Die Erfindung betrifft ein Elastomerlager der im
Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zum flächigen
Abstützen von Bauwerksteilen, Baukonstruktionen oder
dergleichen.
Ein Elastomerlager der betreffenden Art ist durch
DE 23 18 649 C3 bekannt. Das bekannte Elastomerlager
hat die Form einer aus Gummi oder gummiähnlichem Kunst
stoff bestehenden, biegsamen Platte, wobei auf beiden
Seiten der Platte im Abstand parallel zueinander ver
laufende, im Querschnitt im wesentlichen trapezförmige
Stützrippen angeordnet sind. Bei Benutzung stützt sich
das Elastomerlager mit den auf der einen Seite der
Platte angeordneten Stützrippen an einem zu lagernden
Bauteil ab, während es sich mit den auf der anderen
Seite der Platte angeordneten Stützrippen an einem an
deren Bauteil oder einer Unterlage abstützt. Bei dem
bekannten Elastomerlager sind die Stützrippen auf der
einen Seite der Platte versetzt zu den Stützrippen auf
der anderen Seite der Platte angeordnet.
Auf diese Weise ergibt sich ein über den gesamten
Lastbereich des Elastomerlagers progressiver Verlauf
der Federkennlinie.
Durch DE 33 06 793 A1 ist ein Elastomerlager in
Form einer aus Gummi oder gummiähnlichem Kunststoff
bestehenden, biegsamen Platte bekannt, die auf beiden
Seiten der Platte im Abstand parallel zueinander ver
laufende Stützrippen aufweist. Die Stützrippen weisen
einen im wesentlichen dachförmigen Querschnitt auf,
wobei jeweils eine Stützrippe auf der einen Seite der
Platte mit einer gegenüberliegenden Stützrippe auf der
anderen Seite der Platte einen sich in Längsrichtung
der Stützrippen erstreckenden Hohlraum begrenzt. Auf
diese Weise ergibt sich eine Federkennlinie, die nach
zunächst progressivem Anstieg in einen Bereich mit de
gressivem Anstieg und an diesen anschließend wieder in
einen Bereich mit progressivem Anstieg übergeht.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht
darin, ein Elastomerlager der betreffenden Art anzuge
ben, dessen Federkennlinie günstiger gestaltet ist.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angege
bene Lehre gelöst.
Die erfindungsgemäße Lehre sieht ein Elastomer
lager mit im Querschnitt im wesentlichen trapezförmigen
Stützrippen vor, bei dem die Stützrippen auf der einen
Seite der Platte zu den Stützrippen auf der anderen
Seite der Platte senkrecht zur Plattenebene im wesent
lichen gegenüberliegend angeordnet sind, so daß die
Stützrippen auf der einen Seite mit den Stützrippen auf
der anderen Seite im wesentlichen fluchten. Auf diese
Weise ergibt sich eine Federkennlinie, die im unteren
Lastbereich progressiv verläuft. In diesem Bereich der
Federkennlinie ermöglicht das erfindungsgemäße Elasto
merlager eine wirksame Abschirmung von Schwingungen
sowie eine wirksame Isolierung gegen Schall. Durch Wahl
eines entsprechenden Arbeitspunktes im progressiven
Teil der Federkennlinie ist der Last/Weg-Verlauf bei
Belastung und damit die Federcharakteristik des Elasto
merlagers im Bereich dieses Arbeitspunktes wählbar.
Im Anschluß an ihren progressiv verlaufenden Teil
weist die Federkennlinie des erfindungsgemäßen Elasto
merlagers einen Teil mit einem im wesentlichen geradli
nigen Last/Weg-Verlauf und somit mit einem nahezu kon
stanten Elastizitätsmodul auf.
Auf diese Weise ist die Federkennlinie des erfin
dungsgemäßen Elastomerlagers hinsichtlich der Abschir
mung von Schwingungen und der Isolierung gegen Schall
günstig gestaltet und an unterschiedliche Belastungs
verhältnisse anpaßbar.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Elasto
merlagers besteht darin, daß es eine Aufhebung von aus
der Belastung des Lagers herrührenden Querzugkräften
ermöglicht.
Das erfindungsgemäße Elastomerlager ist einfach
und kostengünstig herstellbar und robust im Aufbau so
wie vielfältig einsetzbar.
Durch entsprechende Wahl des Querschnittes der
Stützrippen sowie ggf. eines seitlichen Abstandes der
Stützrippen zueinander ist die Federkennlinie des er
findungsgemäßen Elastomerlagers in weiten Grenzen wähl
bar und an die jeweiligen Belastungsverhältnisse anpaß
bar.
