DE707105C - Einstueckige Gummifeder fuer Resonanzschwingsiebe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Gummifedern für Resonanzschwingsiebe.

Bisher war man bei der Verwendung von Gummifedern zur Festlegung der Federabmessungen auf die bekannten Formeln angewiesen, die für die jeweilige Gummiqualität unter Vernachlässigung des nichtlinearen Anstieges der Federkraft mit der Zusammendrückung aufgestellt worden sind. Bei einer Feder mit großer Federkonstante bereitete die Festlegung der Höhe 'dieser Feder keine Schwierigkeiten. War jedoch eine Feder von kleinem Ausmaß mit kleiner Federkonstante bei verhältnismäßig großem Hub verlangt, so hatten die bekannten Formeln zu ihrer Berechnung nur für einen sehr kleinen Bereich Gültigkeit. Zur Erreichung einer Feder mit diesen Eigenschaften war es oft nicht möglich, mit nur einer Feder auszukommen, sondern der einzig gangbare Weg war, mehrere Gummifedern hintereinanderzuschalten. Dies' ergab eine große Gesamthöhe der Feder unter Aufwendung großer Gumniimengen und hoher Herstellungskosten.

Es ist eine Gummifeder bekannt, die aus einzelnen etwa zylindrischen Gummikörpern mit abnehmendem Durchmesser besteht. Diese sind zwischen zwei unelastischen Deckplatten und unter Zwischenvulkanisation solcher Platten aufeinandergesetzt. Eine solche Ausgestaltung bedingt jedoch eine sehr umständliche Konstruktion. Ferner läßt diese Feder nur einen geringen Hub zu.

Bekannt ist außerdem eine Gummifeder mit einer Kennlinie von ansteigender Charakteristik. Diese besteht aus mehreren hintereinandergeschalteten vorgespannten Gummistücken. Nach Überschreitung- eines ,bestimmten Hubes treten nicht vorgespannte elastische Zusatzkörper in Funktion, um die bei Resonanzschwingsieben erforderliche kräftigere Abknickung der zunächst linear ansteigenden Kennlinie nach oben zu erreichen. Die Hintereinanderschaltung mehrerer glei-

eher Gummistücke ist erforderlich, wenn für eine Feder mit gleichbleibendem. Querschnitt eine kleine Federkonstante verlangt wird; sonst ist mit Zunahme des Federhubes sehr bald der durch die Knickgefahr gegebene zulässige Größtwert der Federlänge erreicht. Die' erstrebte kleine Federkonstante bei verhältnismäßig großem Hub wird also bei dieser Ausführungsform nur durch Hintereinanderschaltung mehrerer Gummifedern erreicht, was eine große Gesamthöhe der Feder, Aufwendung großer Gummimengen und hohe Herstellungskosten zur Folge hat. Die Verwendung elastischer Zusatzkörper verlangt außerdem eine sehr umständliche Ausgestaltung der Feder.

Weiterhin ist eine einstückige zylindrische Feder bekannt, die an beiden Enden einen niedrigen Ansatz von geringem Durchmesser trägt. Diese Feder ist jedoch von fachmännischer Seite als unwirtschaftlich und daher als nicht brauchbar bezeichnet worden, wenn eine weiche Federung, d. h. eine Feder mit kleiner Federkonstante, erstrebt wird. Unwirtschaftlich deshalb, weil angeblich bei einer derartig ausgestalteten Feder ein großer Teil des Materials weder zur Federung noch zur Dämpfung genügend ausgenutzt wird.

Im Kraftfahrzeugbau finden zwischen zwei Platten angeordnete Gummifedern Verwendung, die aus einer oder zwei Kugelkalotten bestehen, welche eine parabelförmig ansteigende Federkennlinie aufweisen. Eine solche ist jedoch für die Erfordernisse eines Resonanzschwingsiebes nicht genügend geeignet. Hier wird eine Federcharakteristik mit zunächst linear schwach ansteigendem und dann sprunghaft steilerem Verlauf benötigt. Die Erfindung behebt die Nachteile der bekannten Federn und besteht darin, daß die Feder aus zwei Formteilen besteht, von denen der eine größeren Durchmesser und größere Höhe hat als der andere und mindestens der größere prismatisch geformt ist.

Durch diese Federausgestaltung kann bei einem innerhalb der zulässigen Grenzen liegenden Verhältnis von -5- jede praktisch vor-

kommende Federkonstante mit nur einer Feder verwirklicht werden.

