EP1472127A1 - Schwingungs- und körperschallisolierende lager eines auflageelementes, insbesondere eines fahrzeugbodens - Google Patents

Schwingungs- und körperschallisolierende lager eines auflageelementes, insbesondere eines fahrzeugbodens

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EP1472127A1
EP1472127A1 EP03706297A EP03706297A EP1472127A1 EP 1472127 A1 EP1472127 A1 EP 1472127A1 EP 03706297 A EP03706297 A EP 03706297A EP 03706297 A EP03706297 A EP 03706297A EP 1472127 A1 EP1472127 A1 EP 1472127A1
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spring clips
bearing according
spring
support element
bearings
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    • E04F15/225—Shock absorber members therefor
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    • B61D17/00—Construction details of vehicle bodies
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    • B61—RAILWAYS
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    • B61D17/18—Internal lining, e.g. insulating
    • B61D17/185—Internal lining, e.g. insulating for sound insulating

Definitions

  • the invention relates to vibration and structure-borne noise-isolating bearings according to the preamble of claim 1.
  • Known bearings of this type usually consist of block-shaped elastomers.
  • the individual bearings expediently each consist of a pair of mutually interacting, differently high spring clips.
  • the spring clips can advantageously lie one inside the other and, in particular, be connected to one another, for example screwed together.
  • the spring clips are advantageously in one another in the direction of their upright ⁇ axis.
  • the individual spring clips can be designed in the form of a spring band comprising a plurality of individual spring clips, or individual spring clips can also be fastened to, for example, a strip-shaped connecting element and can be assembled together with the latter.
  • bearings according to the invention can each comprise two spring clips which are arranged perpendicular to one another by rotation about their upright axis. If at least two spring clips are arranged one inside the other, they can be screwed together in their closed zenith areas.
  • the spring clips can be integrated as supporting structural components in the support elements.
  • the spring clips can cooperate with additional other vibration and / or structure-borne noise isolating means.
  • the spring clips according to the invention can . mechanical stability of this type, in particular when used in a structural composite, that they only have to be attached in a space below the floor to be insulated when used as a bearing for a floor of a vehicle in the vehicle vertical axis. There is therefore no need for lateral supports, as are usually required for elastomeric supports.
  • the spring clips in particular in the form of a structural part comprising a plurality of spring clips, can be designed in terms of shape and material for insulation of low frequencies.
  • the vehicle-side floor mount for the bearings can be a closed underbody or a vehicle frame construction.
  • this floor can be designed, for example, as a composite or sandwich plate with the spring clips.
  • the spring clip is not an integral part of the support element istlagernden ie, in particular the driving ⁇ generating soil, they are each fixed to the latter and the receiving carrier of the vehicle to connect. This can extremely efficient and functionally safe, for example with screw connections.
  • FIG. 1 is a perspective view of an only schematically represented installation of an isolated vehicle floor
  • FIG. 2 is a view of a bearing constructed from two spring clips of different heights
  • Fig. 3 is a 'top view of the bearing of FIG. 2.
  • a plate-shaped base is mounted on vibration-protected and structure-borne sound insulation by means of ⁇ -shaped spring clips 4 which are combined into groove-shaped spring clips 3.
  • the spring bands 3 with the individual ⁇ -shaped spring clips 4 are made of spring steel.
  • the Single ⁇ NEN spring strips 3 are spaced parallel and perpendicular arranged to extend to each other.
  • a side wall 5 of the vehicle that is firmly connected to the carrier 1 the bottom 2 is not supported mechanically.
  • a distance to be provided here between the floor 2 and the side wall 5 is only provided with a cover which does not hinder the lateral movement of the floor 2 and which only has an aesthetic and dirt-repellent function.
  • the spring bands 3 By designing the spring bands 3 in terms of material and shape, with a specialist knowledge that is suitable for this purpose, a mechanically stable support of the base 2 can be achieved in a simple manner with excellent vibration and structure-borne sound insulation in a particularly low frequency range.
  • the spring bands 3 can be attached to the base 2 on the one hand and to the support 1 on the other hand in a simple manner by means of screws to be attached when the base 2 is installed.
  • a bearing 6 constructed from two nested, ⁇ -shaped spring clips, namely a first spring clip 4 ⁇ and a second spring clip 4 , ⁇ , is screwed firmly onto a carrier 1.
  • the fixed connection consists of a strip-shaped band 7, to which the spring clips A 4 ⁇ several bearings 6 can be fastened, and a screw connection of the strip-shaped band 7 to the carrier 1.
  • the two spring clips 4 and 4 are disposed in the bearing 6, which form mutually perpendicular.
  • the spring clips 4 4 , ⁇ have an ⁇ -like shape, that is, there is a U-shaped basic shape with Z-shaped U-legs. With elastic material, for example spring steel, this results in a spring effect in the direction of the upright axis of a ⁇ -shaped spring clip 4 4 v .
  • the spring clips 4,, x of a bearing 6 touch and are screwed together there.
  • the two spring clips 4, 4 ⁇ are braced against one another.
  • the spring height L is lower than the spring height hi before installation in the first spring clip 4 ⁇ in the installed state.
  • ⁇ in the second spring clip 4 this is exactly the reverse, that is located in verbautem state with H 2 over a 1 decreased spring height before.
  • the first spring clip 4 is compressed in the illustrated bearing, while the second spring clip 4 is stretched ⁇ .
  • the elongated lower spring clip 4 ⁇ expediently has the larger spring constant ⁇ te, that is to say the first spring clip 4 ⁇ is then softer than the second spring clip 4 b ⁇ .
  • Different spring ⁇ constants can with the two spring clips 4 ⁇ and 4 x be caused by different material properties and / or shape. For example, spring clips of different widths or spring clips of the same shape with different material thickness can be used.
  • a bearing 6 with only two spring brackets 4 4 ⁇ is shown, such a bearing may be basically composed of a plurality of such spring clip 4 4, be constructed with possibly different spring constants.
  • strip-shaped strips 7 can have prefabricated bearings 6 and can therefore be installed as strip-shaped strips 7 with a large number of bearings 6. It may be expedient to already firmly connect the individual spring clips 4 ⁇ , 4 of a bearing 6 to one another at their zenith. In principle, however, it is also possible to establish the fixed connection in the zenith of the spring clips 4 ⁇ 4 ⁇ only when connected to a support element. If the spring clip 4 is already in its ⁇ zeniths firmly connected together before a connection with the support elements takes place, so the bearing 6 with egg ⁇ ner mounting means is provided for securing the support element. 2

