DE885959C

DE885959C - Verbindung, insbesondere Gelenkverbindung, zueinander hin- und herschwingender Teile

Info

Publication number: DE885959C
Application number: DEP25834A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dipl-Ing Nallinger
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1948-12-20
Filing date: 1948-12-20
Publication date: 1955-09-05
Also published as: FR1036377A; GB693531A; US2719711A

Description

Verbindung, insbesondere Gelenkverbindung, zueinander hin- und herschwingender Teile Für die Verbindung hin- und herschwingender Teile werden in steigendem Maße an Stelle von festen Gleit- oder Wälzlagern elastische Elemente, z. B. Gummibüchsen, verwendet. Diese haben u. a. den Vorteil, daß sie schmier- und spielfrei arbeiten, die Geräuschdämpfung übernehmen und zur Aufnahme von stoßweisen Beanspruchungen besonders geeignet sind. Insbesondere benutzt man derartige elastische Verbindungen oder Lagerungen bei den Führungsgliedern von Kraftfahrzeugen, z. B. den Führungslenkern einzeln abgefederter Laufräder.
In vielen Fällen reicht jedoch die Elastizität der elastischen Mittel nicht aus, um die gesamte Schwingbewegung der gegeneinanderschwingenden Teile aufzunehmen. So wird beispielsweise von den neuzeitlichen Kraftfahrzeugen ein besonders großer Federungshub verlangt, was eine wesentliche Vergrößerung des Drehwinkels der zur Radführung dienenden Führungslenker zur Folge hat. Eine der Hubvergrößerung entsprechend größere Bemessung der zur Gelenkverbindung dienenden elastischen Glieder, z. B. von Gummibüchsen, würde jedoch unter Umständen zu einer zu weichen Lagerung bzw. zu unstabilen Verbindung führen, wodurch Nachteile in anderer Richtung, z. B. hinsichtlich der Stabilität des Fahrzeuges oder bezüglich der Herstellungskosten, entstehen.
Die Erfindung bezweckt eine Beseitigung dieser Nachteile und besteht im wesentlichen darin, daß die elastischen Mittel in bezug auf die Schwingungsübertragung mit einem Reibungsschluß derart in Reihe geschaltet sind, daß die Schwingbewegung nur bis zu einem gewissen (z. B. normalen) Schwingungsausschlag von den elastischen Mitteln aufgenommen wird und darüber hinaus unter Überwindung des Reibungsschlusses die durch diese gekuppelten Teile gegeneinander rutschen. Im besonderen stellt der Reibungsschluß bei kleineren, z. B. normal großen Schwingungen eine starre Verbindung der durch ihn gekuppelten Teile her, bis die elastischen Mittel auf die Höhe des. Reibungswiderstandes vorgespannt sind, während bei Überschreiten des dadurch bestimmten Schwingungsausschlages die elastischen Mittel nicht oder im wesentlichen nicht weiter vorgespannt werden, die weitere Schwingbewegung vielmehr unter Überwindung des Reibungsschlusses durch Rutschen der durch ihn gekuppelten Teile aufgenommen wird. Die elastischen Mittel (z. B. Gummiglieder) können hierbei bis zur Grenze ihrer Elastizität beansprucht werden, so daß sie einer weiteren Verformung einen erhöhten Widerstand entgegensetzen und infolge der dadurch bewirkten Drucksteigerung den Reibungsschluß überwinden.
Als elastische Glieder gemäß der Erfindung werden vor allem in der Gelenkverbindung angeordnete elastische Muffen (aus Gummi oder dergleichen) vorgesehen, welche mit mindestens einem (oder auch beiden) der zueinander gelenkig schwingbaren Teile unter Zwischenschaltung eines Reibungsschlusses gekuppelt sind. Zweckmäßig sind die Muffen auf ihrer Innen- oder Außenseite (bzw. auf ihrer Innen- und Außenseite) mit zu ihrer Armierung dienenden Büchsen aus festem Material - z. B. durch Vulkanisation, Kleben, Einpressen od. dgl. - fest verbunden, wobei die Büchsen bzw. jeweils die eine dieser Büchsen mit den zu ihrer Lagerung dienenden Teilen jeweils durch Reibungsschluß gekuppelt sind.
