AXIALLY LOADED ELASTIC RUBBER SLEEVE

Abstract: 1. Axially loaded elastic rubber sleeve for the resilient mounting of machines or machine components, comprising a smooth inner sleeve (1), an outer sleeve (2) surrounding it to define an intermediate space and two annular rubber springs (5, 5') inserted into the intermediate space and fixed to the inner sleeve, the rubber springs defining a circumferentially extending annular space filled with damping fluid and forming, by virtue of an annular dividing body (7) two annular chambers (6, 6') communicating with one another through a circumferentially extending restricted gap, characterised in that, the rubber springs (5, 5') are each received with their inner and outer peripheries secured by vulcanisation or adhesion in sleeve-shaped bodies (3, 3', 4, 4') and, together with the sleeve-shaped bodies (3, 3', 4, 4'), are located by friction axially in the smooth inner (1) and outer (2) sleeve.

Description: Axial belastbare Hülsengummifeder Die Erfindung bezieht sich auf eine axial belastbare Hülsengummifeder, insbesondere zur Lagerung von Konstruktionselementen, wie Zug- und Druckstreben, Schaltgestängen, Spurstangen, Motoren, Kom- pressoren oder dergleichen,von fahrbaren oder stationären Vorrichtungen, mit wenigstens einem starren inneren und äusseren hülsenförmigen Körper und wenigstens einem dazwischen befindlichen gummielastischen Körper. Beispielsweise bei mit Federbeinen abgestützten Kraftfahrzeugachsen wurde beobachtet, dass insbesondere die Vorderachsen in einem Geschwindigkeits- bereich von 80 bis 120 km/h stark schütteln, was u.a. aus der unvermeidlichen Unwucht der Vorderreifen herrührt. Man hat bereits versucht, durch entsprechend weiche Ausbildung der Bremszug- oder Druckstrebenlager Abhilfe zu schaffen. Auch Gummimischungen mit erhöhter Dämpfung wurden eingesetzt. Durch diese Massnahmen konnte das auftretende Schütteln jedoch immer noch nicht vollständig vermieden werden. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und wirksame axial belastbare Hülsengummifeder, insbesondere zur Lagerung von Konstruktionselementen zu schaffen, welche die durch Stösse oder dergleichen auftretenden Schwingungen der Konstruktionselemente auf noch weiter verbesserte Weise vermeidet. Diese Aufgabe wird bei einer Hülsengummifeder der eingangs erwähnten Gattung erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der gummielastische Körper einen umlaufenden, ein Dämpfungsmedium enthaltenden Hohlraum aufweist, welcher durch einen Trennkörper in zwei durch wenigstens eine Drosselöffnung miteinander in Verbindung stehende Kammern aufgeteilt ist. Durch die Erfindung wird mit einfachen Mitteln bei einer Hülsengummifeder die Möglichkeit einer wesentlich verbesserten Dämpfung von auftretenden Schwingungen der mit der Hülsengummifeder abgestützten Konstruktionsteile geschaffen. Im Hinblick darauf, dass die erfindungsgemässe Vorrichtung auf einfache Weise an die unterschiedlichsten Dämpfungsaufgaben gut angepasst werden kann, ist sie mit Vorteil in vielen verschiedenen Anwendungsfällen verwendbar: beispielsweise in Zug- oder Druckstreben, Schaltgestängen, Spurstangen von Kraftfahrzeugen (jeweils zur Verhinderung von Nachschwingungen bei eingeleiteten Stössen oder Reifenunwucht), als Motor-, Getriebe- oder Zwischengetriebelagerung bei Kraftfahrzeugen sowie auch als Motor- oder Kompressorlagerung bei stationären Anlagen (zur Verhinderung grosser Amplituden beim Durchfahren der kritischen Drehzahlen oder in der Nähe der Resonanzfrequenz). Gemäss einem besonders bevorzugten Erfindungsmerkmal ist die Drossel öffnung durch einen umlaufenden Spalt zwischen dem, vorzugsweise aus Kunststoff bestehenden, Trennkörper und einer benachbarten Wandung der Hülsengummifeder gebildet. Dieses Erfindungsmerkmal zeichnet sich durch besondere Einfachheit aus. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist gekennzeichnet durch je zwei innere und äussere hülsenförmige Körper und zwei gummielastische Körper mit je einer endständigen nach aussen offenen Kammer, welche hülsenförmigen und gummielastischen Körper jeweils bezüglich einer radialen Mittelebene zueinander symmetrisch ausgebildet und angeordnet sind, wobei der im Querschnitt im wesentlichen dreieckige, zur Mittelebene symmetrische Trennkörper zwischen den einander zugekehrten Stirnseiten der äusseren hülsenförmigen Körper eingespannt ist und die inneren und äusseren hülsenförmigen Körper gemeinsam zwischen je einem weiteren starren inneren und äusseren, axial durchlaufenden hülsenförmigen Körper eingeklemmt sind. Diese Ausführung eignet sich besonders gut für beidseitige axiale Belastung. Das Dämpfungsmedium wird jeweils durch Verkleinerung des einen Hohlraums durch den umlaufenden Spalt in den um den gleichen Betrag vergrösserten anderen Hohlraum gedrückt Eine andere ebenfalls vorteilhafte Ausführungsform der Hülsengummifeder nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch einen inneren hülsenförmigen Körper, zwei äussere hülsenförmige Körper und einen einstückigen gummielastischen Körper mit einem mittigen, nach aussen offenen Hohlraum, wobei der im Querschnitt im wesent lichen dreieckige Trennkörper zwischen den beiden äusseren hülsenförmigen Körpern eingespannt ist, welche ihrerseits mittels eines weiteren starren axial durchlaufenden äusseren hülsenförmigen Körpers nach innen angeklemmt sind. Dabei ist mit Vorteil der Trennkörper im Querschnitt unsymmetrisch ausgebildet derart, dass bei axial unbelastetem Zustand der Hülsengummifeder die eine Kammer einen merklich grösseren Querschnitt hat als die andere Kammer. Ferner können dabei vorteilhafterweise der eine äussere hülsenförmige Körper und der gummielastische Körper jeweils in einem endständigen Bereich radial nach aussen vorragen, wobei sie gegen die benachbarte Stirnseite des weiteren äusseren hülsenförmigen Körpers abgestützt sind. Die vorstehend beschriebene Ausführungsform der erfindungsgemässen Hülsengummifeder ist einfach aufgebaut und eignet sich vorzugsweise für einseitige axiale Belastung. Eine nochmals weitere Ausführungsform der Hülsengummifeder nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch einen zwischen je einem inneren und äusseren hülsenförmigen Körper befindlichen ersten gummielastischen Körper, wobei zwischen dem äusseren hülsenförmigen Körper und einem zweiten gummielastischen Körper ein im Querschnitt im wesentlichen rechteckiger Trennkörper zur Trennung benachbarter, aus den gummielastischen Körpern ausgesparter Kammern eingespannt ist und der innere und äussere hülsenförmige Körper sowie der zweite gummielastische Körper gemeinsam zwischen je einem weiteren starren inneren und äusseren hülsenförmigen Körper befestigt sind. Dabei ist mit Vorteil der weitere äussere hülsenförmige Körper in seinem dem zweiten gummielastischen Körper benachbarten Endabschnitt gemeinsam mit dem benachbarten Bereich des gummielastischen Körpers radial nach aussen abgewinkelt. Ferner erstreckt sich vorteilhafterweise jeweils ein innerer und äusserer Gummiauslauf des zweiten gummielastischen Körpers bis zwischen die inneren bzw. äusseren hülsenförmigen Körper und die jeweils benachbarten weiteren inneren bzw. äusseren hülsenförmigen Körper. Die vorstehend umrissene Ausführungsform der erfindungsgemässen Hülsengummifeder eignet sich insbesondere für eine axiale Belastung mit einer dauernden einseitigen axialen Vorlast. Diese Konstruktion zeichnet sich ebenfalls durch grosse Zweckmässigkeit und Einfachheit aus. Gemäss einem weiteren besonders vorteilhaften Merkmal insbesondere der vorstehend beschriebenen Ausführung der Erfindung ist der Trennkörper in einer zwischen dem äusseren hülsenförmigen Körper und dem zweiten gummielastischen Körper eingespannten, vorzugsweise mittig geteilten, radialen Führung angeordnet derart, dass die radiale Freiheit kleiner ist als die radiale Erstreckung des geführten Bereichs des Trennkörpers. Bei Vorsehen dieses Merkmals werden, wenn es erforderlich ist, bei der erfindungsgemässen Hülsengummifeder auch radiale Verformungen, die grösser als die Breite des Drosselspaltes sind, auf einfache Weise ermöglicht. Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 im teilweisen axialen Längsschnitt eine erste Ausführungsform der Hülsengummifeder nach der Erfindung, Figur 2 im teilweisen axialen Längsschnitt eine zweite Ausführungsform der Hülsengummifeder nach der Erfindung, Figur 3 im teilweisen axialen Längsschnitt eine dritte Ausführung der erfindungsgemässen Hülsengummifeder und Figur 4 im teilweisen axialen Längsschnitt im Detail eine weitere Abwandlung der Ausführungsform nach Figur 3. Bei der Ausführungsform gemäss Figur 1 sind mit 1 und 2 zwei koaxiale starre innere bzw. äussere axial durchlaufende hülsenförmige Körper bezeichnet. 3, 3' sowie 4, 4' sind starre innere bzw. äussere hülsenförmige Körper, die auf geeignete Weise mit zwei dazwischen befindlichen gummielastischen Körpern 5, 5' verbunden sind. Die gummielastischen Körper 5, 5' sowie die zugehörigen hülsenförmigen Körper 4, 4' sind derart ausgebildet, dass sie zwischen sich einen Hohlraum bilden, welcher durch einen im Querschnitt im wesentlichen dreieckigen, zu einer radialen Mittelebene M symmetrischen Trennkörper 7 in zwei Kammern 6, 6' aufgeteilt ist. Die beiden Kammern 6, 6' stehen durch eine Drossel öffnung 8 miteinander in Verbindung, die einerseits durch den aus Kunststoff bestehenden Trennkörper.7 und andererseits durchdie benachbarte innere Wandung des Hohlraums begrenzt ist. Hierbei sind die aneinander anstossenden, nach innen gerichteten Enden der inneren hülsenförmigen Körper 3, 3' mit einer dünnen Gummischicht versehen, um Geräusche und Verschleiss zu vermeiden. Der durch die Kammern 6, 6' gebildete umlaufende Hohlraum ist mit einem geeigneten, beispielsweise flüssigen Dämpfungsmedium gefüllt, welches zumindest teilweise durch die Drosselöffnung 8 von der einen Kammer 6 in die andere Kammer 6' oder umgekehrt gedrückt wird. Bei der dabei auftretenden¯Drosselung des Dämpfungsmediums tritt die erwünschte Dämpfung auf. Die Montage der Hülsengummifeder nach Figur 1 kann beispielsweise folgendermassen erfolgen: die gummielastischen Körper 5, 5' nebst daran angebrachten inneren und äusseren hülsenförmigen Körpern 3, 3' und 4, 4' mit eingelegtem Trennkörper 7 werden auf den weiteren inneren hülsenförmigen Körper 1 gepresst Diese Einheit wird "unter Wasser" in den weiteren äusseren hülsenförmigen Körper 2, der einen etwas grösseren Innendurchmesser hat als der Aussendurchmesser der äusseren hülsenförmigen Körper 4, 4', gesteckt und die sich ergebende Gesamteinheit wird auf den endgültigen Aussendurchmesser reduziert. Dadurch ergibt sich nicht nur die notwendige Festigkeit der Gesamteinheit, sondern auch noch die erforderliche Dichtheit sowie die zur Erzielung der notwendigen Dauerhaltbarkeit erforderliche radiale Druckvorspannung in den gummielastischen Körpern 5, 5'. Eine derartige Hülsengummifeder kann im übrigen praktisch auf gleiche Weise wie die bekannten Hülsengummifedern auch die auftretenden T#rsions- und Verkantungs beanspruchungen (kardanisch) gut aufnehmen. Die Wirkungsweise bei beidseitiger axialer Stossbelastung Fa wurde bereits weiter oben erläutert. Bei der Ausführungsform gemäss Figur 2 handelt es sich um eine gegenüber Figur 1 abgewandelte Ausführung, die vorzugsweise für einseitige axiale Stossbelastung (in Richtung Fa) gedacht ist. Dabei sind die gummielastischen Körper 25, 25' direkt auf den starren