DE2205577A1

DE2205577A1 - Befestigungsteil

Info

Publication number: DE2205577A1
Application number: DE19722205577
Authority: DE
Inventors: Jerzy Leicester Leicestershire Poniatowski (Großbritannien)
Original assignee: Dunlop GmbH and Co KG
Current assignee: Dunlop GmbH and Co KG
Priority date: 1971-02-08
Filing date: 1972-02-07
Publication date: 1972-10-12
Also published as: FR2126767A5

Description

2^05577

eingegangen em ±Ji£L·-

Dunlop Limited, Durilop House, Ryder Street, St. James's LONDON S.W. 1 Großbritannien

Befestigungsteil

Die Erfindung betrifft ein Befestigungsteil mit veränderlicher Steifigkeit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Befestigungsteil zu schaffen, der bei Auslenkung in einer Richtung oder in zwei entgegengesetzten Richtungen eine größere Steifigkeit aufweist, die nach einem bestimmten Auslenkungs-Weg abnimmt und bei weiterer Auslenkung wieder zunehmen kann.. Solche Befestigungsteile haben für verschiedene Anwendungsgebiete Vorteile, unter anderem auch im Fahrzeugbau.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein Befestigungsteil mit folgenden Merkmalen geschaffen wird:

Das Befestigungsteil weist ein Glied auf, durch das die Last eingeleitet wird, einen Anschlag, zwei Federn, die einander entgegengerichtet sind, wobei jede Feder eine begrenzte freie Länge hat, einen Gehäuseteil, in dem die Federn so untergebracht sind, so daß sie im wesentlichen in der Richtung wirken, die das Glied hat, durch das die Last eingeleitet wird, wobei die Federn derart unter Druckvorspannung stehen, daß sie von gegenüberliegenden Seiten gegen den Anschlag anstoßen und wobei die Anordnung so getroffen ist, daß die anfängliche Bewegung des die Last einleitenden Gliedes der einen Feder eine zusätzliche Druckspannung verleiht und die Vorspannung der anderen Feder vermindert, während eine weitergehende Bewegung lediglich eine Druckspannung in einer Feder hervorruft, indem die andere Feder das Ende ihrer freien Länge erreicht und die Berührung mit dem Anschlag verloren hat, woraus sich eine Steifigkeit ergibt, die geringer ist als diejenige bei der anfänglichen Bewegung.

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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Befestigungsteils gemäß der Erfindung ist das die Last einleitende Glied ein Bolzen oder Zapfen, der als Anschlag einen umlaufenden Flansch hat. Die beiden Federn bestehen aus einem inneren und einem äußeren Stahlrohr, die gleichachsig angeordnet sind und zwischen denen eine Buchse aus gummielastischem Material angeordnet ist. Diese aus elastomeren Material bestehende Buchse ist mit den Stahlrohren durch Vulkanisation oder Klebung verbunden. Die inneren Stahlrohre der Federn gleiten auf dem Bolzen und liegen mit ihren Enden gegen den Flansch (Anschlag) an.

Weitere Federn können zur Erhöhung der Steifigkeit des Befestigungsteils, nachdem das die Last einleitende Glied einen bestimmten Weg zurückgelegt hat, vorgesehen sein.

Als solche zusätzlichen Federn dienen vorzugsweise etwa blockförmige Teile aus elastomerem Material, das der Bewegung des die Last einleitenden Bolzens im Verhältnis zum Gehäuse im Anschluß an eine vorgegebene Bewegung, die auf die erste Bewegung, die mit der Lösung vom Anschlag beginnt, erfolgt, Widerstand leistet.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Befestigungsteils gemäß der Erfindung dargestellt. Es zeigt schematisch :

Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Befestigungsteil; Fig. 2 den Verlauf von Last und Auslenkung für das Befestigungsteil, das in Fig. 1 dargestellt ist; Fig. 3 den Verlauf von Belastung und Auslenkung für die in Fig. 1 rechts veranschaulichte Buchse für eine Bewegung des die Last einleitenden Bolzens von links nach rechts;

Fig. 4 ein entsprechendes Diagramm für die linke Buchse; Fig. 5 ein entsprechendes Diagramm für beide Feöerbuchsen zusammen und

Fig. 6 ein Lenkgetriebe mit drei Befestigungsteilen gemäß der Erfindung.

