DE2811034A1

DE2811034A1 - Befestigungsauge, insbesondere fuer stossdaempfer

Info

Publication number: DE2811034A1
Application number: DE19782811034
Authority: DE
Inventors: Guenther Dipl Ing Ziegler
Original assignee: SGF Sueddeutsche Gelenkscheibenfabrik GmbH and Co KG
Current assignee: SGF Sueddeutsche Gelenkscheibenfabrik GmbH and Co KG
Priority date: 1978-03-14
Filing date: 1978-03-14
Publication date: 1979-09-20

Description

Titel: Befestigungsauge, insbesondere für
Stoßdämpfer Beschreibung Befestigungsauge, insbesondere für Stoßdämpfer Die Erfindung betrifft ein Befestigungsauge, insbesondere für Stoßdämpfer, mit einer Außenbüchse und einer Innenbüchse, die aus relativ starrem Werkstoff, insbesondere Metall, bestehen und durch elastomeren Werkstoff voneinander getrennt sind.
Solche Befestigungsaugen sind bei Stoßdämpfern, wie sie zB bei Radaufhängungen von Kraftfahrzeugen verwendet werden, üblicherweise an je einem Ende des Stoßdämpferzylinders und der Kolbenstange befestigt, meist in der Weise, daß die Außenbüchse an den Zylinder bzw die Kolbenstange angeschweißt ist. Die Innenbüchse ist dazu bestimmt, einen Befestigungsbolzen aufzunehmen.
Üblicherweise ist der Raum zwischen Außen- und Innenbüchse vollständig mit einem elastomeren Werkstoff ausgefüllt und beide Büchsen sind in unbelastetem Zustand des Befestigungsauges gleichachsig angeordnet. Es sind jedoch auch Befestigungsaugen bekannt, deren Büchsen im unbelasteten Zustand in bezug aufeinander exzentrisch angeordnet und in dem Bereich, in dem sie einander am nächsten sind, nicht durch elastomeren Werkstoff, sondern durch eine Aussparung voneinander getrennt sind. Solche Befestigungsaugen eignen sich besonders für Belastungen in einer bestimmten Hauptbelastungsrichtung, die bestrebt sind, die Konzentrizität beider Büchsen wiederherzustellen.
Bei Stoßdämpfern tritt das Problem auf, daß sie beim Übergang von Druck- auf Zugbelastung und umgekehrt also bei Umkehr der Bewegung, die sie dämpfen sollen, unter bestimmten Umständen Schwingungen erzeugen, die anscheinend durch Veränderungen der inneren Reibung bedingt sind Infolge dieser Schwingungen können beispielsweise bei Kraftfahrzeugen unangenehme Karosseriegeräusche auftreten, die bisher weder durch Maßnahmen am Stoßdämpfer selbst noch durch die bekannten Befestigungsaugen wirksam bekämpft werden konnten. Bekannte Befestigungsaugen der eingangs beschriebenen Gattung haben auch bei anderen Anwendungsfällen nicht immer vollständig befriedigt, wenn von ihnen einerseits eine sanft ansteigende Kraft-Weg-Charakteristik und andererseits hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber starken stoßartigen Belastungen verlangt worden ist.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Befestigungsauge der eingangs beschriebenen Gattung, insbesondere für Stoßdämpfer, zu schaffen, deren Kraft-Weg-Charakteristik in einem unteren Belastungsbereich sanft und vorzugsweise linear, in einem oberen Belastungsbereich aber steil ansteigt.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der elastomere Werkstoff zwischen der Außenbüchse und der Innenbüchse durch eine ebenso wie diese Büchsen relativ starre Zwischenbüchse unterteilt ist in einen äußeren Elastomerkörper, dessen Hauptmasse im Bereich der Hauptbelastungsachse des Befestigungsauges konzentriert ist, und einen inneren Elastomerkörper, dessen Hauptmasse im Bereich einer Querachse konzentriert ist.
Damit wird erreicht, daß bei Belastung des Befestigungsauges in Richtung der Hauptbelastungsachse der innere Elastomerkörper im wesentlichen auf Schub und der äußere Elastomerkörper im wesentlichen auf Druck beansprucht wird. Dabei verhält sich der innere Elastomerkörper verhältnismäßig weich, dh er hat eine flache Kraft-Weg-Charakteristik, die zur Übertragung geringer Kräfte geeignet ist. Der äußere Elastomerkörper verhält sich dagegen verhältnismäßig hart, dh er hat eine steil ansteigende Kraft-Weg-Charakteristik und eignet sich zur Übertragung großer Kräfte. Beide Elastomerkörper können eine besonders hohe Lebensdauer erreichen, denn beim inneren Elastomerkörper ist die Schubbeanspruchung infolge der Konzentration des Elastomervolumens im Bereich der Querachse gering und beim äußeren Elastomerkörper werden übermäßige Flächenpressungen dadurch vermieden, daß die Innenbüchse nicht unmittelbar sondern über die wesentlich größere Zwischenbüchse auf ihn einwirkt.
