DE102005009251A1

DE102005009251A1 - Gleit- und/oder Verformungslager

Info

Publication number: DE102005009251A1
Application number: DE102005009251A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Rühl
Original assignee: CALENBERG INGENIEURE PLANMAESIG ELASTISCH LAGERN; CALENBERG INGENIEURE PLANMAESI; Calenberg Ingenieure planmassig elastisch lagern GmbH
Current assignee: Calenberg Ingenieure De GmbH
Priority date: 2005-02-25
Filing date: 2005-02-25
Publication date: 2006-08-31
Anticipated expiration: 2025-02-26
Also published as: DE102005009251B4

Abstract

Ein erfindungsgemäßes Gleit- und/oder Verformungslager weist eine Grundschicht 4 aus elastomerem Material und eine reibungsmindernde Gleitschicht 18 auf. Erfindungsgemäß ist zwischen der Grundschicht 4 und der Gleitschicht 18 wenigstens eine Zwischenschicht 6 aus elastomerem Material angeordnet, wobei das elastomere Material der Zwischenschicht 6 eine größere Shore-Härte als das elastomere Material der Grundschicht 4 aufweist. Das erfindungsgemäße Gleit- und/oder Verformungslager 2 ist einfach und kostengünstig herstellbar. Durch die Zwischenschicht 6 sind Querdehnungen der Gleitschicht 18 verringert oder vermieden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gleit- und/oder Verformungslager der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.
Derartige Gleit- und/oder Verformungslager, nachfolgend kurz als Lager bezeichnet, sind allgemein bekannt. Sie dienen zum Einbringen zwischen Bauteilen und übertragen beispielsweise horizontale Bauteilverschiebungen durch Relativverschiebungen (Gleiten), während Winkelverdrehungen und ein Spannungsausgleich zwischen den zu lagernden Bauteilen von dauerelastischen Verformungspolstern übernommen werden.
Es sind Lager der betreffenden Art bekannt, die eine Grundschicht aus einem Elastomer und eine Gleitschicht aus PTFE aufweisen. Ein Nachteil dieser bekannten Lager besteht darin, daß es beispielsweise bei Horizontalverschiebungen der zu lagernden Bauteile relativ zueinander zu einer Querdehnung der Gleitschicht kommt, die dazu führen kann, daß die Gleitschicht reißt und infolgedessen vollständig oder teilweise unwirksam wird, so daß dann bei einer Horizontalverschiebung der Bauteile in unerwünschter Weise Reibkräfte auftreten, die als Rückstellkräfte wirken.
Es sind ferner Lager bekannt, bei denen die Grundschicht aus einem Elastomer, beispielsweise EPDM, und die Gleitschicht aus PTFE besteht, wobei die Grundschicht eine Bewehrung aufweist, die beispielsweise aus Metall bestehen kann. Ein Nachteil dieser bekannten Lager besteht darin, daß insbesondere beim Auftreten einer Punktlast die in der Grundschicht wirkenden Querzugkräfte so groß werden können, daß die Bewehrung reißt, so daß das Lager infolgedessen beschädigt wird. Ein weiterer Nachteil der bekannten Lager besteht darin, daß sie relativ aufwendig in der Herstellung sind.
Ferner ist durch DE 198 51 412 A1 und DE 298 23 924 U1 ein Gleit- und/oder Verformungslager bekannt, das jedoch einen sehr aufwendigen Aufbau aufweist und damit teuer in der Herstellung ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lager der betreffenden Art anzugeben, das die Nachteile des bekannten Lagers nicht aufweist, bei dem also bei Belastung des Lagers auftretende Querdehnungen der Gleitschicht verringert sind und das einfach und kostengünstig herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Lehre gelöst.
