DE69123137T2

DE69123137T2 - Elastisches lager

Info

Publication number: DE69123137T2
Application number: DE69123137T
Authority: DE
Inventors: David Mann; Bruce Senecal
Original assignee: Karman Rubber Co
Current assignee: Karman Rubber Co
Priority date: 1990-09-06
Filing date: 1991-09-06
Publication date: 1997-05-28
Anticipated expiration: 2011-09-07
Also published as: EP0500916A1; CA2073009A1; WO1992004556A1; ATE145265T1; DE69123137D1; EP0500916A4; US5121905A; EP0500916B1

Description

Technisches Gebiet

Diese Erfindung bezieht sich auf eine ausfallsichere federnde Aufhängung, die eine Stützkonstruktion schwingungsmäßig von einer Last isolieren kann und die von der Stützkonstruktion lösbar und erneut auf diese aufsetzbar ist.

Vorgeschichte der Erfindung

In zahlreichen Patentschriften werden federnde Motoraufhängungen beschrieben. Die US-Patentschrift 2 132 840 beschreibt eine Motoraufhängung aus einem domförmigen Außenabschnitt aus Kautschuk, der in kegelstumpfförmig geformte Metallgieder übergeht, die so angeordnet sind, daß die Glieder im Kautschuk eingebettete Flansche aufweisen.
Die US-A-2 538 658 beschreibt eine andere federnde Aufhängung, in deren Aufbau ein größeres Metallglied Luftspalte aufweist für verdichtbare strömungsfähige Arbeitsmittel oder Gase zur Unterstützung entweder einer erhöhten Schwingungsdämpfung oder einer erhöhten Federung.
Zusätzlich zeigt Machine Design, C. E. Crede, "Vibrations and Shock Isolators", Nr. 8, August 1954, Seiten 150-158, eine federnde Aufhängung, wie sie im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 umrissen wird.

Zusammenfassende Beschreibung der Erfindung

Gemäß der Erfindung ist eine ausfallsichere federnde Aufhängung vorgesehen mit einem domförmigen Außenglied mit einer gegenüber einem Scheitelpunkt des Gliedes zentrierten Öffnung und einem dieser gegenüber angeordneten und von ihr ausgehenden Abschnitt, einem glockenförmigen Innenglied, von dem ein Teil aus der Öffnung des Außengliedes heraustritt, wobei das Innenglied an seiner Oberseite eine zentrierte Öffnung aufweist, die Aufhängung weiter ein Verriegelungsglied aufweist, das bei Gebrauch in dem glockenförmigen Glied angeordnet ist, und ein elastomeres Material, das das Innenglied einkapselt und an diesem haftet und das zwischen einer Innenfläche des Außengliedes und einer Außenfläche des Innengliedes liegt, die Öffnung in dem Außenglied größer als eine Oberseite und kleiner als eine Basis des glockenförmigen Innengliedes ist, so daß das Innenglied aus diesem austreten kann, aber gehindert ist, durch es durchzutreten, und wobei das elastomere Material ein federndes Abbiegen des Innengliedes gegenüber dem Außenglied in sämtlichen Axialrichtungen zuläßt, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenglied eine vom oberen Ende einer Innenseite bis zu etwa einem Mittelabschnitt des Innengliedes verlaufende und zur Aufnahme des Verriegelungsgliedes geeignete, polygonal geformte Innenseitenwand aufweist und wobei die Seitenwand im Durchmesser geringfügig kleiner als das Verriegelungsglied ist, so daß das Einsetzen des Verriegelungsgliedes in das Innenglied das Ausüben einer ausreichenden Kraft zum Ausbilden einer Reibungsverriegelung zwischen der Außenseite des Verriegelungsgliedes und der Seitenwand des Innengliedes verlangt, daß das elastomere Material auch einen domförmigen Abschnitt des Außengliedes einkapselt und an diesem haftet und daß der gegenüber angeordnete Abschnitt ein Paar aus von diesem ausgehenden Ohren ist.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden in den Patentansprüchen 2 bis 8 umrissen.
Das elastomere Material kann aus jedem Material besttehen, das eine gute Federung und eine gute Beständigkeit gegenüber Alterung durch Sauerstoff aufweist, wie zum Beispiel, aber nicht beschränkt auf behandelten Kautschuk und dergleichen. Behandelter Kautschuk soll sämtliche Arten von Vulkanisaten mit einem Gehalt an Elastomeren, Füllern, Antidegradantien und Behandlungssystemen, wie zum Beispiel Schwefel-, metallische oder radikale Behandlungssysteme, einschließen. Die Elastomere können weiter einschließen, sind aber nicht beschränkt auf Naturkautschuk, synthetische Polydiene oder Polydien mit einem Gehalt an Elastomeren, Polyolefinelastomeren, Halogene enthaltenden Polyolefinelastomeren, Polyenaminketonelastomeren und dergleichen. Einige mögliche Kautschuksorten, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind natürliche, SBR-, EPDM-, Neopren-, EPDM/Butyl- Gemische, Halogen-Butyl-Gemische, Silizium, PPO und andere ähnliche Stoffe. Der normalerweise gewählte Kautschuk weist physikalische Eigenschaften ähnlich den mit Schwefel oder Peroxid behandelten Kautschukverbindungen auf, die gute Dämpfungseigenschaften, gute Oxidationsbeständigkeit, gute Ozonstabilität und gute Stabilität unter feuchten Bedingungen aufweisen. Die elastomeren Teile können mit einer Vielzahl von bekannten Verfahren zum Herstellen von Kautschukgegenständen, wie zum Beispiel Druckformen, Extrusionsformen, Formspritzen, und mit anderen ähnlichen Verfahren hergestellt werden.
Zwei für den Kautschuk, der in die Herstellung des elastomeren Bauteils eingeht, repräsentative und erläuternde Rezepte für Kautschukverbindungen werden nachstehend aufgeführt: 50 Durometer Naturkautschuk 50 Durometer Neopren
Das erste Beispiel gilt für eine Naturkautschukformulierung, während das zweite für eine Neoprenformulierung gilt.
Das zum Herstellen des domförmigen Außengliedes, des kugelförmigen Innengliedes und des Verriegelungsgliedes verwendete Material kann aus Metallverbindungen oder Keramiken bestehen, ist aber nicht auf diese beschränkt. Für diese Bauteile verwendbare Metalle enthalten Eisen, Stahl, Aluminium oder Legierungen aus diesen, sind aber nicht auf diese beschränkt. Für die Konstruktion dieser Bauteile verwendbare Verbindungen enthalten Kohlenstoff, Polyamid, Polyester, Glasfasern und dergleichen. Die für die Konstruktion der Bauteile verwendbaren Keramiken können jegliche Art von strukturellen Keramiken sein, wie sie gegenwärtig für eine hohe mechanische Beständigkeit entwickelt werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Querschnittsdarstellung einer ausfallsicheren federnden Aufhängung in einer Ausführungsform mit Darstellung eines Abschnittes einer Stützkonstruktion und einer mit dieser betrieblich verbundenen abgestützten Last.
Fig. 2 ist eine Ansicht wie in Fig. 1 einer Abänderung der ersten Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 3 ist eine Ansicht wie in Fig. 1 einer nicht erfindungsgemäßen Aufhängung.
Fig. 4 ist eine Bodenansicht der Ausführungsform von Fig. 1.