Die weitgehende Freiheit, die bei der Gestaltung der erfindungsgemäßen Zwischenbüchse trotz im allgemeinen vorgegebener Form und Abmessungen der Außen- und Innenbüchse besteht, ermoglicht eine Vielfalt verschiedener Formen, Maße und Anordnungen des äußeren und inneren Elastomerkörpers sowie verschiedenartige Begrenzungen des Bewegungsraumes der Innenbüchse innerhalb der Zwischenbüchse sowie der Zwischenbüchse innerhalb der Außenbüchse. Dadurch läßt sich das erfindungsgemäße Befestigungsauge an die unterschiedlichsten Anforderungen anpassen und lassen sich Überlastungen der Elastomerkörper mit Sicherheit vermeiden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat die Zwischenbüchse einen länglichen Querschnitt, dessen lange Achse mit der Querachse übereinstimmt. Zusätzlich zu oder unabhängig von dieser Querschnittsgestaltung der Zwischenbüchse kann die erfindungsgemäße Konzentration der Hauptmasse des äußeren Elastomerkörpers im Bereich der Hauptbelastungsachse und des inneren Elastomerkörpers im Bereich der Querachse dadurch erreicht werden, daß der äußere Elastomerkörper durch zwei einander diametral gegenüber im Bereich der Querachse angeordnete äußere Aussparungen unterteilt ist und/oder der innere Elastomerkörper durch zwei einander diametral gegenüber im Bereich der Hauptachse angeordnete innere Aussparungen unterteilt ist.
Wenn in unbelastetem Zustand des Befestigungsauges die Innenbüchse in bekannter Weise konzentrisch zur Außenbüchse angeordnet ist, dann ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Zwischenbüchse vorzugsweise ebenfalls konzentrisch angeordnet und sind die Elastomerkörper in bezug auf das gemeinsame Zentrum der Büchsen symmetrisch angeordnet.
Die Erfindung eröffnet ferner die Möglichkeit, daß der äußere Elastomerkörper mit radialer Vorspannung zwischen Außenbüchse und Zwischenbüchse eingespannt ist und/oder der innere Elastomerkörper mit radialer Vorspannung zwischen Innenbüchse und Zwischenbüchse eingespannt ist.
All diese Maßnahmen ermöglichen es, nahezu jede beliebige Kraft-Weg-Charakteristik auch mit solchen, beispielsweise öl-oder hitzebeständigen elastomeren Werkstoffen zu erzielen, die nur in eng begrenzten Belastungsbereichen eine befriedigende Lebensdauer haben.
Schließlich kann die Zwischenbüchse radiale Löcher haben, beispielsweise aus Lochblech bestehen, so daß der innere und der äußere Elastomerkörper durch die Zwischenbüchse hindurch miteinander verbunden sind. Dadurch kann auf einen Haftvermittler verzichtet werden und es ergibt sich außerdem eine Gewichtsersparnis.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen: Fig.la und b ein erstes Ausführungsbeispiel eines Befestigungsauges in Stirnansicht bzw in einem axialen Schnitt; Fig.2a und b ein zweites Ausführungsbeispiel und Fig.3a und b ein drittes Ausführungsbeispiel.
Bei allen drei dargestellten Ausführungsbeispielen besteht das Befestigungsauge aus einer Außenbüchse 12, einer Innenbüchse 14, einer Zwischenbüchse 16, einem zwischen Außen- und Zwischenbüchse angeordneten äußeren Elastomerkörper 18 und einem zwischen Innen- und Zwischenbüchse angeordneten inneren Elastomerkörper 20. Außenbüchse 12, Innenbüchse 14 und Zwischenbüchse 16 sind Abschnitte von Stahlrohren verschiedenen Durchmessers.
Die Außenbüchse 12 kann gemäß Fig.1a und b sowie Fig.3a und b kreiszylindrisch sein und an einer Kolbenstange 22 oder einem Zylinder 24 eines üblichen Stoßdämpfers für Kraftfahrzeuge befestigt, vorallem angeschweißt sein. Die Außenbüchse 12 kann aber auch gemäß Fig.2a und b einen länglichen Querschnitt haben, dessen kurze Achse mit der Hauptbelastungsachse A des zugehörigen Stoßdämpfers od dgl zusammenfällt, so daß die lange Achse des Querschnitts der Außenbüchse mit einer sich im rechten Winkel zur Hauptbelastungsachse A und zur Befestigungsachse B erstreckenden Querachse C zusammenfällt. Dabei können an der Außenbüchse 12 Anschläge 26 ausgebildet sein, die den Bewegungsspielraum der Zwischenbüchse 16 innerhalb der Außenbüchse 12 in Richtung der Hauptbelastungsachse A begrenzen. Gemäß Fig.2a und b sind die Anschläge 26 von Einprägungen oder Sicken gebildet, die sich parallel zur Befestigungsachse B erstrecken.
Die Innenbüchse 14 ist bei allen dargestellten Ausführungsbeispielen kreiszylindrisch und ist dazu bestimmt, in der üblichen Weise einen nicht dargestellten Befestigungsbolzen aufzunehmen.
Die Zwischenbüchse 16 hat in allen dargestellten Ausführungsbeispielen einen länglichen Querschnitt, dessen lange Achse mit der Querachse C übereinstimmt.
Der äußere Elastomerkörper 18 besteht bei dem AusführungsbeispiS gemäß Fig. 1a und b aus einem Stück; seine in bezug auf die Befestigungsachse B radiale Dicke ist im Bereich der Hauptbelastungsachse A etwa doppelt so groß wie im Bereich der Querachse C. Bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig.2a und b sowie Fig.3a und b ist der äußere Elastomerkörper 18 durch zwei einander diametral gegenüber im Bereich der Querachse C angeordnete, etwa sichelfurmige Aussparungen 28 in zwei Teile unterteilt. Jedes dieser Teile kann, wie in der unteren Hälfte der Fig.1aund b sowie in der oberen Hälfte der Fig.3a und b dargestellt, in radialer Richtung größer sein als der ihm innerhalb der Außenbüchse 12 zur Verfügung stehende Raum, so daß der äußere Elastomerkörper 18 beim Zusammenbau des Befestigungsauges unter Vorspannung gesetzt wird.
Der innere Elastomerkörper 20 ist bei allen drei dargestellten Ausführungsbeispielen durch zwei einander diametral gegenüber im Bereich der Hauptbelastungsachse A angeordnete Aussparungen 30 unterteilt und kann außerdem im Bereich der Querachse C zwei einander diametral gegenüberliegende Löcher 32 aufweisen, die gemäß Fig.1a kreisförmig oder gemäß Fig.2a oval sein können.
Bei allen drei dargestellten Ausführungsbeispielen hat eine in Richtung der Hauptbelastungsachse A wirkende Belastung, also beispielsweise eine die Außenbüchse 12 senkrecht nach unten drückende Kraft und eine dementsprechend an der Innenbuchse 14 angreifende, senkrecht nach oben gerichtete Reaktionskraft, die Folge, daß beide Teile des inneren Elastomerkörpers 20 auf Schub beansprucht werden, während der obere Teil des äußeren Elastomerkörpers 18 auf Druck und der untere Teil des äußeren Elastomerkörpers 18 auf Zug beansprucht wird. Trägt man den Verlauf der Belastung als Ordinate und den Weg der Innenbüchse 14 in bezug auf die Außenbüchse 12 *auf, so hat die Kraft-Weg-Charakteristik zunächst einen flach ansteigenden, im wesentlichen linearen Verlauf, der im wesentlichen durch die Verformung des inneren Elastomerkörpers 20 infolge der genannten Schubkräfte bedingt ist. Dieser Teil der Charakteristik endet, sobald die Innen-*als Abszisse büchse 14 an der Zwischenbüchse 16 angestoßen ist. An dieser Stelle hat die Kraft-Weg- Charakteristik einen Knick, von dem aus sie sehr viel steiler ansteigt, da bei weiter ansteigender Kraft nur noch der äußere Elastomerkörper 18 verformt wird.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig.2a und b hat ein Anstieg der Belastung über eine bestimmte Grenze hinaus die Folge, daß die Zwischenbüchse 16 sich an den einen Anschlag 26 der Außenbüchse 12 anlegt, so daß das Befestigungsauge sich bei noch weiterem Kraftanstieg starr verhält.
Das Befestigungsauge ist imstande, neben Stößen in Richtung der Hauptbelastungsachse A auch Stöße in Richtung der Querachse C und bis zu einem gewissen Grad auch Stöße in Richtung der Befestigungsachse B zu dämpfen. Die Fähigkeit, Stöße in Richtung der Querachse C weich aufzufangen und zu dämpfen, ist besonders ausgeprägt, wenn gemäß Fig. 2a und b sowie Fig.3a und b Aussparungen 28 vorgesehen sind, die gegenüber den Aussparungen 30 um 900 versetzt sind. Dies gilt auch dann, wenn die Zwischenbüchse 16 nicht den dargestellten länglichen, sondern einen anderen, beispielsweise kreisförmigen Querschnitt hat.

Claims

Ansprüche Befestigungsauge, insbesondere für Stoßdämpfer, mit einer Außenbüchse und einer Innenbüchse, die aus relativ starrem Werkstoff, insbesondere Metall, bestehen und durch elastomeren Werkstoff voneinander getrennt sind, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der elastomere Werkstoff durch eine relativ starre Zwischenbüchse (16) unterteilt ist in einen äußeren Elastomerkörper (18), dessen Hauptmasse im Bereich der Hauptbelast-lgsachse (A) des Befestigungsauges konzentriert ist, und einen inneren Elastomerkörper (20), dessen Hauptmasse im Bereich einer Querachse ~(C) konzentriert ist.
2. Befestigungsauge nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Zwischenbüchse (16) einen länglichen Querschnitt hat, dessen lange Achse mit der Querachse (C) übereinstimmt.
3. Befestigungsauge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß der äußere Elastomerkörper (18) durch zwei einander diametral gegenüber im Bereich der Querachse ,(C) angeordnete äußere Aussparungen (28) unterteilt ist.
4. Befestigungsauge nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der innere Elastomerkörper (20) durch zwei einander diametral gegenüber im Bereich der Hauptbelastungsachse (A) angeordnete innere Aussparungen (30) unterteilt ist.
5. Befestigungsauge nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit in unbelastetem Zustand konzentrisch zur Außenbüchse angeordneter Innenbüchse, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß die Zwischenbüchse (16) ebenfalls konzentrisch angeordnet ist und die Elastomerkörper (18,20) in bezug auf das gemeinsame Zentrum (Befestigungsachse B) der Büchsen (12,14,16) symmetrisch angeordnet sind.
6. Befestigungsauge nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der äußere Elastomerkörper (18) mit radialer Vorspannung zwischen Außenbüchse (12) und Zwischenbüchse (16) eingespannt ist.
7. Befestigungsauge nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der innere Elastomerkörper (20) mit radialer Vorspannung zwischen Innenbüchse (1ß) und Zwischenbüchse (16) eingespannt ist.
8. Befestigungsauge nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Zwischenbüchse (16) radiale Löcher hat.