DE2310656A1

DE2310656A1 - DAMPING SPRING MADE OF RUBBER OR RUBBER-LIKE MATERIAL

Info

Publication number: DE2310656A1
Application number: DE19732310656
Authority: DE
Inventors: Kurt Pommereit
Original assignee: POMMEREIT ELASTOMER PROD
Current assignee: POMMEREIT ELASTOMER PROD
Priority date: 1973-03-03
Filing date: 1973-03-03
Publication date: 1974-09-05
Also published as: DE7308193U

Description

DÄMPFUNGSFEDER AUS GUMMI ODER GUMMI-ÄHNLICHEM WERKSTOFF Die Erfindung betrifft eine Dämpfungsfeder aus Gummi oder gummi-ähnlichem Werkstoff, insbesondere aus zell-elastischen Elastomeren für die Einfederungsbegrenzung bei Federbeinen, Teleskopdömpfer, Hydraulik-und Pneumatikzylinder oder ähnlichen Aggregaten, die eine Anschlagdämpfung benötigen, insbesondere für die Anwendung im Kraftfahrzeugbau und die zur Erzielung der geforderten Federkennlinie und Dämpfung eine Anzahl umlaufender trapezförmiger Einschnürungen aufweist.DAMPING SPRING MADE OF RUBBER OR RUBBER-LIKE MATERIAL The invention relates to a damping spring made of rubber or rubber-like material, in particular made of cell-elastic elastomers to limit the deflection of suspension struts, Telescopic dampers, hydraulic and pneumatic cylinders or similar units that require a stop damping, especially for use in motor vehicle construction and to achieve the required spring characteristic and damping a number of circumferentials having trapezoidal constrictions.

Es ist bekannt, daß Anschlagfedern aus Gummi oder gummi-ähnlichem Werkstoff zur Einfederungsbegrenzung von Federbeinen und Teleskopdämpfem Verwendung finden, die als Hohlkörper ausgebildet sind. Die Ausbildung der äußeren und inneren Form dient hierbei ausschließlich dem Zweck, einer für die zur Verfugung stehenden Raumverhältnisse geeignete Federform mit der erforderlichen Kennlinie zu finden. Es ist auch bekannt, daß Federn dieser Art gleichzeitig als Faltenbälge ausgebildet sind, die zum Schutze der Kolbenstange diese auf ihrer ganzen ausstehenden Länge umschließen. Faltenbälge sind als elastische Puffer unbrauchbar, wenn sie wegen ihrer geringen Wandstärke seitlich stark ausknicken, wozu die neigen, die einen symmetrischen Körper mit regelmäßig axial gegeneinander versetzt umlaufende Ausnehmungen des inneren und äußeren Zylindermantels bei nahezu gleicher Wandstärke aufweisen.It is known that stop springs made of rubber or rubber-like Material used to limit the deflection of spring struts and telescopic dampers find, which are designed as a hollow body. The formation of the outer and inner Form here serves exclusively the purpose, one for the available To find space conditions suitable spring form with the required characteristic. It is also known that springs of this type are designed as bellows at the same time are to protect the piston rod this over its entire outstanding length enclose. Bellows are useless as elastic buffers if they are due to Due to their low wall thickness, they buckle strongly at the sides, which is what some people tend to do symmetrical body with regularly axially offset circumferential recesses of the inner and outer cylinder jacket with almost the same wall thickness.

Weiterhin sind elastische Puffer bekannt, bei denen die inneren Ausnehmungen axial geschlossen sind und die glatte und ohne Hinterschneidung gebildete Zylinderwand eingeschnitten ist. Diese Einschnitte dienen dazu, daß der Puffer faltenbalggleich, wie ein wechselseitig eingeschnittener Papierstreifen als längselastische Papiergirlande ausgezogen werden kann.Furthermore, elastic buffers are known in which the inner recesses are axially closed and the smooth cylinder wall formed without an undercut is incised. These cuts are used to ensure that the buffer is like bellows, like a strip of paper cut alternately as a lengthwise elastic paper garland can be pulled out.

