ВЫПОЛНЕННАЯ С ВОЗМОЖНОСТЬЮ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ЗАТЯЖКИ ПОСРЕДСТВОМ ВЫТЕСНЕНИЯ МАТЕРИАЛА ВТУЛКА И ОСНАЩЕННАЯ ЭТОЙ ВТУЛКОЙ ОПОРА Российский патент 2016 года по МПК F16F1/38 F03D80/00 

Изобретение относится к втулке и к опоре, которая оснащена данной втулкой. Втулка согласно изобретению также после монтажа в опоре выполнена с возможностью предварительной затяжки, или же калибровки, а именно за счет вытеснения эластомерного материала внутри втулки, причем вытеснение происходит посредством различных обжимных и зажимных средств во втулке и/или в окружающей опоре. Эластомерная втулка выполнена таким образом, что посредством вытеснения эластомерного материала из внутренней части втулки она сама деформируется и предварительно затягивается и таким образом закрепляется относительно бобышки. Предварительная затяжка является при этом регулируемой и обратимой в довольно большом диапазоне.

Как правило, в опорных втулках существует проблема, что их нужно калибровать. Обычно втулки для монтажа должны запрессовываться в бобышку или напрессовываться на палец. Обычно для калибровки внешнее кольцо втулки согласно уровню техники запрессовывается через отверстие, так что внешний диаметр втулки уменьшается и, тем самым, находящийся между внешней втулкой и внутренней втулкой эластомер предварительно сжимается. В качестве альтернативы, через внутреннюю обойму втулки запрессовывается палец и подготавливает ее, так что от этого эластомер во втулке тоже уплотняется (калибровка). Как правило, эти меры происходят до установки в предусмотренную опору. К тому же из-за этих мер трудно производить точную регулировку.

Изобретение решает по существу две проблемы: 1) калибровку втулки и 2) запрессовку в трубку или напрессовку на палец.

Благодаря предложенному и в дальнейшем подробнее описанному решению находящийся в средней области втулки объем эластомера, который в рабочем режиме втулки или при нагрузке в рабочем состоянии претерпевает лишь незначительную деформацию и потому мало может способствовать необходимой предварительной деформации втулки, вследствие объемного соединения с также заполненной упругим материалом зоной обжима увеличивается под воздействием стяжных средств. Вследствие этого втулка предварительно затягивается и сжимается. Из-за более высокого давления внешняя втулка деформируется наружу, а, при известных обстоятельствах, внутренняя втулка деформируется внутрь, так что деталь в смонтированном состоянии зажимается.

Таким образом, предметом изобретения является выполненная с возможностью предварительной затяжки, с возможностью калибровки в смонтированном состоянии круглая эластомерная втулка (16), содержащая выполненную с возможностью деформации внешнюю обойму (5) и компактную, выполненную с возможностью крепления на фланце внутреннюю часть (4), которые обе соединены посредством эластомерного слоя (1), причем втулка содержит действующий в качестве зоны обжима дополнительный эластомерный слой (2)(25), который связан с эластомерным слоем (1) и сжимается посредством механических обжимных или зажимных средств (3) (4а) (5а) (8) (19) (21) (24) (12) (13) (7) (20) (21) (22) и/или гидравлических обжимных или зажимных средств (12) (13) (14) (17), так что выдавленный из зоны (2) обжима, вдавленный в объем (1) эластомерного слоя эластомерный материал сжимает эластомерный слой (1), чтобы внешняя стенка (5) втулки деформировалась наружу в радиальном направлении и, тем самым, вызывала затяжку втулки (16) с помощью соединенной с втулкой, охватывающей детали (10).

Предпочтительно, эластомерный материал зоны (2) обжима имеет различную твердость, предпочтительно он мягче по сравнению с эластомерным материалом втулки.

Варианты осуществления предметов согласно изобретению можно разделить на три категории:

(i) варианты осуществления, при которых эластомерная зона (2) обжима представляет собой отдельную часть эластомерного слоя (1) и потому расположена между внешней обоймой (5) и внутренней частью (4), причем жесткость областей (1) и (2) может быть различной,

(ii) варианты осуществления, при которых эластомерная зона обжима помещена внутри внутренней части (4) и находится в соединении с эластомерной областью (1) втулки (16) посредством эластомерных каналов, и

(iii) варианты осуществления, при которых эластомерная зона обжима расположена в соединенной с втулкой, охватывающей детали (10) и также находится в соединении с эластомерной областью (1) втулки (16) посредством эластомерных каналов.

Варианты осуществления категории (i)

Предметом изобретения является выполненная с возможностью предварительной затяжки круглая эластомерная втулка, у которой действующий в качестве зоны обжима дополнительный эластомерный слой (2) полностью или частично занимает область эластомерного слоя (1) между внешней стенкой (5) и внутренней частью (4) или (4а) (фиг. 1-6, 9, 12).

Предметом изобретения является, прежде всего, соответствующая эластомерная втулка, у которой выполненная с возможностью крепления на фланце компактная внутренняя часть (4) дополнительно охвачена имеющей такую же форму внутренней обоймой (4а), в которой внутренняя часть (4) вставлена точно по допуску, и которая вместо внутренней часть (4) соединена с эластомером (1) и внутренней стенкой предпочтительно цилиндрической внешней обоймы (5) эластомерной втулки. При таком решении компактная внутренняя часть (4) может совсем отсутствовать, прежде всего, тогда, когда часть (10) опоры может соединяться не посредством внутренней части (4) с частью (11) опоры, а по-другому. Внутренняя часть (4) является или твердым, предпочтительно металлическим, сердечником или также эластомерным сердечником с высокой жесткостью. Внутренняя часть (4) или внутренняя обойма (4а) имеют, как правило, цилиндрическую форму, однако они могут иметь также любую другую рациональную форму.

