DE4139923A1 - Long service life bearing - consists of two coaxial rings joined by elastomer bellows type creased member with elastic protective stops and locked in outer ring - Google Patents
Long service life bearing - consists of two coaxial rings joined by elastomer bellows type creased member with elastic protective stops and locked in outer ringInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Lager, umfassend zwei eine gedachte Achse koaxial umschließende, hohlzylindrische Stützringe, die durch ein Balgelement aus elastomerem Werkstoff radial elastisch verbunden sind, wobei das Balgelement ein Profil mit zumindest einer in axialer Richtung vorstehenden Falte mit einer axialen Erstreckung aufweist, die die axiale Ausdehnung von keinem der Stützringe übergreift, wobei zumindest ein Anschlagpuffer außerhalb der axialen Erstreckung der Falte vorgesehen ist.The invention relates to a bearing comprising two an imaginary Hollow cylindrical support rings coaxially enclosing the axis radial with a bellows element made of elastomeric material are connected elastically, the bellows element having a profile with at least one fold projecting in the axial direction has an axial extent which is the axial extent does not overlap from any of the support rings, at least one Stop buffer outside the axial extent of the fold is provided.
Ein solches Lager ist aus dem DE-GM 81 00 855 bekannt. Danach ist ein ringförmiges Element aus elastisch nachgiebigem Werk stoff unmittelbar fest zwischen der Mantelfläche eines Innen ringes und der Innenfläche eines Außenringes angeordnet.Such a bearing is known from DE-GM 81 00 855. After that is a ring-shaped element made of resilient work fabric directly firmly between the lateral surface of an interior ring and the inner surface of an outer ring.
Dabei ist allerdings zu beachten, daß das ringförmige Element aus elastischem Werkstoff insbesondere bei großen Belastungen in radialer Richtung im Bereich seiner in axialer Richtung vorspringenden Einfaltungen ungleichmäßig durch Druck- und Schubspannungen belastet wird. Außerdem ist die Pufferwirkung des als Keil ausgebildeten und im elastisch nachgiebigen Werkstoff des Elementes angeordneten Puffer wenig befriedigend. Durch die keilförmige Ausbildung des Puffers wird das Material ungleichmäßig belastet und, bei großen Auslenkbewegungen in radialer Richtung legen sich die Flächen, die die Ausnehmung begrenzen, aneinander an, was die Gebrauchsdauer durch Rißbil dung in Umfangsrichtung infolge auftretender Schubspannungen stark einschränkt.However, it should be noted that the ring-shaped element Made of elastic material, especially under heavy loads in the radial direction in the area of its in the axial direction projecting folds unevenly due to pressure and Shear stress is loaded. In addition, the buffering effect the trained as a wedge and in the resilient Material of the element arranged buffer unsatisfactory. The material is formed by the wedge-shaped design of the buffer unevenly loaded and, with large deflection movements in In the radial direction, the surfaces define the recess limit each other to what the service life is due to Rißbil dung in the circumferential direction due to shear stresses severely restricted.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches Lager derart weiterzuentwickeln, daß sich eine Erhöhung der Ge brauchsdauer bei besserer Funktion des Lagers ergibt.The invention has for its object such a bearing to develop in such a way that an increase in Ge duration of use with better functioning of the bearing results.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Lager der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltung nehmen die Unteran sprüche Bezug.This object is inventively in a warehouse of the beginning mentioned type with the characterizing features of claim 1 solved. In an advantageous embodiment take the Unteran sayings reference.
