DE2225121A1 - Schichtige Druckbelastungen aufnehmende Lager - Google Patents

Schichtige Druckbelastungen aufnehmende Lager

Info

Publication number
DE2225121A1
DE2225121A1 DE19722225121 DE2225121A DE2225121A1 DE 2225121 A1 DE2225121 A1 DE 2225121A1 DE 19722225121 DE19722225121 DE 19722225121 DE 2225121 A DE2225121 A DE 2225121A DE 2225121 A1 DE2225121 A1 DE 2225121A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layers
elastic
layered
bearing
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19722225121
Other languages
English (en)
Other versions
DE2225121B2 (de
DE2225121C3 (de
Inventor
Erie Pa. Schmidt. Warren E. (V.St.A.). P
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lord Corp
Original Assignee
Lord Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lord Corp filed Critical Lord Corp
Publication of DE2225121A1 publication Critical patent/DE2225121A1/de
Publication of DE2225121B2 publication Critical patent/DE2225121B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2225121C3 publication Critical patent/DE2225121C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00—Springs
    • F16F1/36—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers
    • F16F1/40—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers consisting of a stack of similar elements separated by non-elastic intermediate layers
    • F16F1/403—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers consisting of a stack of similar elements separated by non-elastic intermediate layers characterised by the shape of the non-elastic interengaging parts between the elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G11/00—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs
    • B60G11/02—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs having leaf springs only
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G5/00—Resilient suspensions for a set of tandem wheels or axles having interrelated movements
    • B60G5/04—Resilient suspensions for a set of tandem wheels or axles having interrelated movements with two or more pivoted arms, the movements of which are resiliently interrelated, e.g. the arms being rigid
    • B60G5/053—Resilient suspensions for a set of tandem wheels or axles having interrelated movements with two or more pivoted arms, the movements of which are resiliently interrelated, e.g. the arms being rigid a leafspring being used as equilibration unit between two axle-supporting units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2200/00—Indexing codes relating to suspension types
    • B60G2200/30—Rigid axle suspensions
    • B60G2200/318—Rigid axle suspensions two or more axles being mounted on a longitudinal rocking or walking beam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2202/00—Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
    • B60G2202/10—Type of spring
    • B60G2202/11—Leaf spring
    • B60G2202/112—Leaf spring longitudinally arranged
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T403/00—Joints and connections
    • Y10T403/45—Flexibly connected rigid members
    • Y10T403/455—Elastomer interposed between radially spaced members
    • Y10T403/458—Composite bushing with elastomeric component

