DE1525034B1

DE1525034B1 - Elastische Lagerhalterung

Info

Publication number: DE1525034B1
Application number: DE1965B0085207
Authority: DE
Inventors: Stokely Raymond E
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: Borg Warner Corp
Priority date: 1964-12-31
Filing date: 1965-12-30
Publication date: 1969-09-18
Also published as: GB1059700A; ES321333A1; US3306679A; FR1461844A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine elastische Die Zeichnungen, insbesondere F i g. 1 und 2, zei-

Lagerhalterung, insbesondere für die geteilte An- gen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung,

triebswelle eines Kraftfahrzeugs, bei der der zwischen Sie besteht aus einem Bügel A, der an einem festen

dem Lager und einem Befestigungsbügel angeordnete Abschnitt des Fahrzeuges befestigt ist und durch den Ringkörper aus elastischem Werkstoff das Lager in 5 sich eine umlaufende Welle B mit radialem Abstand

einer Ringnut erfaßt und mit radial gerichteten Ste- hindurcherstreckt, während um die Welle herum ein

gen versehen ist, an denen beidseitig flanschartige, Lager C angeordnet und durch einen besonderen

sich in einem Haltering abstützende Vorsprünge an- Ringkörper D in dem Bügel A elastisch gehalten ist.

geformt sind. Im einzelnen umfaßt der Bügel A ein ringförmiges

Die geteilten Antriebswellen von Kraftwagen füh- io zylindrisches Gehäuse 20, das an den axialen Enden

ren im Betrieb Schwingungen aus, die von einem mit ringförmigen radial nach innen geweiteten Lip-

mittleren Lager und dessen Halterung aufgenommen pen 21 und 22 versehen ist. Das Gehäuse und die

werden sollen, so daß sie nur stark gedämpft auf Lippen weisen eine radial nach innen gerichtete

den Fahrzeugkörper übertragen werden. Die Schwin- gleichmäßige Oberfläche 20 a auf, die halbringför-

gungen werden am besten durch weiche, elastische i_ö mig ausgebildet ist. An den gegenüberliegenden Sei-

Lagerhalterungen von dem Fahrzeugunterbau isoliert. ten des Gehäuses 20 sind L-förmige Füße 23 und 24

Für solch eine Lagerhalterung ist bereits ein elasti- angeordnet, die jeweils mit einem Schenkel 23 α und

scher Ringkörper bekannt, bei dem zwischen den 24 α an diametral gegenüberliegenden Punkten des

sich im Haltering abstützenden Vorsprüngen in einer Gehäuses befestigt sind. Die anderen Schenkel 23 b

Ringnut ein zusätzlicher Ringwulst vorgesehen ist, 20 und 24 b der Füße liegen in einer gemeinsamen

der sich bei starken radialen, auf die Welle wirken- Ebene zur Befestigung an dem Fahrzeug oder einem

den Kräften an dem Haltering abstützt. Der bekannte anderen festen Körper (nicht gezeigt). Die Rich-

Ringkörper ist daher nicht zur Aufnahme axialer und tungsangaben beziehen sich auf die Mittelachse 25

winkelmäßiger Fehlausrichtungen der Welle geeignet. des zylindrischen Gehäuses 20.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu- 25 Die in Fig. 1 gezeigte Welle 5 umfaßt einen WeI-grunde, eine elastische und sichere Lagerhalterung für lenabschnitt 30 mit einem im Durchmesser vermingeteilte Wellenanordnungen zu schaffen, die bei be- derten Endabschnitt 31, auf dem mehrere Keilnuten währter und gleichbleibender Übertragungsfähigkeit 31a gebildet sind, welche in entsprechend ausgebildie axial gerichteten und winkelmäßigen Bewegun- deten Keilnuten einer Schlupfverbindung (nicht gegen bzw. Fehlausrichtungen zwischen dem Lager und 30 zeigt) aufgenommen werden. Die Welle kann eine dem festen Halterungsbügel aufnehmen kann. Antriebswelle darstellen, die aus einer beliebigen

Eine elastische. Lagerhalterung ist daher gemäß Anzahl von Wellenabschnitten besteht, die durch der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß am .Universalgelenke miteinander verbunden sind. Die Ringkörper Flächen vorgesehen sind, die sich bei Erfindung kann auch bei einer hochgebauten Wellenauf das Lager einwirkenden radialen und/oder 35 anordnung Verwendung finden, bei der keine Uniaxialen Kräften an Gegenflächen der Vorsprünge versalgelenke vorhanden sind. Die Welle B weist abstützend anlegen. einen abgesetzten Mittelabschnitt 33 auf, auf wel-

Durch die Verwendung des erfindungsgemäßen ehem. ein ringförmiger Schmutzschirm 34 mit einer

Ringkörpers mit den sich gegenüberliegenden und ringförmigen Lippe 34 a angeordnet ist, die von dem

sich aufeinander abstützenden Flächen wird eine 40 Abschnitt 31 radial nach außen auf Abstand gehal-

elastische Lagerhalterung geschaffen, die in vorteil- ten ist. Von dem Wellenabschnitt 31 wird ein wei-

hafter Weise sämtliche im Betrieb auftretende ferer Schmutzschirm 35 aufgenommen. Das Lager C