Bei dem erfindungsgemäßen Lager ist es vorgesehen, daß das Balgelement aus einem thermoplastischen Elastomerwerkstoff besteht, daß der Anschlagpuffer ein Profil aufweist, das sich während der bestimmungsgemäßen Verwendung, ausgehend von zumindest einem der Stützringe, radial in Richtung des anderen Stützringes erstreckt und daß sich der Anschlagpuffer teilweise mit der Falte überlappt. Eine Ausführung des Balgelementes aus thermoplastischem Elastomerwerkstoff ist in wirtschaftlicher Hinsicht wegen der einfachen, problemlosen Fertigung der Teile besonders vorteilhaft. Durch die Ausbildung der Anschlagpuffer, die sich im wesentlichen in radialer Richtung des Lagers erstrecken, wird eine Beschädigung der funktionswesentlichen Teile bei extremer Auslenkung in radialer Richtung wirkungsvoll verhindert. Durch die Länge der Anschlagpuffer kann die maximale Auslenkung des Lagers in radialer Richtung genau eingestellt werden.In the bearing according to the invention it is provided that Bellows element made of a thermoplastic elastomer material there is that the bumper has a profile that during the intended use, starting from at least one of the support rings, radially towards the other Support ring extends and that the bumper partially overlapped with the fold. A version of the bellows element thermoplastic elastomer material is more economical Regarding the simple, easy manufacture of the parts particularly advantageous. By designing the bumper, which are essentially in the radial direction of the bearing extend, damage to the essential functions Parts with extreme deflection in the radial direction are effective prevented. Due to the length of the bumper, the maximum deflection of the bearing in the radial direction exactly can be set.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung ist es vorgesehen, daß das Balgelement zwei in axialer Richtung entgegengesetzt vorstehende Falten aufweist, die auf voneinander abweichenden Axialebenen bezüglich der gedachten Achse angeordnet und in radialer Richtung einstückig ineinander übergehend ausgebildet sind. Die Ausgestaltung bedingt eine große Radialbeweglichkeit des Lagers und außerordentlich geringe Belastungen bei radialen Auslenkbewegungen auf das Balgelement und die innerhalb des Balgelementes angeordneten Falten. Ein derart ausgestaltetes Lager weist während einer langen Gebrauchsdauer gleichbleibend gute Gebrauchseigenschaften auf.According to an advantageous embodiment, it is provided that the bellows element two opposite in the axial direction has protruding folds that differ from each other Axial planes arranged with respect to the imaginary axis and in radial direction integrally formed into one another are. The design requires a large radial mobility of the bearing and extremely low loads for radial Deflection movements on the bellows element and within the Bellows element arranged folds. One designed in this way Bearings remain constant over a long period of use good usage properties.
Im Hinblick auf eine einfache Fertigung des Balgelementes ist vorgesehen, daß im Bereich zumindest einer axialen Begrenzung des Balgelementes mehrere in Umfangsrichtung durch Abstände voneinander getrennte Anschlagpuffer vorgesehen sind und daß die Anschlagpuffer als Radial- und/oder Axialanschläge ausgebildet sein können.With regard to simple manufacture of the bellows element provided that in the area of at least one axial boundary of the bellows element several in the circumferential direction by spacing separate stop buffers are provided and that the stop buffers as radial and / or axial stops can be trained.
Nach einer anderen Ausgestaltung können die Anschlagpuffer ringförmig ausgebildet sein. Diese Ausgestaltung bedingt bei Begrenzung von Extremauslenkungen der beiden Stützringe relativ zueinander eine vergleichsweise geringere Flächenpressung der Anschlagpuffer, wodurch die spezifische Materialbelastung herabgesetzt und die Gebrauchsdauer erhöht wird.According to another embodiment, the stop buffers be annular. This configuration requires Limitation of extreme deflections of the two support rings relative to each other a comparatively lower surface pressure of the Bump stop, reducing the specific material load reduced and the service life is increased.
Das Balgelement kann an den einander diagonal gegenüberliegen den Ecken seines Profils mit in entgegengesetzter Richtung vorstehenden Anschlagpuffern versehen sein. Durch diese Anord nung der Anschlagpuffer wird bei maximaler Auslenkung des Lagers in radialer Richtung eine gleichmäßige Belastung des Dichtbalges gewährleistet. Außerdem treten an dem von dem Lager umschlossenen Teil keine Biegemomente auf.The bellows element can be diagonally opposite one another the corners of his profile in the opposite direction protruding stop buffers. By this arrangement The stop buffer is at maximum deflection of the Bearing in the radial direction an even load on the Seal bellows guaranteed. They also join the camp enclosed part no bending moments.