В обычном и относительно простом варианте осуществления изобретения зона обжима или же объем (2) обжима образованы частью объема между внешней обоймой (5) и внутренней обоймой (4а) или внешней боковой поверхностью внутренней части (4). Как показано на фиг. 1, 6 и 9, эта зона (2) обжима может быть расположена снаружи на внутренней части (4) или внутренней обойме (4а). В названном варианте осуществления она образована служащей в качестве обжимного средства подвижной втулкой (3) и упором (3а), причем подвижная втулка (3) частично охватывает внутреннюю часть (4) или же внутреннюю обойму (4а) и подходящих зажимных средств (7), может аксиально перемещаться по ней на величину компрессионного пути (9) в эластомерную область (2). Упор (3а) может быть отдельной частью, которая закреплена или помещена на внутренней части (4) или на внутренней обойме (4а), или является цельной частью с деталями (4) (5а).

Как показано на фиг. 9, могут применяться также две надетые на внутреннюю часть (4), выполненные с возможностью аксиального взаимного перемещения подвижные втулки (3)(3′), между которыми находится объем (2) обжима. В таком случае упор (3а) является лишним.

Зона (2) обжима может также или дополнительно располагаться на противоположной стороне на внутренней стенке внешней обоймы (5). Однако она может также кольцеобразно заполнять все пространство между внешней обоймой (5) и внутренней частью (4) и охватывающей их при известных обстоятельствах внутренней обоймой (4а), так что объем (1) эластомера разделен посредством предпочтительно кольцеобразного радиального кольца зоны (2) обжима на два участка. При таких вариантах (фиг. 2-5) втулки согласно изобретению зона (2) обжима может сжиматься не только посредством описанной подвижной втулки (3), но также или дополнительно посредством подвижной втулки (5а), которая направляется по внутренней стенке внешней обоймы (5) и может аксиально перемещаться посредством зажимных средств. Предметом изобретения является, таким образом, выполненная с возможностью предварительной затяжки эластомерная втулка, в которой обжимное средство является подвижной втулкой (3), которая частично охватывает внутреннюю часть (4) или внутреннюю обойму (4а) и посредством зажимных средств (7) может аксиально перемещаться по ней на величину компрессионного пути (9) в эластомерную область (2).

В качестве альтернативы, предметом изобретения является также выполненная с возможностью предварительной затяжки эластомерная втулка, в которой обжимное средство является подвижной втулкой (5а), которая посредством зажимных средств (7) может аксиально перемещаться внутри по внешней обойме (5) на величину компрессионного пути (9) в эластомерную область (2) (фиг. 5, 6). В продолжение этого варианта осуществления эластомерная втулка согласно изобретению содержит две противолежащих в радиальном направлении подвижных втулки (3) и (5а), которые могут перемещаться вдоль внутренней части (4) и (4а) и внутренней стенки внешней обоймы (5) посредством зажимных средств (7), чтобы сжимать соседнюю зону (2) обжима (фиг. 3, 5). Наконец, применима также эластомерная втулка, которая имеет четыре подвижных втулки (3)(3′) и (5а)(5а′), причем подвижные втулки (3)(3′) могут взаимно перемещаться, равно как и подвижные втулки (5)(5′) (фиг. 9).

В другом варианте выполнения изобретения, по меньшей мере, частично отказались от отдельных подвижных втулок (3)(3′)(5а)(5а′). Сжатие зоны (2) обжима происходит здесь через аксиальное смещение стенок внешней обоймы (5) и/или внутренней обоймы (4а) внутренней части (4) посредством зажимных средств. Кроме того, стенка внешней обоймы (5) имеет, например, кольцеобразное или имеющее форму кольцевых сегментов отверстие (15) или соответствующую расположенную по периметру канавку. Эта канавка или это отверстие (15) образует зону (2) обжима или, по меньшей мере, часть зоны обжима. Как показано на фиг. 2 и 3, зона обжима может пролегать по диаметру указанного отверстия от внешней обоймы до внутренней части или при необходимости внутренней обоймы, вследствие чего эластомерная область (1) разделяется на два участка, причем, однако, все указанные участки находятся в соединении между собой. Обжимные средства в этом варианте осуществления представляют собой указанные участки стенок самой втулки (16). Согласно изобретению могут применяться также комбинации этих вариантов осуществления с вариантом осуществления, в котором использованы подвижные втулки.

Таким образом, предметом изобретения является выполненная с возможностью предварительной затяжки эластомерная втулка, причем в области эластомерного слоя (2) стенка внешней обоймы (5) имеет расположенное по окружности или частично расположенное по окружности отверстие (15), которое предпочтительно полностью заполнено эластомерным материалом и представляет собой эластомерную зону (2) обжима. Предметом изобретения является также соответствующая втулка, при которой в области эластомерного слоя (2) стенка внутренней обоймы (4а) или внешней стенки внутренней части (4) имеет расположенное по окружности или имеющее форму сегмента отверстие (15), которое, предпочтительно полностью, заполнено эластомерным материалом и представляет собой эластомерную зону (2) обжима, при необходимости, совместно с эластомерной областью отверстия (15) во внешней обойме (5). Зона (2) обжима согласно изобретению, предпочтительно, содержит дополнительно объем эластомера в области отверстия (15) между внешней обоймой (5) и противолежащей внутренней частью (4) или внутренней обоймой (4а).

