DE937860C

DE937860C - Stuetzlager

Info

Publication number: DE937860C
Application number: DEK21899A
Authority: DE
Inventors: Eberhard Dipl-Ing Heumann
Original assignee: Krauss Maffei AG
Current assignee: Mannesmann Demag Krauss Maffei GmbH
Priority date: 1954-04-15
Filing date: 1954-04-15
Publication date: 1956-01-19

Description

Stützlager Die Erfindung bezieht sich auf Stützlager, bestehend aus zwei topfförmigen, lose ineinander angeordneten Abstützkörpern und einem dazwischenliegenden Gummikörper. Diese bekannten Stützlager finden im Maschinen- und Fahrzeugbau vielfach Verwendung, beispielsweise zur Abstützung von Maschinen auf Fundamenten, von Wagenkasten auf Drehgestellen od. dgl. Bekannte Stützlager dieser Art bestehen aus zwei kugelkalottenförmigen Stützschalen oder Stützkörpern, zwischen denen sich ein ebenfalls kalottenförmiger und gleichmäßige Wandstärke aufweisender Gummikörper befindet. Diese Stützlager ermöglichen eine beschränkte Raumbeweglichkeit und eine gute Übertragung von zu ihrer Längsachse parallel und auch quer dazu wirkenden Kräften. Die Gummischicht ist jedoch infolge der sich von Ringzone zu Ringzone verändernden Neigung der Stützkörper sehr ungleichmäßig belastet, so daß sie in den Ringzonen größeren Druckes und kleineren Gummivolumens leicht zerstört wird. Um dies zu vermeiden, sind bereits Stützlager mit kegelförmigen Abstützflächen und ebensolchen Gummikörpern verwendet worden, die, um größere Kräfte übertragen zu können, an der Spitze abgeplattet und an ihrem den größeren Durchmesser aufweisenden Ende mit einem nach außen gerichteten, am Außenmantel zylindrischen Ringwulst versehen sind. Aber auch bei diesen Gummihohlkegeln können bei starker Belastung am Übergang zwischen kegeligem und abgeplattetem Teil Zerstörungen auftreten, da auch hierbei die Belastung je Volumeinheit der Ringzonen mit kleinerem Durchmesser infolge ihres kleineren Gummivolumens am größten ist. Außerdem werden der abgeplattete Teil und der Ringwulst auf Druck beansprucht, so daß der Federweg bei Fahrzeugen oft nicht ausreichend ist. Eine gewisse Abhilfe läßt sich zwar durch entsprechend große Ausbildung der Gummihohlkegel erzielen. Diese Maßnahme ist jedoch meist aus Gewichts-, Platz- und Kostengründen nicht möglich.
Demgegenüber besteht nun die Aufgabe der Erfindung darin, die Stützlager der genannten Art so zu verbessern und weiterzubilden, däß eine gleichmäßige Belastung des gesamten Gummikörpers eintritt.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind erfindungsgemäß bei unbelastetem Stützlager von den vier die Kräfte übertragenden Auflage- bzw. Abstützflächen des Gummikörpers und der Abstützkörper höchstens drei einander parallel ausgebildet.
Durch diese Maßnahmen gelingt es infolge derdamit erzielten gleichmäßigen Belastung des Gummivolumens, dieses zu verringern, ohne daß dabei eine Verschlechterung der Wirkung des Stützlagers hinsichtlich seines Federweges, seiner Raumbeweglichkeit und seiner Tragfähigkeit eintritt. Dadurch wird eine erhebliche Gewichts- und Platzersparnis erzielt, die zugleich auch eine Verringerung der Herstellungskosten nach sich zieht. Durch den im wesentlichen nur auf Schub beanspruchten Gummikörper wird ein größerer Federweg gewährleistet.