DK155894B - Kombineret fjeder og daemper - Google Patents

Description

i

DK 155894 B

Opfindelsen vedrører en kombineret fjeder og dæmper omfattende flere f jederelementer og et legeme af elastisk materiale, hvor hvert fjederelement har form af et kontinuert bånd af elastisk materiale, hvilket 5 bånd i ubelastet tilstand indtager en siksak-form bestående af flere fjedersektioner og af knæafsnit, som forbinder enderne af to hosliggende fjedersektioner, hvilke fjederelementer alle strækker sig i samme generelle retning og er placeret i radialplaner i forhold 10 til en fælles akse, og hvor legemet af elastisk materiale er placeret i den fælles akse.

En sådan kombineret fjeder og dæmper anvendes f.eks. til affjedring af køretøjer.

Fra DE patentskrift nr. 1 077 540 kendes et ele-15 ment eller anslag af elastisk materiale til begrænsning af den relative bevægelse mellem to komponenter, hvilket element indeholder en eller flere kontinuert bølgede, båndformede, fortrinsvis metalliske forstærkninger, der langs i det mindste hele den ene side er fastgjort 20 til elementets elastiske materiale. Når elementet f.eks. benyttes mellem to komponenter i et køretøj, modificerer forstærkningen det elastiske materiales opførsel og begrænser adskillelsen mellem komponenterne.

Dette element virker i hovedsagen som en dæmpningsind-25 retning fremfor som en dæmpet fjeder.

Ifølge opfindelsen tilvejebringes en kombineret fjeder og dæmper, der er ejendommelig ved, at fjederelementerne og legemet af elastisk materiale er således fikserede i forhold til hinanden i én aksial position 30 på den fælles akse, at sammentrykning af fjederelementerne i nævnte akses retning bevirker, at den resulterende radiale, indadgående bevægelse af de radialt indvendige knæafsnit modvirkes elastisk af legemet af elastisk materiale, og den resulterende aksiale bevægelse 35 af de radialt indvendige knæafsnit modvirkes ved friktionskontakt med legemet af elastisk materiale og ved aksial sammentrykning af dette.

DK 155894 B

2

Da fjederelementerne og legemet af elastisk materiale kun er fastholdt i til hinanden i ét punkt opnås, at fjederelementerne ved sammentrykning af fjederen bevæger sig som beskrevet i forhold til det elasti-5 ske legeme, hvorved der fremkaldes en dæmpning, dels som følge af friktionen mellem knæafsnittene og legemet, dels som følge af hysteresetabet ved sammentrykningen af legemet. Ved at fjederelementerne således indgår som en del af de dæmpende foranstaltninger, er 10 det muligt at spare materialer, omkostninger og vægt i den kombinerede fjederenhed. Dette er særlig ønskværdige mål, især inden for automobilindustrien.

Pjederelementerne kan hensigtsmæssigt være af fiberforstærket materiale.

15 Fjederelementer af denne art er beskrevet i den sideløbende danske patentansøgning nr. 754/85 (svarende til dansk patentskrift nr. 151 980).

Fjederelementerne kan alternativt være udført af metal.

20 Legemet af elastisk materiale vil generelt have .en meget større elasticitet end fjederelementernes materiale.

Legemet af elastisk materiale er udført af et egnet elastomermateriale, såsom naturligt eller synte-25 tisk gummi.

Overfladen af legemet af elastisk materiale kan have et lag af slidmodstandsdygtigt materiale i det mindste i de områder, som kan blive berørt af fj ederelementerne.

30 Denne belægning kan f.eks. være et metal, et hårdt plastmateriale eller et materiale med lav friktion, såsom polytetrafluorethylen.

Belægningen kan have konkaviteter, i hvilke de indvendige knæafsnit kan optages, hvorved den glidende 35 bevægelse mellem fjederelementerne og det elastiske legeme minimeres. Dæmpningen fås hovedsagelig som følge

DK 155894 B

3 af deformationen af det elastiske materiale og det deraf følgende indre energiforbrug, dvs. tab ved hystere-se.

Opfindelsen vil nu blive beskrevet ved hjælp af 5 et eksempel på en ud førelses form og med henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1 viser en dæmpet fjeder ifølge opfindelsen vist i ubelastet tilstand, og fig. 2 viser fjederen i fig. 1 i sammentrykt 10 tilstand.

Som vist i figurerne omfatter den dæmpede fjeder to fjederelementer 1, der hver udgøres af et kontinuert bånd af fiberforstærket plastmateriale i siksak-form. Hvert element består af seks f jedersektioner 2 15 og fem knæafsnit 3, som forbinder de to hosliggende ender i hver sit par af fjedersektioner.

Fj ederelementerne 1 er placeret i radialplaner i forhold til en fælles akse A-A. Selv om der blot er vist to fjederelementer 1, der være tre eller fire el-20 ler flere fjederelementer 1 placeret på lignende måde i radialplaner i forhold til aksen A-A og sædvanligvis placeret symmetrisk i forhold til hinanden.

Fjederelementerne 1 er forbundet ud i ét ved deres øverste ender ved hjælp af et endestykke 4 og 25 ved deres nederste ender ved hjælp af et endestykke 5, som har en central åbning 6.

