DE3000830C2 - Elastische Lagerung für ein Seitenvorgelege - Google Patents

Description

a) zwischen Seitenvorgelege (3) und Fahrzeugwanne (2) besteht keinerlei metallischer Kontakt,

b) die elastische Lagerung (1) ist rotationssymmetrisch,

c) beide Anschlußflächen (5i und 61) der elastischen Lagerung (!) sind durchgängig und jeweils in einer Ebene,

d) die elastische Lagerung (1) hat zwei jeweils durchgängige, elastische Schichten (71 und 72).

e) die elastischen Schichten (71 und 72) sind vorgespannt.

f) die elastischen Schichten (71 und 72) haben im Querschnitt die Form von einem Romboid oder einem Rombus, dessen Grundlinien gegenüber den Ebenen der Anschlußflächen (51 bzw. 61) geneigt ind.

2. Elastische Lagerung für ein .Seitenvorgelege an der Fahrzeugwanne ein-;s Kettenfahrzeuges mit Anschlußflächen zur Anlage an die Fahrzeugwanne und an das Seitenvorgelege, mit elastischen Schichten zwischen der Fahrzeugwanne und dem Seitenvorgelege und mit einer Abdichtung sowie mit einer Federung des Seitenvorgeleges gegenüber der Fahrzeugwanne mit Überweganschlägen. gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender Merkma-Ie:

a) zwischen Seitenvorgelege (30) und Fahrzeugwanne (20) besteht keinerlei metallischer Kontakt,

b) die elastische Lagerung (1) ist rotationssymmetrisch,

c) beide Anschlußflächen (51 und 61) der elastischen Lagerung (1) sind durchgängig und jeweils in einer Ebene.

d) die elastische Lagerung (1) hat zwei jeweils durchgängige, elastische Schichten (81 und 82).

e) die elastischen Schichten (81 und 82) sind vorgespannt,

f) die elastischen Schichten (81 und 82) der Lagerung haben im Querschnitt die Form eines Kreisringausschnittes.

g) Sehnen (810 und 820) zu den beiden Bögen des Kreisringausschnittes sind gegenüber den Ebenen der Anschlußflächen (51 bzw. 61) geneigt.

3. Elastische Lagerung nach Anspruch I, gekennzeichnet dadurch, daß sich die Lote (L 1 und L 2) auf die Grundlinien von zwei sich, in Achsrichtung gesehen, gegenüberliegenden rombenförmigen Querschnitten der elastischen Schichten (71 und 72) auf der Mittellinie der Achse des Seitenvorseleges (3) schneiden.

4. Elastische Lagerung nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß sich die Lote auf die Sehnen (810 und 820) der in Achsrichtung gesehen gegenüberliegenden Querschnitte in Form von Kreisringausschnitten der elastischen Schichten (81 bzw. 82) auf der Mittellinie der Achse des Seitenvorgeleges (30) schneiden.

5. Elastische Lagerung nach Anspruch .> oder 4, gekennzeichnet dadurch, daß der Abstand (a) zwischen tier Ebene (S-S'), die durch die gemeinsamen Schwerpunkte (S. S') der nebeneinanderliegenden Querschnitte (71 und 72 bzw. 81 und 82) der elastischen Schichten in radialer Richtung verläuft, und dem Schnittpunkt (M), der aus den Loten auf die Grundlinien dieser nebeneinanderliegenden, rombenförmigen Querschnitte der elastischen Schichten (71 und 72) bzw. den Loten auf die Sehnet (810 und 820) der Kreisringausschnitte dieser Schichten (81 bzw. 82), jedoch angesetzt an den gemeinsamen Schwerpunkten (Sund S')sich ergibt.größer ist als der Abstand (I) von dem Kraftangriffspunkt (B) der Zugkraft am Sei ten vorgelege (3 bzw. 30) der radial verlaufenden Ebene (S-S') durch die gemeinsamen Schwerpunkte (5 und S') der Querschnitte von den elastischen Schichten.

6. Elastische Lagerung nach einem der vorgenannten Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, daß die Vorspannung von den elastischen Schichten (71 und 72, bzw. 81 und 82) der Lagerung so groß ist. daß das Steifigkeitsverhältnis von Druck zu Schub so beeinflußt wird, wie es für das achsparallele Federn des Seitenvorgeleges (3 bzw. 30) bei Belastung unter Beachtung der Betriebslast notwendig ist.

7. Elastische Lagerung nach einem der vorgenannten Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, daß die Stirnseiten der Bohrung (22) in der Wanne (? bzw. 20) des Kettenfahrzeuges und der metallisch mit dem Seitenvorgelege -{3 b&:. 30) verbundene Außendurchmesser (11) der elastischen Lagerung (I) gleichzeitig die Überwegansch.'ägc bilden.