Der Grundgedanke der erfindungsgemäßen Lehre besteht darin, Querdehnungen der Gleitschicht dadurch zu verringern oder sogar zu verhindern, daß zwischen der Grundschicht und der Gleitschicht eine Zwischenschicht aus elastomerem Material angeordnet ist, wobei das elastomere Material der Zwischenschicht eine größere Shore-Härte als das elastische Material der Grundschicht aufweist. Erfindungsgemäß bildet die härtere Zwischenschicht eine formstabile oder im wesentlichen formstabile Gleitebene, während Querzugkräfte vor allem von der weicheren Zwischenschicht aufgenommen werden.
Das erfindungsgemäße Lager ist einfach und kostengünstig herstellbar. Es kann als Punkt- oder Streifenlager ausgebildet sein und ist überall dort einsetzbar, wo größere Bauteilverschiebungen zwischen den zu la gernden Bauteilen möglichst reibungsfrei aufgenommen werden sollen.
Im einfachsten Fall weist das erfindungsgemäße Lager einen dreischichtigen Aufbau, bestehend aus der Grundschicht, einer Zwischenschicht und der Gleitschicht, auf, wobei die Grundschicht eine dauerelastische Verformungsschicht und die Zwischenschicht funktional eine Querzugbewehrung und Formstabilisierung für die Gleitschicht bildet. Falls entsprechend den jeweiligen Anforderungen erforderlich, kann das erfindungsgemäße Lager jedoch aus mehr als drei Schichten bestehen, indem beispielsweise wenigstens zwei Zwischenschichten und/oder wenigstens zwei Grundschichten vorgesehen sein können. Die Schichtenfolge der Schichten ist in diesem Fall entsprechen den jeweiligen Anforderungen innerhalb weiter Grenzen wählbar.
Um das erfindungsgemäße Lager besonders einfach und kostengünstig zu gestalten, sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lehre vor, daß die Zwischenschicht mit der Gleitschicht fest verbunden ist.
Eine Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform sieht vor, daß die Zwischenschicht mit der Gleitschicht verklebt oder auf diese aufvulkanisiert ist. Auf diese Weise ist die Herstellung des erfindungsgemäßen Lagers weiter vereinfacht. Insbesondere bei einem Aufvulkanisieren ergibt sich eine besonders innige Verbindung der Zwischenschicht mit der Gleitschicht, so daß ein Lösen der Gleitschicht von der Zwischenschicht zuverlässig verhindert ist.
Die Gleitschicht kann aus einem beliebigen geeigneten reibungsmindernden Material bestehen. Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lehre sieht vor, daß die Gleitschicht aus Polytetrafluorethy len (PTFE) besteht. PTFE weist einen besonders niedrigen Reibungskoeffizienten auf, und seine Materialeigenschaften sind über einen weiten Temperaturbereich konstant.
Die Gleitschicht kann auf beliebige geeignete Weise auf der Zwischenschicht bzw. der Grundschicht gebildet werden, beispielsweise in Form einer auf die Zwischenschicht bzw. die Grundschicht aufgebrachten Beschichtung. Um die Herstellung des erfindungsgemäßen Lagers weiter zu vereinfachen, sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lehre vor, daß die Gleitschicht durch eine Folie oder Platte gebildet ist.
Zweckmäßigerweise ist die Gleitschicht erfindungsgemäß mit der Zwischenschicht fest verbunden.
Um die Herstellung des erfindungsgemäßen Lagers weiter zu vereinfachen und damit kostengünstiger zu gestalten, sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lehre vor, daß die Gleitschicht mit der Zwischenschicht verklebt oder auf diese aufvulkanisiert ist. Insbesondere bei einem Aufvulkanisieren der Gleitschicht auf die Zwischenschicht ergibt sich eine besonders innige Verbindung beider Schichten, so daß Relativverschiebungen zwischen den Schichten und insbesondere ein Lösen der Gleitschicht von der Zwischenschicht zuverlässig vermieden sind.
