DE8615903U1

DE8615903U1 - Elastisches Gummi-Metallager

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Publication number: DE8615903U1
Application number: DE19868615903
Authority: DE
Original assignee: CASE J I GmbH
Current assignee: CASE J I GmbH
Priority date: 1986-06-12
Filing date: 1986-06-12
Publication date: 1987-03-05

Description

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Elastisches Gummi-Metal lager

Die Neuerung bezieht sich auf ein elastisches Gummi-Metallager zur Lagerung oder Aufhängung von Kraftfahrzeug-Motorteilen, Getrieben öder Maschinenteilen unter Verwendung von zwei kreisförmigen Metallscheiben, die durch eine konusförmige Hülse auf Abstand gehalten, mittels einer Schraubbolzenverbindung gegeneinander verspannt sind und an einem Gummiteil angrenzen, sowie mit einem radial auf Abstand von der Hülse angeordneten Auflagerflansch in Form eines unten offenen Tellers, dessen radial nach außen abgebogener oberer Rand auf der oberen Fläche eines fahrzeugfesten oder stationären Lagerhalters aufsitzt.

Ein Gummi-Metallager dieser Art ist aus dem DE-Buch "Gummifedern" von E. F. Göbel, 1969, Seite 103, bekannt. Die durch eine konusförmige Hülse auf Abstand gehaltenen zwei kreisförmigen Metallscheiben, welche an einem Gummiteil angrenzen, sind jedoch ebenflächig geformt.

Bei Flachscheiban als Anschlagbegrenzung für elastische Gummi-Metallager mit dazwischen eingesetztem Gummi körper steigt entsprechend der Federkennlinie des Gummikörpers die Kraftlinie an, bis die Scheibe zur Anlage kommt. Danach erfolgt ein sprunghafter Anstieg der Kraft über einen minimalen Verformungsweg. Trotz der Elastizität des Gummikörpers wird dieser sprunghafte Anstieg der Kraft als harter Anschlag empfunden. Dieser Effekt tritt bei stärkeren Schwingungen auf, etwa beim Fahren in unebenem Gelände, und führt bei angrenzenden Bauteilen oft zu Dauerbrüchen.

In der AT-PS 172 205 wird die Beeinflussung der Federkennlinie und des Verformungsverlaufes eines glockenförmigen, mit einer einzigen Formscheibe zusammenwirkenden Gummi-MetaI lagers angesprochen. Wegen der glockenförmigen Ausgestaltung des Gummikörpers kann auf der der Formscheibe gegenüberliegenden Seite des Gummikörpers keine weitere als Rückfeuerungsanscruag wirksame AnschLagscheibe angeordnet werden, welche die Federkennlinie und den Verformungsverlauf des Gummikörpers beim Zurückfedern bzw. Entlasten im Sinne einer Wechselwirkung zusätzlich beeinflussen könnte.

Bei einer elastischen Lagerung für Motore und ähnliche Schwingungserreger nach dem DE-GM 19 35 285 ist, um zusätzliche Schwingungskräfte elastisch abzufangen, ein zusätzliches Gummi-Metallager vorgesehen, das in vertikaler Richtung ein weiches und in horizontaler Richtung ein hartes VerformungsverhaLten hat und die Federkennlinie einer Haupttragfeder mitbestimmt. Das Gummiteil der Haupttragfeder grenzt jedoch nur mit seinem inneren Randbereich an einer oberen, annähernd ebenflächigen kreisförmigen Scheibe an. In einer Ausführungsform dieser bekannten Bauart ist eine dieser kreisförmigen Scheibe gegenüberliegende Scheibe mit sickenförmigen Auswölbungen versehen, deren funktionelle Bedeutung in dieser Schrift jedoch nicht angesprochen ist. Der äußere Rand dieser Scheibe ist so weit hochgezogen, daß beim Einfedern der Haupttragfeder ein metallischer Kontakt mit der konusförmigen Hülse nicht ausgeschlossen ist.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gummi-Metallager der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß der Lineare Anstieg der Federkennlinie verkürzt wird und eine früher beginnende Progression über einen Längeren Verformungsweg bei gleicher Endbelastung und gleichem Gesamtverformungsweg erreicht wird.

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Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die gewählte Formgebung der Anschlagscheiben wird insgesamt eine weichere Dämpfung erzielt, weil beim Einfedern des zu lagernden Teils zunächst die aus der Ebene der Formscheiben vorstehenden Auswölbungen sich in die obere Fläche des Gummiteils eindrücken, bevor die restliche Fläche des Gummiteils mit der Formscheibe in Berührung kommt. Der gleiche Effekt tritt auf der unteren Fläche des Gummiteils beim Entlasten oder Zurückfedern des zu lagernden Teils ein. Insofern kann die untere Formscheibe als Rückfederungsanschlag bezeichnet werden.

