DE1978055U

DE1978055U - Schwingungsisolierende, elastische lagerung von umlaufenden wellen.

Info

Publication number: DE1978055U
Application number: DEW39733U
Authority: DE
Inventors: Hermann Wager
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1967-05-09
Filing date: 1967-05-09
Publication date: 1968-02-01

Description

Gebrauchsmuster-Anmeldung

Die Erfindung betrifft eine schwingungsisolierende elastische Lagerung von umlaufenden Wellen, insbesondere für Wäsche-Zentrifugen mit horizontaler Achse, bei der zwischen der gelagerten Welle und dem äußeren, die Lagerung aufnehmenden Bauelement ein ringförmiges Zwischenteil aus gummiartigem Werkstoff angeordnet ist.

Bei Wäscheschleudern treten infolge ungleichmäßiger Verteilung des Schleudergutes radial gerichtete umlaufende Unwuchtkräfte auf, die periodisch umlaufende Schiebeschwingungen in der radialen Ebene sowie Drehschwingungen um die Quer- und Hochachse hervorrufen.

Es sind elastische Lagerungen zur Schwingungsisolierung für Wäschezentrifugen und Waschautomaten mit horizontaler Achse bekannt, bei denen das äußere Trommelgehäuse mittels elastischer Elemente auf einer Grundplatte befestigt oder in einem Gestell aufgehängt ist. Diese Lagerungen haben meist in den verschiedenen Freiheitsgraden sehr unterschiedliche Federkonstanten und daher mehrere Resonanzfrequenzen. Außerdem bilden sie meist gekoppelte Schwingungssysteme, bei denen für jede Erregerschwingung mehr als ein Resonanzgebiet auftritt.

Es sind auch elastische Wellenlagerungen in Kraftwagen bekannt, bei denen die Welle mittels mehrerer Einzelelemente an einem Querträger des Fahrzeugchassis aufgehängt ist. Die Unwuchtkräfte der Welle rufen umlaufende Schwingungen in radialer Richtung hervor, deren Frequenz gleich der Drehzahl ist. Auch bei diesen Wellenlagerungen sind meist unterschiedliche Federkonstanten in der senkrecht zur Welle stehenden Schwingungsebene vorhanden, so daß mehrere Resonanzfrequenzen auftreten. Schließlich sind Aufhängungen von Kardanwellen bei Kraftfahrzeugen bekannt, bei denen ein ringförmiges Element um die Welle gelegt ist, das die radial gerichteten Unwuchtkräfte stets mit gleicher Federkonstante aufnimmt. Diese bekannten Ausführungen haben jedoch eine zu große Federkonstante, um auch für sehr niedrige Erregerfrequenzen ein überkritisches

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Schwingungsverhalten zu gewährleisten. Andererseits ist die Federcharakteristik dieser ringförmigen Elemente nicht progressiv genug_} um "bei Fahrstößen die radiale Bewegung der Welle in mäßigen Grenzen zu halten.

Die Erfindung hat die Aufgabe, eine einfache schwingungsisolierende Lagerung von umlaufenden Wellen zu schaffen, die zu Beginn einer Auslenkung in radialer Eichtung eine äußerst niedrige Federkonstante aufweist, aber schon nach kurzem Federweg in eine stark progressive Charakteristik übergeht. Die Erfindung sieht dazu eine elastische Lagerung vor, bei der zwischen der gelagerten Welle und dem äußeren, die Lagerung aufnehmenden Bauelement ein ringförmiges Zwischenteil aus gummiartigem Werkstoff angeordnet ist und das Neue besteht darin, daß das ringförmige Zwischenteil dünnwandig ausgeführt, im radialen Querschnitt wellenförmig ausgebildet ist und die Wellenberge und Wellentäler auf konzentrischen Kreisen um die Achse liegen. Diese elastische Wellenlagerung ist bei Beginn der radialen Auslenkung extrem weich, da die etwa in Kraftrichtung verlaufenden Teile des Gummiringes durch Schubspannungen beansprucht werden und infolge ihrer Dünnwandigkeit und der durch die wellenartige Ausbildung auf ein Vielfaches erhöhten radialen Länge sehr leicht verformbar sind. Die auftretende Eigenfrequenz der gelagerten Welle in radialer Eichtung liegt infolge der erzielten kleinen radialen Federkonstante auch bei nur kleiner Masse der Wäschetrommel oder der Welle sehr tief, und es wird daher schon bei kleiner Wellendrehzahl ein überkritischer Lauf und damit eine gute Schwingungsisolierung erzielt. Bei größerer radialer Auslenkung aber kommen die Planken der einzelnen Falten, die senkrecht zur Eichtung der Eadialkraft liegen, aufeinander zur Anlage. Der Gummi wird dabei auf Druck beansprucht und das Federdiagramm steigt steil an. Bei hohen Eadialbeschleunigungen wird der radiale Federweg durch den stark progressiven Anstieg der Federhärte begrenzt* Die Wäschetrommel kann daher nicht an das Außengehäuse anschlagen, bzw. wenn es sieh um eine Fahrzeugwelle handelt, kann diese auch durch stärkere Fahrstöße nur wenig aus ihrer normalen Lage gebracht werden. Ein weiterer für die Schwingungsisolierung bedeutender Vorteil der erfindungsgemäßen Lagerung liegt darin, daß der Angriffspunkt der Unwuchtkräfte, d.h. die Wellenachse, mit dem Heutralpunkt der Lagerung übereinstimmt.

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Dadurch werden gekoppelte Schwingungen vermieden und für jede Erregerfrequenz gibt es ein Resonanzgebiet. Auch hinsichtlich seiner Beanspruchung ist das erfindungsgemäße Element sehr günstig, da die bei Gummiteilen besonders schädlichen Zugspannungen nicht auftreten können. Die Herstellung des für die erfindungsgemäße Lagerung benutzten Faltenringes, der einen Rotationskörper bildet, ist einfach und wirtschaftlich und erfordert nur geringen Materialaufwand, da die Werkstoffausnutzung gut ist»

Nach der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, daß die Krümmungen der Wellen sowohl an der jeweils außen wie an der innen liegenden Oberfläche des Gummis ausgerundet sind. Es wird damit ein gleichmäßiger Übergang der Querschnitte und eine, in radialer Richtung gesehen, annähernd gleiche Länge der inneren und äußeren Faser erzielt, die zu einem gleichmäßigen Spannungsverlauf führt.

Die Erfindung sieht ferner vor, daß die Flankenteile des Querschnittes an einigen Punkten oder um den ganzen Umfang verlaufend mit Verdickungen versehen sind, die bei radialer Verformung nach kurzer Durchfederung zur Anlage am gegenüberliegenden Teil des wellenförmigen Querschnittes kommen. Durch derartige Verdickungen kann der Eintritt der Progressivität im radialen Federdiagramm nach Wunsch beeinflußt und festgelegt werden. Ist beispielsweise eine Verdickung stark gewölbt, so bewirkt sie einen allmählichen Übergang in den progressiven Bereich; ist sie dagegen breit und flach, so ist dieser Übergang schroff»

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung besteht das ringförmige Zwischenteil im Radialschnitt gesehen aus wellenförmig ausgebildeten Teilen, die miteinander verbunden einen Hohlraum umschließen, und die gelagerte Welle wird in an sich bekannter Weise schlauchartig umschlossen. Diese Ausführungsform erleichtert die Befestigung des elastischen ringförmigen Zwischenteils am inneren und äußeren Metallteil. Das Zwischenteil braucht weder innen noch außen durch Anvulkanisieren mit dem Metall verbunden zu werden und kann daher leichter ausgewechselt werden. Der Ring kann zum leichteren Auswechseln am Umfang eine Teilung aufweisen.

Die elastische Lagerung umlaufender Wellen nach der Erfindung kann auch, zweckmäßig für die Lagerung von Gelenkwellen im Kraftfahrzeug Verwendung finden, bei denen an den Gelenkpunkten bei ungleichförmigem Drehmoment periodisch auftretende Radialirafte wirken.

Die Zeichnungen zeigen verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung, die in den Abbildungen 1 bis 5 stets im Radialschnitt dargestellt sind.

