JP2010523907A - 特に接続モジュールと車両間の軸受接続としての、エラストマ金属軸受のためのエラストマ金属要素 - Google Patents

Abstract

本発明は、特に接続モジュールと車両間の軸受接続としての、エラストマ金属軸受のためのエラストマ金属要素に関し、第１の支承するべき部材と接続するための内側の円筒形の金属部材（２）と、２つの外側の、向かい合っている、及び内側の円筒形の金属部材を部分的に覆っている金属板シェル部材（４、５；４'、５'）と、内側の金属部材（２）と金属板シェル部材（４、５；４'、５'）との間に付着性のエラストマ体（６、７、８、９）を備え、金属エラストマ要素（１）はエラストマ体（６、７、８、９）へ半径方向に予荷重をかけた状態で、第２の支承するべき部材にある支持穴（１９）に押し込むことができる。発明に従い、ねじれストッパ（１６、１７と１３、２０）が備えられており、エラストマ金属軸受（１）が比較的高いねじれ剛性まで略直線状のねじればね定数を備えた特定のストッパ解除トルクを超えて、ストッパサポートを解除した状態で過圧可能であり、その結果さらなるねじれたわみが、水平又は下に傾斜して延びるねじればね定数で受容される。
【選択図】図９

Description

本発明は、請求項１のプリアンブルに従った、特に接続モジュールと車両間の軸受接続としての、エラストマ金属軸受のためのエラストマ金属要素に関する。

この種の公知の、エラストマ金属軸受のためのエラストマ金属要素（特許文献１）は、第１の支承するべき部材と接続するための内側の円筒形の金属部材と、２つの外側の互いに向かい合った、内側の円筒形の金属部材を部分的に覆っている金属板シェルから構成されており、内側の金属部材と金属板シェル部材との間に付着性のエラストマ体が取り付けられている。エラストマ金属要素は、エラストマ体へ半径方向に予荷重をかけた状態で、第２の支承するべき部材の支持穴の中に押し込むことができる。

公知のエラストマ金属要素は、製造状態において、向かい合っている金属板シェル縦縁の間にそれぞれ１つの間隔があり、及びこの範囲にはエラストマ素材内に１つのくさび形縦溝穴を備えている。組み立てられた、支持穴へ押し込まれた状態では、この縦溝穴は閉じて金属板シェル縦縁は互いに接している。その結果、閉じた、回転する円筒形のエラストマ環状体だけでなく、回転する金属板スリーブをも得られる。組み立てられた状態では、これによって動作上許容しうるねじれ角を超えて、略直線状に上昇するねじればね定数が得られる。加えて、このエラストマ金属要素は、組み立てられた状態で閉じて連続したエラストマ環状体のせいで、特により大きなねじれ角において、漸進的に上昇しながら比較的硬くなる。

独国特許第１９５５３０８Ｃ３号明細書

本発明の課題は、これに対して、エラストマ金属軸受のためのエラストマ金属要素が組み立てられた状態で、そのねじれ特性曲線が、無負荷の位置から始まった特定のねじれ角から略直線状に上昇し、より高いトルクに相応したさらなるねじれによって、ねじれ特性が略水平に、又は好ましくは下に傾斜してさらに延びる、エラストマ金属軸受のためのエラストマ金属要素を提案することである。

本発明は請求項１の特徴によって解決される。

請求項１に従い、エラストマ金属要素は、それが組み立てられた状態において、１つのねじれストッパを具備しており、そのねじれストッパは、特定のストッパ解除トルクまで、及びそれによって割り当てられた特定のねじれ角まで、ねじれ力を比較的高いねじれ剛性で、略直線状のねじればね定数で支え、受容する。ねじれストッパは、ストッパ解除トルクとしてのこのようなトルクよりも高い過圧をかけることができ、それによってねじれストッパのストッパ支持が完全に、又は大幅に解除される。これによってさらなるねじれたわみは、ストッパ解除トルクを超えて、それに続く水平の、又は下に傾斜して延びるねじれ特性で受容され、それからねじれ力が十分に分子レベルでのみエラストマ体に受容される。それによってエラストマ金属軸受に関して、より大きなねじれたわみに相応して比較的軟らかく形成される。

