DE3122311A1

DE3122311A1 - Vorrichtung zur elastischen befestigung eines vibrierenden teils an einem stuetzbauteil

Info

Publication number: DE3122311A1
Application number: DE19813122311
Authority: DE
Inventors: Felice Vinovo Torino Molino
Original assignee: Iao Industrie Riunite SpA 10092 Beinasco Torino; IAO Industrie Riunite SpA
Current assignee: ITT Industrie Riunite SpA
Priority date: 1980-06-13
Filing date: 1981-06-05
Publication date: 1982-03-18

Description

Vorrichtung zur elastischen Befestigung eines ,einesvibrierende
den Teils an einem Stützbauteil Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur elastischen Befestigung eines vibrierenden Teils an einem Stützbauteil mit einem ersten Element, das am Stützbauteil befestigt ist und einem hülsenförmigen zweiten Element, an dem das vibrierende Teil befestigt ist und einem zwischen diesen angeordneten und an diesen befestigten elastischen Zwischenelement, das das hülsenförmige Element umschließt und das symmetrisch zur Hulsenachse angeordnete, gekrümmte, schlitzförmige axiale Vertiefungen aufweist.
Vorrichtungen der bezeichneten Art verhindern die Übertragung von Vibrationen und Schwingungen auf ein Stützbauteil. Von entscheidender Bedeutung für die Lebensdauer der Befestigungsvorrichtung ist die Ermüdungsfestigkeit des verwendeten elastischen Elements.
Es sind Vorrichtungen bekannt, die aus zwei koaxial zueinander angeordneten, im wesentlichen ringförmigen Teilen bestehen, zwischen denen ein elastisches Element aus einem elastomeren Kunststoff durch Vulkanisierung befestigt ist.
Pieses elastische Element weist durchgehende,-schlitzförmige, gekrümmte Vertiefungen auf. Es hat sich gezeigt, daß die Form und Anordnung der Schlitze die Ermüdungsfestigkeit beeinflußt. Mit den in bekannter Weise angeordneten Schlitzen ist eine gute Ermüdungsfestigkeit und somit große Lebensdauer nicht zur erreichen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Befestigungsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der durch möglichst gleichmäßige Verteilung der auftretenden Belastungen die Ermüdungsfestigkeit vergrößert und die Lebensdauer verlängert wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Krümmungsmittelpunkt der Vertiefungen radial außen liegt.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung liegen sich die Vertiefungen diametral gegenüber und sind dadurch symmetrisch angeordnet.
Vorteilhaft ist es,/vertiefungen als Durchgangslöcher auszubilden, so daß über die axiale Länge des elastischen Elements keine abrupte Änderung des Materialquerschnitts und damit der Belastungen auftritt; dies gilt insbesondere dann, wenn die Durchgangslöcher konstanten Querschnitt aufweisen.
Die Ausbildung des am Stützbauteil befestigten Elements mit einem ringförmigen Bereich, der das elastische Element aufnimmt, ist eine die gleichmäßige Verteilung der Beanspruchungen fördernde Ausgestaltung. Die Befestigung am Stützbauteil läßt sich durch Verschrauben von Befestigungslaschen einfach und sicher vornehmen. Ordnet man die Befestigungslaschen sich diametral gegenüberliegend an, so werden Verspannungen durch ungleichmäßige Abstützung des Ringbereichs des ersten Elements vermieden.
Durch die Befestigung mit einem Stützrohr lassen sich größere Entfernungen zwischen vibrierendem Teil und Stützbauteil in einfacher Weise überbrücken; durch eine weitere elastische Befestigung werden die schwingungsdämpfenden Eigenschaften der Anordnung verbessert sowie die Beanspruchung verringert. Sind die zu beiden Seiten des Stützrohrs angeordneten elastischen Befestigungen identisch, so wird eine weitere Herabsetzung der Beanspruchung erzielt und darüberhinaus werden Herstellungs- und Montagekosten verringert.
Dadurch, daß die Achsen der hülsenförmigen Elemente und des Stützrohrs in einer Ebene und senkrecht zueinander liegen, sind die Kraftangriffspunkte günstig angeordnet; durch Anordnung der Vertiefungen in der Linie der Rohrachse wird eine gleichmäßige Verteilung der Belastungen in den elastischen Elementen erreicht.