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Springs (AREA)
  • Support Of The Bearing (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft Druck- oder Quetschbelastungen aufnehmende Lager, insbesondere schichtige Lager, welche wechselweise aufeinanderfolgen.de verbundene Schichten eines elastischen Materials, z.B. ein Elastomer, und eines nicht dehnbaren Materials, z.B. ein Metall, aufweisen.
Es ist bekannt, daß die Fähigkeit oder Kapazität einer Schicht aus elastischem Material zur Aufnahme einer Druckoder Quetschbelastung in senkrechter Richtung um ein Vielfaches vergrößert werden kann, indem man im Abstand voneinander angebrachte parallele Schichten eines nicht dehnbaren Materials einschließt, während die Fähigkeit zum Nachgeben in dieser Richtung entsprechend vermindert wird. Dies bedeutet, daß z.B. Gummi in gegebener Schichtdicke seine
209850/0856
— 2 —
DruckeLastizität mit steigender Anzahl von Schichten verliert, in die es von parallelen Schichten eines nicht dehnbaren Materials unterteilt wird. Gleichzeitig steigt proportional s^ine Kapazität zur Aufnahme von Druckbelastungen in dieser Richtung. Die Nachgebefähigkeit des elastischen Materials bei Scherung oder Torsion in einer Richtung entlang der Schichten bleibt jedoch durch die Schichtung praktisch vollkommen unbeeinflußt und ist im wesentlichen die gleiche, wenn das Gummi aus einer Schicht oder einer Vielzahl von Schichten besteht, welche durch Schichten eines nicht dehnbaren Materials voneinander getrennt sind. Bezüglich einer eingehenderen Erklärung solcher schichtiger Lager sowie der bei ihrer Konstruktion zu berücksichtigenden grundsätzlichen Faktoren wird auf die USA-Patentschriften Nr. 2 752 766 und 2 9oo 182 verwiesen.
Das vorstehend kurz umrissene Konzept ist neuerdings im breiten kommerziellen Rahmen für Lager übernommen worden, die durch ihre Fähigkeit zur Aufnahme von relativ großen Druckbelastungen in allgemein senkrechter Richtung zu den Schichten gekennzeichnet sind, wobei diese gleichzeitig bei Scherung und/ oder Torsion entlang den Schichten relativ weich sind, so daß sie Relativbewegungen in den hierfür bestimmten Richtungen leicht aufnehmen können.
209850/0856
-τ _
Während das Konzept für Lager mit einer Vielzahl von Konfigurationen, welche von den zu tragenden Druckbelastungen und den aufzunehmenden Bewegungen abhängen, angewendet werden kann, werden viele Lager so konstruiert, daß die wechselweise aufeinanderfolgenden verbundenen Schichten des elastischen und des nicht dehnbaren Materials im allgemeinen konzentrisch um eine gemeinsame Mitte angeordnet sind, wobei aufeinanderfolgende Schichten mit fortlaufend größerwerdenden Radien vorgesehen sind. Derartige Konfigurationen schließen zylindrische, konische und sphärische Formen sowie Zylinder-, Konus- und Kugelabschnitte oder dergleichen ein. Infolge der Konfiguration und Verwendung dieser Lager zur Aufnahme großer Druckbelastungen bei gleichzeitiger Aufnahme von zyklischen Torsionsbewegungen um die gemeinsame Mitte entstehen in den elastischen Schichten, die der gemeinsamen Mitte am nächsten·sind, größere Druck- und Scherbeanspruchungen als in den elastischen Schichten, die weiter von der gemeinsamen Mitte entfernt sind. Im Normal fall werden diese Lager mit Schichten aus elastischem Material konstruiert, welche den gleichen Elastizitätsmodul sowie die gleiche Dicke und Länge aufweisen. Lino längere Verwendung eines derartigen Lagers zur Aufnahme voniykIisehen Torsionsbewegungen führt hauptsächlich an der innersten elastischen Schicht zu einer Zerstörung durch L'rniüdun//. Die Dauerfestigkeit eines derartigen Lagers κ i rd ilein<mt.s|Hoohend in typischer Weise durch die Neinstimmen
- Ί BAD QRIGiNAL
2098 50/0 85 6
-I1-
und Beanspruchungen in der innersten elastischen Schicht während der Verwendung bestimmt,,
Die Erfindung ist auf die Verbesserung der Dauerfestigkeit eines schichtigen Lagers gerichtet, welches aus wechselweise aufeinanderfolgenden verbundenen Schichten eines elastischen Materials und eins nicht dehnbaren Materials besteht, die allgemein konzentrisch angeordnet sind, und wobei aufeinanderfolgende Schichten mit fortlaufend giößerwerdenden Itadien vorgesehen sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man die Dicke der Schichten aus elastischem Material mit größerwerdenden iladien ansteigen läßt, während man gleichzeitig den Elastizitätsmodul der Schichten aus elastischem Material mit wachsenden Radien kleiner werden läßt.
Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, wobei auf die Zeichnungen Bezug genommen wird. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Draufsicht eines bekannten schichtigen Lagers;
Fig. 2 eine schematische Draufsicht eines
schichtigen Lagers gemäß der Erfindung;
Fig. :> In graphischer Darstellung den Einfluß
des Formfaktors auf die zulässige Druck-Ueanspruchung; und
BAD ORIGINAL
209850/0856
Fig. li in einem Diagram die Verteilung der
Scherbeanspruchung in einem schichtigen Lager.