В еще одном особом варианте осуществления этих снабженных отверстиями (15) втулок одно или несколько отверстий (15) соединены с гидравлическими зажимными или обжимными средствами (12, 13, 14) или механическими зажимными или обжимными средствами (21, 22), посредством которых можно задавать и регулировать предварительную затяжку эластомерного участка (1) и (2) до и во время эксплуатации, при необходимости также дополнительно к уже описанным зажимным или обжимным средствам. Прежде всего, здесь имеются гидравлические напорные линии (12, 13) с нагнетательными клапанами, которые давят рабочей жидкостью на эластомерный слой (2) зоны обжима (фиг. 3).

В особом варианте осуществления выполненная с возможностью предварительной затяжки эластомерная втулка согласно изобретению имеет расположенное по окружности сопряженное поршневое кольцо (21) или один или несколько поршневых кольцевых сегментов (21), а также один или несколько стяжных болтов (22) или аналогичных зажимных средств, которые радиально расположены в подлежащей затяжке части (10) опоры и с помощью которых поршневое кольцо или поршневые кольцевые сегменты могут запрессовываться в отверстия (15) и таким образом сжимать зону (2) обжима и эластомерную область (1) или осуществлять их декомпрессию.

В описанных вариантах осуществления в этой категории, которые имеют отверстие (15) в стенке внешней обоймы (5) и, при необходимости, во внутренней обойме (4а), зона (2) обжима может быть ограничена только возникшим благодаря отверстию (15) дополнительным объемом, если этот объем не менее 5-15% вытесняемого объема эластомерного слоя (1). Предпочтительно, зона (2) обжима охватывает в таких вариантах осуществления всю область между внешней обоймой (5) и внутренней частью (4) или при необходимости внутренней обоймой (4а), то есть проходит поперек толщины эластомерного слоя (1), который прерывается зоной (2) обжима, при необходимости с другой жесткостью в радиальном направлении.

Варианты осуществления категории (ii)

В этих вариантах осуществления изобретения эластомерная зона (2) обжима находится внутри компактной внутренней части (4), как показано на фиг. 10 и 13. Кроме того, внутренняя часть (4) имеет радиальные отверстия или каналы (18) в, предпочтительно, одной плоскости, в которой они внутри части (4) оканчиваются в зоне (2) обжима. Отверстия или каналы (18) вновь заполнены упругим материалом, предпочтительно с меньшей жесткостью, чем в эластомерном слое (1).

В особом варианте осуществления в качестве обжимного средства служит поршень (19), который расположен соосно или посередине во внутренней части (4) и посредством зажимных средств, например стяжного болта (7), аксиально вдавливается в зону (2) обжима, и там эластомерный материал через каналы (18) вытесняется в эластомерную область (1). Поэтому предметом изобретения является выполненная с возможностью предварительной затяжки эластомерная втулка, в которой действующая как объем обжима эластомерная область (2) расположена внутри внутренней части (4), имеющая по меньшей мере одно, предпочтительно от двух до шести радиальных, заполненных эластомерным материалом отверстий (18) в перпендикулярной оси втулки (16) плоскости, которые соединены с расположенной по центру эластомерной зоной (2) обжима. Расположенный во внутренней части (4) втулки поршень (19) при осевом перемещении в направлении зоны (2) обжима сжимает находящийся там эластомерный материал (или осуществляет его декомпрессию), а через отверстия (18) также эластомерный слой (1) втулки (16). Тем самым создается затяжка (или разжим) втулки относительно детали (10).

Варианты осуществления категории (iii)

В другом варианте осуществления зона (2) обжима находится не в области эластомерного слоя (1) и не внутри внутренней части (4) втулки, а вне втулки в области части (10) опоры.

Таким образом, предметом изобретения является выполненная с возможностью предварительной затяжки круглая эластомерная втулка, в которой эластомерная зона (25) (26) обжима расположена вне втулки (16) в подлежащей зажиму с помощью втулки детали (10), причем она [зона обжима] посредством по меньшей мере одного заполненного эластомерным материалом канала (18) и соответственно сформованного отверстия в стенке внешней обоймы (5) находится в соединении с эластомерным слоем (1) внутри втулки и может сжиматься посредством обжимных или зажимных средств (7) (19) (20) (24), которые расположены на внутренней части (4) и/или детали (10).

В особом варианте осуществления зона обжима образует имеющее круглое или иное сечение кольцо, которое выполняется посредством соответствующей выемки в части (10) опоры и направляется радиально вокруг втулки (16) предпочтительно в одной плоскости. В качестве альтернативы кольцо обжима является не сплошным, а разделенным на отдельные расположенные по окружности кольцевые сегменты. Эластомерный материал кольца (2) обжима или отдельных сегментов сжимается посредством поршневого кольца (24) или кольцевых сегментов поршня, которое / которые выполнены с возможностью аксиального перемещения посредством зажимных средств (7) (фиг. 11). В этом варианте осуществления могут быть предусмотрены каналы / отверстия (18), которые соединяют между собой зону (2) обжима с эластомерным слоем (1), причем должно иметься соответствующее отверстие во внешней обойме втулки (16). Таким образом, предметом изобретения является выполненная с возможностью предварительной затяжки эластомерная втулка, у которой эластомерная зона (25) обжима полностью или посегментно охватывает в радиальном направлении втулку (16), и расположенные таким же образом по окружности обжимные и зажимные средства содержат кольцевой поршень (24) или сегмент кольцевого поршня, который выжимается в эластомерную область (25) посредством зажимных средств (7).