Um den Reibungskoeffizienten und damit die bei einer Horizontalverschiebung der zu lagernden Bauteile in unerwünschter Weise als Rückstellkräfte wirkenden Reibungskräfte zu verringern, sieht eine andere vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lehre vor, daß die Gleitschicht auf ihrer der Grundschicht abgewandten Seite mit einem Schmiermittel versehen ist.
Bei der vorgenannten Ausführungsform kann das Schmiermittel entsprechend den jeweiligen Anforderungen Öl und/oder Fett und/oder Wachs und/oder Harz und/oder Paraffin aufweisen.
Grundsätzlich ist es ausreichend, wenn die Gleitschicht nur einen Teil der der Grundschicht abgewandten Seite der Zwischenschicht bedeckt. Um die Reibungskräfte zwischen der Gleitschicht und dem ihr zugewandten zu lagernden Bauteile weiter zu verringern, sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lehre vor, daß die Gleitschicht die der Grundschicht abgewandte Seite der Zwischenschicht vollflächig oder im wesentlichen vollflächig bedeckt.
Die Shore-Härte des elastomeren Materials der Zwischenschicht ist entsprechend den jeweiligen Anforderungen innerhalb weiter Grenzen wählbar. Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, daß das elastomere Material der Zwischenschicht eine Shore-Härte von etwa 85° bis 95° Shore A aufweist.
Auch die Shore-Härte des elastomeren Materiales der Grundschicht ist entsprechend den jeweiligen Anforderungen innerhalb weiter Grenzen wählbar. Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, daß das elastomere Material der Grundschicht eine Shore-Härte von etwa 60-65° Shore A aufweist. Insbesondere bei einer Kombination der beiden vorgenannten Ausführungsformen ergeben sich im Hinblick auf die Schaffung einer formstabilen Gleitebene andererseits und im Hinblick auf die Aufnahme von Querzugkräften andererseits besonders günstige Verhältnisse.
Die Zwischenschicht und die Grundschicht können aus einem beliebigen geeigneten elastomeren Material bestehen. Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lehre sieht vor, daß die Zwischenschicht aus Chloroprenkautschuk und/oder EPDM und/oder Naturkautschuk (NR) und/oder Styrol/Butadien-Elastomer (SBR) besteht. Derartige Elastomere weisen eine hohe Ozon- und Alterungsbeständigkeit auf, was insbesondere für EPDM und Chloroprenkautschuk gilt.
Um die Herstellung des erfindungsgemäßen Lagers besonders einfach und damit kostengünstig zu gestalten, sieht eine andere Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lehre vor, daß das Lager bewehrungsfrei ausgebildet ist.
Falls entsprechend den jeweiligen Anforderungen erforderlich, kann jedoch wenigstens eine der Schichten, insbesondere die Zwischenschicht, eine Bewehrung aufweisen, wie dies eine andere Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lehre vorsieht.
Bei der vorgenannten Ausführungsform ist die Bewehrung zweckmäßigerweise durch ein Gewebe gebildet. Derartige Gewebe sind besonders kostengünstig.
Erfindungsgemäß ist es grundsätzlich möglich, daß die Zwischenschicht durch eine zusammenhängende, im wesentlichen ebene oder plane Schicht gebildet ist. Eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lehre sieht jedoch vor, daß die Zwischenschicht durch zueinander beabstandete Erhebungen gebildet ist, wobei zwischen den Erhebungen Kanäle, insbesondere Nuten, zur Aufnahme des Schmiermittels gebildet sein können, wie dies eine Weiterbildung vorsieht. Bei dieser Ausführungsform kann das Schmiermittel in den Kanälen aufgenommen sein und sich bei einem Gleiten eines der zu lagernden Bauteile relativ zu der Gleitschicht gleichmäßig auf dieser verteilen, um so die Reibung weiter zu verringern.
Eine andere Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lehre sieht vor, daß die der Gleitschicht zugewandte Oberfläche der Zwischenschicht im wesentlichen eben ausgebildet ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beige fügten, stark schematisierten Zeichnung näher erläutert, in der ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Gleit- und/oder Verformungslagers dargestellt ist. Dabei bilden alle beschriebenen oder in der Zeichnung dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung.
