DE1115995B

DE1115995B - Rubber suspension element

Info

Publication number: DE1115995B
Application number: DEK34475A
Authority: DE
Inventors: ?
Original assignee: Krauss Maffei AG
Current assignee: Mannesmann Demag Krauss Maffei GmbH
Priority date: 1958-03-29
Filing date: 1958-03-29
Publication date: 1961-10-26

Description

Gummifederelement Die Erfindung bezieht sich auf ein Gummifederelement zum gegenseitigen federnden Abstützen und Führen von Maschinen- und Fahrzeugteilen mit einer die Eigendämpfung der verwendeten Gummimischung übersteigenden Dämpfung, bestehend aus einem endbundverstärkten Gummihohlkegelstumpf mit einem Kegelwinkel von höchstens etwa 30°, der lose zwischen zwei metallischen, seiner Form angepaßten und mit Ringflanschen versehenen Abstützkörpern gelagert ist und dessen Endbundverstärkung eine größere axiale Dicke als seine Wandstärke aufweist.Rubber spring element The invention relates to a rubber spring element for mutually resilient support and guidance of machine and vehicle parts with a damping that exceeds the self-damping of the rubber compound used, consisting of a rubber hollow truncated cone with a cone angle of a maximum of about 30 °, the loose between two metallic, adapted to its shape and support bodies provided with ring flanges are mounted and their end collar reinforcement has a greater axial thickness than its wall thickness.

Bei diesen bekannten Gummifederelementen ist der Gummihohlkegelstumpf mit einer abgeplatteten Spitze, d. h. einem nach innen gerichteten Endbund, auch Ringwulst genannt, und am Außenmantel im Bereich der den größten Durchmesser aufweisenden Stirnfläche mit einem nach außen gerichteten Endbund oder Außenbund versehen. Da beide Endbunde zum Tragen vorgesehen sind, ist es erforderlich, die Abstände der Abstützflächen an den beiden Abstützkörpern, insbesondere die Abstützflächen für die Endbunde, verhältnismäßig genau entsprechend den gegenseitigen Abständen der Endbunde des Gummikörpers herzustellen, um die gewünschte Federcharakteristik und Dämpfung zu gewährleisten. Sollen die bekannten Gummifederelemente außerdem sehr weich ausfallen, so wird das Gummifederelement entweder sehr lang, oder die angestrebten Führungseigenschaften verschlechtern sich infolge der geringen überschneidung, d: h. infolge des geringen Ineinandergreifens der kegeligen Abstützfiächen der Abstützkörper.In these known rubber spring elements, the hollow rubber cone is truncated with a flattened tip, d. H. an inward-facing end collar, too Called an annular bead, and on the outer jacket in the area of the largest diameter Provide the end face with an outwardly directed end collar or outer collar. There Both end bands are intended to be worn, it is necessary to adjust the spacing of the Support surfaces on the two support bodies, in particular the support surfaces for the end collars, relatively exactly according to the mutual distances of the Manufacture end collars of the rubber body to achieve the desired spring characteristics and To ensure cushioning. The well-known rubber suspension elements should also be very turn out to be soft, the rubber spring element is either very long, or the desired one Leadership characteristics deteriorate due to the low level of overlap, d: H. as a result of the slight interlocking of the conical support surfaces of the support bodies.

Hier setzt nun die Erfindung ein, deren Aufgabe darin zu sehen ist, das Gummifederelement gemäß dem eingangs genannten Gattungsbegriff so zu verbessern, daß sich bei gleichzeitig vereinfachter Herstellung und mindestens unter Beibehalten der guten Führungs- und Dämpfungseigenschaften ohne Vergrößerung des Platzbedarfs weichere Federkennlinien verwirklichen lassen.This is where the invention comes in, the task of which is to be seen in to improve the rubber spring element according to the generic term mentioned at the beginning, that at the same time simplified production and at least while maintaining the good guiding and damping properties without increasing the space requirement Realize softer spring characteristics.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß der Gummihohlkegelstumpf lediglich an seinem weiteren Ende mit einem im wesentlichen auf Druck beanspruchten Außenbund versehen ist.To solve this problem it is proposed that the hollow rubber truncated cone only at its further end with a substantially stressed pressure Outer collar is provided.

