DE1270892B - Vorrichtung zur Isolation gegen Stoesse und Erschuetterungen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

F16f

Deutsche KL: 47 a-17

1270 892
P 12 70 892.8-12
29. September 1965
20. Juni 1968

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Isolation gegen Stöße und Erschütterungen mit hintereinandergeschalteten ringförmigen, quer zur Ringachse druckbelasteten federnden Körpern aus elastomerem Material.

Elastomere Stoffe, wie Gummi u. dgl., die nicht zusammendrückbar sind, zeigen die Eigentümlichkeit der Elastizität, wenn man ihnen eine solche Form gibt, daß sie sich im Anschluß an die Absorption von Energie verschieben können. Ein einfaches elastomeres Kissen, beispielsweise ein Gummiblock, dessen Abmessungen so gewählt sind,, daß er eine niedrige Anfangssteifigkeit darbietet, zeigt einen beträchtlichen linearen Widerstand gegen eine progressiv zunehmende Verschiebung über einen relativ weiten Arbeitsbereich. Wird ein derartiges Kissen so dimensioniert, daß es in ausreichendem Maße abgebogen werden kann, um Erschütterungen verhältnismäßig kleiner Amplitude bei relativ kleiner Belastung zu isolieren, dann wird es unter dem Einfluß schwerer Belastungsstöße so stark abgebogen, daß es völlig unwirksam wird, letztere zu isolieren. Es ist deshalb beim Bau elastomerer Vorrichtungen zur Isolation gegen Erschütterungen und Stöße ganz allgemein üblich geworden, das elastomere Element so zu bemessen, daß es das Maximum der Verschiebung des elastomeren Materials begrenzt, wodurch der Isolator unter Belastungen, die über der Grenze derjenigen Belastungen liegen, die das Material wirklich isolieren kann, heruntergeschlagen wird. In manchen Fällen konnte man den Bereich der Wirksamkeit derartiger Stoffe bisher dadurch etwas erweitern, daß man dem elastomeren Element eine solche Form gab, daß größere Volumeneinheiten unter stärkerer Belastung verschoben werden.

Durch die schweizerische Patentschrift 374 512 ist eine Abstützvorrichtung mit federndem Block bekanntgeworden, bei welcher der Mechanismus der Stoßabsorption einer linearen Charakteristik folgt, bis eine Ausnehmung, die dort die Bezeichnung »Durchbruch« trägt, sich vollständig geschlossen hat. In diesem Zeitpunkt steigt der Widerstand gegen schlagartige Belastung stärker an. Zusammen mit dem Durchbruch schließen sich weitere Ausnehmungen zu einem anderen Zeitpunkt und vermindern die Konzentration der Beanspruchung bei den vorerwähnten Bedingungen. Dabei verhindern abgerundete Ecken über Überbeanspruchung des Materials an diesen Stellen. Schließt sich der Durchbruch, dann kommen die Seitenflächen des Durchbruchs, die von den Ecken zu den abgerundeten Teilen verlaufen, zum Anliegen aneinander. In diesem Zeitpunkt steigt aber

Vorrichtung zur Isolation gegen Stöße
und Erschütterungen

Anmelder:

Robinson Technical Products, Inc.,

Teterboro, N. J. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Ruschke und Dipl.-Ing. H. Agular,

Patentanwälte,

8000 München 22, Pienzenauer Str. 2

Als Erfinder benannt:
William Arthur Keetch,
Hohokus, N. J. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 30. September 1964
(400 330)

der Widerstand gegen Beanspruchungen stärker als linear an.

Von diesem Moment an wirkt die Abstützung nach dieser Patentschrift wie ein fester Block aus Kautschuk.

Ein Stoßdämpfer mit rechteckförmigem Querschnitt ist in der schweizerischen Patentschrift 369 beschrieben und dargestellt. Mehrere solche ineinandergeschaltete Körper zeigt die USA.-Patentschrift 2 154 586 in Fig. 11. Letztere sind aber ohne Versetzung oder Verdrehung unmittelbar nebeneinanderliegend hintereinandergeschaltet.

Stoßdämpfer mit Ringnuten sind aus den beiden britischen Patentschriften 493 899 und 885 154 bekanntgeworden. Diese Ringnuten schließen sich bei Belastung und verändern den Stoßdämpfer dann so, daß dieser ebenfalls nur noch wie ein fester Gummiblock wirkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Isolation gegen Stöße und Erschütterungen zu schaffen, bei welcher neue ringförmige, federnde Körper aus elastomerem Material zur Anwendung gelangen, die so bemessen sind, daß Teile des elastomeren Materials mit verhältnismäßig kleinem Querschnitt verzerrt werden und daß dementsprechend ein geringer Widerstand dargeboten wird, wenn Stöße oder Erschütterungen kleiner Amplitude

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aus irgendeiner Richtung auf die Vorrichtung gelan- F i g. 9 und 10 eine Draufsicht bzw. eine schau-

gen, und daß bei rasch und allmählich zunehmendem bildliche Darstellung des Rohlings nach F i g. 6 nach Volumen des elastomeren Materials eine Formände- dessen Zusammenbau zum Zweck der Formung eines rung und Verschiebung eintritt, die zu einem rasch elastischen Elementes für die Vorrichtung nach der zunehmenden Widerstand führt, wenn Kräfte pro- 5 Erfindung.

gressiv zunehmender Größe aus irgendeiner Richtung In den F i g. 1 bis 4 der Zeichnung ist mit 10 ein

zur Einwirkung gelangen. Träger bezeichnet, der für die Zwecke der Anwen-

Die gestellte Aufgabe wird durch eine Vorrichtung dung der Vorrichtung nach der Erfindung an einem gelöst, die erfindungsgemäß gekennzeichnet ist durch feststehenden oder beweglichen Teil befestigt sein zwei miteinander verbundene Körper, deren Ring- io kann. Die Belastung ist mit der Bezugsziffer 12 beachsen senkrecht aufeinanderstehen, und die im nicht zeichnet und soll in unmittelbarer Verbindung mit belasteten Zustand in an sich bekannter Weise prak- einer Platte 13 zur Auswirkung kommen. Die Betisch rechteckförmige Gestalt haben und in an sich lastung 12 kann eine solche sein, die Schwingungen bekannter Weise Nuten oder Kerben in ihren Ecken oder Stoßbewegungen hervorruft, die von dem Träger aufweisen, die parallel zur Ringachse verlaufen und 15 10 isoliert werden sollen; die Belastung 12 kann aber sich bei Druckbelastung schließen. auch ein empfindliches Meßgerät sein, dessen Wir-

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Vor- kung oder Lebensdauer nachteilig durch Stöße und richtung nach der Erfindung ist die Anordnung so Schwingbewegungen beeinflußt werden kann, die von getroffen, daß die miteinander verbundenen ringfor- dem Träger 10 herrühren oder über den Träger 10 migen Körper aus einem einzigen Rohling mit zwei 20 übertragen werden. Die Vorrichtung nach der Ergekreuzten Armen, die sich von einem mittleren Teil findung ist als Ganzes mit 14 bezeichnet und besteht aus erstrecken, hergestellt sind. im wesentlichen aus einem ringförmigen Körper 16

Im unbelasteten Zustand der Vorrichtung nach der aus einem praktisch flachen Streifen oder einem Band Erfindung ist die effektive Wandstärke gleich der aus elastomerem Material, dessen Enden zur Über-Strecke vom Nutengrund bis zur äußeren Oberfläche as lappung miteinander gebracht sind und aneinander des ringförmigen Körpers, d. h., die Wandstärke ist anstoßen, und ferner aus einem ringförmigen Körper nur halb so groß wie im Falle der Belastung. 18 aus dem identisch gleichen oder ähnlichen Mate-

Der Vorteil der Vorrichtung nach der Erfindung rial und mit ähnlicher Konfiguration. Die Achsen der besteht also darin, daß sich die Nuten oder Kerben ringförmigen Körper 16 und 18 verlaufen annähernd bei vertikaler Belastung sofort schließen. Auf diese 30 rechtwinklig zueinander und liegen in praktisch par-Weise wird die effektive Wandstärke gegen weitere allel zueinander verlaufenden horizontalen Ebenen. Belastung und Verbiegung auf den Betrag der vollen Im Interesse einer einfachen Darstellung des Aufbaus Wandstärke, d. h. auf den doppelten Betrag erhöht. der neuen Vorrichtung erstreckt sich in F i g. 1 die

Die Vorrichtung bleibt aber nach wie vor eine Achse des ringförmigen Körpers 16 vertikal aus der federnde Abstützung mit ringförmigen Körpern, die 35 Zeichenebene, während die Achse des ringförmigen einer weiteren Zusammendrückung Widerstand Körpers 18 in einer horizontalen Ebene parallel zur leisten, obwohl sie nicht so aufgebaut ist, daß sie sich Zeichenebene liegt.

unter der Belastung, für die sie berechnet ist, voll- Die ringförmigen Körper 16 und 18 sind Rücken

kommen schließt. an Rücken miteinander verbunden oder können auch

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dar- 40 aus einem einzigen Stück bestehen, wie dies weiter gestellt. Es zeigt unten noch beschrieben ist. Die ringförmigen Körper

F i g. 1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zur 16 und 18 können symmetrisch angeordnet sein, d. h. Isolation gegen Stöße und Erschütterungen nach der rechtwinklig zueinander verlaufen und identisch di-Erfindung; die Vorrichtung ist hier so gezeichnet, mensioniert sein, um praktisch in seitlichen Richtundaß sie sich zwischen einer Unterlage und einer Last 45 gen gleiche Widerstände entgegenzusetzen, befindet, und zwar in einer Stellung, welche für den Man kann jedes beliebige Befestigungselement be-

FaIl der statischen Belastung gilt, nutzen, um die erfindungsgemäße Vorrichtung 14 an

F i g. 2 die Ansicht eines Vertikalschnitts durch den Bauteilen zu befestigen, zwischen denen eine F i g. 1, jedoch in einer Stellung der Vorrichtung, Isolation herbeigeführt werden soll. Wie man besonwelche sie unter einer vertikalen Belastung einnimmt, 50 ders deutlich aus F i g. 2 ersieht, kann der ringförmige die wesentlich über der statischen Belastung liegt, Körper 16 beispielsweise eine Ausnehmung 20 auf-

F i g. 3 eine der F i g. 1 ähnliche Ansicht, in der die weisen, in der eine Unterlegscheibe aus Metall oder Vorrichtung sich in einer Stellung befindet, die sie ein kappenförmiger Körper 22 mit einem ringförmiunter einer Belastung einnimmt, die in einer solchen gen Flansch 24 und einer mittleren Öffnung (ohne Richtung angreift, daß eine seitliche Verschiebung 55 Bezugszeichen) untergebracht ist, die zur Aufnahme zwischen den Bauteilen in Erscheinung tritt, an denen einer Befestigungsvorrichtung, beispielsweise eines die Vorrichtung befestigt ist, Bolzens 26, dient, der öffnungen (ohne Bezugs-

F i g. 4 die Ansicht eines senkrechten Querschnitts zeichen) in dem ringförmigen Körper 16 und in der ähnlich der F i g. 2, jedoch für eine abgeänderte Aus- Unterlage 10 durchsetzt. Eine Schraubenmutter 28 ist führungsform der Vorrichtung nach der Erfindung, 60 auf den Bolzen 26 aufgeschraubt, um den unteren

F i g. 5 eine der F i g. 1 ähnliche Ansicht einer Umfangsteil des ringförmigen Körpers 16 gegen den weiteren Ausführungsform der Vorrichtung nach der Träger 10 zu drücken. Auf ähnliche Weise kann der Erfindung, ringförmige Körper 18 mit einer Ausnehmung 30 ver-

F i g. 6 eine Draufsicht auf einen Rohling, aus sehen sein, und es kann eine Kappe 32 mit einem welchem die Vorrichtung zur Isolation gegen Stöße 65 ringförmigen Flansch 34 und einem Bolzen 36 und und Erschütterungen nach F i g. 1 hergestellt ist, einer Mutter 38 vorgesehen sein, um den ringförmigen

F i g. 7 und 8 je eine Ansicht eines Vertikalschnitts Körper gegen die Platte 13 der Belastung 12 zu nach Linie 7-7 bzw. 8-8 der F i g. 6 und drücken.

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Die ringförmigen Körper 16 und 18 tragen jeweils gestellt. Die Anordnung nach F i g. 4 unterscheidet eine Anzahl von Nuten, die im Querschnitt praktisch sich von der Anordnung nach F i g. 2 wesentlich da-V-förmig sind und in das elastomere Material ein- durch, daß eine Druckfeder 160 im Innern der Vorgefräst sind und sich in der Längsrichtung im großen richtung 14 angeordnet ist. Die einander gegenüber- und ganzen parallel zu der Achse des ringförmigen 5 liegenden Enden der Wendelfeder 160 ruhen in Me-Körpers erstrecken. Die divergierenden Wände dieser tallkappen 22 bzw. 32. Der Durchmesser der Wen-Nuten öffnen sich in den inneren Bereich eines jeden delfeder 160 ist so gewählt, daß sie sich in die Kapringförmigen Körpers hinein, und der Scheitel einer pen mit dem äußeren Umfang der Endteile an die jeden Nut geht bis zu einem bestimmten Abstand Flansche 24 bzw. 34 einfügt. Die Feder 160 ist so von dem äußeren Umfang des ringförmigen Körpers io dimensioniert und mit solcher Vorspannung in die und endet dort. Die Wirkung dieser Gestaltung be- Vorrichtung 14 eingebaut, daß sie einen merklichen steht darin, daß eine Anzahl relativ dünner Zonen Teil der statischen Belastung aufnimmt, für welche entsteht, die sich leichter biegen lassen als die übrigen die gesamte Einheit ausgelegt ist. Das Zusammenwirdickeren Teile eines jeden ringförmigen Körpers. Wie ken zwischen der Feder 160 und der elastomeren man aus den F i g. 1 und 10 besonders deutlich er- 15 Vorrichtung 14 ist so kombiniert, daß die elastomere sieht, weist der ringförmige Körper 16 vier Nuten Vorrichtung 14 bei statischer Belastung in vertikaler 40, 42, 44 und 46 auf, während der ringförmige Kör- Richtung praktisch in die gleiche Lage gerät wie dies per 18 mit vier Nuten 48, 50, 52 und 54 versehen ist bei der Ausführungsform nach F i g. 1 der Fall ist. und die Nuten so im Abstand voneinander angeord- Mit anderen Worten, für eine bestimmte vorausnet sind, daß sie in den innenliegenden Ecken des ao berechnete statische Belastung ist die elastomere Vorpraktisch rechteckförmigen Körpers eines jeden ring- richtung in der Kombination gemäß F i g. 4 normalerförmigen Körpers 16 oder 18 liegen. Sind die ring- weise nachgiebiger, d. h., sie weist gegenüber einem förmigen Körper aus flachen Streifen oder aus einem vertikal gerichteten Druck im Vergleich zu einer Vorkreuzförmigen Rohling hergestellt, wie im folgenden richtung 14, die nach der Anordnung von F i g. 1 noch näher erläutert wird, dann ergibt sich die recht- 25 allein wirksam werden soll, weniger Widerstandseckige Form, sobald das Material nach dem Zusam- fähigkeit auf.

menbau in die endgültige Stellung gebracht ist, aus Die Kombination einer elastomeren Vorrichtung

der relativ größeren Biegungsfähigkeit der dünnen 14 mit einer Feder 160 gemäß F i g. 4 verhält sich

Wandteile in der Nähe einer jeden Nut. Sind die gegenüber einer dynamischen Belastung genauso wie

ringförmigen Körper dagegen von Anfang an in ge- 30 die Anordnung nach Fig. 1 bis 3. Die Feder 160

schlossener Form gegossen, dann kann man die recht- zeigt ein inhärentes lineares Ansprechen gegenüber

eckförmige Gestalt durch geeignete Formgebung der Verbiegungen als Folge von Stößen oder Schwin-

Ausnehmungen erzielen. gungsbeanspruchungen und trägt zu der effektiven

Die eben erörterte rechteckförmige Form läßt vier Isolation derartiger Belastungen in der Weise bei, wie

Wandteile entstehen, die an den Stellen der Nuten 35 sie sich im allgemeinen aus dem Gebrauch von Wen-

gewissermaßen gelenkig miteinander verbunden sind. delfedern ergibt. Die elastomere Vorrichtung 14 da-

Dieser Sachverhalt ist nicht von kritischer Bedeutung, gegen zeigt ein nichtlineares Ansprechen und bietet

bietet aber den Vorteil erhöhter Stabilität und außer- einen relativ geringen Widerstand gegenüber Verbie-

dem den Vorteil eines kleineren Profils über quadra- gungen geringen Grades aus der vorberechneten

tische oder kreisförmige Formen, die das gleiche 4° statischen Stellung heraus, zeigt aber einen progressiv

aktive Volumen des elastomeren Materials enthalten. zunehmenden Widerstand gegen Formänderungen

In den F i g. 1 bis 4 ist die Anordnung jeweils so größerer Amplitude in jeder beliebigen Richtung. Das getroffen, daß sich die Seitenwände 56 und 58 des dynamische Gesamtansprechen der Kombination aus ringförmigen Körpers 16 unter veränderlichen Last- Wendelfeder 160 und elastomerer Vorrichtung 14 ist bedingungen nach außen ausbeulen. Die ringförmigen 45 nichtlinear und bietet somit die Vorteile, die der ErKörper 16 und 18 werden so geformt, daß sich diese findungsgegenstand mit sich bringt.
Seitenwände ohne Belastung nicht nach außen biegen, Durch Abstimmung der Federkonstanten der Wenum mit Sicherheit zu erreichen, daß sie sich erst dann delfeder 160 mit den charakteristischen Eigenschaften weiter nach außen ausbeulen, wenn statische oder dy- der elastomeren Vorrichtung 14 in der Kombination namische Belastungen aus irgendeiner beliebigen 50 gemäß F i g. 4, die nach bekannten Grundsätzen zu Richtung zur Einwirkung kommen. Wie F i g. 5 zeigt, erfolgen hat, kann das Gesamtansprechen der Kombikönnen die Seitenwände aber auch bei einer abgeän- nation den speziellen Erfordernissen einer bestimmderten Ausführungsform der elastomeren Vorrichtung ten Installation sehr exakt angepaßt werden. Das An-14 so gestaltet sein, daß sich bei der berechneten sprechen der Kombination gegenüber Schwingungen statischen Belastung doch praktisch eine vertikale 55 ^{in de}m Frequenzbereich, der sich bei normalem Be-Lage ergibt, aus der es sich nach außen ausbeult, trieb ergibt, ist abhängig von dem Zusammenhang wenn in vertikaler Richtung eine Belastung angreift. zwischen der Größe der Feder 160 und der Größe Die Seitenwände 156 und 158 des ringförmigen Kör- der Vorrichtung 14, wenn sich letztere in Stellungen pers 116 sind in F i g. 5 in der Lage gezeichnet, die befindet, in denen mindestens einige der V-förmigen sie einnehmen, wenn sie hierbei vertikal verlaufen. 60 Nuten 40 bis 54 in einer Stellung befinden, daß sie Im folgenden sollen noch weitere Methoden der Ge- nicht geschlossen bleiben. Das Gesamtansprechen der staltung der elastomeren Vorrichtung 14 bzw. 114 im Kombination gegenüber Stoßbeanspruchungen hängt einzelnen näher beschrieben werden. in erster Linie von den nichtlinearen Eigenschaften

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist die der elastomeren Vorrichtung 14 ab, wenn diese in

elastomere Vorrichtung 14, welche die gleiche Form 65 eine Stellung verschoben worden ist, in welcher einige

und den gleichen Aufbau wie in den F i g. 1 bis 3 oder sämtliche Nuten 40 bis 54 geschlossen sind,

haben kann, fest an einem Träger montiert und als Eine ganz besonders wichtige Wirkung der Feder unter dem Einfluß einer Belastung 12 stehend dar- 160 in der kombinierten Anordnung nach Fig. 4 er-

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gibt sich aus der Tatsache, daß eine Wendelfeder aus Dicke der Wände festgelegt werden, aus denen sie Metall im allgemeinen eine beträchtlich geringere Nei- herausgefräst werden. Dabei ergeben tiefere Nuten in

gung zeigt, eine permanente Einstellung bei konti- einer Wandung bestimmter Dicke dünnere Wandteile

nuierlicher statischer Belastung einzunehmen, als als in der Nähe des Bodens oder der Scheitel der viele elastomere Stoffe, die für die Herstellung solcher 5 Nuten in unmittelbarer Nachbarschaft der Nuten geVorrichtungen wie die Vorrichtung 14 im Handel zu ringerer Tiefe in den gleichen Seitenwänden. Die

haben sind. Legt man also die Kombination nach Federkraft und der wirksame Bereich dieser Kraft der

F i g. 4 so aus, daß die Feder 160 eine wesentliche elastomeren Vorrichtungen 14 oder 114, wenn einige

Rolle bei der Herbeiführung des Ausmaßes der Ver- oder sämtliche Nuten 40 bis 54 geschlossen sind,

biegung der Kombination unter der beabsichtigten io kann durch Wahl der Wandstärke für die Seitenwände

statischen Belastung spielt, dann wird die Neigung der ringförmigen Körper festgelegt werden. Beispielsder Kombination, sich nach und nach in eine Stellung, weise ist die Dicke der Seitenwände 56 und 58 des

größerer Verbiegung zu verlagern, beträchtlich ver- ringförmigen Körpers 16 in den F i g. l_t 2, und 3 so

ringert. gewählt, daß sich eine größere Widerstandsfähigkeit

Die grundsätzlichen Wirkungen der elastomeren 15 gegenüber einer Durchfederung in den Richtungen Vorrichtungen 14 und 114 sind praktisch die gleichen, ergibt, in denen die Vorrichtung 14 bei den Ausunabhängig davon, ob sie allein zur Wirkung korn- führungsformen nach Fig. 2 und 3 verformt men, wie dies bei den Ausführungsformen nach worden ist.

Fi g. 1, 2, 3 und 5 der Fall ist, oder in Kombination Aus den F i g. 1 und 2 ersieht man ferner, daß

mit einer Schraubenfeder oder einer anderen zusatz- 20 beim Anlegen einer genau senkrecht verlaufenden

liehen Vorrichtung, wie dies bei Fig. 4 der Fall ist. Belastung nach unten auf den Träger 10 sämtliche

Betrachtet man z. B. die Ausführungsform nach Nuten 40 bis 54 in beiden ringförmigen Körpern 16

Fig. 1, bei welcher die elastomere Vorrichtung 14 und 18 nach und nach in die geschlossene Stellung

sich unter einer statischen Belastung befindet, dann gelangen. Die Nuten 40 bis 54 können so dimensio-

sieht man sofort, daß die Nuten 40, 42, 44 und 46, 25 niert sein, daß sie sich je nach Bedarf gleichzeitig

aber auch die Nuten 48, 50 sowie 52 und 54, die sich oder nacheinander schließen. Befinden sie sich im

in dem ringförmigen Körper 18 befinden, in dieser geschlossenen Zustand, wie er in F i g. 2 gezeichnet

Figur allerdings nicht zu sehen sind, nicht geschlossen ist, dann wird jede weitere nach unten gerichtete

sind. Hieraus ergibt sich, daß eine Verschiebung in- Durchfederung der gesamten Länge beider ringförmi-

folge einer dynamischen Belastung, die eine Schwin- 30 ger Körper 16 und 18 durch die volle Wandstärke der

gung oder ein Stoß sein kann, und eine Durchfederung elastomeren Wände aufgenommen. Unter diesen Be-

zwischen dem Träger 10 und der Belastung 12 in dingungen erfolgt daher eine relativ große Zunahme

irgendeiner Richtung und in relativ kleinem Ausmaß der Widerstandskraft gegen eine weitere Verformung,

herbeizuführen sucht, dadurch nachgiebig aufgenom- Die häufigsten Stoßbelastungen und Schwing-

men wird, daß sich die verhältnismäßig dünnen 35 belasrungen treten in willkürlichen Richtungen auf.

Wandteile der ringförmigen Körper 16 und 18, die Die häufigere Art der Verschiebung der elastomeren

sich in der Nähe des Nutengrundes befinden, ver- Vorrichtung wird infolgedessen die in F i g. 3 ge-

biegen. Das gewünschte Ausmaß der Verbiegungen, zeigte sein, die sich aus der Einwirkung einer oder

durch welches das Ansprechen der elastomeren Vor- mehrerer Kräfte ergibt, deren Komponenten auf verti-

richtungen 14 oder 114 relativ klein und unbedeutend 4° kalen und horizontalen Achsen liegen. Infolgedessen

bleibt, kann durch entsprechende Wahl des Winkels schließen sich nur einige Nuten 40 bis 54 unter Stoß-

zwischen den schrägen Flächen der Nuten 40 bis 54 belastung, während andere Nuten sich in eine weiter

festgelegt werden. Die Einwirkung zusätzlicher Kräfte, geöffnete Stellung begeben. Wie man jedoch aus

beispielsweise von Stoßbelastungen, bewirkt ein F i g. 3 ersieht, bringen die geschlossenen Nuten 42

Schließen aller oder einiger Nuten, wie dies in den 45 und 46 die gesamte Wandstärke der betreffenden

Fig. 2 und 3 zur Darstellung gebracht ist, so daß in Seitenwände zur Wirkung, wobei deren Widerstand,

Rückwirkung auf weiter zunehmende Belastungen ein der sich gegen eine weitere Durchfederung in der

wesentlich größeres Volumen elastomeren Materials gleichen Richtung entwickelt, rasch zunimmt,

verformt werden muß. Wie man ohne weiteres sieht, Wie oben bereits erwähnt, kann man die elastomere

erfolgt die Schließung einiger oder sämtlicher Nuten 5° Vorrichtung 14 und auch die elastomere Vorrichtung

40 bis 54 bei kleinen Winkeln früher und bei größe- 114 gemäß F i g. 5 auf fast jede beliebige Weise aus

ren Winkeln zwischen den schräg verlaufenden einem geeigneten elastomeren Material herstellen. Die

Seitenflächen der Nuten später. ringförmigen Körper 16 und 18 können getrennt von-

Die Nuten 40 bis 54 brauchen nicht notwendiger- einander geformt und entweder mit einem Klebstoff weise die bevorzugte V-förmige Querschnittsform zu 55 oder durch eine mechanische Haltevorrichtung mithaben, um die gewünschte Wirkung zu erzielen. Das einander verbunden werden. Die ringförmigen Körheißt, die Scheitel der Nuten können etwas abgerun- per können aber auch als Ganzes zusammen herdet sein oder auch so stark gerundet sein, daß die gestellt werden, indem sie mehr oder weniger in ihre Nuten die Form eines Schlüssellochs bekommen. Die endgültige Konfiguration geformt und gegossen wer-Seitenwände der Nuten können auch parallel ver- 60 den oder durch Stanzen oder Formen aus einem laufen, so daß sich eine rechteckige Querschnittsform ebenen oder kreuzförmigen Rohling geformt werden, ergibt, und der Abstand zwischen den Seitenwänden Die Nuten 40 bis 54 sowie die verschiedenen öffkann so gewählt werden, daß man den gewünschten nungen od. dgl., die an sich erforderlich sind, können seitlichen Ablauf der Schließung der Nut erhält. bei dem Formgebungsvorgang gestaltet oder aber je

Die Federkraft der elastomeren Vorrichtung 14 ⁶5 nach Bedarf maschinell oder durch Stanzvorgänge bzw. 114 innerhalb des Bereiches der Durchführun- hergestellt werden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß, gen relativ kleiner Amplitude kann durch Auswahl vom Standpunkt der Wirtschaftlichkeit und Einfacheiner entsprechenden Tiefe der Nuten relativ zur heit der Herstellung aus, der einfachste Weg darin

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besteht, einen kreuzförmigen Rohling aus elasto- werden. Die einander gegenüberliegenden Enden des merem Material in Formen herzustellen, die solche Armes, der sich in F i g. 6 in vertikaler Richtung er-Umrißlinien haben, daß sämtliche Nuten, Rillen, streckt, werden nach oben und aufeinander zu geLöcher und andere Konfigurationen für jede beliebige bogen, wobei der Lappen 74 die Außenfläche des Vorrichtung nach der Erfindung leicht hergestellt 5 Lappens 72 überdeckt. Auch diese Lappen werden in werden können. In sämtlichen Fällen, bei denen ein der oben beschriebenen Weise auf irgendeine Art mit- oder mehrere Rohlinge verwendet werden können, einander verbunden.

wird die Vorrichtung 14 oder 114 aufgerichtet und Bei einer nicht dargestellten abgeänderten Ausfühzusammengefügt, und die aufgerichtete Konstruktion rungsform des Erfindungsgegenstandes können die kann entweder weiterbehandelt werden oder einer io Lappen 65 und 66 und/oder die Lappen 72 und 74 Wärmeeinwirkung unterworfen werden, es kann aber nach außen gefaltet werden, um ein oder mehrere gegebenenfalls auch jede weitere Behandlung fort- U-förmige Stücke zu bilden. Dann sind allerdings gefallen, trennte Bolzen 26 erforderlich, um die Lappen an den

