DE1110475B

DE1110475B - Elastic bearing

Info

Publication number: DE1110475B
Application number: DEW26942A
Authority: DE
Inventors: Hermann Fahrenkrug
Original assignee: Willbrandt & Co
Current assignee: Willbrandt & Co
Priority date: 1959-12-23
Filing date: 1959-12-23
Publication date: 1961-07-06

Description

Elastisches Lager Zusatz zur Patentanmeldung W 25431 XII / 47 a (Auslegeschrift 1104 766) Die Erfindung betrifft ein elastisches Lager, das aus zwei axial beanspruchbaren Gummifederkörpern besteht, die eine unterschiedliche Federkonstante haben und im nicht belasteten Zustand gegeneinander vorgespannt sind.Elastic bearing Addendum to patent application W 25431 XII / 47 a (Auslegeschrift 1104 766) The invention relates to an elastic bearing, which consists of two axially loadable Consists of rubber spring bodies, which have a different spring constant and im are biased against each other in the unloaded state.

Nach der Patentanmeldung W 25431 XII/47 a wird in den Federkörper mit der größeren Federkonstante eine Vorspannung eingeleitet, die so groß ist, daß sie unter der statischen Last praktisch aufgehoben ist.According to the patent application W 25431 XII / 47 a is in the spring body with the larger spring constant, a preload is introduced which is so great that it is practically suspended under the static load.

Zur Verbesserung und Vervollkommnung des Lagers nach der Hauptpatentanmeldung wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, durch den Federkörper mit der kleineren Federkonstante in den Randbereich des Federkörpers mit der größeren Federkonstante eine in Achsrichtung des Lagers wirksame Druckvorspannung einzuleiten, wobei es besonders zweckmäßig ist, wenn der Federkörper mit der größeren Federkonstante eine hohlkegelige Gummidruckschubfeder ist, die im eingebauten, nicht belasteten Zustand an ihrem inneren Rand und ihrem äußeren Rand auf Druck und zudem in radialer Richtung vorgespannt ist.To improve and perfect the bearing according to the main patent application is proposed according to the invention, by the spring body with the smaller spring constant in the edge area of the spring body with the larger spring constant one in the axial direction of the bearing to initiate effective compressive bias, it being particularly expedient is when the spring body with the larger spring constant is a hollow-conical rubber compression thrust spring is that in the installed, unloaded state at its inner edge and its outer edge is biased on pressure and also in the radial direction.

Hierdurch wird ein gegen große Stöße bzw. Schockbelastung widerstandsfähiges elastisches Lager geschaffen, das unter der statischen Last nur eine geringe Zusammendrückung, z. B. lediglich eine Eindrückung von etwa 0,3 mm, erfährt, was vorzugsweise eine hohe Eigenschwingungszahl zur Folge hat. Beim Überschreiten der statischen Last erfolgt zudem eine sehr weiche Einfederung und nach einem größeren Federweg eine starke Verhärtung der Federung, d. h., der in diesem Teil des Federungsbereiches liegende Abschnitt derFederkennung verläuft starkprogressiv.This makes a device that is resistant to large impacts or shock loads created elastic bearing, which under the static load only has a low compression, z. B. only experiences an indentation of about 0.3 mm, which is preferably a results in a high number of natural vibrations. When the static load is exceeded there is also a very soft spring deflection and after a larger spring deflection one severe hardening of the suspension, d. i.e., the one in this part of the suspension area The lying section of the spring detection is very progressive.

Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn der Federkörper mit der kleineren Federkonstante eine im Querschnitt kugelschalenförmige Gummidruckschubfeder ist, deren Federkennlinie nach anfänglichem Anstieg abfällt und dann wieder ansteigt. Ferner erfolgt die Einleitung der Druckvorspannung in den Federkörper mit der größeren Federkonstante vorzugsweise über einen axial im Druckgehäuse verschiebbar gelagerten starren Ring, der von dem Federkörper mit der kleineren Federkonstante beaufschlagt wird.It is also advantageous if the spring body with the smaller The spring constant is a rubber compression thrust spring with a spherical shell in cross section, whose spring characteristic drops after an initial increase and then increases again. Furthermore, the introduction of the pressure preload into the spring body with the larger one takes place Spring constant preferably via an axially displaceable mounted in the pressure housing rigid ring, which is acted upon by the spring body with the smaller spring constant will.