このようなエラストマ金属軸受の好ましい実施事例の本質は、接続モジュールと車両の間の軸受接続にある。その際に２つの二軸式車両には、それぞれ１つの接続モジュールが装備され、必要に応じて１つの全体車両になるように連結され、その際接続モジュールによって個々の車両間に人が通行するための１つのプラットフォームが形成される。バス車両においては、そのようなプラットフォームは広範囲にわたる蛇腹によってカバーされることが可能である。人が楽に、危険なく通行できる通路を作り出すためには、発明に従った軸受によって、そのようなプラットフォームを通常の走行時には可能な限り水平に保たれなければならない。このことは、発明に従ったエラストマ金属軸受により、例えば走行路の起伏によって車両が縦軸周りに最大約３°までのねじれ角でねじれる場合に、ねじれストッパの機能に起因する高いねじれ剛性によってほとんど直線的に車両の動きが受容されることによって達成される。例えば事故の際の、両側からのより大きなねじれ角の場合、これとは反対にふだんは比較的硬直した連結がさらに硬くなることはなく、ねじれ負荷はねじれストッパが解除された状態で水平又は下に傾斜して延びるねじればね定数で受容される。これによって、とりわけ事故の際に、連結された車両間の、その縦軸周りのより大きい相対的ねじれ角によって、車両骨組内の損傷が阻止されるか又は少なくとも低減される。

エラストマ素材として、好ましくはゴムが使用され、ここで、その付着性の接続は加硫処理によって作り出される。内部部材及び金属板シェル部材は、場合によっては金属ではなく金属に匹敵する特性を備えたプラスチックから製造されてもよい。

請求項２に従ったエラストマ金属要素の好ましい具体的な実施形態では、金属板シェル縦縁は半径方向内側に向かってストッパ輪郭と共に曲げられており、それゆえに、円周方向にそれぞれ向かい合っている２つの金属板シェル縦縁の間には、押し込まれた状態でも間隔が残されている。内側の金属部材は、それぞれそのような間隔の範囲に、縦方向に延びる円筒セグメントを備えており、その円筒セグメントにはそれぞれ１つの縦方向に延びるエラストマストッパが付着性を備えて取り付けられている。このようなエラストマストッパは、特に縦方向の延びる同じ厚みのエラストマストリップとして形成されるか、又は場合によっては軽度の丸みを半径方向外側に向かって備えていてよい。

各エラストマストッパには、両側にそれぞれストッパ縦方向エッジが形成されており、そのストッパ縦方向エッジに配置された金属板シェル縁は、ねじれストッパを形成するために押し込まれて組み立てられた状態で、そのストッパ輪郭と隣接している。ストッパ輪郭はそこにおいて、特定のストッパ解除トルクを持ったねじれ負荷まで、比較的高いねじれ剛性とほぼ直線状のねじればね定数で支えている。

金属板縦縁及び／又はストッパ縦方向エッジのストッパ輪郭は、ねじれ方向に衝突傾斜を備えており、ねじれ負荷によってストッパ解除トルクを超えてそれぞれ負荷がかけられた両側の金属板シェル縁が、そのストッパ輪郭によって、負荷がかけられたストッパ縦方向エッジを超えて、ストッパサポート解除状態で、エラストマストッパ上に乗り上げ、そしてその上を滑るようになっている。これを可能にするため、金属板縦縁のストッパ輪郭と縦方向に隣り合うエラストマ体の間にそれぞれ１つのねじれクリアランスが備えられ、そしてそれぞれ１つの滑りクリアランスが半径方向のエラストマストッパの上に備えられている。それぞれエラストマストッパ上にストッパ輪郭が乗り上げて滑った後では、さらなるねじれ、好ましくは約３°を超えるねじれ角が、水平又は下に傾斜してさらに延びるねじればね定数で受容される。