Das erfindungsgemäße Elastomerlager ist in allen
Bereichen einsetzbar, in denen eine Dämpfung von
Schwingungen erforderlich ist, beispielsweise beim Ab
stützen von Bauwerksteilen, Baukonstruktionen oder der
gleichen oder auch beim Abstützen von Maschinen.
Grundsätzlich können die Stützrippen einen Quer
schnitt aufweisen, der im wesentlichen die Form eines
ungleichschenkligen Trapezes hat. Gemäß einer Weiter
bildung weisen die Stützrippen jedoch einen Querschnitt
auf, der im wesentlichen die Form eines gleichschenk
ligen Trapezes hat. Auf diese Weise sind die Stützrip
pen in ihrem Querschnitt zu ihrer Längsmittelebene sym
metrisch ausgebildet, was sich günstig auf die Feder
kennlinie des Elastomerlagers auswirkt.
Grundsätzlich können jeweils die Seitenflächen
einer Stützrippen voneinanderweg geneigt sein, so daß
die schmale Querseite des trapezförmigen Querschnitts
der Stützrippen der Platte zugewandt sind. Eine Weiter
bildung der erfindungsgemäßen Lehre sieht jedoch vor,
daß jeweils die Seitenflächen einer Stützrippe aufein
anderzu geneigt sind. Auf diese Weise ist die längere
Querseite des Querschnitts der im wesentlichen tra
pezförmigen Stützrippen der Platte zugewandt. Auf diese
Weise ergibt sich eine weitere günstige Beeinflussung
der Federkennlinie des Elastomerlagers.
Die Stützrippen auf der einen Seite der Platte
können grundsätzlich einen Querschnitt aufweisen, der
vom Querschnitt der Stützrippen auf der anderen Seite
der Platte abweicht, beispielsweise einen größeren oder
einen kleineren Querschnitt. Eine vorteilhafte Ausfüh
rungsform sieht jedoch vor, daß die Stützrippen auf der
einen Seite der Platte im wesentlichen denselben Quer
schnitt aufweisen wie die Stützrippen auf der anderen
Seite der Platte. Durch diese Ausbildung ist die Erzie
lung eines Kennlinienverlaufes mit einem progressiven
Teil im unteren Lastbereich und einem im wesentlichen
geradlinig verlaufenden Teil im oberen Lastbereich wei
ter gefördert.
Form und Größe des erfindungsgemäßen Elastomer
lagers sind in weiten Grenzen wählbar. Hierbei kann das
Elastomerlager beispielsweise einteilig ausgebildet
sein und aus einer einzelnen aus Gummi oder gummiähnli
chem Kunststoff bestehenden Platte gebildet sein. Eine
Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lehre sieht jedoch
vor, daß das Elastomerlager aus wenigstens zwei über
einander geschichtet miteinander verbindbaren Teilen
besteht. Durch entsprechende Ausbildung der bei Benut
zung des Elastomerlagers übereinander geschichteten
Teile ist dessen Federkennlinie in weiten Grenzen wähl
bar.
Eine besonders zweckmäßige Weiterbildung der vor
genannten Ausführungsform sieht vor, daß das Elastomer
lager aus einem plattenförmigen ersten Teil und einem
plattenförmigen zweiten Teil besteht, daß auf jeweils
einer Seite des ersten Teiles und zweiten Teiles die
Stützrippen gebildet sind und daß das erste Teil und
das zweite Teil jeweils auf ihrer den Stützrippen abge
wandten Seite Mittel zur wenigstens in einer Richtung
formschlüssigen Verbindung des ersten Teiles mit dem
zweiten Teil aufweisen, derart, daß bei Verbindung des
ersten Teiles mit dem zweiten Teil die an dem ersten
Teil gebildeten Stützrippen zu den an dem zweiten Teil
gebildeten Stützrippen senkrecht zur Plattenebene ge
genüberliegend angeordnet sind. Auf diese Weise ist das
Elastomerlager zweiteilig ausgebildet.
Hierbei kann das erste Teil aus demselben Material
bestehen wie das zweite Teil, wie dies eine Aus
führungsform vorsieht. Die Federkennlinie eines aus
Schichtung des ersten und des zweiten Teiles bestehen
den Elastomerlagers ist dann im wesentlichen von den
Querschnitten der beiden Teile abhängig.
