DE102016009886A1

DE102016009886A1 - compression spring

Info

Publication number: DE102016009886A1
Application number: DE102016009886.4A
Authority: DE
Inventors: Kai Reinke
Original assignee: Joern GmbH
Current assignee: Joern GmbH
Priority date: 2016-08-17
Filing date: 2016-08-17
Publication date: 2018-02-22

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Druckfeder mit zwei flächenparallel zueinander beabstandeten Stützplatten (2, 3) zwischen denen ein Elastomerkörper (6) mittels wenigstens einem Spannelement (4) unter Vorspannung angeordnet ist. Erfindungsgemäß sind die beiden Stützplatten (2, 3) mittels wenigstens einem Abstandshalteelement (5; 15) in einem festen, vorgebbaren Abstand fixiert. Eine Stützplatte (3) weist eine zentrale Öffnung auf, in die ein Stempel (13) als erstes Lagerteil ragt, der auf die andere Stützplatte (2) als zweites Lagerteil hin gerichtet ist und der sich direkt oder indirekt am Elastomerkörper (6) abstützt, so dass ab einer bestimmten translatorischen Druckkraft (F1) als Lagerbelastung eine zugeordnete Relativbewegung zwischen Stempel (13) und der Stützplatte (2) in Verbindung mit einer Verformung des Elastomerkörpers (6) erfolgt. Der Elastomerkörper (6) ist zumindest teilweise zwischen den Stützplatten (2, 3) von einem Käfig (5) mit einem vorgegebenen Freiraum (16) umgeben, und der Freiraum (16) ist so gewählt, dass sich der Elastomerkörper (6) ab einer vorgebbaren Druckkraft (F2) soweit in den Freiraum (16) hinein verformt und sich an wenigstens einem Käfigelement (5; 15) abstützt, so dass bei einer weiter steigenden Druckkraft und Federbelastung eine stark progressiv ansteigende Federkennung (K3) gegeben ist.The invention relates to a compression spring with two parallel spaced-apart support plates (2, 3) between which an elastomeric body (6) by means of at least one clamping element (4) is arranged under prestress. According to the invention, the two support plates (2, 3) are fixed by means of at least one spacer element (5, 15) at a fixed, predeterminable distance. A support plate (3) has a central opening into which a punch (13) protrudes as a first bearing part, which is directed towards the other support plate (2) as a second bearing part and which is supported directly or indirectly on the elastomer body (6), so that from a certain translational pressure force (F1) as bearing load an associated relative movement between punch (13) and the support plate (2) in conjunction with a deformation of the elastomer body (6). The elastomer body (6) is surrounded at least partially between the support plates (2, 3) by a cage (5) with a predetermined free space (16), and the free space (16) is selected such that the elastomer body (6) starts from a predeterminable compressive force (F2) deformed into the free space (16) and is supported on at least one cage element (5; 15), so that, given a further increasing compressive force and spring load, a strongly progressively increasing spring code (K3) is provided.

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckfeder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a compression spring according to the preamble of claim 1.

Eine bekannte gattungsgemäße Druckfeder ( DE 196 08 860 C2 ) besteht aus zwei flächenparallel zueinander beabstandeten Stützplatten, zwischen denen ein Elastomerkörper mittels wenigstens einem Spannelement unter Vorspannung angeordnet ist. Konkret sind hier die beiden Stützplatten das erste Lagerteil und zweite Lagerteil oder mit einem ersten Lagerteil oder zweiten Lagerteil verbunden und bewegen sich bei einer Lagerbelastung relativ zueinander. Der Elastomerkörper ist hier konkret als Schichtkörper mit mehreren, durch angehaftete Zwischenbleche getrennten Elastomerschichten aufgebaut. Das Spannelement, mit dem bereits im unbelasteten Zustand der Druckfeder eine Vorspannung im Elastomerkörper aufgebaut ist, besteht aus einen zentralen Anschlagbolzen, der sich durch eine mittige Ausnehmung des Elastomerkörpers erstreckt und der sich mit balligen Abstützteilen jeweils von der Außenseite her an den Stützplatten abstützt. In diesen Bereichen sind zudem an den Stützplatten Anschlagelemente angebracht, die sich nach einem bestimmten Federweg am Anschlagbolzen beidseitig als Überlastungsschutz anlegen.A known generic compression spring ( DE 196 08 860 C2 ) consists of two surface-parallel spaced support plates, between which an elastomeric body is arranged by means of at least one tensioning element under bias. Specifically, here are the two support plates, the first bearing part and second bearing part or connected to a first bearing part or second bearing part and move at a bearing load relative to each other. The elastomeric body is constructed here in concrete terms as a layered body with a plurality of elastomer layers separated by adhered intermediate plates. The clamping element, with which already in the unloaded state of the compression spring a bias in the elastomer body is constructed, consists of a central stop pin which extends through a central recess of the elastomer body and which is supported with spherical support members each from the outside to the support plates. In these areas also stop elements are attached to the support plates, which create on both sides as overload protection after a certain travel on the stop pin.

