DE60016364T2 - Schwingungsdämpfende Buchse mit Elastomerkörper - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Struktur zum Verringern der Scherbelastung auf eine Elastomerbindung und ein Verfahren zum Reduzieren dieser Scherbelastung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 bzw. dem Oberbegriff von Anspruch 6, siehe US-A-2 221 884.
• Elastomertüllen werden in Öltankbefestigungssystemen verwendet, um Resonanzen zu dämpfen und Schwingungsbelastungen auf dem Tank und Träger zu reduzieren. Das Elastomer verstimmt effektiv Resonanzen in dem Motorbetriebsbereich. Die Elastomertüllen sind aus zwei konzentrischen Metallzylindern mit einem zwischen den Zylindern angeordneten Epoxid oder anderem Gummielement aufgebaut. Die Metallzylinder verleihen der Tülle die notwendige Steifigkeit. Das Elastomer oder Gummi schafft die erforderliche Federkonstante und Entkopplungs/Schwingungs-Isolation zwischen den Strukturen. Beispielsweise kann dann eine Elastomertülle zwischen einem Öltank und Motorrahmenstrukturen verwendet werden. Im Betrieb induziert die Relativbewegung zwischen Öltank und Motorrahmen oder anderen Strukturen Scherungsbelastungen auf die Elastomer/Metallzylinderbindungen der Tülle. Dieses bewirkt mit der Zeit eine Ablösung oder einen Ausfall der Verbindungsstelle.
• Es wäre erwünscht, die Tüllenlebensdauer von Elastomertüllen zu verbessern, welche zum Dämpfen von Resonanzen und Reduzieren von Schwingungsbelastungen mechanischen Systemen verwendet werden.
• Um die Tüllenlebensdauer zu verbessern, schlägt die vorliegende Erfindung die Reduzierung der Scherbelastung auf die Elastomerepoxidbindung zu den Metallzylindern vor. Dieses wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 sowie die Merkmale des Anspruchs 6 erzielt.
• Demzufolge schafft die vorliegende Erfindung eine wirksame Technik zum Verbessern der Tüllenlebensdauer für mechanische Systemkomponenten.
• Die Erfindung wird nun detaillierter im Rahmen eines Beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, deren einzige Figur eine gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung aufgebaute Elastomertülle darstellt.
• In 1 ist eine Elastomertüllenanordnung 10 dargestellt. Die Tüllenanordnung 10 besteht typischerweise aus inneren und äußeren konzentrischen Metallhülsen oder Zylindern 12 bzw. 14. Ein Gummi oder anderes Elastomermaterial 16 ist zwischen den zwei Zylindern 12 und 14 angeordnet. In einer typischen Tüllenanwendung ist ein Zylinder mit einem beweglichen Element und der andere Zylinder ist mit einem Lagerungselement verbunden. Die Tülle ist so aufgebaut, dass sie eine kontrollierte Bewegung zwischen Teilen erlaubt und Translations- und Rotationsschwingungsmodi zwecks Dämpfung und Isolation entkoppelt.
• Der Innenzylinder 12 besitzt einen Innendurchmesser, der so gewählt ist, dass er dessen Befestigungsanforderungen erleichtert. In einigen Anwendungen kann das innere Element 12 massiv oder stangenähnlich statt hohl sein. Obwohl das Innenelement 12 üblicherweise aus einem Metall, wie z.B. Stahl, besteht, kann es auch aus einem Konstruktionskunststoff hergestellt sein.
• Der Innendurchmesser des Elastomerelementes 16 ist etwas kleiner als der Außendurchmesser des steifen inneren Elementes 12. Im zusammengebauten Zustand stellt dieses sicher, dass der Sitz zwischen dem inneren Element 12 und dem Elastomerelement 16 eine zweckmäßige Abdichtung ausbildet. Zusätzlich muss das Elastomerelement 16 an dem äußeren Element 14 angrenzen, um die gewünschte Abdichtung auszubilden.