Vorteilhaft ist es, nicht durchgehende Vertiefungen an beiden Stirnflächen des elastischen Elements radial versetzt anzuordnen, da das axiale und radiale Dämpfungsverhalten durch diese Anordnung günstig beeinflußt wird und die Beanspruchungen gezielt verteilt werden; die radial äußere Vertiefung kann vorteilhaft mit größeren Abmessungen versehen werden.
In einer besonders vorteithaften Ausgestaltung sind der Ringbereich des Befestigungsteils und die innere Hülse kegelig ausgebildet; dadurch werden z.B. Scherbeanspruchungen im Befestigungsbereich des ringförmigen elastischen Elements abgebaut.
Vorteilhaft ist es, jeweils zwei auf dem Umfang angeordnete Vertiefungen miteinander zu verbinden, wobei die beiden Vertiefungen einerseits und der Verbindungsabschnitt andererseits unterschiedliche Krümmungsrichtungen adfweisen. Liegen darüberhinaus die Endabschnitte der Vertiefungen in einer Ebene, auf der die Verbindungslinie der Befestigungslaschen senkrecht steht, wird eine gleichmäßige Belastungsverteilung erreicht. Dies gilt auch, wenn die Längserstreckung der Vertiefungen symmetrisch zur Ebene liegt, die die Verbindungslinie der Laschen und die Hülsenachse enthält.
Die Anpassung der Anordnung an die auftretenden Belastungen läßt sich dadurch verbessern, daß die Vertiefungen nicht auf der Verbindungslinie der sich diametral gegenüberliegenden Befestigungslaschen liegen.
Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht auf eine elastische Befestigungsvorrichtung, Fig. 2 den Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 eine Draufsicht einer ersten Variante, Fig. 4 den Schnitt entlang der Linie VI-VI in Fig. 3, Fig. 5 eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform, Fig. 6 den Schnitt entlang der Linie VIII-VIII in Fig. 5 F-ig. 7 eine Draufsicht auf eine weitere Befestigungsvorrichtung, Fig. 8 den Schnitt entlang der Linie X-X in Fig. 7.
In den Figuren 1 und 2 ist mit 1 ein Befestigungsteil bezeichnet, das zwei gegenüberliegende Laschen 2 mit Bohrungen 3 aufweist, die dazu dienen, das Befestigungsteil 1 am Fahrgestell eines Kraftfahrzeugs zu befestigen.
Das Befestigungsteil 1 hat eine zentrale Öffnung, in die ein zylindrisches Rohr 4 eingepaßt ist. Der mittlere Teil des Rohres 4 ist an der Außenseite mit dem Befestigungsteil 1 längs des Randes der Öffnung verschweißt.
In dem Rohr 4- ist die Umfangsfläche eines ringförmigen, elastischen Elements 5 aus einem elastomeren Kunststoff, das die Form eines Hohlzylinders mit nach außen leicht gewölbten Stirnseiten 6 hat, durch Vulkanisieren befestigt.
Die Innenumfangsfläche des elastischen Elements 5 ist durch Vulkanisieren mit dem Außenumfang einer Hülse 7 verbunden, die koaxial zum Rohr 4 verläuft und eine axiale Länge hat, die etwas größer ist als die des Rohres 4. Die Hülse 7 ist so ausgebildet, daß sie einen entsprechenden Befestigungsteil des Motors des Kraftfahrzeugs aufnehmen kann. Am elastischen Element 5 befinden sich zwei diametral gegenüberliegende Öffnungen, die durch in radialer Richtung gebogene Schlitze 8 gebildet sind, wobei der Mittelpunkt der Krümmung radial außen liegt. Die beiden Schlitze 8 sind durchgehend und verlaufen parallel zur Achse des hohlzylindrischen elastischen Elements 5. Der Querschnitt der Schlitze 8 ist über die ganze Lange des elastischen Elements 5 nahezu konstant.
Darüberhinaus sind die Schlitze 8 in den Bereichen des elastischen Elements 5 angeordnet, die den Laschen 2 des Befestigungsteiis lgegenüberliegen.
Durch die Anordnung und Form der Schlitze 8 sowie die Struktur des elastomeren elastischen Elements 5 bietet diese erfindunysgemäße Ausgestaltung im Vergleich zu bekannten Befestigungen eine größere Ermüdungsfestigkeit, was eine längere Lebensdauer der Befestigungsvorrichtung bedeutet.
In Fig. 3 weist die elastische Befestigungsvorrichtung ein Befestigungsteil 9 auf, das am Fahrgestell eines Kraftfahrzeugs befestigt wird. Das Befestigungsteil 9 besteht aus flachen Abschnitten 10, die mit Bohrungen 11 zur Befestigung versehen sind und einem topfförmigen Teil 12, das sich an die flachen Abschnitte 10 anschließt.
Der Rand des topfförmigen Teils 12 ist kegelförmig geneigt und endet in einem radial einwärts gerichteten Kragen 13, der eine zylindrische Öffnung umschließt.
In der Öffnung befindet sich eine vom Befestigungsteil 9 abgegrenzte Hülse 14, die durch zwei zylinderförmige Endabschnitte 15 und 16 gebildet ist, die durch einen konischen Zwischenabschnitt 17 verbunden sind. Zwischen den beiden einander gegenüberliegenden kegelförmigen Abschnitten des Befestigungsteils 9 und der Hülse 14 ist eine ringförmige, elastische Hülse 18 aus elastomerem Kunststoff eingebaut. Die elastische Hülse 18, die Hülse 14 und das kegelförmige Teil 12 des Befestigungsteils 9 liegen koaxial zueinander und ihre gemeinsame Achse ist mit H-H gekennzeichnet. X-X kennzeichnet eine Ebene, in der die genannte Achse verläuft und die zwischen den beiden im flachen Abschnitt 10 des Befestigungsteils 9 angeordnetenBohrungen 11 liegt. Zwei Schlitze 22 sind in der elastischen Hülse 18 symmetrisch zur Fläche X-X angeordnet. Jeder der Schlitze 22 umfaßt einen ringförmig gebogenen, mittleren Verbindungsabschnitt 23, dessen Krümmungsmittelpunkt radial innen auf der Achse C liegt. Zu beiden Seiten des Verbindungsabschnitts 23 hat jeder Schlitz 22 zwei gebogene ringförmige Abschnitte 24, deren Krümmungsrnittelpunkt radial außen auf der Achse D liegt. Die Achse D ist so angeordnet, daß ein wesentlicher Teil des Endbereichs 25 jedes Abschnitts 24 parallel zur Symmetrieebene X-X liegt. Darüberhinaus ist jeder Schlitz 22 so angeordnet,daß er von der Ebene K-K, die senkrecht zur Symmetrieebene X-X verläuft, in zwei Teile unterteilt wird, die in bezug auf die Ebene K-K im wesentlichen gleich und symmetrisch sind.
In der in den Figuren 5 und 6 dargestellten Ausführungsform ist mit 26 eine zylindrische Hülse aus Metall bezeichnet, an deren Innenumfangsfläche durch Vulkanisieren ein ringförmiges elastisches Element 27 mit dem Außenumfang befestigt ist. Das elastische Element 27 ist im wesentlichen hohlzylindrig, wobei seine ringförmigen Stirnflächen 28 zur Außenseite hin konkav ausgebildet sind.
Die Innenfläche des elastischen Elements 27 ist durch Vulkanisieren mit der Außenseite einer Hülse 29 verbunden, die koaxial zur Hülse 26 verläuft und eine axiale Länge hat, die etwas größer ist als die der Hülse 26.
Die Hülse 29 nimmt einen entsprechenden Befestigungsteil des Motors des Kraftfahrzeugs auf.
Ähnlich wie bei den in den Figuren 1 und 2 beschriebenen Ausführungen hat das elastische Element 27 zwei diametral gegenüberliegende Öffnungen in Form von gebogenen Schlitzen, deren konkave Seiten radial außen liegen. Auch in dieser Ausführungsform sind die beiden Schlitze 30 durchgehend und verlaufen parallel zur Achse des elastischen Elements 27, wobei ihr Querschnitt konstant bleibt.
Das Bezugszeichen 31 kennzeichnet ein Stützrohr, dessen eines Ende mit der Außenseite der Pulse 26 verschweißt ist und sich radial von dieser weg erstreckt. Das Stützrohr 31 ist länger als der Durchmesser der Hülse 26.
Es kann beispielsweise zweimal die Länge dieses Durchmessers haben und ist mit seinem anderen Ende an der Außenseite einer zylindrischen Hülse 32 befestigt, die der Hülse 26 entspricht. An der Innenfläche der Hülse 32 ist durch Vulkanisieren die Außenseite eines hohlzylindrischen elastischen Elements 33 befestigt, das dem elastischen Element 27 entspricht. Die Innenumfangsfläche des elastischen Elements 33 ist durch Vulkanisiercn mit der Außenseite einer Hülse 34 verbunden, die gleich der Hülse 29 ist und die ein entsprechendes Befestigungsteil am Fahrgestell eines Kraftfahrzeugs aufnimmt.
Am elastischen Element 33 sind, ähnlich wie am elastischen Element 27, zwei diametral entgegengesetzte Öffnungen angebracht, die die Form von axial durchgehenden, gebogenen Schlitzen 35 haben und deren konkave Seiten radial nach außen weisen. Wie aus den Figuren 3 und 4 zu ersehen ist, sind die verschiedenen Teile, aus denen sich die Befestigungsvorrichtung zusammensetzt, so angeordnet, daß die Achsen der Hülsen 26 und 32 bzw. die der hohlzylindrischen elastischen Eleparallel und mente 27 und 33 bzw. die der Hülse 29 und 34/in einer gemeinsamen Ebene liegen, in der auch die Längsachse des Stützrohres 31 liegt, so daß die Befestigung einer Pleuelstange ähnelt. Die Anordnung der Schlitze 30 und 35 in den elastischen Elementen 27 und 33 ist jeweils so, daß die Krümmungsmittelpunkte in der Längsachse des Stützrohrs 31 liegen und daß der Schlitzverlauf durch eine Fläche symmetrisch unzerteilt wird.
In der in den Figuren 7 und 8 veranschaulichten Ausführungsform ist das Befestigungsteil mit 36 gekennzeichnet.
Wie im Fall des in den Figuren 1 und 2 gezeigten Befestigungsteils 1 hat es zwei Laschen 37mit Durchgangslöchern 38 zur Befestigung am Fahrgestell eines Kraftfahrzeugs.
Das Befestigungsteil 36 hat in der Mitte eine öffnung, in die eine Hülse 39 in der Form eines stumpfen Hohlkegels eingepaßt ist, der mit einem zylindrischen Abschnitt 40 kleineren Durchmessers in der öffnung des 36 Befestigungsteils /angeordnet und mit diesem mit seiner Außenseite verschweißt ist. An der Innenfläche der Hülse 39 ist durch Vulkanisieren die Außenseite eines ringförmigen elastischen Elements 41 befestigt, das im wesentlichen die Form eines stumpfen Hohlkegels hat.
Die kegelige Innenfläche des elastischen Elements 41 ist durch Vulkanisieren mit der kegeligen Außenfläche der Buchse 42 verbunden, die die Form eines hohlgebohrten, stumpfen Kegels hat, dessen Neigung der Neigung der Hülse 39 entspricht. Die Bohrung der Buchse 42 nimmt ein Befestigungsteil des Motors des Kraftfahrzeugs auf.
Das elastische Element 41 hat am Umfang seiner stirnseitigen Endfläche 43 einen äußeren radialen Flansch 44, der an einem umgebogenen, ringförmigen, an der Hülse 39 befindlichen Kragen 45 anliegt. Darüberhinaus hat die Endfläche 43 ein Paar gebogene, am äußeren Rand befindliche Verstärkungskanten 46, die diametral zueinander angeordnet sind und den Laschen 37 des Befestigungsteils 24 gegenüberliegen.
Die andere Endfläche 47 des elastischen Elements 41 ist mit einem zylindrischen Kragen 48 verbunden, dessen radialer Endflansch 49 den Rand der zentralen öffnung des Befestigungsteils 36 übergreift.
Die diametral entgegengesetzten, bogenförmigen Vertiefungen 50,51 im elastischen Element 41 sind in diesem Fall nicht durchgehend. Sie sind in bezug zueinander radial versetzt angeordnet. Besonders zu erwähnen ist, daß die beiden Vertiefungen 50 sich axial von der Endfläche 43 des elastischen Elements 41 bis kurz vor die andere Endfläche 47 erstrecken. Andererseits ist die axiale Erstreckung der Vertiefungen 51, die von der Endfläche 47 ausgehen, geringer. Darüberhinaus haben die Vertiefungen 51 einen winkelförmigen Querschnitt und eine Breite, die geringer ist als die der Vertiefungen 50.
In diesem Fall ergibt die Form des elastischen Elements 41 und die Anordnung der Vertiefungen 50,51 im Vergleich zu bekannten Befestigungen eine beträchtlich höhere Ermüdungsfestigkeit.