8. Elastische Lagerung nach einem der Ansprüche 2 bis 6. gekennzeichnet dadurch, daß der Außendurchmesser (31) des Seitenvorgeleges (30) und die innere Bohrung (12) des metallisch mit der Wiinne (20) des Kettenfahrzeuges verbundenen Ringes (13) der elastischen Lagerung (I) gleichzeitig die Überweganschläge bilden.

9. Elastische Lagerung nach einem der vorgenannten Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, daß die elatischen Schichten (71 und 72 bzw. 81 und 82). zwischen denen die metallischen Anschlußteile (5, 50) der elastischen Lagerung (1) angeordnet ist. so ausgebildet sind, daß eine Abdichtung zwischen dem Inneren des Kettenfahrzeuges und der Umgebung zu diesem Fahrzeug erfolgt.

Die Erfindung bezieht sich auf eine elastische Lagerung für ein Seitenvorgelege nach dem Oberbegriff von Anspruch I.

Bisher wurden bei Kettenfahrzeugen die Seitenvorgelege direkt an die Wanne angeschraubt. Infolge der immer größeren Massen in Verbindung mit viel höheren Fahrgeschwindigkeiten entstehen Schwingbeschlcunigungen. die sich negativ auf den gesamten Innenraum des Kettenfahrzeuges auswirken. Besondere Uelastun-

gen entstehen di'bei für die Besatzungen des Kettenfahrzeuges.

Durch einen Vortrag von Dipl.-Ing. Paui-Werner Krapke im Oktober 1979 ist eine elastische Lagerung für ein Seitenvorgelege der eingangs genannten Art bekanntgeworden, die zur Dämpfung der Schwingungserzeugung beiträgt. Die wichtige Bedingung, daß bei der unterschiedlichen Belastung des Seitenvorgeleges, z. B. durch den Antrieb der Kette oder beim Wechsel der Fahrtrichtung oder auch bei einem Stoß, dieses Seitenvorgelege wegen der Führung der Kette nur achsparallel ausweichen darf, ist bei der bekannten elastischen Lagerung dann nicht gewährleistet, wenn ein Stoß außerhalb der normalen Zugrichtung erfolgt Außerdem ist die Montage der elastischen Lagerung schwierig, weil sie in die Öffnung der Wanne seitlich — also in Richtung der Wannenseitenwand — eingeschoben werden muß. Besonders beim Auswechseln der elastischen Lagerung ist dies wegen des Leitrads von großem Nachteil. Auch die Herstellung der Anschlüsse an der Wanne für die elastische Lagerung ist infolge der komplizierten abgesetzten Form der Aussparung schwierig und aufwendig. Die elastische Lagerung wirkt auch nur in einem relativ engen Bereich bzw. Sektor.

Schließlich ist infolge der komplizierten Form, der unterschiedlichen elastischen Schichten und der versetzten Flächen auch die Herstellung der elastischen Lagerung selbst schwierig.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine elastische Lagerung für ein Seitenvorgelege nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 zu schaffen, bei der das Seitenvorgelege u ic üblich montiert werden kann, die bei allen Belastungen garantiert keine Kippbevvegung des Seitenvorgeleges zuläßt und die Belastungen aus allen Richtungen elastisch aufnimmt.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 oder Anspruch 2 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des F.rlindunjisgcgcnsiandes sind den Unieriinsprüchen zu entnehmen.

Infolge des lotationssymnieirisehen Aufbaues der elastischen Lagerung und der jeweils in einer Ebene liegenden Belestigungsflächen ist auch die Anschlußfläche a η der Wanne genauso einfach wie ohne elastische Lagerung beschaffen und damit auch leicht herstellbar. Auch die elastische Lagerung selbst ist einfach im Aufbau und kann damit günstig hergestellt und mit dem Seitenvorgelege wie üblich montiert werden. Infolge der üwei durchgängigen elastischen Schichten, die entweder beidseitig der Befestigung an der Wanne oder auch beidseitig der Befestigung am Scilcnvorgelege angeordnet und vorgespannt werden können, wird mit Hilfe der Vorspannung der achsparallele Versatz bei allen Belastungen ermöglicht.

Die Formen der elastischen Schichten, nach Anspruch I .ils Kegelstumpf oder im Querschnitt eben als Romboid oder Rombus, dessen Grundlinie gegenüber der Anschlußflächc geneigt ist. oder nach Anspruch 2 im Querschnitt als Kreisringiiusschnitt. bei dem Sehnen zu den beiden Bögen des Kreisringausschnittes ebenfalls gegenüber der Anschlußflächc geneigt sind, sind für die Erreichung dieses achsparallelcn Versatzes deshalb von Bedeutung, weil es darauf ankommt, daß die Federkonstanten des Dämpfungsmaterials in Druck- und Schubrichtung durch die Vorspannung unterschiedlich groß werden. Nach der erfinderischen Gestaltung der elastischen Lagerung ist es auch ein Vorteil, die Befestigung an der Wanne und am Seilenvorgelege sowohl von außen wie auch von innen aus vornehmen zu können.

Die Ansprüche 3 bis 9 enthalten günstige Ausgestaltungen der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche 1 und 2, wobei die konkrete Anordnung nach den Ansprüchen 3 bis 5 in vorteilhafter und einfacher Weise den achsparallelen Versatz bei Belastungen garantiert. Durch die Größe der Vorspannung nach Anspruch 6 und damit durch die Beeinflussung des Verhältnisses der Steifigkeit vom Druck zum Schub der elastischen ίο Schichten kann die elastische Lagerung in einfacher Weise ohne sonstige konstruktive Eingriffe auf unterschiedliche Belastungsfälle abgestimmt werden.

Die Aasgestaltung der Erfindung nach Anspruch 7. oder 8 ermöglicht, daß auf zusätzliche Überweganschläge verzichtet werden kann, weil der Spalt in radialer Richtung, z. B. zwischen der Wanne und den Metallteilen der elastischen Lagerung oder auch der elastischen Lagerung und dem Seitenvorgelege, entsprechend bemessen werden kann.

Nach Anspruch 9 sind die elastische;. Schichten der Lagerung gleichzeitig für die Abdichtung des !n.p.enraumes zu verwenden, sind diese ohne Durchbrüche ausgeführt, kann auf eine gesonderte Dichteinrichtung an dieser Stelle verzichtet werden.

Ein Aus^führungsbeispiel der Erfindung wird anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch eine elastische Lagerung mit einem Seitenvorgelege und, befestigt an der Wanne des Kraftfahrzeuges, mit einem rornbenförmigen Querschnitt der elastischen Schichten.

Fi g. 2einen Ausschnitt nach Fig. 1,jedoch mit einem Querschnitt in Form eines Kreisringausschnittes. Fi g. 3einen Kräfteplan nach Fig. 1. In Fig. I ist eine rotationssymmetrisch gestaltete. elastische Lagerung I mit einem Anschlußteil 5. das zwischen zwei elastischen Schichten 71 und 72 angeordnet und an einer Fahrzeugwanne 2 des Kraftfahrzeuges befestigt ist, erkennbar. Ein Vorsprtnnanschlußtcil 6 mit der Anschlußfläche 61 dieser elastischen Lagerung 1. das gleichzeitig mit einem Gehäu .e 31 eines Seiten Vorgeleges 3 verbunden ist, dient mit seinen beiden Hälften 62 und 63 als Vorspannelement für die dazwischengelagerten elastischen Schichten 71 und 72. Anschlußteil 5 und Vorspannanschlußteil 6 haben Anschlußflächen 51 dzw. 61. die. wie auch die elastischen Schichten 71 und 72. durchgängig und dichtend jeweils in einer Ebene sind. Der Anschluß der elastischen Lagerung 1 an die Fahrzeugwanne 2 und auch an das Gehäuse 31 des >o Seitenvorgeleges 3 erfolgt mit Schrauben 4, die sowohl von außen wie auch vom Innenraum aus die kraftschlüssige Verbindung herbeiführen können.

Aus d<*n Schwerpunkten 51 und 52 der Querschnitte — Rombus oder Romboid mit geeigneter Grundlinie gegenüber der Ebene ;'er Anschlußflächen 51 und 61 — der elastischen Schichten 71 und 72 wird ein gemeinsamer Schwerpunkt 5 gebildet, der im Bereich des Anschlußteiles 5 liegt. Die radial verlaufende Ebene S-S' ist gleichzeitig dezugsebene für die Verbindung von der Fahrzeugwanne 2 zum Seitenvorgelege 3, und die Lote L 1 und L 2 von den Grundlinien der z. B. rombenförmigen Querschnitte 71 bzw. 72 führen durch deren Schwerpunkte 51 und 52 und schneiden sich jeweils auf der Mittellinie des Seitenvorgeleges. In F i g. 2 ist dargestellt, daß die elastische Lagerung 1 auch mit einem Anschlußteil 50 an ein Gehäuse 310 erines Seitenvorgeleges 30 befestigt werden kann, während ein Vorspannanschlußteil 60 an einer Fahr-

zeugwanne 20 befestigt ist. Gleichzeitig ist dargestellt. daß die elastischen Schichten 81 und 82 im Querschnitt die Form eines Kreisringausschnittes haben, also die äußere und innere Mantelfläche beider elastischer Schichten gekrümmt und die Sehnen 810 und 820 zu dieser Krümmung gegenüber Anschlu3flächen 51 und 61 geneigt sind, wobei die Lote dieser Sehnen 810 b/.w. 820 so verlaufen, wie in F i g. I bereits beschrieben.

Bohrungen 22 in der Fahrzeugwanne 2 und der Außendurchmesser 11 der elastischen Lagerung I nach Fig. I sowie der Außendurchmesser 31 des Seitenvorgeleges 30 und die innere Bohrung 12 eines Ringes 13 der elastischen Lagerung sind gleichzeitig Überweganschlüsse.

Aus Fig. 3 sind die Kiifte an einer gedachten Kontaktfläche F? bzw. F/ die unter einem Winkel zur radialen Ebene geneigt ist, dargestellt. Die radiale nbcMC gcni dabei. Wie bCTCiiS ifi Fi^.! CrkCnnbar, iiliTCh die gemeinsamen Schwerpunkte ."> und S' der elastischen Schichten 71 bzw. 72. Diese geneigten Kontaktflächen stellen die Mantelfläche eines gedachten Kegelstumpfes dar. dessen Kegelspitze auf der Achse des Seitenvorgelges liegt. Die Punkte Cund C"stellen dabei die senkrecht übereinanderstehenden. gedachten, gemeinsamen Schwerpunkte S und 5'beider nebeneinanderliegenden, elastischen Schichten 71 bzw. 72 dar. [-line Senkrechte auf dieser Mantelfläche, angesetzt am Punkt C. schneidet die Achse des Seilenvorgeleges im Punkt M. Der Abstand ;i dieses Punktes /V/ist ein Maß für die Neigung der elastischen Schichten 71 und 72. Der Punkt C bzw. C stellt die Angriffsslelle der F.rsatzkräfte !■'■, bzw. Fi' für die Zugkraft F dar. Die Wirkungslinie der Kräfte F3 bzw. Fi' schneidet die Achse im Punkt B. der einen Abstand /zu der radialen Ebene C bzw. C hat. Punkt D fällt bei der betrachteten Ebene mit dem Angriffspunkt der Zugkraft Fzusammcn. Die Kräfte F3 und Fi' werden nun /erlegt in die Kralle /7.) bzw. ID. die eine Zug-ZDruckbeanspruchung. und in die Kräfte FS bzw. FS', die eine Schiibbcanspruchiing der elastischen Schichten hervorrufen. Unter Belastung werden diese elastischen Schichten deshalb um i\cr\ Kräften FD und FS vcrfomu. Die Verformungswege genügen dabei den Gleichungen

Dabei sind cD und cS die Federkonstanten des

Dämpfungsmaierialsi—)in Druck- und in Schubrieh- \ mm/

Hing.

Sind nun die elastischen Elemente zwischen den Kontaktflächen entweder als Material oder durch den Aufbau so geartet, daß die Verformungswege in Druck- und Schubrichtung unterschiedlich groß sind, dann kann erreicht werden, daß sich der l.asiangriflspunkt C unter Belastung nach c I verlagert und damit ein aehsparallcler Versatz des Seilenvorgeleges erreicht wird.

Aus dem Kräftcplan können deshalb folgeruL· Zusammenhänge abgelesen werden.

F₀ = F_cai(k-a)
F_s = F,_ma-a)

aus denen das Verhältnis der Federkonstnnten C, und :-, C_n ermittelt werden kann.

., 2d(a-l)

FD =

FD cD

und FS ■■

FS

cS

Wie in dem Untcrsuchungsbericht von Ci. Matern und |. lentzsch. Maschinenbaiilcchnik 25 (197b). I left ""). Seite 225. dargestellt, wird Gummi mit steigender Dr.iekbean-Ii spruchung weicher in bezug auf die Schubbeanspruchung. Daraus kann geschlußfolgert werden, daß Unelastischen Schichten in der elastischen Lagerung vorgespannt werden sollten.

Da sich, wie aus dem gleichen Bericht hervorgeht.

Zug-ZDruckbeanspruchungen und Sehubbeanspruchungen gegenseitig beeinflussen, also überlagern, müssen diese Zusammenhänge noch berücksichtig! werden. In dem dargestellten Verhältnis der Federkonstanten Cd und Cv ist deshalb ein Faktor Av eingebracht, der sich als eine Funktion von FD und CS darstellt und empirisch ermittelt wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Elastische Lagerang für ein Seitenvorgelege an der Fahrzeugwanne eines Kettenfahrzeuges mit Anschlußflächen zur Anlage an die Fahrzeugwanne und an das Seitenvorgelege, mit elastischen Schichten zwischen der Fahrzeugwanne und dem Seitenvorgelege und mit einer Abdichtung sowie mit einer Federung des Seitenvorgeleges gegenüber der Fahrzeugwanne mit Oberweganschlägen, dadurch gekennzeichnet, daß folgende