DE2262816A1

DE2262816A1 - Elastomere-kippgelenke fuer hohe pressungen und grosse kippwinkel

Info

Publication number: DE2262816A1
Application number: DE19722262816
Authority: DE
Inventors: Wolfhart Dr Ing Andrae; Willi Baur; Erwin Dipl Ing Beyer; Fritz Prof Dr Ing Dr Leonhardt; Louis Dipl Ing Wintergerst
Original assignee: Andrae Wolfhart Dr-Ing 7000 Stuttgart
Current assignee: Andrae Wolfhart Dr-Ing 7000 Stuttgart
Priority date: 1972-12-22
Filing date: 1972-12-22
Publication date: 1974-06-27

Description

Elastomere-Kippgelenke für hohe Pressungen und große Kippwinkel =============================================================== Bekannt sind die sog. Elastomere-Schichtlager, die aus im Wechsel übereinander angeordneten dünnen Elastomere- und Stahlplatten bestehen und zu einer Einheit zusammenvulkanisiert sind.
Die zulässige Pressung und die zulässigen Lagerbewegungen werden durch die Schubverformung des Elastomeres am freien Rand zwischen den Stahlplatten begrenzt. Der schubfeste Verbund zwischen Elastomere und Stahlplatten ist für die Tragfähigkeit dieser Lager von entscheidender Bedeutung.
Ebenfalls bekannt sind die sog. Gummitopflager. Durch die allseitige Umschließung des Gummikissens bleiben die Schubverformungen bei zentr. Pressung, im Gegensatz zum Elastomere-Schichtlager, sehr gering, es können daher wesentlich höhere Pressungswerte als bei Elastomere-Schichtlagern zugelassen werden. Gummitopflager sind reine Kipp-Gelenke.
Wegen des günstigen Verhältnisses von Dicke zu Durchmesser des Elastomerekissens ist der Rotations-Widerstand gering, Topflager sind also bei großen Kippwinkeln besonders geeignet.
Die sichere Umschließung des Elastomerekissens durch Topf, Deckel und Dichtung ist jedoch verhältnismäßig aufwendig, insbesondere bei Lagern für Auflagerkräfte unter 500 Mp.
Der Erfindung liegt die Auf gabe zu Grunde, das Elastomerekissen in weniger aufwendiger Weise allseitig zu umschließen, so daß die großen Vorteile des Gummitopflagers, nämlich die hohe zulässige Pressung'und der geringe Rotationswiderstand, auch bei kleineren Lagern in wirtschaftlicher Weise genützt werden können.
Die erfinderische Lösung besteht in einer besonderen seitlichen Umschließung des Gummikissens, die ohne besondere Dichtungsmaßnahmen an der oberen bzw. unteren Abdeckplatte des Kissens unverschieblich anliegt und in der Lage ist, sowohl die auf sie wirkenden Kräfte auf beide Abdeckplatten zu übertragen als auch die mit der Kippbewegung verbundene Abstandsänderung der Abdeckplatten praktisch zwängungsfrei mitzumachen.
Die seitliche Umschließung kann durch Vulkanisation mit dem Gummikissen zu einer Einheit verbunden sein.
In Fig. 1 ist eine der Erfindung entsprechende Ausführungsform des Lagers im,Vertikalschnitt dargestellt.
Im Grundriß sei das Lager kreisrund, es sind jedoch auch geradlinig begrenzte Grundrißformen möglich.
Figur 2 und 3 zeigen Ausführungsformen der seitlichen Umschließung im Detail. Figur 4 stellt den Aufbau einer Umschließungsform in Ansicht und Schnitt dar.
Gemäß Fig. 1 ist das Gummikissen 1 an seiner Oberseite und Unterseite durch die Platten 2 und 3 abgedeckt. Die seitliche Begrenzung des Gummikissens besteht aus nach innen konvex gekrümmten, mehrlagigen Blechbändern 4, die in Figur 2 nochmals größer dargestellt sind. Hier sind 3 hintereinander liegende, gekrümmte Blechbänder angenommen, die in die Platten 2 und 3 an den Stellen 7 in entsprechende Vertiefungen eingreifen. Die drei Blechbänder sind durch Nieten oder Schrauben 5 mit seitlichem Spiel in den Bohrungen zusammengehalten.
Bei Belastung des Gummikissens durch die Lagerkraft erfolgt mit der Zusammendrückung eine Querdehnung des Gummis. Der Gummi belastet die seitliche Umschließung 4, die sich nun bogenartig gegen die Platten 2 und 3 abstützt. Bei 7 entsteht also ein mit der Belastung wachsender Anpressdruck, wodurch die dichte Verbindung zwischen 4, 2 und 3 hergestellt wird.
Durch die Horizontalkomponente der Abstützkräfte bei 7 werden die Platten 2 und 3 auf Zug beansprucht.
Gleichzeitig kann die seitliche Umschließung einer Abstandsänderung von 2 und 3 durch elastische Verformung folgen, wobei der Biegewiderstand der nicht schubfest miteinander verbundenen dünnen Blechbänder gering bleibt.
Die Blechbänder 4 können je Lage in sich geschlossene Ringe, oder offene Ringe mit versetzten Stößen (Fig a, 18>18) sein.