In den F i g. 6, 7 und 8 hat die elastomere Vor- Träger 10 und den Belastungsteil 12 anzuschließen, richtung 14 die Form eines Rohlings, der aus einem 15 Der aufgerichtete Rohling bzw. die elastomere Vorelastomeren Material herausgeschnitten worden ist. richtung wird einer Nachbehandlung oder einer Der Rohling besteht aus zwei gekreuzten Armen, die Wärmebehandlung unterworfen, die dem speziellen sich von einem mittleren Teil aus erstrecken, der elastomeren Material, aus dem es geformt ist, anseinerseits ein fester Körper sein kann oder auch eine gepaßt sein muß. Der aufgerichtete Rohling wird zentrale kreisförmige Öffnung 64 ausreichenden 20 dann in einer Stellung festgehalten, die praktisch der Durchmessers zur Aufnahme einer Metallfeder 160 Stellung entspricht, die er unter seiner statischen od. dgl. haben kann, für den Fall, daß, wie für die Nennbelastung einnimmt. Man erreicht dadurch, daß Ausführangsform nach F i g. 4, eine solche Feder be- man den aufgerichteten Rohling zwischen horizontal nötigt wird. Der Arm, der in F i g. 6 waagerecht ver- zueinander verlaufende obere und untere Platten läuft und in F i g. 8 im Schnitt dargestellt ist, ist der- 25 (nicht dargestellt) bringt, die in vertikaler Richtung jenige Teil des Rohlings, der den unteren ringf örmi- einen Abstand voneinander haben, welcher der totalen gen Körper 16 in F i g. 1 bildet. Infolgedessen hat Höhe der elastomeren Vorrichtung 14 gleich ist, wenn dieser Arm die V-förmigen Nuten 40, 42, 44 und 46. sich dieses unter dem Einfluß der statischen Nenn-Ebenso ersieht man aus F i g. 8, daß konkave Flächen belastung befindet. Die im Abstand voneinander an-57 bzw. 59 in den Teilen des Rohlings vorhanden 30 geordneten Lappen können einen Teil einer C-förmisind, welche die sich ausbauchenden Seitenwände 56 gen Klammer bilden, um einen oder mehrere auf- und 58 in dem aufgerichteten Rohling bilden sollen. gerichtete Rohlinge während der Behandlung halten Die Konkavitität dieser Flächen ist so gewählt, daß zu können. Während eine Nachbehandlung oder die Seitenwände 56 und 58 bei aufgerichtetem Roh- Wärmebehandlung nicht bei allen Arten elastomerer ling entsprechende effektive Wandstärken haben und 35 Materialien erforderlich ist, die in der Praxis beim die ausgebauchten Formen annehmen, die aus den Erfindungsgegenstand Anwendung finden, ist sie doch F i g. 1 und 2 zu ersehen sind. Außerdem sind in die- bei Polyurethan, welches sich für den Erfindungssem Arm halbkreisförmige Ausnehmungen 230 und gegenstand im Hinblick auf seine bekannten Eigen- 330 geformt, die beim Hochbiegen des Rohlings die schäften der Temperaturunempfindlichkeit innerhalb Ausnehmung bzw. den Sitz 20 bilden, wie aus F i g. 2 40 weiter Temperaturgrenzen, seiner Dichtigkeit, seiner zu ersehen ist. Die gegenüberliegenden Enden dieses Beständigkeit und seiner Abnutzungsfestigkeit beson-Armes laufen in entsprechende Lappen 65 und 66 ders gut eignet, besonders erwünscht,
aus, die sich gemäß F i g. 1 überlappen, um den Die elastomere Vorrichtung 114 in F i g. 5 kann Boden der Vorrichtung 14 zu bilden. Die Lappen 65 aus einem Rohling aufgebaut sein, der ähnlich dem und 66 haben Öffnungen 68 und 70, die in den 45 Rohling für die elastomere Vorrichtung 14 ist. In F i g. 1 und 2 keine Bezugsziffern tragen und zur diesem besonderen Fall brauchen die Teile des Roh-Aufnahme des Befestigungsbolzens 26 dienen. Hngs, welche die Wände am Ende der ringförmigen

Der Arm des Rohlings, der sich in F i g. 6 nach Körper 116 und 118 bilden, keine konkaven Innenoben erstreckt und in F i g. 7 dargestellt ist, ist der- flächen entsprechend den Flächen 57,59, 61 und 63 jenige, der den oberen ringförmigen Körper 18 der 5° in F i g. 8 aufzuweisen, weil bei dieser Ausführungselastomeren Vorrichtung 14 bildet. Dieser Arm trägt form des Erfindungsgegenstandes die Endwände unter die V-förmigen Nuten 48, 50, 52 und 54, die halb- der statischen Nennbelastung praktisch senkrecht kreisförmigen Ausnehmungen 230 und 330 und stehen. Im übrigen kann der Rohling identisch dem außerdem die konkaven Flächen 61 und 63, die Lap- Rohling in F i g. 6 sein. Der Vorgang des Aufrichtens pen 72 und 74 und die Bohrungen 76 und 78. Die 55 ist der gleiche. Für den Fall, daß eine Nachbehand-Gegebenheiten sind also identisch mit den Merkmalen lung oder Wärmebehandlung beabsichtigt ist, setzt des Armes, der sich in F i g. 6 in horizontaler Rieh- man den fertig zusammengebauten Rohling in vertitung erstreckt. kaier Richtung unter Druck, bis in seine Stellung für

Der in den F i g. 6, 7 und 8 wiedergegebene Roh- die statische Belastung, benutzt aber noch zusätzliche ling wird in die in den F i g. 9 und 10 dargestellte 60 Druckplatten oder Druckblöcke mit vertikalen Flä-Lage dadurch aufgerichtet, daß die einander gegen- chen, die seitlich gegen die einander gegenüberstehenüberliegenden Enden des Armes, der sich in F i g. 6 den Endflächen sowohl des unteren ringförmigen in horizontaler Richtung erstreckt, nach unten gebo- Körpers 116 als auch des oberen ringförmigen Körgen und aufeinander zu bewegt werden. Dabei wird pers 118 gedrückt werden, um die ringförmigen Körder Lappen 66 von der Außenfläche des Lappens 65 65 per während der Nachbehandlung oder Wärmeüberdeckt. Beide Lappen können in der überlappten behandlung in praktisch vertikaler Stellung zu halten. Lage mit Hilfe eines Klebstoffs oder mit Klammern Obwohl also die Vorrichtung 14 nachbehandelt oder anderen Befestigungsmitteln aneinander befestigt werden kann, muß das elastomere Material doch

nicht so weitgehend behandelt werden, daß es die dargestellte geometrische Form dauernd behält. Im allgemeinen neigt das elastomere Material mehr oder weniger dazu, in seine anfängliche flache Form zurückzufedern. Infolgedessen haben die ringförmigen Körper 16 und 18 im allgemeinen eine mehr ovale als rechteckige Form. Die in F i g. 1 gekennzeichnete Form ergibt sich beispielsweise, wenn die Befestigungsteile 26, 28 und 36, 38 angebracht sind, um die zusammengesetzte Einheit an dem Träger 10 an der Belastung 12 zu befestigen.