In allgemein bekannter Weise wird Elastomermaterial als Gummimaterial bei Zugbelastungen schnell zerstört. Die beim gattungsgemäßen Lager durchgeführte Vorspannung im Elastomerkörper wird hier explizit so verwendet und so durchgeführt, dass im Elastomerkörper solche unerwünschte Zugbeanspruchungen nicht auftreten. Für die Auslegung einer anwendungsbezogenen Federkennlinie wird eine solche Vorspannung nicht herangezogen.In a well-known manner elastomeric material is quickly destroyed as a rubber material under tensile loads. The performed in the generic camp bias in the elastomer body is explicitly used here and carried out so that such undesirable tensile stresses do not occur in the elastomer body. For the interpretation of an application-related spring characteristic such bias is not used.

Weiter ist der bekannte Überlastungsschutz als Anschlag ausgebildet, der den Einfederweg der Druckfeder abrupt begrenzt. Eine anwendungsbezogene Auslegung und Weiterführung einer Federkennlinie über den begrenzten Einfederweg hinaus ist damit nicht durchführbar.Next, the known overload protection is designed as a stop that limits the compression travel of the compression spring abruptly. An application-related interpretation and continuation of a spring characteristic beyond the limited compression travel is thus not feasible.

Allgemein bekannte übliche Elastomerlager als Druckfeder weisen werkstoff- und konstruktionsbedingt normalerweise eine Kraft-Verformungs-Kennlinie auf, die in einem gewissen Bereich nahezu geradlinig verläuft mit gegebenenfalls leicht degressiven und/oder progressiven Bereichen. Durch Einstellung der Lagergeometrie und der Shorehärte kann das Elastomerlager entsprechend den Anforderungen seines Einsatzes weicher oder härter gestaltet werden. Wenn ein solches Lager große Kräfte aufnehmen soll, führt dies bei einem weichen Lager zwangsläufig zu einem großen Federweg oder bei einem steifen Lager zu einer geringen Deformation bzw. einem kleinen Federweg, wobei mit so einem steifen Lager oft nicht eine optimale Schwingungsentkopplung möglich ist.Generally known conventional elastomeric bearings as a compression spring normally have a force-deformation characteristic due to their material and construction, which in a certain range runs nearly rectilinearly with possibly slightly degressive and / or progressive regions. By adjusting the bearing geometry and the Shore hardness, the elastomeric bearing can be made softer or harder according to the requirements of its use. If such a bearing should absorb large forces, this inevitably leads to a large spring deflection in a soft bearing or to a small deformation in the case of a stiff bearing, with such a stiff bearing often not enabling optimal vibration decoupling.

Bei vielen bekannten Anwendungen, beispielsweise im Fahrzeugbau, treten große statische Kräfte auf, beispielsweise als Fahrzeuggewicht, die als Vorlast dauerhaft auf eine Druckfeder einwirken. Daraus ergibt sich eine Verschiebung als Betriebspunkt der Druckfeder. Um diesen Betriebspunkt herum soll die Druckfeder für eine optimale Schwingungsentkopplung, zum Beispiel von fahrbahnangeregten Schwingungen möglichst weich sein. Auch bei einer nicht dauerhaft statisch anliegenden Vorlast, zum Beispiel durch ein Eigengewicht, sondern auch bei einer dynamischen Mittellast soll eine optimale Schwingungsentkopplung erfolgen. Bei Verwendung weicher Druckfedern ist dies möglich, bedingt jedoch große Federwege, für die oft kein Bauraum zur Verfügung steht. Zudem sind dabei Führungs- und Stützeigenschaften einer Lagerung stark reduziert, so dass gegebenenfalls zusätzliche Führungselemente und/oder Anschläge erforderlich werden.In many known applications, for example in vehicle construction, large static forces occur, for example as vehicle weight, which permanently act as a preload on a compression spring. This results in a shift as the operating point of the compression spring. Around this operating point, the compression spring should be as soft as possible for optimum vibration decoupling, for example from road-excited vibrations. Even with a non-permanently static preload, for example, by a dead weight, but also at a dynamic center load optimal vibration decoupling should be done. When using soft compression springs, this is possible, but requires large spring travel, for which there is often no space available. In addition, while leadership and support properties of a storage are greatly reduced, so that possibly additional guide elements and / or attacks are required.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Aufbau einer gattungsgemäßen Druckfeder so zu gestalten, dass in Verbindung mit einer Zugbegrenzung eine Druckvorspannung unter Berücksichtigung einer Vorlast im Elastomerkörper durchführbar ist und zudem auf konstruktiv einfache Art ein Überlastungsschutz ab einer bestimmten translatorischen Druckkraft mit stark progressiver Federkennlinie erhalten wird.The object of the invention is to make the structure of a generic compression spring so that in conjunction with a Zugbegrenzung a compressive bias taking into account a preload in the elastomer body is feasible and also a structurally simple way overload protection is obtained from a certain translational pressure force with highly progressive spring characteristic ,