Fig. 1 zeigt ein herkömmliches bekanntes schichtiges Lager Io, bestehend aus einem inneren Teil 11 mit einer nach außen gerichteten konvexen Oberfläche und einem äußeren Teil 12 mit einer nach innen gerichteten konkaven Oberfläche, welches radial im Abstand vom inneren Teil 11 angeordnet ist. Zwischen den Teilen 11 und 12 und mit diesen verbunden befinden sich wechselweise aufeinanderfolgende verbundene Schichten 13 und i^i eines elastischen Materials, z.B. ein Elastomer, und eines nicht dehnbaren Materials, z.B. ein Metall. Die konvexen und konkaven Oberflächen und jede der Schichten 13 und 14 sind konzentrisch um eine gemeinsame Mitte angeordnet. Das Lager Io ist in der Form eines Zyiindersektors ausgebildet, wobei jede der Schichten 13 aus elastischem Material allgemein eine gleiche Länge aufweist. Die Schichten 13 aus elastischem Material sind von gleicher Dicke und das elastische Material dieser Schichten weist den gleichen Elastizitätsmodul auf. Es ist offensichtlich, daß die mittlere Umfangsflache jeder Schicht 13 aus elastischem Material mit den Radien ansteigt. Der Formfaktor, d.h. das Verhältnis zwischen effektiver Lasttragefläche bei zentral wirkender Drucklast C und wöibungsfreier Fläche, nimmt somit progressiv mit den Radien zu. Dementsprechend
209850/0856
sind bei gegebener DruckLast C Druckdeformat ion und beanspruchung der innersten Schicht 13 wesentlich großer. Für ein Drehmoment T sind Scherdeformation und - beanspruchung ebenfaLls an der innersten Schicht L) um größten. Daraus ergibt sich, daß vorzugsweise an der innersten Schicht ii eine Ermüdung auftritt.
Im gewissen Ausmaß sind die mit diesem bekannten schichtigen Lagern verbundenen Probleme bereits erkannt worden, wie aus den USA-Patentschriften Nr. 2 995 9o7 und 3 377 ILo hervorgeht. Beide Veröffentlichungen lehren die Form des Lagers zu verändern^ insbesondere dessen Länge, um die mittlere Umfangsflache der äußeren elastischen Schichten 13 anzupassen und für eine gleichmäßigere Verteilung der Scherdeformation und -beanspruchung in den elastischen Schichten 13 zu sorgen, um deren Lebensdauer zu verlängern, wenn diese einer zyklischen Torsionsbewegung ausgesetzt werden. Wenn eine abgestufte Länge zur gleichmäßigen Verteilung der Scherdeformation und beanspruchung verwendet wird, werden Druckdeformationen in den äußersten Schichten wesentlich vergrößert. Dadurch wird die Zerstörung durch übermäßige Druckdeformationen zu einem wichtigen Faktor. Weiterhin ist die Stabilität des Lagers bei hoher Druckbeanspruchung ungünstig. Schließlich weisen derartige Lager oft eine unzureichende Drucklastkapazität auf oder sind unpraktisch in der Herstellung.
BAD ORIGINAL
209850/0856
Erfindungsgeraäß kann die Form eines herkömmlichen schichtigen Lagers beibehalten werden, während die Ernriidungsoharakteristiken des Lagers wesentlich verbessert werden, ohne daß wesentliche Opfer in bezug auf das Druckbiege- oder Drucklastvermögen gebracht werden müssen. Fig. 2 zeigt ein Lager 2o gemäß der Erfindung in Form eines Zylindersektors. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, besteht das Lager 2o axis einem inneren Teil 21 mit einer nach außen gerichteten konvexen Oberfläche und einem äußeren Teil 22 mi L einer nach innen gerichteten konkaven Oberfläche, welches radial im Abstand von dem inneren Teil 21 angebracht ist. Zwischen den Teilen ti und 12 und mit diesen verbunden befinden sich wechselweise aufeinanderfolgende verbundene Schichten 23 und 2Ί aus einem elastischen Material, z.B. ein Elastomer, und einem nicht dehnbaren Material, z.B. ein Metall. Die inneren und äußeren Teiie 21 und 22 sind mit den Teilen 11 und 12 des Lagers Io identisch. Wie bei dem Lager Io sind die konvexen und konkaven Oberflächen und j(;de der schichten 2j und 2k konzentrisch um eine gemeinsame Mitte angeordnet. Jede Schicht 2j> aus elastischem Material ist. .jedoch nicht in gleicher Dicke und mit. gleichem Li as tiziI alnmodul ausgebildet. Vielmehr nimmt die Dicke der Schichten 2') progressiv von uar gemeinsamen Mi I i e her zu, wahrend der Ll ast i zi tätsmodu 1 progressiv von der ue — mc ι irsaiiien Mille hei" abnimmt. Ls hat sich gezeigt, dall diese ,·! I c i cli/.c i ti <rc Abs tu ί un>j uv.r Dicke und des IM asi i zi I A I s-
:? BAD OWQlNAL - » -
209850/0856
moduls in den elastischen Schichten 23 die Dauer£estigkeit eines einer zyklischen Torsionsbewegung unterworfenen Lagers erheblich vergrößert.
Zum Verständnis der erfindungsgernäß erreichten Vorteile sei zunächst die Wirkung einer Drucklast C auf ein Lager betrachtet. Jede Lagerserie aus elastischem Material muß diese Drucklast C tragen. Für das in Fig. i gezeigte bekannte Lager io mit gleichmäßiger Dicke der elastischen Lager 13 nimmt die effektive Lasttragefläche jeder Schicht mit größer werdenden Radien zu. Dementsprechend nehmen die Druckdeformationen in den Schichten 13 mit größer werdenden Radien zu. In Fig. 3 ist die typische Abhängigkeit zwischen der zulässigen Druckdeformation und dem Formfaktor bei vorgegebener Druckbelastung und vorgegebenem Elastizitätsmodul des elastischen Materials gezeigt. Es wird vorausgesetzt, daß in dem Lager der Formfaktor für die innerste Schicht S. mit einer Druckdeformation C1 und der Formfaktor für die äußerste Schicht S(
