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Elastisches Auflager für Bauteile, Maschinen, Geräde od. dgl.
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Die Erfindung bezieht sich auf elastische Auflager für Bauteile, Maschinen,
Geräte od. dgl., in Form einer aus Gummi oder gummiähnlichem Kunststoff ohne Verstärkungseinlagen
hergestellten biegsamen Platte mit mehreren nebeneinander zwischen zwei Stirnflächen
durchlaufenden inneren Ausnehmungen und parallel zu diesen in beiden Oberflächen
durchlaufenden Vertiefungen.
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Das Federungsverhalten elastomerer Baulager wird neben der Werkstoffhärte
wesentlich von der Gestalt und der Querschnittsform des Lagerelementes bestimmt.
Von dieser Möglichkeit, die Druck-Stauchungsverhältnisse unabhängig von der Härteeinstellung
zu beeinflussen, wird in der Hochbautechnik auch schon seit langem in weitem Umfang
Gebrauch gemacht. Anstelle einfacher quader- oder pufferförmiger Elastomerfedern
mit linearer Federungscharakteristik sind Lagerkörper mit anderen Querschnittsformen
und in Noppen oder Rippen aufgelösten Kontaktflächen bekannt und üblich, womit sich
in enger Anpassung an die jeweils vorliegenden Einbaubedingungen progressiv verlaufende
Druck-Stauchungskurven ergeben und unter dynamischen Beanspruchungen günstigere
Schwingungsisolierungen erzielen lassen. So sind beispielsweise an Lagerplatten
aus Gummi mit auf beiden Kontaktflächen parallel zueinander verlaufenden Rippen
nach einem bekannten Vorschlag (Deutsche Patentschrift 2 318 649) die Rippen mit
trapezförmigem Querschnitt gestaltet und beidseitig gegeneinander versetzt angeordnet,
wodurch es gelingt, bei progressiver Federungscharakteristik und
vollem
Ausgleich der Querzugkräfte auch niederfrequente Schwingungen zu reflektieren und
darüber hinaus die Lager noch als Dichtungselemente zu verwenden.
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Während sich die Progressivität der bekannten Lagerplatten aber durch
einen über den ganzen Kurvenverlauf zunehmend steileren Neigungswinkel der angelegten
Tangenten darstellt, strebt die Erfindung in erweitertem Aufgabenrahmen an, die
größte Isolierwirkung in einem bestimmten Belastungsbereich noch unterhalb der tiöchstiast
zu erreichen, was einem Kurvenverlauf mit einem Wendepunkt und stark abgeflachten
Tangenten zwischen voraufgehenden und nachfolgenden progressiven Kurventeilen entspricht.
Diese Aufgabe wird für Auflager der eingangs geschilderten Gattung gemäß der Erfindung
dadurch gelöst, daß der Querschnitt der Ausnehmungen von jeweils zwei symmetrisch
in der Mittelebene der Platte mit ihrer längeren Paralleseite aufeinandergesetzten
kongruenten Trapezen gebildet ist und die mit abgestumpft dreieckigem oder trapezförmigem
Querschnitt ausgebildeten Vertiefungen zwischen jeweils zwei Ausnehmungen mit von
beiden Oberflächen der Platte aus einander zugekehrten Spitzen bzw. kürzeren Parallelseiten
angeordnet sind.
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Die Erfindung führt zu einem Auflager mit einer aus dem Übereinandersetzen
zweier vorbekannter Lagerplatten entstandenen Querschnittsform.
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Zwar regt die genannte Druckschrift selbst schon zum Verdoppeln solcher
Lagerplatten an. Es sollen dabei aber stets die Rippen der einen Platte in die Nuten
der Gegenfläche eingesetzt werden, so daß in allen Fällen ein praktisch massiver
Kern der mehrteiligen Lagerplatte erhalten und die Progressivität der Federungscharakteristik
mit nur verschobenen Federweggrößen gewahrt bleibt. Demgegenüber ist für die erfindungsgemäße
besondere Querschnittsform das Zusammenstoßen der Teilplatten unmittelbar mit den
schmalen Außenflächen der Trapezrippen obligatorisch, und als weiterer selbständiger
Schritt tritt hierzu noch die Maßnahme, das auf diese Weise erhaltene Querschnittsmuster
von yornherein zusammenhängend zu gestalten und die neuartigen Auflager als einheitliche,
homogene Formkörper beispielsweise durch Strangpressen herzustellen. In praktischer
Ausführung des Erfindungs-
gedankens sind dabei die Wandungen der
Ausnehmungen den jeweils benachbarten Wandungen der Oberflächenvertiefungen imQuerschnitt
gesehen parallel gerichtet.