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Description

Schwingungs- und körperschallisolierende Lager eines Auflageelementes, insbesondere eines Fahrzeugbodens
Die Erfindung betrifft schwingungs- und körperschallisolierende Lager nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bekannte Lager dieser Art bestehen üblicherweise aus blockartig geformten Elastomeren.
Solche Lager in ihrer schwingungs- und körperschallisolie- renden Funktion sowie insbesondere bezüglich ihrer mechanischen Stabilität und Nichtbrennbarkeit zu verbessern, ist das Problem, das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegt und bereits grundsätzlich durch ein gattungsgemäßes Lager mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst wird.
Zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Durch den Einsatz von Federbügeln mit unterschiedlichen Höhen zur Bildung erfindungsgemäßer Lager wirken auf das Auflageelement je nach Belastung von oben, das heißt je nach Einfederungsweg des Auflageelementes, unterschiedliche Gesamtfederkräfte auf dieses. Hierdurch lassen sich bei großen und kleinen Belastungen des Auflagelementes von oben in allen Belastungszuständen relativ kleine Einfederungswege erreichen.
Durch eine entgegengerichtete, gegenseitige Verspannung zwischen einzelnen Federbügeln lassen sich bei erheblich variierenden Lagerbelastungen besonders gute Schwingungs- und Körpersc allisolationsergebnisse bei einer insgesamt überraschend geringen Lagerverformung, das heißt geringen Einfede- rungswegen erzielen.
Die einzelnen Lager bestehen zweckmäßigerweise jeweils aus einem Paar untereinander zusammenwirkender, unterschiedlich hoher Federbügel. Dabei können die Federbügel vorteilhafterweise ineinanderliegen, sowie insbesondere miteinander verbunden, beispielsweise verschraubt sein.
Die Federbügel liegen in Richtung von deren aufrechter Ω- Achse zweckmäßigerweise ineinander.
Als besonderer Vorteil hat es sich erwiesen, einzelne Federbügel mit unterschiedlichen Federkonstanten auszubilden. Bevorzugt sollten diejenigen Federbügel, deren Höhe in vorgespanntem Zustand geringer als im entspannten Zustand ist, eine gegenüber den anderen Federbügeln, deren Höhe in vorgespanntem Zustand größer als in entspanntem Zustand ist, kleinere Federkonstante besitzen. Durch eine gegenseitige Verdrehung der einzelnen Federbügel gegenüber deren jeweiliger aufrechten Achse innerhalb eines Lagers besitzt ein derart ausgebildetes Lager eine gute Querstabilität, einschließlich guter schwingungs- und kör- perschallisolierender Eigenschaften auch in Richtung der senkrecht zu der aufrechten Achse liegenden Ebene.
Es können jeweils eine Vielzahl an Federbügeln zu einem gemeinsamen Bauelement zusammengefasst sein. Dabei können die einzelnen Federbügel in der Form eines mehrere einzelne Federbügel umfassenden Federbandes ausgebildet sein oder es können auch einzelne Federbügel auf beispielsweise einem streifenför igen Verbindungselement befestigt und zusammen mit diesem montierbar sein.
Erfindungsgemäße Lager können bei einer besonders vorteilhaften Ausbildung jeweils zwei Federbügel umfassen, die durch Drehung um ihre jeweils aufrechte Achse senkrecht zueinander angeordnet sind. Bei einer ineinanderliegenden Anordnung mindestens zweier Federbügel können diese in ihren geschlossenen Zenitbereichen miteinander verschraubt sein.