Eine andere Weiterbildung der Ausführungsform mit
dem ersten und dem zweiten Teil sieht vor, daß das er
ste Teil wenigstens teilweise aus einem Material be
steht, dessen Materialeigenschaften von den Material
eigenschaften des Materiales des zweiten Teiles abwei
chen. Auf diese Weise ist die Federkennlinie eines aus
Schichtung des ersten und des zweiten Teiles gebildeten
Elastomerlagers durch Wahl unterschiedlicher Materia
lien für das erste und das zweite Teil weiter beein
flußbar.
Insbesondere kann bei der vorgenannten Aus
führungsform das erste Teil wenigstens teilweise aus
einem Material bestehen, dessen Shorehärte von der Sho
rehärte des Materiales des zweiten Teiles abweicht, wie
dies eine Ausführungsform vorsieht.
Gemäß einer anderen Weiterbildung der Ausführungs
form mit dem ersten und dem zweiten Teil weisen die
Mittel zum formschlüssigen Eingriff im Abstand zuein
ander parallel verlaufende Verbindungsrippen auf, zwi
schen denen jeweils Ausnehmungen gebildet sind, deren
Querschnitt zum Querschnitt der Verbindungsrippen im
wesentlichen komplementär ist. Auf diese Weise ist bei
Schichtung des ersten Teiles mit dem zweiten Teil quer
zur Längsrichtung der Verbindungsrippen ein sicherer
Formschluß und damit eine sichere Verbindung des ersten
mit dem zweiten Teiles erzielt.
Eine andere Weiterbildung sieht vor, daß die
Stützrippen jeweils eine vorzugsweise streifenförmig
ausgebildete Auflagefläche für ein abzustützendes Bau
werksteil oder dergleichen aufweisen, in die die Sei
tenflächen der Stützrippen übergehen, und daß in den
Auflageflächen jeweils wenigstens eine sich in Längs
richtung der Stützrippen im wesentlichen über deren
gesamte Ausdehnung in dieser Richtung erstreckende Ver
tiefung gebildet ist. Auf diese Weise sind die Stütz
rippen mit Auflageflächen versehen, die bei unbelaste
tem Lager bzw. im Vorlastbereich im Querschnitt wenig
stens teilweise konkav ausgebildet sind. Hierdurch ist
die Anpassungsfähigkeit des erfindungsgemäßen Elasto
merlagers an Bauteile mit glatten oder unebenen, bei
spielsweise rauhen Oberflächen im Vorlastbereich ver
bessert.
Eine Weiterbildung der Ausführungsform mit den
Vertiefungen sieht vor, daß sich die Vertiefung in
Querrichtung der Stützrippe im wesentlichen über die
gesamte Ausdehnung der Stützrippe in dieser Richtung
erstreckt. Auf diese Weise ist die Auflagefläche im
unbelasteten Zustand des Elastomerlagers vollständig
konkav ausgebildet, so daß die Anpassungsfähigkeit des
Lagers im Vorlastbereich weiter verbessert ist.
Eine andere Weiterbildung der Ausführungsformen
mit den Vertiefungen sieht vor, daß die Vertiefung im
Querschnitt im wesentlichen bogenförmig, insbesondere
als Teil eines Kreisbogens ausgebildet ist. Bei dieser
Ausführungsform gelangt ein mit dem Elastomerlager ab
zustützendes Bauteil bei stärker werdender Belastung
des Lagers im Vorlastbereich mit einem allmählich größer
werdenden Teil der Auflageflächen in Kontakt. Hier
durch ist der Verlauf der Federkennlinie des Elastomer
lagers im Vorlastbereich besonders günstig gestaltet.
Die Vertiefung kann jedoch auch im Querschnitt im
wesentlichen dreieckförmig oder polygonal ausgebildet
sein, wie dies eine andere Weiterbildung vorsieht.
Gemäß einer anderen Weiterbildung sind zwischen
den Stützrippen jeweils parallel zu diesen verlaufende
Zwischenräume gebildet, deren Querschnitt zum Quer
schnitt der Stützrippen im wesentlichen komplementär
ist. Aufgrund der komplementär zu den Stützrippen und
damit ebenfalls im wesentlichen trapezförmig ausgebil
deten Zwischenräume ergibt sich bei Belastung des Ela
stomerlagers eine gleichmäßige Volumenverdrängung des
Materials der Stützrippen in die Zwischenräume mit ge
ringer seitlicher Auswölbung der einzelnen Stützrippen.
Dies führt zu einer Verringerung der Flächenausbreitung
des Elastomerlagers bei Belastung.