Obwohl die Erfindung in bezug auf die Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist die Lösung, die im elastischen Element zwei Öffnungen vorsieht, die die Form von gebogenen Vertiefungen haben, deren Hohlräume nach außen schauen, auch bei anders angeordneten elastischen Befestigungen zu benutzen. So können zum Beispiel das Befestigungsteil, das elastische Element und das hülsenförmige innere Element die Form prismatischer oder ähnlicher Körper aufweisen.
Natürlich können unter Einhaltung desselben Erfindungsprinzips einzelne Konstruktionsvarianten und Ausbildungen der Ausführung stark von den beschriebenen Ausführungsformen abweichen, ohne jedoch den durch die vorliegende Erfindung gesetzten Rahmen zu verlassen.
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Claims

Patentansprüche 1. Vorrichtung zur elastischen Befestigung eines vibrierenden Teils an einem Stützbauteil mit einem ersten Element, das am Stützbauteil befestigt ist und einem hülsenförmigen zweiten Element, an dem das vibrierende Teil befestigt ist und einem zwischen diesen angeordneten und an diesen befestigten, elastischen Zwischenelement, das das hüisenförmige Element umschließt und das spmmetrisch zur Hülsenachse angeordnete, gekrümmte, schlitzförmige axiale Vertiefungen aufweist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der I'rünimungsmittelpunkt der Vertiefungen (8,22,24,30, 35,50,51) radial außen liegt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß zwei Vertiefungen 8,22,24,30'35, 50,51) sich diametral gegenüberliegen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Vertiefungen (8,22,24,30,35,) Durchgangslöcher sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3 , dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Durchgangslöcher (8,22,24, 30,35) im wesentlichen konstanten Querschnitt aufweisen.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das erste Element (1,9,36) einen ringförmigen Bereich (4,12,26,32,39) aufweist, der koaxial zur Hülsenachse angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das erste Element (1,9,36) Befestigungslaschen (2,10, 37) aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Befestigungslaschen (2,10,37) sich diametral gegenüberliegen.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Befestigung am Stützbauteil über ein Stützrohr (31) erfolgt, das über eine weitere Vorrichtung zur elastischen Befestigung am Stützbauteil befestigt ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß das Stützrohr (31) an beiden Enden Vorrichtungen zur elastischen Befestigung aufweist, die einander entsprechen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Achsen der hülsenförmigen Elemente (26,27,29,32,33,34) beider Vorrichtungen parallel zueinander und in einer gemeinsamen Ebene verlaufen und daß sie senkrecht zur ebenfalls in dieser Ebene verlaufenden Rohrachse angeordnet sind und daß die Krünlmungsmittelpunkte der Vertiefungen (30135) längs der Stützrohrachse liegen.
11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß Vertiefungen (50,51) von beiden Stirnflächen (43,47) des ringförmigen Zwischenelements/u4s3ehen und die von der einen Stirnseite (43) ausgehenden Vertiefungen (50) radial versetzt sind zu den von der anderen Stirnseite (47) ausgehenden Vertiefungen (51).
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die radial äußere Vertiefung (50) größere Abmessungen hat.
13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das hülsenförmige zweite Element C14,42) einen kegeligen Außenmantel aufweist und der ringförmige Bereich (12,39) des ersten Elements als Kegelring ausgebildet ist und beide so angeordnet sind, daß die Kegelflächen die gleiche Neigungsrichtung aufweisen.
14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der kegelige Außenmantel (17) zwischen zwei zylinderförmigen Endabschnitten (15,16) der Hülse (14,42) liegt.
15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß jeweils zwei auf dem Umfang angeordnete Vertiefungen (24) durch einen Verbindungsabschnitt (23) zu einer gemeinsamen Vertiefung (22) verbunden sind.
16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Verbindungsabschnitt (23) gekrümmt ist und der Krümmungsmittelpunkt radial innen liegt.
17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die beiden Endbereiche einer Vertiefung (22) in einer Parallelebene zu der Ebene (X-X) liegen, die die Hülsenachse enthält und die senkrecht zur Verbindungslinie der sich diametral gegenüberliegenden Befestigungslaschen (10) verläuft.
18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Vertiefungen (8,22) symmetrisch zu einer Ebene verlaufen, die durch die Hülsenachse und die Verbindungslinie der sich diametral gegenüberliegenden Befestigungslaschen (2,10) definiert ist.
19. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Vertiefungen (50,51) nicht auf der Verbindungslinie der sich diametral gegenüberliegenden Befestigungslaschen (37) angeordnet sind.
20. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das elastische Zwischenelement (5,18,27,33,41) aus elastomeren Kunststoff besteht.