DE2851018A1

DE2851018A1 - Elastisch federnde halterung

Info

Publication number: DE2851018A1
Application number: DE19782851018
Authority: DE
Inventors: Alan Frederick Moore
Original assignee: Dunlop Ltd
Current assignee: Dunlop Ltd
Priority date: 1977-11-25
Filing date: 1978-11-24
Publication date: 1979-06-28
Also published as: SE7812090L; DE2851018C2; FR2410185B1; GB1591750A; FR2410185A1; SE437704B

Description

Elastisch federnde Halterung

Die Erfindung betrifft elastisch federnde Halterungen bzw. Befestigungen, und insbesondere - obwohl nicht ausschließlich elastisch federnde Laufbuchsen.

Die Erfindung befaßt sich insbesondere mit elastisch federnden Laufbuchsen, die das Mittellager einer geteilten Antriebswelle eines Motorfahrzeugs tragen und abstützen. Übliche elastisch federnde Laufbuchsen hierfür weisen im allgemeinen innere und äußere rohrförmige Elemente und ein membranähnliches elastomeres Element auf, das zwischen den inneren und äußeren rohrförmigen Elementen derart liegt, daß eine relative Radialbewegung zwischen den Laufbuchsen im Grundzustand von dem elastomeren Element aufgenommen wird, das hierdurch zusammengedrückt und/oder gedehnt wird. Die Laufbuchse kann hierdurch Schwingungen der Antriebswelle dämpfen und die Übertragung der Schwingungen auf den Unterbau bzw. den Aufbau des Fahrzeuges abschwächen.

wenn jedoch die Laufbuchse starken Radialbeanspruchungen ausgesetzt ist, wie diese beispielsweise bei der Umlaufbewegung oder dem Blockieren der Antriebswelle auftreten, ist die Laufbuchse relativ starken Radialkräften ausgesetzt, die Teile des membranähnlichen elastomeren Elements in Radialrichtung derart zusammenzudrücken und zu dehnen versuchen, daß die inneren und äußeren rohrförmigen Element in Berührung kommen können. Infolge der Differenz zwischen der Umfangsgröße der inneren und äußeren Flächen bewirken aufgrund von Umlaufbewegungen oder einem Blockieren auftretende starke Kräfte hohe Torsionsbeanspruchungen am elastomeren Element, so daß dessen Lebensdauer beeinträchtigt wird.

Die Erfindung zielt darauf ab, eine elastisch federnde Halte-

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rung bzw. Befestigung derart weiterzubilden, daß die vorgenannten Schwierigkeiten im wesentlichen überwunden werden.

Erfindungsgemäß zeichnet sich eine elastisch federnde Halterung mit einem äußeren starren Element mit einer Öffnung, in der ein inneres starres Element angeordnet ist, einem elastisch federnden Element, das sich zwischen den inneren und äußeren starren Elementen erstreckt, und daß zwei im wesentlichen rohrförmige Abschnitt e, die in der Nähe de_r radialen inneren und äußeren Seiten der äußeren und inneren starren Elemente liegen und einen dazwischen liegenden membranähnlichen Übergangsabschnitt umfaßt, der sich zwischen den rohrförmigen Abschnitten erstreckt, dadurch aus, daß wenigstens eine der beiden planen Flächen der rohrförmigen Abschnitte ein einstückig damit ausgeformtes Widerlagerband hat, das aus einem Material mit geringem Reibungskoeffizienten besteht.

Unter einem Material mit geringem Reibungskoeffizienten ist ein Material zu verstehen, dessen Reibungskoeffizient kleiner als 0,3 ist.

Vorteilhafterweise ist der Membran- bzw. Übergangsabschnitt des elastisch federnden Elements im Querschnitt C- oder V-förmig oder andersartig derart ausgebildet, daß eine relative Radialbewegung zwischen den inneren und äußeren Elementen durch Scher« und Biegebeanspruchungen des Materials des Elements aufgenommen werden. Zweckmäßigerweise ist das elastisch federnde Element haftend entweder mit einem oder mit beiden der inneren und äußeren starren Elemente verbunden.

Das elastisch federnde elastomere Element kann mit dem inneren und/oder äußeren starren Element mittels einer haftenden Verbindung fest verbunden sein oder alternativ z.B. mittels einer Preßpassung festgelegt werden, die im Zusammenwirken mit einem im wesentlichen starren Element erreicht wird, das in einen Rohr-

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abschnitt des elastisch federnden Elements eingebettet oder mit diesem haftend verbunden ist. Das starre Element kann das Band aus dem Material mit geringem Reibungskoeffizienten sein.

Der einen Zv/ischenabschnitt bildende Membranabschnitt der elastisch federnden Laufbuchse kann derart ausgeformt sein_s daß die Längsachsen der inneren und äußeren Rohrabschnitte der Laufbuchse versetzt liegen, wenn die Laufbuchse ihren belastungslosen Zustand einnimmt. Zweckmäßigerweise ist die Versetzung derart gewählt, daß das innere Element eine gewünschte Endlage entweder koaxial oder versetzt zu dem Außeneleiaent einnimmt, wenn auf das innere, starre Element infolge des Gewichts eines Bauteils, wie z.B. einer geteilten Antriebswelle, die auf dem inneren, starren Element abgestützt ist, eine statische Belastung einwirkt. Die Erfindung befaßt sich auch mit einer Wellenlagerungs die eine elastisch federnde Halterung der vorbeschriebenen Art hat.

Vorteilhafterweise, obwohl nicht erforderlich, kann das Band bei Auslegungen, bei denen das elastisch federnde Element nicht so ausgeformt ist, daß die Längsachsen der inneren und äußeren starren Element versetzt sind, wenn das elastisch federnde Element einen belastungslosen Zustand einnimmt, aus einem Material mit geringem Reibungskoffizienten derart ausgebildet sein, daß sich seine Dicke oder seine Lage längs des Umfangs in einer radialen Richtung ändert. Somit liegt die Fläche des Bandes, die dem Rohrabschnitt des elastisch federnden Elements zugewandt liegt, nur dann in einem gleichmäßigen Abstand zu dem Rohrabschnitt, wenn das Gewicht einer Welle oder eines anderen Bauteils von der elastisch federnden Laufbuchse getragen wird. Die Erfindung schafft auch eine Wellenlagerung mit einer Laufbuchse, die einen Gürtel bzw. ein Band aus einem Material mit geringem Reibungskoeffizieten der vorbeschriebensnArt hat, und so angeordnet ist, daß die Fläche des Bandes, die einem Rohrabschnitt aus dem elastisch federnden Material gegenüber-

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liegt, in Grundstellung einen im wesentlichen gleichmäßigen Abstand von dem Rohrabschnitt hat.

Das innere starre Element kann im wesentlichen massiv ausgelegt und so angeordnet sein, daß es fest mit einem tragenden Bauteil \rerbunden werden ]tann. Wenn jedoch die Halterung z.B, als eine elastisch federnde Laufbuchse zum Abstützen des Mittell gers einer geteilten Antriebswelle dienen soll, ist die Halterung zweckmäßigerweise rohrförmig ausgebildet.

Die starren inneren und äußeren Elemente können sich über die gesamte axiale Länge des elastisch federnden Elements erstrecken. so daß sowohl die rohrförmigen Abschnitte als auch die dazwischen liegenden membranähnlichen Übergangsabschnitte des elastisch federnden Elements zwischen ihnen liegen. Alternativ jedoch kann wenigstens ein Teil, wie z.B. ein Scheitelbereich des Übergangsabschnitts, außerhalb eines äußeren Endes wenigstens einer der starren Elemente liegen.

Das Band aus einem Material mit geringem Reibungskoeffizieten kann im wesentlichen insgesamt aus dem Material mit geringem Reibungskoeffizienten bestehen. Das Band kann auch mit einem Außenüberzug aus einem Material mit geringem Reibungskoeffizienten, gebildet werden, der auf einem Kernteil des Bandes aufgebracht ist. Der Kernteil kann aus irgendeinem starren oder elastisch federnden Material bestehen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Darin zeigt:

Fig, 1 eine Schnittansicht einer federnd elastischen Laufbuchse nach der Erfindung;

Fig. 2 eine Seitenansicht der Laufbuchse nach Fig. 1;

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Fig. 3 eine Draufsicht auf die Laufbuchse nach den Fig.1 und 2; und

Fig. 4 einen Ausschnitt der Laufbuchse nach Fig. 1 in vergrößertem Maßstab.

Eine elastisch federnde Laufbuchse, die zur Befestigung des Mittellagers einer geteilten Antriebswelle eines Fahrzeugs mit einem Fahrzeugaufbau dient, weist ein äußeres starres metallisches Tragrohr 10, ein elastisch federndes Element in Form einer Kautschukbuchse 11 und ein inneres starres metallisches Rohr 12 auf, das teilweise in einem radial innen liegenden rohrförmigen. Abschnitt 13 des Kautschukelements 11 eingebettet ist.

Das Kautschukelement 11 ist im Querschnitt im wesentlichen V-förmig ausgelegt und in bezug auf das Außen- und Innenrohr derart angeordnet, daß sich zwei rohrförmige Schenkelabschnitte 13 und 14 bei der Schnittansicht nach den Fig. 1 und 4 im wesentlichen in einer Längsrichtung der Laufbuchse erstrecken. Ein dazwischen liegender Membranabschnitt bzw. Übergangsabschnitt 15 ist an dem Ende jedes Schenkelabschnitts angegossen und verbindet diese.

Der radial außen liegende Rohrabschnitt 14 ist am größeren Teil seiner radial außen liegenden Fläche haftend mit der radial innen liegenden Fläche des äußeren starren Rohrs 10 verbunden, währen der Membranabschnitt 15 über das eine Ende 17 des äußeren Tragrohrs übersteht. Ein Scheitelbereich 18 des Membranab&chnittes 15 liegt somit außerhalb des einen Endes 19 des inneren Rohrelements ΛΖ.

Ein kreisförmiges Band bzw. ein kreisförmiger' Gürtel 2G aus Nylon 6.6 Mlderfc ein Stück mit dem äußeren Rohrabschnitt de& elastisch federnden Elements und hat eine Lagerfläche 21, die radial nach innen in Richtung auf einen radial sich nach außen

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erstreckenden Auflagebereich 22 des inneren Abschnitts 13 des Kautschukelements'vieist. Das Band 20 ist durch Anschmelzen oder mittels eines Klebstoffs haftend mit dem Kautschukmaterial des äußeren rohrförmigen Kautschukabschnittes 14 verbunden.

Das Kautschuk element 11 ist mit den inneren und äußeren Metallrohren 12,10 haftend fest verbunden, und das Kautschukelement ist derart ausgeformt, daß zwischen dem Band 20 mit gleichmäßiger Dicke und dem Auflagerabschnitt 22 ein gleichbleibender Abstand vorhanden ist, wenn das elastisch federnde Element unter üblicher statischer Belastung steht.

An dem äußeren Metallrohr 10 sind zwei Tragarme 23 angebracht, über die die elastisch federnde Laufbuchse einfach an einem Fahrzeugaufbau bzw. an einer Fahrzeugkarosserie fest angebracht werden kann. Eine Kautschukschicht 24, die einen Teil des inneren Rohrabschnitts des Kautschukelements 11 bildet, erstreckt sich von dem inneren metallischen Tragrohr 12 radial nach innen und ist haftend mit diesem verbunden. Die Kautschukschicht besitzt an ihrer radialen Innenfläche eine Ausnehmung 25, in der das Kugellager (nicht gezeigt) einer geteilten Antriebswelle mit einem Schrumpfsitz eingepaßt werden kann.

Während der Drehbewegung einer Antriebswelle arbeitet die Laufbuchse derart, daß infolge einer Reaktionswirkung auf in Radialrichtung wirkende unausgeglichene Kräfte der Antriebswel'-. ^1β_^_ Scher - und Biegebeanspruchung des Membranabschnitts bzw. Übergangsabschnitts 15 des Kautschukelements bewirkt werden.

Wenn jedoch eine ungewöhnlich starke Radialbeanspruchung auf das Mittellager einwirkt, wie z.B. beim Blockieren oder bei der Umlaufbewegung, kommt der Auflagerabschnitt 22 des inneren Rohrabschnitts des Kautschukelements in Berührung mit der Lagerfläche 21 des Nylonbandes 20 und gleitet gleichzeitig relativ zu der Lagerfläche 21 des Kautschukmaterials des Aufla-

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gerabschnitts 22, so daß auch der äußere rohrförmige Abschnitt-14 zur Aufnahme von Radialkräften dient.

