DE1107031B

DE1107031B - Schwingungsdaempfendes Lager

Info

Publication number: DE1107031B
Application number: DEB49642A
Authority: DE
Original assignee: Barry Controls Corp
Current assignee: Hutchinson Aerospace and Industry Inc
Priority date: 1957-11-22
Filing date: 1958-07-16
Publication date: 1961-05-18
Also published as: US2917265A; DE1092256B

Description

DEUTSCHES

Schwingungsdämpfende Lager haben die Aufgabe, die Übertragung von Schwingungen von einem Bauteil auf einen anderen zu verhindern oder herabzusetzen. Solche Lager finden bei der Aufhängung von Motoren, Pumpen und ähnlichen Maschinen sowie auch von empfindlichen Geräten, z. B. in Flugzeugen, Landfahrzeugen, Schiffen, Raketen und gelenkten Geschossen, Verwendung.

Die Erfindung geht von einem schwingungsdämpfenden Lager bekannter Art mit einem an einem Ende offenen Gehäuse aus, in das ein Tragzapfen mit seitlichem Spiel hineinragt, der sich in dem Gehäuse mittels zweier Federn abstützt, deren eine auf ein im Gehäuse befindliches Dämpfungsorgan einwirkt. Aufgabe der Erfindung ist es, bei Schwingungen senkrecht zu dem Tragzapfen ein Kippen desselben zu verhindern und die Möglichkeit zu bieten, in der Richtung des Tragzapfens und senkrecht dazu dem schwingungsdämpfenden Lager eine Steifheitscharakteristik von beträchtlichem Unterschied geben zu können.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das Dämpfungsorgan in an sich bekannter Weise federnd gegen die Seitenwand des Gehäuses gedrückt wird und zwischen dem unteren, Ende des Tragzapfens und dem oberen Ende der einen Feder angeordnet ist, während sich das andere Ende der das Dämpfungsorgan beaufschlagenden Feder am Gehäuse abstützt, derart, daß der Tragzapfen auf der Oberseite des Dämpfungsorgans seitlich gleiten kann.

Das schwingungsdämpfende Lager gemäß der Erfindung ist in beliebigen Stellungen und unabhängig von den herrschenden Temperaturen funktionsfähig.

Beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes zeigt die Zeichnung, und zwar ist

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 ein Schnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1,

Fig. 3 ein Schnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. 2,

Fig. 4 ein Schnitt ähnlich Fig. 2 durch eine andere Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 5 ebenfalls ein Schnitt ähnlich Fig. 2, jedoch zur Darstellung einer weiteren abgewandelten Ausführungsform der Erfindung.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, 2 und 3 hat das schwingungsdämpfende Lager ein Gehäuse 10 in Form einer zylindrischen Haube 11 mit vertikaler Symmetrieachse und mit einer normalerweise in einer horizontalen Ebene liegenden Grundplatte 13, mit der die Haube über den Flansch 14 durch Niete 15 verbunden ist.

Der Tragzapfen 16 bildet einen Schaft 17, der sich, zur zylindrischen Haube 11 koaxial, in vertikaler Richtung erstreckt. Der Tragzapfen 16 reicht mit seitlichem Spiel durch eine Öffnung 19 im oberen Teil des Schwingungsdämpfendes Lager

Anmelder:

Barry Controls Incorporated,
Watertown, Mass. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Prinz

und Dr. rer. nat. G. Hauser, Patentanwälte,

München-Pasing, Bodenseestr. 3 a

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 22. November 1957

Gehäuses hindurch und ist mit einem Gewinde 20 zum bequemen Anbringen des mittels des Lagers aufzuhängenden Gerätes ausgestattet. Ein Ring 21 aus Gummi oder anderem elastischen Material ist zum Verkleiden der Öffnung 19 und als Kissen zur Aufnahme möglicher Stöße des Tragzapfens 16 gegen die Gehäuseöffnung vorgesehen. Das untere Ende des Tragzapfens 16 hat einen verbreiterten Teil 22 mit einer praktisch ebenen unteren Fläche.

Das Gewicht des aufzuhängenden Gerätes wird von zwei Federn 23 und 24 getragen. Diese haben in dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel die Form von Schraubenfedern. Das obere Ende der inneren Feder 23 ist in eine Aussparung 26 in der unteren Fläche des Schaftes 17 eingelegt, und das untere Ende dieser Feder stützt sich auf der Grundplatte 13 ab und ist auf dieser mittels eines in der Mitte der Grundplatte nach innen vorspringenden Ansatzes 27 zentriert. Wenn sich der Tragzapfen 16 in bezug auf das Gehäuseglied 10 in horizontaler Richtung bewegt, so wird die innere Feder 23 in horizontaler Richtung verformt. Eine Schraubenfeder der dargestellten Art hat eine ihr eigene Horizontalsteifigkeit und eine ihr ebenfalls eigene Vertikalsteifigkeit, und das Verhältnis zwischen diesen beiden Steifigkeiten ist durch die Abmessungen der Feder bestimmt. Das Verhältnis der Steifigkeiten kann innerhalb von Grenzen, die von den Hauptabmessungen des Lagers bestimmt sind, festgelegt werden.