Ins einzelne gehende Beschreibung der Erfindung

Die Figuren 1 und 4 zeigen eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in der 10 allgemein die ausfallsichere federnde Aufhängung der vorliegenden Erfindung darstellt, 11 allgemein das domförmige Außenglied, 12 der domförmige Abschnitt und 13 die um den Scheitelpunkt des domförmigen Abschnittes zentrierte Öffnung ist. 14 ist eins der von dem Außenglied ausgehenden Ohren, und 15 ist die Öffnung in dem Ohr zur Aufnahme des Bolzens 22, der die Aufhängung 10 an der strukturellen Stütze 21 befestigt.
Unter weiterem Bezug auf die Figuren 1 und 4 sei ausgeführt, daß 16 das allgemein glockenförmige Innenglied, 17 die Basis des Innengliedes, 18 die in dem Innenglied zentrierte Öffnung und 27 die polygonale Seitenwand ist, die vom oberen Ende der Innenseite des Innengliedes zu dessen mittlerem Abschnitt verläuft und zur Aufnahme des Verriegelungsgliedes 19 dient. Das elastomere Material 20 schließt das Glied 11 ein und haftet an diesem an, und es schließt das Glied 16 ein und haftet an diesem an. Die Menge des zwischen der Außenseite des Innengliedes und der Innenseite des Außengliedes liegenden elastomeren Materials reicht aus, um die Last 23 schwingungsmäßig von der Stützkonstruktion 21 zu isolieren. Bei dieser Ausführungsform liegt das elastomere Material 20 auch zwischen der Seitenwand 27 und dem Verriegelungsglied 19.
Fig. 4 zeigt die Konstruktion von Fig. 1 in einer Bodenansicht. Die Figur zeigt den ausfallsicheren Aufbau der vorliegenden Erfindung deutlich, indem die Öffnung 13 kleiner als die Basis 17 ist und das Glied 16 damit axial über das Glied 11 übersteht, aber nicht durch dieses durchtreten kann. Die Form dieser beiden Glieder hat auch zahlreiche Vorteile. Zuerst neigen die glatten Außenlinien der Glieder 11 und 16 zu einer Verminderung irgendeines plötzlichen Zusammenstoßes zwischen den Gliedern aufgrund eines katastrophalen Versagens des elastomeren Materials. Die glatte Form setzt auch Spannungs- oder Belastungskonzentrationen in der Aufhängung 10 herab.
Fig. 2 zeigt eine Abwandlung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der einzige Unterschied liegt darin, daß das Verriegelungsglied 19 und die Seitenwand 27 nicht durch dazwischenliegendes elastomeres Material 20 an ihrer Stelle gehalten werden. Die Seitenwand 27 ist jedoch polygonal geformt, und polygonale Scheitel der Seitenwand 27 sind etwas kleiner als das Verriegelungsglied 19, so daß die gleiche Kraft beim Einsetzen des Verriegelungsgliedes 19 unter Ausbildung eines Reibungsschlusses zwischen der Seitenwand 27 und dem Verriegelungsglied 19 ausgeübt werden muß.
Fig. 3 zeigt eine Aufhängung, bei der das Verriegelungsglied 19 und das Innenglied 16 allgemein zu einer Einheit 25 zusammengefaßt wurden, so daß ein unabhängiges Verriegelungsglied nicht benötigt wird. Die Basis 26 des Gliedes 25 ist so aufgebaut, daß sie zum Aufrechterhalten der Ausfallsicherheit einen größeren Durchmesser als die Öffnung 13 des Außengliedes aufweist. Das Bezugszeichen 24 stellt das Verriegelungsglied in dessen Kombination mit dem Glied 25 dar.