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved with the features of claim 1.

Gemäß Anspruch 1 sind die beiden flächenparallel zueinander beabstandeten Stützplatten mittels wenigstens einem Abstandshalterelement in einem festen, vorgebbaren Abstand fixiert, das heißt dass die beiden Stützplatten im Gegensatz zum gattungsgemäßen Stand der Technik bei einer Lagerbelastung keine Relativbewegungen zueinander durchführen. Der Elastomerkörper ist bei diesem vorgebbaren, fixierten Abstand der Stützplatten (ohne zusätzliche Lagerbelastung) mit einer vorgebbaren Vorspannung vorgespannt, die sich aus den gestaltbaren geometrischen Gegebenheiten und den Eigenschaften des Elastomermaterials ergibt. Durch die feste Einspannung und Vorspannung des Elastomerkörpers zwischen den Stützplatten kann das Elastomermaterial bei einer Lagerbelastung in keinen kritischen Dehnzustand gebracht werden.According to claim 1, the two surface-parallel spaced support plates are fixed by means of at least one spacer element in a fixed, predetermined distance, that is, the two support plates perform in contrast to the generic state of the art in a bearing load no relative movements to each other. The elastomer body is biased at this predetermined, fixed distance of the support plates (without additional bearing load) with a predetermined bias, resulting from the formable geometric conditions and the properties of the elastomeric material. Due to the firm clamping and biasing of the elastomeric body between the support plates, the elastomeric material can be brought in a bearing load in no critical Dehnzustand.

Eine erste Stützplatte weist eine zentrale Öffnung auf, in die ein Stempel als erstes Lagerteil ragt, der auf die zweite Stützplatte als zweites Lagerteil hin gerichtet ist und der sich direkt oder indirekt am Elastomerkörper abstützt. Der Stempel und die zweite Stützplatte können unmittelbar das erste Lagerteil und das zweite Lagerteil sein oder mit einem ersten Lagerteil und einem zweiten Lagerteil verbunden sein.A first support plate has a central opening into which protrudes a punch as a first bearing part, which is directed towards the second support plate as a second bearing part and which is supported directly or indirectly on the elastomer body. The punch and the second support plate may be directly the first bearing part and the second bearing part or with a be connected first bearing part and a second bearing part.

Durch diese Anordnung erfolgt durch eine bestimmte translatorische Druckkraft als Lagerbelastung eine zugeordnete Relativbewegung zwischen Stempel und zweiter Stützplatte in Verbindung mit einer Verformung des Elastomerkörpers. Bis zu einer merklichen Relativbewegung zwischen Stempel und zweiter Stützplatte ist ersichtlich die eingestellte Vorspannung im Elastomerkörper zu überwinden, so dass bis zu einer einsetzenden Relativbewegung zwischen Stempel und zweiter Stützplatte eine stark progressive Federkennung vorliegt mit einem entsprechend kleinen initialen Federweg.As a result of this arrangement, an associated relative movement between the punch and the second support plate in conjunction with a deformation of the elastomer body takes place through a specific translational pressure force as a bearing load. Up to a noticeable relative movement between the punch and the second support plate can be seen to overcome the set bias in the elastomeric body, so that up to an onset of relative movement between the punch and second support plate is a highly progressive spring rate is present with a correspondingly small initial spring travel.