В следующем варианте осуществления расположенная по окружности или частично расположенная по окружности зона (2) обжима может заменяться отдельными отверстиями или камерами (26), которые аксиально ориентированы и расположены в детали (10) опоры радиально вокруг втулки (16). Отверстия содержат выполненные с возможностью аксиального перемещения посредством зажимных средств (7) поршневые элементы (19), которые расположены непосредственно над соответствующей зоной (2) обжима (2). За счет перемещения поршней упругий материал может сжиматься в каждом отверстии. Созданное давление за счет перемещения эластомерного материала передается непосредственно или через каналы (18) на эластомерный слой между внешней обоймой (5) и внутренней частью (4) или внутренней обоймой (4а). Разумеется, для этого должно иметься соответственно выполненное отверстие во внешней обойме втулки (фиг. 14). Предметом изобретения, таким образом, является выполненная с возможностью предварительной затяжки эластомерная втулка, в которой эластомерная зона (25) обжима в детали (10) образуется по меньшей мере двумя аксиально расположенными отверстиями (26) в детали (10), которые снабжены выполненными в форме поршня обжимными средствами (19) и зажимными средствами (7), причем вокруг втулки (16) расположены отверстия, в которых аксиально перемещаются поршни (19).

Благодаря такому расположению отдельные камеры (26) также могут быть поставлены под давление, так что сжатие эластомера может происходить не по центру, а вне центра. Тем самым возможна эксцентричная предварительная затяжка втулки. Это имеет следующие преимущества: (i) при расположении нескольких втулок в одной детали могут компенсироваться проблемы допусков, (ii) при одностороннем направлении приложения нагрузки за счет несимметричного давления можно придать втулке больше жесткости в направлении приложения нагрузки, чем в других направлениях. Это означает больший срок службы втулки.

Для всех описанных выше вариантов осуществления справедливо следующее:

(1) Зона (2) (25) обжима должна согласно изобретению быть соединена с эластомерным материалом (1) между внешней обоймой (5) и внутренней обоймой (4а) или внутренним сердечником (4), так чтобы упругий материал из зоны обжима мог выдавливаться в область эластомерного материала (1) между внутренней и внешней втулками, и таким образом втулка предварительно затягивается. При этом, как подробнее описано ниже, зона (2) (25) обжима может находиться в соединении также посредством заполоненных упругим материалом каналов (18) с областью эластомерного материала (1).

(2) В качестве общепринятых механических зажимных средств (7) согласно изобретению служат стяжные болты. Однако могут применяться также другие средства с такой же или аналогичной функцией. Стяжные болты могут заменяться также активными исполнительными органами, посредством которых обеспечивается, прежде всего, изменение жесткости втулки во время эксплуатации.

(3) Зона (2) обжима должна, в общем, составлять 2-30% объема эластомерного слоя (1), предпочтительно 5-20%, прежде всего 5-15%. Это соответствует также примерно подлежащему вытеснению объему. Поскольку объем зоны (2) должен течь радиально в объем эластомера слоя (1), выпрессовывается не весь объем, а в зоне (2) обжима остается слой толщиной 1-5 мм.

(4) Решающая функция втулки согласно изобретению, как уже упоминалось, состоит в уплотнении эластомерной зоны (2) обжима посредством обжимных элементов таким образом, чтобы ее [зону обжима] можно было добавить к объему эластомера (1). Давление в ней нарастает таким образом, что уплотнение происходит по всей длине эластомера (1), причем давление в середине втулки выше и снижается к краям.

(5) Обычно втулка (16) согласно изобретению может иметь один или несколько продольных канавок (6), которые обеспечивают улучшенную радиальную деформацию внешней обоймы (5) уже при небольшом давлении. Такие канавки могут, как показано на фиг. 6, проходить во всей длине внешней обоймы (5) или, как также показано на фиг. 1, иметь только ограниченную длину. Несквозные канавки имеют то преимущество, хотя они дороже в изготовлении, что втулка является более долговечной, т.к. самое сильное перемещение эластомера происходит на выходе контура на концах втулки, так что здесь происходит также наибольшее повреждение. При сквозных канавках требуется по меньшей мере одна канавка. На фиг. 6 показан вариант осуществления с одной канавкой, которая, предпочтительно, обеспечивает обратимый изгиб внешней детали (5). В вариантах осуществления с одной канавкой или с двумя канавками установка происходит таким образом, что направление приложения нагрузки идет на боковые части замкнутого металлического листа, а в ослабленной области канавки или канавок приложение нагрузки отсутствует. Тем самым канавки не оказывают отрицательного влияния на долговечность элементов втулки. В вариантах осуществления втулки (16) согласно изобретению, которые содержат канавки (6), эластомер сжимается также в этих канавках и между ними и, тем самым, одновременно улучшает трение между внешней обоймой (5) и деталью (10) опоры, вследствие чего в аксиальном направлении могут передаваться более высокие нагрузки. От канавок можно отказаться в том случае, когда материал внешней части (5) выбирается настолько тонким, что обратимый изгиб легко возможен даже без канавок. Однако, как правило, такие варианты осуществления менее долговечны.

(6) Перемещение соответствующих обжимных средств (3) (4а) (5а) обычно происходит за счет прижима стяжной шайбы (8) посредством стяжного болта (7). При этом преодолевается компрессионный путь (9) при предварительной затяжке и, тем самым, вытесняется заданный объем из области (2) в область (1). Втулка согласно изобретению вставляется в подлежащую установке на опоре деталь (10) и посредством расширения внешней части (5) закрепляется в подлежащей установке на опоре детали (10). Компактная внутренняя часть (4) может представлять собой палец любой формы, который, как показано на фиг. 1, может быть аксиально прикреплен фланцем к подлежащей установке на опоре детали со стороны (11) фланца. Чем выше становится калибровка втулки или затяжка втулки, то есть чем больше упругого материала добавляется между внешней частью (5) и во внутренней части (4) (4а) втулки (16), тем выше становится радиальная жесткость всей втулки. Таким образом во втулках согласно изобретению и опорах колебания жесткости могут уравниваться посредством подкладывания компенсационных шайб (8) разной толщины, которые вызывают разную предварительную затяжку. Предпочтительно, компактная внутренняя часть (4) выполнена кругло-цилиндрической или овально-цилиндрической, также она может иметь правильную или неправильную угловатую форму.