Die Blechbänder können auch wendelartig mit oder ohne Stöße aufeinander gewickelt'sein und durch die Schrauben oder Niete 5a zu einem Ring miteinander verbunden sein. Durch das Spiel 19 zwischen Niet- bzw. Schraubenschaft im Loch können sich die Blechbänder in ihren Berührungsflächen gegeneinander verschieben.
Weiter ist die Verbindung der Blechbänder durch Punktschweißung 5b z.B. in der Mitte,der Blechbandbreite möglich.
Das Lager kann aus den Einzelteilen 1, 2, 3 und 4 lose zusammengebaut sein oder alle Teile können durch -Vulkanisieren miteinander verbunden sein. Entspr. 6 in Fig. 1 kann auch die Außenfläche von 4 mit Elastomere abgedeckt werden. Der Verbund zwischen der Elastomereplatte 1 und den Abdeckplatten,2 und 3 kann z.B. in den mit 11 bezeichneten Bereichen gelöst sein, um eine Verformung der Elastomereplatte 1 bei Rotationsbewegungen (Kippwinkel y) zu erleichtern.
Weiter kann in den Bereichen 11 ein Gleitmittel angeordnet werden.
In Figur 3 ist eine Möglichkeit des Aufbaues der Umschließung näher dargestellt. Das zunächst ebene Blechband 4 wird in mehreren Lagen auf eine Lehre aufgewickelt und dabei oder danach, z.B. durch Kaltverformung, in die gebogene Querschnittsform gebracht. Durch kurze Schlitze 12 kann der Biegewiderstand beim Verformen verringert werden. Durch die langen Schlitze 18 kann eine zwängungsfreie Änderung des Ringdurchmessers ermöglicht werden. Da die Schlitze in den einzelnen Lagen des Blechbandes gegeneinander versetzt sind, bleibt die Dichtigkeit der Umschließung erhalten. Figur 5 zeigt die Lage der Schlitze im Querschnitt der Umschließung. Bei der rechts dargestellten Ausführungsform sind die Abstützflächen der Umschließung 4 abgeschrägt und legen sich gegen eine entsprechende Aufkantung 13 an den Rändern der Platten 2 und 3.
In Figur 4 ist eine andere Ausbildungsform der Umschließung dargestellt. Hier besteht die Umschließung im Querschnitt aus drei sich gegeneinander und gegen die Platten 2 und 3 abstützenden Teilen 8 a, 8 b und 9. Die Berührungsstellen der Teile sind gelenkig ausgebildet; die von innen durch die Querdehnung des Elastomeres auf die Umschließung wirkenden horizontalen Druckkräfte werden von der Umschließung wie bei einem Dreigelenk-Rahmen auf die Abdeckplatten 2 und 3 abgeleitet. Diese Form der Umschließung kann bei geradlinig begrenzten Lager-Grundflächen zweckmäßiger sein. Eckausbildungen sind in einfacher Weise möglich z.B. durch Gehrungsschnitte, wobei der feine Spalt innen durch Metall oder Kunststoff abgedeckt wird.
Die Umschließung kann wie in Fig. 4 durch die Trennlinie 16 angedeutet, auch in ein prismatisches Elastomere Profil 17 einvulkanisiert sein und dieses Profil 17 als Bauteil für sich zwischen die Platten 2 und 3 eingelegt werden, wobei es sich in den Punkten 10 gegen entsprechende Aufkantungen abstützt. Das Lager kann somit aus den Einzelteilen 1, 2, 3 und 17 in einfacher Weise zusammengebaut werden. An den Ecken kann das prismatische Profil 17 durch Gehrung gestoßen werden.
Die Lager mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Umschließung der Elastomere-Platte sind infolge ihres geringen Verformungswiderstandes für große Kippwinkel geeignet. Da die Schubverformung des Elastomeres bei zentrischer Belastung durch die Umschließung bedeutungslos bleibt, können hohe zentrische Pressungen zugelassen werden.
Figur 5 zeigt eine ähnliche Ausbildungsform der Umschließung wie Figur 4. Die Teile 8 a und 8 b stützen sich über Rundstäbe 9 a, 9 b und 9 c gegeneinander bzw. gegen die Platten 2 und 3 ab. Die gekrümmten Berührungs- bzw. Gleitflächen zwischen 9 a, b, c und 8 a, b bzw. 2 und 3 können mit einem Gleitmittel, z.B. PTFE, versehen werden. Anstelle der Runddrähte 9 a, 9 b, 9 c können auch Stäbe mit anderer Querschnittsform gewählt werden.
Zur Aufnahme von Lager-Querkräften kann z.B. der in Figur 1 im Zentrum der unteren Platte angeschweißte Dorn 15 dienen, der in die an der oberen Laoerplatte befestigte Rohrhülse 14 eingreift. Bei Lagern entsprechend Figur 4 und 5 können Querkräfte auch durch die Umschließung selbst übertragen werden.
Für gleichzeitige Translationsbewegungen kann das Kipplager in bekannter Weise mit einem Gleitlager kombiniert werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