Als Material für die erfindungsgemäßen Federbügel eignet sich insbesondere Stahl.
Die Federbügel können als tragende Strukturbauteile in die Auflagerelemente integriert sein. Die Federbügel können mit zusätzlichen anderen Schwingungsund/oder körperschallisolierenden Mitteln zusammenwirken.
Die erfindungsgemäßen Federbügel können eine .derartige mechanische Stabilität, insbesondere bei Verwendung in einem Strukturverbund, aufweisen, dass sie bei einem Einsatz als Lager für einen Boden eines Fahrzeuges in Fahrzeughochachse lediglich in einem Raum unterhalb des zu isolierenden Bodens angebracht werden müssen. Es sind hier also keine seitlichen Abstützungen wie sie bei Auflagern aus Elastomeren üblicherweise eingesetzt werden müssen, erforderlich.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht ferner darin, dass die Federbügel, insbesondere in der Ausbildung eines mehrere Federbügel umfassenden Strukturteiles form- und materialmäßig für eine Isolierung tiefer Frequenzen ausgelegt werden können.
Die fahrzeugseitige Bodenaufnahme für die Lager kann ein geschlossener Unterboden oder auch eine Fahrzeugrahmenkonstruktion sein.
Bei einer Integration der Federbügel in den Boden eines Fahrzeuges kann dieser Boden beispielsweise als eine Verbund- bzw. Sandwichplatte mit den Federbügeln ausgebildet sein. Sofern die Federbügel nicht integraler Bestandteil des aufzulagernden Auflageelementes, d.h. insbesondere des Fahr¬ zeugbodens sind, sind sie jeweils fest mit diesem und dem aufnehmenden Träger des Fahrzeuges zu verbinden. Dies kann beispielsweise durch Schraubverbindungen äußerst rationell und funktionell sicher erfolgen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt .
In dieser zeigen
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer lediglich schematisch wiedergegebenen Einbauweise eines isoliert gelagerten Fahrzeugbodens,
Fig. 2 eine Ansicht eines aus zwei unterschiedlich hohen Federbügeln aufgebauten Lagers,
Fig. 3 eine' Draufsicht auf das Lager nach Fig. 2.
Ausführung nach Fig. 1
Auf einem Träger 1 eines nicht dargestellten Fahrzeuges ist ein plattenförmig ausgebildeter Boden über zu rillenförmigen Federbändern 3 zusammengefaßte Ω-förmige Federbügel 4 schwingungs- und körperschallisoliert gelagert.
Die Federbänder 3 mit den einzelnen Ω-förmigen Federbügeln 4 bestehen aus Federstahl. Auf dem Träger 1 sind die einzel¬ nen Federbänder 3 jeweils beabstandet parallel und senkrecht zueinander verlaufend angeordnet. Gegenüber einer mit dem Träger 1 fest verbundenen Seitenwand 5 des Fahrzeuges ist der Boden 2 mechanisch nicht abgestützt. Ein hier vorzusehender Abstand zwischen dem Boden 2 und der Seitenwand 5 wird lediglich mit einer die Seitenbewegung des Bodens 2 nicht behindernden Abdeckung versehen, die lediglich ästhetische und schmutzabweisende Funktion besitzt.
Durch eine material- und formmäßige Auslegung der Federbänder 3 mit einem hierfür in Frage kommenden für einen Fachmann geläufigen Fachwissen kann auf einfache Weise eine mechanisch stabile Auflagerung des Bodens 2 bereits grundsätzlich erreicht werden bei einer gleichzeitig hervorragenden Schwingungs- und Köperschallisolierung in einem insbesondere tiefen Frequenzbereich. Die Befestigung der Federbänder 3 an einerseits dem Boden 2 und andererseits dem Träger 1 kann in einfacher Weise über bei der Montage des Bodens 2 anzubringende Schrauben erfolgen.