(7) Эластомерный слой (1) содержит обычные синтетические или природные упругие материалы, обладающие жесткостью от средней до высокой. В конечном счете она [жесткость] ориентируется на техническую область применения втулки, ее размеры и усилия, которым она должна подвергаться. Жесткость эластомерного материала, которая применяется в зоне (2) (25) обжима и в каналах / отверстиях согласно изобретению, является максимум такой же, однако предпочтительно меньшей жесткостью. Жесткость эластомерного слоя (1), соединяющего внешние и внутренние части втулки между собой, на 10-90%, предпочтительно на 10-50%, предпочтительно на 15-40% выше, чем у эластомерного материала в зоне (2) (25) обжима или в каналах и отверстиях, которые могут быть сопряжены с зоной обжима.

(8) Эластомерный слой (1) согласно изобретению, как описано, уплотняется посредством вытеснения эластомерного материала из зоны обжима (2). В качестве альтернативы или дополнительно к этому уплотнению можно, прежде всего, если вследствие конструктивной необходимости вытесняемый объем зон обжима оказывается недостаточным, уплотнять эластомерный слой (1) далее посредством гидравлических напорных каналов внутри эластомерного слоя (1), и таким образом предварительная затяжка втулки еще больше повышается. Подобные напорные каналы в эластомерных слоях и их выполнение описаны в WO 2009/121552. При этом речь идет в этом случае предпочтительно о кольцеобразно расположенных полых каналах в резиновом слое (1) втулки, которые при подаче извне гидравлической или отверждаемой жидкости могут расширяться и ведут тем самым к дополнительному сжатию и затяжке (фиг. 7 и 8).

(9) Все описанные системы и варианты осуществления согласно изобретению являются пассивными. Однако согласно изобретению охвачены также активные системы. В подобных активных системах во время эксплуатации устройств собственная частота может меняться посредством изменения известным образом жесткости втулок согласно изобретению. Это особенно выгодно в машинах с переменными частотами вращения. Тем самым критические частотные диапазоны могут быть сдвинуты при эксплуатации, так что они более не создают помех.

(10) Во всех описанных вариантах осуществления в эластомерной зоне (2) обжима имеется наготове дополнительный объем для принятия эластомерного материала из эластомерных областей (1) и (2) при повышении температуры. В общем, упругие втулки имеют температурозависимые характеристики жесткости. При возрастающей температуре эластомерный материал становится мягче, вследствие чего предварительная затяжка ослабевает. Этот эффект может полностью или частично компенсировать, давая эластомеру растягиваться при повышении температуры, вследствие чего предварительная затяжка снова увеличивается. Согласно изобретению это может осуществляться за счет предоставления дополнительного объема. В простейшем случае объем зоны (2) (25) обжима при нормальной рабочей температуре не целиком заполнен эластомерным материалом. При повышении рабочей температуры эластомерный материал из зон (1) и (2) может расширяться в имеющемся пространстве. Другая возможность состоит в том, чтобы предоставить в распоряжение дополнительную расширительную камеру, соединенную с эластомерной областью (2) и/или (1). Таким образом, предметом изобретения является соответствующая эластомерная втулка, в которой зона (2) (25) обжима имеет дополнительный объем, при данной температуре не занятый эластомерным материалом, однако при повышении температуры полностью или частично заполняемый им вследствие расширения.

(11) Втулки согласно изобретению предусмотрены для применения в опорах машин и оборудования, коробках передач и других технических устройствах, в которых должны демпфироваться колебания обычного типа. Подобные оснащенные втулками согласно изобретению опоры пригодны, прежде всего, для ветросиловых установок. Таким образом, предметом изобретения являются оснащенные втулками согласно изобретению опоры и их применение для уменьшения колебаний, прежде всего, в ветросиловых установках.

Описание чертежей

На фиг. 1 и 6 показана втулка согласно изобретению, в которой зона (2) обжима может сжиматься посредством выполненной с возможностью перемещения кольцеобразной обоймы (3), надетой с одной стороны на внутреннюю часть (4), и упора (3а) на внутренней части, и таким образом направляет давление в эластомерный слой (1). Подлежащее достижению сжатие задается при этом выбираемым компрессионным путем (9) между внутренней частью (4) и упорной шайбой (8). В качестве зажимного средства служит болт (7), который аксиально завинчивается во внутреннюю часть (4). В этом варианте осуществления болт служит также для соединения частей (10) и (11) опоры. В левой части на фиг. 1 изображена внешняя стенка внешней обоймы (5) с имеющимися в этом случае несколькими аксиально ориентированными канавками (6). В левой части на фиг. 1 изображена внешняя стенка внешней обоймы (5) с имеющейся в этом случае одной сквозной канавкой (6).

На фиг. 2 показан другой вариант осуществления, в котором как часть внешней втулки (5), так и часть внутренней втулки (4) аксиально перемещаются посредством соответствующих средств (3) (5а) (4а) перемещения. Таким образом, поперечное сечение объема является размером между внутренней частью / внутренним диаметром и внешней частью / внешним диаметром, умноженным на компрессионный путь при затяжке. Вследствие этого компрессионный путь (9) при затяжке может стать заметно меньше при равном объемном перемещении. Или иначе: при малом пути затяжки может подаваться больший объем. Зоной (2) обжима в этом варианте осуществления является область под частями (4а) (5а) и (3), она простирается в виде стяжного кольца по всей толщине эластомерного слоя (1), разделенного вследствие этого на две половины. Затяжка происходит с одной стороны посредством элементов (7) и (8).

