DE102016203101A1 - pivot bearing - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Drehlager (1) mit einem elastischen Ring (3) mit einer inneren und einer äußeren Koppelfläche (3i, 3a), einem an der inneren Koppelfläche (3i) fixierten inneren Übertragungskörper (2) und einem an der äußere Koppelfläche (3a) fixierten äußeren Übertragungskörper (4), wobei der Ring (3) eine Faserstruktur aufweist, die in eine Elastomermatrix einbettet ist und eine Axialfaseranordnung (6) umfasst, die derart ausgebildet ist, dass der Ring (3) eine Radialelastizität aufweist, die im Vergleich zu einer Torsions- und/oder einer Axialelastizität herabgesetzt ist.The invention relates to a rotary bearing (1) having an elastic ring (3) with an inner and an outer coupling surface (3i, 3a), one on the inner coupling surface (3i) fixed inner transfer body (2) and one on the outer coupling surface (3a 4), said ring (3) having a fibrous structure embedded in an elastomeric matrix and comprising an axial fiber assembly (6) formed such that the ring (3) has a radial elasticity in comparison is reduced to a torsional and / or axial elasticity.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG FIELD OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein und insbesondere auf Drehlager mit einem elastischen Ringelement mit einer inneren und einer äußeren Koppelfläche, einem an der inneren Koppelfläche fixierten inneren Übertragungskörper und einem an der äußeren Koppelfläche fixierten äußeren Übertragungskörper. The present invention relates generally and in particular to rotary bearings with an elastic ring member having an inner and an outer coupling surface, a fixed on the inner coupling surface inner transmission body and a fixed to the outer coupling surface outer transmission body.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG BACKGROUND OF THE INVENTION

Es sind allgemein Drehlager für oszillatorische Drehbewegungen bei begrenzten Amplituden bekannt, bei denen ein innerer Übertragungskörper über eine diesen Übertragungskörper umgebende Elastomerstruktur mit einem die Elastomerstruktur und den inneren Übertragungskörper in einem Abstand umgebenden äußeren Übertragungskörper verbunden ist. There are generally rotary bearings for oscillatory rotational movements at limited amplitudes known in which an inner transfer body is connected via an elastomeric structure surrounding this transfer body with a outer transfer body surrounding the elastomeric structure and the inner transfer body at a distance.

In einer Grundausführung ist dabei ein im Wesentlichen rohr- bzw. ringförmiger Elastomerkörper (elastisches Ringelement) an seiner Außenfläche mit einer den Elastomerkörper umgebenden Innenfläche des äußeren Übertragungskörpers verbunden, und an seiner Innenfläche ist der Elastomerkörper mit einer entsprechenden Außenfläche des inneren Übertragungskörpers verbunden. In a basic embodiment, a substantially tubular or annular elastomeric body (elastic ring element) is connected on its outer surface to an inner surface of the outer transfer body surrounding the elastomeric body, and on its inner surface the elastomeric body is connected to a corresponding outer surface of the inner transfer body.

Das elastische Ringelement ist beispielsweise aus einem vulkanisierten Gummiwerkstoff ausgebildet, während der äußere und innere Übertragungskörper in der Regel aus Metall oder auch aus einem entsprechend widerstandsfähigem Kunststoffmaterial ausgebildet sind. Der Elastomerkörper wird dabei form- und/oder stoffschlüssig mit den Übertragungskörpern verbunden (verzahnt, verkeilt, verklebt, ein-/anvulkanisiert). The elastic ring element is formed for example of a vulcanized rubber material, while the outer and inner transmission body are usually formed of metal or of a suitably resistant plastic material. The elastomeric body is thereby positively and / or materially connected to the transmission bodies (toothed, wedged, glued, on / vulcanized).

Solche Drehlager werden in vielfältiger Form zur Lagerung von Kurbeln, Hebeln oder Stangen verwendet, wenn diese oszillatorische Bewegungen vollführen und Gleitlager aus Gründen des Verschleißes oder der Verschmutzung nicht verwendet werden können. Oft ist auch die gleichzeitig schwingungsdämpfende oder schwingungsentkoppelnde Wirkung der Grund für den Einsatz derartiger Drehlager. Beispiele hierfür finden sich im Fahrwerk moderner Automobile als Lager für Quer- und Längslenker, Stabilisatoren, Federbeine, Stoßdämpfer und so weiter. Für solche Lager ist eine hohe Torsionselastizität gefordert, damit die Momente zur elastischen Verdrehung des inneren Übertragungskörpers gegenüber dem äußeren Übertragungskörper mit Hilfe des koppelnden elastischen Ringelements klein bleiben. Gleichzeitig ist eine hohe Radial- und / oder Axialsteifigkeit gefordert, damit in diesen Richtungen große Kräfte bei kleiner Verformung aufgenommen werden können. Von großer technischer Bedeutung ist die Möglichkeit, die Elastizität solcher Lagerelemente in den einzelnen Funktionsrichtungen unabhängig voneinander einstellen zu können. Such pivot bearings are used in a variety of forms for the storage of cranks, levers or rods, if they perform oscillatory movements and plain bearings for reasons of wear or contamination can not be used. Often, the simultaneous vibration damping or vibration decoupling effect of the reason for the use of such pivot bearing. Examples of this can be found in the chassis of modern automobiles as bearings for transverse and trailing arms, stabilizers, struts, shock absorbers and so on. For such bearings a high torsional elasticity is required so that the moments for elastic rotation of the inner transfer body relative to the outer transfer body by means of the coupling elastic ring element remain small. At the same time a high radial and / or axial stiffness is required so that large forces can be absorbed in these directions with small deformation. Of great technical importance is the ability to adjust the elasticity of such bearing elements in the individual functional directions independently.

Um eine (gewünschte) hohe Torsionselastizität zu realisieren, sind entweder relativ weiche Elastomere und/oder Ringelemente mit vergleichsweise großen radialen (Durchmesser-)Abmessungen erforderlich. In beiden Fällen gehen damit auch unter Umständen unerwünschte hohe Radialelastizitäten quer zur Torsionsachse oder auch axiale Elastizitäten in Richtung der Torsionsachse einher, die destabilisierend wirken können. In order to realize a (desired) high torsional elasticity, either relatively soft elastomers and / or ring elements with comparatively large radial (diameter) dimensions are required. In both cases, undesired high radial elasticities transverse to the torsion axis or axial elasticities in the direction of the torsion axis may also be accompanied, which may have destabilizing effects.

Unter radialer Elastizität ist die Elastizität in einer Richtung quer zu einer zentralen Längsachse (Torsionsachse) des Ringelementes zu verstehen. Unter axialer Elastizität ist eine Elastizität entlang dieser Achse zu verstehen. Einhergehend mit einer hohen radialen und einer hohen axialen Elastizität ist unter Umständen auch eine Kippelastizität, die eine ggf. ebenfalls unerwünschte elastische Verkippung (Winkelabweichung) zwischen der an sich kongruenten Längsachse des inneren Übertragungskörpers und der des äußeren Übertragungskörpers zulässt. By radial elasticity is meant the elasticity in a direction transverse to a central longitudinal axis (torsion axis) of the ring element. By axial elasticity is meant an elasticity along this axis. In addition, with a high radial and a high axial elasticity may also be a tilting elasticity, which allows a possibly also undesirable elastic tilting (angular deviation) between the congruent longitudinal axis of the inner transmission body and the outer transmission body.

Um eine hohe Drehelastizität bei gleichzeitiger Beschränkung oder Verhinderung der radialen und/oder axialen Elastizitäten zu erreichen, sind zusätzliche Führungselemente erforderlich, welche Radial- und Axialbewegungen unterdrücken (zum Beispiel Führungshülsen oder Axialanschläge). Dazu sind aufwändige, ggf. verschleißanfällige Zusatzelemente erforderlich, die zusätzliches Gewicht und zusätzlichen Bauraum erfordern und zusätzlichen Wartungsaufwand verursachen können. Häufig wird durch diese auch die Herstellbarkeit oder die Montierbarkeit beeinträchtigt. In order to achieve a high torsional elasticity while limiting or preventing the radial and / or axial elasticities, additional guide elements are required, which suppress radial and axial movements (for example guide sleeves or axial stops). This requires complex, possibly wear-prone additional elements that require additional weight and additional space and can cause additional maintenance. Frequently, this also affects the manufacturability or mountability.