請求項３に従ったストッパ輪郭の好ましい構成では、金属板シェル縦縁は丸め縁に丸められる。あるいはその代りに、ストッパ輪郭が半径方向の内側に向いた縦玉縁に形成されてよい。

ストッパ輪郭がエラストマストッパに乗り上げて滑ることを可能にするため、これを、半径方向の高さが丸め縁の直径の約半分か、又はその代替としての玉縁深さの半分に仕上げることが、請求項４に提案されている。

請求項５に従った発展形態においては、それぞれ２つの縦縞形状のエラストマ体が、内側の金属部材と割り当てられた１つの金属板シェル部材との間に備えられており、それぞれ円周方向に見て、１つの中間間隔と、金属板シェル縦縁に対する複数の間隔が割り当てられている。エラストマ金属要素を水平に取り付け、ねじれストッパを水平横向きに置いた配置の場合、エラストマ体は、突き出ている縦縞形状の配置により、エラストマ体が垂直及び横向きにスラスト圧力要素として案内を引き受け、特に好ましい実施例では２つの連結した車両において接続モジュールと車両との間の接続の案内を引き受けることを達成する。

請求項６に従い、内側の金属部材の前面には、側面部分を両側に取り付けるために、互いにずらされたネジ穴が備えられており、側面部分は場合によっては第１の支承するべき部材の構成要素である。請求項７に従った発展形態では、両側が内側の金属部材のところで後退を形成し、境を接する側面部分に対して軸方向のクリアランスを備えるように、金属板シェル部材、エラストマ体、及びエラストマストッパの軸方向の長さは、円筒形の内側の金属部材より短い。金属板シェル部材上にはそれぞれ前面側に軸方向ストッパ円板が取り付けられ、この円板は軸受の縦方向中央に対して軸方向に、軸方向がより短い支持穴で支持され、その結果、軸方向に軸受けがたわんだ場合に、場合によって、割れ目の貫通に従って、支持体のストッパ機能が割り当てられた側面部分において受容する。接続モジュールと車両の接続のための好ましい適用では、それゆえに特に請求項５に従って４つのエラストマ体が配置された場合に、軸受箇所は車両縦軸方向に軟らかく形成されるが、軸方向ストッパ円板によって両側に形成された軸ストッパに対して反対に軸方向に延びる。好ましくはこのような軸方向ストッパ円板は、請求項８に従ってエラストマ円板又はエラストマ金属円板として仕上げられる。

さらには、場合によって請求項９に従い、少なくとも１つの金属板シェル部材が少なくとも１つの前面領域に、半径方向外側に向いた縁取りを備え、それによってストッパ円板のためにそれぞれ１つの位置ロックが構成される。

エラストマストッパにおける滑り面の形状は様々に異なるため、請求項１０に従って、ねじれ特性曲線に関して寸法変更の可能性が生じる。

本発明は図面を用いてさらに説明される。

製造状態のエラストマ金属要素を軸方向から見た図である。 図１のＢ−Ｂ線矢視縦断面図である。 図１のＡ−Ａ線矢視縦断面図である。 金属板シェルの第１の実施形態である。 金属板シェルの第２の実施形態である。 図１に従った実施形態の、組み立てられたエラストマ金属要素を備えたエラストマ金属軸受を軸方向から見た図である。 図６に対応する図であるが、図５に従った金属板シェル実施形態を使用したエラストマ金属要素を備えている。 図７に従った、ねじれた位置の図である。 軸方向ストッパ円板を備えた、組立の完成したエラストマ金属軸受を軸方向から見た図である。 図９のＣ−Ｃ線矢視縦断面図である。

