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Elastisches Lager Die Erfindung bezieht sich auf ein elastisches Lager
mit einem Gehäuse, in dem ein Stößel beweglich ist, der durch ein elastisches Mittel
in einer neutralen Lage gehalten ist, das sich einen Endes an einer Anschlagscheibe
des Stößels abstützt, die ihrerseits an einer Stirnseite des Gehäuses anliegt, während
es sich am anderen Ende an einem Ansatz des Stößels abstützt.
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Bei den bekannten als Puffer wirkenden Lagern dieser Art sind als
elastisches Mittel eine Schraubenfeder bzw. eine aus einer Anzahl nebeneinanderliegender,
axial belasteter Kugeln aus einem gummielastischen Werkstoff mit zwischen diesen
angeordneten Metallringen gebildete Feder vorgesehen, die sich an ihren beiden Enden
an einem Ring abstützt, der an einem Anschlag des Gehäuses anliegt. Je nach Angriffsrichtung
der Belastung wird entweder der eine oder der andere Ring am Anschlag gehalten,
während der Ring, an dem die Verstellkraft angreift, vollständig von seinem Anschlag
gelöst wird. Die Rückstellung der Stoßstange in die neutrale Stellung erfolgt nach
Fortfall der Belastung durch die Feder.
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Diese bekannten Puffer haben den Nachteil, das die Vorspannung der
Feder in der neutralen Stellung sehr sorgfältig vorgenommen werden muß, um ein Spiel
zwischen Stoßstange und Gehäuse zu vermeiden, andernfalls ein Spiel in der Vorrichtung
entstehen würde, so daß bei der geringsten Schwingungs-oder Stoßbelastung die Teile
gegeneinander hämmern, die Abnutzung und das Spiel dadurch allmählich vergrößert
und die Vorrichtung extrem laut wird. überdies ist es praktisch unmöglich, die exakte
Justierung der beiden verschiebbaren Teile des Puffers über längere Zeit aufrechtzuerhalten,
da bei starke Schwingungs- oder Stoßbelastungen die Teile doch in einem gewissen
Ausmaß gegeneinander hämmern und dadurch Abnutzung und in der Folge ein Spiel in
der unbelasteten Vorrichtung verursachen würden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elastisches Lager der
eingangs gekennzeichneten Art zu schaffen, bei dem diese Nachteile vermieden sind.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß dem elastischen
Mittel, das sich am Ansatz des Stößels abstützt, ein zweites elastisches Mittel
parallel geschaltet ist, das sich davon unabhängig an der anderen Stirnseite des
Gehäuses abstützt.
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Die elastischen Mittel können hierbei durch zwei Schraubenfedern gebildet
sein, die am einen Ende am Gehäuse und am Stößel unabhängig voneinander angreifen
oder durch Druckflüssigkeit in einer geschlossenen Kammer des Gehäuses gebildet
sein.
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In der Praxis kommt es häufig vor, daß Apparate oder Maschinen im
Normalbetrieb ohne oder mit nur kleinen Schwingungen arbeiten, jedoch für kurze
Perioden starken Stoß- oder Schwingungskräften ausgesetzt sind. Für diesen Fall
ist das elastische Lager gemäß der Erfindung besonders gut geeignet, starke Stöße
aufzufangen und abzuschwächen, ohne bei der normalen Dauerbelastung unbrauchbar
oder laut zu werden, denn dadurch, daß die beiden Rückstellkräfte unabhängig voneinander
auf die Anschlagscheibe wirken, wird diese auch dann, wenn eine merkliche Abnutzung
eingetreten ist, nach Fortfall der Belastung fest am Anschlag gehalten.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung gegenüber den bekannten Vorrichtungen,
der durch die Unabhängigkeit der beiden Rückstellkräfte begründet ist, liegt in
der Möglichkeit, diese zueinander vielfältig zu variieren, wodurch ein größerer
Bereich von Stoß-oder Schwingungskräften erfaßt werden kann.
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Eine.vorteilhafte Ausführungsform des elastischen Lagers ergibt sich,
wenn nach einem weiteren Merkmal der Erfndung die Anschlagscheibe als Ringkolben
ausgebildet ist, der abgedichtet in der Kammer beweglich ist, abgedichtet auf einem
im Durchmesser geringeren Abschnitt des Stößels sitzt und sich gegen einen Anschlag
des Stößels abstützt, während der Ansatz des Stößels am anderen Gehäuseende einen
Durchmesser hat, der größer ist als der Durchmesser
des Stößelabschnittes
und kleiner als der Durchmesser der Kammer, wobei die Kammer über entgegengesetzt
geschaltete Rückschlagventile einerseits mit einer Pumpe, andererseits mit einem
Ölbehälter verbunden ist.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen
an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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F i g. 1 zeigt einen senkrechten Schnitt durch ein elastisches Lager
nach der Erfindung, bei dem die Rückstellkräfte durch eine Druckflüssigkeit in einer
geschlossenen Kammer aufgebracht werden; F i g. 2 ist ein Längsschnitt durch ein
elastisches Lager, bei dem die Rückstellkräfte durch zwei Schraubenfedern aufgebracht
werden.
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Das in F i g. 1 gezeigte elastische Lager umfaßt ein Gehäuse 10 mit
einem zylindrischen Kammerteil 11 von relativ großem Durchmesser, der mit seinem
einen Ende in direkter Verbindung mit einem Zylinder 12 steht, der einen kleineren
Durchmesser aufweist und gleichachsig mit der Zylinderkammer 11 angeordnet ist.
In letzterer ist hin- und herbewegbar ein Ringkolben 13 angeordnet, dessen äußere
Umfangsfläche gegenüber der Wand der zylindrischen Kammer durch einen Dichtungsring
14 in einer Ringnut an der Außenseite des Ringkolbens abgedichtet ist. Die Bohrung
des Ringkolbens 13 hat einen kleineren Durchmesser als der Zylinder 12, durch den
sich ein Stößel 15 erstreckt, der in seiner neutralen Stellung mit einem Abschnitt
16 von kleinerem Durchmesser als der Stößel 15 in der Zylinderkammer 11 angeordnet,
in der Bohrung des Ringkolbens 13 verschiebbar und durch einen Dichtungsring 17
in einer Ringnut in der Wand der Bohrung des Kolbens gegenüber dieser Bohrung abgedichtet
ist: Der Stößel 15 hat einen Kopf, der einen Anschlag 18 für den Ringkolben
bildet, der in der neutralen Stellung des Stößels mit dem Anschlag 19 fluchtet,
den die eine Stirnseite der Zylinderkammer 11 bildet.
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Der Stößelabschnitt 16 bildet mit dem zylindrischen Kammerteil
11 des Gehäuses 10 eine Kammer 20, die zwischen dem Ringkolben und dem Zylinder
12 eine Anschlußbohrung zu einem gemeinsamen Flüssigkeitseintritts- und -austrittskanal21
aufweist, der zu einem Zuführungskanal 22 und einem Austrittskanal 23 führt; in
jedem der Kanäle 22 und 23 ist ein unter Federspannung stehendes Rückschlagventil
24 bzw. 25 so eingeschaltet, daß ein Strömungsmittel nur über den Zuführungskanal
22 zu dem Ein-und Auslaßkanal 21 gelangen und aus dem Kanal 21 nur über den Auslaßkanal
23 entweichen kann. Der Zuführungskanal 22 ist an eine Druckflüssigkeitsquelle,
z. B. eine in einem Ölbehälter 27 angeordnete Pumpe 26, angeschlossen, und das Rückschlagventil
25 in dem Auslaßkanal 23 ist so ausgebildet und angeordnet, daß beim Auftreten einer
Strömung durch dieses Ventil eine erhebliche Energiemenge in Wärme umgewandelt wird.
Das Rückschlagventil 25 hat eine Einstellschraube 28, mit welcher der Durchflußwiderstand
des Auslaßkanals 23 und somit die Dämpfung variiert werden kann.