Schwingungen und Fehlausrichtungen von geteilten weist Innen- und Außenringe 36 und 37 verschiede-

Wellenanordnungen aufnehmen kann. ner Breite auf, zwischen denen mehrere Rollen 38

Weitere Vorteile ergeben sich daraus, daß bei dem 45·. angeordnet sind, um eine bewegliche Wälzlagerung

erfindungsgemäßen Ringkörper die starken Bean- zwischen den Ringen vorzusehen. Der Innenring36

spruchungen ausgesetzten Stege zwischen dem Mit- ist mit enger Passung um die Außenseite des Wellen-

telabschnitt des Ringkörpers und dem Haltebügel abschnitts 31 herum angeordnet, um mit diesem um-

durch die Wirkung der sich aufeinander abstützenden zulaufen, und der Außenring 37 wird durch Befesti-

Teile des Ringkörpers geschont werden. Diese Vor- 50 gung an den Ringkörper D drehfest gehalten. Die

teile werden auch nicht durch aufwendige Maß- Ringe werden durch einen Käfigkörper 39 voneinan-

nahmen, sondern vielmehr durch einen außerordent- der auf Abstand gehalten.

lieh einfach ausgebildeten und herstellbaren Ring- Der Ringkörper D besteht aus einem einstückigen

körper erzielt. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen Körper aus elastischem oder biegsamem Material,

der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. 55 z.B. Weichgummi. Der Ring weist einen ringförmi-

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der gen Mittelkörper 40 auf, der mit einer mittleren

Erfindung dargestellt. Es zeigt Ringnut 41 versehen ist, in der der Außenring 37 des

F i g. 1 eine Ansicht einer mittleren Lageranord- Lagers aufgenommen wird. Die Nut ist abgestuft, so

nung für geteilte Wellen bei Darstellung bestimmter daß sie auch den Käfig 39 aufnehmen kann. Auf dem

Teile im Schnitt nach der Linie 1-1 der Fi g. 2, 60 Körper 40 sind zwei radial nach innen herabhängende

F i g. 2 eine Seitenansicht der in F i g. 1 gezeigten Flansche 42 und 43 vorgesehen und so eingepaßt,

Ausführung mit einigen fortgebrochenen Teilen, daß sie innen im Schutzbereich der Schmutzschirme

F i g. 3 eine vergrößerte Darstellung eines Teiles 34 und 35 sitzen, jedoch einen Abstand zu ihnen

der Fig. 1 im Schnitt, die den elastischen Körper aufweisen. Der Innenabschnitt des Körpers 40 ist

eingebaut in der neutralen Lage zeigt, 65 axial an dem Lager befestigt, um auf Grund der Auf-

F i g. 4 eine Darstellung, ähnlich derjenigen der nähme der Ringe und des Käfigs 39 durch die Nut

Fi g. 3, jedoch in einem anderen Betriebszustand des 41 eine Bewegung mit ihm auszuführen,

elastischen Körpers. Von dem Körper 40 erstrecken sich mehrere Stüt-

zen45 mit gleichem Umfangsabstand radial nach außen, die jeweils einen Steg 46 aufweisen, der an seinem radial äußeren Ende einen Querkopf aufnimmt. Jeder Steg 46 hat einen rechteckigen Querschnitt mit einer Breite 46 a, die etwa die Hälfte der Lange 466 beträgt. Die Höhe 46 c des Steges ist etwa gleich der Breite 46 a. Die Außenfläche des Querkopfes ist mit der Innenfläche 20 a des Gehäuses 20 verbunden, und die Konturen dieses Querkopfes sind dem zylindrischen Abschnitt und seinen erweiterten Enden angepaßt. Auf den gegenüberliegenden Seiten der Stützen 45 sind Wülste 49 und 50 mit Abstand angeordnet, die sich radial nach außen auf die Enden 47 a und 47 b des Querkopfes zu erstrecken. Die Wülste weisen jeweils flache axiale Endflächen 51 (s. F i g. 1) auf, die in einer Ebene senkrecht zur Achse 25 des Gehäuses 20 liegen (die Ebene führt durch die Außenenden des Kopfes hindurch). Die flachen Endflächen 51 des Wulstpaares, welches jeder Stütze zugeordnet ist, sind um eine Entfernung 52 axial auf Abstand gehalten, die etwa das Fünffache der Breite 46 a des Steges 46 beträgt.

Das Wulstpaar 50 und die Stütze 45 weisen gemeinsame flache Endoberflächen 53 und 54 auf (s. F i g. 2), die in Ebenen liegen, welche mit Bezug auf das Gehäuse 20 radial nach außen konvergieren. Nach der Darstellung in der F i g. 2 sind die Mittellinien 55 der Stützen 45 jeweils mit einem Umfangsabstand von etwa 22V2⁰ angeordnet, wobei die Umfangsendflächen 53 und 54 durchschnittlich einen Bogenabstand von etwa dem Dreifachen der Breite 46 a der Stege 46 haben.