Falls keine solchen Zwischenräume vorgesehen sind,
können die Stützrippen quer zu ihrer Längsrichtung un
mittelbar nebeneinanderliegend angeordnet sein. Die
Stützrippen können jedoch in dieser Richtung auch mit
Abstand zueinander angeordnet sein, wobei durch Wahl
des seitlichen Abstandes der Stützrippen die Federkenn
linie des Elastomerlagers weiter beeinflußbar ist.
Hierbei kann die Platte jeweils zwischen zwei Stützrip
pen diese Stützrippen miteinander verbindende Stege
aufweisen, wie dies eine Ausführungsform vorsieht. Bei
dieser Ausführungsform beteiligen sich bei stärker wer
dender Belastung die durch die Stege gebildeten Berei
che der Platte an der Kraftübernahme.
Das erfindungsgemäße Elastomerlager kann grund
sätzlich bewehrt sein. Eine Ausführungsform sieht je
doch vor, daß das Elastomerlager unbewehrt ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beige
fügten Zeichnung näher erläutert, in der Ausführungs
beispiele dargestellt sind.
Es zeigt:
Fig. 1 in schematischer Perspektivansicht einen
Teilausschnitt eines ersten Ausführungs
beispieles eines erfindungsgemäßen Ela
stomerlagers in Form einer Platte,
Fig. 2 in schematischer Darstellung und größe
rem Maßstab eine Ansicht von vorne auf
das Elastomerlager gemäß Fig. 2,
Fig. 3 in ähnlicher Darstellung wie Fig. 1 ein
zweites Ausführungsbeispiel des erfin
dungsgemäßen Elastomerlagers,
Fig. 4 eine schematische Ansicht von vorne auf
das Elastomerlager gemäß Fig. 3,
Fig. 5 in gleicher Darstellung wie Fig. 4 ein
durch Schichtung zweier Elastomerlager
gemäß Fig. 3 gebildetes Elastomerlager,
Fig. 6 in gleicher Darstellung wie Fig. 4 ein
plattenförmiges erstes Teil eines drit
ten Ausführungsbeispieles des erfin
dungsgemäßen Elastomerlagers,
Fig. 7 in gleicher Darstellung wie Fig. 4 ein
durch Schichtung des ersten Teiles gemäß
Fig. 6 mit einem plattenförmigen zweiten
Teil gebildetes drittes Ausführungsbei
spiel des erfindungsgemäßen Elastomer
lagers und
Fig. 8 in gleicher Darstellung wie Fig. 5 eine
Schichtung des Elastomerlagers gemäß
Fig. 4 mit dem plattenförmigen ersten
Teil gemäß Fig. 6.
In den Figuren der Zeichnung sind gleiche oder
sich entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen
versehen.
In Fig. 1 ist ein Teilausschnitt eines Elastomer
lagers 2 in Form einer aus Gummi bestehenden Platte 4
dargestellt, die auf ihrer Oberseite 6 und auf ihrer
Unterseite 8 jeweils parallel zueinander verlaufende
Stützrippen 10, 12 aufweist. Die Stützrippen 10, 12
weisen bei diesem Ausführungsbeispiel jeweils denselben
Querschnitt in. Form im wesentlichen eines gleichschenk
ligen Trapezes auf. Die längere Querseite des Trapezes
ist hierbei der Platte 4 zugewandt.
Die Stützrippen 10 auf der Oberseite 6 der Platte
4 sind zu den Stützrippen 12 auf der Unterseite 8 der
Platte 4 zur Plattenebene im wesentlichen senkrecht
gegenüberliegend angeordnet, so daß jeder Stützrippe 10
auf der Oberseite 6 der Platte 4 eine Stützrippe 12 auf
der Unterseite 8 der Platte 4 zugeordnet ist, mit der
sie im wesentlichen fluchtet.
Auf ihrer jeweils der Platte 4 abgewandten Seite,
d. h. auf der kürzeren Querseite des Trapezes, weisen
die Stützrippen 10, 12 jeweils eine bei diesem Ausfüh
rungsbeispiel streifenförmig ausgebildete Auflagefläche
14 auf, wobei in den Auflageflächen 14 jeweils eine im
Querschnitt bogenförmige Vertiefung 16 gebildet ist,
die sich über die gesamte Längsausdehnung und über die
gesamte Querausdehnung der Stützrippen 10, 12 er
streckt. Aufgrund der Vertiefungen 16 sind die Aufla
geflächen 14 des Elastomerlagers 2 im unbelasteten Zu
stand des Elastomerlagers 2, der in Fig. 2 dargestellt
ist, und im Vorlastbereich konkav ausgebildet.