Die beiden Federkörper mit der unterschiedlichen Federkonstante werden so zusammengeschaltet, daß der degressive Teil der Federkennung des Federkörpers mit der kleineren Federkonstante eine solche Beeinflussung des Federkörpers mit der größeren Federkonstante herbeiführt, daß die resultierende Federkennlinie über den größten Teil des Federweges sehr flach verläuft.The two spring bodies with the different spring rate will be interconnected so that the degressive part of the spring identification of the spring body with the smaller spring constant, such an influence on the spring body the larger spring constant causes the resulting spring characteristic to be over most of the travel is very flat.

Wie durch Versuche festgestellt wurde, kann das erfindungsgemäße Lager Schockbelastungen bei einer Stoßdauer von wenigen Millisekunden in der Größe der etwa 100fachen statischen Nennlast aufnehmen.As has been established through experiments, the bearing according to the invention Shock loads with a shock duration of a few milliseconds in the size of the Accept about 100 times the static nominal load.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch den Federkörper mit der größeren Federkonstante im unverformten Zustand, Fig. 2 den Federkörper mit der kleineren Federkonstante im Schnitt, und zwar ebenfalls im unbelasteten Zustand, Fig.3 das aus den Federkörpern gemäß Fig. 1 und Fig.2 zusammengesetzte unbelastete elastische Lager im Schnitt, Fig. 4 die Federkennlinie des -Lagers gemäß Fig. 3. Der Federkörper 1 gemäß Fig. 1 ist hohlkegelig gestaltet und weist gemäß Fig. 4 die Federkennlinie a auf. Diese verläuft zunächst linear, dann progressiv ansteigend. Zudem ist der Federkörper 1 als Formkörper ausgebildet, er hat also keine anvulkanisierten Metallteile. Im eingebauten Zustand erfährt der Federkörper 1 eine Druckschubverformung, wenn er an seinem äußeren Rand eingespannt ist und die Last axial angreift. Die freien, sich bei- der Belastung verformenden Außenflächen des .Tederkörpers 1 sind mit 3 und 3 a bezeichnet.An exemplary embodiment is shown in the drawing. It shows Fig. 1 is a section through the spring body with the larger spring constant in the undeformed State, Fig. 2 the spring body with the smaller spring constant in section, and although also in the unloaded state, FIG. 3 that consists of the spring bodies according to FIG. 1 and 2 assembled unloaded elastic bearings in section, Fig. 4 the Spring characteristic of the bearing according to FIG. 3. The spring body 1 according to FIG. 1 is hollow-conical designed and, according to FIG. 4, has the spring characteristic curve a. This runs first linear, then increasing progressively. In addition, the spring body 1 is designed as a molded body, so it has no vulcanized metal parts. When installed, the Spring body 1 undergoes compression thrust deformation when it is clamped at its outer edge and the load acts axially. The free ones that deform under both loads Outer surfaces of the .Tederkörpers 1 are denoted by 3 and 3 a.

Der Federkörper 2, der bei axialer Beanspruchung weicher ist als der Federkörper gemäß Fig. 1, gleicht im Querschnitt in etwa einem Hohlkugelabschnitt. Seine untere Fläche 4 hat dementsprechend die Form eines Kugelflächenabschnitts. Indem oberen Teil des Federkörpers 2 ist ein Gewindekörper 5 fest einvuI-kanisiert, während sein unterer Rand von einem abgewinkelten, fest anvulkanisierten Metallring 6 umschlossen ist. Bei axialer Belastung erfährt der Federkörper 2 ebenfalls eine Druckschubverformung. Die Federkennlinie des Federkörpers 2 ist in Fig. 4 dargestellt und mit b bezeichnet. Diese Kennlinie steigt zunächst an, fällt dann wieder ab und steigt im Anschluß hieran wieder progressiv an.The spring body 2, which is softer than the under axial load The spring body according to FIG. 1 is roughly the same in cross section as a hollow spherical section. Its lower surface 4 accordingly has the shape of a spherical surface section. A threaded body 5 is firmly embedded in the upper part of the spring body 2, while its lower edge is enclosed by an angled, permanently vulcanized metal ring 6 is. In the event of an axial load, the spring body 2 also experiences a compressive shear deformation. The spring characteristic of the spring body 2 is shown in FIG. 4 and designated by b. This characteristic curve first rises, then falls again and then rises to this again progressively.