Allgemein ist bekannt, dass die radiale Elastizität eines Drehlagers überproportional mit der Dicke des Ringelementes zunimmt, während die torsionale und axiale Elastizität nur proportional zur Dicke des Ringelementes zunimmt. Es sind Anwendungen bekannt, die in Ausnutzung dieses Effekts durch die radiale Anreihung sehr dünnwandiger Ringelemente mit abwechselnd hoher und niedriger Elastizität Drehlager darstellen, die das geforderte Verhältnis der radialen und torsionalen Elastizität haben. Ein Nachteil einer solchen Ausführung ist die aufwändige Herstellung. Ein weiterer Nachteil ist die systembedingt ungleichmäßige Werkstoffbelastung, die unter anderem zu einer verkürzten Lebensdauer führen kann, zumindest aber ein erhöhtes Bauteilgewicht zur Folge hat. It is generally known that the radial elasticity of a pivot bearing increases disproportionately with the thickness of the ring element, while the torsional and axial elasticity increases only in proportion to the thickness of the ring element. There are known applications that exploit this effect by the radial arrangement of very thin-walled ring elements with alternating high and low elasticity pivot bearing, which have the required ratio of the radial and torsional elasticity. A disadvantage of such an embodiment is the complex production. Another disadvantage is the systemic non-uniform material load, which can lead to a shortened life, among other things, but at least an increased component weight result.

Es besteht also die Aufgabe, ein verbessertes Drehlager bereitzustellen, bei dem diese Nachteile zumindest teilweise ausgeräumt werden können. It is therefore the object to provide an improved pivot bearing, in which these disadvantages can be at least partially eliminated.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG SUMMARY OF THE INVENTION

Diese Aufgabe erfüllt ein Drehlager nach Anspruch 1. Nach einem ersten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Drehlager mit einem elastischen Ring mit einer inneren und einer äußeren Koppelfläche, einem an der inneren Koppelfläche fixierten inneren Übertragungskörper und einem an der äußeren Koppelfläche fixierten äußeren Übertragungskörper, wobei der Ring eine Faserstruktur aufweist, die in eine Elastomermatrix eingebettet ist und eine Axialfaseranordnung umfasst, die derart ausgebildet ist, dass der Ring eine Radialelastizität aufweist, die im Vergleich zu einer Torsions- und/oder einer Axialelastizität herabgesetzt ist. According to a first aspect, the present invention relates to a rotary bearing with an elastic ring having an inner and an outer coupling surface, a fixed to the inner coupling surface inner transmission body and fixed to the outer coupling surface outer transmission body, wherein the ring has a fibrous structure embedded in an elastomeric matrix and comprising an axial fiber assembly formed such that the ring has a radial elasticity that is reduced as compared to a torsional and / or an axial elasticity.

Der Begriff Ring bezeichnet in diesem Zusammenhang ein geschlossenes Ringelement und eine aus mehreren Elementen (Sektoren) zusammengesetzte Ringstruktur. Die einzelnen Elemente können dabei in Umfangsrichtung aneinander liegen oder zueinander beabstandet sein. The term ring in this context refers to a closed ring element and a composite of several elements (sectors) ring structure. The individual elements can be in the circumferential direction together or spaced from each other.

Bei so einer Ausführung ist es möglich, die gewünschten Elastizitäten nicht allein über die mechanischen Eigenschaften des verwendeten Elastomers und geometrischen Eigenschaften des verwendeten Elastomerkörpers, das heißt des elastischen Rings, einzustellen, sondern über spezielle Faseranordnungen, die in die Elastomermatrix des elastischen Rings eingebettet sind. Insbesondere ist es möglich durch eine im Wesentlichen in Richtung der Drehachse verlaufende Axialfaseranordnung die radiale Elastizität zu beschränken, ohne dabei die besonders gewünschte Torsionselastizität (um die Drehachse) maßgeblich herabzusetzen. Als Axialfaseranordnung sollen auch solche Anordnungen gelten, bei denen Fasern in radialen, die Drehachse schneidenden Ebenen in einem Winkel von bis zu ±45° zur Achse angeordnet werden, also auch solche Faseranordnungen, die einen wesentlichen axialen Richtungsanteil aufweisen. In such an embodiment, it is possible to adjust the desired elasticity not only on the mechanical properties of the elastomer used and geometric properties of the elastomeric body used, that is, the elastic ring, but via special fiber arrangements, which are embedded in the elastomeric matrix of the elastic ring. In particular, it is possible to restrict the radial elasticity by means of an axial fiber arrangement running substantially in the direction of the axis of rotation, without significantly reducing the particularly desired torsional elasticity (about the axis of rotation). As Axialfaseranordnung such arrangements should apply in which fibers are arranged in radial, the axis of rotation intersecting planes at an angle of up to ± 45 ° to the axis, including those fiber assemblies having a substantial axial directional component.

Das gleiche gilt auch für Faseranordnungen, die konzentrisch, schraubenförmig um die Drehachse verlaufen. The same applies to fiber arrangements that run concentrically, helically around the axis of rotation.

Dieser Wirkmechanismus beruht darauf, dass die Verformbarkeit der Elastomermatrix durch eingelagerte Fasern richtungsabhängig eingeschränkt werden kann. Eine Axialfaseranordnung verhindert beispielsweise bei einer Radialbelastung, dass sich die Elastomermatrix des Rings in axialer Richtung aus dem Spalt zwischen dem inneren Übertragungskörper und dem äußeren Übertragungskörper heraus verformen kann. Damit wird die radiale Steifigkeit erhöht. Die bei dieser Verformung auftretenden Schubspannungen in der Elastomermatrix werden über die eingelagerten und an ihren Außenflächen mit der Elastomermatrix fest verbundenen Fasern aufgenommen, die so die Elastomermatrix richtungsabhängig versteifen. This mechanism of action is based on the fact that the deformability of the elastomer matrix can be restricted depending on the direction by means of embedded fibers. An axial fiber arrangement prevents, for example, in a radial load, that the elastomeric matrix of the ring in the axial direction from the gap between the inner transfer body and the outer transfer body can deform out. This increases the radial rigidity. The shear stresses in the elastomer matrix occurring during this deformation are absorbed by the embedded fibers, which are firmly bonded to the elastomeric matrix on their outer surfaces, thus stiffening the elastomer matrix in a direction-dependent manner.

Bei einer Torsionsbelastung tritt dieser Effekt nicht auf, da hier die Verformungen in der Elastomermatrix weitgehend quer zur Faserrichtung auftreten und nur geringfügig durch die quer zur Belastungsrichtung verlaufenden Axialfaseranordnungen behindert werden. Die Fasern wirken hier ähnlich wie ein in der Elastomermatrix verteilter Füllstoff. Ähnliches gilt für eine reine Axialbelastung. In the case of a torsional load, this effect does not occur, since here the deformations in the elastomer matrix occur largely transversely to the fiber direction and are hindered only slightly by the axial fiber arrangements extending transversely to the loading direction. The fibers here act similar to a filler distributed in the elastomer matrix. The same applies to a pure axial load.