Die formgleiche Anordnung der beiden am Gummiteil angrenzenden Formscheiben mit jeweils nach unten gerichteten Auswölbungen bringt nicht nur den Vorteil mit sich, daß gleichartige Formscheiben als Prägeteil mit konstanter Materialstärke hergestellt und verwendet werden können, sondern daß auch das Verformungsverhalten des Gummiteils beim Ein- und Zurückfedern unterschiedlich verläuft, weil die sickenförmigen Auswölbungen der Formscheiben beim Ein- bzw. Zurückfedern des Gummi-Metalllagers sich in jeweils unterschiedlichen Flächenbereichen des Gummiteils einpressen. Das Einfedern und das Zurückfedern verläuft dadurch mit unterschiedlicher Geschwindigkeit, so daß die Schwingungen des Gummi-Metal Lagers s^h nicht zu Resonanzen aufschaukeln können.

Beim Durchfedern des elastisch zu lagernden Teils wird das Gummiteil auf Druck und zusätzlich auf Scherung beansprucht, was einen größeren Federweg als bei reiner Druckbeanspruchung mit sich bringt. Durch die überlagerung von axial wirkenden Druckkräften beim Ein- und Zurückfedern und von Scherkräften infolge der Relativbewegung des randseitig aufsitzenden AuflagerfLansches zur ein- und zurückfedernden konusförmigen Hülse wird eine Federkennlinie des Gummi-MetalLagers erzielt, bei der im Vergleich zu reinen Gummifedern und Schwingmetallen der lineare Anstieg der Kraft in eine früher beginnende Progression übergeht, ohne daß es zu einem sprunghaften Anstieg der Kraft bei einem bestimmten Grenz-Federweg führt.

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Eine zusätzliche Beeinflussung der Federkennlinie int Sinne früher beginnender Progression läßt sich dadurch erreichen, daß in den Flächenbeziehen des Gummiteils, die mit den Auswölbungen in Berührung kommen, stärkere Gummi anhäufung vorhanden ist, so daß mehr Material und weniget¹ Dehnbehinderung beim Einpressen der Auswölbungen in den Gummi bzw. des Gi'imrris in die Auswölbungen vorhanden ist.

Eine Vergrößerung des Federwegs der Formscheibe bei gleichem Gummiteil und gleicher Endbelastung läßt sich dadurch erzielen, daß eine die sickenförmige Auswölbung radial außen umgebende, ebene Kreisringfläche der Formscheibe aus einer Ebene, die zu der von der Auswölbung eingeschlossenen Kreisfläche parallel abgesetzt verläuft, in die Ebene der eingeschlossenen Kreisfläche verlegt ausläuft.

Weitere Einzelheiten der Neuerung ergeben sich aus den Ansprüchen 4 und 5.

Im folgenden wird die Neuerung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher eräutert; hierin zeigt

Fig. 1 einen axialen Schnitt durch eine Anordnung eines neuerungsgemäßen Gummi-MetalLagers, abgestützt auf einem fahrzeugfesten oder stationären Lagei— halter;

Fig. 2 eine Federkennlinie einer normalen Gummifeder bzw. eines Schwingmetalls;

Fig. 3 eine Federkennlinie des neuerungsgemäßen elastischen

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Wie Fig. 1 zeigt, besteht der Schwingungsdämpfer im wesentlichen aus einem ringförmigen GummiteiL 2, zwei Formscheiben 1 aus Metall und einem Auflagerflansch 11. Die Formscheiben 1 sind durch eine konusförmige Hülse 9 auf Abstand gehalten und mittels einer Schraubbolzenverbindung 10 gegeneinander verspannt. Die Hülse 9 liegt hierbei mit ihrem unteren Ende am Umfang des Schraubbolzens an und erweitert sich in ihrem Innendurchmesser von unten nach oben. Mit der oberen Formscheibe 1 ist über eine Unterlegscheibe 5 und eine Schraubmutter A eine Platte 15 des elastisch zu lagernden oder aufzuhängenden Maschinenteils am Schraubbolzen 10 fest verbunden. Die Formscheiben 1, Hülse 9, Schraubbolzenverbindung 10 und Platte 15 bilden das Federsystem des Schwingungsdämpfers, dessen Schwingungen abgefangen werden sollen.

Um das Federungsverhalten weicher zu gestalten, weisen die am Gummiteil 2 angrenzenden Formscheiben 1 jeweils eine kreisringförmige, aus der Ebene der Formscheibe vorstehende sickenförmige Auswölbung 7 bzw. 8 auf, wobei die Auswölbung 7 der oberen Formscheibe sich beim Einfedern des zu lagernden Teils in die Oberseite des Gummiteils 2 einpreßt. Die untere Formscheibe ist in bezug auf die obere Formscheibe so verspannt, daß auch ihre Auswölbung 8 wie die der oberen Formscheibe nach unten gerichtet ist. Dadurch preßt sich beim Entlasten oder Zurückfedern das Gummiteil 2 mit seiner Unterseite in die Auswölbung 8 der unteren Formscheibe ein.

