DE1625389A1

DE1625389A1 - Elastische,schwingungsdaempfende Lagerung

Info

Publication number: DE1625389A1
Application number: DE1962L0057689
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Luxembourgeoise de Brevets et de Participations SA
Current assignee: Luxembourgeoise de Brevets et de Participations SA
Priority date: 1961-01-26
Filing date: 1962-01-24
Publication date: 1970-07-09
Also published as: GB992715A; FR1286846A; CH420739A; NL273963A; US3154273A; DE1625389B2

Description

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MÜNCHEN5, ESHARDTSTRAS8E8 _; ;

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Luxembourgeoise de Brevets et de Participations. Soclete Anonyme, Luxemburg, (Großherzogtum Luxemburg), Boulevard Royal 2bIs 'S.

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Die Erfindung betrifft;eine elastische, schwingungsdämpfende Lagerung, bei der jprei starre Armaturen durch elastisehe, aus Gummi oder einem sonstigen Elastomer bestehende Massen miteinander verbunden sind, die von einem sie umfassenden-Teil der einen Armatur und von zwei beiderseits dieses ringförmigen Seiles auf ν

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der Ringachse angeordneten, duich ein axiales Distänzstüek in gegenseitigem Abstand gehaltenen Anschlagplatten der anderen Armatur gehalten werden»

Bei einer bekannten Lagerung dieser Art (USA-Patentschrift 2 562 195) bestehen die die beiden Armaturen verbindenden elastischen Massen aus zwei Gummikörpern mit zylindrischen Wandungen, die einerseits jeweils an dem ringförmigen Teil der einen Armatur und andererseits an je einer Anschlagplatte der anderen Armatur befestigt sind. Diese Lagerung hat den Nachteil, daß sie bei geringen Schwingungsamplituden nur durch axiale Kompression der Zylinderwandung der Gummikörper wirkt, während sie bei SchwindungsamplL- , tuden, die eine bestimmte Größe überschreiten, nur durch Biegung dieser Wandungen nach innen wirkt. Die Reaktion einer solchen Lagerung auf eine linear wachsende Beanspruchung ist daher in keiner Welse progressiv, sondern zuerst sehr langsam und fast ähnlieh derjenigen einer starren Lagerung, dann aber tritt eine übermäßig schnelle Reaktion mit einer plötzlichen Erschlaffung der elastischen Abstützung ein. Daraus ergeben sieh äußerst unerwünschte Unstetigkeiten, welche bei einer sehwingungsdämpfenden Lagerung einen schwerwiegenden Nachteil darstellen. Außerdem ist die Herstellung und die Montage

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dieser bekannten Lagerung verhältnismäßig kompliziert und teuer. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Mangel der bekannten Lagerung zu beseitigen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß hLbucä dadurch gelöst;, daß die zur Verbindung der beiden starren Armaturen dienenden elastischen Massen aus einem einteiligen Balg mit zwei ringförmigen, im Axialschnitt krummlinigen AusbauGhungen, deren Enden an den Änschlagplatten der einen Armatur befestigt sind, und einer diese Ausbauchungen miteinander verbindenden Einschnürung bestehen, welche in die Ringöffnung des ringförmigen Teiles der anderen Armatur eingeklemmt ist und zusammen mit den beiden Ausbauchungen des BaI-

ges einen eingeschnürten, geschlossenen und mit einer Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Hohlraum begrenzt, dessen Bauchungsräume durch den eingeschnürten Durchlaßteil miteinander in Verbindung Stehen.

Dadurch wird die elastische Biegsamkeit und die stoßdämpfende Wirkung der Lagerung wesentlich verbessert. -Der erfindungsgemäß ausgebildete und angeordnete Balg zeichnet sich durch eine bemerkenswerte Progressivität seiner elastischen Deformationen und eine sehr große Anfangsbiegsamkeit aus, welche daher sowohl bei kleinen Schwingungsamplituden als

