EP1472127B1 - Schwingungs- und körperschallisolierende lager eines auflageelementes, insbesondere eines fahrzeugbodens - Google Patents

Schwingungs- und körperschallisolierende lager eines auflageelementes, insbesondere eines fahrzeugbodens Download PDF

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EP1472127B1
EP1472127B1 EP03706297A EP03706297A EP1472127B1 EP 1472127 B1 EP1472127 B1 EP 1472127B1 EP 03706297 A EP03706297 A EP 03706297A EP 03706297 A EP03706297 A EP 03706297A EP 1472127 B1 EP1472127 B1 EP 1472127B1
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bearings
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Kapolnek GmbH
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    • E04F—FINISHING WORK ON BUILDINGS, e.g. STAIRS, FLOORS
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    • E04F15/22—Resiliently-mounted floors, e.g. sprung floors
    • E04F15/225—Shock absorber members therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D17/00—Construction details of vehicle bodies
    • B61D17/04—Construction details of vehicle bodies with bodies of metal; with composite, e.g. metal and wood body structures
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    • B61D17/04—Construction details of vehicle bodies with bodies of metal; with composite, e.g. metal and wood body structures
    • 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 sound insulating bearing according to the preamble of patent claim 1.
  • bearings of this type usually consist of block-shaped elastomers, cf. eg US-A-4,869,479 ,
  • the individual bearings expediently each consist of a pair of mutually interacting, different levels of spring clip.
  • the spring clip can advantageously be in one another, and in particular connected to each other, for example, be screwed.
  • the spring clip are in the direction of the upright ⁇ -axis expediently into each other.
  • those spring clips the height of which in the prestressed state is lower than in the relaxed state, should have a smaller spring constant than the other spring clips whose height in the prestressed state is greater than in the relaxed state.
  • the individual spring clips may be formed in the form of a plurality of individual spring clips comprehensive spring band or it may also be fixed individual spring clips on, for example, a strip-shaped connecting element and be mounted together with this.
  • bearings according to the invention can each comprise two spring clips, which are arranged perpendicular to one another by rotation about their respective upright axis. In a nested arrangement of at least two spring clips they can be screwed together in their closed zenith areas.
  • a material for the spring clip according to the invention is particularly suitable steel.
  • the spring clips can be integrated as load-bearing structural components in the support elements.
  • the spring clip can cooperate with additional other vibration and / or structure-borne sound insulating means.
  • the spring clips according to the invention can have such a mechanical stability, in particular when used in a structural composite, that when used as a bearing for a floor of a vehicle in the vehicle vertical axis they only have to be mounted in a space below the floor to be insulated. So here are no lateral supports as they usually have to be used in supports made of elastomers required.
  • a particular advantage of the invention further consists in that the spring clip, in particular in the formation of a plurality of spring clips comprising structural part shape and material can be designed for isolation of low frequencies.
  • the vehicle-side floor mount for the bearings may be a closed underbody or a vehicle frame construction.
  • this floor may be formed, for example, as a composite or sandwich plate with the spring clips. If the spring clips are not an integral part of the Auflagagernden support element, ie in particular of the vehicle floor, they are each firmly connected to this and the receiving carrier of the vehicle. This can For example, by screw extremely rational and functionally safe done.
  • a plate-shaped bottom is mounted on groove-shaped spring bands 3 combined ⁇ -shaped spring clip 4 vibration and structure-borne sound insulation.
  • the spring bands 3 with the individual ⁇ -shaped spring clips 4 are made of spring steel.
  • the individual spring strips 3 are each arranged spaced parallel and perpendicular to each other. Opposite a fixedly connected to the carrier 1 side wall 5 of the vehicle the bottom 2 mechanically unsupported. A distance to be provided here between the floor 2 and the side wall 5 is merely provided with a cover which does not hinder the lateral movement of the floor 2 and which has only aesthetic and dirt-repellent function.
  • a bearing 6 constructed of two nested, ⁇ -shaped spring clips, namely a first spring clip 4 'and a second spring clip 4 ", is screwed tightly onto a carrier 1.
  • the vehicle wheels can be mounted on this carrier 1
  • Connection consists of a strip-shaped band 7, to which the spring clip 4 ', 4 "of several bearings 6 can be attached and a screw connection of the strip-shaped band 7 with the carrier.
  • the two spring clips 4 'and 4 are arranged perpendicularly to one another in the bearing 6 which they form.
  • the spring clips 4', 4" have an omega-like shape, that is to say a U-shaped basic shape having a U-shaped U -Children in front. This results in elastic material, such as spring steel, a spring action in the direction of the upright axis of a ⁇ -like shaped spring clip 4 ', 4' '.
  • the spring clips 4 ', 4 "of a bearing 6 touch each other and are screwed together there in a screwed state of the spring clip 4', 4 '', that is, when the state of the spring clips 4 ', 4" is in a functional condition 6, the two spring clips 4 ', 4 "braced against each other.
  • the spring height L is less than the spring height h 1 before installation.
  • h 2 has a reduced spring height compared to 1.
  • 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 when the two spring clips 4 ', 4" with different spring constants are formed, that is to say the first spring clip 4' is designed to be softer than the second spring clip 4 " two spring clips 4 'and 4 " caused by different material properties and / or shaping.
  • differently wide spring clips or identical spring clips with different material thickness can be used.
  • a bearing 6 with only two spring clips 4 ', 4 " is shown, such a bearing can in principle be composed of a plurality of such spring clip 4', 4 '' with optionally different spring constants.
  • strip-shaped bands 7 can have prefabricated bearings 6 and thus be installed as a strip-shaped belt 7 with a plurality of bearings 6. It may be expedient to connect the individual spring clips 4 ', 4 "of a bearing 6 firmly to each other at the zenith thereof, but in principle it is also possible for the firm connection at the zenith of the spring clips 4', 4" to be effective only during connection to produce a support element. If the spring clips 4 ', 4 "are already firmly connected to one another in their zeniths before being connected to the support elements, then the bearing 6 is to be provided with a fastening device for fastening the support element 2.