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Das Befestigungsteil besteilt aus dem Gehäuse 1 mit der zylindrischen Bohrung 2. Zwei gleichausgebildete Gummi-Federbuchsen 3 und 4 sind in die Bohrung 2 fest eingepaßt. Die Gummi-Federbuchsen 3 "und 4 bestehen je aus zwei gleichachsig angeordneten Stahlrohren 5 und 6. Der Zwischenraum zwischen diesen Bohren ist durch eine Natur-Gummi-Mischung ausgefüllt, die mit denjenigen Flächen der Rohre, gegen die der Gummi anliegt, durch Vulkanisation oder Klebung fest verbunden ist.

Durch die Federbuchsen 3 ¹UBcL 4 erstreckt sich der zur Lasteinleitung dienende Bolzen 7 ^ der einen umlaufenden Flansch 8 aufweist, dessen Durchmesser größer ist als der Durchmesser der inneren Stahlrohre 6, die gegen den Flansch 8 anliegen. Die Abschnitte des Bolzens 7 an beiden Seiten des Flansches 8 haben einen Durchmesser, der so groß ist, daß die inneren Stahlrohre 6 frei auf dem Bolzen gleiten können.

An beiden Enden des Bolzens 7 befinden sich Abschnitte von einem kleineren Durchmesser, wodurch Eingflächen 9 entstehen, gegen die als Puffer wirkende Gummifedern 10

sind
anliegen. Weiter nach außen hinter den Federn 10 Armen. Die Federn 10 und Armen werden mittels einer Mutter gegen die Eingflächen 9 gedruckt, die auf die mit Gewinde versehenen Enden des Bolzens 7 geschraubt und gesichert sind.

Die Pufferfedern 10 bestehen aus einer Stahlscheibe 12 und einem Ring 13.₅ der aus einer Iiatur-Gummi-Mischung gefertigt ist. Die Stirnflächen 14 des Gehäuses 1 sind bearbeitet; sie liegen senkrecht zur Achse der Bohrung 2 und sie stellen die Gegenflächen für die Pufferfedern 10 dar.

Das BefestiguTigsteil verhält sich bzw. wirkt folgendermaßen, wenn über den Arm 11 die Last bzw. die Kräfte eingeleitet und über das Gehäuse 1 die Kräfte auf einen anderen Teil übertra£ η werden. Bewegungen des Bolzens 7 in der einen oder de~^% anderen Richtung wird von den Federn

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— M- —

Widerstand geleistet, die eine Kraft/Auslenkung- oder
Steifigkeits-Charakteristik haben, die in Fig.2 dargestellt ist. Die Kurve hat drei voneinander unterschiedene Abschnitte, die auf das in Fig. 1 dargestellte Befestigungsteil Bezug haben, wenn der Auslenkungs-Weg von links nach rechts verläuft.

1. Abschnitt OA

In der Lage, in der die Federbuchsen ursprünglich zusammengebaut sind, üben sie gleiche Kräfte P_x. auf die gegenüberliegenden Flächen des Flansches 8 aus; sie sind also
gegen den Flansch vorgespannt. In Fig. 3 ist die Gegenkraft veranschaulicht , die gegen eine Verschiebung des
Bolzens 7 in Fig. 1 von links nach rechts wirkt, und zwar für die links dargestellte Buchse M-.