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt jeweils im halben Längsmittelschnitt Abb. I ein Stützlager im entlasteten Zustand und Abb. 2 das Stützlager im belasteten Zustand. Das Stützlager des Ausführungsbeispieles besteht im wesentlichen aus einem äußeren kegeltopfförmigen Abstützkörper I, einem kegelstumpfförmigen inneren Abstützkörper 2 und dem zwischen den Abstützflächen der Abstützkörper liegenden Gummikörper 3. jeder Abstützkörper I und 2 ist an den nicht mit dem Gummikörper 3 in Berührung kommenden Flächen fest mit dem zugehörigen, in der Zeichnung nicht dargestellten Maschinen- oder Fahrzeugteil verbünden, so daß die zwischen den Maschinen- oder Fahrzeugteilen stattfindende Relativbewegung vom Gummikörper 3 aufgenommen wird. Der äußere kegeltopfförmige Abstützkörper I hat in gleicher Weise wie der innere an der offenen Stirnseite den größten Durchmesser. Sein zur geschlossenen Stirnseite kegelförmig unter einem Winkel a zur Längsachse X des Stützlagers geneigter Mantel geht tangential in den Boden 4 über, der vorzugsweise kugelkalottenförmig ausgebildet ist. Der Mittelpunkt der ideellen Hohlkugel, von welcher der Boden 4 einen Ausschnitt darstellt, liegt auf der Längsachse X des Stützlagers. Der innenliegende kegelstumpfförmige Abstützkörper 2 ist in ähnlicher Weise wie der äußere Abstützkörper I ausgebildet. Sein Neigüngswinkel ß zur Längsachse X des Stützlagers ist jedoch größer als der Neigungswinkel' a der Abstützfläche 7 des äußeren Abstützkörpers I. An den größten Durchmesser seines Kegelmantels schließt sich ein waagerechter Flansch 5 an, wobei der Übergang mit einem großen Radius 6 gut. abgerundet ist. Der zwischen der inneren Abstützfläche 7 des äußeren Abstützkörpers I und der äußeren Abstützfläche 8 des inneren Abstützkörpers 2 vorgesehene Gummikörper 3 weist im wesentlichen gleiche Wandstärke auf und liegt im unbelasteten Zustand nicht vollständig, sondern lediglich mit dem größeren Teil seiner äußeren Auflagefläche 9 auf der inneren Abstützfläche 7 des äußeren Abstützkörpers I auf, während seine innere Auflagefläche Io lediglich im Bereich ihres größten Durchmessers auf der äußeren Abstützfläche 8 des inneren Abstützkörpers 2 aufliegt. An der Spitze ist der Gummikörper 3 mit einem kegeligen, sich zum Boden 4 des äußeren Abstützkörpers I erweiternden Loch II versehen. Er bildet also einen abgestumpften Gummihohlkegel mit kalottenförmigem und mit einem Loch II versehenem Boden 12. Im Bereich des Bodens 12 ist die Wandstärke des Gummikörpers 3 gegen das Loch II zu vermindert, so daß der Gummikörper 3 in diesem Bereich .im unbelasteten Zustand auch die innere Bodenfläche 13 des äußeren Abstützkörpers I nicht berührt und von dieser gegen das Loch II zu einen zunehmenden Abstand aufweist. Die ringförmige Stirnfläche 14 im Bereich des größten Durchmessers des Gummikörpers 3 steht rechtwinklig oder spitzwinklig zur inneren Auflagefläche Io des Gummikörpers 3.
Sämtliche Kanten des Gummikörpers 3 werden vorteilhaft gut abgerundet. Die Böden 4 und 15 der Abstützkörper I und 2, können mit zentralen Bohrungen 16 versehen sein.
Wird nun das Stützlager belastet, so kommen zuerst- die Ringzonen größeren Durchmessers zum Tragen und anschließend mit zunehmender Belastung die mit kleinerem Durchmesser, d. h. die Ringzonen mit größerem Gummivolumen werden stärker verformt als die mit kleinerem, so daß letzten Endes eine gleichmäßige Belastung je Volumeinheit erzielt wird. Gleichzeitig wird dadurch erreicht, daß der Gummikörper 3 bei Beginn der Belastung auf dem innenliegenden Abstützkörper 2 etwas herunterrutscht und so bei Belastung sehr stramm auf diesem aufliegt, wodurch die Haftung erhöht und damit, eine den Gummikörper 3 gefährdende reibende Bewegung zwischen den miteinander in Berührung stehenden Flächen des Gummikörpers 3 und des Abstützkörpers 2 infolge wechselnder Betriebskräfte vermieden- wird. Durch die Anordnung des kegeligen Loches i i wird erreicht, daß an der Stdlle, an der der Gummi lediglich auf Druck beansprucht werden kann, nämlich im Bereich der Längsachse X des Stützlagers; Gummi nicht vorhanden- ist. Dadurch wird eine reine, die Federung behindernde - Druckbeanspruchung vermieden. und der Gummikörper 3 im wesentlichen nur auf Schub beansprucht, weil die gesamten mit dem Gummikörper 3 in - Berührung kommenden- Abstützflächen 7 und 8 zur Längsachse X des Stützlagers, d. h. zur hauptsächlichen Kraftübertragungsrichtung, geneigt sind.
Zur besseren Haftung des Gummikörpers 3 auf den Abstützflächen 7 und 8 können diese auch schwach längs und/oder quer gewellt werden. Auch ist es möglich, den Gummikörper 3 in den äußeren Abstützkörper I einzuvulkanisieren.
Weiter läßt sich die angestrebte Wirkung durch eine abgewandelte Ausbildung des Stützlagers erzielen. So ist es beispielsweise möglich, den Gummikörper 3 mit im wesentlich gleicher Wandstärke auf dem inneren Abstützkörper 2 aufliegen zu lassen und die Abstützfläche 7 des äußeren Abstützkörpers I mit schwächerer Neigung auszubilden als die der entsprechenden Auflagefläche 9 des Gummikörpers 3. Auch ist es möglich, den Gummikörper 3 gegen das Loch II seines Bodens 12 mit stetig abnehmender Wandstärke auszuführen und die beiden Abstützflächen 7 und 8 der Abstützkörper I und 2 mit stets gleichbleibendem Abstand, d. h. mit gleicher Neigung auszubilden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Stützlager, bestehend aus zwei topfförmigen, lose ineinander angeordneten Abstützkörpern und einem dazwischenliegenden Gummikörper, dadurch gekennzeichnet, daß bei unbelastetem Stützlager von den vier die Kräfte übertragenden Auflage- bzw. Abstützflächen (7, 8, 9, Io) des Gummikörpers (3) und der Abstützkörper (I, 2) höchstens drei einander parallel ausgebildet sind.
2. Stützlager nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützkörper (1, 2) und der Gummikörper (3) als koaxial zueinander angeordnete Rotationskörper ausgebildet und in Richtung ihrer Böden (4, 12, 15) kegelförmig verjüngt sind.
3. Stützlager nach den Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Böden (4, 12, 15) kalottenförmig ausgebildet sind und sich tangential an die kegelförmig verlaufenden Wände der Abstützkörper (1, 2) bzw. des Gummikörpers (3) anschließen.
4. Stützlager nach den Ansprüchen I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Paar der einander zugekehrten Abstütz- und Auflageflächen (z. B. 8, Io) in Richtung der Böden (z. B. 12, 15) stetig auseinanderlaufen.
5. Stützlager nach den Ansprüchen I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gummikörper (3) im wesentlichen gleiche Wandstärke aufweist.
6. Stützlager nach den Ansprüchen I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (12) des Gummikörpers (3) ein zu diesem koaxiales und sich zum Außenmantel kegelförmig erweiterndes Loch (Ii) aufweist.
7. Stützlager nach den Ansprüchen I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstütz-und/oder die Auflageflächen (7, 8, 9, Io) in Richtung ihrer Mantellinien und/oder quer dazu gewellt ausgebildet sind. B. Stützlager nach den Ansprüchen i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Gummikörper (3) mit seiner unmittelbar aufliegenden Auflagefläche (z. B. 9) an einem der zugeordneten Abstützkörper (z. B. i) anvulkanisiert ist. Angezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 801 336; britische Patentschrift Nr. 442 845.