Die Platte 4 weist Stege 18 auf, durch die die
Stützrippen 10, 12 mit seitlichem Abstand zueinander
miteinander verbunden sind, wobei jeweils zwischen zwei
seitlich zueinander beabstandeten Stützrippen 10, 12
auf beiden Seiten der Platte ein Zwischenraum 20 ge
bildet ist, dessen Querschnitt zum Querschnitt der
Stützrippen 10, 12 im wesentlichen komplementär ist,
der also im wesentlichen trapezförmig ausgebildet ist.
Bei Belastung im Vorlastbereich des Elastomerla
gers 2 mit einem abzustützenden Bauwerksteil oder der
gleichen wird das Material des Elastomerlagers 2 zu
nächst im Bereich der im Querschnitt konkav ausgebilde
ten Auflageflächen 14 zusammengedrückt, bis das abzu
stützende Bauwerksteil nach entsprechender Verformung
des Elastomerlagers 2 im wesentlichen plan auf den Auf
lageflächen 14 aufliegt. Auf diese Weise ist im Vor
lastbereich eine Anpassung an abzustützende Bauteile
mit glatten oder mit unebenen Oberflächen erzielt.
Bei weiterer Belastung des Elastomerlagers 2
dämpft dieses entsprechend seiner Federkennlinie im
Lastbereich Schwingungen des abgestützten Bau
werksteiles. Aufgrund der Ausbildung des in den Fig. 1
und 2 dargestellten Elastomerlagers verläuft dessen
Kennlinie im unteren Lastbereich progressiv. In diesem
unteren Lastbereich ist eine wirksame Abschirmung von
Schwingungen, insbesondere im Trittschallbereich, er
zielt. Der progressiv verlaufende Teil der Federkenn
linie geht im oberen Lastbereich in einen Kennlinien
teil mit einem im wesentlichen geradlinigen Last/Weg-
Verlauf über, in dem das Elastomerlager 2 somit einen
nahezu konstanten Elastizitätsmodul aufweist.
In Fig. 3 und Fig. 4 ist ein zweites Ausführungs
beispiel des erfindungsgemäßen Elastomerlagers 2 dar
gestellt, das sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß
Fig. 1 dadurch unterscheidet, daß sich die Vertiefungen
16 jeweils nur über einen Teil der Querausdehnung der
Auflageflächen 14 erstrecken, derart, daß die Aufla
geflächen 14 nur teilweise konkav ausgebildet sind.
Fig. 5 zeigt eine Schichtung von zwei Elastomer
lagern 2, 2' gemäß Fig. 3 und Fig. 4. Es ist ersicht
lich, daß die Stützrippen 10, 12 zu den Zwischenräumen
20 im wesentlichen komplementär ausgebildet sind, der
art, daß bei Schichtung zweier Elastomerlager 2, 2'
quer zur Längsrichtung der Stützrippen 10, 12 ein Form
schluß erzielt ist.
In Fig. 6 ist ein aus Gummi bestehendes, platten
förmiges erstes Teil 22 eines dritten Ausführungsbei
spieles des erfindungsgemäßen Elastomerlagers 2 dar
gestellt. Das erste Teil 22 weist auf seiner Oberseite
6 die Stützrippen 10 auf, während es auf seiner Unter
seite parallel zueinander verlaufende, im Querschnitt
im wesentlichen dreieckförmige Verbindungsrippen 24
aufweist, zwischen denen zu den Verbindungsrippen 24
parallel verlaufende Ausnehmungen 26 gebildet sind,
deren Querschnitt zum Querschnitt der Verbindungs
rippen 24 im wesentlichen komplementär ist.
In Fig. 7 ist eine Schichtung des ersten Teiles 22
mit einem zweiten Teil 28 dargestellt, das auf seiner
bei Benutzung des Elastomerlagers 2 dem ersten Teil 22
zugewandten Seite mit Verbindungsrippen 30 und Ausneh
mungen 32 versehen ist, die zu den Verbindungsrippen 24
bzw. zu den Ausnehmungen 26 des ersten Teiles 22 ent
sprechend ausgebildet sind. Aus Fig. 7 ist ersichtlich,
daß mittels der Verbindungsrippen 24, 28 und der Aus
nehmungen 26, 30 zwischen den beiden Elastomerlagern 2,
2' ein Formschluß quer zur Längsrichtung der Verbin
dungsrippen 24, 28 erzielt ist.
Fig. 8 zeigt eine Schichtung des Elastomerlagers 2
gemäß Fig. 4 mit dem ersten Teil 22 gemäß Fig. 6.