DE3225927A1

DE3225927A1 - Elastisches drehlager

Info

Publication number: DE3225927A1
Application number: DE19823225927
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dipl.-Ing. 7056 Weinstadt Beutin; Rüdiger Dipl.-Phys. 2117 Tostedt Brummer; Henning Dipl.-Ing. Dr. 7307 Aichwald Wallentowitz
Original assignee: Phoenix AG
Current assignee: Phoenix AG
Priority date: 1982-07-10
Filing date: 1982-07-10
Publication date: 1984-01-19
Also published as: IT1170435B; IT8348647A0; JPS647251B2; DE3225927C2; JPS5923135A; FR2529979A1; FR2529979B1

Description

Elastisches Drehlager

Die Erfindung bezieht sich auf ein elastisches Lager bestehend aus zwei konzentrischen starren Hülsen und einer zwischen ihnen angeordneten ungehnftoten Gummihülse, die mit rippenförmigen Vorsprüngon nuf der inneren und äußeren Zylinderfläche der starren Hülsenwände unter Vorspannung anliegt.

Ein elastisches Drehlager der vorstehend beschriebenen Gestaltung ist aus der DE-AS 12 h¹} kGk bekannt. Derartige Lager dienen dazu, um kleine Winkel ablaufende Drehvorgänge an Maschinenbauteilen elastisch aufzunehmen« Solche Drehvorgänge treten beispielsweise beim Stabilisator von Kraftfahrzeugen auf. Die Kräfte sollen dabei mit möglichst geringer Dämpfung aufgenommen werden. Gleichzeitig sollen derartige. Lager auch Lage änderungen aus der koaxialen Anordnung elastisch aufnehmen können.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein elastsiches Drehlager der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem ein möglichst großer Verdrehwinkel ohne Gleiten ausgeführt werden kann und wobei gleichzeitig die Progression der Federkennlinie bei dem Verdrehvorgang über eine große Strecke verhältnismäßig flach verläuft.

Die Lösung dieser Aufgabe wird bei dem eingang genannten elastischen Lager erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß bei der Gummihülse im spannungsfreien Zustand die rippenförmigen Vorsprünge in Axialrichtung zu den konzentrischen Hülsen verlaufen, innere und äußere Rippen je paarweise unter Bildung einer Rolle mit elliptischen Querschnitt zusammenfallen und verbindende dünnwandige Stege zwischen den Rollen liegen.

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Eine im spannungsfreien Zustand so gestaltete Gummihülse ermöglicht nach dem Einbau und unter Vorspannung einen verhältnismäßig großen Verdrehwinkel, ohne daß dabei ein Gleitvorgang zwischen Gummihülse und Metallteil einsetzt. Solche Gleitvorgänge sind unerwünscht, da sie zu Schäden

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an der Gummihülse führen können. Der verhältnismäßig große Verdrehwinkel wird dadurch ermöglicht, daß die Rollen mit nahezu elliptischen Querschnitt bei der gegenseitigen Verdrehung der beiden starren Hülsen auf den Flächen der starren Hülse abrollen können. Der Rollvorgang gelangt erst in seine Endphase, wenn die verbindenden dünnwandigen Stege einer beträchtlichen Dehnungsverformung unterliegen. Diese Stege sollten nach Möglichkeit weit außen liegen, weil dann die Verformungsfähigkeit der Stege etwas größer ist. Dieser Begrenzung kinn jedoch dadurch etwas entgegengewirkt werden, daß die Krümmungsradien bzw. die Bogenlängen der Rollen-querschnitte auf der Innenseite kleiner sind als auf der Außenseite. Es ist ferner zweckmäßig, daß die Zahl der in einer Hülse vorgesehenen Rollen unpaarig ist, damit bei besonders starken Verdrehvorgängen ein paarweises Zusammenlegen der Rollen vermieden wird. Allerdings ist es je nach Abmessung nicht immer erforderlich, paarige Rollenzahl zu vermeiden.

Das Verhältnis der Bogenlänge bei den Rollen an dor Außen- und Innenseite sollte etwa V 2 : 1 betragen. We LterhLn ist es von Vorteil, wenn der Mittelwert aus dem äußeren und inneren Krümmungsradius bei den Rollen etwa 1/3 des Krümmungsradius des Mittelwertes aus den beiden Hülsen beträgt. Hierdurch wird eine zweckmäßige Abmessung zwischen dem Gesamtdurchmesser des elastischen Lagers und den Rollen geschaffen.