図１の軸方向図、及び図２と図３の縦断面図では、例えば接続モジュールなどの、第１の支承するべき部材と接続するための、厚肉の堅固な管として形成された内側の円筒形の金属部材２を備えた、エラストマ金属要素１が示される。このような接続のために、金属部材２の前面には、互いにずらされたネジ穴３が備えられ、及び／又は金属部材２が隣接する部材の構成要素であってよい。

さらに、エラストマ金属要素１は２つの外側の、向かい合っている、内側の円筒形の金属部材を部分的に覆っている金属板シェル４から構成されており、内側の金属部材２と金属板シェル部材４，５との間には、エラストマ体６、７、８、９が付着性を備えて取り付けられている。その際に、それぞれ２つの縦縞形状のエラストマ体６、７は金属板シェル部材４に、エラストマ体８、９は金属板シェル部材５に割り当てられ、金属板シェル部材とエラストマ体との間にはそれぞれ１つの中間間隔１０があり、割り当てられた金属板シェル縦縁１２に対して１つの間隔１１が構成される。

金属板シェル縦縁１２は、ストッパ輪郭に対して曲げられ、ここでそれぞれ１つの丸め縁１３に形成される。金属板シェル部材４、５は、それゆえに、図４において製造状態で示された軸方向図の金属板シェル４の実施形態に合致する。

それぞれ向かい合っている丸め縁１３の間に、それぞれ１つの間隔１４がある。この間隔領域には、内側の円筒形の金属部材２が、両側に向かい合って縦方向にのびる円筒セグメント１５を備え、この円筒セグメント上にはそれぞれ１つの縦方向に延びるエラストマストッパ１６、１７が、縦方向に延びるエラストマ縞の形状で付着性を備えて取り付けられる。各エラストマストッパ１６、１７は、２つの向かい合っているストッパ縦方向エッジに１８を備え、そのエッジのところで、それぞれ割り当てられた金属板シェル縦縁１２、ここでは丸め縁１３を、組み立てられて負荷をかけられた状態で支持することができる。ストッパ縦方向エッジに１８は、衝突傾斜に対して傾いている。

両方のエラストマストッパ１６、１７の半径方向の高さは、丸め縁１３の約半分に相当する。

図６は、いくらか直径を減らした円筒形の支持穴に押し込んだ、図１から３に従ったエラストマ金属要素であり、それによってエラストマ体 ６、７、８、９が半径方向の予荷重によっていくらか変形し、丸め縁１３がエラストマストッパ１６及び１７のストッパ縦方向エッジに１８と接している。

図７は、図６に示されたものと広範囲にわたって同様の実施形態であり、金属板シェル部材４'、５'によって、ストッパ輪郭として、金属板シェル縦縁１２のところでそれぞれ半径方向に内側に向いた縦玉縁２０が円弧状に形成されていることだけが異なっている。図７では、それゆえに、図５で製造状態の軸方向図で表示されているように、金属板シェル部材４'が使用されている。

このように組立の完成したエラストマ金属軸受の機能は、ねじれ負荷に関して、矢印２１によって図８に示されている。エラストマストッパ１６、１７はここでは縦玉縁２０と共にねじれストッパを形成しており、特定のねじれ負荷までその機能を維持し、それによって既に最も小さいねじれ角においては比較的高いねじれ剛性がもたらされる。ストッパ解除トルクに相応する特定のねじれ負荷を超えて、ストッパ輪郭、ここではそれぞれ負荷のかけられた縦玉縁２０が、位置２２及び２２’のところに示されているように、対応するエラストマストッパ１６、１７の上を滑ることによって、ストッパサポートは過圧をかけられる。それによって、エラストマストッパ１６、１７のねじれストッパ機能は終了し、ねじれ負荷はもっぱらその際に変形しているエラストマ体６、７、８、９の中だけで略水平に、又は下に傾斜して延びるねじればね定数で受容される。

