DE3039439A1

DE3039439A1 - Verbindungsvorrichtung fuer ein elastomerteil an einer metallhalterung

Info

Publication number: DE3039439A1
Application number: DE19803039439
Authority: DE
Inventors: Toshimitsu Fujisawa Kimura; Tetsuo Yokohama Shimizu
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1979-10-20
Filing date: 1980-10-18
Publication date: 1981-05-07
Also published as: FR2467739A1; GB2062805B; FR2467739B1; GB2062805A; JPS5662256U; US4385779A

Description

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P· j: rh -YranV München ?t>03G07

Patentanwalt Dr.-Ing. R. Liesegang

zugelassen beirn Europäischen Palentamt — aamitied to the European Psteni Office — Msrida'aire agr§£ suprös !' Office Buropeen des Brevets

Verbindungsvorrichtung für ein Elastomerteil an einer Metall halterung

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung für ein Elastomerteil an einer Metall halterung, insbesondere zum Anbringen einer nachgiebigen Stoßstange an einer Fahrzeugkarosserie. Genauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf eine Konstruktion, welche die Unterschiede des thermischen Ausdehnverhaltens des Stoßstangen-Elastomers und der metallenen Bauteile, an welcher die Elastomer-Stoßstange angebracht ist, aufzunehmen und die ferner das typische "Kriechen" der Elastomer-Stoßstange zuläßt, welches über eine bestimmte Zeitdauer auftritt.

Angesichts verschiedenartiger Sicherheitsbestimmungen wurde es übliche Praxis, das Hauptteil der Fahrzeugstoßstange aus Gummi oder einem ähnlichen syntetisehen Elastomer zu gestalten. Bei einer bekannten Anordnung ist die Elastomer-Stoßstange an den Stoßstangenträgern mittels Bolzen o. dgl. befestigt. Diese Anordnung hat jedoch Nachteile, welche unter anderem ein Verwerfen aufgrund der unterschiedlichen thermischen Ausdehnung der metallenen Stoßstangenträger und der Elastomer-Stoßstange sowie die Tendenz der Elastomer-Stoßstange zum "Kriechen" über eine bestimmte Zeitdauer umfassen. Mit anderen Worten neigt die Stoßstange bei einem merklichen Unterschied der thermischen Ausdehnung dazu, sich mangels einer Kompensation für die Ausdehnungsunterschiede zu verwerfen, was das Aussehen der Stoßstangen-Baugruppe

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verschlechtert. Außerdem führen das Verwerfen und die Ausdehnung der Stoßstange zum Lockern der Befestigungsbolzen, welche die Stoßstange an den Stoßstangenträgern halten, was zum Klappern oder gar zum Verlust der Stoßstange vom Fahrzeug führen kann. 5

In Fällen, in denen eine Dekorationsleiste auf der Oberfläche der Stoßstange zum Verbessern des Aussehens angebracht ist, kann die schnelle Ausdehnung der Elastomer-Stoßstange die relativ dünne Dekorationsleiste nach außen gegen die Rückhaltewirkung der Bolzen zwingen, was zu einer Verbiegung oder anderweitiger Beschädigung der Dekorationsleiste führen kann.

Die Erfindung schafft eine einfache und ingeniöse Verbindungsvorrichtung, mit der unter anderem eine Elastomer-Stoßstange an metallenen Fahrzeug-Stoßstangenträgern so angebracht werden kann, daß sowohl ein "Kriechen" auch die Unterschiede in der thermischen Ausdehnung aufgenommen werden können. Hierzu sieht die Erfindung die Merkmale des Anspruchs 1 vor. Die Befestiger, wie Befestigungsbolzen,sind durch die aufeinander ausgerichtete Durchgangslöcher gesteckt, von denen eines größeren Durchmesser hat oder in Längsrichtung der Stoßstange als Langloch ausgebildet ist, um die Bewegung der Stoßstange relativ zu den Stoßstangenträgern zu ermöglichen. Zusätzlich ist eine Tellerfeder oder Federscheibe vorgesehen, welche eine vorbestimmte Vorspannkraft auf die Stoßstange aufbringt, um diese an der Stoßstangenhaiterung so zu halten, daß ein Klappern oder Lockern ausgeschlossen ist. Diese vorbestimmte Vorspannkraft reicht aus, um die Elastomer-Stoßstange leicht, d. h. ohne signifikante Verformung zusammenzudrücken und somit eine Bewegung der Stoßstange relativ zu den Stoßstangenträgern zu verhindern. Wenn ferner der Werkstoff der .Elastomer-Stoßstange "aufgrund von Ermüdung "kriecht",kompensiert dies die Feder und hält die Stoßstange und ihre Halterung mit einer ausreichenden Klemmkraft zusammen.

Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen von Ausführungsbeispielen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert, wobei

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gleiche Bezugszeichen funktionsgleiche Bauteile bezeichnen. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Expiosionsdarstellung einer Elastomer-Stoßstange und von Stoßstangenträgern oder -ständern einer Fahrzeugkarosserie;

Fig. 2 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform einer Stoßstangenanordnung gemäß der Erfindung nach der Linie II-II in Fig. 1;
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Fig. 3 einen Schnitt durch eine Tellerfeder bei der ersten Ausführung nach Fig. 2;

Fig. 4 einen Schnitt durch eine abgewandelte Anordnung, bei der die Tellerfeder nach Fig. 3 durch.eine Federscheibe ersetzt ist,

und

Fig. 5 ein Diagramm, welches die Reaktionseigenschaften der Elastomer-Stoßstange nach Fig. 2 zeigt.

In den Figuren 1 und 2 ist eine erste Ausführung der Erfindung gezeigt, wobei eine Elastomer-Stoßstange 1 an Stoßstangenträgern oder -ständern eines Fahrzeuges mittels Bolzen und Muttern befestigt ist. An der Montageseite jedes Stoßstangenträgers 2 ist die obere Wand 6 der Stoßstange 1 _T25 mit einem Durchgangsloch 8a versehen, während ein Durchgangsloch 5a in der oberen Wand 3 des Stoßstangenträgers 2 ausgerichtet auf das Loch 8a vorgesehen ist. Eines der beiden Löcher 5a und 8a ist größer als das andere oder in Längsrichtung der Stoßstange gestreckt bzw. als Langloch ausgebildet. Die untere Wand 4 des Stoßstangenträgers ist ebenfalls mit einem Durchgangsloch 5b versehen, während die untere Wand 7 der Stoßstange ein auf das Loch 5b ausgerichtetes Durchgangsloch 9b hat. Wie vorher ist eines dieser beiden Löcher 5b,9b entweder größer als das andere oder in Längsrichtung der Stoßstange langgestreckt.

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Zur Befestigung der Stoßstange 1 an den Stoßstangenträgern 2 wird

ein Bolzen 9a durch die Löcher 5a,8a gesteckt, wie am besten aus Fig. 2 zu erkennen ist. Ein nachgiebiges Glied 20 (im vorliegenden Fall eine Tellerfeder) wird auf den Bolzen 9a so aufgesteckt, daß die innere Oberfläche des Gliedes an der oberen Wand 3 des Stoßstangenträgers zur Anlage kommt. Eine Mutter 10a hält das nachgiebige Glied auf dem Bolzen 9a und bringt eine vorbestimmte Vorspannung bzw. Flächenpressung zwischen der oberen Wand 6 der Stoßstange und der oberen Wand des Stoßstangenträgers auf. Falls erwünscht, kann eine metallene Dekorationsleiste 11 auf der äußeren Oberfläche der Elastomer-Stoßstange aufgelegt und durch den Bolzen 9a gehalten werden. Ein Bolzen 9b ist durch die Löcher 5b,8b gesteckt. Dieser Bolzen hat einen abgesetzten Durchmesser und ist wie gezeigt mit seinem Abschnitt 13 größeren Durchmessers im Loch 8b der unteren Wand 7 der Stoßstange aufgenommen. Ein zweites nachgiebiges Glied 20 ist zwischen dem Kopf des Bolzens 9b und der unteren Wand 7 der Elastomer-Stoßstange angeordnet. Auf den Bolzen 9b ist eine Mutter 10b aufgeschraubt, welche über das nachgiebige Glied eine vorbestimmte Klemmkraft oder Pressung zwischen den unteren Wänden 4 und 7 der Stoßstange und des Stoßstangenträgers erzeugt.

Fig. 3 zeigt eine als nachgiebiges Glied'.2Übei der Anordnung-nach Fig.2 eingesetzte Tellerfeder im Querschnitt. In dieser Fig. ist mit H die unverformte Anfangshöhe der Tellerfeder 20 und mit P die Kraft bezeichnet, welche eine Verformung h hervorruft. Für den Bolzen ist ein Durchgangsloch 21 vorgesehen. Mit

Fg = erforderliche Haltekraft an jeder Verbindungsstelle;

F_cr = kritische Beanspruchung, welche seitliche Verformung der Stoßstange erzeugt;

P = Kraft auf das nachgiebige Glied 20 zur Erzeugung einer Verformung h;

A = Kontaktfläche des nachgiebigen Gliedes;

und T

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μ = Reibungskoeffizient zwischen der Stoßstange und dem Stoßstangenträger

gilt für die an der Befestigungsstelle erforderliche Oberflächepressung σ die folgende Beziehung:

^O < a_<_lcr .... '(1)
A A

Es sei weiter angenommen, daß bei einer bestimmten Oberflächenpressung eine Stoßstangenverformung aufgrund eines "Kriech"-Phänomens nach Verstreichen einer vorgegebenen Zeitspanne auftritt, was erfordert, daß das nachgiebige Glied 20 die Kriechverformung zuläßt, jedoch eine Flächenpressung aufrecht erhält, welche die Beziehung (1) erfüllt.

