DE3438167A1 - Federkoerper fuer elastische lagerungen - Google Patents

Description

• Federkörper für elastische Lagerungen
• Die Erfindung bezieht sich auf aus Gummi oder gummiähnlichem Kunststoff ohne Verstärkungseinlagen in Form eines Hohlprofilstranges hergestellte Federkörper für elastische Motor- und Maschinenlagerungen.
• Elastische Lagerungen von Maschinenaggregaten unter Verwendung von zumindest aus der statischen Belastung vorwiegend auf Druck beanspruchten Gummi-Federkörpern sind in vielfältigen Ausführungsformen bekannt. Abgesehen von Gummi-Metall-Verbundelementen, deren Herstellung aber schwierig und aufwendig ist und die infolgedessen die Gesamtlagerung erheblich verteuern, entsteht in allen Fällen aus der Befestigung der Federkörper an den gegeneinander abgestützten Bauteilen eine mehr oder weniger ausgeprägte Problematik mit ihre Einsatzmöglichkeiten einschränkenden Unsicherheiten, wobei häufig auch noch dem Bestreben nach günstiger Frequenzabstimmung die vorgegebenen konstruktiven Möglichkeiten entgegenstehen und zu nicht immer befriedigenden Kompromißlösungen zwingen. Der Erfindung liegt als Aufgabe eine neuartige Gestaltung der Gummi-Federkörper zugrunde mit dem Ziel, ihre freizügige und universelle Anwendung in elastischen Lagerungen aller Art mit einfachen, zuverlässigen und unter allen Umständen wirksamen Befestigungsmitteln zu ermöglichen und dabei den Zwang zu die Gebrauchstüchtigkeit der Gesamtlagerungen beeinträchtigenden Zugeständnissen irgendwelcher Art von vornherein zu vermeiden.
• Nach der Erfindung zeichnen sich Federkörper der eingangs genannten Art dadurch aus, daß der Querschnitt des Hohlprofilstranges wenigstens angenähert die Konturen eines gleichschenkeligen Trapezes oder abgestumpften gleichschenkeligen Dreieckes mit einer symmetrisch ausgerichteten Ausnehmung von geometrisch ähnlicher, aber um 1800 umgekehrter Querschnittsform aufweist, wobei die Querschnittsfläche der Ausnehmung in einer etwa 1/8 bis 1/4 der gesamten Querschnittsfläche des Federkörpers entsprechenden Größenordnung bemessen sein kann.
• Die Erfindung führt zu einem Hohistrang-Federkörper, der trotz einfacher und übersichtlicher Querschnittsgestaltung die nach der AuFgabenstellung in ihn gesetzten Erwartungen voll erfüllt. Die winkeivarset2-te Anordnung der dem Strangquerschnitt in kleinerem Maßstab gleichgestalteten Ausnehmung führt zur Ausbildung zweier mit Abstand von der Symmetrieachse nebeneinanderstehender Randleisten von wiederum trapezförmigem Querschnitt, die unbeeinflußt von den in die Ausnehmung eingebrachten Befestigungsmitteln mit ihrer gesamten Querschnittsfläche zur Federungsarbeit herangezogen werden können. Es wird dadurch möglich, mit vergleichsweise niedriger Bauhöhe tiefe Abstimmungen bis zu 5 Hz gegenüber Erregerfrequenzen von etwa 10 Hzaufwärts zu erreichen.
• Wenn größere Einbauhöhen verfügbar sind, kann die Eigenfrequenz durch Aufeinandersetzen jeweils zweier Federkörper um den Faktor 1,4 noch weiter vertieft werden. Die Federkörper können in diesem Falle wahiweise mit den kürzeren oder mit den längeren Parallelseiten aneinander aufliegen. Die gleichsam paarige Unterteilung des Strangquerschnittes wirkt sich in einem zwar schubweichen,aber außerordentlich seitenstabilen Verformungsverhalten aus und macht die neuartigen rederkörper daher besonders zum Auflagern beispielsweise von Verdichtern, Motoren und ähnlichen Aggregaten mit ausgeprägten Torsicnsschwingungen im Drehzahlbereich geeignet. Zum Befestigen genügen in die Ausnehmung eingesetzte einfache Metallschienen, wobei stets der Vorteil einer Gummi-Zwischenlage unter Vermeidung unmittelbarer metallischer Flächenberührung nach oben oder unten mit der Gefahr von Kantenpressungen und Übertragung hochfrequenter Schwingungen gegebe ist. Als Hohl stränge gleichbleibender Querschnittsform können die Federkörper in wirtschaftlicher Weise nach dem Strangpreßverfchr -praktisch endlos hergestellt und je nach Bedarf auf Länge gesctnnivten werden. Dies bietet gleichzeitig die Voraussetzung für die exakte Anpassung jeweils eines Strangformates an eine Vielzahl unterschiedlischer, in weiten Grenzen voneinander abweichender Einsatzfälle und Belastungen.
• In praktischer Ausführung des Erfindungsgedankens sollten die nichtparallelen Seitenkanten der Ausnehmung parallel zu den jeweils ihnen abgekehrten nichtparallelen Außenkanten ausgerichtet sein. Es empfiehlt sich darüber hinaus, wenigstens eine der parallelen AuflagerflAchen i; unbelasteten Zustand des Federkörpers im Bereich der Ausnehmung - in der Projektion gesehen - geringfügig, z.B. mit einer Hörte in einer Größenordnung bis zu wenigen Zehntel Millimetern, auszusölben, um :m Einbauzustand ein ganzflächiges Anliegen an dem abgestützten bzw. dem abstützenden metallischen Bauteil zu sichern.
• Zum Verdeutlichen der Erfindung ist ein Ausführungsbeispiel in dr Zeichnung schematisch dargestellt. In der Zeichnung ist: Fig. 1 das Querschnittsbild eines erfindungsgemäßen Gummi-Federkörpers: Fig. 2 ein einbaufertiger Federkörper in perspektivischer Ansicht in gegenüber Fig. 1 vergrößertem Maßstab und Fig. 3 ein Druckstauchungsdiagramm eines erfindungsgemäßen Federkörpers.
• Der gezeichnete Federkörper 4 ist als Hohlprofilstrang aus einer Kautschukmischung ohne Verstärkungseinlagen nach dem Strangpreßverfahren in zunächst größerer Länge hergestellt und nachträglich durch einen mechanischen Schneidevorgang auf das für den Einzelfall benötigte Maß abgetrennt. Er hat die Querschnittsform eines gleichschenkeligen Trapezes mit den Parallelseiten a, b und den unter gleichen Schrägwinkeln verlaufenden nichtparallelen Seiten c, c. Symmetrisch zur Mittellinie des Trapezquerschnittes ist eine ebenfalls nach einem gleichscheneligen Trapez mit den Parallelseiten d, e und den nichtparalleenSeiten f, f gestaltete, gegenüber den äußeren Konturen des Stranges 4, aber um 1800 verdrehte durchgehende Ausnehmung 5 eingeformt. Beide Trapezflächen sind im geometrischen Sinne einander ähnlich, so daß die jeweils voneinander abgekehrten nichtparallelen Seiten c, c und f, f parallel zueinander ausgerichtet sind. Die in Fig. 1 oben gezeichnete kürzere Parallelseite b ist mit einer auf den Bereich der längeren Parallelseite d der Ausnehmung 5 beschränkten geringfügigen Auswölbung 14 ausgebildet.
• Zum Einbauen in ein Stützlager werden die auf die passende Länge zugeschnittenen Federkörper 4 gemäß der perspektivischen Darstellung in Fig. 2 mit in die Ausnehmung 5 eingeschobenen Metallschienen 6, 7 versehen. Für die Funktion der Lagerung ist die Einbaurichtung ohne Bedeutung; mit Rücksicht auf die günstigeren Befestigungsmöglichkeiten empfiehlt sich die Anordnung mit nach oben gekehrter längerer Parallelseite a, weil in diesem Falle die längere Parallelseite d der Ausnehmung 5 zum Aufnehmen einer breiteren Schiene 6 im Fußbereich zur Verfügung steht. Die obere, schmalere Schiene 7 kann mittels einer durch den Gummi geführten nichtgezeichneten Schraube an dem ebenfalls nichtgezeichneten aufgelagerten Bauteil befestigt werden. Die untere, breitere Schiene 6 ist dagegen an beiden Stirnenden des Federkörpers 4 aus der Ausnehmung 5 herausgeführt und über Gummiunterlagen 16 mit der Stützfläche verbunden. Sie könnte wahlweise stattdessen auch abgekröpft sein und unmittelbar auf der Stützfläche aufliegen.
• Aus dem Druckstauchungsdiagramm gemäß Fig. 3 geht der mit wachsender Belastung rein lineare Verlauf der Druckverformung bis weit ür den für gängige Federkörpertypen praktikablen Größenordnungsbereich von etwa 10 mm hervor.
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Claims (5)