Zwischen dem verbreiterten Teil 22 des Tragzapfens 16 und dem oberen Ende der äußeren Feder 24 ist ein Dämpfungsorgan 30 eingefügt. Dieses Dämp-

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fungsorgan ist innerhalb der Haube 11 bei einer gungssystem keine nennenswerte Dämpfung einführt.

Vertikalbewegung des Tragzapfens 16 in bezug auf Wenn es erwünscht ist, für die Horizontalbewegung

das Gehäuse 10 in vertikaler Richtung frei beweglich. des Tragzapfens ein hohes Maß an Dämpfung ein-

Das Dämpfungsorgan 30 ist in zwei oder mehr zuführen, wird die äußere Feder 24 verhältnismäßig

segmentförmige Abschnitte unterteilt und mit einer 5 steif konstruiert, so daß die Normalkraft zwischen

Feder 31 ausgestattet, die aus einer einzigen Windung dem verbreiterten Teil 22 und dem Dämpfungsorgan

besteht und die Segmente des Dämpfungsorgans dau- 30 groß wird.

ernd gegen die Innenwand der Haube 11 drückt. Die Eines der wichtigen Merkmale des Erfmdungsauf diese Weise erzeugte Kraft hat einen Reibungs- gegenstandes besteht darin, daß die äußere Feder 24 widerstand gegen Vertikalbewegungen des Dämp- io nicht in horizontaler Richtung verformt wird, wenn fungsorgans 30 innerhalb der Haube 11 zur Folge und sich der Tragzapfen in bezug auf das Gehäuse in horibewirkt eine Dämpfung für vertikale Schwingungen. zontaler Richtung bewegt, sondern daß vielmehr unter Das Ausmaß der Dämpfung wird durch die Steifigkeit diesen Bedingungen nur die innere Feder 23 eine Verder Feder 31 und durch die zur Herstellung des formung erfährt. Die Steifigkeit des Lagers in hori-Dämpfungsorgans 30 der Haubell verwendeten Mate- 15 zontaler Richtung ist daher ausschließlich eine Funkrialien bestimmt. tion der Horizontalsteifigkeit der inneren Feder 23. Das Dämpfungsorgan30 hat in seiner oberen Fläche Die Möglichkeit, die Stetigkeiten der Federn 23 und eine Vertiefung 32 zur Aufnahme des erweiterten 24 voneinander unabhängig festzulegen, trägt zur An-Teiles 22 des Tragzapfens 16. Diese Vertiefung 32 geht passungsfähigkeit des Lagers bei, da auf diese Weise in einen konkaven Rand 33 über, der vom Boden der- 20 sowohl die horizontale Dämpfung als auch die Horiselben aufwärts und auswärts verläuft. Die untere zontalsteifigkeit verändert werden kann.
Dämpfungsfläche 35 des erweiterten Teiles 22 ruht auf Die Ausführungsform nach Fig. 4 weist viele der der Fläche 32 des Dämpfungsorgans und hat einen oben im Zusammenhang mit Fig. 1 bis 3 beschriebenen ebenen Teil 34 a, der nach außen hin in den konvexen Merkmale auf. Das Dämpfungsorgan 35 hat eine etwas Rand 34 b übergeht. Der Rand 34 b ist stärker ge- 25 vereinfachte Form, bei der eine Feder 36 von kleinerem krümmt als der Rand 33 der Vertiefung. Die Ab- Durchmesser vorgesehen ist, die am inneren Umfang messungen in der Durchmesserrichtung der Vertie- des Dämpfungsorgans angeordnet ist und dieses an fung 32 sind größer als die entsprechaiden Abmessun- die Innenwand der Hülse drückt. Die äußere Feder gen des erweiterten Teiles 22. so daß eine seitliche 38 besteht aus einer Kegelfeder, deren Windungen Bewegung des Teiles 22 in der Vertiefung 32 in bezug ₃₀ sich bei einer starken Verformung in vertikaler Richauf das Dämpfungsorgan 30 möglich ist. Der Rand 33 tung teleskopartig ineinanderlegen, wodurch die Mögder Vertiefung setzt der Horizontalverschiebung des lichkeit gegeben ist, bei der Feder eine höhere Zahl Tragzapfens 16 in bezug auf das Dämpfungsorgan 30 von Drahtwindungen vorzusehen,
und das Gehäuse 10 eine Grenze. Er arbeitet mit dem Die in Fig. S dargestellte Ausführungsform ist für Rand 34b zusammen, derart, daß eine horizontal ge- ₃₅ die Anwendung bei stark manövrierfähigen Flugzeurichtete Kraft entsteht, welche den Teil 22 nach der gen vorgesehen, bei denen die auf das Lager wirkende Mitte des Gehäuses 10 hin drückt, wenn sich der Teil Belastung außer lotrecht abwärts auch aufwärts oder 22 aus seiner Mittelstellung gegenüber dem Organ 30 seitlich gerichtet sein kann. Bei den in Fig. 1 bis 4 ein wenig in horizontaler Richtung verlagert. Wenn dargestellten Ausführungsformen sind die Federn der Tragzapfen 16 sich in bezug auf das Gehäuse 10 ₄₀ unterhalb des Tragzapfens angeordnet, und die Lager horizontal bewegt, gleitet der Teil 22 in bezug auf das arbeiten nur dann einwandfrei, wenn die Belastung Dämpfungsorgan 30 auf diesem innerhalb der in seiner von dem Tragzapfen abwärts auf die Federn gerichtet oberen Fläche gebildeten Vertiefung in horizontaler ist. Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbei-Richtung. Die Federn.23 und 24 teilen sich in die Auf- spiel ist zusätzlich zu der inneren Feder 41 und der nähme des Gewichtes des aufzulagernden Gerätes, und 45 äußeren Feder 43 eine obere Feder 40 vorgesehen, die von der inneren Feder 23 aufgenommene Be- Diese Federn sind vorzugsweise so konstruiert, daß lastung wird von dieser direkt von dem Tragzapfen 16 ihre freien Längen wesentlich größer sind als der auf die Grundplatte 13 übertragen. Der Lastanteil, der ihnen zugewiesene Raum innerhalb des Lagers. Der von der äußeren Feder 24 aufgenommen wird, wird verbreiterte Teil 44 des Tragzapfens 46 ist auf diese von dem verbreiterten Teil 22 des Tragzapfens 16 50 Weise zwischen teilweise vorgespannten Federn eindurch das Dämpfungsorgan 30 übertragen. geklemmt, die fähig sind, Belastungen nicht nur in der Auf diese Weise besteht an der Berührungsfläche Abwärtsrichtung, sondern auch in der Aufwärtsrichzwischen dem Teil 22 und dem Dämpfungsorgan 30 tung sowie in horizontalen Richtungen aufzunehmen, eine normal gerichtete Kraft. Der Horizontalbewegung Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel des Tragzapfens 16 in bezug auf das Gehäuse 10 55 können die Dämpfungskräfte in wesentlich höherem leistet die Reibungskraft Widerstand, die zu der an Grade angepaßt werden. Die Dämpfung, die für horider Berührungsfläche zwischen dem Teil 22 und dem zontale Schwingungen wirksam wird, rührt von der Dämpfungsorgan 30 wirkenden Normalkraft propor- Normalkraft zwischen dem verbreiterten Teil 44 und tiona] ist. Diese Reibungskraft hat eine Dämpfung dem Dämpfungsorgan 47 her. Wie bei dem in Fig. 1 von Schwingungen in der Horizontalrichtung zur 60 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel wird diese Folge. Die Feder 24 wirkt sowohl in vertikaler Rieh- Normalkraft zum Teil durch die relativen Steifigtung als lasttragende Feder als auch in horizontaler keiten der inneren und äußeren Federn 41 bzw. 43 Richtung als dämpfende Feder. aufgenommen. Bei dem in Fig. 5 dargestellten AusWenn es erwünscht ist, in der horizontalen Rieh- führungsbeispiel erfolgt diese horizontale Dämpfung tung ein geringes Maß an Dämpfung vorzusehen, wird 65 nicht nur wie vorstehend erläutert, sondern auch durch eine äußere Feder 24 von verhältnismäßig geringer die Steifigkeit der oberen Feder 40. Die von der oberen Steifigkeit verwendet, so daß die Normalkraft zwi- Feder 40 ausgeübte Kraft wird quer zur Berührungsschen dem Teil 22 und dem Dämpfungsorgan 30 ge- fläche zwischen den Elementen 44 und 47 übertragen, ring ist. Dann wird der größere Anteil der Last von so daß in der horizontalen Richtung eine Reibungsder inneren Feder 23 getragen, die in das Schwin- 70 komponente hinzutritt.

Claims

Patentanspruch:

Schwingungsdämpfendes Lager mit einem am einen Ende offenen Gehäuse, in das ein Tragzapfen mit seitlichem Spiel hineinragt, der sich in dem Gehäuse mittels zweier Federn abstützt, deren eine auf ein im Gehäuse befindliches Dämpfungsorgan einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsorgan (30, 35, 47) in an sich bekannter Weise federnd (31) gegen die Seitenwand des Gehäuses (10) gedrückt wird und zwischen dem unteren Ende des Tragzapfens (16, 46) und dem oberen Ende der einen Feder (24, 38, 34) angeordnet ist, während sich das andere Ende der das Dämpfungsorgan beaufschlagenden Feder (24, 38, 43) am Gehäuse abstützt, derart, daß der Tragzapfen auf der Oberseite des Dämpfungsorgans seitlich gleiten kann.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 772 419;
USA.-Patentschriften Nr. 2 610 017, 2 683 015.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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