Die Büchsen können aus Metall (z. B. Stahl) oder aus einem Kunststoff (wie z. B. Bakelit) bzw. aus einem zur Lagerung schwingbarer Teile geeigneten sonstigen Material bestehen, insbesondere aus einem solchen, welches günstige Laufeigenschaften besitzt und ohne eine besondere Schmierung verwendbar ist. Das Metall kann zu diesem Zweck mit einem Überzug (wie Kupfer, Kadmium od. dgl.) versehen sein, welcher selbstschmierende Eigenschaften besitzt.
Zur Einstellung oder Regelbarkeit des Reibungsschlusses können besondere Vorrichtungen vorgesehen sein. Zum Beispiel kann eine Einstellung oder Regelung durch Veränderung der Überdeckung der durch denReibungsschluß gekuppelten Teile oder - bei Erzeugung des Reibungsschlusses durch- Federdruck - durch .Verägderung der Federspannung erfolgen.
In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung in Anwendung auf die Radführung eines Kraftfahrzeuges dargestellt, und zwar zeigt Abb. r die Ansicht einer Radführung mittels zweier übereinander angeordneter Lenker mit in die Lagergelenke eingesetzten Gummimuffen, Abb. a die Draufsicht auf die Radführung nach Abb. r, Abb.3 eine Einstellvorrichtung zur Regelung des Reibungsschlusses in der Lagerung eines Radführungsgliedes, Abb. 4 und 5 eine andere Ausführungsform für die Lagerung eines Radführungslenkers mit regelbarer Einstellung des Reibungsschlusses, wobei die Abb.4 einen Schnitt nach Linie A-A der Abb. 5 und die Abb.5 einen waagerechten Achsschnitt durch die Lagerung darstellt.
Bei der Ausführungsform nach Abb. r und z sind am Rahmen a, und zwar an Lagerböcken b bzw. c zwei Lenker d und e zur Führung des das Fahrzeugrad tragenden, z. B. lenkbaren Radachsgliedes f gelagert. Die Abfederung des Rades erfolgt beispielsweise durch eine Schraubenfeder ä, welche sich einerseits gegen den unteren Lenker e und andererseits gegen einen am Rahmen angeordneten Bock abstützt. In den Gelenken lt und lz sind konzentrisch zu den Lager- oder Gelenkzapfen L Gummimuffen m eingesetzt, welche auf ihrer Innen- und Außenseite mit Metall- oder Kunststoffbüchsen durch Vulkanisation, Kleben, Einpressen od. dgl. fest verbunden sind.
Abb. 3 zeigt eine solche Verbindung in etwas abgeänderter Ausführung in vergrößertem Maßstabe. Die Gummimuffen in sind hierbei je mit einer inneren Büchse iz und einer äußeren Büchse o in der vorerwähnten Weise armiert. Die äußeren Büchsen o seien fest in entsprechende Bohrungen des Führungslenkers d eingepreßt, so daß sie mit diesem fest verbunden sind. Die inneren Büchsen n dagegen seien auf den Zapfen 1l mit einer solchen Fassung und auf eine solche Länge x aufgeschoben, daß ein bestimmter Reibungswiderstand gegen Verdrehen der beiden Teile iz und h gegeneinander erzeugt wird. Beim Schwingen des Führungslenkers d wird sich daher zunächst die Muffe m verformen, bis sie einen bestimmten Spannungszustand erreicht hat bzw. bis sie an die Grenze ihrer Elastizität gelangt ist. Bei einem darüber hinausgehenden Schwingungsausschlag des Führungslenkers d wird durch den in der Gummimuffe na hervorgerufenen Spannungszustand die Reibung zwischen n und h überwunden, so daß sich die Büchse n auf dem Zapfen .1, verdreht.