Über eine entsprechende Gestaltung und Anordnung der Axialfaseranordnung(en) in der Elastomermatrix des Ringes bzw. der Ringelemente können also die gewünschten Elastizitätseigenschaften richtungsabhängig eingestellt werden. Weitere Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der beigefügten Zeichnung und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen. By means of a corresponding design and arrangement of the axial fiber arrangement (s) in the elastomer matrix of the ring or of the ring elements, therefore, the desired elasticity properties can be adjusted in a direction-dependent manner. Further aspects and features of the present invention will become apparent from the dependent claims, the accompanying drawings and the following description of preferred embodiments.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWING

Ausführungsformen der Erfindung werden nun beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Darin zeigt: Embodiments of the invention will now be described by way of example and with reference to the accompanying drawings. It shows:

1A eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Drehlagers; 1A a perspective view of a pivot bearing according to the invention;

1B einen Längsschnitt (entlang der Achse A-A in 1C) des in 1A dargestellten Drehlagers; 1B a longitudinal section (along the axis AA in 1C ) of the 1A illustrated pivot bearing;

1C eine Seitenansicht des in 1A und 1B dargestellten Drehlagers; 1C a side view of the in 1A and 1B illustrated pivot bearing;

2A ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Drehlagers in einer perspektivischen Längsschnittdarstellung; 2A a further embodiment of a pivot bearing according to the invention in a perspective longitudinal sectional view;

2B eine Querschnittsdarstellung des in 2A dargestellten Drehlagers (entlang der Achse B-B in 2C); 2 B a cross-sectional view of the in 2A shown pivot bearing (along the axis BB in 2C );

2C einen Längsschnitt (entlang der Achse C-C in 2B) des in 2A und 2B dargestellten Drehlagers; 2C a longitudinal section (along the axis CC in 2 B ) of the 2A and 2 B illustrated pivot bearing;

3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Drehlagers in einer perspektivischen Teildarstellung; 3 a further embodiment of a pivot bearing according to the invention in a perspective partial view;

4A ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Drehlagers in einer perspektivischen Längsschnittdarstellung; 4A a further embodiment of a pivot bearing according to the invention in a perspective longitudinal sectional view;

4B eine perspektivische Darstellung des in 4A dargestellten Drehlagers 4B a perspective view of the in 4A illustrated pivot bearing

5A ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Drehlagers in einer perspektivischen Darstellung; 5A a further embodiment of a pivot bearing according to the invention in a perspective view;

5B eine Vorderansicht des in 5A dargestellten Drehlagers; 5B a front view of the in 5A illustrated pivot bearing;

5C einen Längsschnitt (entlang der Achse D-D in 5B) des in 5A und 5B dargestellten Drehlagers; 5C a longitudinal section (along the axis DD in 5B ) of the 5A and 5B illustrated pivot bearing;

6 eine perspektivische Ansicht eines als Spange ausgebildeten Übertragungskörpers; 6 a perspective view of a trained as a clasp transfer body;

7A eine perspektivische Ansicht des oberen Teils eines zweigeteilten Drehlagers und 7A a perspective view of the upper part of a two-part pivot bearing and

7B eine perspektivische Ansicht des unteren Teils eines zweigeteilten Drehlagers. 7B a perspective view of the lower part of a two-part pivot bearing.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN DESCRIPTION OF EMBODIMENTS

In 1 ist eine Ausführungsform in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Vor einer detaillierten Beschreibung folgen zunächst allgemeine Erläuterungen zu den Ausführungsformen. In 1 an embodiment in accordance with the present invention is illustrated. Before a detailed description first follows general explanations to the embodiments.

Es gibt Ausführungen, bei welchen die Axialfaseranordnung mehrere zueinander beabstandete Axialfaserelemente umfasst. Diese Axialfaserelemente werden dann entsprechend der gewünschten Bauteileigenschaften, insbesondere der gewünschten belastungsabhängigen Elastizitäten in der Elastomermatrix angeordnet. There are embodiments in which the Axialfaseranordnung comprises a plurality of spaced apart axial fiber elements. These axial fiber elements are then arranged according to the desired component properties, in particular the desired load-dependent elasticities in the elastomer matrix.

Dabei gibt es Ausführungen, bei welchen die Axialfaserelemente, die selbst im Wesentlichen entlang einer zentralen Drehachse verlaufen, beispielsweise radial strahlenförmig und dabei in radialer Richtung gleich beabstandet angeordnet sind. Auf diese Weise kann eine in radialer Richtung homogene Verteilung erlangt werden, während in Umfangsrichtung die Abstände der einzelnen Axialfaserelemente untereinander von der Drehachse ausgehend von innen nach außen anwachsen können. Dies trägt der Tatsache Rechnung, dass sich die Lastkonzentration in einer ringförmigen Anordnung von innen nach außen verringert. Damit ist im äußeren Bereich die stützende bzw. bewegungshemmende Wirkung der Faserelemente in geringerer Weise erforderlich als im inneren Bereich, also im Bereich des inneren Übertragungskörpers mit dem geringeren Durchmesser. In this case, there are embodiments in which the axial fiber elements, which themselves run essentially along a central axis of rotation, for example, are arranged radially radially and are equally spaced apart in the radial direction. In this way, a homogeneous distribution in the radial direction can be obtained, while in the circumferential direction the distances between the individual axial fiber elements can grow from the inside outwards starting from the axis of rotation. This takes into account the fact that the load concentration in an annular arrangement decreases from the inside to the outside. Thus, in the outer region, the supporting or movement-inhibiting effect of the fiber elements is required to a lesser extent than in the inner region, ie in the region of the inner transmission body with the smaller diameter.

In einer anderen Ausführung verhindert die Anordnung der Fasern in radialen Ebenen in einem Winkel von ±45° zur Achse die Scherung der Elastomermatrix in diesen Ebenen und damit die axiale Verlagerung des inneren Übertragungskörpers relativ zum äußeren Übertragungskörper. Auch hier tragen die Fasern in weit geringerem Maße zur Verringerung der torsionalen Elastizität bei. In another embodiment, the arrangement of the fibers in radial planes at an angle of ± 45 ° to the axis prevents the shear of the elastomer matrix in these planes and hence the axial displacement of the inner transfer body relative to the outer transfer body. Again, the fibers contribute to a much lesser extent to the reduction of torsional elasticity.

In einer anderen Ausführung ist es auch möglich, die Axialfaserelemente jeweils in radial ringförmiger und in Umfangsrichtung gleich beabstandeter Weise anzuordnen. Bei so einer Ausführung kann beispielsweise der Abstand der Faserelemente in Umfangsrichtung in den Außenringen genauso groß sein wie in den Innenringen. Eine gewünschte radiale Variation der Steifigkeit kann über einen variablen radialen Abstand der Axialfaserelementringe von innen (achsnah) nach außen (achsfern) realisiert werden. In another embodiment, it is also possible to arrange the Axialfaserelemente each in a radially annular and circumferentially equally spaced manner. In such an embodiment, for example, the distance of the fiber elements in the circumferential direction in the outer rings may be just as large as in the inner rings. A desired radial variation of the rigidity can be realized by a variable radial distance of the Axialfaserelementringe from the inside (near the axis) to the outside (off-axis).

Dabei gibt es auch Ausführungen, bei denen auch der Radialabstand konstant ist, so dass eine weitgehend homogene Verteilung der einzelnen Axialfaserelemente in der Elastomermatrix des Rings realisiert wird. There are also embodiments in which the radial distance is constant, so that a largely homogeneous distribution of the individual Axialfaserelemente in the elastomer matrix of the ring is realized.

Bei andern Ausführungen können im Ring auch in Umfangsrichtung verteilte Gruppen mit hoher oder niedriger Faserdichte verteilt sein und zwar symmetrisch oder asymmetrisch. In other embodiments, circumferentially distributed groups of high or low fiber density may also be distributed in the ring, symmetrically or asymmetrically.

Besteht der Ring aus mehreren Ringelementen, so kann die Faserdichte von Ringelement zu Ringelement variiert werden und auch innerhalb jedes der Ringelemente variieren. If the ring consists of several ring elements, the fiber density can be varied from ring element to ring element and also vary within each of the ring elements.

