DE1053251B

DE1053251B - Gummi-Zugfeder, insbesondere bandfoermige Gummifeder, und Verfahren zur Herstellung derselben

Info

Publication number: DE1053251B
Application number: DEC11598A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Joachim Schick
Original assignee: Continental Gummi Werke AG
Current assignee: Continental AG
Priority date: 1955-07-25
Filing date: 1955-07-25
Publication date: 1959-03-19

Description

Gummi-Zugfeder, insbesondere bandförmige Gummifeder, und Verfahren zur Herstellung derselben Die Erfindung betrifft eine Gummi-Zugfeder, insbesondere bandförmige Gummifeder, mit einer dünnwandigen, in der Zugrichtung nachgiebigen Schutzhülle sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
Wegen der einfachen konstruktiven Anwendung sind Gummi-Zugfedern an sich zur elastischen Aufhängung von Maschinen, Instrumenten, Fahrzeugrädern od. dgl. sehr geeignet.
Trotz dieser Vorteile konnten Gummi-Zugfedern bei sehr hohen Beanspruchungen bisher aber keine allgemeine Verbreitung finden, weil die Kerbzähigkeit der für Zugfedern geeigneten Gummimischungen manchmal nicht ausreicht und schon kleine Einrisse ein Unbrauchbarwerden der Federn bewirken. Wird beispielsweise die Gummi-Zugfeder örtlich, z. B. durch Steinschlag oder andere mechanische Einwirkungen, verletzt, so vergrößert sich unter der Eigenspannung der Feder die Verletzungsstelle momentan, und der Bruch der Feder kann nicht mehr verhindert werden. Die Ursache für die vorzeitige Zerstörung der Gummi-Zugfedern kann ferner in den gewöhnlich kaum mit dem bloßen Auge erkennbaren Einrissen liegen, die sich bei Dauer- und Überbeanspruchung einer Gummi-Zugfeder bilden.
Es sind strangförmige, auf Zug beanspruchte Federn bekannt, hei denen die Hülle um die Seele herumgelegt wird, während die letztere gespannt ist. Die Hülle, die gewebt, gestrickt oder geflochten ist, besteht aus beliebigem Textilstoff, wie Baumwolle, Flachs, Hanf. Bei einer solchen Ausbildung ist es möglich, daß scharfe Gegenstände die aus Fäden bestehende Hülle durchdringen und die innenliegenden Fäden verletzen. Die vorerwähnte Gefahr besteht besonders dann, wenn die Zugfeder gespannt und der gegenseitige Abstand der Hüllfäden vergrößert ist. Zudem weisen die bekannten Zugfedern nur eine geringe Kerbzähigkeit auf.
Diese Nachteile werden dadurch beseitigt, daß die Schützhülle aus einer durchgehenden Schicht aus Gummi od. dgl. besteht, die eine hohe Kerbzähigkeit und/oder in belastetem Zustand der Feder geringere spezifische Spannungen als die Zugfeder aufweist. Zweckmäßigerweise wird diese Schicht derart mit der Gummifeder verbunden, daß sie den Verformungen der Feder folgt.
Eine derartige Schutzschicht verhindert die für gespannte Gummi-Zugfedern nachteiligen Verletzungen: sie beseitigt ferner die durch die Verformung einer Gummi-Zugfeder bedingten Einrisse. Da sie darüber hinaus verhältnismäßig dünnwandig ist, übt sie keinen nachteiligen Einfluß auf die günstigen Federeigenschaften einer Gummifeder aus. Wenn die die Zugfedern bedeckende Schicht festhaftend mit der Gummifeder verbunden ist, werden Relativbewegungen zwischen der Deckschicht und dem eigentlichen Federkörper und der hiermit verbundene Abrieb vermieden.
Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann die erwähnte dünnwandige, elastische Deckschicht durch Spritzen, Sprühen od. dgl. oder auch durch Tauchen auf den bereits vorliegenden, eigentlichen Federkörper aufgebracht werden. Als Werkstoff für eine dünnwandige, kerbzähe Deckschicht kommen vorzugsweise Polyurethane oder ähnliche Kunststoffe zur Anwendung, die zum Aufbringen auf den Gummi-Federkörper in die Schmelze übergeführt werden, so daß anschließend die Zugfeder durch Spritzen, Sprühen od. dgl. oder auch durch Eintauchen in die im flüssigen Zustand befindlichen Werkstoffe behandelt werden kann. Es liegt ferner im Rahmen der Erfindung, den Gummi-Federkörper in eine Form einzulegen und die Schutzschicht durch Umgießen des Federkörpers unter Verwendung der erwähnten, im gießbaren Zustand befindlichen Kunststoffe aufzubringen, wenngleich auch das Spritz- oder Tauchverfahren deshalb vorteilhafter ist, weil es Gießformen erübrigt und zudem eine dünnwandige, aber dennoch gleichmäßige Deckschicht erzielbar ist.