Weiter ist bei der erfindungsgemäßen Druckfeder der zwischen den Stützplatten eingespannte Elastomerkörper zumindest teilweise von einem Käfig mit einem vorgegebenen Freiraum umgeben. Bei einer Druckbelastung der Druckfeder mit einer Verformung des Elastomerkörpers wird dieser in seiner Dicke reduziert und zugleich in Querrichtung in den vorgegebenen Freiraum in Richtung auf den Käfiginnenbereich hin verformt. Ab einer vorgebbaren Druckkraft entsprechend der Größe des Freiraums stützt sich dann der verformte Elastomerkörper an wenigstens einem Käfigelement ab, so dass bei weiter steigender Druckkraft und Federbelastung eine stark progressiv ansteigende Federkennung und letztendlich ein Überlastungsschutz durch den Käfig gegeben ist.Further, in the compression spring according to the invention, the elastomer body clamped between the support plates is at least partially surrounded by a cage with a predetermined free space. In a pressure load of the compression spring with a deformation of the elastomer body of this is reduced in thickness and at the same time deformed in the transverse direction in the predetermined space in the direction of the inner cage area. From a predeterminable compressive force corresponding to the size of the free space, the deformed elastomer body then supports itself on at least one cage element, so that as the pressure force and spring load increase further, a strongly progressively increasing spring rate and finally an overload protection by the cage is provided.

Eine anwendungsspezifisch ausgelegte Druckfeder kann für einen optimierten Einsatz unter Berücksichtigung einer Vorlast vorteilhaft wie folgt hergestellt werden:
Für einen vorgegebenen Lagereinsatz mit einer Druckvorlast wird ein Lagerbetriebspunkt mit einer zugeordneten Druckkraft als Lagermittellast definiert, um den in einem durch einen üblichen minimalen Arbeitsdruck und maximalen Arbeitsdruck vorgegebenen Arbeitsbereich Schwingungen mit jeweils halber Schwingungsamplitude auftreten. Dieser vorgegebene Arbeitsbereich wird nur bei Extrembelastungen und zeitlich begrenzten ungünstigen Betriebsbedingungen verlassen. Im Arbeitsbereich sollen beispielsweise bei einem Lagereinsatz in einem Fahrzeug fahrbahnangeregte Schwingungen mit ihren Schwingungsamplituden möglichst weich elastisch und molekular im Elastomerkörper aufgenommen werden.An application-specific designed compression spring can be advantageously prepared for optimized use, taking into account a preload as follows:
For a given bearing insert with a pressure preload, a bearing operating point with an associated pressure force is defined as the bearing center load by which oscillations with half the oscillation amplitude each occur in a working range predetermined by a customary minimum working pressure and maximum working pressure. This predetermined work area is left only in extreme conditions and temporary unfavorable operating conditions. In the work area, for example, when a bearing is used in a vehicle, road-borne vibrations with their oscillation amplitudes are to be absorbed as elastically and molecularly as possible in the elastomer body.

Dazu wird die Vorspannkraft (im Lagerherstellzustand und nicht betriebsmäßig druckkraftbelasteten Zustand) im Elastomerkörper so vorgegeben, dass die Vorspannkraft dem minimalen Arbeitsdruck des Arbeitsbereichs entspricht vorzugsweise reduziert um einen relativ geringen Sicherheits-Druckwert, so dass die Federkennung bis zum Erreichen des Arbeitsbereichs stark progressiv mit einem vorteilhaft geringen Federweg ansteigt, jedoch dann im Arbeitsbereich für eine relativ weiche Lagerung nur noch flach ansteigend ist. Durch den anfänglich geringen Federweg kann der Einbauraum vorteilhaft entsprechend klein gehalten werden.For this purpose, the biasing force (in the bearing manufacturing state and not operationally pressure-loaded state) in the elastomer body is set so that the biasing force to the minimum working pressure of the work area preferably reduced by a relatively low safety pressure value, so that the spring detection until reaching the work area strongly progressive with a advantageous low spring travel increases, but then in the work area for a relatively soft storage is only flat rising. Due to the initially small travel of the installation space can be advantageously kept correspondingly small.

Weiter wird der Freiraum im Käfigbereich so vorgegeben, dass sich der Elastomerkörper im Arbeitsbereich frei in den Freiraum hinein verformen kann, jedoch beim Erreichen des maximalen Arbeitsdrucks als obere Begrenzung des Arbeitsbereichs, vorzugsweise ergänzt um einen relativ geringen Sicherheits-Druckwert an wenigstens einem Käfigelement abstützt, so dass die Federkennung im Anschluss an den Arbeitsbereich stark progressiv ansteigt.Next, the free space in the cage area is set so that the elastomeric body in the work area can deform freely into the free space, but on reaching the maximum working pressure as upper limit of the work area, preferably supplemented by a relatively low safety pressure value on at least one cage element supported, so that the spring rate increases sharply progressively following the work area.