Die Anschlagpuffer können aus elastomerem Werkstoff bestehen und einstückig mit dem Balgelement ausgebildet sein. Hierbei ist von Vorteil, daß eine derartige Ausgestaltung in fertigungstechnischer Hinsicht von Vorteil und hervorzuhebender Bedeutung ist. Außerdem bedingen Anschlagpuffer aus elastomerem Werkstoff die zuver lässige Vermeidung von Anschlaggeräuschen bei Extremaus lenkungen des Lagers.The bumpers can be made of elastomeric material and be formed in one piece with the bellows element. Here is advantageous in that such a configuration in manufacturing technology is of advantage and must be emphasized. Furthermore cause bumpers made of elastomeric material casual avoidance of impact noises in extreme situations steering of the camp.
Nach einer anderen Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, daß die Anschlagpuffer durch Anschlagbleche gebildet sind, die im Bereich zumindest eines der Stützringe angeordnet sind. Durch separate ausgebildete Anschlagpuffer, die aus Blech bestehen, können verschiedenartig ausgestaltete Anschlagpuffer ver gleichsweise einfach hergestellt und nachträglich dem Lager zugeordnet werden. Insbesondere bei Ausbildung der Anschlag puffer als Radial- und Axialanschlag weist eine derartige Ausgestaltung Vorteile auf, da sowohl die Anschlagpuffer selbst als auch das zur Anwendung gelangende Balgelement in fertigungs technischer Hinsicht einfach und separat hergestellt werden können.According to another embodiment, it can be provided that the stop buffers are formed by stop plates, which in the Area of at least one of the support rings are arranged. By separate bumpers made of sheet metal, can differently designed stop buffers equally easy to manufacture and retrofitted to the warehouse be assigned. Especially when training the stop Buffer as a radial and axial stop has one Design advantages because both the bumper itself as well as the bellows element used in manufacturing technically simple and separately can.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, daß das Balgelement im Bereich von zumindest einem Stützring durch eine Metalleinlage versteift ist. Die Metalleinlage kann mit Durch brechungen versehen sein und im Bereich der Durchbrechungen mit dem Balgelement durchdrungen sein. Die Metalleinlage bedingt eine größere Stabilität des vergleichsweise weichen Balgele mentes am äußeren Umfang. Durch diese Metalleinlage ist auch ein Einbau des Lagers direkt in einer kreisförmigen Öffnung eines Gehäuses denkbar, ohne daß der thermoplastische Elasto merwerkstoff beschädigt wird. Die Durchbrechungen in der Metalleinlage, die von dem Balgelement durchdrungen sind, bewirken eine einwandfreie und einfache Festlegung des Balgele mentes an der Metalleinlage. According to an advantageous embodiment, it is provided that Bellows element in the area of at least one support ring by a Metal insert is stiffened. The metal insert can with through be provided and in the area of the openings be imbued with the bellows element. The metal insert is conditional greater stability of the comparatively soft bellows mentes on the outer circumference. Through this metal insert is also installation of the bearing directly in a circular opening a housing conceivable without the thermoplastic elasto mer material is damaged. The breakthroughs in the Metal insert penetrated by the bellows element cause a perfect and easy fixation of the bellows mentes on the metal insert.
Die die Durchbrechungen durchdringenden Bestandteile des Balgelementes können im Bereich der Rückseite der Durchbre chungen ineinander übergehend ausgebildet sein. Hierbei ist von Vorteil, daß das Befestigungselement des Lagers, beispielsweise in Form eines Fußes, ebenfalls aus dem preiswerten, thermo plastischen Elastomerwerkstoff hergestellt und direkt, ein stückig an das Balgelement angeformt werden kann.The penetrating components of the Bellows elements can be in the area of the rear of the opening be formed into one another. Here is from Advantage that the fastener of the bearing, for example in the form of a foot, also from the inexpensive, thermo plastic elastomer material made and direct, a can be integrally molded onto the bellows element.