Fig. M zeigt die entsprechende Charakteristik für die rechte Buchse 5. In diesem Fall leistet die an der Buchse ausgeübte Kraft der eingeleiteten Last nicht Widerstand sondern unterstützt eine Belastung, die von der linken Seite des Bolzens 7 kommt. Diese unterstützende Kraft verringert sich auf den Wert null bei einem Verschiebungsweg D^.

Die kombinierte Charakteristik ist die Summe der einzelnen Charakteristiken, wie in Fig. 5 veranschaulicht.

Wenn die Auslenkung D^ erreicht ist, ist die Vorspannung
der Buchse 3 von dem Bolzen 7j der von link,s nach rechts durch das Gehäuse 1 geht, vollständig aufgehoben.

2. Abschnitt A bis C

Wie bereits erwähnt ist die Charakteristik hier die Summe der in den Figuren 3 und M- veranschaulichten. Die in Fig. M dargestellte Buchse leistet gedoch zu dieser Charakteristik keinen Beitrag, da die Buchse 3 auf den Bolzen 7 gleitet. Der Anstieg der Kurve ist daher geringer als im Abschnitt vorher.

3. Abschnitt C bis E

Wenn die durch Dp bezeichnete Auslenkung erreicht ist, ist

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der Abstand Dp zwischen der Stirnfläche 14- des Gehäuses und der Gummiringscheibe 13 der Pufferfeder 10 aufgehoben und diese Feder erhöht die Widerstandskraft. Im Abschnitt CE steigt daher die Kurve steiler an.

Die Charakteristik OACE wiederholt sich in umgekehrter Richtung für die Bewegung des Stoß-Bolzens 7 "von rechts nach links, woraus sich dann die ganze in Fig. 3 veranschaulichte Kurve ergibt.

In Fig. 6 ist die Anwendung von Befestigungsteileh gemäß der Erfindung in einer mit Lenkhilfe ausgerüsteten Lenkung für Kraftfahrzeuge veranschaulicht. Die Zahnstange des Lenkgetriebes ist mittels drei Befestigungen gemäß der Erfindung am Fahrzeugrahmen bzw. am Fahrzeug befestigt. Bei normalen Lenkbewegungen wird der Abschnitt B bis A wirksam. Stärkere Stöße, die z. B. beim Fahren über Kopfsteinpflaster auftreten, werden in den Abschnitten D bis B und A bis C, die eine geringere Steifigkeit aufweisen, aufgefangen, in denen eine größere Auslenkung auftritt, ohne daß extrem starke Stöße zum Lenkrad weitergeleitet werden. Beim Auftreten dieser extremen Stöße wird das Befestigungsteil in den Abschnitten F bis D und C bis E beansprucht. In diesem Fall soll ein weiteres Nachgeben der Befestigungsteile vermieden werden, damit eine einwandfreie Lenkung des Fahrzeugs möglich ist.

Für die Gummibuchsen und die Ringe kann jedes geeignete elastomere Material verwendet werden, wobei die Auswahl mit Rücksicht auf die gewünschte Charakteristik erfolgt. Vorzugsweise wird ein elastomeres Material für das Befestigungsteil gemäß der Erfindung verwendet, das eine gewisse innere Dämpfung hat. Es können aber auch andere Federn angewendet werden, z. B. Schraubenfedern, durch die die Gummibuchsen 3 und 4- ersetzt werden. Ebenso können anstelle der Anschlagpuffer aus Gummi Federn aus Metall vorgesehen sein.

Wenn es notwendig ist, können mittels Reibung oder

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hydraulisch arbeitende Dämpfer mit dem Befestigungsteil verbunden sein, um gegebenenfalls die Auslenkung zu dämpfen.

Die Charakteristik des Befestigungsteils kann durch Änderung des Abstandes Y und Q (vergl. Pig. 1) beeinflußt werden.