На фиг. 3 показан вариант осуществления согласно фиг. 2. Однако зона обжима дополнительно сжимается гидравлическими средствами, которые включаются посредством напорной линии (12) в части (10) опоры. Гидравлическая жидкость или, при необходимости, отверждаемая жидкость действует при этом непосредственно через соответствующее отверстие во внешней обойме (5) на эластомерную зону обжима и уплотняет ее. Напорная линия может быть предусмотрена в виде отдельных отверстий / каналов или же в виде предусмотренного в части опоры на внешней поверхности втулки обегающего канала, который в отдельных точках или по всей поверхности находится в соединении с зоной (2) обжима через соответствующие отверстия во внешней обойме (5). Таким образом, втулка целиком разделена симметрично посередине, и служащее в качестве зоны обжима стяжное кольцо (2) лежит между половинами втулки. Оно соединено посредством линии (12) или через внешнюю часть (10) для заполнения посредством клапана (14). В качестве альтернативы сжатие может происходить посредством напорной линии (13) и клапана (14) во внутренней части (4). Для заполнения гидравлической системы может применяться жидкость, которая остается в детали. Однако она может также заправляться однократно отверждаемым эластомерным наполнителем.

На фиг. 4 показан вариант осуществления, аналогичный показанному на фиг. 2. Имеющаяся здесь в качестве стяжного кольца зона (2) обжима может сжиматься частью (5а) и подвижной втулкой (3).

Фиг. 5 соответствует фиг. 2. В дополнение к этому затяжка происходит не односторонне через одну сторону втулки (16), а симметрично с обоих торцов втулки, то есть также через часть (11) опоры.

На фиг. 7 и 8 показана эластомерная втулка, в которой предварительная затяжка может достигаться посредством расширяемых гидравлическими или отверждаемыми жидкостями каналов (17) внутри эластомерного слоя (1). Они могут выполняться кольцеобразными и имеющими различные диаметры в виде одного или нескольких расположенных рядом колец. Вместо параллельно лежащих колец они могут также быть расположены в виде спирали. Каналы заполняются через клапан, ведущий наружу.

На фиг. 9 показан принцип варианта осуществления на фиг. 1. Здесь зона (2) обжима сжимается двумя противолежащими подвижными втулками (3), надетыми с обеих сторон втулки на внутреннюю часть (4), посредством зажимных средств (7) и упорной шайбой (8) в соответствии с регулируемым компрессионным путем (9).

На фиг. 10 и 13 показан вариант осуществления, в котором содержащая эластомер зона (2) обжима расположена внутри внутренней части (4). Она [зона обжима] несколькими содержащими эластомер каналами или отверстиями (18) соединена с расположенным по периметру эластомерным слоем (1) втулки.

Отверстия выполнены радиально в одной плоскости. Они встречаются внутри части (4) в заполненной эластомером пресс-камере (2), которая может уплотняться цилиндрическим, выполненным с возможностью аксиального перемещения поршневым элементом (19) посредством стяжного болта (7).

На фиг. 11 показана втулка согласно изобретению, в которой зона (2) обжима, в противоположность фиг. 10, расположена вне втулки (16) в элементе (10) опоры. При этом зона обжима имеет вид замкнутого кольца, охватывающего втулку (16) непосредственно или, как показано, на расстоянии диаметра кольцеобразного соединительного канала (18) целиком или в виде сегментов. Зона обжима может уплотняться посредством кольцевого поршня (24) или в качестве альтернативы посредством кольцевых поршневых сегментов (24). Кольцо (18) непосредственно соединено с эластомерным слоем (1) внутри втулки через соответственным образом сформованный доступ во внешней обойме (5).

На фиг. 12 показан вариант осуществления согласно изобретению, в котором внешняя обойма (5) имеет сплошное или прерывистое кольцеобразное отверстие напротив части (10) опоры. В части опоры на этом месте помещено сопряженное кольцо или сопряженный кольцевой сегмент (21). Зоной (2) обжима здесь по существу следует считать объем, возникший вследствие отверстия во втулке. На кольцо или кольцевые сегменты (21) оказывается давление посредством радиально расположенных винтов (22), которые вводятся в соответственно ориентированные отверстия вокруг эластомерной втулки, так что зона (2) обжима может уплотняться в отверстии и расположенной под ним эластомерной области (1) во втулке.

На фиг. 14 показан аналогичный вариант осуществления согласно фиг. 12. Зона (2) обжима вне втулки (16) в части опоры (10) образуется здесь отдельными раздельными отверстиями или камерами (26), расположенными в аксиальном направлении вокруг втулки (16). Соответственно, в качестве обжимных средств служат цилиндрические поршни (19), которые посредством болтов (7) могут прижиматься в объем (2) обжима.

Далее подробнее описываются использованные ссылочные обозначения.

1 эластомерный слой между половинами втулки (16)

2 зона обжима, заполненная упругим материалом

3, 3′ подвижная часть

3а упор

4 внутренняя часть (палец)

4а внутренняя обойма / выполненная с возможностью перемещения часть, внутренняя часть

5 внешняя часть / внешняя обойма

5′ подвижная часть на внешней обойме 5

5а выполненная с возможностью перемещения часть, внешняя обойма

6 канавка во внешней части

7 стяжной болт

8 стяжная шайба

9 компрессионный путь

10 деталь опоры (сторона втулки)

11 деталь опоры (сторона фланца)

12 напорная линия внешняя

13 напорная линия внутренняя

14 наполнительный вентиль

15 отверстие во внешней части (5)

17 напорный канал

18 канал с резиной

19 цилиндрический поршень

20 пластина

21 поршневое кольцо или его сегмент

22 радиальные болты для кольцевого сегмента

23 разъем внешней части

24 кольцевой поршень или его сегмент

25 зона обжима

26 аксиальное цилиндрическое отверстие.