1. Patentansprüche: 1. Aus Gummi oder gußmiähnlichem Kunststoff ohne Verstärkungseinlasn in Form eines Hohlprofilstranges hergestellter Federkörper für elastische Motor- und Maschinenlagerungen, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Hohiprofilstranges (4) wenigstens angenähert die Konturen eines gleichschenkeligen Trapezes oder abgestumpften gleichschenkeligen Dreieckes mit einer symmetrisch ausgerichteten Ausnehmung (5) geometrisch ähnlicher, aber um 1800 umgekehrter Querschnittsform aufweist.
2. 2. Federkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, aaßdie nichtparallelen Seltenkanten (f, f) der Ausnehmung (5) parallel zu den jeweils ihnen abgekehrten nichtparallelen Außenkanter (c,c) ausgerichtet sind.
3. 3. Federkörper nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche der Ausnehmung (5) in einer etwa 1/8 bis 1/4 der gesamten Querschnittsfläche des Federkörpers (4) entsprechenden Größenordnung bemessen ist.
4. 4. Federkörper nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gexennze-ichnet, daß wenigstens eine seiner parallelen Auflagerflächen (a, b) im unbelasteten Zustand im Bereich der Ausnehmung (5) - in der Projektion gesehen - geringfügig ausgewölbt ist.
5. 5. Federkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mshe der Auswölbung (14) in einer Größenordnung bis zu wenigen Zehntel Millimetern bemessen ist.