DE1008964B

DE1008964B - Elastic rubber metal bearing

Info

Publication number: DE1008964B
Application number: DEV4780A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Walther Rinne
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1952-07-21
Filing date: 1952-07-21
Publication date: 1957-05-23

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung bezieht sich auf elastische Gummi Metallager für die Schwingungsbekämpfung oder sonstige Abfederungsaufgaben, bei denen zwischen festen Teilen geklebtes oder gehaftetes elastisches Material vorgesehen ist, dessen Querschnitt im wesentlichen auf Schub und Zug oder eine Kombination beansprucht wird.The invention relates to elastic rubber metal bearings for vibration control or others Cushioning tasks in which elastic material is glued or stuck between fixed parts is provided, the cross-section of which is essentially subject to push and pull or a combination will.

Bei derartigen Lagern zeigt es sich, daß das elastische Material an den Haftkanten infolge der hohen Beanspruchung zu Ablöseerscheinungen neigt. Es mußte daher entweder mit den Beanspruchungen zurückgegangen werden, oder es wurden Abmessungen erforderlich, die in der Regel nicht mehr tragbar waren. Auch der Gedanke, das elastische Material an den Haftkanten durch Vergrößerung der Haftfiächen gegenüber den mittleren beanspruchten Querschnitten zu vergrößern, führte nicht zum Ziel bzw. läßt sich in einer Reihe, von Fällen nur beschränkt anwenden.In such bearings it is found that the elastic material on the adhesive edges as a result of high stress tends to detachment. It therefore had to either cope with the stresses Decreased, or dimensions were required that are usually no longer portable was. Also the idea of the elastic material on the adhesive edges by enlarging the adhesive surfaces Increasing the size of the average stressed cross-sections did not achieve the goal or can be done apply only to a limited extent in a number of cases.

Es ist zwar bekannt, das elastische Material eines solchen Lagers mit Ausnehmungen zu versehen, um die innerhalb des Materials auftretenden Schrumpfspannungen zu beseitigen, die vom Vulkanisationsvorgang herrühren. Mit dieser bekannten Anordnung können jedoch die infolge der Belastung auftretenden Spannungen nicht beseitigt werden, da diese Spannungen das elastische Material in ganz anderer Weise beanspruchen als die erwähnten Schrumpfspannungen.Although it is known to provide the elastic material of such a bearing with recesses to to eliminate the shrinkage stresses occurring within the material, which result from the vulcanization process. With this known arrangement however, the stresses caused by the load cannot be eliminated because these stresses stress the elastic material in a completely different way than the shrinkage stresses mentioned.

Die Erfindung hat zur Aufgabe, bei im wesentlichen auf Schub oder einer Kombination von Druck/Zug und Biegung beanspruchten Lagern die Entlastung der Haftkanten von den hohen zugeordneten Spannungen, die sich unter anderem als Zugspannungen auswirken, ohne zusätzlichen Bauaufwand in einfacher Weise durchzuführen.The invention has for its object at essentially push or a combination of push / pull and bending stressed bearings relieve the adhesive edges from the associated high stresses, which have the effect, among other things, as tensile stresses, in a simple manner without additional construction costs perform.

Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, daß diejenigen zugeordneten Spannungen zerstörend auf das Lager wirken, welche in erster Linie von den Haftkanten unmittelbar oder in ihrer Nähe ausgehen. Werden die Haftflächen solcher Lager unter den Betriebsbedingungen verschoben, so treten die Haupt-Zugspannungen unter ganz bestimmten Winkeln zur Haftfläche auf, und zwar in der Regel in einer Größenordnung von 45 bis 30°.The invention is based on the idea that those associated voltages have a destructive effect on the Bearings act, which primarily emanate from the adhesive edges directly or in their vicinity. If the adhesive surfaces of such bearings are shifted under the operating conditions, the main tensile stresses occur at very specific angles to the adhesive surface, usually in one Range from 45 to 30 °.

Es wurde nun gefunden, daß im Bereich der Haftkanten die Hauptzugspannungsrichtung bei Beginn der Beanspruchung innerhalb des elastischen Materials etwa unter 45° verläuft. Die Dehnung in diesem Anfangszustand der Belastung des Lagers ist zunächst etwa 0%. Bei einer Verschiebung der Haftflächen im Sinne einer Belastung und damit einer zunehmenden Neigung der Hauptzug-Spannungsrichtung bis etwa einem Winkel von 38° zur Haftfläche beträgt die schädliche zugeordnete Spannung, d. h. Dehnung, bereits 28%. Dies entspricht etwa einer Verschiebung Elastisches Gummi-MetallagerIt has now been found that the main tensile stress direction at the beginning is in the area of the adhesive edges the stress within the elastic material is approximately below 45 °. The stretch in this The initial state of the load on the bearing is initially around 0%. If the adhesive surfaces are moved in Meaning of a load and thus an increasing inclination of the main tension direction up to about an angle of 38 ° to the adhesive surface is the harmful associated stress, i.e. H. Stretching, already 28%. This corresponds roughly to a shift in the elastic rubber-metal bearing

Anmelder:
Clemens A. Voigt, Höhr-GrenzhausenApplicant:
Clemens A. Voigt, Höhr-Grenzhausen

Dipl.-Ing. Walther Rinne, Höhr-Grenzhausen,
ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Ing. Walther Rinne, Höhr-Grenzhausen,
has been named as the inventor

der Haftflächen des Lagers um die halbe Lagerhöhe. Erfolgt eine weitere Verschiebung der Haftflächen um die volle Lagerhöhe, dann ist die Dehnung bereits auf 62% angestiegen, und die Hauptzug-SpannungST richtung würde jetzt etwa unter einem Winkel von 32° verlaufen. Diese Verhältnisse lassen erkennen, daß innerhalb eines ganz bestimmten Bereiches von etwa 45 bis 30° je nach Verschiebung der Haftflächen die zugeordneten Spannungen von den Haftkanten ausgehen. Es ist Aufgabe der Erfindung, für den Abbau dieser Spannungen zu sorgen.the adhesive surfaces of the bearing by half the bearing height. If there is a further shift of the adhesive surfaces around the full bearing height, then the elongation has already risen to 62% and the main tension ST direction would now run at an angle of approximately 32 °. These relationships show that within a very specific range of about 45 to 30 ° depending on the displacement of the adhesive surfaces the associated stresses originate from the adhesive edges. It is the object of the invention for the degradation to take care of these tensions.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß im Bereich der Haftkanten unter einem Winkel zwischen 40 und 60° zur Haftfläche besondere Ausnehmungen, gegebenenfalls in Form von Bohrungen vorgesehen sind, deren senkrechter Abstand von den Haftflächen V₁₀ bis V₃ der senkrechten Höhe des elastischen Materials zwischen den Haftflächen betragen. According to the invention, this is achieved in that in the area of the adhesive edges at an angle between 40 and 60 ° to the adhesive surface, special recesses, optionally in the form of bores, are provided, the vertical distance of which from the adhesive surfaces V ₁₀ to V _{3 is} the vertical height of the elastic Material between the adhesive surfaces.

Hierdurch gelingt es, die von den Haftkanten ausgehenden Hauptzugspannungen innerhalb des Bereiches der Ausnehmungen schon vor den Haftkanten in Richtung der Haftfläche und in Richtung der äußeren Begrenzungsebene des elastischen Materials umzulenken bzw. zu unterbrechen, so daß sich diese Spannungen auf die Haftkanten unmittelbar oder in ihrer Nähe nicht mehr auswirken können. Es ist ein auffallender Abbau dieser Spannungen in diesem Bereich festzustellen.This makes it possible to reduce the main tensile stresses emanating from the adhesive edges within the area the recesses before the adhesive edges in the direction of the adhesive surface and in the direction of the outer Deflect or interrupt the boundary plane of the elastic material, so that these tensions can no longer affect the adhesive edges directly or in their vicinity. It's a striking one A reduction in these tensions in this area can be observed.

Es ist also möglich, Lager nach der Erfindung entweder in ihren Abmessungen wesentlich kleiner zu gestalten bei bisher gleichen Belastungen, oder es gelingt, mit den bisher üblichen Abmessungen derartige Lager wesentlich höher zu beanspruchen. Insbesondere ist es möglich, die statische und dynamische Dauerbelastung solcher Lager erheblich heraufzusetzen. Es spielt für die Erfindung keine Rolle, ob es sich um einfache auf Schub beanspruchte Lagerelemente handelt oder ob sie noch zusätzlich weiteren Beanspruchungsrichtungen, d. h. Druckbeanspruchungen oderIt is therefore possible to either make bearings according to the invention much smaller in terms of their dimensions design with previously the same loads, or it is possible to achieve such with the dimensions customary up to now To stress the bearing much higher. In particular, it is possible to use the static and dynamic permanent load to raise such camp considerably. It does not matter to the invention whether it is simple bearing elements subject to shear stress or whether they also have additional directions of stress, d. H. Compressive stresses or

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einer Kombination derartiger Beanspruchungen unterworfen werden.be subjected to a combination of such stresses.

Falls das Lagerelement eine Gestalt hat, bei der nach der Belastung die von den Haftkanten ausgehenden Hauptzugspannungen mit der die gegenüberliegenden Haftkanten verbindenden Diagonale annähernd zusammenfallen, so kann man an Stelle der in der Nähe der auf Zug beanspruchten Haftkanten liegenden Ausnehmungen eine einzige Ausnehmung vorsehen, die etwa in der Mitte der die Haftkanten verbindenden Diagonale liegt. Dies würde auch sinngemäß für Lager gelten, die in beiden Achsrichtungen beansprucht werden.If the bearing element has a shape in which, after the load, that of the adhesive edges Main tensile stresses with the diagonal connecting the opposing adhesive edges approximately coincide, one can instead of the adhesive edges in the vicinity of the tensile stressed Provide a single recess lying approximately in the middle of the adhesive edges connecting diagonal lies. This would also apply mutatis mutandis to bearings in both axial directions are claimed.

Wie im einzelnen die Erfindung ausführbar ist, zeigen mit den für sie wesentlichen Teilen die Ausführungsbeispiele in den Zeichnungen, und zwarThe exemplary embodiments show how the invention can be carried out in detail with the parts essential for it in the drawings, namely

Fig. 1 und 3 Ausführunesbeispiele in unbelastetem Zustand, .Fig. 1 and 3 Ausführungsunesbeispiele in the unloaded state.

Fig. 2 und 4 die gleichen Lager in belastetem Zustand. 2 and 4 show the same bearings in a loaded state.

Das Lager nach der Erfindung kann, wie dies die Figuren zeigen, ein einfaches Gummi-Metallbauteil sein, bei dem zwischen den festen Teilen 1 und 2 mit z. B. annähernd ebenen Begrenzungsflächen über die Haftflächen 3 das elastische Material 4 durch einen Kleb- oder Haftvorgang befestigt ist. Über die Anschlußstellen 5 kann das Lager eingebaut werden, und es soll im wesentlichen in Pfeilrichtung 6 beansprucht werden. Es ist selbstverständlich möglich, das elastische Material 4 noch zusätzlich in der einen oder anderen Richtung zu beanspruchen. Wird jedoch das Lager in Pfeilrichtung 6 beansprucht, wobei sich die Teile 1 und 2, wie Fig. 2 zeigt, verschieben, dann treten im Bereich der Haftkanten 7 erhebliche zugeordnete Zugspannungen auf, die dazu führen, daß an diesen Haftkanten sich das elastische Material abzulösen beginnt.As the figures show, the bearing according to the invention can be a simple rubber-metal component be, in which between the fixed parts 1 and 2 with z. B. approximately flat boundary surfaces over the Adhesive surfaces 3, the elastic material 4 is attached by an adhesive or adhesive process. About the connection points 5, the bearing can be installed, and it should be stressed essentially in the direction of arrow 6 will. It is of course possible to also use the elastic material 4 in one or more claim another direction. However, if the bearing is claimed in the direction of arrow 6, the Parts 1 and 2, as shown in FIG. 2, move, then occur in the area of the adhesive edges 7 significant associated Tensile stresses that lead to the elastic material peeling off at these adhesive edges begins.

Um diesen Ablösevorgang zu unterbinden bzw. wesentlich zu verringern, sind in der Nähe dieser Haftkanten 7 Ausnehmungen 8, gegebenenfalls in Form von Bohrungen im elastischen Material 4 vorgesehen. Diese Ausnehmungen 8 verlaufen senkrecht zur Richtung der abzufedernden Kräfte und parallel zu den Haftflächen und werden so in der Nähe der auf Zug beanspruchten Haftkanten 7 angeordnet, daß sie unter einem Winkel zwischen 40 und 60°, beispielsweise 00 52° zur Haftfläche liegen. Der Durchmesser und der senkrechte Abstand dieser Ausnehmungen von den Haftflächen 3 wird dabei so ausgeführt, daß diese zwischen V₁₀ und V₃ der Gesamthöhe h des elastischen Materials liegen.In order to prevent or significantly reduce this detachment process, recesses 8, optionally in the form of bores in the elastic material 4, are provided in the vicinity of these adhesive edges 7. These recesses 8 run perpendicular to the direction of the forces to be cushioned and parallel to the adhesive surfaces and are arranged in the vicinity of the tensile stressed adhesive edges 7 that they are at an angle between 40 and 60 °, for example 00 52 ° to the adhesive surface. The diameter and the vertical distance of these recesses from the adhesive surfaces 3 is designed so that they _{lie between V 10} and V _{3 of} the total height h of the elastic material.