図２，３及び１０から、金属板シェル部材 ４、５及び４'、５'、エラストマ体６、７、８、９、及びエラストマストッパ１６、１７の軸方向の長さは、内側の金属部材２の軸方向の長さより短く、それぞれ両側に後退２３が形成されていることが見て取れる。図８及び９から、内側の金属部材２の前面は両側の側面部分２４、２５にネジ止めされるか又は例えば一体鋳造されており、軸方向の後退２３によって、隣接する側面部分２４、２５にクリアランスが作り出されていることが見て取れる。加えて、エラストマ円板であるストッパ円板２６、２７は、それぞれ前面で金属板シェル部材４、５又は４'、５'上にあり、図１０で見て取れるように、金属板シェル部材４、５又は４'、５'は軸方向に突出し、相応してより短い支持穴１９上で、軸方向内側へ自身を支えている。軸ストッパ円板２６、２７の軸方向厚みは、支持穴１９の前面と側面部分２４、２５との間の軸方向クリアランスの広がりよりもそれぞれいくらか小さく、その結果側面部分２４、２５と軸方向ストッパ円板２６、２７との間にそれぞれ隙間２８が残る。軸受たわみが比較的小さい場合は、隙間の幅に応じて軸方向ストッパ円板２６、２７がそのストッパ機能を開始する。ストッパ円板２６、２７はしかし、軸方向に負荷がかかっていない状態では、場合によって直接側面部分２４、２５に隣接することもできる。

側面部分２４、２５は第１の支承するべき部材、例えば接続モジュール２９と固く接続されており、その際支持穴１９は割り当てられた車両構造の構成要素である。

図９及び１０から、加えて金属板シェル部材４、５がストッパ円板２６、２７の位置ロックのために、前面範囲にそれぞれ２つの向かい合っている、半径方向外側へ向けられた縁取り３０を備えていることがさらに見て取れる。

図９から、さらにエラストマストッパ１６、１７の別の形状が見てとれ（エラストマストッパ１７に線を引いて示されている）、丸め縁１３のためのエラストマストッパの滑り面は、ストッパ過圧後に半径方向外側へいくらかアーチ状になることができ、その際にエラストマストッパ１６、１７及び支持穴が湾曲にもかかわらず十分に大きな滑りクリアランス３１を丸め縁１３又は縦玉縁２０のために提供することができることが重要である。

Claims (10)