Ein Vorteil wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dadurch erzielt, daß der Übergang von dem Formteil großen Durchmessers auf den Formteil kleineren Durchmessers kontinuierlich ist. Durch diese Ausgestaltung werden Spannungsspitzen, die bei zu schroffen Querschnittsübergängen auftreten, verhindert. Ferner ist durch diese Maßnahme mit Sicher heit jedes Kanten des Gummistückes von kleinerem Querschnitt unmöglich gemacht. Die Vermeidung von Ecken und Kanten ist in der Gummitechnik an sich bekannt. Die in der Ausgestaltung der Erfindung vorgenommene • Ausbildung ist jedoch besonders zweckmäßig, da von einem größeren auf einen kleineren Querschnitt kontinuierlich übergegangen wird.

Abb. ι gibt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wieder. Die dargestellte Gummifeder von der Gesamthöhe h besteht aus dem Zylinderstück e mit dem Durchmesser^ und der Höhe Zr₂. Hierbei ist der Zylinder als Grenzfall eines Prismas gewählt worden. Auf diesem Zylinder ist eine weiterer Formteil/ von der Höhe A₁ aufgesetzt, dessen freie Stirnfläche einen kreisförmigen Querschnitt mit dem Durchmesser (I₁ hat und auf den der Durchmesser^ kontinuierlich übergeht. Die Höhe A₁ ist dabei klein im Verhältnis zu der Höhe A₂, sie ist aber größer als der Federhub«.

Dieser Ausgestaltung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Federkurve im Kraft-Weg-Schaubild einer derartig ausgebildeten Feder nicht wesentlich stärker gekrümmt ist als bei einer Feder mit gleichbleibendem Querschnitt. Durch Versuche ergab sich weiterhin, daß eine gewisse Abhängigkeit zwischen den Durchmessernd_t und d₂ und den Federkonstanten besteht. Bezeichnet χ das Verhältnis der Federkonstante der Ausgestaltung gemäß der Erfindung zu der Federkonstante des Zylinders e, y das Verhältnis der Stirnfläche mit dem Durchmesser Cf₁ zu der Querschnittsfläche des Zylinders e, so ergab sich, daß angenähert X = y ist. Die genaueren Beziehungen zwischen χ und y sind in dem Schaubild in Abb. 2 zusammengestellt. Die Gleichungen dieses aus drei Geraden zusammengesetzten Linienzuges lauten für

x = o bis 0,3,

χ = 0,3 bis 0,85,

X = 0,85 bis 1,0,

χ = 2y,

χ = y -f- ο, 15 und für

Mit Hilfe dieser Gleichungen bzw. mit Hilfe des Schaubildes in Abb. 2 ist es leicht möglieh, für jeden verlangten Wert der Federkonstanten eine geeignete Form der Gummifeder zu finden.

Ein weiterer Vorteil ist mit der Ausgestaltung nach der Erfindung dadurch verbunden, daß sich Federn mit abgeknickter Kraft-Weg-Kurve erzielen lassen. Wird nämlich die Feder nach Abb. 1 und mehr als die Höhe A₁ zusammengedrückt, so legt sich bei geeigneter Ausbildung der Mantelfläche des Formteils iao von kleinerem Durchmesser die Feder auch an dieser Stirnseite auf einer Fläche an, die der

Querschnittsfläche des Zylinderstückes e entspricht. Bei weiterer Zusammendrückung -wirkt dann die erfindungsgemäß ausgebildete Feder wie eine solche vom Durchmesser d₂, d. h. die Federkonstante ändert sich plötzlich von einem kleinen auf einen größeren Wert.

Weiterhin ist die Erfindung umkehrbar, d. h. es können auch Federn ohne den kleineren Formteil Verwendung finden, wenn die Stirnfläche des auf die Feder drückenden Stempels kleiner ist als der Federquerschnitt selbst. Hierbei können allerdings einige Teile des Gummis ungünstiger als bei dem angegebenen Ausführungsbeispiel beansprucht werden.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   ι. Einstückige Gummifeder für Resonanzschwingsiebe, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder aus zwei Formteilen besteht, von denen der eine größeren ^ao Durchmesser und größere Höhe hat als der andere und mindestens der größere prismatisch geformt ist.
2. 2. Gummifeder nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang von dem Formteil großen Durchmessers auf den Formteil kleinen Durchmessers kontinuierlich ist.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen