungen, bei denen mehrere Gummihülsen
konzentrisch zueinander angeordnet sind, mit einer übersteigerten Federkennlini.e
auszurüsten, derart, daB der Federwiderstand schneller zunimmt als der Verdrehungswinkel.
Bei der bekannten Anordnung wurde dies erreicht durch Hinzuschalten weiterer Gummihülsen
durch feste Anschlagstücke nach gewissen Federungsausschlägen. Abgesehen davon.,
daB zusätzliche Bauteile erforderlich sind, wird nur eine stufenweise Zunahme der
Federungskräfte ermöglicht. Die Anschläge verursachen Geräusche. Auch ist die in
den Zusatzfedern enthaltene Gummimasse nur während eines kleinen Teils der Betriebszeit
an der Kraftaufnahme beteiligt, deshalb schlecht ausgenutzt.
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Es ist auch ein aus zwei Metallteilen und einer dazwischen festvulkanisierten
Gummihülse bestehender Bauteil zur Anlenkung von Blattfederenden und ähnlichen Zwecken
bekannt, bei dem die Gummihülse nicht Kreisring-, sondern Vieleckquerschnitt aufweist.
Abgesehen davon, daB der bekannte Bauteil nicht als Drehfeder zur Aufnahme von Momenten
dienen soll, würde er bei solcher Verwendung unbefriedigend wirken und, keine
Gewähr
für die Erreichung einer übersteigerten Federkenn.linie bieten. Zwischen den sich
nähernden Stellen der beiden Metallteile tritt wohl eine der Schubbeanspruchung
überlagerte Druckbeanspruchung im Gummi auf. Diese gleicht sich aber sofort aus,
da in einer unmittelbar benachbarten gleichbreiten Zone eine Zugbeanspruchung entsteht.
Außerdem ist die Zugbeanspruchung nachteilig, da sie die Haftverbindung zwischen
Gummi und Metall gefährdet.
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Erfindungsgemäß weisen die beiden Metallteile im gleichen Richtungssinn
verlaufende spiralige Querschnittslinien ihrer Haftflächen an der Gummihülse auf,
derart, daß während der Federbewegung der radiale Abstand der beiden :Metallteile
an allen Stellen verringert wird.
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Durch diese neue Gestaltung wird mit Sicherheit ohne Anwendung zusätzlicher
Bauteile eine stetig verlaufende übersteigerte Federkennlinie erreicht. Gleichzeitig
benötigt die Feder aus mehreren zusammenwirkenden Gründen eine bedeutend geringere
Gummimenge als die bekannten Federn, zunächst, weil der gesamte Gummiinhalt der
Feder über den ganzen Federweg an der Kraftaufnahme beteiligt ist, weiterhin auch,
weil der anfänglich reinen Schubbeanspruchung mit fortschreitendem Federweg eine
zunehmende Druckbeanspruchung überlagert wird, welche den Verdrehkräften größeren
Widerstand entgegensetzt als reine Schubbeanspruchung. Diese Druckbeanspruchung
wirkt sich weiterhin sehr günstig aus, indem sie das Auftreten einer Zugbeanspruchung
in der Haftfläche zwischen Gummi und Metall und damit deren Gefährdung vermeidet.
Da nach dem heutigen Stande der Haftverfahren die Belastbarkeit der Haftfläche und
damit deren Größe vorwiegend noch Ausgangspunkt für die Bemessung der Feder ist,
wirkt sich auch dieser Umstand auf die Kleinhaltung der Abmessungen und damit des
Gewichtes der Feder sehr günstig aus.
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In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigen die Abb. i bis .I jeweils Querschnitte durch erfindungsgemäß ausgebildete
Drehfedern.
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Dieselben bestehen jeweils aus einer äußeren Metallhülse i, einem
inneren Metallteil 2 und einer dazwischen einvulkanisierten Gummihülse 3. Der innere
Metallteil 2 wird auf die Drehachse eines Schwinghebels einer Radpendelachse aufgeschoben
oder bildet selbst die Drehachse eines solchen, während die äußere Metallhülse i
am Rahmen des Fahrzeuges befestigt wird. Es ist in allen Fällen angenommen, daß
der äußere Metallteil fest mit dem Rahmen verschraubt wird, während der innere Metallteil
sich in Richtung des eingezeichneten Richtungspfeiles dreht. Hierbei verringern
sich die radialen Abstände der Metallteile, so daß in die dazwischenliegende Gummischicht
Druckspannungen eingeleitet werden, die sich den bestehenden Schubspannungen überlagern.
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Bei der Feder nach Abb. a ist die Außenhülse längs geteilt durch Stoßfugen
4. Die Feder ist so dargestellt, wie sie in der Vulkanisierform liegt. Hierbei zeigen.
die Stoßfugen 4 eine gewisse Breite, damit die beiden Halbschalen i der Schrumpfbewegung
des Gummis beim Abkühlen nach dem Vulkanisieren folgen können. Beim Einbau der Feder
schließen sich die Stoßfugen, wie es bei der Feder nach Abb.3 an- den Stoßstellen
5 dargestellt ist. Bei dieser Feder besitzen die Teilschalen i abgebogene Lappen,
mit deren Hilfe sie in Nuten des umgebenden Bauteils gegen Drehbewegungen festgelegt
werden.
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In Abb. 4 ist eine Feder ähnlichen Querschnittes dargestellt mit ungeteilter
Außenhülse. Die Außenhülse besitzt im Ausgangszustand und während der Vulkanisation
einfache Rohrform, wie mit unterbrochenen Linien dargestellt. Nach der Vulkanisation
werden in die Außenhülse i die sägezahnförmigen Wellen eingedrückt, wodurch Schwind-spannungen
in der Gummimasse 3 aufgehoben werden.
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Um Spannungshäufungen an den Sprungstellen der spiraligen Querschnittsgestaltung
innerhalb der Gummimasse zu vermeiden, kann dieselbe an diesen Stellen unterbrochen
oder mit Entlastungsfugen versehen sein, wie in den Abb. i und z angedeutet.