Vorteilhaft wird in an sich bekannter Weise die Druckfeder als Schichtfeder ausgebildet, wobei der Elastomerkörper mehrere durch angehaftete Zwischenbleche flächenparallel zu den Stützplatten getrennte Elastomerschichten aufweist, so dass sich bei höheren Lagerbelastungen seitlich vorspringende Elastomerwülste an den Elastomerschichten ausbilden. Insgesamt wird durch den Schichtaufbau die Verformung des Elastomerkörpers in an sich bekannter Weise besser beherrschbar.Advantageously, in known manner, the compression spring is formed as a layer spring, wherein the elastomer body has a plurality of adhered intermediate plates surface parallel to the support plates separate elastomer layers, so that laterally projecting Elastomerwülste form at higher bearing loads on the elastomer layers. Overall, the deformation of the elastomer body in a manner known per se can be better controlled by the layer structure.

In einer zweckmäßigen konstruktiven Weiterbildung weist der Elastomerkörper ein- oder beidseitig ein zur zugeordneten Stützplatte hin liegendes Außenblech auf, das gegebenenfalls mit einem Elastomerfilm überzogen sein kann. Der Stempel kann sich an einem solchen Außenblech abstützen oder gegebenenfalls dort verbunden oder einstückig mit dem Außenblech ausgebildet sein.In an expedient constructive development, the elastomeric body has on one or both sides a to the associated support plate out lying outer panel, which may optionally be coated with an elastomeric film. The stamp can be supported on such an outer panel or optionally connected there or formed integrally with the outer panel.

Die Stützplatten können separate Plattenteile sein, die mittels Spannelementen und Abstandshaltern zusammengespannt sind. Gegebenenfalls können die Stützplatten auch integrale Bestandteile als Bodenplatte und Deckelplatte ein Spanngehäuse sein.The support plates may be separate plate parts, which are clamped together by means of clamping elements and spacers. Optionally, the support plates may also be integral components as a bottom plate and cover plate a clamping housing.

Insbesondere kann der den Elastomerkörper zwischen den Stützplatten umgebende Käfig ein umfangsseitig geschlossenes Gehäuseteil sein, der insbesondere durch einen Zylinderabschnitt gebildet ist, der mittels Spannelementen und Abstandselementen zwischen den Stützplatten gehalten ist.In particular, the cage surrounding the elastomer body between the support plates may be a housing part which is closed on the circumference and which is formed, in particular, by a cylindrical section which is held between the support plates by means of clamping elements and spacing elements.

Alternativ kann der Käfig auch aus beabstandeten Einzelelementen gebildet sein, wofür vorteilhafte Spannelemente und/oder Abstandselemente in einer Käfigfunktion mit verwendet werden können.Alternatively, the cage can also be formed from spaced individual elements, for which advantageous clamping elements and / or spacer elements can be used in a cage function with.

Weiter wird ein Verfahren zur Auslegung eines Drucklagers für einen vorgegebenen Lagereinsatz unter Verwendung der Merkmale eines der vorstehenden Ansprüche beansprucht.Further claimed is a method of designing a thrust bearing for a given bearing use using the features of any one of the preceding claims.

Anhand einer Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Reference to a drawing embodiments of the invention are explained in detail.

Es zeigen:Show it:

1 eine Druckfeder im vorgespannten Herstellzustand, 1 a compression spring in the pretensioned production state,

2 einen Elastomerkörper als Schichtkörper im nicht vorgespannten Herstellzustand, 2 an elastomeric body as a laminated body in the unbiased production state,

3 einen Schnitt durch die Druckfeder nach 1 entlang der Linie A-A (im oberen Bereich), 3 a section through the compression spring after 1 along the line AA (in the upper area),

4 einen Schnitt durch die Druckfeder nach 1 entlang der Linie A-A in einem belasteten Zustand, 4 a section through the compression spring after 1 along the line AA in a loaded condition,

5 eine Ansicht der Druckfeder nach 1 vor Aufbringung der Vorspannung mit einem umlaufend geschlossenen Käfiggehäuse, 5 a view of the spring after 1 before application of the preload with a circumferentially closed cage housing,

6 eine alternative Ausführungsform zu 5, und 6 an alternative embodiment to 5 , and

7 eine Federkennlinie. 7 a spring characteristic.