Es zeigt:
1 den Querschnitt eines Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßen Lagers und
2 eine Ansicht von oben auf das Lager gemäß 1.
In 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Gleit- und/oder Verformungslagers 2 dargestellt, das eine Grundschicht 4 aufweist, die aus einem Elastomer besteht und bei diesem Ausführungsbeispiel eine Shore-Härte von etwa 60-65° Shore A aufweist.
Das erfindungsgemäße Lager 2 weist ferner eine Zwischenschicht 6 auf, die bei diesem Ausführungsbeispiel aus EPDM besteht und eine Shore-Härte von etwa 90° Shore A aufweist. Die Zwischenschicht 6 ist bei diesem Ausführungsbeispiel mit der Grundschicht 4 durch Aufvulkanisiseren fest verbunden. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Zwischenschicht 6 durch eine Mehrzahl von zueinander beabstandeten Erhebungen gebildet, von denen in 1 drei Erhebungen erkennbar und mit den Bezugszeichen 8, 10, 12 versehen sind. Zwi schen den Erhebungen 8, 10 bzw. 10, 12 sind Kanäle 14, 16 gebildet, die zur Aufnahme eines Schmiermittels dienen.
Mit der der Grundschicht 4 abgewandten Seite der Zwischenschicht 6 ist eine reibungsmindernde Gleitschicht 18 verbunden, die bei diesem Ausführungsbeispiel aus Polytetrafluorethylen (PTFE) besteht und durch eine auf die Zwischenschicht 6 aufvulkanisierte Folie gebildet ist. Wie aus 1 ersichtlich ist, bedeckt die Gleitschicht 18 die Zwischenschicht 6 vollflächig und erstreckt sich auch bis in die Kanäle 14, 16, so daß sie die in diesen Bereichen freiliegende Oberfläche der Grundschicht 4 bedeckt. Die Zwischenschicht 18 bildet somit eine Barriere, so daß ein verwendetes Schmiermittel weder mit der Grundschicht 4 noch mit der Zwischenschicht 6 in Kontakt kommt und somit chemische Reaktionen zwischen dem Elastomer der Grundschicht 4 bzw. der Zwischenschicht 6 und dem Schmiermittel vermieden sind.
Das Lager 2 ist zum Einbringen zwischen zu lagernden Bauteilen, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind, vorgesehen. Wie aus 1 ersichtlich ist, ist sowohl die dem einen Bauteil zugewandte Fläche der Grundschicht 4, das ist die in 2 untere Fläche, als auch die dem anderen zu lagernden Bauteil zugewandte Fläche der Gleitschicht 18, das ist die in 2 obere Fläche, im wesentlichen eben ausgebildet.
Bei Benutzung des erfindungsgemäßen Lagers liegt die Grundschicht 4 auf dem einen der zu lagernden Bauteile auf, während das andere zu lagernde Bauteil auf der Gleitschicht 18 aufliegt, wobei entsprechend den jeweiligen Anforderungen zwischen diesem Bauteil und der Gleitschicht 18 noch ggf. eine Gleitplatte, beispielsweise aus glasfaserverstärktem Kunststoff, an geordnet sein kann.
Bei Belastung des Lagers 2 bildet die Zwischenschicht 6 eine formstabile Gleitebene, wobei das auf der Gleitschicht 18 aufliegende Bauteil bei einer Relativverschiebung der Bauteile zueinander auf der Gleitschicht 18 gleitet. Die Reibung zwischen diesem Bauteil und der Gleitschicht 18 ist hierbei durch das Schmiermittel weiter verringert. Dadurch, daß die Zwischenschicht 6 eine formstabile Gleitebene bildet, ist eine Querverschiebung der Gleitschicht 18 relativ zu der Zwischenschicht 6 beim Auftreten von Querzugkräften weitestgehend vermieden. Die Querzugkräfte werden vielmehr von der Grundschicht 4, die eine geringere Shore-Härte als die Zwischenschicht 6 aufweist, aufgenommen. Auf diese Weise werden horizontale Bewegungen der zu lagernden Bauteile relativ zueinander durch ein Gleiten übertragen, während Winkelverdrehungen der Bauteile zueinander und ein Spannungsausgleich von der weicheren Grundschicht 4 aufgenommen werden.