In einer anderen Ausführung umfasst die Faserstruktur wenigstens eine Umfangsfaseranordnung. Das bedeutet, dass neben dem oder der Axialfaseranordnung ebenfalls eine Faseranordnung vorhanden ist, die in Umfangsrichtung verläuft, also bei einer ring- oder rohrförmigen Anordnung einen Gürtel in der oder um die Elastomermatrix des Ringes bildet. Über so eine Struktur kann beispielsweise eine Umfangsspannung im elastischen Ring aufgenommen werden, die nicht auf den äußeren Übertragungskörper übertragen werden soll. So eine Umfangsspannung entsteht beispielsweise dann, wenn der Ring durch den inneren Übertragungskörper aufgeweitet wird, der dabei zwischen dem inneren und äußeren Übertragungskörper komprimiert wird. Der dabei außen am Ring in Umfangsrichtung wirkende „Innendruck“ wird dann von der Umfangsfaseranordnung aufgenommen und wird nicht in den äußeren Übertragungskörper übertragen. In another embodiment, the fiber structure comprises at least one circumferential fiber arrangement. This means that in addition to the or the Axialfaseranordnung also a fiber assembly is present, which extends in the circumferential direction, that forms a belt in or around the elastomer matrix of the ring in a ring or tubular arrangement. About such a structure, for example, a hoop stress can be absorbed in the elastic ring, which is not to be transmitted to the outer transfer body. Such a hoop stress arises, for example, when the ring is widened by the inner transfer body, which is compressed between the inner and outer transfer body. The "internal pressure" acting circumferentially on the outside of the ring is then picked up by the peripheral fiber assembly and is not transmitted to the outer transfer body.

Bei einer Ausführung, bei der beispielsweise die Umfangsfaseranordnung im Bereich der äußeren Koppelfläche des Ringelementes angeordnet ist, übernimmt die Umfangsfaseranordnung diese Last weitgehend und der äußere Übertragungskörper kann entsprechend leichter und einfacher ausgebildet werden (z.B. ohne eine zusätzliche Verstärkung). In an embodiment in which, for example, the peripheral fiber arrangement is arranged in the region of the outer coupling surface of the ring element, the circumferential fiber arrangement takes over this Load largely and the outer transmission body can be made correspondingly easier and easier (eg without an additional gain).

Dabei gibt es Ausführungen, bei denen die Umfangsfaseranordnung in Umfangsrichtung verlaufende Ringfaserelemente umfasst, die beispielsweise gebündelt oder nebeneinander, also rohr- bzw. gürtelförmig, im bzw. am elastischen Ring angeordnet sind. There are embodiments in which the circumferential fiber arrangement comprises circumferentially extending annular fiber elements, which are bundled or juxtaposed, ie tubular or belt-shaped, in or on the elastic ring, for example.

Sowohl die Axialfaserelemente als auch die Ringfaserelemente können je nach Einsatz und den gewünschten Eigenschaften entsprechend als Einzelfasern (Filamente), als sogenannte Rovings (Faserbündel), als Garne oder als Seilelemente ausgebildet sein, über die sich die gewünschten Eigenschaften genau einstellen lassen. Depending on the application and the desired properties, both the axial fiber elements and the ring fiber elements can be configured correspondingly as individual fibers (filaments), as so-called rovings (fiber bundles), as yarns or as rope elements, via which the desired properties can be set precisely.

In anderen Ausführungen können die Axialfaseranordnung und die Umfangsfaseranordnung auch kombiniert ausgebildet sein, so dass diese eine Art Faserrohrelement bilden, welches hülsenartig in oder an der Elastomermatrix des Ringes angeordnet ist. In other embodiments, the Axialfaseranordnung and the peripheral fiber assembly may also be combined, so that they form a kind of fiber tube element which is sleeve-like in or on the elastomeric matrix of the ring.

Dabei gibt es auch Ausführungen, bei denen mehrere solcher Faserrohrelemente koaxial ineinander und beabstandet in der Elastomermatrix angeordnet sind. There are also embodiments in which a plurality of such fiber tube elements are arranged coaxially with one another and spaced apart in the elastomer matrix.

Die Fasern im Faserrohrelement können auch über eine eigene Trägermatrix miteinander verbunden sein. Auf diese Weise können vorkonfektionierte unabhängig von der Elastomermatrix hergestellte Faserrohrelemente in den elastischen Ring eingesetzt werden. Durch die Wahl des Werkstoffs der Trägermatrix des Faserrohrelements können die Eigenschaften zusätzlich beeinflusst werden. The fibers in the fiber tube element can also be connected to one another via a separate carrier matrix. In this way, prefabricated fiber tube elements produced independently of the elastomer matrix can be inserted into the elastic ring. By choosing the material of the carrier matrix of the fiber tube element, the properties can be additionally influenced.

Besonders geeignete Werkstoffe für die Trägermatrix sind zum Beispiel Kunststofffilme, die sich einerseits mit den Faserelementen und andererseits mit dem Werkstoff der Elastomermatrix des elastischen Ringes verbinden lassen. Particularly suitable materials for the carrier matrix are, for example, plastic films which can be combined on the one hand with the fiber elements and on the other hand with the material of the elastomer matrix of the elastic ring.

Für die Elastomermatrix sind die folgenden Werkstoffe geeignet, die entweder für sich oder auch in Kombinationen verwendet werden können: thermoplastische Elastomerwerkstoffe (TPEs) wie beispielsweise Copolyamide (TPA), Copolyester (TPC), Polyolefin-Elastomere (TPO), Polystyrol-Elastomere (TPS), Polyurethan-Elastomere (TPU), Polyolefin Blends mit vernetztem Kautschuk (TPV) sowie TPEs auf Basis von PVC (Polyvinylchlorid) oder PBA, ferner Natur- und Synthesekautschuke, sogenannte M-Kautschuke, O-Kautschuke, Q-(Silikon)-Kautschuke, T-Kautschuke und U-Kautschuke. For the elastomer matrix, the following materials are suitable, which can be used either alone or in combinations: thermoplastic elastomer materials (TPEs) such as copolyamides (TPA), copolyesters (TPC), polyolefin elastomers (TPO), polystyrene elastomers (TPS ), Polyurethane elastomers (TPU), polyolefin blends with cross-linked rubber (TPV) and TPEs based on PVC (polyvinyl chloride) or PBA, furthermore natural and synthetic rubbers, so-called M rubbers, O rubbers, Q- (silicone) - Rubbers, T-rubbers and U-rubbers.

Um die axiale Stabilität des Drehlagers zu erhöhen und die Widerstandsfähigkeit gegen Axialkräfte zu verbessern, gibt es Ausführungen, bei denen jeweils der äußere und/oder der innere Übertragungskörper einen in axialer Richtung und ggf. auch in Umfangsrichtung wirkenden Formschluss mit dem elastischen Ring bildet. Dazu können beispielsweise eine oder mehrere ausgebildete Vertiefungen oder Verdickungen (radial nach außen ausgebildet) an der inneren bzw. der äußeren Koppelfläche des Ringelementes ausgebildet sein. Diese greifen in entsprechend ausgebildete Gegenflächen des äußeren bzw. des inneren Übertragungskörpers ein. In order to increase the axial stability of the pivot bearing and to improve the resistance to axial forces, there are versions in which each of the outer and / or the inner transmission body forms a positive locking in the axial direction and possibly also in the circumferential direction with the elastic ring. For this purpose, for example, one or more formed recesses or thickenings (radially outwardly formed) may be formed on the inner and the outer coupling surface of the ring element. These engage in appropriately trained mating surfaces of the outer and the inner transmission body.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Drehlagerbauteil, das nur aus einem Winkelsegment eines Ringelementes besteht. In diesem Fall wird durch die mehrdimensionale Anordnung der Fasern in radial aneinandergereihten Zylindersegmentflächen die gleiche Wirkung erzielt wie bei einem vollständigen Ringelement. The invention further relates to a rotary bearing component, which consists only of an angular segment of a ring element. In this case, the multi-dimensional arrangement of the fibers in radially juxtaposed cylinder segment surfaces achieves the same effect as with a complete ring element.