In 1 ist eine Druckfeder 1 perspektivisch dargestellt mit zwei flächenparallel zueinander beabstandeten Stützplatten 2, 3, die mittels Spannelementen 4, hier als Schrauben ausgebildet, gegen einen Zylinderabschnitt als Käfigteil 5 zusammengespannt sind. Im Käfigteil 5 ist ein Elastomerkörper 6 aufgenommen und vorgespannt, wie dies im Detail anhand der Schnittansichten nach 3 und 4 näher erläutert ist:
In 2 ist der Elastomerkörper 6 als Schichtkörper im nicht vorgespannten Zustand dargestellt, das heißt seine Höhe ist größer als die Höhe des Käfigteils 5. Der Elastomerkörper 6 besteht hier aus fünf Elastomerschichten 7, die durch Zwischenbleche 8 getrennt sind und an beiden Außenseiten durch Außenbleche 9, 10 begrenzt sind.In 1 is a compression spring 1 shown in perspective with two surface-parallel spaced support plates 2 . 3 by means of clamping elements 4 , designed here as screws, against a cylinder section as a cage part 5 are clamped together. In the cage part 5 is an elastomeric body 6 recorded and preloaded, as shown in detail by the sectional views 3 and 4 is explained in more detail:
In 2 is the elastomeric body 6 shown as a layered body in the non-prestressed state, that is, its height is greater than the height of the cage part 5 , The elastomer body 6 consists of five elastomer layers 7 passing through intermediate plates 8th are separated and on both outer sides by outer panels 9 . 10 are limited.

Aus der Schnittdarstellung der 3 ist ersichtlich, dass der Elastomerkörper 6 in der vorgespannten Druckfeder 1 nach 1 in seiner Höhe zusammengepresst ist und dabei seitlich geringfügige Auswölbungen 11 an jeder Elastomerschicht 7 ausbildet. Weiter ist aus 3 ersichtlich, dass zwischen dem Käfigteil 5 und den Auswölbungen 11 im unbelasteten Zustand ein Freiraum 12 besteht.From the sectional view of 3 it can be seen that the elastomeric body 6 in the preloaded compression spring 1 to 1 is compressed in height and thereby laterally slight bulges 11 on every elastomer layer 7 formed. Next is out 3 seen that between the cage part 5 and the bulges 11 in the unloaded state a free space 12 consists.

Die erste Stützplatte 2 ist eine Basisplatte, die ein erstes Lagerteil bildet oder mit einem ersten Lagerteil verbunden ist. Die zweite Stützplatte 3 weist eine zentrale Öffnung 12 auf, durch die ein Stempel 13 geführt ist, der sich am Elastomerkörper 6 bzw. an dessen Außenblech 9 abstützt. Der Stempel 13 ist hier das zweite Lagerteil oder mit einem zweiten Lagerteil verbunden.The first support plate 2 is a base plate which forms a first bearing part or is connected to a first bearing part. The second support plate 3 has a central opening 12 on, through which a stamp 13 is guided, located on the elastomer body 6 or on its outer panel 9 supported. The Stamp 13 Here is the second bearing part or connected to a second bearing part.

Die Lagerfunktion wird in Verbindung mit der Federkennlinie aus 7 näher erläutert:
In 7 ist nach oben die Druckkraft F als Lagerbelastung auf den Stempel 13 bei fest abgestützter erster Stützplatte 2 aufgetragen. Nach rechts ist der Federweg 5 aufgetragen. 7 stellt schematisch die Federkennlinie dar, die für einen vorgegebenen Lagereinsatz mit einer Druckvorlast erreicht werden soll. Für einen solchen vorgegebenen Lagereinsatz ist ein Lagerbetriebspunkt mit einer vorgegebenen Druckkraft F0 als Lagerbelastung und einem entsprechenden Federweg S0 definiert. Um diesen Federweg S0 ist ein Arbeitsbereich S1 vorgegeben mit einer zugeordneten Schwingungsamplitude, welche durch einen betriebsüblichen minimalen Arbeitsdruck und maximalen Arbeitsdruck bestimmt ist. Innerhalb des Arbeitsbereichs S1 entsprechend der üblichen dynamischen Betriebsbelastung soll die Lagerung möglichst weich und elastisch sowie molekular im Elastomerkörper 6 aufgenommen werden.The bearing function is in conjunction with the spring characteristic 7 explained in more detail:
In 7 is up the pressure force F as a bearing load on the stamp 13 with firmly supported first support plate 2 applied. To the right is the suspension travel 5 applied. 7 schematically represents the spring characteristic to be achieved for a given bearing use with a pressure preload. For such a predetermined bearing use a bearing operating point with a predetermined compressive force F0 is defined as a bearing load and a corresponding spring travel S0. To this spring travel S0 is a work area S1 given with an associated vibration amplitude, which is determined by a normal operating minimum working pressure and maximum working pressure. Within the working area S1 corresponding to the usual dynamic operating load, the storage should be as soft and elastic as possible and molecular in the elastomer body 6 be recorded.