Die beiden Federkörper 1 und 2 werden gemäß Fig. 3 in ein zylindrisches Gehäuse 7 eingesetzt, das zum Zwecke der Befestigung des Lagers unten mit einer Befestigungsplatte 8 mit einem einen Hohlraum umschließenden Ring 10 verschraubt ist. Mit der Platte 8 kann das elastische Lager auf einem ortsfesten Fundament im Flugzeug, auf einem Schiffsdeck, an einer Schiffswand, auf der Karosserie eines Fahrzeuges od. dgl. angeschraubt werden. Der Metallring 6 des Federkörpers 2 bzw. dessen abgewinkelter Rand 9 stützt sich auf dem Metallring der Befestigungsplatte 8 ab, während ein Metallring 11 mit Distanzbuchse 21 den Rand 9 von oben berührt. Der Rand 9 ist also zwischen den Metallringen 10 und 11 angeordnet und hier fest gelagert.According to FIG. 3, the two spring bodies 1 and 2 are inserted into a cylindrical housing 7 which, for the purpose of fastening the bearing, is screwed at the bottom to a fastening plate 8 with a ring 10 enclosing a cavity. With the plate 8, the elastic bearing can be screwed onto a stationary foundation in the aircraft, on a ship deck, on a ship wall, on the body of a vehicle or the like. The metal ring 6 of the spring body 2 or its angled edge 9 is supported on the metal ring of the mounting plate 8, while a metal ring 11 with spacer bushing 21 touches the edge 9 from above. The edge 9 is thus arranged between the metal rings 10 and 11 and is firmly supported here.

Der Federkörper 1 bildet den Abschluß des elastischen Lagers nach oben hin, dessen Randverstärkung 12 mit einer Vorspannung zwischen dem Metallring 25 und einem weiteren fest mit dem Gehäuse 7 verbundenen Ring 13 eingespannt ist. Durch die Bohrung 14 des Federkörpers 1 greift ein Gewindebolzen 15 hindurch, der zum Zwecke der Befestigung der abzufedernden Teile mit einem Innengewinde 16 und zum Erfassen der oberen Stirnfläche des Federkörpers 1 mit einer durch Schweißen oder Schrauben fest verbundenen Metallplatte 17 versehen ist.The spring body 1 forms the conclusion of the elastic bearing above, the edge reinforcement 12 with a bias between the metal ring 25 and a further ring 13 firmly connected to the housing 7 is clamped. A threaded bolt 15 engages through the bore 14 of the spring body 1, which for the purpose of fastening the parts to be cushioned with an internal thread 16 and for grasping the upper end face of the spring body 1 with a by welding or screws firmly connected metal plate 17 is provided.

Zwischen den Federkörpern 1 und 2 befindet sich eine oben mit einem Flansch versehene Gewindebuchse 18, die auf den Gewindebolzen 15 aufgeschraubt ist. Zwischen der Gewindebuchse 18 und dem Gewindekörper 5 ist noch eine unten kegelig gehaltene Metallscheibe 24 angeordnet. Diese berührt den innerhalb des Gehäuses 7 verschiebbar gelagerten Metallring 25, und im eingebauten unbelasteten Zustand des elastischen Lagers sind die Federkörper gemäß Fig. 3 so gegeneinander verspannt, daß die Metallscheibe 24, die fest auf dem Gewindebolzen 15 verklemmt ist, über den verschiebbaren Ring 25 die Randverstärkung 12 des Federkörpers 1 zusammendrückt. Die im nicht belasteten Zustand des elastischen Lagers wirksame Randspannung ist in Fig. 3 durch einen Doppelpfeil R angedeutet. Die Verschraubung mit Hilfe des Gewindebolzens 15 und der Teile 18 und 24 im Zusammenwirken mit der Metallplatte 17 ist ferner so bemessen, daß beim Einbau die der Bohrung 14 zugekehrte Zone 22 des Gummifederkörpers 1 ebenfalls auf Druck vorgespannt wird. Diese Druckvorspannung ist durch einen Doppelpfeil D angedeutet. Auch wird der Zusammenbau des Lagers so vorgenommen, daß in den Federkörper 1 eine radiale Druckvorspannung r eingeleitet wird.Between the spring bodies 1 and 2 there is a threaded bushing 18 which is provided with a flange at the top and which is screwed onto the threaded bolt 15. Between the threaded bushing 18 and the threaded body 5 there is also arranged a metal disk 24 held in a conical manner at the bottom. This touches the metal ring 25, which is slidably mounted within the housing 7, and when the elastic bearing is installed in an unloaded state, the spring bodies according to FIG the edge reinforcement 12 of the spring body 1 compresses. The edge stress that is effective in the unloaded state of the elastic bearing is indicated in FIG. 3 by a double arrow R. The screw connection with the help of the threaded bolt 15 and the parts 18 and 24 in cooperation with the metal plate 17 is also dimensioned so that during installation the zone 22 of the rubber spring body 1 facing the bore 14 is also prestressed under pressure. This pressure bias is indicated by a double arrow D. The assembly of the bearing is also carried out in such a way that a radial compressive preload r is introduced into the spring body 1.