Weiterhin wird vorgeschlagen, daß bei unbelastetem Gummihohlkegelstumpf zwischen dem Ringflansch des inneren kegelstumpfförmigen Abstützkörpers und der zugewandten Stirnfläche des Außenbundes ein Abstand vorbestimmter Größe vorgesehen ist.It is also proposed that with an unloaded hollow rubber truncated cone between the annular flange of the inner frustoconical support body and the facing end face of the outer collar provided a distance of a predetermined size is.

Durch diese Maßnahme wird jedoch nicht nur eine vorteilhafte Lösung der Erfindungsaufgabe gewährleistet. Darüber hinaus ist es möglich, die Dämpfung zu steigern, wobei es von besonderer Bedeutung ist, daß die Dämpfung über den Federweg des Gummifederelementes wesentlich gleichmäßiger als bisher verteilt ist. Infolge der günstigen Dämpfung und des größeren Federweges bei gleichem Gummivolumen wie bei den bekannten Gummifederelementen ergibt sich eine bessere Ausnutzung des vorhandenen Gummivolumens. Gleichbleibende Federung und Dämpfungswerte sind zudem sicherer zu erreichen. Dies wird auch noch dadurch begünstigt, daß nur noch die Abstützflächen der Abstützkörper für den einzigen Außenbund und die Kegelflächen für den Gummihohlkegelstumpf aufeinander abgestimmt werden müssen. Die Haltbarkeit, d. h. die Lebensdauer der Gummielemente ist größer, da Zerstörungen des Gummihohlkegels im Bereich einer abgeplatteten Spitze des inneren Abstützkörpers bei stärkeren Belastungen ausgeschlossen sind. Inbesondere wird dadurch auch die Belastbarkeit des Gummifederelementes wesentlich vergrößert, so daß damit ebenfalls eine bessere Ausnutzung des Gummivolumens gewährleistet wird.However, this measure not only provides an advantageous solution the task of the invention guaranteed. In addition, it is possible to adjust the cushioning to increase, it is of particular importance that the damping over the spring travel of the rubber spring element is distributed much more evenly than before. As a result the favorable damping and the greater spring deflection with the same rubber volume as the known rubber spring elements result in a better utilization of the existing one Rubber volume. Constant suspension and damping values are also safer reach. This is also aided by the fact that only the support surfaces are left the support body for the single outer collar and the conical surfaces for the hollow rubber truncated cone must be coordinated. The shelf life, i.e. H. the lifespan of the Rubber elements is larger, since destruction of the hollow rubber cone in the area of a flattened one Tip of the inner support body are excluded in the event of higher loads. In particular, the resilience of the rubber spring element is also essential as a result enlarged, so that a better utilization of the rubber volume is guaranteed will.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt. Es zeigt jeweils in einem Längsmittelschnitt Abb.l ein Gummifederelement, dessen kegehge Abstützflächen sämtlich den gleichen Kegelwinkel aufweisen, wobei die linke Seite der Abbildung ein. unbelastetes und die rechte Seite ein belastetes Gummifederelement darstellt, Abb.2 ein Gummifederelement, dessen äußerer Abstützkörper und Gummihohlkegelstumpf innen und außen gleichen Kegelwinkel aufweisen, während der Kegelwinkel des inneren Abstützkörpers etwas größer ist. Die linke Seite der Abb.2 stellt jeweils ein unbelastetes und ein schwach belastetds und die rechte Seite der Abb. 2 ein stark belastetes Gummifederelement dar.The drawing shows two exemplary embodiments of the subject matter of the invention shown schematically. It shows Fig.l in a longitudinal center section Rubber spring element whose conical support surfaces all have the same cone angle having the left side of the figure a. unencumbered and the right one Page represents a loaded rubber spring element, Fig. 2 a rubber spring element, whose outer support body and hollow rubber truncated cone inside and outside the same cone angle have, while the cone angle of the inner support body is slightly larger. The left side of Fig.2 represents each an unencumbered and a lightly loaded ds and the right side of Fig. 2 a heavily loaded rubber spring element represent.