Da der Rollvorgang mit einer Verformung der Rollen und der Stege verbunden ist, sollte die Shorehärte des Gummimaterials relativ niedrig und die Dämpfung gering sein.

♦und zu Lagerverspannungen /6

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TJin die bei der Verformung des Gummiringes eintretende Warmebildung ausreichend gering zu halten, genügt es, wenn die Vorspannung der Gummihülse in den beiden Metallhülsen etwa 10 % beträgt. Dabei sollte vorzugsweise nur eine Druckverformung vorgesehen sein. Dies ist dadurch möglich, daß die Abmessung der Gummihülse im Durchmesser größer.ist als der dafür zwischen den beiden starren Hülsen bestehenden Raum. Hierdurch wird die Verformung nach dem Einbau im wesentlichen durch eine Druckverformung der äußeren Zonen der Rollen bewirkt. Die vorgesehene Gestaltung ermöglicht es darüber hinaus, daß die HerstaLlung solcher Elemente nur wenig Aufwand erfordert, da Metall- und Gusnmihülse aus langen Rohre nXind langen Gummiprofilen hergestellt werden können.

Die Erfindung wird in Verbindung mit den Abbildungen 1 und 2 bexspxelsweise beschrieben. Die Abb. 1 stellt eine perspektivische Darstellung der elastischen Drehfeder dar. Abb. 2 stellt einen Querschnitt des Lagers dar.

Das Lager besteht aus den beiden Metallhülsen 1 und 2. In dem dazwischen liegenden zylindrischen Raum ist eine Gummihülse 3 unter Vorspannung haftungsfrei eingepreßt. Diese Guummihülse besteht aus Rollen 4, die in Achsrichtung der Hülsen 1 und 2 verlaufen. Zwischen diesen Rollen k sind verbindende Stege 5 angeordnet, die einen festen Zusammenhalt der Gummihülse bewirken.

Wird entsprechend Abb. 2 die innere Hülse 2 gegenüber der äußeren Hülse 1 um einen bestimmten Winkel verdreht, so rollt die äußere Oberfläche 6 der Rolle an der inneren Wand der starren Hülse 1 ab.

Gleichzeitig rollt auch die innere Oberfläche 7 in entgegengesetzter Richtung auf der Oberfläche der Hülse 2 ab, Diesem Drehvorgang setzt der Steg 5 einen Widerstand entgegen, da dieser hierbei einer Dehnung unterworfen wird. Bis zum Grenzwert einer solchen D_ehnungsfähigkeit kann der Rollvorgang ausgeführt werden. Bei einem Lager, dessen äußere Hülse 50 mm und dessen innere Hülse 4θ mm beträgt, kann der Verdrehwinkel, ohne daß ein Gleitvorgang einsetzt, bis zu kO betragen.

Leerseite

Claims

Ansprüc he

1.) Elastisches Lager bestehend aus zwei konzentrischen starren Hülsen und einer zwischen ihnen angeordneten ungehärteten Gummihülse, die mit rippenförmigen Vorsprüngen auf der inneren und äußeren Zylinderfläche der starren Hülsenwände unter Vorspannung anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Gummihülse (3) im spannungsfreien Zustand die rippenförmigen Vorsprünge in Axialrichtung zu den konzentrischen Hülsen (l, 2) verlaufen, innere und äußere Rippen je paarweise unter Bildung einer Rolle mit elliptischen Querschnitt zusammenfallen und verbindende dünnwandige Stege (5) zwischen den Rollen liegen.

2.) Elastisches Lager nach Anspruchl, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollenzahl der Gummihülsen paarig oder unpaarig ist.

3») Elastisches Lager nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bogenlänge der Rollenoberfläche im Querschnitt gesehen bei der inneren Rippe kleiner ist als bei der äußeren Rippe.

4„) Elastisches Lager nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Bogenlängen außen zu innen ca. V~ -2 : 1 ist.

5.) Elastisches Lager nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelwert aus äußeren und inneren Bogenlängen bei den Rollen etwa 1/3 des Krümmungsradius des Mittelwertes aus den beiden starren Hülsen (l, 2) beträgt.

/3

6.) Elastisches Lager nach den Ansprüchen 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Shorehärte A der Gummihülse (3) ca ο 50 - 70° beträgt.

7c) Elastisches Lager nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummihülse (3) unter einer Druckvorspannung Von ca. 10 % zwischen den starren Hülsen (l, 2) liegt.,

8.) Elastisches Lager nach den Ansprüchen 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Vorbindungsstege (5) zwischen den Rollen nach außen verschoben angeordnet sind.