2 zeigt eine Ansicht von oben auf das Lager 2 gemäß 1. Es ist ersichtlich, daß Kanäle 14, 16 sich rasterartig auf der Oberfläche des Lagers 2 erstrecken und die Erhebungen 8, 10, 12 voneinander und von den weiteren Erhebungen trennen.

Claims

Gleit- und/oder Verformungslager, mit einer Grundschicht aus elastomerem Material und mit einer reibungsmindernden Gleitschicht, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Grundschicht (4) und der Gleitschicht (18) wenigstens eine Zwischenschicht (6) aus elastomerem Material angeordnet ist, wobei das elastomere Material der Zwischenschicht (6) eine größere Shore-Härte als das elastomere Material der Grundschicht (4) aufweist.
Gleit- und/oder Verformungslager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (6) mit der Gleitschicht (18) fest verbunden ist.
Gleit- und/oder Verformungslager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (6) mit der Gleitschicht (18) verklebt oder auf diese aufvulkanisiert ist.
Gleit- und/oder Verformungslager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitschicht (18) aus Polytetrafluorethylen (PTFE) besteht.
Gleit- und/oder Verformungslager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitschicht (18) durch eine Folie oder Platte gebildet ist.
Gleit- und/oder Verformungslager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitschicht (18) mit der Zwischenschicht (6) fest verbunden ist.
Gleit- und/oder Verformungslager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitschicht (18) mit der Zwischenschicht (6) verklebt oder auf diese aufvulkanisiert ist.
Gleit- und/oder Verformungslager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitschicht (18) auf ihrer der Grundschicht (4) abgewandten Seite mit einem Schmiermittel versehen ist.
Gleit- und/oder Verformungslager nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmiermittel Öl und/oder Fett und/oder Wachs und/oder Harz und/oder Paraffin aufweist.
Gleit- und/oder Verformungslager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitschicht (18) die der Grundschicht (4) abgewandte Seite der Zwischenschicht (6) vollflächig oder im wesentlichen vollflächig bedeckt.
Gleit- und/oder Verformungslager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elastomere Material der Zwischenschicht (6) eine Shore-Härte von etwa 85-95° Shore A aufweist.
Gleit- und/oder Verformungslager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elastomere Material der Grundschicht (4) eine Shore-Härte von etwa 60-65° Shore A aufweist.
Gleit- und/oder Verformungslager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (6) aus Chloroprenkautschuk und/oder EPDM und/oder Naturkautschuk (NR) und/oder Styrol/Butadien-Elastomer (SBR) besteht.
Gleit- und/oder Verformungslager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (2) bewehrungsfrei ausgebildet ist.
Gleit- und/oder Verformungslager nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Schichten (4, 6, 18), insbesondere die Zwischenschicht (4), eine Bewehrung aufweist.
Gleit- und/oder Verformungslager nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewehrung durch ein Gewebe gebildet ist.
Gleit- und/oder Verformungslager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (6) durch zueinander beabstandete Erhebungen (8, 10, 12) gebildet ist.
Gleit- und/oder Verformungslager nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Erhebungen (8, 10, 12) Kanäle (14, 16), insbesondere Nuten, zur Aufnahme des Schmiermittels gebildet sind.
Gleit- und/oder Verformungslager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die der Gleitschicht (18) zugewandte Oberfläche der Zwischenschicht (6) im wesentlichen eben ausgebildet ist.