Claims

1. Eine ausfallsichere federnde Aufhängung (10) mit einem domförmigen Außenglied (11) mit einer gegenüber einem Scheitelpunkt des Gliedes zentrierten Öffnung (13) und einem dieser gegenüber angeordneten und von ihr ausgehenden Abschnitt (14), einem glockenförmigen Innenglied (16), von dem ein Teil aus der Öffnung (13) des Außengliedes heraustritt, wobei das Innenglied (16) an einer Oberseite eine zentrierte Öffnung aufweist, die Aufhängung weiter ein Verriegelungsglied (19) aufweist, das bei Gebrauch in dem glockenförmigen Glied (16) angeordnet ist, und ein elastomeres Material (20), das das Innenglied (16) einkapselt und an diesem haftet und das zwischen einer Innenfläche des Außengliedes und einer Außenfläche des Innengliedes liegt, die Öffnung (13) in dem Außenglied größer als eine Oberseite und kleiner als eine Basis (17) des glokkenförmigen Innengliedes (16) ist, so daß das Innenglied aus diesem austreten kann, aber gehindert ist, durch es durchzutreten, und wobei das elastomere Material (20) ein federndes Abbiegen des Innengliedes gegenüber dem Außenglied in sämtlichen Axialrichtungen zuläßt, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenglied (16) eine vom oberen Ende einer Innenseite bis zu etwa einem Mittelabschnitt des Innengliedes verlaufende und zur Aufnahme des Verriegelungsgliedes (19) geeignete, polygonal geformte Innenseitenwand (27) aufweist und wobei die Seitenwand (27) im Durchmesser geringfügig kleiner als das Verriegelungsglied (19) ist, so daß das Einsetzen des Verriegelungsgliedes (19) in das Innenglied (16) das Ausüben einer ausreichenden Kraft zum Ausbilden einer Reibungsverriegelung zwischen der Außenseite des Verriegelungsgliedes (19) und der Seitenwand (27) des Innengliedes (16) verlangt, daß das elastomere Material (20) auch einen domförmigen Abschnitt des Außengliedes (11) einkapselt und an diesem haftet und daß der gegenüber angeordnete Abschnitt (14) ein Paar aus von diesem ausgehenden Ohren ist.

2. Eine Aufhängung nach Anspruch 1, wobei die Ohren des Außengliedes (14) eine Öffnung (15) aufweisen und diese zur Aufnahme eines Befestigungsgliedes (22) geeignet ist.

3. Eine Aufhängung nach Anspruch 1, wobei das elastomere Material (20) weiter zwischen einer Innenfläche der Seitenwand (27) und der Außenseite des Verriegelungsgliedes (19) angeordnet ist und an der Innenfläche haftet.

4. Eine Aufhängung nach Anspruch 1, wobei die Aufhängung allgemein kegelstumpfförmig ist.

5. Eine Aufhängung nach Anspruch 1, wobei das Innen- und das Außenglied (16, 11) Metall sind.

6. Eine Aufhängung nach Anspruch 1, wobei das Innen- und das Außenglied (16, 11) ein verstärkter Verbundstoff sind.

7. Eine Aufhängung nach Anspruch 6, wobei das Innen- und das Außenglied (16, 11) ein verstärkter Graphitverbundstoff sind.

8. Eine Aufhängung nach Anspruch 1, wobei die Aufhängung eine Größe von etwa 10,0 cm (4 Zoll) von Ohr zu Ohr und etwa 3,8 cm (1½ Zoll) in der Höhe bis etwa 5,0 cm (2 Zoll) von Ohr zu Ohr und etwa 1,9 cm (3/4 Zoll) in der Höhe hat.