DE19701178A1 - Lagerring - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Lagerring, insbesondere für den
Maschinen- und Fahrzeugbau, mit einer inneren und einer äußeren
Lagerschale, die mit radialem Abstand zueinander angeordnet sind
und in deren so gebildetem Zwischenraum ein die beiden Lager
schalen drehfest verbindendes Element angeordnet ist. Solche
Lagerringe werden auf allen Gebieten des allgemeinen Maschinen
baus als Konstruktionselemente eingesetzt, insbesondere in
Verbindung mit Kurbel- oder Nockentrieben, die mit einer
Pleuelstange arbeiten und bei denen eine Rotationsbewegung in
eine Translationsbewegung umgewandelt wird oder umgekehrt. Die
über einen solchen Lagerring kraft- und wirkungsmäßig verbun
denen Elemente können auch zu Schwingungen angeregt oder selbst
die Ursache von Schwingungen sein und daher zur Sekundärluft
schallabstrahlung neigen. Insbesondere im Fahrzeugbau werden die
dadurch auftretenden Geräusche als störend empfunden.
Im Getriebebau für Fahrzeuge ist es bekannt, in das Getriebe
beispielsweise eine Radialkolbenpumpe zu integrieren, die mit
einer Reihe radial zueinander angeordneter Kolbenzylinder
einheiten versehen ist. Die Kolbenzylindereinheiten werden über
einen Exzenter angetrieben, der bei seinem Umlauf nacheinander
die einzelnen Kolbenzylindereinheiten betätigt. Durch das
Aufschlagen zwischen Exzenter und Kolbenzylindereinheit tritt
ein unangenehmes Geräusch auf, welches über das Gehäuse des
Getriebes abgestrahlt wird. Man hat versucht, im Bereich des
Exzenters eine Schallentkopplung zu erreichen. Auf dem Exzenter
wird ein Lagerring angeordnet, der zwei radial beabstandete
Lagerschalen aufweist und bei dem der so gebildete Zwischenraum
zwischen den beiden Lagerschalen mit einer aushärtenden Kunst
stoffmasse gefüllt ist, die die beiden Lagerschalen drehfest
miteinander verbindet. Die beabsichtigte Schallentkopplung hat
sich jedoch nur als bedingt wirksam erwiesen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen
schwingungsgedämpften Lagerring mit hoher, definierter und an
den jeweiligen Einsatzfall anpaßbarer, betriebsunempfindlicher
Schwingungsabsorption zu schaffen, der eine wirksame Schallent
kopplung bereitstellt, so daß es damit möglich ist, die Weiter
leitung von Körperschall zu unterbinden und somit eine Schall
abstrahlung mechanisch in Verbindung stehender Teile, insbeson
dere Gehäuse, zu vermeiden bzw. erheblich zu reduzieren.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in einem
gattungsgemäßen Lagerring mit den kennzeichnenden Merkmalen des
Hauptanspruches.
Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, als das die beiden
Lagerschalen drehfest verbindendes Element ein Drahtgestrick
einzusetzen. Unter einem solchen Drahtgestrick wird ein maschen
bildendes Gewirk verstanden, das einen besonderen Schwingungs
tilger mit innerer Reibung darstellt, da sich der Metallfaden
des Drahtgestricks nicht nur wie auch bei einem Geflecht an
vielen Stellen berührt, so daß hier viele Reibungspunkte gebildet
sind, die die Eigenschaft haben, Schwingungsenergie in Reibung
zu verwandeln. Ein solches Drahtgestrick besteht aus einer
Vielzahl von Maschen, also angenähert kreisförmig verformten
Drähten, die bei einwirkenden Kräften eine leichtere Verformung
zulassen und damit eine höhere Elastizität im Vergleich zu einem
Geflecht oder Gewebe mit seinen gestreckt verlaufenden Drähten
ermöglichen. Ein solches Drahtgestrick kann somit mit erhöhten
definierten Eigenschaften hinsichtlich Reibung und Tilgung
eingesetzt werden. Es ist elastisch vorgespannt zwischen den
beiden Lagerringen eingebaut, so daß eine definierte Schwin
gungsabsorption durch Tilgung unter Ausnutzung der erhöhten
Elastizität des Gestricks eintritt. Das Drahtgestrick wird aus
Metalldraht, insbesondere aus Edelstahl, Aluminium, Kupfer,
Messing o. dgl. erstellt.
Das Drahtgestrick sollte als ein auf eine definierte Elastizität
verdichteter begrenzt elastischer Formkörper ausgebildet und in
den Zwischenraum zwischen den beiden Lagerschalen eingepreßt
sein. Die definierte Elastizität wird durch den Grad der
Verdichtung des Drahtgestricks festgelegt. Die Verdichtung ist
derart durchgeführt, daß das Drahtgestrick ein noch hinreichen
des Rückstellvermögen aufweist, welches einerseits ermöglicht,
daß die beiden Lagerschalen drehfest miteinander verbunden sind.
Andererseits wird durch die definierte begrenzte Elastizität die
Konzentrizität der Lagerschalen erreicht bzw. nach jeder exzen
trischen Belastung wiederhergestellt. Gerade diese begrenzte
reproduzierbare Bewegung der Lagerschalen zueinander führt zu
dem angestrebten Wirkmechanismus der Schwingungstilgung durch
innere Reibung im Drahtgestrick.
Das Drahtgestrick kann vorzugsweise ein maschenbildend gewirkter
Schlauch sein, der zunächst gewickelt und sodann zu dem Form
körper verpreßt ist. Der Einsatz des Drahtgestricks in Form
eines gewirkten Schlauches ist nicht nur herstellungstechnisch
vorteilhaft, sondern bietet auch Vorteile in der Anwendung,
indem offene Kanten vermieden werden können und die Maschen des
Gestricks jeweils an benachbarten Maschen gehalten sind. Ein
solcher Schlauch wird zunächst gewickelt, womit eine erste Stufe
der Verdichtung des Gewirks erreicht ist. Diese reicht jedoch
nicht aus, um die definierte Elastizität zu erreichen, die zur
drehfesten Verbindung erforderlich ist. An den Wickelvorgang
schließt sich deshalb als zweite Stufe ein Verpressungsvorgang
an, mit welchem die Maschen verformt und so ein Formkörper mit
neuen Eigenschaften geschaffen wird.
Ausgehend von einem Schlauch als Halbschlauch flachgefaltet,
kann das Drahtgestrick in Form des gewirkten Schlauches in
flachliegender Form mehrlagig aufgewickelt und nachfolgend
verpreßt sein. Das Drahtgestrick in Form des zusammengedrückten
Halbschlauches wird beispielsweise über einen Dorn mehrlagig
aufgewickelt und dann durch Druckanwendung in Richtung der
Wickel- bzw. Dornachse verpreßt. Hierbei entstehen besonders
dünnwandige Formkörper, die dann eingesetzt werden, wenn der
Zwischenraum zwischen den Lagerschalen nur eine vergleichsweise
geringe radiale Breite aufweist.
Andererseits ist es auch möglich, daß das Drahtgestrick in Form
des gewirkten Schlauches in Richtung seiner Längsachse aufge
rollt und nachfolgend verpreßt ist. Dabei wird der Schlauch
zunächst durch eine Rollbewegung in Richtung seiner Längsachse,
also vergleichsweise ähnlich wie beim Ausziehen eines Strumpfes,
jedoch in gezielter Rollbewegung, bewegt, so daß ein ringartiger
Zwischenkörper entsteht, an dem die Maschen in einer geordneten
Relativlage zueinander in Erscheinung treten. Der nach der
Verpressung entstehende Formkörper eignet sich insbesondere für
Zwischenräume zwischen Lagerschalen mit vergleichsweise größerer
radialer Breite.
Das Drahtgestrick sollte engmaschig ausgebildet sein. Insbeson
dere hat sich eine Ausbildung mit einer Maschenbreite von 2 bis
4 mm bewährt. Die Maschentiefe liegt in ähnlicher Größenordnung.
Das Drahtgestrick kann aus Edelstahldraht mit einem Durchmesser
von etwa 0,1 bis 0,4 mm bestehen. Aber auch andere Drahtdurch
messer sind denkbar. Durch entsprechende konstruktive Gestaltung
des Drahtdurchmessers und der Maschengröße können die Eigen
schaften des verdichteten Drahtgestricks beeinflußt werden.
In aller Regel genügt es, wenn das Drahtgestrick aus einen ein
fädigen Edelstahldraht gewirkt ist. Es ist aber auch möglich,
daß das Drahtgestrick aus mehrfädigem Edelstahldraht gewirkt
ist.
Der verdichtete, begrenzt elastische Formkörper wird insbeson
dere als einstückiger Formkörper im Zwischenraum zwischen den
Lagerschalen angeordnet, so daß das Drahtgestrick den gesamten
Zwischenraum zwischen den Lagerschalen ausfüllt.