Spezialausführung nach Fig. 2 und 3.
Ein aus zwei ineinanderliegenden, Ω-förmigen Federbügeln, nämlich einem ersten Federbügel 4 Λ und einem zweiten Federbügel 4, Λ, aufgebautes Lager 6 ist fest auf einen Träger 1 aufgeschraubt. Bei einem Schienenfahrzeug können an diesem Träger 1 beispielsweise die Fahrzeugräder gelagert sein. Die feste Verbindung besteht über ein streifenförmiges Band 7, an dem die Federbügel A 4 Λ mehrerer Lager 6 befestigt sein können und eine Verschraubung des streifenförmigen Bandes 7 mit dem Träger 1. Die beiden Federbügel 4 und 4, sind in dem Lager 6, das sie bilden senkrecht zueinander angeordnet. Die Federbügel 4 4,λ besitzen eine Ω-artige Form, das heißt es liegt eine U-förmige Grundform mit Z-förmig ausgebildeten U- Schenkeln vor. Dadurch ergibt sich bei elastischem Material, beispielsweise Federstahl, eine Federwirkung in Richtung der aufrechten Achse eines Ω-artig geformten Federbügels 4 4 v.
In ihrem Zenit berühren sich die Federbügel 4 , , x eines Lagers 6 und sind dort miteinander verschraubt. In verschraubten Zustand der Federbügel 4 4 , das heißt bei funktionsfähigem Zustand des aus diesen Federbügeln 4 4, λ bestehenden Lagers 6, sind die beiden Federbügel 4 , 4λλ gegeneinander verspannt. Bei dem gezeichneten Lager 6 ist bei dem ersten Federbügel 4 Λ in verbautem Zustand die Federhöhe L geringer als die Federhöhe hi vor dem Einbau. Bei dem zweiten Federbügel 4 λ ist dies genau umgekehrt, das heißt in verbautem Zustand liegt mit h2 eine gegenüber 1 verringerte Federhöhe vor. Dadurch ist in dem dargestellten Lager der erste Federbügel 4 gestaucht, während der zweite Federbügel 4 λ gestreckt ist.
Der gestreckte untere Federbügel 4 Λ besitzt bei einer Ausbildung der beiden Federbügel λ, 4 mit unterschiedlichen Federkonstanten zweckmäßigerweise die größere Federkonstan¬ te, das heißt, der erste Federbügel 4Λ ist dann weicher als der zweite Federbügel 4Λλ ausgelegt. Unterschiedliche Feder¬ konstanten können bei den beiden Federbügeln 4 Λ und 4 x durch unterschiedliche Materialeigenschaft und/oder Formgebung bewirkt werden. Beispielsweise können unterschiedlich breite Federbügel oder formgleiche Federbügel mit unterschiedlicher Materialdicke verwendet werden.
Während in dem Ausführungsbeispiel ein Lager 6 mit lediglich zwei Federbügeln 4 4 Λ dargestellt ist, kann ein solches Lager grundsätzlich aus einer Vielzahl derartiger Federbügel 4 4, mit gegebenenfalls unterschiedlichen Federkonstanten aufgebaut sein.
Für eine vorteilhafte Handhabung können streifenförmige Bändern 7 vorgefertigte Lager 6 besitzen und damit als strei- fenförmiges Band 7 mit einer Vielzahl an Lagern 6 verbaut werden. Dabei kann es zweckmäßig sein, die einzelnen Federbügel 4λ, 4 eines Lagers 6 in deren Zenit bereits fest miteinander zu verbinden. Grundsätzlich ist es allerdings auch möglich, die feste Verbindung im Zenit der Federbügel 4\ 4λ erst bei der Verbindung mit einem Auflageelement herzustellen. Sind die Federbügel , 4λλ bereits in ihren Zeniten fest miteinander verbunden, bevor eine Verbindung mit den Auflageelementen erfolgt, so ist das Lager 6 mit ei¬ ner Befestigungseinrichtung zum Befestigen des Auflageelementes 2 zu versehen.