• Die vorliegende Erfindung schlägt die Hinzufügung von Endansätzen 18 an den inneren und äußeren Zylindern 12 und 14 der Tülle 10 vor. Die Endansätze sind einstückig mit den inneren und äußeren Zylindern 12 und 14, wobei die gesamte Einheit typischerweise aus rostfreiem Stahl hergestellt ist. Die Endansätze 18 reduzieren die Scherungsbelastung auf die Elastomerbindung 20 zu den Metallzylindern 12 und 14. Während des Betriebs induziert die Relativbewegung zwischen den Zylindern 14 und 12 eine Trennungs- oder Scherbelastung in das Elastomer zu der Zylinderbindung 20. Durch die Hinzufügung der Endansätze wird ein Teil dieser Elastomertrennungsbelastung in eine Kompression des Elastomers aufgenommen. Die Gesamtscherungsbelastung wird um den Betrag der Kompression reduziert. Somit schaffen die Endansätze 18 eine Fläche für eine Abstützung des Elastomers darauf. Die Hinzufügung der Endansätze in einstückiger Weise mit den Zylindern, schafft die gewünschte Lasttragekapazität.
• Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben wurde, dürfte es sich für den Fachmann auf diesem Gebiet verstehen, dass verschiedene Ände rungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise kann diese Konstruktion in verschiedenen Umgebungen bei verschiedenen Komponenten angewendet werden.

Claims (10)

1. Struktur (10) zum Verringern der Scherbelastung auf eine elastomere Bindung (20), wobei die Struktur enthält: einen inneren Zylinder (12), der mit einer ersten Komponente verbunden ist, einen äusseren Zylinder (14), der mit einer zweiten Komponente verbunden ist, und ein elastomeres Material (16), das zwischen den inneren und äusseren Zylindern (12,14) angeordnet ist, um eine elastomere Bindung zu erzeugen und Scherbelastung auf die elastomere Bindung (20) zu verringern, indem Elastomerbelastung in Kompression des Elastomers aufgenommen wird, gekennzeichnet durch Endansätze (18), die mit dem äusseren Zylinder (14) einstückig sind und sich radial nach innen erstrecken, und Endansätze (18), die mit dem inneren Zylinder (12) einstückig sind und sich radial nach aussen erstrecken, wobei die radial nach innen gerichteten Endansätze (18) radial im Abstand von den radial nach aussen gerichteten Endansätzen (18) angeordnet sind.
2. Struktur nach Anspruch 1, wobei die elastomere Bindung (20) für Schwingungstrennung zwischen den ersten und zweiten Komponenten sorgt.
3. Struktur nach Anspruch 1, wobei die mit den Endansätzen (18) einstückigen inneren und äusseren Zylinder (12, 14) aus rostfreiem Stahl hergestellt sind.
4. Struktur nach Anspruch 1, wobei der Innendurchmesser von dem elastomeren Material (16) kleiner ist als der Aussendurchmesser von dem inneren Zylinder (12).
5. Struktur (10) nach Anspruch 1, wobei das elastomere Material (16) mit den inneren und äusseren Zylindern (12, 14) in Eingriff sind, um eine Dichtung zu bilden.
6. Verfahren zum Verringern der Scherbelastung auf eine elastomere Bindung (20), wobei das Verfahren die Schritte enthält: Bereitstellen eines inneren Zylinders (12) und eines äusseren Zylinders (14), Verbinden des inneren Zylinders (12) mit einer ersten Komponente, Verbinden des äusseren Zylinder (14) mit einer zweiten Komponente Einfügen eines elastomeren Materials (16) zwischen den inneren und äusseren Zylindern (12,14), um eine elastomere Bindung (20) zu erzeugen, gekennzeichnet durch Formen von Endansätzen (18), die mit dem äusseren Zylinder (14) einstückig sind und sich radial nach innen erstrecken, und Endansätzen (18), die mit dem inneren Zylinder (12) einstückig sind und sich radial nach aussen erstrecken, wobei die radial nach innen gerichteten Endansätze (18) radial im Abstand von den radial nach aussen gerichteten Endansätzen (18) angeordnet werden, um die Scherbelastung auf die elastomere Bindung (20) zu verringern.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei ferner der Schritt vorgesehen wird, dass die elastomere Belastung in Kompression des Elastomers (16) aufgenommen wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6, wobei ferner der Schritt vorgesehen wird, dass das Elastomer verwendet wird, um für eine Schwingungstrennung zwischen den ersten und zweiten Komponenten zu sorgen.
9. Verfahren nach Anspruch 6, wobei ferner der Schritt vorgesehen wird, dass ein Innendurchmesser des Elastomers (16) ausgebildet wird, der kleiner als der Aussendurchmesser von dem inneren Zylinder ist.
10. Verfahren nach Anspruch 7, 8 oder 9, wobei ferner der Schritt vorgesehen wird, das ein Innendurchmesser des Elastomers (16) ausgebildet wird, der kleiner als der Aussendurchmesser von dem inneren Metallzylinder (12) ist.