Die erforderliche Charakteristik des nachgiebigen Gliedes ist im Diagramm nach Fig. 5 dargestellt. In diesem Diagramm ist auf der Abszisse die Verformung (h) des nachgiebigen Gliedes 20 und auf der Ordinate die Flächenpressung ( σ ) aufgetragen, welche durch das nachgiebige Glied aufgebracht wird. Wenn die Anfangsverformung des nachgiebigen Gliedes auf h,, eingestellt wird und dies eine zweckmäßige Flächenpressung im Bereich von σ und σ. zur Folge hat, wobei die Flächepressung bei Änderungen der Verformung 61 + c*bleibt, dann erfüllt das nachgiebige Glied das Erfordernis der Erfindung, wobei ^aa ~ ^0/A' °b ~ ^cr/u ^unc' ^ ^^e ^^e ^^es "^giebigen Gliedes 20

^

in seinem umverformten Anfangszustand sind.

Somit ist es bei erfindungsgemäßem Einsatz eines nachgiebigen Gliedes mit den gewünschten Reaktionseigenschaften unter Verwendung eines die Stoßstange an dem Stoßstangenträger haltenden Bolzens möglich, ein Bau-

teil aus einem Elastomermaterial an einem metallenem Fahrzeugteil ο.

dgl. zu befestigen und dabei die richtige Pressung zwischen diesen Teilen unabhängig von der Ausdehnung oder vom "Kriechen" des Elastomers aufrecht zu erhalten. Wenn ferner das Elastomermaterial aufgrund von Ermüdung

im gewünschten Bereich

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"kriecht",kompensiert dies das nachgiebige Glied und hält Stoßstange und Stoßstangenträger mit ausreichender Kraft zusammen. Ferner wird in Fällen, in denen eine metallene Dekorationsleiste auf die Oberfläche der Stoßstange zur.Verbesserung ihres Aussehens aufgebracht ist, ein Schaden von der Dekorationsleiste durch das nachgiebige Glied 20 ferngehalten und selbst ein übermäßiges Anziehen der Mutter durch das nachgiebige Glied 20 aufgenommen.

Es ist gemäß der Erfindung bevorzugt, einen abgesetzten Bolzen wie den Bolzen 9b gemäß Fig. 2 zu benutzen, um sicherzustellen, daß das darauf sitzende Glied 20 nachgiebig unter Ausübung vorbestimmter Flächenpressung gehalten und übermäßiges Festziehen des Bolzens vermieden ist. Natürlich können beide Bolzen 9a,9b auf diese Weise abgesetzt sein, falls erwüscht.

Fig. 4 zeigt eine mögliche Variante einer zweiten Ausführung, wobei die Tellerfeder durch eine als nachgiebiges Glied 20 dienende Federscheibe ersetzt ist. Ausdrücklich sei jedoch darauf hingewiesen, daß die Erfindung nicht auf die Verwendung von Tellerfedern oder Federscheiben beschränkt ist und daß jegliche Alternative verwendet werden kann, so^fern sie nur zweckmäßige Reaktionseigenschaften aufweist.

Zusammengefaßt wird für die Erfindung also eine Vorrichtung zum Befestigen eines Bauteils aus Gummi oder einem syntetisehen Elastomer an einer Metall halterung mittels eines einfachen Befestigers geschaffen,z.B.ein· Bolzens, welcher eine passende Pressung in der Zwischenfläche zwischen dem Elastomerteil und der Metall halterung aufrechterhält, um thermische Ausdehnung und Kriechen des Elastomerteils zuzulassen und ein Lockern der Befestigungsbolzen zu verhindern. Die Anordnung nach der Erfindung kompensiert und/oder verhütet ferner übermäßiges Anziehen der Befestigungsbolzen, was eine Dekorationsleiste auf der Elastomer-Stoßstange beschädigen könnte, läßt jedoch eine Bewegung der Stoßstange in einer Ebene normal zu den Achsen der Befestigungsbolzen zu.

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Leerseite

Claims

Ansprüche

1j Verbindungsvorrichtung für ein Elastomerteil an einer Metall Halterung, dadurch gekennzeichnet, daß

die Metall halterung (2) ein erstes Durchgangsloch (5a,5b) aufweist;

das Elastomerteil (1) ein zweites Durchgangsloch (8a,8b) aufweist, welches das erste Durchgangsloch (5a,5b) überlappt und davon sich unterscheidenden Querschnitt hat;

einen Befestiger (9a,9b),der durch die beiden Durchgangslöcher (5a, 5b,8a,8b) zum Halten des Elastomerteiles an der Halterung gesteckt ist; und

dem Befestiger eine Spannvorrichtung (20) zum Andrücken des Elastomerteiles (1) an die Halterung (2) zugeordnet ist, deren Spannwirkung in vorbestimmten Grenzen unabhängig von der Dehnung des Elastomerteils gehalten ist.
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2. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch !,gekennzeichnet durch eine auf der Oberfläche des Elastomerteils (1) mittels des Befestigers (9a) angebrachten metallenen Dekorationsleiste (11).

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3. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestiger (9b) zwei Abschnitte unterschiedlichen Durchmessers mit einer dazwischen ausgebildeten Schulter aufweist, welche an der Halterung (2) anschlägt und dadurch eine Relativbewegung des Befestigers bezüglich dem Elastomerteil begrenzt.
4. Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomerteil (1) eine Stoßstange und die Halterung (2) ein Stoßstangenträger eines Fahrzeuces sind.

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