1 ι
ist. I)1 die Druckdeformation C2 in der äußersten Schicht kleiner als C, ist, kann der Formfaktor an der äußersten Schicht auf S-, reduziert werden, was einen Wert darstellt, der wesentlich kleiner als der des durch das Lager Io gelieferten darstellt. Wie bereits ausgeführt, besteht ,eine Lösung in der Abstufung der Umfangsflache. Erfindungsgemaü
209850/0856
wurde jedoch gefunden, daß es sehr vorteilhaft ist, die Dicke der elastischen Schichten proportional mit den Radien abzustufen. Venn das Lager 2o die gleiche Gesamtgröße des Lagers Io erhalten soll, ist erkennbar, daß durch die Abstufung der Dicke der elastischen Schichten 23 zusätzliches elastisches Material und weniger nicht dehnbares Material verwendet werden kann. Obwohl diese Lösung ebenfalls im gewissen Ausmaß den Widerstand bezüglich der Druckbiegung des Lagers 2o vermindert, wird dies durch die erzielten Vorteile mehr als kompensiert. Durch den Einschluß von zusätzlichem elastischen Material radial zum Lager innerhalb des verfügbaren Raumes wird die Rotations— Steifheit des Lagers herabgesetzt, wodurch weniger Arbeit für die elastischen Schichten in Torsion bei vorgegebener Torsionsbewegung erforderlich wird. Dadurch werden die Scherdeformationen und -beanspruehungen der innersten elastischen Schichten bis zu einem bestimmten Ausmaß reduziert .
Nach der Betrachtung der Verteilung der Druckdeformation und der Wirkung der Abstufung der Dicke der elastischen Schichten auf die Scherdeformationen und -beanspruchungen soll nun in detaillierterer Form ein Lager in Torsion betrachtet werden. Es kann gezeigt werden, daß die Federkonstante Kn der Torsion oder Rotation einer
It
2 Feder durch die Gleichung K„ = K„R
β R ö ^AD
- Io _
209850/0856
- Io -
definiert wird, in der bedeuten:
Kc = Federkonstante bei der SehertransLation
und
It = Abstand zwischen dem festen Drehpunkt und
der Mittellinie der Feder K .
Somit ist bei einem schichtigen Lager, in dem die Schichten konzentrisch um eine gemeinsame Mitte angeordnet und alle anderen Dinge gleich sind, der Beitrag der äußersten elastischen Schichten zu der Rotationssteifheit erheblich größer als der der innersten elastischen Schichten. Da die innersten elastischen Schichten in der Rotation viel weicher als die äußeren sind, tritt der Hauptteil der Biegung (Beanspruchung) in der Torsion an den inneren Schichten, insbesondere an der innersten Schicht, auf.
Die Torsionsbeanspruchung in Schichten aus elastischen Material in einem schichtigen Lager aus elastischem Material in einem schichtigen Lager 3o bei verschiedenen Radialab— ständen von der gemeinsamen Mitte ist in Fig. h gezeigt, in der das Bezugaeeichen 31 eine innere Schicht der Dicke t. und des mittleren Radius It. und das Bezugszeichen 32 eine äußere Schicht der Dicke t und des mittleren Radius R
η η
bezeichnen. Beide Schichten sind einem Drehmoment T unterworfen. Unter diesem Drehmoment werden die innere Schicht31 durch Scherung um eine Strecke d. oder um einen Winkel Θ. und die äußere Schicht 32 um eine Strecke d oder um einen Winkel 9„ abgelenkt. Die diese Beanspruchungen wiederge-
209850/0856
-Ii-
bend en Gleichungen iauten wie folgt:
(1) K = Rotations!ederkonstante der Schicht jl = ;
ri öi
(2) K = Rotationsfederkonstante der Schicht 32 = ;
v- ' 1 — Tangentialverbieguiiti der Schicht >j± Rl
Θ2 = ^n Tangentialverbiegung der Schicht
Rn
dl (5) e, = Deformation der Schicht 31 = — und
(b) e = Deformation der Schicht 32 = η
tn
Einsetzen der Gleichungen (3) und (5) in Gleichung (l) ergibt;
TIl1 TR1 (7) K = -J- = —
1 dl 6I
Einsetzen der Gleichungen (h) und (6) in Gleichung (2) erjri bt:
Tit TIl
<h) κ = —H = —ü
n Un ^1U
- 12 -
209850/0856
Division der Gleichung (7) durch Gleichung (ti) ergibt:
ΓΗ ι
11I
■ 1 =11 Kr ' TRn
2 Durch Einsetzen der Gleichungen KR = K12
und K13 = L R ", erhält man aus Gleichung (9) Hn η η
K„ „ 2 Sn Rn
Einsetzen von K„ = A1G1
1 ~
AG und Kg^ - η η ln Gleichung (lo), wobei
t η
A. und A = jeweilige Oberfläche und G1 und G = jeweiliger Schermodul der Scinchten 31 und 32 bedeuten,
in Gleichung (lo) ergibt:
AiGX o
(1^ Il Ret
t 1 = Inn 1 oder gekürzt:
Jt1 2 ReL
Vu
209850/0856
— L 5 —
Bel vorgegebener Konstruktion bedeutet dann Gleichung (12), daß die Deformation eine direkte Funktion der Fläche, des Moduls und des Radius ist. Bei der Anwendung auf die Ermüdung ist dann eine Bedingung erwünscht, in der die Deformation e über die äußere Schicht 32 gleich oder in der Nähe der Deformation e^iber die innere Scnicht 31 ist.
Die Anwendung der Gleichung (12) auf die Jchichten a und η eines zylindrischen oder tubusförinigen schichtigen Lagers mit der Länge 1 ergibt:
(13) fn_ = AaGa"a = 2 Tf ΗΒ<>Α
od(Jr
(14) G 2
f
Aus Gleichung Ik ist ersichtlich, daß die Deformation in den Schichten η und a gleich ist, wenn der Elastizitäts modul sich umgekehrt wie das Quadrat des mittleren Radius der jeweiligen elastischen Schichten ändert, oder