Kippgelenkefür schwere Lasten, bestehend aus einer die Last übertragenden Platte 1 aus gummielastischem Material und einer darüber sowie darunter angeordneten Stahlplatte 2 bzw. 3, dadurch gekennzeichnet, daß die lastfreien Stirnseiten der Platte 1 durch Bänder oder Leisten aus druckfestem Material z.B. Stahl umschlossen werden, die einen in Lastrichtung leicht verformbaren, gebogenen oder abgeknickten Querschnitt aufweisen und in die über die Platte 1 vorstehenden Ränder der Platten 2 und 3 eingreifen und sich hier abstützen.
2. wie 1., dadurch gekennzeichnet, daß die die Platte 1 umschließenden Bänder im Querschnitt stützförmig ausgebildet sind und aus einer oder mehreren Lagen (4) hintereinander bestehen.
3. wie 1., dadurch gekennzeichnet, daß die umschließenden Leisten äus mehreren Teilen bestehen, die im Querschnitt rahmenartig angeordnet sind und sich gegeneinander abstützen.
4. wie 1. und 2., dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder Schlitze 12 aufweisen und daß bei mehreren Lagen die Schlitze überdeckt werden.
5. wie 1., 2. und 4., dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren hintereinander liegenden Bändern diese durch niet- oder schraubenartige Verbindungsmittel 5 a oder durch Punktschweißung 5 b zusammengehalten werden.
6. wie 5., dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel mit seitlichem Spiel (im Loch) eingebaut werden.
7. wie 1. bis 6., dadurch gekennzeichnet, daß die Platte 1 an den Platten 2 und 3 sowie an der Innenfläche der Umschließung der Stirnseiten (4 bzw. 8 und 9) anvulkanisiert ist.
8. wie 1., dadurch gekennzeichnet, daß die Platte 1 nur lose zwischen die Platten 2 und 3 bzw. die Umschließung 4 bzw. 8 und 9 eingelegt ist.
9. wie 1., dadurch gekennzeichnet, daß die Platte 1 an den Platten 2 und 3 nur im Bereich 11 nicht anvulkanisiert ist.
10. wie 1., dadurch gekennzeichnetg daß außerhalb der Umschließung der Platte 1 der Zwischenraum 6 zwischen den Platten 2 und 3 mit gummielastischem Material ausgefüllt ist.

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