Das Gummifederelement gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Abb.l besteht im wesentlichen aus einem kegelstumpfförmigen inneren Abstützkörper 1, einem hohlkegelstumpfförmigen äußeren Abstützkörper 2 und einem lose zwischen diese Abstützkörper 1 und 2 eingelegten Gummihohlkegelstumpf 3.The rubber spring element according to the embodiment according to Fig.l consists essentially of a frustoconical inner support body 1, a hollow frustoconical outer support body 2 and one loosely inserted between these support bodies 1 and 2 Hollow rubber truncated cone 3.

Der Gummihohlkegelstumpf 3 ist lediglich im Bereich seines größten Durchmessers, d. h. an seinem weiteren Ende, an seinem Außenmantel mit einem zwei etwa parallele Stirnflächen aufweisenden Außenbund 4, auch Ringwulst genannt, versehen. Der Außenmantel des Außenbundes 4 verläuft zylindrisch und kann symmetrisch zu seiner Quermittelebene mit einer Ringnut 5 von segmentförmigem Querschnitt versehen sein, um beim Zusammendrücken des im wesentlichen auf Druck beanspruchten Außenbundes 4 die Oberflächenspannung des Außenmantels des Außenbundes 4 zu vermindern. Der Kegelwinkel des Gummihohlkegelstumpfes 3 ist vorteilhaft kleiner als 30='. um eine gute dynamische und statische Dämpfung, die wesentlich höher liegt als die Eigendämpfung der verwendeten Gummimischung, zu erzielen.The hollow rubber truncated cone 3 is only in the area of its largest Diameter, d. H. at its further end, on its outer jacket with a two Outer collar 4 having approximately parallel end faces, also called an annular bead, is provided. The outer jacket of the outer collar 4 is cylindrical and can be symmetrical to his Be provided with an annular groove 5 of segment-shaped cross-section, around when compressing the outer collar, which is essentially subjected to pressure 4 to reduce the surface tension of the outer jacket of the outer collar 4. Of the The cone angle of the hollow rubber truncated cone 3 is advantageously less than 30 = '. around a good dynamic and static damping, which is much higher than the self-damping the rubber compound used.

Die Gummimischung als solche entspricht den üblichen, für Gummifedern verwendeten Gummimischungen mit hoher Elastizität und geringer Eigendämpfung. Die Härte richtet sich dabei nach der gewünschten Federkennlinie des Gummifederelementes. Die axiale Dicke des Außenbundes 4 des Gummihohlkegelstumpfes 3 ist größer als die Wanddicke des Gummihohlkegelstumpfes 3 und beträgt vorteilhaft ein Vielfaches davon. Die innere Abstützfläche des Gummihohlkegelstumpfes 3 und seine äußere Abstützfläche weisen gleichen Kegelwinkel auf.The rubber mixture as such corresponds to the usual one for rubber springs used rubber compounds with high elasticity and low self-damping. the Hardness depends on the desired spring characteristic of the rubber spring element. The axial thickness of the outer collar 4 of the hollow rubber truncated cone 3 is greater than that Wall thickness of the hollow rubber truncated cone 3 and is advantageously a multiple thereof. The inner support surface of the hollow rubber truncated cone 3 and its outer support surface have the same cone angle.

Der innere kegelstumpfförmige Abstützkörper 1 ist aus Stahlguß, Gußeisen, Leichtmetall od. dgl. hergestellt und vorteilhaft hohl ausgebildet. Er ist in beliebiger Weise mit dem einen der beiden abzustützenden, in der Zeichnung nicht dargestellten Maschinen- oder Fahrzeugteile z. B. durch Schrauben, Nieten, Schweißen od. dgl. verbunden. An seinem den größeren Durchmesser aufweisenden Ende ist der kegelstumpfförmige Abstützkörper 1 mit einem nach außen gerichteten Ringflansch 6 versehen, der an seinem Außenumfang einen zur Längsachse des Abstützkörpers 1 koaxialen Ringkragen 7 aufweist. Die Übergänge zwischen der kegeligen Abstützfläche des Abstützkörpers 1 und der inneren Fläche des Ringflansches 6 sowie zwischen der letzteren und dem Innenmantel des Ringkragens 7 sind gut abgerundet, um Verletzungen der entsprechend verlaufenden Abstützflächen des Gummihohlkegelstumpfes 3 und seines Außenbundes 4 zu vermeiden.The inner frustoconical support body 1 is made of cast steel, cast iron, Light metal or the like. Manufactured and advantageously hollow. He is in any Way with one of the two to be supported, not shown in the drawing Machine or vehicle parts e.g. B. by screwing, riveting, welding or the like. tied together. At its end with the larger diameter is the frustoconical end Support body 1 is provided with an outwardly directed annular flange 6 which is attached to its outer circumference to the longitudinal axis of the support body 1 coaxial annular collar 7 has. The transitions between the conical support surface of the support body 1 and the inner surface of the annular flange 6 and between the latter and the Inner jacket of the ring collar 7 are well rounded to avoid injuries accordingly extending support surfaces of the hollow rubber truncated cone 3 and its outer collar 4 to avoid.

Der äußere Abstützkörper 2 des Gummifederelementes ist ebenfalls als metallischer Hohlkegelstumpf ausgeführt und in gleicher Weise wie der innere Abstützkörper 1 mit dem anderen in der Zeichnung nicht mehr dargestellten abzustützenden und zu führenden Maschinen- oder Fahrzeugteil verbunden. Der Innenmantel des mit dem inneren gleichachsigen äußeren Abstützkörpers 2 stellt die äußere Abstützfläche des Gummihohlkegelstumpfes 3 dar. Da das Gummifederelement gemäß der Erfindung nicht nur als Federelement, sondern insbesondere auch als Führungselement vorgesehen ist, dringen die gleichwinklig kegeligen Abstützflächen der beiden Abstützkörper 1 und 2 in axialer Richtung weit ineinander ein. Der äußere Abstützkörper 2 ist ebenfalls an seinem den größeren Durchmesser aufweisenden Ende mit einem nach außen gerichteten Ringflansch 8 versehen, der parallel zum Ringflansch 6 des inneren Abstützkörpers 1 eine Abstützfläche für die andere Stirnfläche des Außenbundes 4 aufweist. Auch dieser Ringflansch 8 ist außen mit einem teilweise den Außenmantel des Außenbundes 4 umfassenden Ringkragen 9 versehen, wobei durch gut abgerundete Übergänge zwischen Innenmantel des Ringkragens 9, Ringflansch 8 und kegeliger Abstützfläche Verletzungen des eingelegten Gummihohlkegelstumpfes 3 und seines Außenbundes 4 vermieden werden. Die Ringkragen 7 und 9 der beiden Abstützkörper 1 und 2 sind einander zugekehrt. Die Innenflächen der Ringkragen 7 und 9 erweitern sich zu ihren Rändern hin kegelförmig. Statt beide Abstützkörper 1 und 2 mit je einem Ringkragen 7 bzw. 9 zu versehen, kann auch schon ein Ringkragen an nur einem der Flansche 6 bzw. 8 genügen.The outer support body 2 of the rubber spring element is also designed as a metallic hollow truncated cone and connected in the same way as the inner support body 1 to the other machine or vehicle part to be supported and guided, which is no longer shown in the drawing. The inner jacket of the outer support body 2, which is coaxial with the inner, represents the outer support surface of the hollow rubber truncated cone 3. Since the rubber spring element according to the invention is not only provided as a spring element, but in particular also as a guide element, the equiangularly conical support surfaces of the two support bodies 1 and 2 penetrate into axial direction far into each other. The outer support body 2 is also provided at its larger diameter end with an outwardly directed annular flange 8, which has a support surface for the other end face of the outer collar 4 parallel to the annular flange 6 of the inner support body 1. This annular flange 8 is also provided on the outside with an annular collar 9 partially encompassing the outer casing of the outer collar 4, with well-rounded transitions between the inner casing of the annular collar 9, annular flange 8 and conical support surface avoiding damage to the inserted hollow rubber truncated cone 3 and its outer collar 4. The annular collars 7 and 9 of the two support bodies 1 and 2 face each other. The inner surfaces of the ring collars 7 and 9 widen conically towards their edges. Instead of providing both support bodies 1 and 2 each with an annular collar 7 or 9, an annular collar on just one of the flanges 6 or 8 can also suffice.