Die erfindungsgemäße Lagerschale wird anhand eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels, welches in den Zeichnungen dargestellt
ist, weiter beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht des Lagerrings und
Fig. 2 einen Schnitt durch den Lagerring gemäß der Linie II-II
in Fig. 1.
In den Figuren ist ein Lagerring 1 dargestellt, der in konzen
trischer Anordnung zu einer gemeinsamen Achse 2 eine innere
Lagerschale 3 und eine äußere Lagerschale 4 aufweist. Die beiden
Lagerschalen 3 und 4 sind als metallene Ringe ausgebildet und
mit Abstand radial zur Achse 2 zueinander angeordnet. Der
Zwischenraum zwischen den beiden Lagerschalen 3 und 4 ist mit
einem Formkörper 5 aus einem verpreßten Drahtgestrick 6
gefüllt, welches in der verpreßten Form mit definierter Elasti
zität zwischen die beiden Lagerschalen 3 und 4 eingepreßt ist,
so daß die beiden Lagerschalen 3 und 4 drehfest miteinander
verbunden sind. Im Rahmen der Elastizität des eingepreßten
Formkörpers 5 aus verpreßtem Drahtgestrick 6 sind Bewegungen im
elastischen Bereich zwischen der äußeren Lagerschale 4 und der
inneren Lagerschale 3 möglich. Es versteht sich, daß diese
Bewegungen nur sehr kleine Hübe ausführen können und durch das
Rückstellvermögen des eingepreßten Formkörpers 5 und des verpreßten
Drahtgestricks 6 die Konzentrizität zur Achse 2 immer
wieder hergestellt wird. Mit dieser bewußt zugelassenen Bewegung
im Mikrobereich haben die Maschen des Drahtgestricks 6 bzw. der
die Maschen bildende Faden die Möglichkeit, immer wieder anein
ander zu reiben und infolge dieser inneren Reibung Schwingungs
energie in Reibung umzuwandeln. Durch diese Schwingungsabsorp
tion findet eine Körperschall-Entkupplung zwischen der inneren
Lagerschale 3 und der äußeren Lagerschale 4 statt.
1
Lagerring
2
Achse
3
innere Lagerschale
4
äußere Lagerschale
5
Formkörper
6
Drahtgestrick
Claims (10)
1. Lagerring (1), insbesondere für den Maschinen- und Fahrzeug
bau, mit einer inneren und einer äußeren Lagerschale (3, 4), die
mit radialem Abstand zueinander angeordnet sind und in deren so
gebildetem Zwischenraum ein die beiden Lagerschalen (3, 4)
drehfest verbindendes Element angeordnet ist, dadurch gekenn
zeichnet, daß als das die beiden Lagerschalen (3, 4) drehfest
verbindendes Element ein Drahtgestrick (6) vorgesehen ist.
2. Lagerring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Drahtgestrick (6) als ein auf eine definierte Elastizität
verdichteter begrenzt elastischer Formkörper (5) ausgebildet und
in den Zwischenraum zwischen den beiden Lagerschalen (3, 4)
eingepreßt ist.
3. Lagerring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
das Drahtgestrick (6) ein maschenbildend gewirkter Schlauch ist,
der zunächst gewickelt und sodann zu dem Formkörper (5) verpreßt
ist.
4. Lagerring nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das
Drahtgestrick (6) in Form des gewirkten Schlauches in flach
liegender Form mehrlagig aufgewickelt und nachfolgend verpreßt
ist.
5. Lagerring nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das
Drahtgestrick (6) in Form des gewirkten Schlauches in Richtung
seiner Längsachse aufgerollt und nachfolgend verpreßt ist.
6. Lagerring nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
das Drahtgestrick (6) engmaschig ausgebildet ist.
7. Lagerring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Drahtgestrick (6) aus Edelstahldraht mit einem Durchmesser von
etwa 0,1 bis 0,4 mm besteht.
8. Lagerring nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das
Drahtgestrick (6) aus einen einfädigen Edelstahldraht gewirkt
ist.
9. Lagerring nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das
Drahtgestrick (6) aus mehrfädigem Edelstahldraht gewirkt ist.
10. Lagerring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Drahtgestrick (6) den gesamten Zwischenraum zwischen den
Lagerschalen (3, 4) ausfüllend angeordnet ist.
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