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auch zu Beginn und am Ende aller sonstigen Schwingungsbewegungen·unabhängig von deren Amplituden wirksam wird, was bei einer schwingungsdämpfenden oder stoßdämpfenden Lagerung einen großen Vorteil ergibt. Beispielsweise erhält man bei der elastischen Lagerung gemäß der Erfindung eine Anfangsflexibilität des Balges, die mindestens dreixmal so groß als diejenige der zylindrischen Wandungen der elastischen Körper der bekannten Lagerung ist* Ferner wächst erfindungsgemäß der Widerstand gegen eine Deformation gleichmäßig, und' gleichzeitig mit der Größe der Beanspruchung, was ebenfalls sehr günstig für die Stoßdämpfung ist, anstatt, wie bei der bekannten Lagerung, bei Überschreitung eines bestimmten Wertes plötzlich stark abzufallen. Im übrigen gewährt die Verwendung des elastisohenjßalges mit der mittleren Einschnürung gleichzeitig drei,, wesentliche Vorteile, nämlich erstens eine große-Flexibilität des Balges beiderseits der Einschnürung, zweitens eine Drosselung der durch den eingeschnürten Teil des Balghohlraums hindurchtretenden Dämpfungsflüssigkeit und drittens eine leichte Montage des Balges durch das elastische Eingreifen der Einschnü-; rung in den starren ringförmigen Teil der betreffenden Armatur. .

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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind im folgenden näher erläutert· ^r

In der Zeichnung ist die Erfindung in einer; AusführungsMörm mit einer Variante beispielsweise veranschaulicht. Es zeigen - ·

Fig.- 1 und 2 im/ÄXialschnitt-Idzw. im

broehenen Querschnitt nach der Li-■;-._-. ','■ nie I! - II der Fig. 1 eine: erfindungsgemäß· ausgebildete elastis^c^ Verbindung zweier relativ zueinander verschiebbarer Teile,

Fig« j und 4 im Axialschnitt zwei verschiedene Ausführungsformen, eines elasti-. sehen Balges gemäß-der Erfindung in unbelastetemZustand, und - ^

Fig. 5 ein die Wirlcungsweisse der elastisehen. Lage/rung erläuterndes Diagramm. ; ^

Das Ausführungsbeispiel gemä£ Fig* I und veranschaulicht ,die elastis^che Verbindung zweier: Teile oder Armaturen ΐ und 2,,von denen der Teil V

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zu einer Maschine und der Teil 2 zu einem Gestell gehören können, welche Teile unter der Wirkung von Kräften stehen, die sie relativ gegeneinander zu . verschieben bzw. in Schwingungen zu versetzen suchen. Der.Teil oder die Armatur 2 ist mit einem ringförmigen Teil 2a versehen, der eine kreisförmige Ringöffnung 2b aufweist. Der andere Teil 1 ist mit zwei Anschlagplatten 8 versehen, die auf der Achse der Ringöffnung 2b beiderseits dieser öffnung einander gegenüberliegend angeordnet sind.

Zwischen dem ringförmigen Teil 2a und den ■ Anschlagplatten ,8 sind elastische Massen aus Gummi oder einem anderen Elastomer angeordnet, die erfindungsgemäß aus einem einteiligen Balg 3 mit zwei ringförmigen, im Axiälschnitt krummlinigen Ausbauchungen und einer diese Ausbauchungen miteinander verbindenden Einschnürung Ja bestehen. Die Enden der ausgebauchten Bälgteile sind mit den Anschlagplatten 8 des Teiles oder der Armatur 1 verbunden, während der eingeschnürte Balgteil Jaa. in der Ringöffnung 2b des ringförmigen Teiles 2a des Gestelles oder der Armatur 2 eingesetzt ist» Die Ausbauchungen des Balges begrenzen die inneren Bauchungsräume 5* während der. eingeschnürte Balgteil ~$& einen

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Durchlaß 6 .begrenzt* durch den die beiden; Bauchüngs- räume 5 miteinander in Verbindung stehen# Die Räume 3 und 6 des Balges Jbildenzusammen einen geschlossenen, eingeschnürten Hohlraum, der mit einer Dämpf ungsflüssigkeit gefüllt ist. :;Λ