Claims

Ansprüche
1. Schwingungs- und körperschallisolierende Lager eines Auflagelementes, insbesondere eines Bodens eines Personen befördernden Fahrzeuges, insbesondere Schienenfahrzeuge, über die dieses Auflageelement direkt oder indirekt auf einem Träger aufliegt, wobei der Träger insbesondere die Räder des Fahrzeuges lagert, gekennzeichne durch die Elemente,
- die Lager (6) umfassen Ω-förmige Federbügel (4; 4 λ ; 4, x)
- die Ω-förmigen Federbügel (4; 4λ; 4 ) sind zwischen Auf- lageelement (2) und Träger (1) stehend angeordnet und mit diesen verbunden über einerseits ihren jeweiligen Zenitbereich des Ω-Bogens und andererseits ihre jeweiligen Fußbereiche .
2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese bei gleichem Abstand zwischen Auflageelement (2) und Träger (1) in unbelastetem Zustand unterschiedlich hohe Ω-förmige Federbügel (4; 4 λ ; 4λλ) umfassen.
3. Lager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlich hohen Ω-förmigen Federbügel (4; 4 Λ ; Λ λ ) bei einem von oben unbelasteten Zustand des Aufla- geelementes (2) in Richtung von deren jeweiliger aufrechten Ω-Achse zwischen oben und unten durch jeweils eine elastische Verformung jeder dieser Federbügel ( Λ, Λλ) entgegengerichtet gegeneinander verspannt sind.
4. Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch geken zeichnet, dass diese Lager (6) aus Paaren unterschiedlich hoher Federbügel (4 , 4Λ ) bestehen.
5. Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese Ω-förmige Federbügel (4; 4 ; 4,λ) besitzen, die in Richtung von deren aufrechter Ω-Achse ineinanderliegen.
6. Lager nach einem' der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ineinanderliegende Federbügel (4; 4 Λ ; 4, ) fest miteinander verbunden sind.
7. Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichne , dass die Federbügel (4; 4Λ; 4ΛΛ) untereinander unterschiedliche Federkonstanten besitzen.
8. Lager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichn t, dass diejenigen Federbügel (4 , Λλ), deren Höhe in vorgespanntem Zustand geringer als in entspanntem Zustand ist, eine gegenüber den anderen Federbügeln (4 , 4 ), deren Höhe in vorgespanntem Zustand größer als in entspanntem Zustand ist, eine kleiner Federkonstante besitzen.
9. Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichne , dass zumindest einzelne der Federbügel (4; 4 , 4Λ ) jeweils in um ihre aufrechten Achsen gedrehten Positionen angeordnet sind.
10. Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl Federbügel (4; , 4 Λ) zu einem gemeinsamen Bauelement zusammenfasst ist.
11. Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese mindestens jeweils zwei Federbügel (4 , 4 ) umfassen, die durch Drehung um ihre jeweils aufrechte Achse senkrecht zueinander angeordnet sind.
12. Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ineinanderliegende Federbügel (4; 4λ, 4 ) in ihren ge¬ schlossenen Zenitbereichen miteinander verschraubt sind.
13. Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch geken zeichnet, dass das Material der Federbügel (4; 4 4V ) Stahl ist.
14. Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch geken zeichnet, dass die Federbügel (4; 4Λ, 4, λ) als tragende Strukturbauteile in den Auflagern (2) integriert ausgebildet sind.
15. Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch geken zeichnet, dass die Federbügel (4; 4Λ, λ ) mit zusätzlichen anderen schwingungs- und/oder körperschallisolierenden Mitteln zusammenwirken.
16. Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch geken zeichnet, dass die Federbügel (4; 4 λ ) ausschließlich in einem in Richtung der Fahrzeughochachse unterhalb des Auflageelementes (2) liegenden Raum vorgesehen sind.
17. Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch geken zeichnet, dass die Federbügel (4; 4 , 4,λ) für eine Isolierung in ei¬ nem tiefen Frequenzbereich ausgelegt sind.
EP03706297A 2002-02-08 2003-02-07 Schwingungs- und körperschallisolierende lager eines auflageelementes, insbesondere eines fahrzeugbodens Expired - Lifetime EP1472127B1 (de)

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