Das jeder Stütze zugeordnete Wulstpaar weist innere Oberflächen 56 auf, die von der Grundfläche des Steges 46 in Richtung auf die axialen Außenenden des Kopfes fort gerichtet sind. Die Außenenden 47a und 47 b des Querkopfes jeder Stütze nehmen allgemein nach innen gerichtete Oberflächen 58 auf. Die Oberfläche 56 weist in der Nähe ihres radialen, äußeren Endes eine Stufe auf, um identische Paßflächen 57 für die Oberflächen 58 jedes Außenendes 47 a und 47 b vorzusehen. Im ungespannten neutralen Zustand des Ringkörpers D nach der Darstellung in den Fig. 1 und 3 ist der seitliche Abstand 60 zwischen den Oberflächen 58 und 57 gering. Die Oberflächen 56, 57, 58 verlaufen auf Mantelflächen von Kegeln, deren Achsen mit der Wellenachse identisch sind.

Die Aufnahme der Axialbewegung des Lagers C relativ zu dem Gehäuse 20 wird am besten durch eine Erläuterung der Bewegung einer Stütze mit den zugeordneten Wülsten 49 und 50 klar, wobei die Tätigkeit aller Stützen synchronisiert ist.

Bei Beginn der Axialverschiebung wird der elastische und biegsame Steg 46 veranlaßt, sich um seine Breite 46 a zu biegen. Nach einer geringen Verschiebung wird der Abstand 60 zwischen den Oberflächen 57 und 58 aufgehoben und eine Zusammenwirkung der Oberflächen verursacht. Eine weitere Axialverschiebung bringt den Kopf bogenförmig über den oberen Abschnitt der Wülste 50 und verursacht eine allmähliche Biegung der Wülste gemäß der Darstellung in F i g. 4. Die radiale Übertragungsfähigkeit oder die Unterstützung durch den Steg 46 geht bei fortschreitend stärkerer Biegung des Steges langsam verloren, jedoch wird eine Zunahme in der Übertragungsfähigkeit durch die Zusammenwirkung des Kopfes mit den Wülsten, die die Neigung haben, den Verlust auszugleichen und allgemein den ursprünglichen Übertragungsfaktor in ungespanntem Zustand aufrechtzuerhalten, gewährleistet. Das Durchbiegen der Stütze 45 bringt den Kopf allmählich in einer bogenförmigen Richtung radial nach unten, erhöht so die Zusammendrückung auf den Wülsten und verbessert dadurch allmählich die Übertragungsfähigkeit durch diese.

Um eine Fehlausrichtung im Winkel aufzunehmen, die auf Grund eines Ausschwenkens der Welle B relativ zu dem Bügel A entsteht, werden die Stützen und die zugeordneten Wülste 50, die in der Ebene der Wellenauslenkung liegen, einer Biege- und Kompressionswirkung ausgesetzt, wie sie für die axiale Verschiebung beschrieben wurde. Die Stützen 45 und die zugeordneten Wülste, welche sich in rechten Winkern zur Ebene des Wellenauslaufes erstrecken, werden einer geringen Verdrehwirkung um die Abmessung 46 b des Steges 46 ausgesetzt.

Das Ausmaß des Verdrehens wird durch den freien Umfangsabstand der Stützen 45 bestimmt, jedoch durch die bogenförmige Grundfläche der Stege auf ein geringes Ausmaß begrenzt.

Bei der Ausbildung der beschriebenen Ausführungsform wird die Übertragungsfähigkeit zwischen dem Gehäuse 20 und dem Lager ohne Veränderung der radialen Federstärke des elastischen Ringes D gleichmäßig erhalten.

Claims

Patentansprüche:

1. Elastische Lagerhalterung, insbesondere für die geteilte Antriebswelle eines Kraftfahrzeuges, bei der der zwischen dem Lager und einem Befestigungsbügel angeordnete Ringkörper aus elastischem Werkstoff das Lager in einer Ringnut erfaßt und mit radial gerichteten Stegen versehen ist, an denen beidseitig flanschartige, sich in einem Haltering abstützende Vorsprünge angeformt sind, dadurch gekennzeichnet, daß am Ringkörper (D) Flächen (57) vorgesehen sind, die sich bei auf das.Lager einwirkenden radialen und/oder axialen Kräften an Gegenflächen (58) der Vorsprünge (47, 48) abstützend anlegen.

2. Elastische Lagerhalterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen (57,58) auf Mantelflächen von Kegeln verlaufen, deren Achsen mit der Wellenachse identisch sind.

3. Elastische Lagerhalterung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen (57) an seitlichen Wülsten (49,50) des Ringkörpers (D) ausgebildet sind, wobei die mittlere Dicke der Wülste (49,50) höchstens gleich der Dicke der Stege (46) in der zur Wellenachse parallelen Richtung ist.

4. Elastische Lagerhalterung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen (57, 58) gegenüber einer Ebene, senkrecht zur Wellenachse, unter einem Winkel zwischen 50 und 70° geneigt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen