DE102020203055A1

DE102020203055A1 - Schichtlageranordnung mit sich unterscheidenden Schichtdicken

Info

Publication number: DE102020203055A1
Application number: DE102020203055.3A
Authority: DE
Inventors: Derek R Wright
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2020-03-10
Publication date: 2020-10-01
Also published as: CN111749984A; GB202003527D0; FR3094424A1; GB2582702A; US10738852B1; CN111749984B; GB2582702B; FR3094424B1

Abstract

Eine Lageranordnung für ein bewegliches Koppeln eines ersten und zweiten Elements und die erste und zweite Schichtkörper umfasst, die innerhalb der Bohrung des zweiten Elements angeordnet ist, die um die Mittellinie herum beabstandet ist, und die mit dem ersten Element verbunden ist. Der erste Schichtkörper ist aus alternierenden, bogenförmigen ersten elastomeren Schichten und bogenförmigen ersten steifen Schichten gebildet, die im Allgemeinen um eine erste Mittelachse geschachtelt sind, wobei jede erste steife Schicht eine erste radiale Dicke zwischen den inneren und äußeren Flächen hat. Der zweite Schichtkörper ist aus alternierenden, bogenförmigen zweiten elastomeren Schichten und bogenförmigen zweiten steifen Schichten gebildet, die im Allgemeinen um eine zweite Mittelachse geschachtelt sind, jede zweite steife Schicht eine zweite radiale Dicke zwischen der inneren und äußeren Fläche der steifen Schicht hat. Die erste radiale Dicke der ersten steifen Schichten ist im Wesentlichen größer als die zweite radiale Dicke der zweiten steifen Schichten, so dass der zweite Schichtkörper eine im Wesentlichen geringere Steifheit hat als der erste Schichtkörper.

Description

Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft Lager und insbesondere elastomere Schichtlager, die bei Anwendungen wie zum Beispiel Helikopterrotoren verwendet werden.
Elastomere Schichtlager sind bekannt und umfassen mehrere abwechselnde, geschachtelte elastomere und metallische Schichten, die im Allgemeinen koaxial um eine Mittellinie angeordnet sind. Solche Lager erlauben eine Bewegung einer Komponente, wie beispielsweise ein Zentrierungsstift eines Federscharniers, um sich um die Lagermittellinie zu drehen oder „zu winden“ und/oder um sich teilweise um eine oder mehrere Achsen im Allgemeinen senkrecht zu der Mittellinie zu drehen. Solche Lager sind in Anwendungen wie beispielsweise das Lagern eines Windens einer Heckrotorwelle oder das Federscharnier einer Rotoranordnung wirkungsvoll, aber können einen vorzeitigen Bruch der elastomeren Schichten in bestimmten Abschnitten des Lagers erfahren, die relativ großen Mengen von Zugbeanspruchung erfahren.
Zusammenfassung der Erfindung
Bei einem Aspekt ist die vorliegende Erfindung eine Lageranordnung zum beweglichen Verbinden eines ersten Elements mit einem zweiten Element, wobei das zweite Element eine Bohrung mit einer Mittellinie hat. Die Lageranordnung umfasst einen ersten, im Allgemeinen bogenförmigen Schichtkörper, der innerhalb der äußeren Elementbohrung angeordnet ist und ein inneres radiales Ende, das mit dem ersten Element verbindbar ist, und ein äußeres radiales Ende hat, das mit dem zweiten Element verbindbar ist. Der erste Schichtkörper ist aus mehreren alternierenden, im Allgemeinen bogenförmigen ersten elastomeren Schichten gebildet und im Allgemeinen bogenförmigen ersten steifen Schichten gebildet, die im Allgemeinen um eine erste Mittelachse geschachtelt sind. Jede der ersten elastomeren Schicht und der ersten steifen Schicht haben gegenüberliegende erste und zweite bogenförmige Enden und innere und äußere Umfangsflächen, die sich umfänglich zwischen den ersten und zweiten bogenförmigen Enden erstrecken. Jede erste steife Schicht hat eine erste radiale Dicke zwischen den inneren und äußeren Flächen der steifen Schichten. Ferner ist ein zweiter, im Allgemeinen bogenförmiger Schichtkörper innerhalb der Bohrung des zweiten Elements angeordnet, um umfänglich um die Mittellinie von dem ersten Schichtkörper beabstandet zu sein. Der zweite Schichtkörper hat ein inneres radiales Ende, das mit dem ersten Element verbindbar ist, und ein äußeres radiales Ende, das mit dem zweiten Element verbindbar ist. Der zweite Schichtkörper ist aus mehreren alternierenden, im Allgemeinen bogenförmigen zweiten elastomeren Schichten und im Allgemeinen bogenförmigen zweiten steifen Schichten gebildet, die im Allgemeinen um eine zweite Mittelachse geschachtelt sind. Jede der zweiten elastomeren Schichten und der zweiten steifen Schichten haben gegenüberliegende erste und zweite bogenförmige Enden und innere und äußere Umfangsflächen, die sich umfänglich zwischen den ersten und zweiten bogenförmigen Enden erstrecken. Jede zweite steife Schicht hat eine zweite radiale Dicke zwischen den inneren und äußeren Flächen der steifen Schichten. Die erste radiale Dicke von jeder der zumindest einen Mehrheit der ersten steifen Schichten ist im Wesentlichen größer als die zweite radiale Dicke von jeder der zumindest einen Mehrheit der zweiten steifen Schichten, so dass der zweite Schichtkörper eine im Wesentlichen geringere Steifheit hat als der erste Schichtkörper.
Bei einem anderen Aspekt ist die vorliegende Erfindung eine mechanische Anordnung, die eine Welle, die mit einem Mechanismus verbindbar ist, einen länglichen Verbindungsstab, der eine longitudinale Achse hat, zwei gegenüberliegende Enden, die entlang der Achse beabstandet sind, und zumindest eine Bohrung, die angrenzend zu einem der zwei Stabenden gebildet ist, und eine Lageranordnung zum beweglichen Verbinden der Welle mit dem Stab aufweist. Die Lageranordnung umfasst einen zentralen Koppler, der innerhalb der Stabbohrung angeordnet ist und eine Mittelbohrung hat, wobei die Welle zumindest teilweise innerhalb der Kopplerbohrung angeordnet ist, und eine äußere Umfangsfläche und erste und zweite Schichtlagerkörper, wie im voranstehenden Absatz beschrieben, die jeweils innerhalb der verbindenden Stabbohrung angeordnet sind und an dem Koppler und dem Stab befestigt sind.
Figurenliste
Sowohl die vorangehende Zusammenfassung als auch die ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden besser verstanden, wenn sie in Verbindung mit den angehängten Zeichnungen gelesen werden. Für die Darstellungszwecke der Erfindung sind in den schematischen Zeichnungen, Ausführungsformen gezeigt, die gegenwärtig bevorzugt sind. Es sollte jedoch verstanden werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die genaue Anordnung und die gezeigten Vorrichtungen beschränkt ist. In den Zeichnungen ist:

1 eine Draufsicht auf eine Schichtlageranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung, die ein bewegliches Verbinden der ersten und zweiten Elemente zeigt;
2 eine axiale Querschnittsansicht der Lageranordnung von 1;
3 eine axiale Querschnittsansicht der Lageranordnung, die mit einem alternativen Koppler gezeigt ist;
4 eine gebrochene Draufsicht der Lageranordnung, die ohne das erste Element gezeigt ist;
5 ist eine axiale Querschnittsansicht der 4;
6 eine Draufsicht eines ersten Schichtlagerkörpers;
7 eine axiale Querschnittsansicht des ersten laminierten Körpers;
8 eine Draufsicht eines zweiten Schichtlagerkörpers;
9 eine Querschnittsansicht des zweiten Schichtkörpers; und
10 eine Draufsicht einer Flugzeugverbindung mit zwei Lageranordnungen der vorliegenden Erfindung.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Eine bestimmte Terminologie wird in der folgenden Beschreibung ausschließlich der Einfachheit halber verwendet und ist nicht einschränkend. Die Wörter „innen“, „nach innen“ und „außen“, „nach außen“ beziehen sich auf Richtungen zu bzw. weg von einer gedachten Mittellinie oder einem geometrischen Mittelpunkt eines beschriebenen Elements, wobei die bestimmte Bedeutung leicht aus dem Kontext der Beschreibung offensichtlich wird. Ferner sind, wie hierin verwendet, die Wörter „verbunden“ und „gekoppelt“ jeweils dazu gedacht, direkte Verbindungen zwischen zwei Elementen ohne irgendwelche anderen Elemente, die dazwischen angeordnet sind, und indirekte Verbindungen zwischen den Elementen zu umfassen, bei denen ein oder mehrere andere Elemente dazwischen angeordnet sind. Die Terminologie umfasst die Wörter, die speziell voranstehend genannt wurden, davon abgeleitete Wörter und Wörter von ähnlicher Bedeutung.
Nun mit ausführlichem Bezug auf die Zeichnungen, wobei ähnliche Nummern verwendet werden, um durchgehend ähnliche Elemente zu bezeichnen, ist in 1 bis 10 eine Schichtlageranordnung 10 zum beweglichen Koppeln eines ersten Elements 1 und eines zweiten Elements 2 gezeigt, wobei das zweite Element zumindest eine Bohrung 3 mit einer Mittellinie L_C hat. Bevorzugt sind das erste und das zweite Element 1, 2 Komponenten einer Helikopterrotorantriebsanordnung 4, insbesondere eine Antriebswelle oder Stift 5, die oder der mit einem Mechanismus und einem länglichen Verbindungsstab 6 verbindbar ist. Der Verbindungsstab 6 hat eine longitudinale Achse A_R, zwei gegenüberliegende Enden 6a, 6b (10), die voneinander entlang der Achse A_R beabstandet sind, und zwei Bohrungen 3, die sich jeweils angrenzend zu einem separatem der Stabenden 6a, 6b befinden. Jedoch können das erste und das zweite Element 1, 2 beliebige andere geeignete, relativ bewegliche Komponenten sein, die dazu geeignet sind, über eine Schichtlageranordnung 10 gekoppelt zu werden, wie nachstehend beschrieben ist. In jedem Fall umfasst die Lageranordnung 10 grundsätzlich einen ersten, im Allgemeinen bogenförmigen Schichtkörper 12, der innerhalb der zweiten Elementbohrung 3 angeordnet ist, und einen zweiten, im Allgemeinen bogenförmigen Schichtkörper 14, der innerhalb der Bohrung 3 angeordnet ist, um umfänglich von der Mittellinie Lc von dem ersten Schichtkörper 12 beabstandet zu sein. Jeder von dem ersten und dem zweiten Schichtkörper 12, 14 ist dazu eingerichtet, abzulenken, zum Beispiel sich um die Mittellinie Lc zu drehen oder sich um die Achsen (keine angezeigt) senkrecht zu der Mittellinie L_C „schief zu stellen“, wenn sich eines von dem ersten und dem zweiten Element 1 oder 2 relativ zu dem anderen des ersten und zweiten Elements 1, 2 versetzt.
Spezieller hat der erste Schichtkörper 12 ein inneres radiales Ende 13A, das mit dem ersten Element 1 verbindbar ist, ein äußeres radiales Ende 13B, das mit dem zweiten Element 2 verbindbar ist, eine radiale Länge L_R1 (2 und 6) zwischen den inneren und äußeren Enden 13A, 13B bzw. den gegenüberliegenden ersten und zweiten Umfangsenden 13C bzw. 13D. Der erste Schichtkörper 12 ist aus mehreren alternierenden, im Allgemeinen bogenförmigen ersten elastomeren Schichten 16 und im Allgemeinen bogenförmigen ersten steifen Schichten 18 (das heißt „Scheiben“) gebildet, die bevorzugt koaxial im Allgemeinen um eine erste zentrale Achse A₁ eingeschoben sind. Jede der ersten elastomeren Schichten 16 hat gegenüberliegende erste und zweite bogenförmige Enden 16a bzw. 16b (6) und innere und äußere Umfangsflächen 17A bzw. 17B (6 und 7), die sich umfänglich zwischen den ersten und zweiten bogenförmigen Enden 16a, 16b erstrecken. Ähnlich hat jede erste steife Schicht 18 gegenüberliegende erste und zweite bogenförmige Enden 18a bzw. 18b (6) und innere und äußere Umfangsflächen 19A bzw. 19B (6 und 7), die sich umfänglich zwischen den ersten und zweiten bogenförmigen Enden 18, 18b erstrecken. Bevorzugt ist jede der ersten elastomeren Schichten 16 und der ersten steifen Schichten 18 bevorzugt teilweise kugelförmig, wie am besten in 2, 3 und 7 gezeigt ist, so dass die innere Umfangsfläche 17A oder 19A von jeder Schicht 16, 18 im Allgemeinen konkav ist und die äußere Umfangsfläche 17B, 19B von jeder Schicht 16, 18 im Allgemeinen konvex ist. Jedoch können die Schichten 16, 18 des ersten Körpers 12 alternativ gebildet sein, um im Wesentlichen zylindrisch, im Allgemeinen kegelstumpfförmig oder mit jeder anderen geeigneten Form gebildet zu sein.
Ferner hat jede der ersten elastomeren Schichten 16 und der ersten steifen Schichten 18 eine Umfangslänge (nicht angezeigt), die sich zwischen den ersten bogenförmigen Enden 16a, 16b oder 18a, 18b der Schichten 16 bzw. 18 erstrecken. Die Schichten 16, 18 sind bevorzugt in dem ersten Schichtkörper 12 angeordnet, so dass die Umfangslänge jeder der Schichten 16, 18 größer ist als die Umfangslänge aller Schichten 16, 18, die radial innerhalb von der einen Schicht angeordnet sind. Ferner ist jede der ersten steifen Schichten 18 bevorzugt aus einem metallischen Material (zum Beispiel Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt) gebildet, aber kann aus einem steifen Kunststoff, einer Keramik, etc. gebildet sein und hat eine erste radiale Dicke T₁ (6 und 7) zwischen den inneren und äußeren Flächen 19A, 19B der steifen Schichten, die bevorzugt im Wesentlichen konstant in der Umfangsrichtung zwischen den bogenförmigen Enden 18a, 18b ist. Die erste radiale Dicke T₁ der ersten steifen Schicht 18 kann ungefähr den gleichen ersten Wert haben, zum Beispiel 0,04", 0,06", 0,08", etc. oder (bevorzugt) eine Dicke T₁ haben, die innerhalb eines Bereiches der Dickenwerte variiert, zum Beispiel 0,04" - 0,08".
Mit Bezug auf 1 bis 5, 8 und 9 ist der zweite Schichtkörper 14 im Allgemeinen ähnlich zu dem ersten Körper 12 gebildet und hat ein inneres radiales Ende 15A, das mit dem ersten Element 1 verbindbar ist, ein äußeres radiales Ende 15B, das mit dem zweiten Element 2 verbindbar ist, eine radiale Länge L_R2 (2 und 8) zwischen den inneren und den äußeren Enden 15A, 15B und gegenüberliegende erste und zweite Umfangsenden 15C bzw. 15D. Die zwei Schichtkörper 12, 14 sind bevorzugt mit zumindest annähernd gleichen radialen Ausdehnungen oder Längen gebildet, das heißt L_R1 = L_R2, aber der erste Schichtkörper 12 hat bevorzugt eine im Wesentlichen größere umfängliche oder winklige Ausdehnung als der zweite Schichtkörper 14, wie nachstehend ausführlich diskutiert wird. Wie bei dem ersten Körper 12 ist der zweite Schichtkörper 14 bevorzugt aus mehreren alternierenden, im Wesentlichen bogenförmigen zweiten elastomeren Schichten 20 und im Allgemeinen bogenförmigen zweiten steifen Schichten 22 gebildet, die, bevorzugt koaxial, im Allgemeinen um eine zweite Mittelachse A₂ geschachtelt sind, die bevorzugt zumindest im Allgemeinen kolinear mit der ersten Mittelachse A₁ ist, wenn sie in der Anordnung 10 installiert ist. Bevorzugt haben die ersten und zweiten Schichtkörper 12, 14 die gleiche vorgegebene Anzahl von steifen Schichten 18, 22 beispielsweise acht (8) steife Schichten 18 in dem ersten Schichtkörper 12 und acht (8) steife Schichten 22 in dem zweiten Schichtkörper 14 und die gleiche Anzahl elastomere Schichten 16, 22, wie beispielsweise neun (9) Schichten 16 oder 20 in jedem Körper 12 bzw. 14.
Ferner hat jede der zweiten elastomeren Schichten 20 gegenüberliegende erste und zweite bogenförmige Enden 20a bzw. 20b (8) und innere und äußere Umfangsflächen 21A bzw. 21B (8 und 9), die sich umfänglich zwischen den ersten und zweiten bogenförmigen Enden 20a, 20b erstrecken. Ähnlich hat jede der zweiten steifen Schichten 22 gegenüberliegende erste und zweite bogenförmige Enden 22a bzw. 22b (8) und innere und äußere Umfangsflächen 23A bzw. 23B (8 und 9), die sich umfänglich zwischen den ersten und zweiten bogenförmigen Enden 22a, 22b erstrecken. Wie bei dem ersten Schichtkörper 12 ist jede der zweiten elastomeren Schichten 20 und der zweiten steifen Schichten 22 bevorzugt teilweise kugelförmig, so dass die innere Umfangsfläche 21A, 23A jeder Schicht 20 bzw. 22 im Allgemeinen konkav ist und die äußere Umfangsfläche 21B, 23B jeder Schicht 22 bzw. 20 im Allgemeinen konvex ist, aber alternativ im Wesentlichen zylindrisch, im Allgemeinen kugelstumpfförmig, etc. sein kann. Auch hat jede der zweiten elastomeren Schichten 20 und der zweiten steifen Schichten 22 eine Umfangslänge (nicht gezeigt), die sich zwischen den ersten und zweiten bogenförmigen Enden 20a, 20b oder 22a, 22b der Schichten 20, 22 erstrecken. Die Schichten 20, 22 sind bevorzugt in dem zweiten Schichtkörper 14 angeordnet, so dass die Umfangslänge von jeder der Schichten 20, 22 größer ist als die Umfangslänge von allen Schichten 20, 22, die radial innerhalb der einen Schicht angeordnet sind, so dass der Körper 14 im Allgemeinen keilförmig ist.
Ferner ist jede zweite steife Schicht 22 bevorzugt aus einem metallischen Material (zum Beispiel Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt) gebildet, aber kann aus einem steifen Kunststoff, einer Keramik, etc. gebildet sein und hat eine zweite radiale Dicke T₂ (8 und 9) zwischen den inneren und äußeren Flächen 23A der zweiten steifen Schichten, die bevorzugt in der Umfangsrichtung zwischen den bogenförmigen Enden 22a, 22b im Wesentlichen konstant ist. Bevorzugt haben die zweiten radialen Dicken T₂ von zumindest einer Mehrheit, wenn nicht alle, der zweiten steifen Schichten 22 den gleichen zweiten Wert, zum Beispiel um ein zwanzigtausendstel eines Inchs (0,02"), können aber auch eine Dicke T₂ haben, die innerhalb eines Bereichs von Dickenwerten variiert.
Um die gewünschten Belastungseigenschaften der Lageranordnung 10 bereitzustellen, wie nachträglich ausführlich beschrieben wird, ist die erste radiale Dicke T₁ von jeder der zumindest einen Mehrheit (oder alle) der ersten steifen Schichten 18 im Wesentlichen größer als die zweite radiale Dicke T₂ jeder der zumindest einen Mehrheit (oder aller) der zweiten steifen Schichten 22. Als solches hat der zweite Schichtkörper 14 eine im Wesentlichen geringere Steifheit als der erste Schichtkörper 12. Bevorzugt ist die relative Bemessung der steifen Schichten 18, 22, so dass ein Verhältnis der ersten radialen Dicke T₁ jeder der zumindest einen Mehrheit der ersten steifen Schichten 18 zu der zweiten radialen Dicke T₂ jeder der zumindest einen Mehrheit der zweiten steifen Schichten 22, das heißt T₁/T₂, einen Wert von zumindest 2,0 und bevorzugt von zumindest 3,0 oder größer hat.
Ferner hat jede der ersten elastomeren Schichten 16 eine dritte radiale Dicke T₃ (6 und 7) zwischen den inneren und äußeren Flächen 17A bzw. 17B der ersten elastomeren Schichten und jede zweite elastomere Schicht 20 hat eine vierte radiale Dicke T₄ (8 und 9) zwischen den inneren und äußeren Flächen 21A, 21B der elastomeren Schichten. Um die gewünschte Steifheitseigenschaften der Lageranordnung 10 zu erhöhen, wie voranstehend diskutiert, ist die vierte radiale Dicke T₄ jeder der zumindest einen Mehrheit der zweiten elastomeren Schichten 20 bevorzugt im Wesentlichen größer als die dritte radiale Dicke T₃ jeder der zumindest einen Mehrheit der ersten elastomeren Schichten 16. Bevorzugt ist die relative Bemessung der elastomeren Schichten 16, 20, dass ein Verhältnis der vierten radialen Dicke T₄ jeder der zumindest einen Mehrheit der zweiten elastomeren Schichten 20 zu der dritten radialen Dicke T₃ jeder der zumindest einen Mehrheit der ersten elastomeren Schichten 16, das heißt T₄/T₃, ein Wert von zumindest 2,0 hat und bevorzugt von zumindest 3,0 oder größer hat.
Der Vorteil des Vorsehens von unterschiedlichen Scheibendicken T₁, T₂ (und bevorzugt auch unterschiedlichen elastomeren Schichtendicken T₃ und T₄) zwischen den unterschiedlichen Schichtkörpern 12, 14 wird insbesondere in einer bevorzugten Anwendung der Lageranordnung 10 realisiert, nämlich um die Stiftwelle 5 mit dem Verbindungsstab 6 zu koppeln. Bei dieser Anwendung ist die Belastung an dem Verbindungsstab 6 derart, dass der Stab 6 auf Zugspannung ist, wobei die Belastung verursacht, dass an den „Innenbord“-Abschnitten 10a (1 und 10) der Lageranordnung 10 zwischen der Stiftwelle 5 und dem Mittelpunkt C_R (10) des Stabs 6 eine Zugspannung ist, und an den verbleibenden „Au-ßenbord“-Abschnitten 10b (1 und 10) der Lageranordnung 10, das heißt Abschnitte, die nicht zwischen der Welle 5 und dem Stabmittelpunkt C_R sind, eine Kompression ist. Da Elastomere eine größere Kompressionsstärke als Zugstärke haben, ermöglicht die Erhöhung der Dicke der elastomeren Schichten 20 an den Innenbord-Abschnitten 10b der Lageranordnung 10 der Lageranordnung 10, größere Belastungen zu tragen und eine längere Lebensdauer vor dem Versagen aufzuweisen.
Angesichts des Voranstehenden ist der zweite Schichtkörper 14 bevorzugt innerhalb eines Innenbord-Abschnitts 3^I der Stabbohrung 3 angeordnet und der erste Schichtkörper 12 ist an einem Außenbord-Abschnitt 3^O der Stabbohrung 3 angeordnet, wie in den 1 und 10 gezeigt ist. Die Zugbelastung ist entlang der Stabmittellinie A_R am Größten und die Belastung an der Lageranordnung 10 geht von einer Zugbelastung auf eine Kompressionsbelastung in beiden Winkelrichtungen von der Stabmittellinie A_R und in Richtung des Außenbordbohrungsabschnitts 3^O in einer solchen Weise über, dass die Mehrheit der Lageranordnung 10 in einer Kompressionsbelastung ist. Als solches sind die zwei Lagerkörper 12, 14 bevorzugt derart relativ bemaßt, dass die Winkel größe oder Ausdehnung des ersten Schichtkörpers 12 im Wesentlichen größer ist als die Winkelgröße/Ausdehnung des zweiten Schichtkörpers 14.
Insbesondere hat der erste Schichtkörper 12 einen ersten Winkel θ₁ (6), der zwischen den ersten und zweiten Umfangsenden 13C, 13D des Körpers 12 definiert ist, wobei der erste Winkel θ₁ einen Wert größer als einhundertachtzig Grad (180°) und bevorzugt um zweihundertdreißig Grad (230°) hat. Der zweite Schichtkörper 14 hat einen zweiten Winkel θ₂ (8), der zwischen den ersten und zweiten Umfangsenden 15C, 15D des Körpers 14 definiert ist, wobei der zweite Winkel θ₁ einen Wert hat, der größer ist als einhundertachtzig Grad (180°) und bevorzugt um neunzig Grad (90°) ist. Mit dieser relativen Bemaßung in der bevorzugten Anwendung, wie voranstehend diskutiert, ist der zweite Schichtkörper 14 hauptsächlich unter Zugbelastung und der erste Schichtkörper 12 ist hauptsächlich unter Kompressionsbelastung.
Mit Bezug auf 3, 5, 7 und 9 umfasst die Lageranordnung 10 bevorzugt ferner einen zentralen Koppler 30, der eine äußere Umfangsfläche 32 hat und der dazu konfiguriert ist, jeden der ersten und zweiten Schichtkörper 12, 14 mit dem inneren Element 1 zu verbinden. Spezieller hat der Koppler 30 bevorzugt einen teilweise kugelförmigen Mittelabschnitt 34 und erste und zweite zylindrische Endabschnitte 36, 38, die sich in entgegengesetzten Richtungen von dem Mittelabschnitt 34 erstrecken. Bevorzugt hat der Koppler 30 eine Mittelbohrung 40, die sich zwischen einem äußeren Ende 36a des ersten zylindrischen Endabschnitts 36 und einem äußeren Ende 38a des zweiten zylindrischen Endabschnitts 38 erstreckt, wobei die Bohrung 40 derart bemaßt ist, um zumindest einen Abschnitt des ersten Elements 1 aufzunehmen. Alternativ kann der Koppler 30 im Wesentlichen massiv sein und ein oder zwei zylindrische Enden 36, 38 haben, die dazu angepasst sind, sich mit dem ersten Element 1 zu verbinden, wie in 3 gezeigt ist.
Ferner sind das innere Ende 13A des ersten Schichtkörpers 12 und das innere Ende 15A des zweiten Schichtkörpers 14 jeweils mit der Außenfläche 32 des Kopplers 30 befestigt. Spezieller hat der erste Schichtkörper 12 eine innerste erste elastomere Schicht 16^I , die das innere radiale Ende des ersten Körpers 13A bereitstellt, und eine äußerste elastomere Schicht 16^O , die das äußere radiale Ende 13B des ersten Körpers bereitstellt. Ähnlich hat der zweite Schichtkörper 14 eine innerste erste elastomere Schicht 20^I , die das innere radiale Ende 15A des zweiten Körpers bereitstellt, und eine äußerste elastomere Schicht 20^O , die das äußere radiale Ende 15B des zweiten Körpers bereitstellt. Bei dieser Struktur ist die innerste elastomere Schicht 16^I , 20^I des Körpers 12, 14 an die äußere Kopplerfläche 32 gebondet und die äußerste elastomere Schicht 18^O , 20^O des Körpers 12, 14 ist an eine innere Umfangsfläche 7 (1 und 10) der zweiten Elementbohrung 30 gebondet, um die Lageranordnung mit den zwei Elementen 1, 2 zu verbinden. Jedoch kann die Lageranordnung 10 ein oder beide Elemente 1, 2 mit jedem anderen geeigneten Mittel, wie zum Beispiel einer Reibpassung zwischen einer innersten und/oder äußersten steifen Schicht 18, 22 (Struktur nicht gezeigt) verbinden.
Es wird von jenen mit Fachwissen gewürdigt, dass Änderungen an den Ausführungsformen, die voranstehend beschrieben sind, vorgenommen werden können, ohne von dessen breiten erfinderischen Konzept abzuweichen. Es wird verstanden, dass daher diese Erfindung nicht auf die offenbarten besonderen Ausführungsformen beschränkt ist, sondern dass beabsichtigt ist, Modifikationen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung, wie im Allgemeinen in den angehängten Ansprüchen definiert, abzudecken.

Claims

Lageranordnung für ein bewegliches Koppeln eines ersten Elements mit einem zweiten Element, wobei das zweite Element eine Bohrung mit einer Mittellinie hat, wobei die Lageranordnung aufweist: einen ersten, im Allgemeinen bogenförmigen Schichtkörper, der innerhalb der Bohrung des äußeren Elements angeordnet ist und der ein inneres radiales Ende hat, das mit dem ersten Element verbindbar ist, und der ein äußeres radiales Ende hat, das mit dem zweiten Element verbindbar ist, wobei der erste Schichtkörper aus mehreren alternierenden, im Allgemeinen bogenförmigen ersten elastomeren Schichten und im Allgemeinen bogenförmigen ersten steifen Schichten gebildet ist, die im Allgemeinen um eine erste Mittelachse geschachtelt sind, wobei jede der ersten elastomeren Schichten und der ersten steifen Schichten gegenüberliegende erste und zweite bogenförmige Enden hat und innere und äußere Umfangsflächen, die sich umfänglich zwischen den ersten und zweiten bogenförmigen Enden erstrecken, wobei jede erste steife Schicht eine erste radiale Dicke zwischen den inneren und äußeren Flächen der steifen Schichten hat, und einen zweiten, im Allgemeinen bogenförmigen Schichtkörper, der innerhalb der Bohrung des zweiten Elements angeordnet ist, um umfänglich um die Mittellinie von dem ersten Schichtkörper beabstandet zu sein, wobei der zweite Schichtkörper ein inneres radiales Ende hat, das mit dem ersten Element verbindbar ist, und ein äußeres radiales Ende hat, das mit dem zweiten Element verbindbar ist, wobei der zweite Schichtkörper aus mehreren alternierenden, im Allgemeinen bogenförmigen zweiten elastomeren Schichten und im Allgemeinen bogenförmigen zweiten steifen Schichten gebildet ist, die im Allgemeinen um eine zweite Mittelachse geschachtelt sind, wobei jede der zweiten elastomeren Schichten und den zweiten steifen Schichten gegenüberliegende erste und zweite bogenförmige Enden und innere und äußere Umfangsflächen hat, die sich umfänglich zwischen den ersten und zweiten bogenförmigen Enden erstrecken, wobei jede zweite steife Schicht eine zweite radiale Dicke zwischen der inneren und äußeren Fläche der steifen Schicht hat; wobei die erste radiale Dicke jeder der zumindest einen Mehrheit der ersten steifen Schichten im Wesentlichen größer ist als die zweite radiale Dicke jeder der zumindest einen Mehrheit der zweiten steifen Schichten, so dass der zweite Schichtkörper eine im Wesentlichen geringere Steifheit hat als der erste Schichtkörper.
Lageranordnung gemäß Anspruch 1, wobei der erste Schichtkörper eine Anzahl von ersten steifen Schichten hat und der zweite Schichtkörper die Anzahl von zweiten steifen Schichten umfasst.
Lageranordnung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der erste Schichtkörper eine radiale Länge des ersten Körpers zwischen dem inneren radialen Ende des ersten Körpers und dem äußeren radialen Ende des ersten Körpers hat und der zweite Schichtkörper eine radiale Länge des zweiten Körpers zwischen dem zweiten inneren radialen Ende des zweiten Körpers hat, wobei die erste radiale Länge des ersten Körpers im Wesentlichen gleich zu der zweiten radialen Länge des zweiten Körpers ist.
Lageranordnung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei ein Verhältnis der ersten radialen Dicke jeder der zumindest einen Mehrheit der ersten steifen Schichten zu der zweiten radialen Dicke jeder der zumindest einen Mehrheit der zweiten steifen Schichten einen Wert von zumindest 2,0 hat.
Lageranordnung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die zweite radiale Dicke jeder der zweiten steifen Schichten ungefähr den gleichen zweiten Wert hat.
Lageranordnung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei jede erste elastomere Schicht eine dritte radiale Dicke zwischen den inneren und äußeren Flächen der ersten elastomeren Schicht hat und jede zweite elastomere Schicht eine vierte radiale Dicke zwischen der inneren und äußeren Fläche der zweiten elastomeren Schicht hat, wobei die vierte radiale Dicke jeder der zumindest einen Mehrheit der zweiten elastomeren Schichten im Wesentlichen größer ist als die dritte radiale Dicke jede der zumindest einen Mehrheit der ersten elastomeren Schichten.
Lageranordnung gemäß Anspruch 6, wobei ein Verhältnis der vierten radialen Dicke jeder der zumindest einen Mehrheit der zweiten elastomeren Schichten zu der dritten radialen Dicke jeder der zumindest einen Mehrheit der ersten elastomeren Schichten einen Wert von zumindest 2,0 hat.
Lageranordnung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei: der erste Schichtkörper gegenüberliegende erste und zweite Umfangsenden hat und ein erster Winkel zwischen den ersten und zweiten Umfangsenden des ersten Schichtkörpers definiert ist, wobei der erste Winkel einen Wert hat, der größer ist als einhundertachtzig Grad; und der zweite Schichtkörper gegenüberliegende erste und zweite Umfangsenden hat und ein zweiter Winkel zwischen den ersten und zweiten Umfangsenden des zweiten Schichtkörpers definiert ist, wobei der zweite Winkel einen Wert kleiner als einhundertachtzig Grad hat.
Lageranordnung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, die ferner einen zentralen Koppler aufweist, eine äußere Umfangsfläche hat, und der dazu eingerichtet ist, jeden ersten und zweiten Schichtkörper mit dem inneren Element zu verbinden, und wobei: der erste Schichtkörper eine innerste erste elastomere Schicht hat, die ein inneres radiales Ende des ersten Körpers bereitstellt, und eine äußerste elastomere Schicht hat, die das äußere radiale Ende des ersten Körpers bereitstellt, wobei die innerste elastomere Schicht mit der äußeren Kopplerfläche verbunden ist und die äußerste elastomere Schicht an einer inneren Umfangsfläche des zweiten Elements verbunden ist; der zweite Schichtkörper eine innerste erste elastomere Schicht hat, die ein inneres radiales Ende des zweiten Körpers bereitstellt, und eine äußerste elastomere Schicht hat, die das äußere radiale Ende des zweiten Körpers bereitstellt, wobei die innerste elastomere Schicht des zweiten Körpers mit der äußeren Kopplerfläche verbunden ist und die äußerste elastomere Schicht des zweiten Körpers mit der inneren Umfangsfläche des zweiten Elements verbunden ist.
Lageranordnung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei jede der ersten elastomeren Schichten, der ersten steifen Schichten, der zweiten elastomeren Schichten und der zweiten steifen Schichten teilweise kugelförmig ist, so dass die innere Umfangsfläche jeder Schicht im Allgemeinen konkav ist und die äußere Umfangsfläche jeder Schicht im Allgemeinen konvex ist.