Группа изобретений относится к области машиностроения. Круглая эластомерная втулка (16) выполнена с возможностью предварительной затяжки и калибровки в смонтированном состоянии. Втулка содержит внешнюю обойму (5), внутреннюю часть (4), соединенные посредством эластомерного слоя (1). Дополнительный эластомерный слой (2) связан с эластомерным слоем (1) и сжимается посредством механических обжимных или зажимных средств (3, 8, 7) и/или гидравлических обжимных или зажимных средств. Внешняя стенка втулки деформируется наружу в радиальном направлении, вызывая затяжку втулки с помощью охватывающей детали (10). Опора оснащена по меньшей мере одной эластомерной втулкой. Эластомерная втулка или опора применяется в ветросиловых установках. Ветросиловая установка содержит по меньшей мере одну эластомерную втулку. Достигается улучшение гашения колебаний. 4 н. и 27 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Выполненная с возможностью предварительной затяжки, с возможностью калибровки в смонтированном состоянии круглая эластомерная втулка (16), содержащая выполненную с возможностью деформации внешнюю обойму (5) и компактную, выполненную с возможностью крепления на фланце внутреннюю часть (4), которые обе соединены друг с другом посредством эластомерного слоя (1), отличающаяся тем, что втулка содержит действующий в качестве зоны обжима дополнительный эластомерный слой (2) (25), который связан с эластомерным слоем (1) и сжимается посредством механических обжимных или зажимных средств (3) (4а) (5а) (8) (19) (21) (24) (12) (13) (7) (20) (21) (22) и/или гидравлических обжимных или зажимных средств (12) (13) (14) (17), так что выдавленный из зоны (2) обжима, вдавленный в объем (1) эластомерного слоя эластомерный материал сжимает эластомерный слой (1), чтобы внешняя стенка (5) втулки претерпевала деформацию наружу в радиальном направлении и, тем самым, вызывала затяжку втулки (16) с помощью соединенной с втулкой, охватывающей детали (10).

2. Эластомерная втулка по п. 1, отличающаяся тем, что действующий в качестве зоны обжима дополнительный эластомерный слой (2) полностью или частично занимает область эластомерного слоя (1) между внешней стенкой (5) и внутренней частью (4).

3. Эластомерная втулка по п. 1, отличающаяся тем, что выполненная с возможностью крепления на фланце внутренняя часть (4) дополнительно охвачена имеющей такую же форму внутренней обоймой (4а), в которой внутренняя часть (4) вставлена точно по допуску и которая вместо внутренней части (4) соединена с эластомером (1) и внешней оболочкой (5) эластомерной втулки.

4. Эластомерная втулка по п. 1, отличающаяся тем, что действующий в качестве зоны обжима дополнительный эластомерный слой (2) полностью или частично занимает область эластомерного слоя (1) между внешней стенкой (5) и внутренней частью (4), а выполненная с возможностью крепления на фланце внутренняя часть (4) дополнительно охвачена имеющей такую же форму внутренней обоймой (4а), в которой внутренняя часть (4) вставлена точно по допуску и которая вместо внутренней части (4) соединена с эластомером (1) и внешней оболочкой (5) эластомерной втулки.

5. Эластомерная втулка по п. 2, отличающаяся тем, что действующий в качестве зоны обжима эластомерный слой (2) расположен снаружи на внутренней части (4) или внутренней обойме (4а) и/или внутри на внешней обойме (5).

6. Эластомерная втулка по п. 3, отличающаяся тем, что действующий в качестве зоны обжима эластомерный слой (2) расположен снаружи на внутренней части (4) или внутренней обойме (4а) и/или внутри на внешней обойме (5).

7. Эластомерная втулка по п. 5 или 6, отличающаяся тем, что обжимное средство представляет собой подвижную втулку (3), которая посредством зажимных средств (7) может аксиально перемещаться внутри по внешней обойме (5) на величину компрессионного пути (9) в эластомерную область (2).

8. Эластомерная втулка по п. 5 или 6, отличающаяся тем, что обжимное средство представляет собой подвижную втулку (3), которая частично охватывает внутреннюю часть (4) или внутреннюю обойму (4а), и посредством зажимных средств (7) может аксиально перемещаться по ней на величину компрессионного пути (9) в эластомерную область (2).

9. Эластомерная втулка по п. 7, отличающаяся тем, что две противолежащие подвижные втулки (3) расположены на внутренней части (4) или же внутренней обойме (4а) или на внутренней стенке внешней обоймы (5).

10. Эластомерная втулка по п. 8, отличающаяся тем, что две противолежащие подвижные втулки (3) расположены на внутренней части (4) или же внутренней обойме (4а) или на внутренней стенке внешней обоймы (5).

11. Эластомерная втулка по п. 2, отличающаяся тем, что в области эластомерного слоя (2) стенка внешней обоймы (5) имеет расположенное по окружности или частично расположенное по окружности отверстие (15), которое заполнено эластомерным материалом, причем этот слой представляет собой зону (2) обжима.

12. Эластомерная втулка по п. 2, отличающаяся тем, что в области эластомерного слоя (2) стенка внутренней обоймы (4а) или внешняя стенка внутренней части (4) имеет расположенное по окружности или частично расположенное по окружности отверстие (15), которое заполнено эластомерным материалом, причем этот слой представляет собой зону (2) обжима.

13. Эластомерная втулка по п. 11 или 12, отличающаяся тем, что эластомерная зона (2) обжима дополнительно содержит в себе всю область за отверстием (15) между внешней стенкой (5) и противолежащей внутренней частью (4).