1. 特に接続モジュールと車両間の軸受接続としての、エラストマ金属軸受のためのエラストマ金属要素であって、第１の支承するべき部材と接続するための内側の円筒形の金属部材（２）と、２つの外側の、向かい合っている、及び内側の円筒形の金属部材を部分的に覆っている金属板シェル部材（４、５；４'、５'）と、内側の金属部材（２）と金属板シェル部材（４、５；４'、５'）との間に付着性のエラストマ体（６、７、８、９）を備え、金属エラストマ要素（１）はエラストマ体（６、７、８、９）へ半径方向に予荷重をかけた状態で、第２の支承するべき部材にある支持穴（１９）に押し込むことができるエラストマ金属要素において、ねじれストッパ（１６、１７と１３、２０）が備えられており、特定のストッパ解除トルクを超えてエラストマ金属軸受（１）が比較的高いねじれ剛性まで略直線状のねじればね定数を備え、ストッパサポートを解除した状態で過圧可能であり、その結果さらなるねじれたわみが水平又は下に傾斜して延びるねじればね定数で受容されることを特徴とするエラストマ金属要素。
2. 金属板シェル縦縁が半径方向に向かって内側にストッパ輪郭によってよって曲り、円周方向にそれぞれ向かい合っている２つの金属板シェル縦縁の間に、押し込まれた状態でも間隔が残され、この間隔の領域内で内側の金属部材がそれぞれ１つの縦方向に延びる円筒セグメントを備え、該円筒セグメント上にそれぞれ１つの縦方向に延びるエラストマストッパが付着性を備えて取り付けられており、両側でそれぞれストッパ縦方向エッジに配置された金属板シェル縁は、ねじれストッパを形成するために押し込まれた状態で隣接しており、特定のストッパ解除トルクを持つねじれ負荷まで、比較的高いねじれ剛性とほぼ直線状のねじればね定数で支えており金属板縦縁及び／又はストッパ縦方向エッジのストッパ輪郭は、ねじれ負荷によってストッパ解除トルクを超えてそれぞれ負荷がかけられた両方の金属板シェル縁がそのストッパ輪郭によって、負荷がかけられたストッパ縦方向エッジを介して、ストッパサポート解除状態下で、エラストマストッパ上に乗り上げ、そしてその上を滑るように、ねじれ方向に衝突傾斜を備えており、そのために、金属板縦縁のストッパ輪と縦方向に隣り合うエラストマ体の間にそれぞれ１つのねじれクリアランスが備えられ、及びそれぞれ１つの滑りクリアランスが半径方向のエラストマストッパの上に備えられており、その結果、さらなるねじれが水平又は下に傾斜してさらに延びるねじればね定数で受容されることを特徴とする、請求項１に記載のエラストマ金属要素。
3. 金属板シェル縦縁（１２）が、ストッパ輪郭及び衝突傾斜の形成のために丸め縁（１３）に丸められているか、又は半径方向内側に向いている縦玉縁（２０）を備えていることを特徴とする、請求項２に記載のエラストマ金属要素。
4. 両方のエラストマストッパ（１６、１７）の半径方向の高さが、丸め縁（１３）の約半分、又は縦玉縁（２０）の深さの約半分に相当することを特徴とする、請求項３に記載のエラストマ金属要素。
5. 内側の金属部材（１）と金属板シェル部材（４、５；４'、５'）の間のそれぞれ２つの縦縞形状エラストマ体（６、７、８、９）が、中間間隔（１０）及び金属板シェル縦縁（１２）に対する間隔（１１）を備えていることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のエラストマ金属要素。
6. 側面部分（２４、２５）を両側に取り付けるために内側の金属部材（２）の前面に互いにずらされたネジ穴（３）が備えられ、該側面部分は場合によっては第１の支承するべき部材（２９）の構成要素であることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のエラストマ金属要素。
7. 両側が内側の金属部材のところで後退（２３）を形成し、境を接する側面部分（２４、２５）に対して軸方向のクリアランスを備えるように、金属板シェル部材（４、５；４'、５'）、エラストマ体（６、７、８、９）及びエラストマストッパ（１６、１７）の軸方向の長さは、円筒形の内側の金属部材（２）より短く、金属板シェル部材（４、５；４'、５'）上にはそれぞれ両側に軸方向ストッパ円板（２６、２７）が取り付けられ、この円板は軸受の縦方向中央に対して軸方向に、金属板シェル部材（４、５；４'、５'）より短い支持穴（１９）で支持され、その結果、軸方向に軸受けがたわんだ場合に、場合によって、割れ目（２８）の貫通に従って、軸方向ストッパ円板（２６、２７）が支持体のストッパ機能が割り当てられた側面部分で受容することを特徴とする、請求項６に記載のエラストマ金属要素。
8. 軸方向ストッパ円板（２６、２７）が、エラストマ円板又はエラストマ金属円板であることを特徴とする、請求項７に記載のエラストマ金属要素。
9. 少なくとも１つの金属板シェル部材（４、５；４'、５'）が、少なくとも１つの前面領域に、半径方向外側に向けられた縁取り（３０）を備え、それによって軸方向ストッパ円板（２６、２７）のためにそれぞれ１つの位置ロックが構成されることを特徴とする、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のエラストマ金属要素。
10. エラストマストッパ（１６、１７）上の金属板シェル縦縁（１２）のための滑り面が円筒セグメント様又は半径方向外側に向かってアーチ状であることを特徴とする、請求項１乃至９のいずれか一項に記載のエラストマ金属要素。

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