Bei einer Axialverschiebung des einen Teiles oder der einen Armatur 1 gegenüber dem anderen Teil oder der anderen Armatur 2 wird die e ine der beiden Ausbauchungen des Balges J zusammengedrückt und die andere Ausbauchung gedehnt, ■während, bei dner darauf folgenden entgegengesetzten Axialverschiebung der beiden Teile eine umgekehrte Deformation der ausgebrauchten Balgteile stattfindet. Diese Verformungen des Balges 3bewirken entsprechende Verdrängungen der in den Ausbauchungsräumen S befindlichen Flüssigkeit, welche eine Dämpfung der Verschiebungsbewegungen oder Schwingungen der elastischen Verbindung der beiden Teile oder Armaturen T und 2 erzeu^ gen. Diese Dämpfung erfolgt im wesentlichen durch die Drosselung beim Durchgang der Flüssigkeit, durch den Ringquerschnitt 6 des Bälghohlraumes. Die Flüssigkeit wird für* diesen Fall verhältnismäßig dünnflüssig .gewählt und besteht z.B« aus einem öl der üblicherweise in hydraulischen Brems- oder Dämpfungsvorrichtungen benutzten Art oder aus einem Silikonöl,

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welches gegenüber Gummi besonders indifferent ist. Die Dämpfung kann aber auch durch die viskose Ab<scherung bewirkt oder verstärkt werden, welche bei der Reibung verschiedener PlUssigkeitsschichten aneinander entsteht. In diesem Falle wird zweckmäßig eine verhältnismäßig viskose Flüssigkeit verwendet, die z.B. aus mindestens einem Polyisobutylen mit einem zwischen 5000 und 12000 liegenden Molekulargewicht besteht. Es sei bemerkt, daß auch gegenseitige Radialverschiebungen der beiden Teile oder Armaturen 1 und 2 durch entsprechende Radialver- , Schiebungen der Flüssigkeit gedämpft werden*

Die beiden Anschlagplatten 8 des Teiles oder der Armatur 1 sind zweckmäßig miteinander durch einen Schraubenbolzen 7 verbunden, welcher axial durch den elastischen Balg 2 hindurchtritt; sie könnten aber auch gegebenenfalls auf andere Weise, z.B. mittels eines außerhalb des Balges liegenden Gabelkopf es miteinander verbunden werden. Der Balg J> hat vorzugsweise zwei Endwülste J5t>, die mittels des Schraubenbolzens J zwischen den Anschlagplatten,.S und einem den Bolzen 7 umgebenden, den gegenseitigen Abstand der Anschlagplatten sichernden Distanzstück .9 festgeläemmt werden. Das Distanzstüek 9

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hat vorteilhaft einen entsprechend der Form des eingeschnürten Balges 3 eingeschnürten Axialschnitt, dessen engste Stelle zusammen mit der Einschnürung "2a des Balges J den ringförmigen Durchlaß β bildet.

Bei der Ausführungsform gemäß Figur3 hat der Balg 3 vor seinem Einbau bzw. vor seiner Belastung eine syrame-trischeForm. Diese Ausbildung des Balges ist zweckmäßig, wenn die statische Belastung der Einrichtung gering oder gleich Null ist. Bei der Ausführungsform gemäß Figur 4 ist dagegen der Balg > unsymmetrisch geformt. Diese Ausbildung ist zweckmäßig bei einer statischen Belastung, welche nach dem Einbau des Balges, die Symmetrie desselben durch eine Verformung mit der Amplitude Δ h wiederherstellt·

Bei einer Relativbewegung des einen Teiles oder der einen Armatur 1 gegenüber dem anderen Teil oder der anderen Armatur 2 wird die eine ausgebrauchte Hälfte des Balges > gedehnt, während die andere ausgebrauchte Hälfte zusammengedrückt wird, wobei sich die beiden elastischen Rückwirkungen der verformten Balgwände addieren unddie gesamteelastische Rückholkraft der elastischen !lagerung oder Abfederung