In 3 ist der Stempel 13 bereits mit einer Kraft F1, welche der Vorspanndehnkraft im Elastomerkörper 6 reduziert um eine relativ geringe Sicherheits-Druckkraft entspricht, belastet. Dabei hat der Stempel 13 noch (fast) keinen Federweg gemacht und das Außenblech 9 liegt noch an der Stützplatte 3 an oder ist nur geringfügig davon abgehoben, wie dies aus 7 ersichtlich ist. Daraus ergibt sich die stark progressive anfängliche Federkennlinie K1, welche dann bis zum Beginn des Arbeitsbereichs S1 flacher werdend in den flachen Kennlinienbereich K2 von S1 einläuft. Dabei federt der Stempel 13 ein und das Außenblech 9 hebt von der zweiten Stützplatte 3 ab, so dass der Elastomerkörper 6 weiter verformt wird, wobei die Auswölbungen 11 größer werden, jedoch noch im Freiraum 16 frei beweglich sind.In 3 is the stamp 13 already with a force F1, which is the Vorspanndehnkraft in the elastomer body 6 reduced by a relatively low safety pressure force, loaded. It has the stamp 13 still (almost) no suspension travel made and the outer panel 9 is still on the support plate 3 or is slightly off the mark, like this 7 is apparent. This results in the highly progressive initial spring characteristic K1, which then runs flat into the flat characteristic curve region K2 of S1 until the beginning of the working region S1. The stamp springs 13 one and the outer panel 9 lifts from the second support plate 3 off, leaving the elastomeric body 6 is further deformed, with the bulges 11 get bigger, but still in the open space 16 are freely movable.

In 4 ist der Zustand dargestellt, in dem der Stempel 13 mit der Druckkraft F2 belastet ist, welche bereits über dem Arbeitsbereich S1 liegt (siehe 7). Wie in 4 eingezeichnet, ist dabei der Federweg S1 bereits überschritten und die Elastomerschichten 7 haben durch Verformung Elastomerwülste 14 in einer Größe ausgebildet dergestalt, dass sie an der Innenwand des Käfigteils 5 anliegen und sich dort abstützen. Bei einer weiteren Einfederung werden die Elastomerwülste 14 weiter vergrößert und stützen sich mit der in 7 eingezeichneten stark progressiven Federkennung K3 am Käfigteil 5 ab.In 4 the state is shown in which the stamp 13 is loaded with the pressure force F2, which is already above the working area S1 (see 7 ). As in 4 drawn, the spring travel S1 is already exceeded and the elastomer layers 7 have Elastomerwülste by deformation 14 formed in a size such that they on the inner wall of the cage part 5 abut and support themselves there. In a further deflection, the Elastomerwülste 14 further enlarged and based with the in 7 marked strongly progressive spring identification K3 on the cage part 5 from.

Die Federkennlinie nach 7 hat somit drei ineinander übergehende Bereiche: einen ersten stark progressiven Kennlinienbereich K1, an dem sich ein degressiver Kennlinienbereich K2 anschließt, auf den wiederum ein stark progressiver Kennlinienbereich K3 folgt, wobei der Arbeitsbereich S1 im degressiven Kennlinienbereich K2 liegt.The spring characteristic after 7 thus has three areas merging into one another: a first strongly progressive characteristic area K1, to which a degressive characteristic area K2 adjoins, in turn a strongly progressive characteristic area K3 follows, wherein the working area S1 lies in the degressive characteristic area K2.

In 5 ist die Druckfeder 1 dargestellt mit dem umlaufend geschlossenen Käfigteil 5 und dem eingesetzten Elastomerkörper 6 sowie mit den noch nicht zusammengespannten Stützplatten 2, 3.In 5 is the compression spring 1 represented with the circumferentially closed cage part 5 and the elastomeric body used 6 and with the not yet clamped support plates 2 . 3 ,

