DE2350905C3

DE2350905C3 - Befestigungsvorrichtung zur schwingungs- und geräuschdämmenden Verbindung zweier Bauteile

Info

Publication number: DE2350905C3
Application number: DE2350905A
Authority: DE
Inventors: Edwin P. Medfield Markowski; Jerome S. Chelmsford Pepi
Original assignee: Barry Wright Corp
Current assignee: Hutchinson Aerospace and Industry Inc
Priority date: 1973-03-19
Filing date: 1973-10-10
Publication date: 1978-10-05
Also published as: GB1402389A; CA985073A; DE2350905B2; US3880041A; NL7314689A; BR7308483D0; FR2222891A5; DE2350905A1; JPS49120054A; IT996303B

Description

Die Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung, Eine derartige Befestigungsvorrichtung ist aus der US-PS 3348444 bekannt Hierbei wird das Schraubgewinde von zwei im axialen Abstand zueinander angeordneten Muttern gebildet, die in die Hülse eingesetzt sind, und beim Eindrehen der Schraube wird durch axiale Verspanming die Hülse nach außen verquetscht und legt sich auf der dem Flansch gegenüberliegenden Seile am Bauteil an. Die Herstellung derartiger Befestigungsvorrichtungen ist verhältnismäßig schwierig, weil Vorsorge getroffen werden muß, daß beim Umspritzen der Muttern die Gewindegange der Mutter nicht zugesetzt werden, denn die Reinigung der Gewindegänge würde den Einsatz eines Gewindeschneiders erfordern. Außerdem ist es schwierig, die Muttern genau axial mit der Achse der Hülse fluchtend herzustellen. Außerdem stellt eine solche Mutter einen starren Bauteil dar, und die Hülse kann sich über die axiale Erstreckung der Muttern im wesentlichen nicht deformieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine auf einfache Weise wirtschaftlich herstellbare Befestigungsvorrichtung zu schaffen, die eine wirksame Geräusch-

lu und Vibrationsdämpfung und eine feste und dauerhafte Halterung gewährleistet

Gemäß der Erfindung wird die gestellte Aufgabe gelöst durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Dadurch, daß das Schraubgewinde seinerseits elastisch ist ergibt sich eine besonders günstige Deformation beim Verspannen, wobei darüber hinaus noch ein sich verbessernder Gewindeeingriff durch Zusammenziehen der Spule bewirkt wird. Die Tragspule ist einfach herstellbar, und das Umspritzen bereitet keine Schwierigkeiten, weil eventuell zwischen die Windungen der Spule nach innen austretendes Material auf einfachste Weise mittels einer rotierenden Stahlbürste entfernt werden kann. Da das von der Tragspule gebildete Gewinde elastisch ist kann es sich über einen beträchtlichen Teil der Länge der Hülse erstrecken, ohne deren Verformbarkeit wesentlich zu beeinträchtigen. Die erfindungsgemäß ausgebildete Befestigungsvorrichtung ist in der Lage, Zugbelastungen und Druckbelastungen sowie Wechselbelastungen aufzunehmen. Die Befestigungsschraube kann in die Hülse eingesetzt und aus dieser entnommen werden, ohne eine Beschädigung zu bewirken. Dabei können außer Maschinenschrauben auch Blechschrauben oder Holzschrauben Anwendung finden. Selbst wenn die Achse der Metalldrahtspule nicht genau auf die Achse der Hülse bei der Herstellung ausgerichtet ist oder wenn ihre Windungen nicht exakt aufeinander ausgerichtet sind, dann kann ein Gewindeeingriff mit einer Schraube dennoch sicher stattfinden, da sich Hülse und Drahtspu-Ie biegen können, so daß sich die Windungen der Drahtspule dem Schraubgewinde der Schraube anpassen können. Dadurch, daß die Gewindegänge der Drahtspule bei der Deformation der Hülse infolge des Auftretens von Belastungen, insbesondere von Wechselbelastungen, ebenfalls mit verformt werden und dabei den Reibungseingriff der Gewindegänge erhöhen, wird eine Lockerung der Schraube auch beim Auftreten von

Vibrationen mit Sicherheit verhindert Durch die US-PS 23 63 663 und die US-PS 26 72 070

ist es zwar bereits bekannt Schraubgewinde als Gegengewinde für einen Schraubbolzen in Gestalt einer Metalldrahtspule auszubilden. Hierbei sind die Drahtspulen jedoch in einem starren Körper eingebettet der sich nicht deformieren kann und der auch die

Drahtwindungen der Spule starr in ihrer vorgegebenen Lage hält so daß eine elastische Abstützung, die bei der Erfindung angestrebt wird, durch diese Anordnung nicht

erreicht werden kann.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfin-

dung ergeben sich aus den Unteransprüchen,

Nachstehend werden Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt
F i g. 1 einen Längsschnitt einer ersten Ausführungs-

m form einer Befestigungsvorrichtung,

F ί g. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 gemäß F i g. 1, Fig.3 eine Sclinittansicht einer gemäß Fig. 1 und 2 ausgebildeten Befestigungsvorrichtung, eingefügt in den

Öffnungen zweier zu verbindender Bauteile,

F i g. 4 einen Längsschnitt einer zweiten Ausführungsform einer Befestigungsvorrichtung,
F i g. 5 einen Schnitt nach der Linie 5-5 gemäß F i g, 4, F i g. 6 eine Schnittansicht einer dritten Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 7 einen Schnitt nach der Linie 7-7 gemäß F i g, 6, F i g. 8 einen Längsschnitt einer vierten Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 9 einen Schnitt nach der Linie 9-9 gemäß F ä g. 8, F i g. 10 und 11 Schnittdarstellungen weiterer Anwendungsmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung.

In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile. Die F i g. 1,4, S und 8 zeigen eine Hülse 2 mit einem radialen Flansch 4 an einem Ende. Die Hülse 2 und der Flansch 4 sind vorzugsweise einstückig hergestellt und können aus unterschiedlichen synthetischen oder natürlichen Elastomeren bestehen, z. B. aus Neopren- oder Polyurethan-Gummi. Die Hülse 2 weist eine Mittelbohrung 6 auf und ist um eine schraubenlinienförmig gewickelte Drahtspule geformt (siehe die Elemente 10,20,30 und 40), wobei die Achse cL;r Spule auf die Achse der Bohrung 6 ausgerichtet ist und die Windungen in der Hülse eingebettet liegen. Wenigstens zwei oder drei Windungen sind notwendig, um als Mutter für eine Schraube dienen zu können und um eine Festlegung gegen eine axiale Verschiebung oder eine Drehbewegung relativ zur Hülse zu gewährleisten.

Die Spule wird beispielsweise durch Aufwicklung des Drahtes auf den Gewindeteil einer Schraube hergestellt, die etwa die gleiche Größe hat wie die später in Verbindung mit der Spule zu benutzende Schraube. Dann wird die Spule von der Schraube abgezogen und für ein Heißformverfahren vorbereitet

Die Hülse wird um die vorbereitete Spule, beispielsweise im Spritzverfahren, derart geformt, daß wenigstens ein Teil der Wicklungen nur teilweise in der Elastomermasse eingebettet ist, so daß die inneren Abschnitte dieser Windungen als Schraubgewinde für -to eine Schraube dienen können. Obgleich die so hergestellte Befestigungsvorrichtung so ausgebildet werden kann, daß die Hülse durch die Feder radial vorgespannt wird, ist dies nicht unbedingt notwendig und stellt auch nicht die bevorzugte Ausführungsform dar. Die Spule ist jedoch nicht nur umschlossen, sondern auch mit dem Elastomer verbunden.

Gewöhnlich kann die Hülse um die Spule mit genügender Genauigkeit derart geformt werden, daß die inneren Oberflächenabschnitte dieser Windungen, so die als Schraubgewinde dwnen, freiliegen und nicht von der Elastomermasse bedeckt sind. Vorzugsweise sind diese Windungen etwa zur Hälfte ihrer Querschnittsfläche eingebettet Wenn jedoch geringe Abschnitte der Elastomermasse diese inneren Oberflächenabschnitte ss der Windungen bedecken, die an sich frei sein sollten, dann können diese Teile leicht durch eine innerhalb der Spule rotierende Stahlbürste entfernt werden.

Gemäß F i g. 1 und 2 besitzt die Spule 10 mehrere Windungen gleichen Durchmessers, wobei jede Windung in der Oberfläche der Hülse, welche die Bohrung 6 definiert, so eingebettet liegt, daß etwa die halbe Oberfläche jeder Drahtwindung freiliegt D.h. die Oberfläche des Drahtes liegt etwa zur Hälfte in der Hülsenmasse und zur Hälfte frei. Die Windungen der Spule weisen gleichen Abstand voneinander auf und berühren vorzugsweise einander. Der Abstand der Windungen wird gemäß Iv Schraube eingestellt, die beim Anziehen der Befestigungseinrichtung benutzt wird,

Fig,3 zeigt eine Befestigungsvorrichtung gemäß F i g, I und 2, welche benutzt wird, um zwei Platten 16 und 18 miteinander zu verbinden. Dazu wird die Hülse in eine öffnung der Platte 18 eingefügt, und ein Bolzen 12 wird durch eine öffnung in der Platte 16 in die Bohrung 6 der Hülse eingeführt und gedreht, so daß seine Gewindegänge in den Windungen der Spule 10 angreifen. Der innere freiliegende Teil der Windungen der Spule wirkt als Schraubgewinde. Da die Spule in der Hülse eingebettet liegt und mit dieser verbunden ist, ist sie auch gegen Bewegungen relativ zur Hülse gesichert Wenn die Schraube 12 gedreht wird, dann wird die Spule veranlaßt, sich längs des Schraubgewindes zu verschieben, und hierdurch wird wiederum bewirkt, daß die Hülse axial auf die Platte 18 vorgespannt wird. Wenn sich die Hülse verkürzt dehnt sie sich radial aus, und es wird eine flanschartige Verdickung erzielt die strichliert bei 22 angedeutet ist und gegen die benachbarte Oberfläche der Platte 18 anliegt und so verhindert, daß die Hülse aus der öffnung herausgezogen wird. Somit wird die Platte 18 mit der Platte" 16 verbunden. Der Flansch 4 wird zwischen den Platten 16 und 18 zusammengedrückt und bildet so ein elastisches Kissen, das wirksam Vibrationen und Geräusche an der Plattenverbindung dämpft

Ein zweites und bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Spule ist in der Fig.4 und 5 dargestellt Bei diesem Ausführungsbeispiel liegt die Spule 20 in der Hülse 2 in der gleichen Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 und 2, aber die Durchmesser der Endwindungen sind gegenüber den Durchmessern der übrigen Windungen vergrößert Vorzugsweise sind die Durchmesser an den Endwindungen so gewählt, daß wenigstens etwa '/2 bis \ der Endwindungen vollständig von der Hülse 2 umschlossen sind. Dies hat den Vorteil einer Vergrößerung der axialen Haltekraft und einer Erhöhung des Drehwiderstandes, wenn ein Drehmoment ausgeübt wird. Die größeren Endwindungen am oberen Ende der Spule erleichtern auch das Einschrauben iind den Ansatz der Schraube mit dem Schraubengewinde der Spule.

Eine Abwandlung des Ausführungsbeispieles nach F i g. 1 und 2 ist in den F i g. 6 und 7 dargestellt. Hier ist die Spule 30 in der gleichen Weise wie die Spule 10 ausgebildet und besitzt Windungen gleichen Durchmessers, jedoch sind Abschnitte der Endwindungen so nach außen gebogen, daß sie sich tangential in Gestalt von Fortsätzen 32 erstrecken, die völlig in der Hül'e 2 eingebettet sind. Hierdurch wird wiederum die Haltekraft erhöht

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 8 und 9 sind konisch gewickelte Spulen 40 vorgesehen. Die Spule 40 ist in eier gleichen Weise wie die Spule 10 ausgebildet und angeordnet, jedoch ist sie so ausgebildet, daß der Durchmesser der Spule von einem Ende nach dem anderen Ende ansteigt Die Spule ist dabei in der Hülse so angeordnet, daß das Ende mit der Windung größten Durchmessers dem Flansch 4 am nächsten liegt. Die Windung kleinsten Durchmessers ist teilweise in der Hülse 2 ebenso wie die Windungen der Spule 10 eingebettet, und die Windung größten Durchmessers ist im wesentlichen vollständig von der Hülse 2 eingeschlossen, d. h. von der letzten Windung liegt fast nichts oder gar nichts mehl frei. Diese Ausführungsform ist insbesondere geeignet, wenn sich verjüngende Blechschrauben Anwendung finden sollen.

In diesem Zusammenhang ist Festzustellen, daß die Spule nicht aus Draht kreisförmigen Querschnitts hergestellt werden muß. Der Draht kann beispielsweise im Querschnitt rhombisch ausgebildet sein.

Die beschriebenen Befestigungseinrichtungen können auch benutzt werden, um zwei Bauteile miteinander zu verbinden, von denen das eine mit einem Sackloch ausgebildet ist oder mit einem Loch, dessen axiale Lange zu groß ist, als daß die Hülse 2 eine flanschartige Verdickung bilden könnte, wie diese bei 22 in Fig.3 dargestellt ist. Diese Anwendung ist in Fig. IO dargestellt. Hier wird eine elastische Befestigungsvorrichtung 50 gemäß F i g. 1 benutzt, wobei ein Bol/.en 12 eine Strebe 52 am Boden 54 halten. Die Strebe 52 besitzt ein Loch für den Schaft des Bolzens 12. der in die Drahtspule 10 eingeschraubt ist. Das Teil 52 kann auch an einer Maschine befestigt sein oder einen Teil einer solchen Maschine bi'd**ⁿ