Eine besondere Ausführung dieser Ausprägung besitzt einen unendlich großen Radius des Segments, welches dadurch zu einem Lagerelement mit ebenen Flächen wird, dass eine geringe Elastizität in Richtung der Flächennormalen, jedoch eine hohe Schubelastizität besitzt. A particular embodiment of this embodiment has an infinitely large radius of the segment, which thereby becomes a bearing element with flat surfaces that has a low elasticity in the direction of the surface normal, but a high shear elasticity.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Drehlagerbauteil, dessen Wirkflächen als Kegelflächen ausgebildet sind. Durch Anpassung des Kegelwinkels kann die Elastizität in radialer und axialer Richtung weitgehend unabhängig von der torsionalen Elastizität an die Erfordernisse angepasst werden. Die Faseranordnung folgt in diesem Fall den Kegelflächen. The invention further relates to a rotary bearing component whose active surfaces are designed as conical surfaces. By adjusting the cone angle, the elasticity in the radial and axial directions can be adapted to the requirements largely independently of the torsional elasticity. The fiber arrangement follows the conical surfaces in this case.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Drehlagerbauteil, dessen Elastomer-Ring mit Fasern ausgestattet ist, die in den die Drehachse enthaltenden Ebenen unter einem Winkel zur Drehachse angeordnet sind. Durch diese Faseranordnung kann in gleicher Weise wie bei den oben beschriebenen Kegelflächen die axiale und radiale Elastizität reduziert werden, ohne dass die torsionale Elastizität in gleicher Weise reduziert würde. Durch die Wahl des Winkels kann die axiale und die radiale Steifigkeit unabhängig voneinander eingestellt werden. Bei einem kleinen Winkel wird hauptsächlich die radiale Elastizität reduziert. Bei einem Winkel von ±45° wird die axiale Elastizität stark reduziert. Auch diese Ausprägung der Erfindung kann segmentiert und in ebener Bauform dargestellt werden. The invention further relates to a rotary bearing component whose elastomeric ring is provided with fibers arranged in the planes containing the axis of rotation at an angle to the axis of rotation. By means of this fiber arrangement, the axial and radial elasticity can be reduced in the same way as in the conical surfaces described above, without the torsional elasticity being reduced in the same way. By choosing the angle, the axial and the radial stiffness can be adjusted independently. At a small angle, mainly the radial elasticity is reduced. At an angle of ± 45 °, the axial elasticity is greatly reduced. This embodiment of the invention can be segmented and displayed in a flat design.

1 veranschaulicht eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Drehlagers 1, dessen Aufbau und Eigenschaften anhand der 1A–1C beschrieben wird. 1 illustrates a first embodiment of a pivot bearing according to the invention 1 whose structure and characteristics are based on the 1A - 1C is described.

Das Drehlager 1 umfasst einen rohrförmig ausgebildeten inneren Übertragungskörper 2, der von einem ebenfalls hier rohrförmigen elastischen Ring 3 umgeben wird, welcher wiederum von einem äußeren Übertragungskörper 4 umschlossen ist. Innerer Übertragungskörper 2, elastischer Ring 3 sowie der äußere Übertragungskörper 4 sind konzentrisch um eine Achse 5 angeordnet. The pivot bearing 1 comprises a tubular inner transmission body 2 , of a likewise here tubular elastic ring 3 which in turn is surrounded by an outer transfer body 4 is enclosed. Inner transmission body 2 , elastic ring 3 and the outer transfer body 4 are concentric about an axis 5 arranged.

Angaben wie axial, radial, in Umfangsrichtung etc. beziehen sich hier auf diese Achse 5 bzw. die Elemente 2 bis 4. Information such as axial, radial, in the circumferential direction, etc. refer here to this axis 5 or the elements 2 to 4 ,

Der elastische Ring 3 ist mit seiner Innenfläche, die als innere Koppelfläche 3i ausgebildet ist, mit der Außenfläche 2a des inneren Übertragungskörpers 2 verbunden. Die Verbindung erfolgt entweder kraftschlüssig, formschlüssig oder stoffschlüssig (Verkleben, Vulkanisieren) oder in einer Verbindung mehrerer dieser Kopplungsarten. In gleicher Weise ist der elastische Ring 3 mit seiner äußeren Koppelfläche 3a mit der Innenfläche 4i des äußeren Übertragungskörpers 4 verbunden. The elastic ring 3 is with its inner surface acting as inner coupling surface 3i is formed, with the outer surface 2a of the internal transmission body 2 connected. The connection is either non-positive, positive or cohesive (gluing, vulcanization) or in a combination of several of these types of coupling. In the same way is the elastic ring 3 with its outer coupling surface 3a with the inner surface 4i of the external transmission body 4 connected.

Der innere Übertragungskörper 2 ist drehfest mit einem nicht weiter dargestellten Übertragungselement (beispielsweise ein Achszapfen) gekoppelt, während der äußere Übertragungskörper 4 ebenfalls drehfest mit einem anderen Bauteil (beispielsweise das Gehäuse einer Torsionsstütze) verbunden ist. Alternativ kann der innere Übertragungskörper 2 auch selbst ein solches Übertragungselement darstellen, und das andere Bauteil kann selbst den äußeren Übertragungskörper 4 bilden bzw. enthalten. The inner transfer body 2 is rotatably coupled to a transmission element (not shown) (for example, a journal), while the outer transmission body 4 also rotatably connected to another component (for example, the housing of a torsion support) is connected. Alternatively, the inner transfer body 2 also constitute such a transmission element itself, and the other component can even the outer transmission body 4 form or contain.

Betrachtet man den äußeren Übertragungskörper 4 als festgelegt, so entsteht beim Verdrehen des inneren Übertragungskörpers 2 in Pfeilrichtung P (relativ zum äußeren Übertragungskörper 4) ein relativer Drehversatz zwischen dem inneren und äußeren Übertragungskörper 2, 4. Dabei wird der elastische Ring 3 elastisch verformt, der dabei mit zunehmender Verdrehung eine wachsende Torsionskraft zwischen dem inneren Übertragungskörper 2 und dem äußeren Übertragungskörper 4 überträgt. Looking at the outer transfer body 4 as determined, it arises when twisting the inner transmission body 2 in the direction of arrow P (relative to the outer transfer body 4 ) a relative rotational offset between the inner and outer transfer body 2 . 4 , This is the elastic ring 3 elastically deformed, thereby increasing torsion a growing torsional force between the inner transfer body 2 and the outer transfer body 4 transfers.

Während innerer Übertragungskörper 2 und äußerer Übertragungskörper 4 aus einem schwerer verformbaren, festen Werkstoff (zum Beispiel Metall, harter Kunststoff) ausgebildet sind, ist der elastische Ring aus einem leichter verformbaren elastomeren Werkstoff ausgebildet, der eine Elastomermatrix bildet und in den eine Axialfaseranordnung 6 eingebettet ist. While inner transfer body 2 and outer transfer body 4 are formed of a heavier deformable, solid material (for example, metal, hard plastic), the elastic ring of a more easily deformable elastomeric material is formed, which forms an elastomeric matrix and in the Axialfaseranordnung 6 is embedded.

Diese Axialfaseranordnung 6 umfasst mehrere zueinander beabstandete Axialfaserelemente 6a. Diese Axialfaserelemente können beispielsweise aus geeigneten Faserfilamenten, Rovings, Garnen oder Seilstücken ausgebildet sein. Sie verlaufen parallel zur Achse 5. Durch diese Anordnung beeinträchtigen die Faserelemente die Axialfaserelemente 6a, die Torsionselastizität des elastischen Ringelementes 3 nur geringfügig. Sie behindern dagegen eine Verformung, insbesondere eine Ausdehnung, des elastischen Rings 3 in Axialrichtung. Die Axialfaseranordnung 6 stabilisiert so mit ihren Axialfaserelementen 6a den inneren Übertragungskörper 2 in radialer Richtung zum äußeren Übertragungskörper 4. Bei so einer Radiallast, die über den inneren Übertragungskörper 2 in das Drehlager 1 eingeleitet wird, hemmt die Axialfaseranordnung 6 eine Dehnung des elastischen Rings 3 in Axialrichtung, die ohne die Axialfaseranordnung 6 bei einer Stauchung in Radialrichtung auftreten würde. This axial fiber arrangement 6 includes a plurality of spaced apart axial fiber elements 6a , These axial fiber elements may be formed, for example, from suitable fiber filaments, rovings, yarns or rope pieces. They run parallel to the axis 5 , By this arrangement, the fiber elements affect the axial fiber elements 6a , the torsional elasticity of the elastic ring element 3 only slightly. On the other hand, they hinder deformation, in particular an expansion, of the elastic ring 3 in the axial direction. The axial fiber arrangement 6 stabilizes with its axial fiber elements 6a the inner transfer body 2 in the radial direction to the outer transfer body 4 , At such a radial load, over the inner transmission body 2 in the pivot bearing 1 is initiated inhibits the Axialfaseranordnung 6 an elongation of the elastic ring 3 in the axial direction, without the Axialfaseranordnung 6 would occur at a compression in the radial direction.