Fach Abb. 1 ist zwischen dem inneren, die Welle tragenden Metallring (1) und dem äußeren, die Lagerung aufnehmenden Blechteil (2) ein Gummiring (3) mit wellenförmigem Querschnitt angebracht, dessen Wellenberge (4) und Wellentäler (5) auf konzentrischen Kreisen um die Achse liegen. Der Gummiring (3) ist auf der Ringnut (6) des Innenringes (1) durch die Vorspannung des elastischen Werkstoffes befestigt. Am Außenring (2) ist der Gummi des Ringes (3) anvulkanisiert.

Nach Abb. 2, die in den übrigen Punkten mit Abb. 1 übereinstimmt, sind die Flankenteile der mittleren Welle im Querschnitt mit umlaufenden Verdickungen (7,8) versehen. Bei radialer Verformung kommen diese Verdickungen zur Anlage und bewirken ein stark progressives Ansteigen des lederdiagrammes.

Fach Abb. 3? die in den übrigen Punkten ebenfalls mit Abb. 1 übereinstimmt, sind die am weitesten außen und am weitesten innen liegenden Flankenteile mit umlaufenden Verdickungen (9»Ίο) versehen.-Diese können am Umfang verschieden hoch sein oder stellenweise völlig fortfallen, wenn in den radialen Richtungen verschieden starke Progressiv!tat erzielt werden soll,

Nach Abb. 4 besteht das ringförmige Zwischenteil (11) aus zwei symmetrisch angeordneten, im Radialschnitt gesehen wellenförmig ausgebildeten, miteinander verbundenen Teilen. Diese umschließen einen Hohlraum und bilden einen schlauchartigen Querschnitt_s der die Welle im geschlossenen Ring umgibt. Der Gummiring (11) wird durch seine elastische Vorspannung in den Ringnuten (12,13)des Innenringes (16) gehalten. Die Außenseite des Gummiringes (11) ruht in einer Ringnut (14) des äußeren Metallteiles (15)· Die Welle (1?) ist über das Kugellager {18) im Innenring (16) gelagert,

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Each Abb. 5; ist der Gummiring (11a) mit schlauchartigem Querschnitt am inneren Metällring (16a) in den Ringnuten (12a,13a) durch elastische Vorspannung gehalten. Die Außenseite des Gummiringes (11a) ruht in einem zylindrisch ausgezogenen Teil (19) des äußeren Metallteiles (2o). Der Gummiring (11a) kann im Zylinder (19) beliebig axial verschoben werden.

2.5.1967
Jn/Ro.

Claims

Schutz anspräche . . '. ".,■". j

1.) Schwingungsisolieren.de elastische Lagerung von umlaufenden Wellen, insbesondere für Wasehezentrifugen mit horizontaler Achse, bei der zwischen der gelagerten Welle und dem äußeren, die lagerung aufnehmenden Bauelement ein ringförmiges Zwischenteil aus gummiartigem-Werkstoff angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Zwischen- ; teil (3j 3&j 3b, 11, 11a) dünnwandig ausgeführt, im radialen Querschnitt wellenförmig ausgebildet ist und die Wellenberge ''--" (4) und Wellentäler (5) auf koiizentrfsehen Kreisel! um die "

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2.) Sehwingungsisolierende elastische Lagerung von umlaufenden Wellen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmungen der Wellen sowohl an der jeweils außen wie an der innen liegenden Oberfläche des Gummis ausgerundet sind.

3«) Schwingungsisolierende elastische Lagerung von umlaufenden Wellen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nriankenteile des Querschnittes an einigen Punkten oder um

:■'_'.. den ganzen Umfang verlaufend mit ¥erdiekungen (7,8,9,1o) /versehen sind, die bei radialer Yerformung nach kurzer Durchfederung zur Anlage am gegenüberliegenden Teil des wellenförmigen Querschnittes kommen.

4.) Schwingungsisolierende elastische Lagerung von umlaufenden Wellen nach Anspruch 1 bis-3, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Zwischenteil (3,3ä»3b,1i,11a) im Radial- -.." schnitt gesehen aus wellenförmig ausgebildeten Teilen besteht, die miteinander verbunden einen Hohlraum um- ^: schließen, und die gelagerte Welle (17) i& an sich bekannter Weise schlauchartig umschlossen wird..