Zur Regelung des Reibungsschlusses ist im Falle der Abb. 3 die axiale Überdeckung x der Büchsen n mit den Lagerzapfen 1, verstellbar. Zu diesem Zweck sind die z. B. je durch eine Schraube p gegen Drehen gesicherten Lagerzapfen h mit einem Linksgewinde q1 bzw. einem Rechtsgewinde q2 versehen. Auf diese Gewinde ist eine Spannmutter r aufgeschraubt, welche beim Verdrehen dieLagerzapfen 1l einander nähern bzw. voneinander entfernen kann und dadurch die Größe der Überdeckung x bzw. die Höhe des Reibungsschlusses zwischen n und h verändert.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 4 und 5 ist der Lagerzapfen l2 für den Führungslenker d als Doppelkonus ausgebildet, wobei der Konus s1 zur Befestigung des Zapfens im Lagerbock b dient, während der Konus s2 zur Lagerung des Lenkers d eine entsprechend ausgebildete Gummimuffe mi mit Armierungsbüchsen n1 bzw. o1 aufnimmt. Während die Büchse o1 z. B. wieder mit dem Führungslenker d fest verbunden ist, erfolgt die Lagerung der inneren konischen Büchse n1 unter Reibungsschluß. Der Reibungsschluß wird hierbei durch eine Federt erzeugt, welche die Büchse n1 gegen den Konus s2 andrückt und deren Spannung durch Muttern 2c geregelt werden kann.
Die Größe des Reibungsschlusses zwischen n1 und s2 sei z. B. derart gewählt, daß ausgehend von einer mittleren Normallage 0 des Lenkers d (Abb. 4) die Gummimuffe in, innerhalb eines Bereiches y zwischen P1 und P2 nachgeben kann, während der Reibungsschluß als starre Verbindung zwischen den Teilen s2 und n1 wirkt. Zweckmäßig ist dieser Bereich so gewählt, daß alle Schwingungen bei Fahrt auf normaler Straße innerhalb dieses Bereiches liegen. Bei über diesen Bereich hinausgehenden Schwingungsausschlägen (beispielsweise bis zu den Endlagen Q1 bzw. Q2) wird der Reibungsschluß überwunden, indem die Büchse n1 auf den Konus s2 gleitet und sich dadurch aus ihrer Mittellage (z. B. im Uhrzeigersinn) verstellt. Beim Rückschwingen des Führungslenkers d wird die Büchse zunächst durch die Reibung in der verstellten Lage festgehalten, und zwar so lange, als die Schwingungen des Lenkers d innerhalb des Bereiches y1 stattfinden, indem diese Schwingungen allein durch die Gummimuffe m1 aufgenommen werden. Bei Überschreiten der Winkellage R (Bereich ,%) wird jedoch unter Überwindung des Reibungsschlusses die Büchse wieder mitgenommen, bis sie unter der Wirkung der normalen Schwingungen ihre ursprüngliche Mittellage wieder einnimmt.