Diese Hemmung tritt dadurch ein, dass die in Längsrichtung (Axialrichtung) in der Elastomermatrix des elastischen Rings 3 angeordneten Axialfaserelemente 6a mit dieser fest verbunden sind (an ihrer Außenfläche) und so eine Dehnung des Materials hemmen. Ein so ausgebildetes elastisches Ringelement 1 ist also radial mit einer geringeren Elastizität versehen als in Umfangsrichtung (Torsionsrichtung um die Achse 5) und Axialrichtung. This inhibition occurs in that the longitudinal (axial) direction in the elastomeric matrix of the elastic ring 3 arranged axial fiber elements 6a are firmly connected (on their outer surface) and thus inhibit an expansion of the material. An elastic ring element designed in this way 1 is therefore radially provided with a lower elasticity than in the circumferential direction (torsion about the axis 5 ) and axial direction.

1C zeigt eine Stirnansicht auf das Drehlager 1 und es ist erkennbar, dass die Axialfaserelemente 6a strahlenförmig in gleichmäßigen Abständen von innen nach außen angeordnet sind. Dabei bilden die Axialfaserelemente konzentrische Ringe um die Achse 5, die in der Darstellung der 1C in gleichen Abständen zueinander von innen nach außen angeordnet sind. in anderen Ausführungen können die Axialfaserelemente 6a auch vollständig gleichförmig, das heißt in gleichen Abständen zueinander in der Elastomermatrix angeordnet sein. Es können aber auch in anderen Ausführungen die Abstände gleichmäßig oder auch lokal variiert werden, um beispielsweise in bevorzugten Belastungszonen unterschiedliche Elastizitätseigenschaften zu realisieren. 1C shows an end view of the pivot bearing 1 and it can be seen that the axial fiber elements 6a are arranged radially at uniform intervals from the inside to the outside. The axial fiber elements form concentric rings around the axis 5 that in the representation of the 1C are arranged at equal intervals from one another to the inside. in other embodiments, the Axialfaserelemente 6a also completely uniform, that is, be arranged at equal distances from one another in the elastomer matrix. However, it is also possible in other embodiments for the distances to be varied uniformly or locally in order to realize, for example, different elasticity properties in preferred loading zones.

So können beispielsweise die Axialfaserelemente 6a in bestimmten Bereichen bündelweise verdichtet oder gelockert angeordnet sein. For example, the axial fiber elements 6a be bundled compacted or loosened in certain areas.

Die 2A–2C zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Drehlagers 1, bei dem im elastischen Ring 3 in Ergänzung zu den nicht weiter dargestellten Axialfaserelementen 6a bzw. der Axialfaseranordnung 6 zusätzlich eine Umfangsfaseranordnung 7 ausgebildet ist, die im Bereich der äußeren Koppelfläche 3a des elastischen Rings 3 verläuft. In anderen Ausführungen kann diese Umfangsfaseranordnung 7 auch weiter innen im elastischen Ring 3 oder auch im Bereich der inneren Koppelfläche 3i verlaufen. The 2A - 2C show a second embodiment of a pivot bearing according to the invention 1 in which in the elastic ring 3 in addition to the Axialfaserelementen not shown 6a or the axial fiber arrangement 6 additionally a peripheral fiber arrangement 7 is formed, in the region of the outer coupling surface 3a of the elastic ring 3 runs. In other embodiments, this circumferential fiber arrangement 7 also further inside in the elastic ring 3 or also in the area of the inner coupling surface 3i run.

Die Umfangsfaseranordnung 7 wird durch mehrere ringförmig in Umfangsrichtung verlaufende Ringfaserelemente 7a gebildet, die ebenfalls aus Einzelfasern (Filament), Rovings (Faserbündel), Garnen, oder Seilstücken gebildet werden, die entweder in sich ringförmig nebeneinander oder spiralförmig ausgebildet sind und ein ebenfalls rohrförmiges Element bilden, welches um die Achse 5 ausgebildet ist. The circumferential fiber arrangement 7 is formed by a plurality of ring-shaped in the circumferential direction annular fiber elements 7a formed from single fibers (filament), rovings (fiber bundles), Yarns, or pieces of rope are formed, which are either in itself ring-shaped next to each other or spirally formed and also form a tubular element, which is about the axis 5 is trained.

Verlaufen eine Axialfaseranordnung 6 und eine Umfangsfaseranordnung 7 in gleichem konzentrischem Abstand zur Achse 5, so bilden diese ein Faserrohrelement 8, das gegebenenfalls auf einer eigenen Trägermatrix vorgefertigt im bzw. am elastischen Ringelement 3 angeordnet ist. Die mechanischen Eigenschaften können dann zusätzlich auch über die Wahl des Materials der Trägermatrix bestimmt werden. Es ist auch möglich, mehrere solcher Faserrohrelemente 8, gegebenenfalls auch mit unterschiedlich dicht angeordneten Axial- bzw. Ringfaserelementen 6a, 7a vorzusehen. Run an axial fiber array 6 and a peripheral fiber assembly 7 at the same concentric distance from the axis 5 , so they form a fiber tube element 8th optionally prefabricated on its own carrier matrix in or on the elastic ring element 3 is arranged. The mechanical properties can then additionally be determined by the choice of the material of the carrier matrix. It is also possible to have several such fiber tube elements 8th , optionally also with differently densely arranged axial or ring fiber elements 6a . 7a provided.

Die Faserstruktur umfasst bei einem solchen Faserrohrelement 8 ein Gewebe, Gelege, Wicklungen, Schlaufen, Vlies, Tape und/oder Rovings aus einer oder einer Kombination unterschiedlicher Faserqualitäten. Der Begriff Gewebe bezeichnet in diesem Zusammenhang ein textiles Flächengebilde aus wenigstens zwei schräg oder rechtwinklig oder nahezu rechtwinklig verkreuzten Fadensystemen. Der Begriff Gelege bezeichnet ein Flächengebilde, das eine oder mehrere Lagen von parallel verlaufenden gestreckten Fäden (Faserbündeln) aufweist, die sich lagenweise kreuzen. Dabei können einzelne Fäden an ihren Kreuzungspunkten zueinander fixiert werden. Ein Vlies oder Vliesstoff bezeichnet ein Gebilde aus Fasern, die auf beliebige ungeordnete Weise zu einer Faserschicht zusammengefügt und die Fasern und/oder Schichten gegebenenfalls miteinander verbunden sind. Tapes sind flache Bänder oder Streifen aus Gewebestrukturen oder unidirektionalen Faserbündeln. The fiber structure comprises in such a fiber tube element 8th a fabric, scrims, windings, loops, fleece, tape and / or rovings from one or a combination of different fiber qualities. The term tissue in this context refers to a fabric of at least two angularly or at right angles or almost at right angles crossed thread systems. The term scrim designates a fabric comprising one or more layers of parallel elongated filaments (fiber bundles) crossing one another in layers. In this case, individual threads can be fixed to each other at their intersection points. A nonwoven or nonwoven fabric refers to an assembly of fibers which are assembled in any disordered manner into a fibrous layer and the fibers and / or layers are optionally joined together. Tapes are flat tapes or strips of fabric structures or unidirectional fiber bundles.