In einer dazu etwas modifizierten Ausführungsform nach 6 sind wiederum die noch nicht zusammengespannten Stützplatten 2, 3 erkennbar, mit dem dazwischen liegenden Elastomerkörper 6. Anstelle des umfangsseitig geschlossenen Käfigteils 5 sind hier jedoch vier Abstandshülsen 15 verwendet, durch die die Spannelemente 4 geführt werden. Die Abstandshülsen 15 bestimmen hier den Abstand der Stützplatten 2, 3 im vorgespannten Zustand. Zudem sind die Abstandshülsen 15 so angeordnet, dass sie im unbelasteten Zustand der Druckfeder 1 mit einem Freiraum entsprechend dem Freiraum 16 bezüglich des Elastomerkörpers 6 liegen und damit in einer weiteren Funktion vier Käfigstreben bilden. Bei hoher Lagerbelastung legen sich dann die Elastomerwülste 14 an die Abstandshülsen 15 an, wodurch dann auch hier die stark progressive Kennlinie K3 ausgebildet wird.In a modified to this embodiment after 6 are again not yet clamped support plates 2 . 3 recognizable, with the interposed elastomeric body 6 , Instead of the circumferentially closed cage part 5 Here are four spacers 15 used by the clamping elements 4 be guided. The spacer sleeves 15 determine here the distance of the support plates 2 . 3 in the pre-stressed state. In addition, the spacer sleeves 15 arranged so that they are in the unloaded state of the compression spring 1 with a free space corresponding to the free space 16 concerning the elastomer body 6 lie and thus form four cage struts in another function. At high bearing load then put the Elastomerwülste 14 to the spacer sleeves 15 , which then also here the strongly progressive characteristic K3 is formed.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19608860 C2 [0002]

Claims

Compression spring with two surface-parallel spaced support plates ( 2 . 3 ) between which an elastomeric body ( 6 ) by means of at least one tensioning element ( 4 ) is arranged under prestress, characterized in that the two support plates ( 2 . 3 ) by means of at least one spacer element ( 5 ; 15 ) are fixed at a fixed, predeterminable distance that a support plate ( 3 ) has a central opening into which a stamp ( 13 ) protrudes as a first bearing part, which on the other support plate ( 2 ) is directed as a second bearing part and directly or indirectly on the elastomer body ( 6 ) is supported, so that from a certain translational pressure force (F1) as bearing load an associated relative movement between the punch ( 13 ) and the support plate ( 2 ) in conjunction with a deformation of the elastomeric body ( 6 ), that the elastomeric body ( 6 ) at least partially between the support plates ( 2 . 3 ) of a cage ( 5 ) with a given free space ( 16 ) and that the free space ( 16 ) is selected so that the elastomeric body ( 6 ) from a prescribable pressure force (F2) into the free space ( 16 ) and at least one cage element ( 5 ; 15 ) is supported, so that with a further increasing compressive force and spring load a strong progressive rising spring rate (K3) is given.

Compression spring according to claim 1, characterized in that for a given bearing insert with a Druckvorlast a bearing operating point with an associated pressure force (F0) is defined as Lagermittellast to the in a by a normal operating minimum working pressure (F _min ) and maximum working pressure (F _max ) predetermined working range (S1) oscillations occur in each case with a half oscillation amplitude which is elastic and molecular in the elastomer body ( 6 ) should be taken as soft as possible, that to the biasing force (F1) in the elastomer body ( 6 ) is specified without compression spring load so that it corresponds to the minimum working pressure (F _min ), possibly reduced by a relatively low safety pressure value, so that the spring detection until reaching the work area (S1) is highly progressive (K1) and flat in the work area is declining (K2), and that the free space ( 16 ) is predetermined so that the elastomeric body ( 6 ) at the maximum working pressure (F _max ), optionally supplemented by a relatively low safety pressure value, on at least one cage element ( 5 ; 15 ) so that the spring rate increases sharply progressively following the work area (S1) (K3).

Compression spring according to claim 1 or 2, characterized in that the compression spring ( 1 ) is formed as a layer spring, wherein the elastomeric body ( 6 ) several by adhering intermediate plates ( 8th ) surface parallel to the support plates ( 2 . 3 ) separate elastomer layers ( 7 ) and the elastomer layers ( 7 ) at higher bearing loads laterally projecting Elastomerwülste ( 14 ) train.

Compression spring according to one of claims 1 to 3, characterized in that the elastomeric body ( 6 ) one or both sides each to the associated support plate ( 2 . 3 ) outer sheet ( 9 . 10 ), which is optionally coated with an elastomer film and on which the punch ( 13 ) is supported or connected there.

Compression spring according to one of claims 1 to 4, characterized in that the support plates ( 2 . 3 ) are a bottom plate and a cover plate of a clamping housing.

Compression spring according to one of claims 1 to 5, characterized in that the elastomeric body ( 6 ) between the support plates ( 2 . 3 ) surrounding cage ( 5 ) is a circumferentially closed housing part, which is in particular formed by a cylindrical portion which by means of clamping elements ( 4 ) between the support plates ( 2 . 3 ) is held.

Compression spring according to one of claims 1 to 5, characterized in that the cage by spaced clamping elements and / or spacer elements ( 15 ) is formed.

Method for designing a thrust bearing ( 1 ) for a given bearing insert according to one of the preceding claims.