Im Boden 54 ist ein Sackloch 56 angeordnet, und die Hülse 2 steht in das Loch so weit ein. daß der Flansch 4 dem Boden aufliegt. Bei dieser Anwendung sind Hülse 2 und Loch 56 so bemessen, daß ein relativ loser Sitz bei Fehlen des Bolzens 12 vorhanden ist. Wenn ein Bolzen 12 in die Drahtspule eingeschraubt wird, bewirkt dieser ein Zusammenziehen der Hülse, wodurch eine radiale Ausdehnung erfolgt und die Hülse mit den Wänden des Loches in dichten Reibungseingriff gelangt. Indem der Bolzen 12 angezogen wird, übt der sich radial ausdehnende Teil der Hülse 2 eine genügend große Kraft auf die Lochwände aus, um die Strebe 52 am Boden 54 festzulegen.

Gemäß der Erfindung hergestellte Befestigungseinrichtungen können auch anstelle herkömmlicher elasto-

) merer Isolatoren für zahlreiche Anwendungsfalle mit vertikal aufgebrachten Lasten benutzt werden. So veranschaulicht beispielsweise F i g. 11, wie die Einrichtung nach F i g. I als Vibrations- und Stoßdämpfer für eine Maschine arbeiten kann. In diesem Fall ist eine

in relativ starre Lagerplatte 60 chemisch mit der äußeren Stirnfläche des Flansches 4 der Befestigungsvorrichtung gemäß F i g. I verbunden.

Die sich so ergebende Baueinheit wird derart eingebaut, daß die flache Stirnfläche 62 der Hülse 2 nach

ι ι oben gerichtet ist. und die Lagerplatte 60 ist mit Löchern 64 versehen, durch die Schrauben 72 gesteckt werden können, welche am Boden 66 befestigbar sind.

Die flache Stirnfläche 62 der Hülse 2 trägt eine Grundplatte 68, die einen Teil der abzustützenden

;n Maschine bildet oder mit dieser verbunden ist. Die Grundplatte 68 besitzt ein Loch, durch das der Schaft einer Schraubt 12 geführt ist, die in die Spule 10 einschraubbar ist. Die Schraube 12 wird so weit eingeschraubt, daß ihr Kopf die Grundplatte 68 dicht

:, gegen die Stirnfläche der Hülse 2 drückt. Die Hülse dämpft dann Lärm, Vibrationen und Stöße. Anstelle des Flansches 4 könnte die Hülse verjüngt ausgebildet sein, wie durch die strichlierten Linien 70 in Fig. 11 dargestellt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Befestigungsvorrichtung zur schwingungs- und geräuschdämmenden Verbindung zweier Bauteile, bestehend aus einer elastischen Hülse, die in ein Loch eines der Bauteile einsteckbar ist und an einem Ende einen Flansch besitzt, der an dem Bauteil zur Anlage kommt, und aus einem Schraubgewinde an der zylindrischen Innenfläche der Hülse, in das eine Befestigungsschraube eingreift, die durch ein Loch des anderen Bauteils hindurchgeführt ist, wobei eine Drehung der Schraube im Schraubgewinde ein Zusammenziehen der Bauteile und eine Verkürzung und radiale Spreizung der Hülse bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das Schraubgewinde von einer schraubenlinienförmig gewickelten Metalldrahtspule (10) gebildet ist, die im Abstand vom Flansch (4) in die Hülse (2) eingesetzt ist und sich nur über einen Abschnitt der Länge der Hülse erstreckt, und daß diese Drahtspule (10) mehrere nicht ineinandergreifende Windungen aufweist, wobei wenigstens einige der Windungen mit ihren äußeren Umfangsoberflächen im Körper der Hülse eingebettet und mit dieser verbunden sind, während die inneren Oberflächen nach innen vorstehen und das Schraubgewinde für die Befestigungsschraube (12) bilden.

2. Befestigungsvorrichtung nacw Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Durchmesser der Windungen von einem Ende der Spule nach ihrem anderen Ende zunimmt

3. Befestigungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß der Durchmesser der Windungen mit abnehmendem. Abstand vom Flansch (4) zunimmt

4. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule an jedem Ende eine Windung (32) mit relativ großem Durchmesser aufweist die wenigstens über die Hälfte ihres Umfangs voll in der Hülse eingebettet ist

5. Befestigungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet daß sämtliche Windungen mit ihrem äußeren Umfangsabschnitt in der Hülse eingebettet und mit dieser verbunden sind.

6. Befestigungsvorrichtung nach einem der vor* hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß der Draht der Spule (10) einen kreisförmigen Querschnitt besitzt