Sinngemäß das gleiche gilt auch für die Wirkungsweise der übrigen Ausführungsformen der Erfindung. Statt der inneren Büchse ?a bzw. n1 kann natürlich auch die äußere Büchse o bzw. o1 mit Reibungsschluß gelagert sein; gegebenenfalls können auch die inneren und die äußeren Büchsen entsprechenden Reibungsschluß besitzen. Statt der Gelenke h und k können auch die rahmenseitigen Gelenke i, j bzw. alle vier Gelenke da, i, j, k mit Gummimuffen unter Anwendung eines Reibungsschlusses versehen sein. Gegebenenfalls kann es auch zweckmäßig sein, die Gelenke z. B. nur solcher Lenker mit einer unter Anwendung eines Reibungsschlusses wirkenden Gummimuffe auszustatten, welche (z. B. infolge ihrer Kürze) eine Winkelschwingung mit besonders großem Ausschlage ausführen müssen. An Stelle eines Reibungsschlusses, welcher durch einen auf konische Büchsen wirkenden Federdruck erzeugt wird, kann der Reibungsschluß auch durch unter entsprechendem Federdruck stehenden Reibscheiben od. dgl. bewirkt werden. Zur Regelung der Federspannung kann z. B. auch eine Vorrichtung gemäß Abb. 3 verwendet werden, indem z. B. die Zapfen l1, statt mit den Büchsen 1a im Reibungsschluß zu stehen, durch diese mit Laufsitz hindurchgeführt sind und an ihren Enden Federwiderlager zur Abstützung von den Reibungsschluß, z. B. durch Reibplatten, bewirkenden Federn (entsprechend etwa den Federn, t) tragen. Die Erfindung ist ferner auch bei anderen Gelenkverbindungen oder sonstigen Verbindungen, insbesondere an Kraftfahrzeugen, anwendbar.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verbindung, vorzugsweise Gelenkverbindung, zweier zueinander hin- und herschwingender Teile unter Verwendung von die Schwingbewegung aufnehmenden elastischen Mitteln, insbesondere für die Radführung von Kraftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Mittel in bezug auf die Schwingungsübertragung mit einem Reibungsschluß derart in Reihe geschaltet sind, daß die Schwingbewegung nur bis zu einem gewissen (z. B. normalen) Schwingungsausschlag von den elastischen Mitteln aufgenommen wird und darüber hinaus unter Überwindung des Reibungsschlusses die durch diesen gekuppelten Teile gegeneinander rutschen.
2. Verbindung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei kleineren (z. B. normalen) Schwingbewegungen der Reibungsschluß eine starre Verbindung der durch ihn gekuppelten Teile herstellt, bis die elastischen Mittel auf die Höhe des Reibungswiderstandes vorgespannt sind und daß hierauf bei Überschreiten des dadurch bestimmten Schwingungsausschlages die elastischen Mittel nicht oder im wesentlichen nicht weiter vorgespannt werden, die weitere Schwingbewegung vielmehr unter Überwindung des Reibungsschlusses durch Rutschen der durch ihn gekuppelten Teile aufgenommen wird.
3. Verbindung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Mittel (z. B. Gummiglieder) bis zur Grenze ihrer (normalen) Elastizität beansprucht werden und erst hierauf durch die dadurch bewirkte Drucksteigerung der Reibungsschluß überwunden wird.
4. Verbindung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur elastischen Aufnahme der Schwingbewegung eine im Gelenk angeordnete elastische Muffe (z. B. aus Gummi) vorgesehen ist, welche mit mindestens einem der zueinander gelenkig schwingbaren Teile unter Zwischenschaltung eines Reibungsschlusses gekuppelt ist.
5. Verbindung, insbesondere Gelenkverbindung, nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Glied (insbesondere eine Muffe auf ihrer Innen- und/oder Außenseite) mit einer Armierung (Büchse) aus festem Material - z. B. durch Vulkanisation, Kleben, Einpressen od. dgl. - fest verbunden und die Armierung ihrerseits mit dem zu ihrer Lagerung dienenden Teil durch Reibungsschluß gekuppelt ist.
6. Verbindung nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die den Reibungsschluß bewirkende Armierung (Büchse) aus Metall (z. B. Stahl) besteht.
7. Verbindung nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die den Reibungsschluß bewirkenden Teile (z. B. . eine Metallbüchse) mit einem eine selbstschmierende Wirkung besitzenden Überzug (wie Kupfer, Kadmium od. dgl.) versehen sind. B. Verbindung nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die den Reibungsschluß bewirkenden Teile (z. B. eine Büchse) aus einem Kunststoff (wie Bakelit od. dgl.) bestehen. g. Verbindung nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des Reibungsschlusses durch Veränderung der Überdeckung der durch den Reibungsschluß gekuppelten Teile regelbar ist. io. Verbindung nach Anspruch i bis g, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibungsschluß durch Federdruck (z. B. unter Verwendung von Reibscheiben, konischen Büchsen od. dgl.) erzeugt wird, wobei der Federdruck regelbar sein kann.