Eine Deckschicht, die im belasteten Zustand der Feder geringere spezifische Spannungen als die Gummifeder aufweist, kann man erfindungsgemäß durch Wahl eines Werkstoffes für diese Schicht erzielen, dessen Elastizitätsmodul wesentlich geringer ist als der des eigentlichen Federkörpers. Auch läßt sich dieses Ziel erreichen, wenn man die elastische, dünnwandige Deckschicht im vorgespannten Zustand der Gummi-Zugfeder aufbringt. Eine derart aufgebrachte Deckschicht wird geringere spezifische Spannungen im Vergleich zu den in der eigentlichen Zugfeder herrschenden Spannungen aufweisen. Als Werkstoff für diese Deckschicht können kerbzähe Werkstoffe, beispielsweise die erwähnten Kunststoffe, Anwendung finden. Es ist aber auch möglich, Kautschukmischungen zu verwenden, die den für die eigentliche Gummi-Zugfeder verwendeten in bezug auf ihre physikalischen Eigenschaften ähnlich sind, da durch die geringeren Spannungen in der Deckschicht bereits eine verminderte Verletzbarkeit gegeben ist. In Verfolg des Erfindungsgedankens kann für die die Zugfeder bedekkende Schicht auch ein elastischer Schlauch verwendet werden, der über die vorgespannte eigentliche Zugfeder hinweggezogen wird und zweckmäßigerweise durch ein Haftmittel mit dem Federkörper verbunden wird.
Zur Verwirklichung des Erfindungsgedankens ist es nicht erforderlich, die gesamte Außenfläche der Gummi-Zugfeder mit der kerbzähen und/oder geringer belasteten, elastischen Schicht zu bedecken. Sofern mechanische Einwirkungen nur an einer oder mehreren Stellen zu erwarten sind, kann aus Gründen der Werkstoffersparnis die Deckschicht lediglich an den gefährdeten Stellen der Gummi-Zugfeder angeordnet sein. Um jedoch die Federeigenschaften einer nur örtlich bedeckten Gummi-Zugfeder nicht zu beeinflussen, ist es vorteilhaft, wenn die Deckschicht nur in einer sehr geringen Schichtstärke aufgebracht wird. Überlies kann die Deckschicht so ausgebildet sein, daß sie zugeschärfte Ränder, also einen allmählich auslaufenden Randteil aufweist.
Die erfindungsgemäß ausgebildeten Gummi-Zugfedern finden vorzugsweise Anwendung bei Fahrzeugfederungen und insbesondere bei: Vorderradfederungen von Zweiradfahrzeugen, da bei diesen Anwendungsfällen eine erhöhte Gefahr für die Gummi-Zugfedern durch mechanische Einflüsse besteht.
Es sei erwähnt, daß das Aufbringen der Schutzschicht auf die Gummi-Zugfeder durch Spritzen, Sprühen od. dgl. oder durch Tauchen und gegebenenfalls auch durch Formguß im vorgespannten Zustand der Gummi-Zugfeder erfolgen kann, damit bei Belastung der Gummi-Zugfeder nur verhältnismäßig geringe Spannungen in die Deckschicht eingeleitet werden.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine strangförmige Gummi-Zugfeder für die Aufhängung von Maschinenteilen, z. B. eines Schleuderaggregates einer Wäscheschleuder; Fig. 2 zeigt einen Schnitt II-II durch die Feder gemäß Fig. 1; Fig. 3 zeigt eine ringförmige Gummi-Zugfeder für die Vorderradfederung von Zweiradfahrzeugen und Fig. 4 einen Schnitt IV-IV durch die Feder gemäß Fig. 3.
Die Gummi-Zugfeder 1 gemäß Fig. 1 hat an ihren Enden Ösen 2, die zur Befestigung der Gummi-Zugfeder 1 dienen und gegebenenfalls durch nicht näher dargestellte metallische Hülsen verstärkt sein können. Die Feder 1 ist allseitig mit einer durch Tauchen aufgebrachten dünnwandigen Schicht 3 aus Polvurethanen bedeckt, derart, daß die Schicht 3 festhaftend mit dem Federkörper 1 verbunden ist und somit den Verformungen der Feder 1 folgt.
Die in Fig. 3 in der Seitenansicht dargestellte ringförmige Gummi-Zugfeder 4 verbindet, die gegeneinander abzufedernden Teile 5 und 6 des Fahrzeugs miteinander. Aus Gründen der Werkstoffersparnis ist diese Feder lediglich an ihren seitlichen Flächen 4' und an ihren am äußeren Umfang gelegenen Flächen 4" mit der kerbzähen, elastischen Schicht 7 bedeckt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Gummi-Zugfeder, insbesondere bandförmige Gummifeder, mit einer dünnwandigen, in der Zugrichtung nachgiebigen Schutzhülle, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzhülle aus einer durchgehenden Schicht (3, 7) aus Gummi od. dgl. besteht, die eine hohe Kerbzähigkeit und/oder im belasteten Zustand der Feder geringere spezifische Spannungen als die Gummifeder aufweist.
2. Gummi-Zugfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht (3, 7) in an sich bekannter Weise derart mit der Zugfeder (1, 4) verbunden ist, daß sie den Verformungen der Feder folgt.
3. Gummi-Zugfeder nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Elastizitätsmodul der Deckschicht wesentlich geringer ist als der des eigentlichen Federkörpers.
4. Verfahren zur Herstellung von Gummi-Zugfedern nach Anspruch 1 und 2, dadurch gelzennzeichnet, daß die elastische Schicht in an sich bekannter Weise im vorgespannten Zustand " der Feder aufgebracht wird.
5. Verfahren zur Herstellung von Gummi-Zugfedern nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Schicht durch Spritzen, Sprühen od. dgl. oder durch Tauchen aufgebracht wird.
6. Verfahren zur Herstellung von Gummi-Zugfedern nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die elastische Schicht in an sich bekannter Weise ein Schlauchabschnitt verwendet wird, der im vorgespannten Zustand der Gummi-Zugfeder auf diese aufgezogen wird.
7. Gummi-Zugfeder nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Schicht aus Polyurethanen besteht. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 542 381, 738 672; Report M 55-3 der Firma Du Pont de Nemours & Co.