Gn V
209850/0856 - ut -
Weiterhin ergibt sich, daß, wenn der Modul der Schicht a gleich dem Modul der Schicht η ist, sich die Deformation umgekehrt zum Quadrat des Radius ändert. Beispielsweise
gilt für G = G„ und R = 2 und R =1: γι ti η ■ a
Die Anwendung der Gleichung 12 auf die Schichten x. und η eines sphärischen schichtigen Lagers:
= AxGxRx = 2iT
ex AnGnRn 2^ RnVn GnRn3
Aus Gleichung (ί!ι) ist ersichtlich, daß die Deformationen in den Schichten η und χ gleich sind, wenn sich der Elastizitätsmodul umgekehrt wie die dritte Potenz des mittleren Radius der jeweiligen elastischen Schichten:
Gx = Rn3
___ _. verhält.
Gn Rx3
Weiterhin ergibt sich, daß, wenn der Modul der Schichten χ gleich dem Modul der Schicht η ist, sich die Deformation umgekehrt zur dritten Potenz des Radius ändert. Beispiels-
- 15 -
209850/0856
weise eilt für G = G , R =2 und It = 1:
- . η λ' η χ
e = en n = be
λ —^— n
Für das zylindrische schichtige Lager ist die Deformation in jeder elastischen Schicht entlang der Länge gleichförmig . Für das sphärische schichtige Lager ändert sich die Deformation entlang der Länge jeder Schicht. Dies legt den Schluß nahe, daß für sphärische Formen die Feder weniger als eine Halbkugel einnehmen sollte, falls dies andere konstruktive Anforderungen erlauben.
Bei praktischen Konstruktionen kann die Änderung der Deformation Korrekturfaktoren unterworfen sein,und zwar infoige von Abweichungen in der Geometrie der Federn von den einiachen zylindrischen und sphärischen Formen. Diese Korrekturfaktoren können in vielen Fällen empirisch aus Versuchsergebnissen abgeleitet werden. Es kann jedoch allgemein gesagt werden, daß bei schichtigen Lagern der Erfindung die Daueri'estigkeit verbessert wird, wenn der Modul jeder Schicht sich umgekehrt wie ein Exponent seines liadius ändert wie durch die folgende Gleichung wiedergegeben wird:
2 +M
Ul2 M
BAD ORJGlNAl.
- 16 209850/Ü85 6 ...
in der M eine Zahl von 1 oder weniger als 1 ist. Noch allgemeiner ausgedrückt kann gesagt werden, daß eine Verbesserung der Dauerfestigkeit erhalten wird, w6nn eine progressive .Abnahme des Elastizitätsmoduls des elastischen Materials mit zunehmendem Radius stattfindet.
Die vorstehenden Ausführungen zeigen eindeutig, daß in einem schichtigen Lager, das aus wechselweise aufeinanderfolgenden verbundenen Schichten eines elastischen Materials und eines nicht dehnbaren Materials, welche allgemein konzentrisch angeordnet sind und wobei aufeinanderfolgende Schichten mit forlaufend größer werdenden Radien vorgesehen sind, es vorteilhaft ist, aufeinanderfolgend die Dicke der Schichten des elastischen Materials mit wachsenden iladien zu vergrößern und den Elastizitätsmodul der Schichten aus elastischem Material mit ansteigenden Radien kleiner werden zu lassen. Durch Vergrößerung der Dicke der Schichten aus elastischem Material mit größerwerdenden Radien kann mehr elastisches Material radial innerhalb des gleichen Raumes angeordnet werden, wobei die Druckbeanspruchungen in den elastischen Schichten innerhalb zulassäiger Grenzen gehalten werden können. Durch die größere Menge an elastischem Material werden die Scherbeanspruchungen und Torsionsdeformationen in günstiger Weise umverteilt, wodurch die Dauerfestigkeit vergrößert wird. Außerdem kann die Zahl der nicht dehnbaren Schichten
- 17 -
209850/0856
verringert werden, wodurch das Gesamtgewicht und die Herstellungskosten kleiner werden. Jedoch kann die Lösung, bestehend aus der abgestuften Dicke der elastischen Schichten, nicht verwendet werden, um die Verteilung der Scherdeforraation zu optimieren. Zur Vervollständigung der Optimierung bei der Konstruktion ist es notwendig, den Elastizitätsmodul der Schichten aus elastischem Material abzustufen, so daß er mit größerwerdenden Radien kleiner wird. Diese beiden Konzeptionen wirken zusammen und liefern eine optimale Konstruktion für ein schichtiges Lager, das zur Aufnahme von relativ großen zyklischen Torsionsbewegungen angepaßt ist, wobei es gleichzeitig eine hohe Druckbelastung trägt.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wurde ein schichtiges Lager der Zylinder-' oder Tubusform hergestellt, das eine Druckbelastung von 31.751,5 kg und eine zyklische Toraionsbewegung von 7° aufnahm. Die Länge über alles des Lagers betrug 15,24 cm. Die inneren und äußeren Radien betrugen 4,11 cm und 6,88 cm. Bei einer bekannten Konstruktion mit gleicher Dicke und gleichem Elastizitätsmodul der elastischen Schicht wurde eine errechnete Dauerfestigkeit von» 53o Stunden erhalten. Wurden dagegen die Schichtdicke und der Hast ist! tat sfflodul gleichzeitig erfindungsgemäß abgestuft, KObQi die innerste elastische Schicht die gleiche Dicke und den gleichen Elastizitätsmodul wie die innerste Schicht des
- la -
209850/0856
bekannten Lagers aufwies, wurde eine berechnete Dauerfest igkeit von annähernd 6.2oo Stunden erhalten. Die erfindungsgemäß erhaltenen Voxteile in bezug auf die Dauerfestigkeit s.ind somit* erheblich. '
- 19 -
209850/0856

Claims (3)

Patentansprüche
1. Schichtiges, Druckbelastungen aufnehmendes Lager, bestehend aus wechselweise aufeinanderfolgenden, verbundenen Schichten eines elastischen und eines nicht dehnbaren Materials, die mit fortlaufend größerwerdenden Radien allgemein konzentrisch angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Schichten (23) des elastischen Materials mit deren Radien zunimmt und deren Elastizitätsmodul mit zunehmenden Radien abnimmt.
2. Schichtiges, Druckbelastungen aufnehmendes Lager nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein inneres Stützteil (21) mit einer nach außen gerichteten konvexen Oberfläche und einem äußeren Stützteil (22) mit einer nach innen gerichteten konkaven Oberfläche, welche radial in Abstand von der konvexen Oberfläche des Stützteils (21) angeordnet ist, wobei die konvexen und konkaven Oberflächen konzentrisch angeordnet sind.
3. Schichtiges, Druckbelastungen aufnehmendes Lager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wechselweise aufeinanderfolgenden verbundenen Schichten (23, 2Ί) des elastischen oder nicht dehnbaren Materials zwischen den konvexen oder konkaven Oberflächen der
Teile (21, 22) angeordnet und mit diesen fest verbunden sind.
- 2o -
209850/0856
- 2ο
Ί. Schichtiges, Druckbeiastunaen aufnehmendes Lager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dali das elastische Material ein Elastomer ist, das mit dem inneren SLiitzteil (21) und dem äußeren Stützteil (22) verbunden ist.
209850/0856
DE2225121A 1971-05-27 1972-05-24 Geschichteter elastischer Lagerkörper Expired DE2225121C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US147488A US3679197A (en) 1971-05-27 1971-05-27 Compressive load carrying bearings

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2225121A1 true DE2225121A1 (de) 1972-12-07
DE2225121B2 DE2225121B2 (de) 1975-01-30
DE2225121C3 DE2225121C3 (de) 1975-09-18

Family

ID=22521766

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2225121A Expired DE2225121C3 (de) 1971-05-27 1972-05-24 Geschichteter elastischer Lagerkörper

Country Status (7)

Country Link
US (1) US3679197A (de)
JP (1) JPS5531329B1 (de)
CA (1) CA949112A (de)
DE (1) DE2225121C3 (de)
FR (1) FR2139176B1 (de)
GB (1) GB1400272A (de)
IT (1) IT958069B (de)

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3787102A (en) * 1973-02-05 1974-01-22 Lord Corp Stabilized tubular compressive load carrying laminated bearing
DE2643166A1 (de) * 1975-11-03 1977-05-12 United Technologies Corp Elastomeres lager fuer hubschrauberrotor
US4040690A (en) * 1975-11-17 1977-08-09 Lord Corporation Laminated bearing
US4268094A (en) * 1977-01-06 1981-05-19 Jerome Greene Radial and thrust-type hydrodynamic bearing capable of accommodating misalignment
US4121861A (en) * 1977-04-29 1978-10-24 Lord Corporation Flexible sealing joint
CA1095573A (en) * 1977-06-15 1981-02-10 Robert R. Peterson Laminated bearing structures
GB2003251B (en) * 1977-08-01 1982-08-25 Lord Corp Laminated bearing with plural modulus layer
US4349184A (en) * 1978-04-03 1982-09-14 Barry Wright Corporation Laminated bearings having elastomer layers of varying dimensions
US4243274A (en) * 1978-08-28 1981-01-06 Jerome Greene Hydrodynamic bearing with radial, thrust and moment load capacity
US4256354A (en) * 1979-03-05 1981-03-17 Barry Wright Corporation Laminated bearing structures
GB2051704B (en) * 1979-06-26 1983-07-20 Dunlop Ltd Vehicle suspensions
US4286827A (en) * 1979-10-11 1981-09-01 Barry Wright Corporation Cylindrical elastomeric bearing
FR2497173A1 (fr) * 1980-12-26 1982-07-02 Aerospatiale Butee lamifiee de forme courbe, notamment pour rotor d'helicoptere
US4357057A (en) * 1981-07-27 1982-11-02 Barry Wright Corporation Laminated bearing with improved low temperature operating characteristics
FR2564057B1 (fr) * 1984-05-14 1986-10-31 Aerospatiale Dispositif a plateaux cycliques montes sur articulations lamifiees pour la commande du pas des pales d'un rotor
US4729753A (en) * 1985-11-04 1988-03-08 Bell Helicopter Textron Inc. Constant velocity elastomeric bearing joint
US4804352A (en) * 1987-01-30 1989-02-14 Lord Corporation Link-type rotary coupling
US5271678A (en) * 1989-12-29 1993-12-21 Caoutchouc Manufacture Et Plastiques S.A. Elastic bearing
ES2115919T3 (es) * 1992-12-23 1998-07-01 United Technologies Corp Amortiguador tubular de elastomero.
FR2701002B1 (fr) * 1993-02-01 1995-04-07 Hutchinson Dispositif d'axe d'articulation pour chenille de véhicule à connecteurs articulés.
US5913659A (en) * 1993-11-22 1999-06-22 United Technologies Corporation Apparatus and method for adjusting rotor blade tracking
FR2818717B1 (fr) * 2000-12-26 2003-03-07 Eurocopter France Dispositif de liaison elastique amortie et son procede de fabrication
DE10301756B4 (de) * 2003-01-18 2005-02-24 Carl Freudenberg Kg Schichtfeder
US7341283B2 (en) * 2004-01-29 2008-03-11 Oil States Industries, Inc. High temperature flexible pipe joint
US20060269680A1 (en) * 2005-05-24 2006-11-30 Bennett Ronald G Method for creating and applying liquid-container barrier coating
US7896747B2 (en) * 2006-07-25 2011-03-01 Lord Corporation Tiltrotor aircraft drivelink
US8511997B2 (en) * 2007-12-19 2013-08-20 Sikorsky Aircraft Corporation Uniform fatigue life spherical elastomeric bearing
CN102829114A (zh) 2012-08-28 2012-12-19 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 一种汽车悬架辅助橡胶弹簧
US10233992B2 (en) * 2017-07-31 2019-03-19 Aktiebolaget Skf Elastomeric bearing component with wedge-shaped shims