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Der in der Kammer 20 aufrechterhaltene Flüssigkeitsdruck hält den
Ringkolben 13 am Anschlag 19 und den Stößel 15 in einer Stellung, bei welcher der
Anschlag 18 des Stößelkopfes ebenfalls am Ringkolben 13 anliegt. Bei jeder Bewegung
des Stößels 15 in der einen oder anderen Richtung gegenüber dem Gehäuse 10 aus der
neutralen Läge heraus wird Flüssigkeit aus der Kammer 20 über den Auslaßkanal 23
verdrängt, und zwar in der einen Richtung bei der Bewegung des Stößels in Richtung
auf den Ringkolben und in der anderen Richtung bei der gleichzeitigen Bewegung des
Ringkolbens und des Stößels in derselben Richtung.
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Die in F i g. 2 gezeigte abgeänderte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
elastischen Lagers umfaßt ein Gehäuse 30 mit einer Bohrung, in der ein Stößel
31 hin- und herbewegbar angeordnet ist; das Gehäuse weist eine zylindrische
Kammer 34 von relativ großen Durchmesser auf, die an beiden Seiten in Abschnitte
32 und 33 von kleinerem Durchmesser übergeht, in welchem der Stößel 31 mit
seinen Abschnitten 35 und 36 mit einem relativ engen Spiel frei bewegbar ist. Der
mittlere Abschnitt 37 des Stößels hat einen kleineren Durchmesser als die anschließenden
Abschnitte, und seine Länge ist annähernd gleich der Länge der Kammer 34, welche
mit ihren Seiten 38 und 39 Anschläge bildet, die in der neutralen Lage des Stößels
31 mit von den Seiten des Mittelabschnitts 37 des Stößels gebildeten Ansätzen
40 und 41 fluchten. Eine ringförmige Anschlagscheibe 42 ist so angeordnet,
daß sie sich gegenüber dem Stößel 31 und dem Gehäuse 30 in axialer Richtung in der
von dem zylindrischen Kammerteil 34 des Gehäuses und dem mittleren Abschnitt 37
des Stößels gebildeten Kammer bewegen kann. Zwischen dem Anschlag 38 des Kammerteils
34 und der Anschlagscheibe 42 ist eine äußere Schraubenfeder 43 angeordnet, die
auf die Scheibe ständig eine Kraft ausübt, welche die Scheibe in der Anlage am Anschlag
39 am anderen Ende des Kammerteils 34 hält. Eine zweite, innere Schraubenfeder 44
ist zwischen der Anschlagsscheibe 42 und dem mit dem Anschlag 38 des Kammerteils
34 fluchtendem Ansatz 40 am Stößel vorgesehen. Die äußere Druckfeder drückt die
ringförmige Anschlagscheibe gegen den Anschlag 39 am einen Ende des Kammerteils
34 im Gehäuse 30, während die andere Feder den benachbarten Ansatz 41 des
Stößels 31 an die gleiche Fläche der Anschlagscheibe drückt. Beide Federn halten
somit den Stößel und das Gehäuse in der neutralen axialen Relativlage, bei welcher
die Anschlagscheibe durch die Schraubenfedern gegen die beiden Anschläge 39 und
41 am Gehäuse bzw. am Stößel gedrückt wird, wobei diese Anschläge am gleichen Ende
der die Federn enthaltenden Kammer liegen. Wenn auf den Stößel 31 eine axiale Kraft
in Richtung auf die Anschlagscheibe aufgebracht wird, wird die innere Feder zusammengedrückt,
wobei der mittlere Abschnitt 37 des Stößels 31 durch die Bohrung der Anschlagscheibe
41 hindurchgleitet, während die äußere Feder unbeeinflußt bleibt. Wenn eine axiale
Kraft auf den Stößel in der entgegengesetzten Richtung aufgebracht wird, wird dagegen
die äußere Feder zusammengedrückt, wobei die Anschlagscheibe in Richtung auf den
Anschlag am anderen Ende der Kammer 34 bewegt wird, an welcher sich die äußere Feder
unmittelbar abstützt, während nunmehr die innere Feder unbeeinflußt bleibt.