Um eine sehr hohe Dämpfung zu gewährleisten, sind die Flanschabstützflächen der beiden Abstützkörper 1 und 2 und die Stirnflächen des Außenbundes 4 des Gummihohlkegelstumpfes 3 so aufeinander abzustimmen, daß im unbelasteten oder nur schwach belasteten Zustand des Gummifederelementes zwar sämtliche Kegelflächen der ineinander-P a schachtelten Teile 1, 3 und 2 aneinanderliegen, aber von den Stirnflächen des Außenbundes 4 nur die innere an dem Ringflansch 8 anliegt, während zwischen der äußeren Stirnfläche des Außenbundes 4 und der Innenfläche des Ringflansches 6 des inneren Abstützkörpers 1 anfänglich ein vorbestimmter Abstand vorgesehen ist (Abb. 1, linke Seite), dessen Größe sich nach den gewünschten Feder- und Dämpfungseigenschaften des Gummifederelementes richtet, wobei mit größerem Abstand Dämpfung und Weichheit der Federkennlinie steigen. Bei starker Belastung liegen auch beide Flanschabstützflächen voll am Gummikörper an (Abb. 1, rechte Seite).In order to ensure a very high attenuation Flanschabstützflächen of the two supporting bodies 1 and 2 and the end surfaces of the outer collar 4 have to be agreed of the rubber hollow truncated cone 3 to each other such that in the unstressed or only slightly stressed state of the rubber spring element while all conical surfaces of the interengaging P a nested parts 1, 3 and 2 lie against one another, but of the end faces of the outer collar 4 only the inner one rests against the annular flange 8, while a predetermined distance is initially provided between the outer end face of the outer collar 4 and the inner surface of the annular flange 6 of the inner support body 1 (Fig. 1, left side), the size of which depends on the desired spring and damping properties of the rubber spring element, the greater the distance between the increasing damping and softness of the spring characteristic. Under heavy loads, both flange support surfaces are fully in contact with the rubber body (Fig. 1, right-hand side).

Für Fälle, in denen eine noch weichere Federcharakteristik und noch höheres Dämpfungsvermögen erforderlich sind, ist das Gummifederelement gemäß Abb.2 vorgesehen. Das Gummifederelement nach der Abb.2 entspricht im grundsätzlichen Aufbau dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 1. Die kegelige Abstützfläche des äußeren Abstützkörpers 10 und die beiden kegeligen Abstützflächen des Gummihohlkegelstumpfes 11 stimmen im Kegelwinkel auch hier überein. Ihr Kegelwinkel soll höchstens 35° betragen, bleibt jedoch vorteilhaft noch unter 30°. Im gezeichneten Beispiel liegt er bei 15°. Der Kegelwinkel der kegeligen Abstützfläche des inneren Abstützkörpers 12 ist jedoch etwas größer als derjenige der ihr zugewandten Abstützfläche des Gummihohlkegelstumpfes 11 gewählt.For cases in which an even softer spring characteristic and still If a higher damping capacity is required, the rubber spring element according to Fig. 2 intended. The basic structure of the rubber spring element according to Fig. 2 corresponds the embodiment according to Fig. 1. The conical support surface of the outer support body 10 and the two conical support surfaces of the hollow rubber truncated cone 11 are correct here also coincide in the cone angle. Your cone angle should be a maximum of 35 °, remains but advantageously still below 30 °. In the example shown, it is 15 °. Of the However, the cone angle of the conical support surface of the inner support body 12 is somewhat larger than that of the supporting surface of the hollow rubber truncated cone facing it 11 elected.