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Claims

Ansprüche

Ι.· Befestigungsteil mit veränderlicher Steifigkeit, gekennzeichnet durch ein Glied (7)» durch das die Last eingeleitet wird, einen Anschlag (8), zwei einander entgegengerichtete ledern (3>4), die eine begrenzte freie Länge haben, einen Gehäuseteil (1), in dem die Federn (3,4-) so untergebracht sind, daß sie im wesentlichen in der Eichtung wirken, die das Glied (7) hat, durch das die Last eingeleitet wird, welche Federn (3,4) derart unter Druckvorspannung stehen, daß sie von gegenüberliegenden Seiten gegen den Anschlag (8) anstoßen, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß die anfängliche Bewegung des die Last einleitenden Gliedes (7) der einen Feder (3 oder 4) eine zusätzliche Druckspannung verleiht und die Vorspannung der andern Feder (4· oder 3) vermindert, wahrend eine weitergehende Bewegung lediglich eine Druckspannung in einer Feder hervorruft, in_dem die andere Feder das Ende ihrer freien Länge erreicht und dadurch die Berührung mit dem Anschlag (8) verloren hat, woraus sich eine Steifigkeit ergibt, die geringer ist als diejenige bei der anfänglichen Bewegung.
2. Befestigungsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Last einleitende Glied ein Bolzen (7) ist und der Anschlag als Flansch (8) an dem Dorn (7) ausgebildet ist und daß die Federn (3*4) aus einem inneren (5) und einem äußeren (6) Stahlrohr bestehen, die gleichachsig angeordnet sind und zwischen denen sich eine Buchse aus elastomerem Material befindet, die mit den Stahlrohren durch Vulkanisation oder Klebung fest verbunden sind, wobei die inneren Rohre 5 über den Bolzen (7) gestreift sind und auf ihm gleiten können und der Flansch (8) in axialer Richtung die inneren Stahlrohre (5) derart trennt, daß die Federn (3»4)

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von entgegengesetzten Seiten gegen diesen Flansch. (8) so anstoßen bzw. anliegen, daß eine Druckvorspannung der Federn vorhanden ist.
3. Befestigungsteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Stahlrohre (6) der Federn (3,4-) fest in das Gehäuse (1) so eingepaßt sind, daß die Enden der äußeren Stahlrohre (6) gegeneinander stoßen.
4-. Befestigungsteil nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Federn (10) zur Erhöhung der Steifigkeit des Befestigungsteils nach einem vorbestimmten Bewegungs-Weg des die Last einleitenden Gliedes (7) vorgesehen sind.
5. Befestigungsteil nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß zwei zusätzliche Federn (10) vorgesehen sind, von denen jede einen Ring (13) aus elastomerem Material enthält, der so am Befestigungsteil angebracht ist, daß er Bewegungen des die Last einleitenden Gliedes (7) im "Verhältnis zum Gehäuse (1) im Anschluß an einen vorbestimmten Yerschiebungs-Weg des Teils (7), dar auf die anfängliche Bewegung folgt, Widerstand leistet, wobei je eine zusätzliche Feder für jede Verschiebungsrichtung vorgesehen ist.'
6. Befestigungsteil, das zur Anbringung eines Lenkgetriebes am Fahrzeug bzw. Fahrzeugrahmen verwendet werden kann, dadurch, gekennzeichnet, daß ein Befestigungsteil nach Anspruch. 4- oder 5 vorgesehen ist, das so ausgelegt ist, daß die anfänglich größere Steifigkeit des Befestigungsteils die Übertragung der Lenkungskräfte erlaubt, daß die anschließende geringere Steifigkeit des Befestigungs-

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teils eine Aufnahme (Verschlucken) solcher Kräfte zuläßt, die größer sind als die Lenkungskräfte und daß die danach wieder größere Steifigkeit extreme Bewegungen des Lenkgetriebes verhindert, um eine Lenkung des Fahrzeugs unter extremen Bedingungen sicher zu stellen.
7. Befestigungsteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) an der Zahnstange des Lenkgetriebes angebracht ist.

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