Alle diese Puffer haben innere Ausnehmungen zum Zwecke der elastischen Kennlinienänderung, oder Einschnitte, um sie faltenbalggleich auseinander zu ziehen. Nachteilig bei allen bekannten Puffern dieser Art ist, daß der innere meist zylindrische Hohlraum während des Zusammendrüchens an die Kolbenfuhrungsstange mit unterschiedlicher Flächenpressung ausgedrückt wird oder der innere Hohlraum derart groß gewählt ist, daß ein seitliches Ausknicken des Puffers die Folge ist. Ferner erlaubt der vorhandene Platzbedarf in den meisten Fällen nur eine geringfugige Durchmesservergrößerung des meist zylindrischen inneren Puffer-Hchlroumes gegenüber dem Durchmesser der Kolbenführungsstange. Eine glatte innere zylindrische Hohlraumwand des Puffers weist zwar eine gute axiale Knickfestigkeit auf, sie wird jedoch im mittleren Abschnitt durch das Einbauchen bei zunehmend zusammengedrücktem Puffer wesentlich eingeengt. Der Puffer wird hierdurch abhängig von seinem zusammengedrückten Zustand im inneren mittleren Abschnitt auf die Kolbenführungsstange mit zunehmendem Druck aufgepreßt, wodurch die Dampfungskennlinie stark verändert und durch erhöhte innere Beanspruchung der Puffer rasch zerstört wird.All of these buffers have internal recesses for the purpose of being elastic Change of characteristic curve, or incisions to pull them apart like a bellows. A disadvantage of all known buffers of this type is that the inner one is usually cylindrical Cavity during compression to the piston guide rod with different Surface pressure is expressed or the inner cavity is chosen so large, that a lateral buckling of the buffer is the result. Furthermore, the existing In most cases, only a slight increase in diameter is required of the mostly cylindrical inner buffer space compared to the diameter of the Piston guide rod. A smooth inner cylindrical cavity wall of the buffer has Although it has a good axial buckling resistance, it is in the middle section significantly narrowed by the bulging in the increasingly compressed buffer. This makes the buffer dependent on its internal compressed state middle section pressed onto the piston guide rod with increasing pressure, as a result of which the damping characteristic changes significantly and due to increased internal stress the buffer is quickly destroyed.

Der Erfinder hat sich die Aufgabe gestellt, ohne Veränderung der Kennlinie der Dämpfungsfeder diese Nachteile bei Dämpfungsfedern der eingangs naher bezeichneten Gattung zu vermeiden und eine Dämpfungsfeder zu finden, bei der eine möglichst gleichmäßige Krafteinleitung in alle Bereiche des Werkstoffes und eine möglichst gleichmaßige Spannungsverteilung über alle Querschnitte erfolgt und somit Uber den gesamten Axialbereich des meist zylindrischen Hohl raumes eine gleichmaßige geringe Hchlraumänderung ermöglicht. Die geinge Hchlraumverengung vermeidet das Anliegen des Puffers an die Kolbenfuhrungsstange und ermöglicht so eine hohe prozentuale Verformbarkeit bei hoher Lebensdauer und guter Dauerfestigkeit der Dämpfungsfeder.The inventor set himself the task without changing the characteristic the damping spring these disadvantages in the damping springs described in more detail at the beginning To avoid genus and to find a damping spring that is as uniform as possible Force introduction into all areas of the material and as uniform as possible Stress distribution takes place over all cross-sections and thus over the entire Axial area of the mostly cylindrical cavity enables a uniform, small change in the cavity. The small narrowing of the space prevents the buffer from resting against the piston guide rod and thus enables a high percentage of deformability with a long service life and good fatigue strength of the damping spring.

Erfindungsgemäß wird dieses dadurch erreicht, daß bei Dämpfungsfedern der bereits näher bezeichneten Gattung der innere Hohlraum vorwiegend an den Materialverdickungsstellen, die sich in bekannter Weise zwischen den äußeren und / oder inneren meist trapezförmigen zur Kennlinienbeeinflussung bei Druck-, Zug- und / oder Biegebeanspruchung angebrachte Einschnürungen oder Ausnehmungen ergeben, umlaufende nutartig und meist quer zur Längsachse der Feder verlaufende, vertiefte Knickrillen derart aufweist, daß der innere Hohlraum in Verformungszonen aufteilbar ist und daß ohne Kennlinienänderung der belastbaren Feder der innere Hohlraum über den gesamten vorwiegend axialen Bereich gleichmäßig und in einer geometrisch vorbestimmbaren Form veränderbar ist.According to the invention this is achieved in that at damping springs of the type already described in more detail, the inner cavity mainly at the material thickening points, which are in a known manner between the outer and / or inner mostly trapezoidal for influencing the characteristic curve in the event of compressive, tensile and / or bending loads Constrictions or recesses result, circumferential groove-like and mostly transverse to Has the longitudinal axis of the spring, recessed kink grooves such that the inner cavity can be divided into deformation zones and that without changing the characteristic curve the resilient spring, the inner cavity over the entire predominantly axial area can be changed uniformly and in a geometrically predeterminable shape.

Eine weiterhin erfindungsgemäß vorteilhafte Ausführung der Dämpfungsfeder besteht darin, daß der innere Hohlraum vorwiegend eine zylindrische Form aufweist.Another embodiment of the damping spring that is also advantageous according to the invention is that the inner cavity is predominantly cylindrical in shape.

Es ist weiterhin eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung darin zu sehen, daß in Abhängigkeit der inneren Formänderung bei zusammengedrückter Feder die Teilung und Tiefe der Knickrillen in nicht linearer Folge einfugbar sind.It is also an advantageous embodiment of the invention therein to see that depending on the internal change in shape when the spring is compressed the pitch and depth of the kink grooves can be inserted in a non-linear sequence.

Die Funktion der inneren Knickrillen bei Dämpfungsfedern der bereits naher bezeichneten Gattung unterscheidet sich grundlegend von den bekannten Biege- oder Dehnungseinschnitten bei Fedem mit denen ausschließlich eine Belastungs-Kennlinienänderung erreicht werden soll. Die innere Knickrille verandert die Federkennlinie nicht, ermöglicht jedoch die innere Geometrie der Werkstoffverformung konstruktiv genau zu bestimmen, ohne gleichzeitig eine Biege- oder zusammengesetzte Beanspruchung einzuleiten.The function of the inner buckling grooves in damping springs of the already The genus described in more detail differs fundamentally from the known bending or expansion cuts in springs with which only a change in the load characteristic curve should be achieved. The inner kink groove does not change the spring characteristic, however, the internal geometry of the material deformation enables structurally accurate construction without bending or compound stress at the same time initiate.

Im folgenden werden an Hand der Figuren 1 bis 6 einige Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.In the following, some exemplary embodiments are given with reference to FIGS. 1 to 6 of the invention described.

Es zeigt: Fig. 1 ein Federbein im Schnitt bei ausgezogener Kolbenstange mit im Schnitt dargestellter Dämpfungsfeder, Fig. 2 das Federbein der Figur 1 bei eingeschobener Kolbenstange mit der zusammengedrückten Dämpfungsfeder, Fig. 3 ein Federbein im Schnitt bei ausgezogener Kolbenstange, jedoch mit einer Dämpfungsfeder die gegenüber der Figur 1 einen geänderten Hohlraum aufweist, Fig. 4 das Federbein der Figur 3 bei eingeschobener Kolbenstange mit zusammengedrückter Dämpfungsfeder, Fig. 5 eine Dämpfungsfeder im Schnitt mit längs verlaufenden Knickrillen und Fig. 6 die Dämpfungsfeder als Draufsicht der Figur 5.It shows: FIG. 1 a spring strut in section with the piston rod pulled out with the damping spring shown in section, FIG. 2 shows the strut of FIG inserted piston rod with the compressed damping spring, Fig. 3 a Suspension strut in section with the piston rod extended, but with a damping spring which has a modified cavity compared to FIG. 1, FIG. 4 the strut of Figure 3 with the piston rod pushed in with the damping spring compressed, Fig. 5 shows a damping spring in section with longitudinal kink grooves and Fig. 6 the damping spring as a top view of FIG.

Nach Figur 1 weist der äußere Zylindermantel der Dämpfungsfeder 1 trapezförmige Biegeeinschnitte 2, die jedoch auch andere geometrische Formen aufweisen können. Im Hohlraum der Dämpfungsfeder 1 befindet sich die bewegbare Kolbenstange 4, die im ausgezogenen Zustand dargestellt ist. Die Dämpfungsfeder 1 stützt sich, wie die Schraubenfeder 5, an der Tellerscheibe 6 ab.According to FIG. 1, the outer cylinder jacket of the damping spring 1 trapezoidal bending incisions 2, which, however, also have other geometric shapes can. The movable piston rod is located in the cavity of the damping spring 1 4, which is shown in the extended state. The damping spring 1 is supported, like the helical spring 5, on the plate washer 6.

Der obere Befestigungskopf 7 sowie der Zylinder 8 des Federbeines 1 sind nicht näher dargestellt, da diese Teile nicht erfindungswesentlich sind. Der Hohlraum 3 der Dämpfungsfeder 1 weist nach Figur 1 im wesentlichen eine zylindrische Form auf und hat an den Materialverdickungsstellen 9, die zwischen den äußeren trapezförmigen Biegeeinschnitten 2 der Feder 1 verbleiben, nutartig vertiefte Knickrillen 10. Die quer zur Längsachse der Dämpfungsfeder 1 verlaufenden Knickrillen 10 sind umlaufend an der zylindrischen Innenwand 11 des Hohlraumes 3 angebracht und weisen nur eine geringe Einstichtiefe auf. Die inneren Knickrillen 10 können verschieden ausgebildet sein, sie weisen jedoch bevorzugt eine Nut- oder Keilform auf. Die Zahl und Einstichtiefe der Knickrillen 10 wird so gewählt, daß nur eine bei Belastung der Feder vorbestimmbare innere Formdnderung auftritt, die durch entsprechende Knickzoneneinteilung gleichmäßig über die gesamte Innenwand verteilbar ist.The upper mounting head 7 and the cylinder 8 of the strut 1 are not shown in detail since these parts are not essential to the invention. According to FIG. 1, the cavity 3 of the damping spring 1 is essentially cylindrical shape and has at the material thickening points 9, which between the outer trapezoidal Bending incisions 2 of the spring 1 remain, groove-like recessed kink grooves 10. The Buckling grooves 10 running transversely to the longitudinal axis of the damping spring 1 are circumferential attached to the cylindrical inner wall 11 of the cavity 3 and have only one shallow puncture depth. The inner buckling grooves 10 can be designed in different ways be, but they preferably have a groove or wedge shape. The number and penetration depth the buckling grooves 10 is chosen so that only one can be predetermined when the spring is loaded internal change in shape occurs, which is evenly distributed through corresponding kink zone division can be distributed over the entire inner wall.

Figur 2 zeigt die unter Belastung zusammengedrückte Feder 1, wobei die trapezartigen Biegeeinschnitte 2 nahezug vom Federmaterial ausgefüllt sind und der innere Hohlraum 3 sich an die Kolbenstange 4 angenähert hat, jedoch diese nicht berührt, und über die gesamte Innenwand einen gleichen Abstand zur Kolbenstange aufweist. Alle Knickzonen sind durch die Lage der Knickrillen 10 so aufgeteilt, daß die Auswölbung von Knickzone zu Knickzone in gleicher Weise gegeben ist. Ein Aufsetzen und Anreiben der Dämpfungsfeder 1 an der Kolbenstange 4 wird somit vermieden. Weiterhin wird die bei der Federverformungsarbeit frei werdende Wärmeentwicklung Uber das gesamte Federvolumen gleichmäßig verteilt. Die Knickrillen 10 beeinflussen durch ihre geringe Materialeinstichtiefe die Federkennlinie nicht, sie dienen ausschließlich dem Zweck, die Geometrie der Werkstoffverformung bei der zu belastenden Feder genau konstruktiv zu bestimmen.FIG. 2 shows the spring 1 compressed under load, wherein the trapezoidal bending incisions 2 are almost filled with the spring material and the inner cavity 3 has approached the piston rod 4, but not this touches, and over the entire inner wall an equal distance to the piston rod having. All kink zones are divided by the position of the kink grooves 10 so that that the bulge from kink zone to kink zone is given in the same way. A Placing and rubbing the damping spring 1 on the piston rod 4 is thus avoided. Furthermore, the heat generated during the spring deformation work is released Evenly distributed over the entire spring volume. The kink grooves 10 affect Due to their low material penetration depth, the spring characteristic does not, they only serve the purpose of precisely determining the geometry of the material deformation in the spring to be loaded to be determined constructively.

Mit Figur 3 ist eine Dämpfungsfeder im entlasteten Zustand dargestellt.With Figure 3, a damping spring is shown in the unloaded state.

Diese weist in ihrem Hohlraum 3 zwischen den inneren Knickrillen 10 wellenförmige Ausbuchtungen 12 auf. Die wellenförmigen Ausbuchtungen 12 verlaufen entgegen der zu erwartenden Ausbuchtung der unter Druck stehenden Feder. Somit nimmt die Innenwand des Hohl raumes 3 der Dämpfungsfeder 1, wie die Figur 4 zeigt, im zusammengedrückten Zustand der Feder eine gleichmäßige zylindrische Form ein, und weist somit eine optimale Formanpassung über die ganze Federlänge an die Kolbenstange 4 auf, ohne jedoch an dieser anzuliegen.This has in its cavity 3 between the inner buckling grooves 10 wave-shaped bulges 12. The wavy bulges 12th run against the expected bulge of the pressurized spring. Thus, the inner wall of the hollow space 3 of the damping spring 1, like the figure 4 shows, in the compressed state of the spring, a uniform cylindrical one Shape, and thus has an optimal shape adaptation over the entire length of the spring on the piston rod 4, but without resting on this.

Die Figur 5 zeigt eine flache Dampfungsfeder 1 mit Knickrillen 10, die längs zum inneren Hohlraum 3 der Feder verlaufen. Die Knickrillen 10 können jedoch auch schräg zur Löngsachse oder wie durch die strich-punktierte Linie in Figur 5 angedeutet, überkreuzt angeordnet sein. Weiterhin sind beliebige geometrische Formen von Knickrillen denkbar, die längsseitig an der Hohlraumwand der Dampfungsfeder 1 verlaufen.Figure 5 shows a flat damping spring 1 with kink grooves 10, which run along the inner cavity 3 of the spring. The kink grooves 10 can but also at an angle to the longitudinal axis or as indicated by the dash-dotted line in Figure 5 indicated, be arranged crossed. Furthermore, any geometric Forms of kink grooves are conceivable, the lengthways on the cavity wall of the damping spring 1 run.

Die Figur 6 stellt eine Draufsicht der Figur 5 dar, wobei die strichpunktierten Linien die Hchlraumverformung der einzelnen Knickzonen zeigt. Der Hohlraumbereich ist nach Figur 6 in 2 verschiedene Ausführungsfomer unterteilt. Der obere Teil weist einen radial verlaufenden und nur von Knickrillen 10 unterbrochenen, der untere einen zwischen den Knickrillen 10 ausgebauchten Hohlraum auf. Der Hohlraum 3 nimmt im oberen Teil, wie die strich-punktierte Linie zeigt, bei Belastung der Feder 1 eine zwischen den Knickrillen nach innen ausbauchende Form 13 ein, wobei der untere Teil eine kreisrunde Belastungslinie 14 zeigt.FIG. 6 shows a top view of FIG. 5, the dash-dotted lines Lines show the cavity deformation of the individual kink zones. The cavity area is divided into 2 different embodiments according to FIG. The upper part has one that runs radially and is only interrupted by buckling grooves 10, the lower one a bulged cavity between the kink grooves 10. The cavity 3 takes in the upper part, as the dash-dotted line shows, when the spring 1 is loaded a shape 13 bulging inwards between the kink grooves, the lower Part of a circular load line 14 shows.

1. Dämpfungsfeder 2. Tropezförmige Biegeeinschnitte 3. Hohlraum 4. Kolbenstange 5. Schraubenfeder 6. Tellerscheibe 7. Oberer Befestigungskopf 8. Zylinder 9. Material verdi ckungsstel I en 10. Knickrillen 11. Zlindrische Innenwand 12. Wellenförmige Ausbuchtung 13. Ausbauchende Form 14. Kreisrunde Belastungslinie1. Damping spring 2. Tropez-shaped bending incisions 3. Cavity 4. Piston rod 5. Coil spring 6. Cup washer 7. Upper mounting head 8. Cylinder 9. Material thickening points 10. Kink grooves 11. Cylindrical inner wall 12. Wavy bulge 13. Bulging shape 14. Circular load line

Claims

PATENT SAYING 1.) Damping spring made of rubber or rubber-like Material, in particular made of cell-elastic elastomers for limiting the deflection with suspension struts, telescopic dampers, hydraulic and pneumatic cylinders or similar Units that require shock absorption, especially for the application in motor vehicle construction, and those to achieve the required spring characteristics and damping has a number of circumferential trapezoidal constrictions, characterized in that that the inner cavity mainly at the material thickening points, which are in known way between the outer and / or inner mostly trapezoidal to Influencing of the spring characteristics in the event of compressive, tensile and / or bending loads of the Spring-attached constrictions or recesses result in a circumferential groove-like manner and mostly transverse to the longitudinal axis of the spring, deep kink grooves in this way comprises that the inner cavity can be divided into deformation zones, and that one Characteristic change of the resilient spring of the inner cavity over the entire predominantly axial area uniformly and changeable in a geometrically predeterminable shape is.

2.) damping spring according to claim 1, characterized in that the inner cavity is predominantly cylindrical in shape.

3.) Damping spring according to claims 1 and 2, characterized in that that depending on the internal change in shape when squeezed Spring the pitch and depth of the kink grooves can be inserted in a non-linear sequence.

4.) Damping spring according to claims 1 to 3, characterized in that that the kink grooves are predominantly circular.

5.) Damping spring according to claims 1 to 4, characterized in that that the kink grooves have a wedge-like, rectangular, semicircular or trapezoidal shape Have cross-section.

6.) Damping spring according to claims 1 to 3 and 5, characterized in that that in the cross-sectional area between the transverse to the longitudinal axis of the spring Buckling grooves, the wall of the inner cavity is formed in a wave shape and this in the compressed state of the spring the shape of a parallel to the longitudinal axis Just taking.

7.) Damping spring according to claims 1 to 3 and 5, characterized in that that with flat springs the kinking grooves in any position slowly towards the inner cavity get lost.

8.) Damping spring according to claim 7, characterized in that the longitudinal kink grooves crossing each other in different geometric shapes or can be attached in a spiral.

L e r s e i t e