inneren hülsenförmigen Körper 21 vulkanisiert. Der Trennkörper 27 ist zweigeteilt und in den Hohlraum zwischen den gummielastischen Körpern 25, 25' eingefügt. Der Trennkörper 27 ist ferner im Querschnitt so ausgebildet und im Hohlraum 26, 26' derart angeordnet, dass er in Richtung der axialen Belastung Fa einen möglichst grossen Weg zulässt. Die durch den inneren hülsenförmigen Körper 21, die gummielastischen Körper 25, 25', die äussen hülsenförmigen Körper 24, 24' sowie den Trennkörper 27 gebildete Einheit ist gleich in einen mit einem Befestigungsflansch versehenen weiteren äusseren hülsenförmigen Körper eingesetzt. Der der Belastung Fa zugewandte gummielastische Körper 25 sowie der zugehörige äussere hülsenförmige Körper 24 ragen jeweils in einem endständigen Bereich 25'' bzw. 24'', der zumindest teilweise umlaufend sein kann, radial nach aussen vor. Die Bereiche 25'' und 24'' ergeben in Verbindung mit der in der Zeichnung gestrichelt angedeuteten Scheibe eine axiale Federwegbegrenzung mit progressivem Anstieg der axialen Federrate. Das in Figur 3 dargestellte Ausführungsbeispiel stellt wiederum eine gegenüber den Ausbildungen nach den Figuren 1 und 2 abgewandelte Ausführung der Erfindung dar, die vorzugsweise für axiale Stossbelastung in Richtung Fa mit dauernder axialer Vorlast gedacht ist. Bei dieser Ausführung ist ein zwischen je einem inneren und äusseren hülsenförmigen Körper 33', 34' befindlicher erster gummielastischer Körper 35' vorgesehen, wobei zwischen dem äusseren hülsenförmigen Körper 34' und einen zweiten gummielastischen Körper 35 ein im Querschnitt im wesentlichen rechteckiger Trennkörper 37 zur Trennung benachbarter, aus den gummielastischen Körpern 35, 35' ausgesparter Kammern 36, 36' eingespannt ist. Der innere und äussere hülsenförmige Körper 33', 34' sowie der zweite gummielastische Körper 35 sind gemeinsam zwischen je einem weiteren starren inneren und äusseren hülsenförmigen Körper 31, 34 befestigt. Der weitere äussere hülsenförmige Körper 34 ist in seinem dem zweiten gummielastischen Körper 35 benachbarten Endabschnitt 34'' gemeinsam mit dem benachbarten Bereich des gummielastischen Körpers 35 radial nach aussen abgewinkelt, wodurch diese Hülsengummifeder die axiale Vorlast aufnehmen kann. Jeweils ein innerer und äusserer Gummiauslauf 35a, 35b des zweiten gummielastischen Körpers 35 erstreckt sich bis zwischen die inneren bzw. äusseren hülsenförmigen Körper 33' bzw. 34' und die jeweils benachbarten weiteren inneren bzw. äusseren hülsenförmigen Körper 31 bzw. 32. Bei der Montage dieser Ausführung "unter Wasser" wird zunächst die durch den gummielastischen Körper 35', den inneren hülsenförmigen Körper 33' und den äusseren hülsenförmigen Körper 34' gebildete Einheit zusammen mit dem Trennkörper 37 in die durch den gummielastischen Körper 35, den inneren hülsenförmigen Körper 31 sowie den äusseren hülsenförmigen Körper 34 gebildete Einheit endständig eingebracht. Danach wird durch entsprechendes Reduzieren des äusseren hulsenförmigen Körpers 34 ein fester Sitz erzeugt und die Hülsengummifeder wird gleichzeitig abgedichtet. Figur 4 zeigt im wesentlichen eine abgewandelte Ausführungsform der Anordnung des Trennkörpers der erfindungsgemässen Hülsengummifeder insbesondere nach Figur 3. Bei dieser abgewandelten Anordnung ist der Trennkörper 47 in einer zwischen dem äusseren hülsenförmigen Körper (entsprechend 34', Figur 3) und dem zweiten gummielastischen Körper 45 eingespannten, derart derar# mittig geteilten radialen Führung 49, 49' angeordnet/ dass die radiale Freiheit R kleiner ist als die radiale Erstreckung R' des geführten Bereichs des Trennkörpers 47. Diese abgewandelte Trennkörper-Anordnung ermöglicht es, dass falls erforderlich auch radiale Verformungen, die grösser als die Breite des Drosselspaltes 48 sind, aufgenommen werden können.