Bei dem Verfahren zur Herstellung eines Lagers ist vorgesehen, daß ein thermoplastischer Elastomerwerkstoff verwendet und daß zumindest einer der Stützringe im Bereich seines in axialer Richtung vorstehenden Endes im Anschluß an die Formgebung und Verfestigung erneut thermisch erweicht, in Richtung des anderen Stützringes umgeformt und durch Abkühlung verfestigt wird. Dieses Verfahren ermöglicht eine einfache Herstellbarkeit des Lagers. Um das Lager ausformen zu können, sind die Anschläge zunächst einstückig, in axialer Richtung an die Stützringe des Balgelementes angeformt. Nach dem Entformen werden die An schläge erneut erwärmt und in die gewünschte Richtung verformt.The method for producing a bearing provides that uses a thermoplastic elastomer material and that at least one of the support rings in the area of its axial Towards the end following the shaping and Solidification softens again thermally, towards the other Support ring is formed and solidified by cooling. This method enables the producibility of the Camp. In order to be able to form the bearing, the stops are first in one piece, in the axial direction on the support rings of the Molded bellows element. After demolding, the An beats warmed again and deformed in the desired direction.
Der Gegenstand der Erfindung wird nachfolgend anhand der als Anlage beigefügten Zeichnung eines Ausführungsbeispiels weiter verdeutlicht. Es zeigenThe object of the invention is based on the as Appendix attached drawing of an embodiment clarifies. Show it
Fig. 1 ein Lager in quergeschnittener Darstellung und Fig. 1 is a camp in cross-sectional view and
Fig. 2 das in Fig. 1 dargestellte Lager in einer Ansicht. Fig. 2 shows the bearing shown in Fig. 1 in a view.
Fig. 3 ein anderes Ausgestaltungsbeispiel eines Lagers der erfindungsgemäßen Art in einem Schnitt entlang der Linie A-A gemäß Fig. 4. Fig. 3 shows another embodiment example of a bearing of the type according to the invention in a section along the line AA in Fig. 4.
Fig. 4 Eine Draufsicht des in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiels. Fig. 4 is a plan view of the embodiment shown in Fig. 3.
In Fig. 1 ist ein Lager gezeigt, umfassend zwei eine gedachte Achse 7 koaxial umschließende, hohlzylindrische Stütz ringe 1, 2, die durch ein Balgelement 3 aus thermoplastischem Elastomerwerkstoff radialelastisch verbunden sind. Das Balg element 3 weist zwei in axialer Richtung entgegengesetzt vorstehende Falten 3.1, 3.2 auf und Anschlagpuffer 5, 6, die zur Begrenzung einer radialen Auslenkung des Lagers vorgesehen sind. Die Anschlagpuffer 5, 6, die nach dem Entformen des Lagers die gestrichelt dargestellte Lage einnehmen, erstrecken sich nach erneutem Erwärmen und anschließender Verformung im wesentlichen senkrecht zu der gedachten Achse 7. Vorteilhafter weise sind mehrere, in Umfangsrichtung durch Abstände vonein ander getrennte Anschlagpuffer vorgesehen, wodurch unvorteil hafte Materialanhäufungen und hohes Gewicht des Lagers ver mieden werden. Die Anschläge 5, 6 schützen die Falten 3.1, 3.2 des Balgelementes 3 vor Beschädigung und mechanischer Überbean spruchung bei großen Auslenkungen des Lagers in radialer Richtung. Das zweite Stützelement 2 ist durch einen gekröpften Metallring gebildet, der Durchbrechungen 4 aufweist, die von dem Balgelement 3 durchdrungen sind. Eine gute, widerstands fähige und dauerhafte Festlegung des Balgelementes 3 am Stütz ring 2 und die Lagerung in einem Gehäuse, das das Lager außen seitig umschließt, ist dadurch problemlos möglich.In Fig. 1, a bearing is shown, comprising two an imaginary axis 7 coaxially enclosing, hollow cylindrical support rings 1 , 2 , which are radially elastically connected by a bellows element 3 made of thermoplastic elastomer material. The bellows element 3 has two folds 3.1 , 3.2 protruding in the axial direction and stop buffers 5 , 6 which are provided to limit radial deflection of the bearing. The stop buffers 5 , 6 , which assume the position shown in broken lines after the bearing has been removed from the mold, extend substantially perpendicular to the imaginary axis 7 after renewed heating and subsequent deformation. Advantageously, several, in the circumferential direction by spacing from each other separate stop buffers are provided, whereby disadvantageous accumulations of material and high weight of the bearing are avoided. The stops 5 , 6 protect the folds 3.1 , 3.2 of the bellows element 3 from damage and mechanical overload when there are large deflections of the bearing in the radial direction. The second support element 2 is formed by a cranked metal ring which has openings 4 which are penetrated by the bellows element 3 . A good, resistant and permanent fixing of the bellows element 3 on the support ring 2 and storage in a housing that encloses the outside of the bearing is easily possible.