Wie oben bereits erwähnt, können die elastomeren Vorrichtungen einen einzigen ringförmigen Körper bilden, wie beispielsweise der ringförmige Körper 16. In diesem Fall arbeitet die Vorrichtung zur Isolation von Stoßen und Schwingungen aus fast jeder beliebigen Richtung mit guter Wirkung. Die Wirkung würde allerdings eine ganz andere sein, in Verbindung mit denjenigen Komponenten der Kräfte, die parallel zur Länge der Nuten 40,42,44 und 46 verlaufen. In allen den Fällen, in denen praktisch gleiche Wirksamkeit in allen Richtungen erwünscht ist, werden zwei identisch gleiche doppelbügelförmige ringförmige Körper, beispielsweise die ringförmigen Körper 16 und 18, bevorzugt, und die Nuten sind in diesem Fall recht- _a5 winklig zueinander angeordnet, wie dies oben bereits erwähnt worden ist. Bei einer solchen Anordnung weist der ringförmige Körper 18 seine größte seitliche Nachgiebigkeit in den Richtungen auf, in denen der ringförmige Körper 16 seine geringste Durchfederung aufweist, und umgekehrt. Ungleiche Elastizität längs der vielen Achsen in der horizontalen Ebene kann man im Bedarfsfall durch Verwendung nicht identischer ringförmiger Körper oder durch Anordnung von zwei ringförmigen Körpern in asymmetrischer Ausrichtung erzielen. Nicht identische ringförmige Körper können sich beispielsweise in der Wandstärke, der Nutentiefe, der Gesamtabmessungen oder in Kombinationen dieser Faktoren voneinander unterscheiden.

Die federnde elastomere Vorrichtung bietet insofern noch einen zusätzlichen Vorteil, als sie auf negative Belastungen nichtlinear anspricht, so daß sich ein rasch zunehmender Widerstand gegenüber Verbiegungen mit zunehmender Amplitude darbietet, die dazu neigen, die beiden Körper 10 und 12 voneinander zu trennen, wie dies die Fi g. 1 zeigt. Eine Kraft, welche die Belastung 12 nach oben und von dem Träger 10 wegdrückt, wirkt also in dem Sinne, daß sie die Seitenwände der ringförmigen Körper 16 und 18 einer Zugbeanspruchung aussetzt und hierauf den Boden des ringförmigen Körpers 16 nach oben und die obere Wandung des ringförmigen Körpers 18 nach unten biegt. Da die letztgenannten Wände aber relativ dick und steif sind, stellen sie einer Verbiegung einen sehr großen Widerstand entgegen und verhindern tatsächlich nach oben gerichtete Verschiebungen unerwünscht großer Amplitude bei starken negativen Stoßbelastungen. Eine Folge dieses besonderen Merkmals des Erfindungsgegenstandes ist, daß es in vielen Fällen nicht erforderlich ist, zusätzliche Begrenzungsvorrichtungen für extrem große negative Abbiegungen vorzusehen. Ähnliche Folgen hat die Empfindlichkeit der elastomeren Vorrichtung bei Beanspruchung nach unten und zur Seite, so daß auch in vielen Fällen extrem großer Stoßbeanspruchungen in diesen Richtungen zusätzliche Begrenzungsvorrichtungen nicht erforderlich sind.

Diese Wirkung der Selbstbegrenzung der elastomeren Vorrichtung und der weite Bereich der möglichen Verschiebungen in einer Einheit mit vorgegebenen Abmessungen ermöglichen es, wertvolle Geräte auf einfache und wirtschaftliche Weise zu schützen.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Isolation gegen Stöße und Erschütterungen mit hintereinandergeschalteten ringförmigen, quer zur Ringachse druckbelasteten federnden Körpern aus elastomerem Material, gekennzeichnet durch zwei miteinander verbundene Körper (16,18), deren Ringachsen senkrecht aufeinanderstellen, und die im nicht belasteten Zustand in an sich bekannter Weise praktisch rechteckförmige Gestalt haben und in an sich bekannter Weise Nuten (40, 42, 44, 46) in ihren Ecken aufweisen, die parallel zur Ringachse verlaufen und sich bei Druckbelastung schließen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander verbundenen ringförmigen Körper aus einem einzigen Rohling (14) mit zwei gekreuzten Armen, die sich von einem mittleren Teil aus erstrecken, hergestellt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschriften Nr. 337 369,
374 512;

britische Patentschriften Nr. 493 899, 885 154;
USA.-PatentschriftNr. 2 154 586.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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