14. Эластомерная втулка по п. 11 или 12, отличающаяся тем, что стенка или часть стенки внешней обоймы (5) и/или внутренней части (4) или внутренней обоймы (4а) выполнена с возможностью аксиального перемещения в направлении эластомерной зоны (2) обжима посредством означенного обжимного средства и с его помощью уплотняет зону обжима и эластомерный слой (1).

15. Эластомерная втулка по п. 13, отличающаяся тем, что стенка или часть стенки внешней обоймы (5) и/или внутренней части (4) или внутренней обоймы (4а) выполнена с возможностью аксиального перемещения в направлении эластомерной зоны (2) обжима посредством означенного обжимного средства и с его помощью уплотняет зону обжима и эластомерный слой (1).

16. Эластомерная втулка по п. 11 или 12, отличающаяся тем, что одно или несколько отверстий (15) соединены с гидравлическими зажимными или обжимными средствами (12, 13, 14) или механическими зажимными или обжимными средствами (21, 22), посредством которых можно задавать или регулировать предварительную затяжку эластомерных зон (1) и (2).

17. Эластомерная втулка по п. 13, отличающаяся тем, что одно или несколько отверстий (15) соединены с гидравлическими зажимными или обжимными средствами (12, 13, 14) или механическими зажимными или обжимными средствами (21, 22), посредством которых можно задавать или регулировать предварительную затяжку эластомерных зон (1) и (2).

18. Эластомерная втулка по п. 16, отличающаяся тем, что механические зажимные и обжимные средства содержат расположенное по окружности поршневое кольцо (21) или один или несколько поршневых кольцевых сегментов (21), а также один или несколько стяжных болтов (22), которые расположены радиально в подлежащей затяжке части (10) опоры и с помощью которых поршневое кольцо или поршневые кольцевые сегменты могут быть запрессованы в отверстия (15).

19. Эластомерная втулка по п. 1, отличающаяся тем, что действующий в качестве зоны обжима эластомерный слой (2) расположен внутри внутренней части (4), которая имеет по меньшей мере одно радиальное, заполненное эластомерным материалом отверстие (18) в перпендикулярной оси втулки (16) плоскости, которое соединяет эластомерную зону (2) обжима с эластомерным слоем (1).

20. Эластомерная втулка по п. 19, отличающаяся тем, что предусмотрены по меньшей мере два радиальных отверстия (18) во внутренней части (4), и что обжимное средство содержит поршень (19) и стяжной болт (7), который расположен соответственно посередине и аксиально во внутренней части (4), и при аксиальном перемещении в направлении зоны (2) обжима присутствующий там эластомерный материал, а через отверстия (18) также эластомерный слой (1) втулки (16) может претерпевать уплотнение или декомпрессию, вследствие чего происходит затяжка втулки относительно детали (10).

21. Эластомерная втулка по п. 1, отличающаяся тем, что эластомерная зона (25) (26) обжима расположена вне втулки (16) в подлежащей зажиму с помощью втулки детали (10), причем зона обжима посредством по меньшей мере одного заполненного эластомерным материалом канала (18) и соответственно сформованного отверстия в стенке внешней обоймы (5) находится в соединении с эластомерным слоем (1) внутри втулки и может претерпевать уплотнение или декомпрессию посредством обжимных или зажимных средств (7) (19) (20) (24), которые расположены на внутренней части (4) и/или детали (10).

22. Эластомерная втулка по п. 21, отличающаяся тем, что эластомерная зона (25) обжима полностью или посегментно охватывает в радиальном направлении втулку (16), и расположенные таким же образом по окружности обжимные и зажимные средства содержат кольцевой поршень (24) или сегмент кольцевого поршня, который выжимается в эластомерную область (25) посредством зажимных средств (7).

23. Эластомерная втулка по п. 21, отличающаяся тем, что эластомерная зона (25) обжима в детали (10) образуется по меньшей мере двумя аксиально расположенными отверстиями (26) в детали (10), которые снабжены выполненными в форме поршня обжимными средствами (19) и зажимными средствами (7), причем вокруг втулки (16) расположены отверстия, в которых аксиально перемещаются поршни (19).

24. Эластомерная втулка по п. 1, отличающаяся тем, что внешняя обойма (5) втулки имеет по меньшей мере одну продольную канавку (6).

25. Эластомерная втулка по п. 1, отличающаяся тем, что эластомерный материал (1) имеет один или несколько радиально расположенных по окружности напорных каналов, которые могут быть расширены с помощью гидравлических средств, посредством чего попеременно может регулироваться жесткость втулки.

26. Эластомерная втулка по п. 1, отличающаяся тем, что эластомерный материал (1) и эластомерный материал в зоне (2, 25) обжима имеют различную жесткость.

27. Эластомерная втулка по п. 1, отличающаяся тем, что механические зажимные и обжимные средства (7) (22) представлены активными исполнительными органами и, тем самым, обеспечивают целенаправленное изменение жесткости во время эксплуатации.

28. Эластомерная втулка по п. 1, отличающаяся тем, что зона (2) (25) обжима имеет дополнительный, не содержащий эластомера объем, который при обусловленном эксплуатационными требованиями повышении температуры вследствие расширения частично или полностью заполняется эластомерным материалом.

29. Опора, оснащенная по меньшей мере одной эластомерной втулкой согласно пп. 1-28.

30. Применение эластомерной втулки по одному из пп. 1-28 или опоры по п. 29 в ветросиловых установках.

31. Ветросиловая установка, отличающаяся тем, что она содержит по меньшей мере одну выполненную с возможностью предварительной затяжки эластомерную втулку по одному из пп. 1-28.