Nach unten ist das Gehäuse 7 abgeschlossen durch die schon erwähnte Befestigungsplatte 8, die über die Schraubverbindung am Ring 10 mit dem Gehäuse 7 verbunden ist.At the bottom, the housing 7 is closed by the already mentioned Fastening plate 8, which via the screw connection on the ring 10 with the housing 7 is connected.

Der Zusammenbau des Lagers erfolgt auf folgende Art und Weise: Der Gewindebolzen 15 mit der Metallplatte 17 wird zunächst in der Bohrung 14 des Federkörpers 1 eingeführt. Durch Aufschrauben der oben mit einem Flansch versehenen Gewindebuchse 18 auf den Gewindebolzen 15 bis zum Anschlag wird der Federkörper 1 von -der Fläche 19, ausgehend in der Zone 22, mit der Druckvorspannung D versehen. Nach Einführen des Federkörpers 1, der ein übermaß gegenüber dem lichten Durchmesser des Gehäuses 7 aufweist, in dieses Gehäuse erhält der Federkörper 1 eine von dem Durchmesserunterschied unabhängige radiale Vorspannung r. Im Anschluß hieran erfolgt das Einsetzen des Ringes 25. Nunmehr wird das Rohrstück 21 mit dem Ring 11 eingeführt, worauf das vorher mit der Scheibe 24 versehene Teil 5 des Federkörpers 2 auf den Gewindebolzen 15 fest aufgeschraubt wird. Die Höhe der Scheibe 24 und die Länge der Gewindebuchse 18 sind so bemessen, daß durch das Zusammenschrauben bzw. Zusammenfügen der Einzelteile die Druckvorspannung R erzielt wird.The assembly of the bearing takes place in the following way: The threaded bolt 15 with the metal plate 17 is first inserted into the bore 14 of the spring body 1. By screwing the threaded bushing 18, which is provided with a flange at the top, onto the threaded bolt 15 up to the stop, the spring body 1 is provided with the compressive prestress D from the surface 19, starting in the zone 22. After the spring body 1, which is oversized compared to the inside diameter of the housing 7, has been introduced into this housing, the spring body 1 receives a radial preload r independent of the difference in diameter. This is followed by the insertion of the ring 25. Now the pipe section 21 with the ring 11 is inserted, whereupon the part 5 of the spring body 2 previously provided with the washer 24 is screwed firmly onto the threaded bolt 15. The height of the disk 24 and the length of the threaded bushing 18 are dimensioned so that the compressive prestress R is achieved by screwing together or joining the individual parts.

Durch Einschrauben der Befestigungsplatte 8 mit Gewindering 10 in der Stellung gemäß Fig. 3 wird der Federkörper 2 durch Druck von unten auf den Winkelansatz 9 des Metallringes 6 vorgespannt. Diese Vorspannkraft wirkt über die Scheibe 24 und den Ring 25 auf die untere Fläche 23 des Federkörpers 1 zur Erzielung der Druckvorspannung R.By screwing in the mounting plate 8 with threaded ring 10 in the position shown in FIG. 3 is the spring body 2 by pressure from below on the angle approach 9 of the metal ring 6 is prestressed. This pretensioning force acts via the disk 24 and the ring 25 on the lower surface 23 of the spring body 1 to achieve the compressive prestress R.