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Mit der erfindungsgemäßen Formgebung der Auflager gelingt es, ihre
Federungscharakteristik in dem gewünschten Sinne zu beeinflussen. Das heißt, der
zu Beginn des Einfederungsvorganges progressive Anstieg der Druck-Stauchungskurve
flacht sich von einer bestimmten Belastung an ab, um über einen den kleinsten Tangentenwinkel
markierenden Wendepunkt in einen wiederum progressiv ansteigenden Auslaufteil überzugehen.
Da in elastomeren Lagerungen allgemein die Eigenfrequenz des Lagers auch seine Dämmwirkung
bestimmt, ist ein niedriger Tangens als Maß für den Federwert von ausschlaggebender
Bedeutung. Die Erfindung trägt dem im besonderen Maße Rechnung.
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Um gleichmäßige Federwerte über die gesamte Breite der Auflagerplatte
einzuhalten und Belastungsabfall im Bereich der Seitenkanten zu vermeiden, empfiehlt
es sich, die Außenwandung der an den beiden Randkanten der Platte durchlaufenden
äußeren Ausnehmungen wesentlich stärker als die Wandungen in den inneren Plattenbereichen
zu bemessen.
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Die Erfindung ist anhand der schematischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels
in der Zeichnung dargestellt. In der Zeichnung ist: Fig. 1 die perspektivische Ansicht
eines neuartigen Auflagers und Fig. 2 ein Kraft-Weg-Diagramm zweier elastomerer
Baulager.
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Das gezeichnete Auflager 3 ist aus einem natürlichen oder synthetischen
Kautschuk ohne jede Verstärkungseinlagen hergestellt, beispielsweise durch Strangpressen
mit nachfolgendem Aufteilen von Profilsträngen größerer Länge in einzelne kurze
Längenabschnitte. Es hat die Form einer etwa rechteckigen Platte mit in Längsrichtung
durchlaufenden Ausnehmungen 4 und zwischen diesen in beiden Oberflächen in gegenständiger
Anordnung vorgesehenen Längsvertiefungen 5. Die Ausnehmungen 4 sind im Querschnitt
sechskantig nach Art jeweils zweier mit den längeren Parallelseiten aufeinandergesetzten
Trapezen gestaltet, während
die Oberflachenvertiefungen 5 ebenfalls
Trapezquerschnitt mit nach außen sich offnender längerer Grundfläche aufweisen.
Infolge ihrer Anordnung zwischen jeweils zwei Ausnehmungen 4 stehen sich die Vertiefungen
5 von beiden Plattenoberflächen aus stets paarweise gegenüber. Die Einführung z.B.
von spitzwinkeligen Dreiecken anstelle der gezeichneten Trapezform würde im grundsätzlichen
nichts ändern. Die symmetrische Zuordnung der Ausnehmungen 4 und Vertiefungen 5
zueinander bringt es mit sich, daß der eigentliche Plattenquerschnitt als ein Gitterwerk
aus vorwiegend schräg gegen- und aufeinander abgestützten Wandungen von in allen
Bereichen gleichmäßiger Wandstärke erscheint. Einzig in den Randbereichen 14 ist
die Wandstärke deutlich gegenüber den Wandungen im Mittenbereich der Platte verstärkt
ausgebildet.
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In dem gezeichneten Ausführungsbeispiel ist die Platte funktionsmäßig
in zwei über einen verdickten Steg 13 zusammenhängende gleiche Elemente unterteilt.
Die Erfindung schließt aber auch noch weitergehende Unterteilungen wie ebenso die
gleichmäßige Verrippung über die gesamte Auflagerbreite hin ein.
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Das in Fig. 2 gezeichnete Diagramm verdeutlicht das Federungsverhalten
der neuartigen Auflager im Vergleich zu bekannten Lagerungen, wobei auf der Abszisse
die Federwege S und auf der Ordinate die Belastungskräfte P aufgetragen sind. Die
gestrichelt gezeichnete Kurve I versinnbildlicht den progressiv ansteigenden Verlauf
eines bekannten Lagers. Die voll ausgezeichnete Kurve II dagegen ist einem erfindungsgemäßen
Auflager zugeordnet: Nach einem zunächst progressiven Anstieg biegt die Krümmung
von einer bestimmten Kraftgröße an in einen Bereich weicheren Einfederns um, durchläuft
ohne wesentliche Belastungszunahme einen Wendepunkt W und wechselt erst in der Endphase
des Federweges wieder in einen Bereich progressiven Anstiegs über.
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