Bei unbelastetem Gummifederelement liegt der Gummihohlkegelstumpf 11 und sein Außenbund 13 zwar von Anfang an voll auf den Abstützflächen des äußeren Abstützkörpers 10 auf, der innere Abstützkörper 12 ist jedoch nur im Bereich des größten Durchmessers des Gummihohlkegelstumpfes 11 auf dessen innerer kegelförmiger Abstützfläche 12 abgestützt (Abb.2, linke Seite, vollausgezogen). Durch stärkeres Belasten wird der Gummihohlkegelstumpf 11 im Bereich seines Außenbundes 13 mit diesem radial gedehnt, bis. die Abstützfläche des Ringflansches 14 des inneren Abstützkörpers 12 auf der zugeordneten Stirnfläche des Außenbundes 13 des Gummihohlkegelstumpfes 11 aufliegt. Dabei vergrößert sich auch die kegellge Auflagefläche zwischen Gumn-iihohlkegelstumpf 11 und innerem Abstützkörper 12 (Abb. 2, linke Seite, gestrichelt ausgezogen). Bei noch stärkerer Belastung kommen schließlich alle Abstützflächen zum vollen gegenseitigen Tragen (Abb. 2, rechte Seite).When the rubber spring element is unloaded, the hollow rubber truncated cone 11 and its outer collar 13 lie fully on the support surfaces of the outer support body 10 from the start, but the inner support body 12 is only supported in the area of the largest diameter of the hollow rubber truncated cone 11 on its inner conical support surface 12 (Fig. 2, left side, fully extended). As a result of greater loading, the hollow rubber truncated cone 11 is expanded radially in the region of its outer collar 13 with the latter until. the support surface of the annular flange 14 of the inner support body 12 rests on the associated end face of the outer collar 13 of the hollow rubber truncated cone 11. In the process, the conical contact surface between the rubber hollow truncated cone 11 and the inner support body 12 also increases (Fig. 2, left side, drawn out in dashed lines). In the event of an even greater load, all of the support surfaces finally come to full mutual support (Fig. 2, right-hand side).

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Rubber spring element for mutual resilience Supporting and guiding machine or vehicle parts with a self-damping system The cushioning that exceeds the rubber compound used, consisting of a reinforced end collar Rubber hollow truncated cone with a cone angle of at most about 30 °, the loosely between two metallic support bodies, adapted to its shape and provided with ring flanges is mounted and its end collar reinforcement has a greater axial thickness than its wall thickness having, characterized in that the hollow rubber truncated cone (3, 11) only at its further end with an outer collar which is essentially subjected to pressure (4, 13) is provided.

2. Rubber spring element according to claim 1, characterized in that that with an unloaded hollow rubber truncated cone (3, 11) between the annular flange (6, 14) the inner frustoconical support body (1, 12) and the face facing it of the outer collar (4, 13) a distance of a predetermined size is provided.

3. Rubber suspension element according to claims 1 and 2, characterized in that the cone angle of the inner frustoconical support body (12) larger than the cone angle of the inner conical surface of the hollow rubber truncated cone (11) is

4. Rubber spring element according to claims 1 to 3, characterized in that the outer jacket of the outer collar (4,13) at least in the area of one of its end faces of one with the associated support body (2, 10) connected annular collar (9) is enclosed, the outer jacket of which of the outer collar facing inner surface is expanded towards the free collar edge.

5. Rubber spring element according to claims 1 to 4, characterized in that the axial thickness of the outer collar (4, 13) is a multiple of the wall thickness of the hollow rubber truncated cone (3.11). Considered publications German Patent No. 937 860; German utility model No. 1678 047, 1748012.