Im unbelasteten bzw. nur gering belasteten Zustand verläuft die Hauptzugspannungsrichtung 9 unter einem Winkel von 45° zur Haftfläche 3 bei einer praktischen Dehnung von etwa O°/o. Sobald die Beanspruchung 6 das Lager entsprechend der Fig. 2 verformt, ändert sich die Hauptzugspannungsrichtung 9, und die zugeordnete schädliche Spannung innerhalb des elastischen Materials 4 nimmt bei einer Verschiebung der Teile 1 und 2 um die Lagerhöhe h große Werte an. Die Ausnehmungen 8 bewirken nun, daß der Abbau der Spannungen in Richtung der Haftfläche 3 und in Richtung der äußeren Begrenzungsebene 10 des elastischen Materials 4 in Pfeilrichtung eine fühlbare Entlastung der Haftkanten bewirkt.In the unloaded or only slightly loaded state, the main tensile stress direction 9 runs at an angle of 45 ° to the adhesive surface 3 with a practical elongation of about 0 ° / o. As soon as the stress 6 deforms the bearing according to FIG. 2, the main tensile stress direction 9 changes, and the associated harmful stress within the elastic material 4 assumes large values when the parts 1 and 2 are displaced by the bearing height h. The recesses 8 now have the effect that the reduction of the stresses in the direction of the adhesive surface 3 and in the direction of the outer delimiting plane 10 of the elastic material 4 in the direction of the arrow causes a noticeable relief of the adhesive edges.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Lagerausführung verlaufen nach der Verschiebung der Haftflächen die von den Haftkanten 11 und 12 ausgehenden Hauptzugspannungen in Richtung der Verbindungslinie 11-12. In diesem Falle kann an Stelle der beiden Ausnehmungen gegebenenfalls eine einzige größere Ausnehmung treten, die vorzugsweise in der Mitte der Verbindungslinie liegt. Man kann dieser Ausnehmung einen etwa elliptischen Querschnitt geben. Im ungespannten Zustand liegt der kleine Durchmesser der Ellipse vorzugsweise in Richtung der Verbindungslinie 11-12; mit zunehmender Last verformt sich die Ausnehmung in Richtung der Linie 11-12, so daß nach entsprechender Verschiebung der größere Ellipsendurchmesser auf der Verbindungslinie liegt (Fig. 4).In the bearing design shown in Fig. 3, the run after the displacement of the adhesive surfaces main tensile stresses emanating from the adhesive edges 11 and 12 in the direction of the connecting line 11-12. In this case, instead of the two recesses, a single larger one can optionally be used Enter recess, which is preferably in the middle of the connecting line. You can use this recess give an approximately elliptical cross-section. The small diameter is in the untensioned state the ellipse preferably in the direction of the connecting line 11-12; deformed with increasing load the recess in the direction of the line 11-12, so that after a corresponding shift the larger Ellipse diameter lies on the connecting line (Fig. 4).

Für ein Lager mit annähernd gleicher Länge und Höhe ist die Ausführung mit einer Ausnehmung in der Mitte für Beanspruchungen in beiden Richtungen verwendbar.For a bearing with approximately the same length and height, the version with a recess in the center can be used for loads in both directions.

Die Erfindung kann auch unter anderem bei rasch wechselnden Drehmomentübertragungen Anwendung finden, wobei solche Kupplungen oder Gelenke gegebenenfalls aus segmentartig ausgeführten Einzelunterteilungen bzw. Einlagen bestehen können, deren beanspruchte Querschnitte an den Haftkanten die Ausnehmungen 8 aufweisen, wobei die Metallteile 1, 2, in Umfangsrichtung vorzugsweise unterteilt, in besonderen Gehäuseteilen angeordnet sind.The invention can also be used, inter alia, for rapidly changing torque transmissions find, such couplings or joints possibly made of segment-like individual subdivisions or deposits may exist, the cross-sections of which are claimed at the adhesive edges, the recesses 8, the metal parts 1, 2, preferably subdivided in the circumferential direction, in particular Housing parts are arranged.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Elastic rubber-metal bearing, which is essentially based on shear, possibly in Combination with pressure / tension and bending is claimed and its rubber part has recesses has, characterized in that the recesses (8) perpendicular to the direction of the cushioned Forces and run parallel to the adhesive surfaces and in the vicinity of the tensile stressed Adhesive edges are arranged in an angular range between 40 and 60 ° to the adhesive surface.

2. Bearing according to claim 1, characterized in that the recesses (8) are in the form of through bores, the diameter and vertical distance of which from the adhesive surfaces V ₁₀ to V _{3 of} the height Qi) of the rubber part (4).

3. Bearing according to claim 1, wherein the main tensile stresses from the opposite Adhesive edges proceed with which these connecting diagonals approximately coincide, characterized in that that only a single recess is provided approximately in the middle of the diagonal.

Considered publications: Swiss patent specifications No. 210 639, 621;

Austrian patent specification No. 154 034.

1 sheet of drawings