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB828065A (en) * 1955-08-29 1960-02-17 Joseph Ralph Holland Improvements in or relating to resilient bushes
US3216593A (en) * 1962-07-06 1965-11-09 Cellasto Inc Draught gear for vehicles
US3467353A (en) * 1966-08-02 1969-09-16 Lord Corp Tube form mounting
US3380557A (en) * 1966-10-06 1968-04-30 Gerald H. Peterson Variable kinetic energy absorber

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5531329B1 (de) 1980-08-18
DE2225121B2 (de) 1975-01-30
FR2139176B1 (de) 1973-07-13
CA949112A (en) 1974-06-11
DE2225121C3 (de) 1975-09-18
GB1400272A (en) 1975-07-16
FR2139176A1 (de) 1973-01-05
IT958069B (it) 1973-10-20
US3679197A (en) 1972-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2225121A1 (de) Schichtige Druckbelastungen aufnehmende Lager
DE2652372C2 (de)
CH637451A5 (de) Lager zur aufnahme von druckbelastungen.
DE2235115A1 (de) Homokinetisches gelenk
DE102009001403B3 (de) Scherenzahnrad mit einem an einem drehmomentübertragenden Hauptzahnrad elastisch abgestützten Hilfszahnrad
EP0132502A2 (de) Gummi-Metall-Buchse, insbesondere für die Lagerung eines Stabilisators an einem Kraftfahrzeug
DE2804124A1 (de) Kegelstumpffoermiges laminiertes lager
DE2818904A1 (de) Flexible abgedichtete gelenkanordnung
DE3028246C2 (de)
DE2708836A1 (de) Rotorblatt-haltesystem
DE1072845B (de) Elastische Abstützvorrichtung
DE2132918B2 (de) Elastische Wellenkupplung, insbesondere Schraubenfeder-Kupplung
DE2819306C2 (de)
DE2365798A1 (de) Gleit/gummitorsions-lagerung zur aufnahme von axialen und radialen kraeften
DE2010957A1 (de) Elastische Wellenkupplung mit metallischen Elementen
DE102007004035B4 (de) Schlauchförmiger Rollbalg und Luftfeder
DE2461325B1 (de) Gleitlager fuer Bruecken oder aehnliche Bauwerke
DE2833747C2 (de)
DE2730184A1 (de) Federnd nachgiebige lagerung bzw. halterung
CH672100A5 (de)
DE102012023616B4 (de) Lager
EP0985838B1 (de) Stützlager und Verfahren zu seiner Herstellung
WO2010020288A1 (de) Planetengetriebe
AT156709B (de) Flüssigkeitsgeschmiertes Gleitlager.
DE3202523C1 (de) Gleitringdichtung

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977