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erzeugen, und wobei außerdem die verhältnismäßig geringe Eigendämpfung des Elastomers wirksam wird· Gleichzeitig wird das Volumen de» durch die zusammengedrückte Hälfte des Balges 3 begrenzten Hohlraumes 5 verkleinert, so daß die in diesem enthaltene Dämpfungsflüssigkeit durch den ringförmigen Durchlaß 6 in den anderen Hohlraum 5 getrieben wird, der von' der gedehnten Hälfte des Balges J begrenzt wird. Der Strömungswiderstand beim Übergang der Flüssigkeit aus der zusammengedrückten . Balghäifte in die gedehnte Balghälfte erzeugt eine erhebliche Dämpfung der Schwingungsbewegung der miteinander verbundenen Teile, zu der die Eigendämpfung des elastischen Balgwerkstoffes hinzukommt. Die Dämpfungswirkung kann nach Belieben durch geeignete Wahl der Viskosität der Flüssigkeit und durch entsprechende Bemessung nach Querschnitt und Länge des oder der Durchlässe 6 variiert werden.

In Figur 5 sind drei Kurven dargestellt, von denen die Kurve I die Dämpfung zeigt, welche bei einer elastischen, ungedämpften Abfederung erhalten wird, wobei die Rückkehr in den Gleichgewichtszustand nach einer großen Zahl von Schwingungen erreicht wird, deren aufeinanderfolgende Amplituden schwach abnehmen· Die Kurve II zeigt die

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Dämpfung, welche mittels einer Lagerung oder Verbindung gemäß der Erfindung mit einer Flüssigkeit' von mittlerer Viskosität erhalten wird, wobei die Anzahl der Schwingungen bis zum Gleichgewichtszustand wesentlich geringer ist und die aufeinanderfolgenden Amplituden rasch abnehmen· Die Kurve III veranschaulicht schließlich die aperiodische Dämpfung, welche durch Verwendung, einer genügend viskosen Flüssigkeit und/oder mit einem Durchlaßquerschnitt 6 erhalten wird, welcher genügend klein Ist* um die Dämpfungswirkung entsprechend zu steigern·

Patentansprüche

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Claims

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Pat en ta n,k. P r Ü a h e i - ■_, ■ . ". .■

Elastische, schwingüngsdämpfende Lagerung, bei der zwei starr»« felle oder Armaturen durch elastische, ; aus Gummi od» dgl» bestehende Massen miteinander verbunden sind, die von einem sie umfassenden ringförmigen Teil 2x der einen Armatur und von zwei ... beiderseits dieses ringförmigen Teiles auf der Ringachse angeordneten, durch ein axiales DistanzstÜclc od»dgl. in gegenseitigem Abstand gehaltenen Anschlagplatten der anderen Armatur gehalten werden^ dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Massen aus einem einteiligen Balg (j5) mit zwei ringförmigen, im Axialschnitt krummlinigen Ausbauchungen, deren Enden an den Anschlagplatten (8) der einen Armatur {%} befestigt sind, und einer diese Ausbauchungen miteinander verbindenden Einschnürung (3a) bestehen, welche^ in die Ringöffnung (2b) des ringförmigen Teiles (2a) der anderen Armatur (2) eingeklemmt ist und zusammen mit den beiden Ausbauchungen des Balges (J) einen eingeschnürten, geschlossenen und mit einer Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Hohlraum begrenzt, dessen Bauchungsräume (5) durch den eingeschnürten Durchlaß (6) miteinander in Verbindung stehen.

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Elastische Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,, daß das zwischen den Anschlagplatten (8) der Armatur (1) angeordnete Distanzstück: (9) einen entsprechend der Form des eingeschnürten Balges (3) eingeschnürten Axialschnitt hat·

Elastische Lagerung

2. äfsuusisteiuusg nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet -, daß die Stirnenden des Balges (j5) mit Wülsten (Jb) versehen sind, welche zwischen den Anschlagplatten (8) und dem Distanzstück ($) eingeklemmt ,sind· -^; . -

4. Elastische Lagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Balg ("5) in unbelastetem Zustand in Bezug auf die Mittelebene des ringförmigen Teiles (2a) derart unsymmetrisch ausgebildet ist, daß er erst durch die von ihm nach seinem Einbau aufgenommene statische Belastung symmetrisch zu dieser Mittelebene geformt wird (Fig·

Patentanwalt

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