Fig. 2 zeigt das in Fig. 1 gezeigte Lager in einer Ansicht. In diesem Beispiel ist es vorgesehen, daß der Befestigungs fuß 10, der zur Befestigung des Lagers vorgesehen ist, aus Metall besteht und an der Metalleinlage des Stützringes 2 befestigt ist. Eine ähnliche Ausbildung der Befestigung ist auch möglich und insbesondere für weniger stark belastete Lager vorteilhaft, wenn der Befestigungsfuß 10 direkt am thermo elastischen Material des Balgelementes 3 im Bereich des Stütz ringes 2 angeformt ist. Wegen einer übersichtlicheren Dar stellung ist der Anschlag 5 im Zustand direkt nach dem Ent formen und vor dem Umformen in radialer Richtung abgebildet. Fig. 2 shows the bearing shown in Fig. 1 in a view. In this example it is provided that the fastening foot 10 , which is provided for fastening the bearing, consists of metal and is fastened to the metal insert of the support ring 2 . A similar design of the attachment is also possible and is particularly advantageous for less heavily loaded bearings if the attachment foot 10 is molded onto the thermo-elastic material of the bellows element 3 in the region of the support ring 2 . Because of a clearer Dar position, the stop 5 is shaped in the state immediately after Ent and before forming in the radial direction.
Die in den Fig. 1 und 2 gezeigten Lager können beispiels weise zur Lagerung einer Kardanwelle zur Anwendung gelangen.The bearings shown in FIGS. 1 and 2 can be used, for example, for mounting a propeller shaft.
In Fig. 3 ist ein weiteres Ausgestaltungsbeispiel eines Lagers der erfindungsgemäßen Art gezeigt, bei dem der Anschlagpuffer 6 als Radialanschlag ausgebildet ist und aus Blech besteht, wobei an den Radialanschlag ein Axialanschlag 11 angeformt ist, um Auslenkbewegungen der Stützringe 1, 2 in axialer Richtung zu begrenzen. Im Bereich des äußeren Stützringes 2 ist in diesem Fall ein in radialer Richtung nach außen vorspringender weite rer Anschlag 12 vorgesehen, der an einem schematisch darge stellten Bauteil zur Anlage gelangt. Im Bereich des radial äußeren Stützringes 2 ist ein umlaufender, federnder Wulst 13 angeordnet, der aus elastomerem Werkstoff besteht und ein stückig mit dem Balgelement 3 ausgebildet ist. Bei Auslenk bewegungen der beiden Stützringe 1, 2 relativ zueinander kann der Wulst 13 mit dem Axialanschlag 11 in Eingriff gebracht werden. Die Wegbegrenzung kann dabei beispielsweise eine progressive Kraft-Weg-Kennlinie aufweisen.In Fig. 3 a further embodiment of a bearing of the type according to the invention is shown, in which the stop buffer 6 is designed as a radial stop and consists of sheet metal, an axial stop 11 being formed on the radial stop in order to deflect the support rings 1 , 2 in the axial direction limit. In the area of the outer support ring 2 in this case a radially outwardly projecting wide stop 12 is provided, which comes to rest on a schematically illustrated component. In the area of the radially outer support ring 2 , a circumferential, resilient bead 13 is arranged, which is made of elastomeric material and is formed in one piece with the bellows element 3 . When deflection movements of the two support rings 1 , 2 relative to each other, the bead 13 can be brought into engagement with the axial stop 11 . The path limitation can have, for example, a progressive force-displacement characteristic.
In Fig. 4 ist das in Fig. 3 dargestellte Lager in einer Draufsicht gezeigt.In Fig. 4, the bearing shown in Fig. 3 is shown in a plan view.
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