Fjederen har, omgivet af fjederelementerne 1 og beliggende i aksen A-A, en kerne omfattende et legeme 7 af et elastisk elastomermateriale, f.eks. po-30 lyurethan eller syntetisk gummi. De radialt indvendige knæafsnit 3 hviler mod kernen, som har langsgående slidbånd 8 af et slidmodstandsdygtigt fleksibelt plastmateriale, som strækker sig langs de langsgående berøringslinier. Kernen er fastgjort til endestykket 35 4, f.eks. ved hjælp af et klæbemiddel 9.

Ved anvendelse f.eks. som en affjedringsenhed til en bil fastgøres enheden til kroppen af køretøjet

DK 155894B

4 eller til en anden del, som er antydet ved 10. Den i kroppen 10 ophængt uaffjedrede masse (dvs. køretøjets hjul, aksler, bremser osv.) er forbundet med det neder-ste endestykke 5, så fjederelementerne l belastes 5 direkte, hvorimod legemet 7 af elastomermateriale ikke belastes direkte, som antydet ved pilene P i fig.

2.

Når fjederen påføres en belastning, som antydet ved P, er virkningen følgende. Fjederelementerne l 10 trykkes sammen, og de deformerer sig derfor på en sådan måde, at de indvendige knæafsnit 3 bevæger sig indad på grund af bøjningsmomentet og opad fra deres i fig. 1 viste positioner til de i fig. 2 viste positioner. Som vist i fig. 2 kan den nederste ende af elastomerlegemet 15 7 frit gå ind i åbningen 6. Som følge af denne bevægelse sker der en radialt indadgående sammentrykning af det elastiske legeme 7. Samtidig optræder der som følge af friktionen mellem de indvendige knæafsnit 3 og slidbåndene 8 en vis grad af glidende friktions-20 kontakt mellem disse komponenter, og der forekommer samtidig en vis sammentrykning i længderetningen af det elastiske legeme 7.

Der er således tre faktorer, der bidrager til dæmpningseffekten, nemlig den radiale og den langsgåen-25 de deformation af legemet 7 af elastomermateriale, hvilket resulterer i energiforbrug som følge af indre hysteresetab (indre friktion i materialet) samt den førnævnte glidende friktionskontakt.

Ved passende valg af materialer kan virkningen 30 af den glidende friktion varieres, f.eks. vil den glidende friktion være lav, hvis der benyttes polytetra-fluorethylen til materialet til slidbåndet, og muligheden for "stik-slip"-friktion vil blive reduceret.

Som et alternativ til anvendelsen af båndene 8 35 kan der være en ikke vist ring med en konkav udvendig flade hvert sted langs aksen, hvor der er et indvendigt

Claims (8)

1. Kombineret fjeder og dæmper omfattende flere' fjederelementer (1) og et legeme (2) af elastisk mate-20 riale, hvor hvert f jederelement har form af et kontinuert bånd af elastisk materiale, hvilket bånd i ubelastet tilstand indtager en siksak-form bestående af flere fjedersektioner (2) og af knæafsnit (3), som forbinder enderne af to hosliggende fjedersektioner (2), hvilke 25 fjederelementer (1) alle strækker sig i samme generelle retning og er placeret i radialplaner i forhold til en fælles akse, og hvor legemet (7) af elastisk materiale er placeret i den fælles akse, kendetegnet ved, at fjederelementerne (1) og legemet (7) af ela-30 stisk materiale er således fikserede i forhold til hinanden i én aksial position på den fælles akse, at sammentrykning af fjederelementerne (1) i nævnte akses retning bevirker, at den resulterende radiale, indadgående bevægelse af de radialt indvendige knæafsnit (3) 35 modvirkes elastisk af legemet (7) af elastisk materiale, og den resulterende aksiale bevægelse af de radialt DK 155894 B indvendige knæafsnit (3) modvirkes ved friktionskontakt med legemet (7) af elastisk materiale og ved aksial sammentrykning af dette.

2. Kombineret fjeder og dæmper ifølge krav i, 5 kendetegnet ved, at fjederelementerne (I) er af fiberforstærket plastmateriale.

3. Kombineret fjeder og dæmper ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at legemet (7) af elastisk materiale er af elastomermateriale.

4. Kombineret fjeder og dæmper ifølge krav 3, kendetegnet ved, at elastomermaterialet er naturligt eller syntetisk gummi.

5. Kombineret fjeder og dæmper ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at 15 overfladen af legemet (7) af elastisk materiale har et lag (8) af slidmodstandsdygtigt materiale i det mindste i det område, som kan blive berørt af fjederelementerne.

6. Kombineret fj eder og dæmper ifølge krav 5, 20kendetegnet ved, at det slidmodstandsdygtige materiale er et metal, et hårdt plastmateriale eller et materiale med lav friktion.

7. Kombineret fjeder og dæmper ifølge krav 6, kendetegnet ved, at det slidmodstandsdygtige 25 materiale er polytetrafluorethylen.

8. Kombineret fjeder og dæmper ifølge krav 5-7, kendetegnet ved, at laget (8) af slidmodstandsdygtigt materiale har konkaviteter til optagelse af de indvendige knæafsnit (3), hvorved den glidende 30 bevægelse mellem fjederelementerne og det elastiske legeme (7) minimeres, og dæmpning opnås primært som følge af deformation af det elastiske materiale og det deraf følgende indre energiforbrug.