Claims: Patentansprüche 1. Axial belastbare Hülsengummifeder, insbesondere zur Lagerung von Konstruktionselementen, wie Zug- und Druckstreben, Schaltgestängen, Spur stangen, Motoren, Kompressoren oder dergleichen, von fahrbaren oder stationären Vorrichtungen, mit wenigstens einem starren inneren und äusseren hülsenförmigen Körper und wenigstens einem da zwischen befindlichen gummielastischen Körper, dadurch gekennzeichnet, dass der gummielastische Körper (5, 5'; 25, 25'; 35, 35'; 45) einen umlaufenden, ein Dämpfungsme dium enthaltenden Hohlraum aufweist, welcher durch einen Trennkörper (7, 27, 37, 47 in zwei durch wenigstens eine Drosselöffnung (8, 28, 38, 48) miteinander in Verbindung stehende Kammern (6, 6'; 26, 26'; 36, 36') aufgeteilt ist. 2. Hülsengummifeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselöffnung (8, 28, 38, 48) durch- einen umlaufenden Spalt zwischen dem, vorzugsweise aus Kunststoff bestehenden, Trennkörper (7, 27, 37, 47) und einer benachbarten Wandung der Hülsengummi feder gebildet ist. 3. Hülsengummifeder nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch je zwei innere und äussere hülsenförmige Körper (3, 3'; 4, 4') und zwei gummielastische Körper (5, 5'3 mit je einer endständigen nach aussen offenen Kammer (6, 6'3, welche hülsenförmigen und gummielastischen Körper (3, 3'; 4, 4'; 5, 5') jeweils bezüglich einer radialen Mittelebene (M) zueinander symmetrisch ausgebildet und angeordnet sind, wobei der im Querschnitt im wesentlichen dreieckige, zur Mittelebene (M) symmetrische Trennkörper (7) zwischen den einander zugekehrten Stirnseiten der äusseren hülsenförmigen Körper (4, 4') eingespannt ist und die inneren und äusseren hülsenförmigen Körper (3, 3'; 4, 4') gemeinsam zwischen je einem weiteren starren inneren und äusseren, axial durchlaufenden hülsenförmigen Körper (1, 2) eingeklemmt sind. Hülsengummifeder nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen inneren hülsenförmigen Körper (21), zwei äussere hülsenförmige Körper (24, 24') und einen einstückigen gummielastischen Körper (25, 25') mit einem mittigen, nach aussen offenen Hohlraum, wobei der im Querschnitt im wesentlichen dreieckige Trennkörper (27) zwischen den beiden äusseren hülsenförmigen Körpern (24, 24') eingespannt ist, welche ihrerseits mittels eines weiteren starren axial durchlaufenden äusseren hülsenförmigen Körpers (22) nach innen angeklemmt sind. Hülsengummifeder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Trennkörper (27) im Querschnitt unsymmetrisch ausgebildet ist derart, dass bei axial unbelastetem Zustand der Hülsengummifeder die eine Kammer (26) einen merklich grösseren Querschnitt hat als die andere Kammer (26'). 6. Hülsengummifeder nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der eine äussere hülsenförmige Körper (24) und der gummielastische Körper (25) jeweils in einem endständigen Bereich (24'' bzw. 25'') radial nach aussen vorragen, wobei sie gegen die benachbarte Stirnseite des weiteren äusseren hülsenförmigen Körpers (22) abgestützt sind. 7. Hülsengummifeder nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen zwischen je einem inneren und äusseren hülsenförmigen Körper (33', 34'3 befindlichen ersten gummielastischen Körper (35'3, wobei zwischen dem äusseren hülsenförmigen Körper (34') und einem zweiten gummielastischen Körper (353 ein im Querschnitt im wesentlichen rechteckiger Trennkörper (373 zur Trennung benachbarter, aus den gummielastischen Körpern (35, 35') ausge sparter Kammern (36, 36'3 eingespannt ist und der innere und äussere hülsenförmige Körper (33', 34') sowie der zweite gummielastische Körper (353 gemeinsam zwischen je einem weiteren starren inneren und äusseren hülsenförmigen Körper (31, 343 befestigt sind. 8. Hülsengummifeder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere äussere hülsenförmige Körper (34) in seinem dem zweiten gummielastischen Körper (35) benachbarten Endabschnitt (34'') gemeinsam mit dem benachbarten Bereich des gummielastischen Körpers (35) radial nach aussen abgewinkelt ist. 9. Hülsengummifeder nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich jeweils ein innerer und äusserer Gummi auslauf (35a, 35b) des zweiten gummielastischen Körpers (35) bis zwischen die inneren bzw. äusseren hülsenförmigen Körper (33' bzw. 34') und die je weils benachbarten weiteren inneren bzw. äusseren hülsenförmigen Körper (31 bzw. 32) erstreckt. lo. Hülsengummifeder nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Trennkörper (47) in einer zwischen dem äusseren hülsenförmigen Körper und dem zweiten gummielastischen Körper (45) eingespannten, vor zugsweise mittig geteilten,radialen Führung (49, 49') angeordnet ist derart, dass die ra diale Freiheit (R) kleiner ist als die radiale Erstreckung (R') des geführten Bereichs des Trennkörpers (47).

Inventors: HONCAMP, GUNTHER, DIPL.-ING., Honcamp, Günther, Dipl.-Ing.
Applicants: BOGE GMBH
Application year: 1981
Main classification: F16F1
IPC codes: B60G13, F16F13