Wie schon erwähnt, wird unter der statischen Last die Druckvorspannung R aufgehoben. Tritt nunmehr eine Schockbeanspruchung auf, so findet der Ring 25 ein festes Widerlager an dem Distanzrohr 21. Nunmehr kann bei weiter ansteigenden Kräften der Federkörper 2 in den Deckel 8 und der Federkörper 1 in den Ring 25 eintauchen. Bei extrem hohen Belastungen berührt dann der Federkörper 2 den Grund der Ausnehmung in dem Deckel B. Federt das Lager wieder aus, so schnellt der Ring 25 wieder unter dem Einfluß der Scheibe 24 nach oben. Ein harter Anschlag wird hierbei aber vermieden, da der Ring 25 die Fläche 23 und somit ein weiches Polster berührt.As already mentioned, the static load becomes the compressive preload R canceled. If a shock load now occurs, the ring 25 will find it a fixed abutment on the spacer tube 21. Now, with further increasing Forces of the spring body 2 immerse in the cover 8 and the spring body 1 in the ring 25. In the case of extremely high loads, the spring body 2 then touches the bottom of the recess in the cover B. If the bearing springs out again, the ring 25 snaps under again the influence of the disk 24 upwards. A hard stop is avoided here, since the ring 25 touches the surface 23 and thus a soft cushion.

Die mit dem Ring 11 fest verbundene Distanzbuchse 21 ist in ihrer Länge so bemessen, daß, unter normaler statischer Last, ein Abstand vorn verschiebbaren Ring 25, entsprechend der Vorspannung der Randzone des Federkörpers 1, vorhanden ist. Bei einsetzender zusätzlicher Stoßbelastung wird der Federkörper 2 weiter zusammengedrückt und die über die Fläche 23 in die Randzone 12 des Federkörpers 1 eingeleitete Vorspannung vermindert bzw. aufgehoben. Der Gummi der Randzone 12 kann sich nach unten ausdehnen und den Ring 25 nach unten bis zur Auflage auf die Distanzbuchse drücken. Die Lage des Federkörpers 1 im Gehäuse 7 bleibt unter gleichbleibender radialer Vorspannung infolge des bei zusätzlicher Stoßbelastung ansteigenden radialen Druckes auf die Gehäuseinnenwand 7 erhalten. Da außerdem Ring 11 und Distanzbuchse 21 mit sehr geringem radialem Spiel im Gehäuse eingebaut sind, ist eine Verschiebung in axialer und radialer Richtung und damit ein Klappern vermieden.The spacer sleeve 21 firmly connected to the ring 11 is dimensioned in its length so that, under normal static load, a distance from the front displaceable ring 25, corresponding to the bias of the edge zone of the spring body 1, is present. When an additional shock load sets in, the spring body 2 is compressed further and the preload introduced via the surface 23 into the edge zone 12 of the spring body 1 is reduced or canceled. The rubber of the edge zone 12 can expand downwards and press the ring 25 downwards until it rests on the spacer sleeve. The position of the spring body 1 in the housing 7 is maintained with constant radial prestress due to the increasing radial pressure on the housing inner wall 7 with additional impact loading. In addition, since the ring 11 and spacer sleeve 21 are installed in the housing with very little radial play, displacement in the axial and radial directions and thus rattling is avoided.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Elastic bearing consisting of two axially loadable Consists of rubber spring bodies, which have a different spring constant and im unloaded state are biased against each other, according to patent application W 25431 XII / 47 a, where the in the spring body with the larger spring constant introduced preload is so great that it is practical under the static load is canceled, characterized in that the spring body (2) with the smaller Spring constant in the edge area (12) of the spring body (1) with the larger spring constant a compressive preload (R) effective in the axial direction of the bearing is initiated.

2. Elastic bearing according to Claim 1, characterized in that the spring body (1) is a hollow conical rubber pressure thrust spring that is not loaded in the built-in Condition on its inner edge and its outer edge on pressure and also in a radial direction Direction is biased.

3. Elastic bearing according to claim 1, characterized in that that the spring body (2) with the smaller spring constant has a spherical shell-shaped cross section Is a rubber compression thrust spring, the spring characteristic of which drops after an initial increase and then increases again.

4. Elastic bearing according to claims 1 to 3, characterized characterized in that the introduction of the pressure bias via an axially in the spring housing (7) slidably mounted rigid ring (25) takes place.

5. Elastic bearing according to Claim 4, characterized in that the rigid ring (25) has a loading direction associated with the bearing located below this ring fixed stop (21, 11) is and the free passage opening of the ring (25) is dimensioned so that the spring body (1) with the larger spring constant can dip into this opening.

6. Elastic Bearing according to Claim 5, characterized in that the inner surface of the ring (25) is beveled or rounded.

7. Elastic bearing according to claim 3, characterized characterized in that the spring body (2) is made of a vulcanized metal ring (6) is enclosed, the angled edge (9) for storage and centering of the Spring body in the bottom, which is preferably fastened by a screw connection (8) of the spring housing (7) is used. Publications considered: Deutsches Utility model no.1791053.