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Description

  • Die Erfindung betrifft schwingungs- und körperschallisolierende Lager nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Bekannte Lager dieser Art bestehen üblicherweise aus blockartig geformten Elastomeren, vgl. z.B. US-A-4,869,479 .
  • Solche Lager in ihrer schwingungs- und körperschallisolierenden 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 Körperschallisolationsergebnisse bei einer insgesamt überraschend geringen Lagerverformung, das heißt geringen Einfederungswegen 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 körperschallisolierender 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 streifenförmigen 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 Schwingungs- und/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 Fahrzeugbodens 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 einzelnen 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' und einem zweiten Federbügel 4", 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 4', 4" 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" 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''.
  • In ihrem Zenit berühren sich die Federbügel 4', 4" 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'' bestehenden Lagers 6, sind die beiden Federbügel 4', 4" gegeneinander verspannt. Bei dem gezeichneten Lager 6 ist bei dem ersten Federbügel 4' in verbautem Zustand die Federhöhe L geringer als die Federhöhe h1 vor dem Einbau. Bei dem zweiten Federbügel 4" 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" gestreckt ist.
  • Der gestreckte untere Federbügel 4" besitzt bei einer Ausbildung der beiden Federbügel 4', 4" mit unterschiedlichen Federkonstanten zweckmäßigerweise die größere Federkonstante, das heißt, der erste Federbügel 4' ist dann weicher als der zweite Federbügel 4" ausgelegt. Unterschiedliche Federkonstanten können bei den beiden Federbügeln 4' und 4" 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" 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 streifenförmiges Band 7 mit einer Vielzahl an Lagern 6 verbaut werden. Dabei kann es zweckmäßig sein, die einzelnen Federbügel 4', 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', 4" erst bei der Verbindung mit einem Auflageelement herzustellen. Sind die Federbügel 4', 4" bereits in ihren Zeniten fest miteinander verbunden, bevor eine Verbindung mit den Auflageelementen erfolgt, so ist das Lager 6 mit einer Befestigungseinrichtung zum Befestigen des Auflageelementes 2 zu versehen.

Claims (17)

  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,
    gekennzeichnet durch die Elemente,
    - die Lager (6) umfassen Ω-förmige Federbügel (4; 4'; 4'')
    - die Ω-förmigen Federbügel (4; 4'; 4") sind zwischen Auflageelement (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' ; 4'') umfassen.
  3. Lager nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die unterschiedlich hohen Ω-förmigen Federbügel (4; 4`; 4") bei einem von oben unbelasteten Zustand des Auflageelementes (2) in Richtung von deren jeweiliger aufrechten Ω-Achse zwischen oben und unten durch jeweils eine elastische Verformung jeder dieser Federbügel (4', 4" ) entgegengerichtet gegeneinander verspannt sind.
  4. Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass diese Lager (6) aus Paaren unterschiedlich hoher Federbügel (4', 4") bestehen.
  5. Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass diese Ω-förmige Federbügel (4; 4'; 4") besitzen, die in Richtung von deren aufrechter Ω-Achse ineinanderliegen.
  6. Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ineinanderliegende Federbügel (4; 4' ; 4") fest miteinander verbunden sind.
  7. Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Federbügel (4; 4'; 4 ") untereinander unterschiedliche Federkonstanten besitzen.
  8. Lager nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass diejenigen Federbügel (4', 4"), 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 gekennzeichnet,
    dass zumindest einzelne der Federbügel (4; 4', 4 ") 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`, 4") 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; 4', 4") in ihren geschlossenen Zenitbereichen miteinander verschraubt sind.
  13. Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Material der Federbügel (4; 4', 4") Stahl ist.
  14. Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Federbügel (4; 4', 4'') als tragende Strukturbauteile in den Auflagern (2) integriert ausgebildet sind.
  15. Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Federbügel (4; 4`, 4") mit zusätzlichen anderen schwingungs- und/oder körperschallisolierenden Mitteln zusammenwirken.
  16. Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der schwingung körperschallisolierende Lagen bei einem Fahrzeug verwendet wird und die Federbügel (4; 4', 4") ausschließlich in einem in Richtung der Fahrzeughochachse unterhalb des Auflageelementes (2) liegenden Raum vorgesehen sind.
  17. Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Federbügel (4; 4', 4") für eine Isolierung in einem 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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