An seinem äußeren Umfang wird das Gummiteil 2 von dem ringförmigen Auflagerflansch 11 umfaßt. Dieser hat im Querschnitt etwa die Form

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eines unten offenen Tellers. Mit seinem oberen radial nach außen abgebogenen Rand 12 sitzt er auf der oberen Fläche eines fahrzeugfesten oder stationären Lagerhalters 6 auf, der zur Aufnahme des Schwingungsdämpfers eine entsprechend große öffnung aufweist. Der obere Rand 12 des Auflagerflansches 11 geht dabei in eine etwa parallel zur Konusform der Hülse 9 schräg nach innen und unten verlaufende Fläche über, die am unteren Rand wieder radial nach außen abgebogen ist.

Um dem Schwingungsdämpfer im Zusammenwirken zwischen den Formscheiben und dem Gummiteil zusätzliche Elastizität zu verleihen, ist in Flächenbereichen 13, 14 des Gummiteils 2, die mit den Auswölbungen 7, 8 wechselweise in Berührung kommen, eine stärkere Gummianhäufung vorhanden, indem im oberen Flächenbereich 13 die Oberfläche des Gummiteils 2 zwischen der Hülse 9 und dem inneren Rand der Auswölbung 7 einlaufend geformt ist und im unteren Flächenbereich 14 des Gummiteils oberhalb der Auswölbung 8 mehr Gummi nach unten vorsteht.

Durch das Aufsitzen des Auflagerflansches 11 am systemfesten Lagerhalter 6 wird beim Auftreten von Schwingungen das Gummiteil 2 in wechselnder Richtung wirkenden Parallelschub- und Druckkräften ausgesetzt. Es stellt sich eine Federkennlinie nach Fig. 3 ein. wohingegen Fig. 2 die Federkennlinie einer normalen Gummifeder bzw. eines Schwingmetalls darstellt.

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t · ac·· t · rr· · • · · rri &igr; &igr; ·· · D-8000München 5, 17. September 19« Patentanwälte Ertiardtstraße 8 Il/d. G 86 15 903.8 Telefon (089) 2014938 s 45 J I Case GmbH Neuss / Rhein Schutzansprüche

1. Elastisches Gummi-NetaIlager zur Lagerung oder Aufhängung von Kraftfahrzeug-Notortailen, Getrieben oder Maschinenteilen unter Verwendung von zwei kreisförmigen Netallscheiben, die durch eine konusförmige Hülse auf Abstand gehalten, mittels einer Schraubbolzenverbindung gegeneinander verspannt sind und an einem Gummiteil angrenzen, sowie mit einem radiat auf Abstand von der Hülse angeordneten Auflagerflansch in Form -ines unten offenen Tellers, dessen radial nach außen abgebogener oberer Rand auf der oberen Fläche eines fahrzeugfesten oder stationären Lagerhalters aufsitzt, dadurch^gekennzefchnet, daß die am Gummiteil (2) angrenzenden kreisförmigen Scheiben (1) als Formscheiben ausgebildet sind und jeweils eine kreisringtörmige, aus ihrer Ebene vorstehende sickenförmige Auswölbung (7, 8) aufweisen, die sich beim Einfedern des zu lagernden Teils in das Gummiteil (2) einpressen und an die sich bei Entlastung oder Rückfederung das Gummiteil (2) anpreßt.

2. Elastisches Gummi-Netallager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die obere als auch die untere Formscheibe (1) jeweils mit nach unten gerichteten Auswölbungen (7, 8) verspannt ist.

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3. Elastisches Gummi-Metallager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Flächenbereichen (13, 14) des Gummiteils (2), die mit den Auswölbungen (7, 8) in Berührung kommen, stärkere Gummi anhäufung vorhanden ist.

4. Elastisches Gummi-Metallager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Flächenbereich (13) die Oberfläche des L..:flimiteils (2) zwischen der sich nach oben erweiternden konusförmigen Hülse (9) und

dem inneren Rand der Auswölbung (7) einlaufend geformt ist.

5. Elastisches Gummi-Metallager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ! daß der radial nach außen abgebogene obere Rand (12) des Auflagerflansches (11) in eine etwa parallel zur Konusform der Hülse (9) schräg nach innen und unten verlaufende Fläche übergeht, die am unteren Rand radial nach außen abgebogen ist.

6. Elastisches Gummi-Metallager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formscheiben (1) als Prägeteile mit konstanter Materialstärke

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7. Elastisches Guiimi-Metallager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gummiteil (2) zwischen konusförmiger Hülse (9) und Auflagerflansch (11) einvulkanisiert ist.

8. Elastisches Gummi-Metallager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Federweg der Formscheibe (1) bei flLeicher Endbelastung umso größer wird, je mehr eine die sickenförmige Auswölbung (7, 8) radial außen umgebende, ebene Kreisringfläche der Formscheibe aus einer Ebene, die zu der von der Auswölbung (7, 8) eingeschlossenen Kreisfläche parallel abgesetzt verläuft, in die Ebene der eingeschlossenen Kreis

fläche verlegt ausläuft.