Die in den 2A bis 2C dargestellte Umfangsfaserordnung 7, welche das elastische Ringelement 3 im Bereich der äußeren Koppelfläche 3a umgibt, stellt einen flexiblen Gürtel dar, welcher Umfangsspannungen aufnimmt, die beispielsweise dann entstehen, wenn der innere Übertragungskörper 2 einen größeren Außendurchmesser aufweist als der elastische Ring 3 an seiner inneren Koppelfläche 3i im entspannten Zustand. Beim Einbringen des inneren Übertragungskörpers 2 in den elastischen Ring 3 wird dabei die innere Koppelfläche 3i aufgeweitet und es entsteht eine Druckspannung, die ohne die Umfangsfaseranordnung 7 bzw. ein Faserrohrelement vollständig vom äußeren Übertragungskörper 4 getragen werden müsste. Die Umfangsfaseranordnung 7 dient als Gürtel und verhindert eine Übertragung dieser Spannungen auf den äußeren Übertragungskörper 4. The in the 2A to 2C illustrated circumferential fiber order 7 which the elastic ring element 3 in the area of the outer coupling surface 3a surrounds, represents a flexible belt, which absorbs hoop stresses that arise, for example, when the inner transfer body 2 has a larger outer diameter than the elastic ring 3 on its inner coupling surface 3i in the relaxed state. When introducing the inner transfer body 2 in the elastic ring 3 becomes the inner coupling surface 3i expanded and there is a compressive stress, without the peripheral fiber assembly 7 or a fiber tube element completely from the outer transmission body 4 would have to be worn. The circumferential fiber arrangement 7 serves as a belt and prevents transmission of these voltages to the outer transfer body 4 ,

3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Drehlagers 1, bei dem der äußere Übertragungskörper 4 einen ausgewölbten Aufnahmebereich 4a aufweist, der als ringförmige Aufnahmenut dient, in die die Elastomermatrix des elastischen Rings 3 mit einem Außenwulst 9 entsprechend eingeformt ist. Dadurch wird der elastische Ring 3 zusätzlich in axialer Richtung formschlüssig im äußeren Übertragungskörper 4 fixiert. Der hier in einem Teilschnitt dargestellte elastische Ring 3 umfasst ebenfalls eine Umfangsfaseranordnung 7, die im Bereich des in der Aufnahmenut 4a verlaufenden Außenwulstes 9 des elastischen Rings 3 angeordnet ist sowie eine Axialfaseranordnung 6, die das elastische Ringelement 3 in axialer Richtung durchsetzt. 3 shows an embodiment of a pivot bearing 1 in which the outer transfer body 4 a bulged receiving area 4a which serves as an annular receiving groove into which the elastomeric matrix of the elastic ring 3 with an outer bead 9 is formed accordingly. This will make the elastic ring 3 additionally in the axial direction positively in the outer transfer body 4 fixed. The elastic ring shown here in a partial section 3 also includes a peripheral fiber assembly 7 in the area of in the receiving groove 4a extending outer bead 9 of the elastic ring 3 is arranged and an Axialfaseranordnung 6 holding the elastic ring element 3 interspersed in the axial direction.

Die 4A und 4B zeigen ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Axialfaseranordnungen 6 in sternförmig durch die Achse 8 verlaufenden Schnittebenen angeordnet sind (vgl. auch 1A bis 1C). In den Ebenen sind jedoch die Axialfaserelemente 6a in einem Winkel zur Achse 8 angeordnet und bilden so eine Gitterstruktur, welche die Radialsteifigkeit wesentlich erhöht, ohne die Torsionselastizität maßgeblich zu beeinträchtigen. Der Winkel der Axialfaserelemente 6a liegt in einem Bereich zwischen 0° und 45°The 4A and 4B show an embodiment in which the Axialfaseranordnungen 6 in a star shape through the axis 8th extending cutting planes are arranged (see also 1A to 1C ). In the planes, however, are the Axialfaserelemente 6a at an angle to the axis 8th arranged and thus form a lattice structure, which substantially increases the radial rigidity, without significantly affecting the torsional elasticity. The angle of the axial fiber elements 6a lies in a range between 0 ° and 45 °

Die 5A bis 5C zeigen ein Ausführungsbeispiel, bei dem das elastische Ringelement 3 kegelmantelförmig gestaltet ist und zwischen zwei entsprechend ausgebildeten Gegenflächen des äußeren und inneren Übertragungskörpers 4, 3 gehalten wird. Die Axialfaserelemente verlaufen hier parallel zu den Kegelmantelflächen, also in einem Winkel zur Achse 8. Solche Anordnungen sind geeignet sehr hohe Axiallasten zu übertragen. The 5A to 5C show an embodiment in which the elastic ring element 3 is designed cone-shaped and between two correspondingly shaped mating surfaces of the outer and inner transmission body 4 . 3 is held. The Axialfaserelemente run parallel to the conical surface, ie at an angle to the axis 8th , Such arrangements are suitable for transmitting very high axial loads.

Geeignete Fasern für die Axial- und Umfangsfaseranordnungen 6, 7 sind z.B. Glasfasern, Kohlenstofffasern, Aramidfasern sowie PAI-(Polyamidi-mid), PBI-(Polybenzimidazol), PBO-(P-Vinylen-2,6-Benzobisoxaxol) aus hochmolekularem Polyethylen(UHMW-PE-) sowie PET- bzw. PEN-Fasern genutzt. Auch Fasern aus Naturstoffen wie Pflanzenfasern (z.B. Hanf, Leinen o.Ä.) oder mineralische Fasern (z.B. Basalt) sind verwendbar. Suitable fibers for the axial and circumferential fiber arrangements 6 . 7 For example, glass fibers, carbon fibers, aramid fibers and PAI (Polyamidi-mid), PBI (polybenzimidazole), PBO (P-vinylene-2,6-Benzobisoxaxol) from high molecular weight polyethylene (UHMW-PE) and PET or PEN Fibers used. Also, fibers from natural substances such as plant fibers (eg hemp, linen or the like) or mineral fibers (eg basalt) can be used.

Die Fasern können als Langfasern und Endlosfasern ausgebildet sein und erlauben, je nach Werkstoff, Fasergeometrie und Orientierung, einen weiten Eigenschaftsbereich zu realisieren. In besonderen Fällen können die Fasern auch als Kurzfasern ausgebildet sein, wenn durch das Formgebungsverfahren oder auf andere Weise die erfindungsgemäße Orientierung der Fasern erreicht werden kann. The fibers may be formed as long fibers and continuous fibers and allow, depending on the material, fiber geometry and orientation to realize a wide range of properties. In special cases, the fibers may also be formed as short fibers, if the orientation of the fibers according to the invention can be achieved by the shaping process or in another way.

In anderen Ausführungen kann der äußere Übertragungskörper 4 auch als eine den elastischen Ring 3 umfassende Spange 10 ausgebildet sein, die diesen auf einem Grundkörper 11 fixiert ist (vergleiche 6). In other embodiments, the outer transmission body 4 also as an elastic ring 3 comprehensive clasp 10 be trained, this on a body 11 is fixed (compare 6 ).

7A bis 7c zeigen eine Ausführung, bei der der elastische Ring 3 aus zwei Hälften 3o, 3u besteht, die entlang einer axial verlaufenden Trennebene aufeinander gesetzt werden. Der äußere Übertragungskörper 4, der ebenfalls zweiteilig ausgebildet ist, nämlich aus einem Lagerfuß 4f, der eine untere Hälfte 3u des elastischen Rings 3 aufnimmt und einem darüber aufschiebbaren Lagerschuh 4s, der eine obere Hälfte 3o des elastischen Rings 3 aufnimmt und mit dem Lagerfuß 4f koppelbar ist und diesen dabei teilweise umfasst (7C), so dass der Lagerschuh 4s und der Lagerfuß 4f im Einbauzustand radial und axial formschlüssig aneinander fixierbar sind. Solche mehrteiligen oder zweigeteilten Lagerelemente können radial an ein Übertragungselement, das ggf. gleichzeitig als innerer Übertragungskörper dient, montiert werden. Dies ist dann vorteilhaft, wenn eine axiale Montage nicht möglich oder nicht wünschenswert ist. 7A to 7c show an embodiment in which the elastic ring 3 from two halves 3o . 3u exists, which are placed on an axially extending parting plane to each other. The outer transmission body 4 , which is also formed in two parts, namely a bearing foot 4f who is a lower half 3u of the elastic ring 3 receives and on a slide-on bearing shoe 4s who is an upper half 3o of the elastic ring 3 picks up and with the bearing foot 4f can be coupled and partially includes this ( 7C ), so that the bearing shoe 4s and the camp foot 4f can be fixed to one another in the installed state radially and axially positively. Such multi-part or two-part bearing elements can be mounted radially to a transmission element, which optionally simultaneously serves as an inner transmission body. This is advantageous if axial mounting is not possible or desirable.

Mögliche Werkstoffe für die Elastomermatrix des elastischen Rings 3 sind thermoplastische Elastomerwerkstoffe (TPEs) wie beispielsweise Copolyamide (TPA), Copolyester (TPC), Polyolefin-Elastomere (TPO), Polystyrol-Elastomere (TPS), Polyurethan-Elastomere (TPU), Polyolefin Blends mit vernetztem Kautschuk (TPV) sowie TPEs auf Basis von PVC (Polyvinylchlorid) oder PBA. Possible materials for the elastomeric matrix of the elastic ring 3 are thermoplastic elastomer materials (TPEs) such as copolyamides (TPA), copolyesters (TPC), polyolefin elastomers (TPO), polystyrene elastomers (TPS), polyurethane elastomers (TPU), polyolefin blends with cross-linked rubber (TPV) and TPEs on Base of PVC (polyvinyl chloride) or PBA.

Es gibt auch Ausführungen, bei denen klassische Elastomerwerkstoffe verwendet werden, wie Kautschuke mit unterschiedlichen Eigenschaften, die weit- oder engmaschig vernetzt werden. Dazu gehören Natur- und Synthesekautschuke, sogenannte M-Kautschuke, O-Kautschuke, Q-(Silikon)-Kautschuke, T-Kautschuke und U-Kautschuke. Zusammensetzungen und Bezeichnungen sind beispielsweise der DIN ISO 1629 entnehmbar. There are also versions in which classic elastomer materials are used, such as rubbers with different properties, which are crosslinked wide or close meshed. These include natural and synthetic rubbers, so-called M rubbers, O rubbers, Q (silicone) rubbers, T rubbers and U rubbers. Compositions and designations are, for example, the DIN ISO 1629 removable.

Weitere Ausführungen und Variationen der Erfindung entnimmt der Fachmann den Ansprüchen. Further embodiments and variations of the invention will be apparent to those skilled in the claims.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

• DIN ISO 1629 [0080] DIN ISO 1629 [0080]

Claims (14)

Drehlager (1) mit einem elastischen Ring (3) mit einer inneren und einer äußeren Koppelfläche (3i, 3a), einem an der inneren Koppelfläche (3i) fixierten inneren Übertragungskörper (2) und einem an der äußere Koppelfläche (3a) fixierten äußeren Übertragungskörper (4), wobei der Ring (3) eine Faserstruktur aufweist, die in eine Elastomermatrix einbettet ist und eine Axialfaseranordnung (6) umfasst, die derart ausgebildet ist, dass der Ring (3) eine Radialelastizität aufweist, die im Vergleich zu einer Torsions- und/oder einer Axialelastizität herabgesetzt ist. Pivot bearing ( 1 ) with an elastic ring ( 3 ) with an inner and an outer coupling surface ( 3i . 3a ), one on the inner coupling surface ( 3i ) fixed inner transfer body ( 2 ) and one on the outer coupling surface ( 3a ) fixed outer transmission body ( 4 ), the ring ( 3 ) has a fibrous structure which is embedded in an elastomer matrix and an axial fiber arrangement ( 6 ), which is designed such that the ring ( 3 ) has a radial elasticity which is reduced compared to a torsional and / or an axial elasticity. Drehlager (1) nach Anspruch 1, bei welchem die Axialfaseranordnung (6) mehrere zueinander beabstandete Axialfaserelemente (6a) umfasst. Pivot bearing ( 1 ) according to claim 1, in which the axial fiber arrangement ( 6 ) a plurality of spaced apart axial fiber elements ( 6a ). Drehlager (1) nach Anspruch 2, bei welchem die Axialfaserelemente (6a) radial strahlenförmig eingebettet sind und in radialer Richtung gleich beabstandet angeordnet sind. Pivot bearing ( 1 ) according to claim 2, in which the axial fiber elements ( 6a ) are radially embedded radially and are arranged equally spaced in the radial direction. Drehlager (1) nach Anspruch 3, bei welchem die Axialfaserelemente (6a) in radialen, eine Achse (8) schneidenden Ebenen in einem Winkel von bis zu ±45° zur Achse (8) angeordnet werden. Pivot bearing ( 1 ) according to claim 3, in which the axial fiber elements ( 6a ) in radial, one axis ( 8th ) intersecting planes at an angle of up to ± 45 ° to the axis ( 8th ) to be ordered. Drehlager (1) nach Anspruch 2 oder 3, bei welchem die Axialfaserelemente (6a) radial ringförmig eingebettet sind und in jeder Ringlage in Umfangsrichtung gleich beabstandet angeordnet sind. Pivot bearing ( 1 ) according to claim 2 or 3, in which the axial fiber elements ( 6a ) are embedded radially annular and are arranged equally spaced in each ring layer in the circumferential direction. Drehlager (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Faserstruktur wenigstens eine Umfangsfaseranordnung (7) aufweist. Pivot bearing ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, wherein the fiber structure comprises at least one circumferential fiber arrangement ( 7 ) having. Drehlager (1) nach Anspruch 6, wobei die Umfangsfaseranordnung (7) im Bereich der äußeren Koppelfläche (3a) angeordnet ist. Pivot bearing ( 1 ) according to claim 6, wherein the peripheral fiber arrangement ( 7 ) in the region of the outer coupling surface ( 3a ) is arranged. Drehlager (1) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei die Umfangsfaseranordnung (7) in Umfangsrichtung verlaufende Ringfaserelemente (7a) umfasst. Pivot bearing ( 1 ) according to one of claims 6 or 7, wherein the peripheral fiber arrangement ( 7 ) circumferentially extending ring fiber elements ( 7a ). Drehlager (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei die Axialfaserelemente (6a) und/oder die Ringfaserelemente (7a) eines der folgenden aufweist: Einzelfaser, Roving, Garn, Seil, Tape. Pivot bearing ( 1 ) according to one of claims 2 to 8, wherein the axial fiber elements ( 6a ) and / or the ring fiber elements ( 7a ) has one of the following: single fiber, roving, yarn, rope, tape. Drehlager (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Axialfaseranordnung (6) eine Umfangsfaseranordnung (7) umfasst und Axial- und Umfangsfaseranordnung (6, 7) ein Faserrohrelement (8) bilden. Pivot bearing ( 1 ) according to one of claims 1 to 9, wherein the axial fiber arrangement ( 6 ) a peripheral fiber arrangement ( 7 ) and axial and circumferential fiber arrangement ( 6 . 7 ) a fiber tube element ( 8th ) form. Drehlager (1) nach Anspruch 10, wobei die Faserelemente (6a, 7a) im Faserrohrelement (8) mit einer eigenen Trägermatrix verbunden sind. Pivot bearing ( 1 ) according to claim 10, wherein the fiber elements ( 6a . 7a ) in the fiber tube element ( 8th ) are connected to their own carrier matrix. Drehlager (1) nach Anspruch 11, wobei die Trägermatrix einen mit der Elastomermatrix und dem Faserwerkstoff kompatiblen Werkstoff umfasst. Pivot bearing ( 1 ) according to claim 11, wherein the carrier matrix comprises a material compatible with the elastomer matrix and the fiber material. Drehlager (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Elastomermatrix einen der folgenden Werkstoffe aufweist: thermoplastischer Elastomerwerkstoff, Naturkautschuk und/oder Synthesekautschuk. Pivot bearing ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the elastomer matrix comprises one of the following materials: thermoplastic elastomer material, natural rubber and / or synthetic rubber. Drehlager (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der äußere und/oder der innere Übertragungskörper (3, 2) einen Formschluss mit dem Ring (3) bildet. Pivot bearing ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the outer and / or the inner transfer body ( 3 . 2 ) a positive connection with the ring ( 3 ).

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