Eine eleastisch federnde Laufbuchse nach der Erfindung stellt sicher, daß unter üblichen Arbeitsbedingungen die Geräuschent-wicklung und Schwingungen einer Antriebswelle eines Fahrzeugs vorteilhaft von einem Pahrzeugunterbau abgeleitet werden und auf diesen nicht übertragen werden. Bei starken Radialbeanspruchungen, die z.B. bei der Übertragung hoher Drehmomente auf das Lager einwirken, ermöglicht das Band aus einem Material mit geringem Reibungskoeffizienten eine relative Gleitbewegung des inneren Rohrabschnitts des elastisch federnden Elements in der Form, daß der Membranabschnitt des elastisch federnden Elements keinen so hohen Torsionsbeanspruchungen ausgesetzt ist, durch die der Membranabschnitt schnell zerstört werden würde. Aufgrund der Tatsache, daß es mittels eines Rohrabschnitts des elastisch federnden Elements einen Abstand zu einem starren Element hat, ist das Band aus einem Material mit geringem Reibungskoeffizienten wirksam federnd nachgiebig abgestützt, so daß es günstiger Stoß-Schlagbeanspruchungen von dem anderen Rohrabschnitt aufnehmen und abfangen kann, als wenn das Band aus einem Material mit geringem Reibungskoeffizienten nicht federnd nachgiebig abgestützt wäre.

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Claims

Dr. F. Zumstein sen - Dr. E. Assmann - Dr. R. Koenigsberger Dipl.-Phys. R. Holzbauer - Dipl.-Ing. F. Klingseisen - Dr. F. Zumstein jun.

München. 2 ■ Bräuhausstraße 4 ■ Telefon Sammel-Nr. 22 53 41 · Telegramme Zumpat · Telex 5 29 979

6/Li

PY 5818

DUNLOP LIMITED, London S.W.1, England

Patentansprüche

{ 1. / Federnd nachgiebige Halterung mit einem äußeren starren Element mit einer Öffnung, in der ein inneres starres Element angeordnet ist, einem elastisch federnden Element, das sich zwis.chen den inneren und äußeren starren Elementen erstreckt und zwei im wesentlichen rohrförmige Abschnitte, die in der Nähe der radial inneren und äußeren Seiten der äußeren und inneren starren Elemente liegen, und einen dazwischen liegenden membranähnlichen Übergangsabschnitt umumfaßt, der sich zwischen den rohrförmigen Abschnitten erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der beiden Anlageflächen (21) der rohrförmigen Abschnitte (13,14) ein einstückig damit ausgeformtes Widerlagerband (20) hat, das aus einem Material mit geringem Reibungskoeffizienten besteht.
2. Elastisch federnde Halterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlagerband (20) im wesentlichen

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vollständig aus dem Material mit geringem Reibungskoeffizienten bestellt.
3- Elastisch federnde Halterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlagerband (20) einen Kernteil hat, der mit einem Außenüberzug aus einem Material mit geringem Reibungskoeffizienten versehen ist.
4. Elastisch federnde Halterung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mernbranabschnitt (50) im Querschnitt derart ausgelegt ist, daß eine relative Radialbewegung zv/ischen den inneren und äußeren Elementen (10,12) durch Scher- und Biegebeanspruchungen des Materials des Elements (11) aufgenommen wird.
5. Elastisch federnde Halterung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elastisch federnde Element (11) haftend entweder mit einem oder beiden inneren und äußeren starren Elementen (10,12) verbunden ist.
6. Elastisch federnde Halterung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das elastisch federnde Element (11) fest mit einem inneren und /oder äußeren starren Element (10,12) über eine Preßpassung verbunden ist, die durch Zusammenwirken eines im v/es entlichen starren Elements erreicht wird, das in einen rohrförmigen Abschnitt des elastisch federnden Elements (11) eingebettet oder mit diesem haftend verbunden ist.
7. Elastisch federnde Halterung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das starre Element das Widerlagerband aus dem Material mit geringem Reibungskoeffizienten ist,
8. Wellenlagerung, dadurch gekennzeichnet, daß eine elastisch federnde Halterung nach einem der vorhergehenden Ansprüche

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derart vorgesehen ist, daß unter üblichen Arbeitsbedingungen die Fläche (21) des V/iderlagerbandes (20), die einem Rohrabschnitt (13) aus einem elastisch federnden Material gegenüberliegt, im -wesentlichen einen gleichbleibenden Abstand zu dem Rohrabschnitt hat.

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