DE19824446A1 - Elastomerlager - Google Patents

Abstract

Bei einem Elastomerlager zum flächigen Abstützen von Bauwerksteilen, Baukonstruktionen oder dergleichen in Form einer aus Gummi oder gummiähnlichem Kunststoff bestehenden, biegsamen Platte, die im Abstand parallel zueinander verlaufende Querschnittsverengungen aufweist, zwischen denen auf wenigstens einer Seite der Platte Auflageflächen für ein abzustützendes Bauwerksteil oder dergleichen gebildet sind, sieht die Erfindung vor, daß in den Auflageflächen jeweils wenigstens eine sich im wesentlichen über die gesamte Längsausdehnung der Auflagefläche erstreckende Vertiefung gebildet ist, derart, daß die Auflageflächen im unbelasteten Zustand des Elastomerlagers im Querschnitt jeweils wenigstens teilweise konkav ausgebildet sind. Auf diese Weise ist die Federkennlinie des Elastomerlagers im Vorlastbereich günstig gestaltet und die Anpassungsfähigkeit an Bauteile mit glatten oder unebenen, beispielsweise rauhen Oberflächen verbessert. Das erfindungsgemäße Elastomerlager ist einfach und kostengünstig herstellbar und robust sowie vielfältig einsetzbar.

Description

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 43 29 615 A1 bekannt. Es hat die Form einer aus Gum­ mi oder gummiähnlichem Kunststoff bestehenden, bieg­ samen Platte, die im Abstand parallel zueinander ver­ laufende Querschnittsverengungen aufweist, zwischen denen Auflageflächen für ein abzustützendes Bau­ werksteil oder dergleichen gebildet sind. Die Aufla­ geflächen sind bei dem bekannten Elastomerlager als plane Oberflächenstreifen ausgebildet. Die Federkenn­ linie des bekannten Elastomerlagers ist gut an die je­ weiligen Belastungsverhältnisse anpaßbar, so daß die Übertragung von Schwingungen, insbesondere von Tritt­ schall, verringert ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Elastomerlager der betreffenden Art anzuge­ ben, bei dem die Federkennlinie insbesondere im Vor­ lastbereich günstiger gestaltet ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angege­ bene Lehre gelöst.

Der Grundgedanke der erfindungsgemäßen Lehre be­ steht darin, die Auflageflächen des Elastomerlagers so auszubilden, daß zu Beginn des Vorlastbereiches, d. h. bei Beginn der Belastung des Elastomerlagers, das Bau­ werksteil zunächst nicht mit der gesamten Auflagefläche in Kontakt kommt, sondern nur mit Teilen der Auflage­ fläche. Ein vollständiger Kontakt des Bauwerksteiles mit den gesamten Auflageflächen tritt erst bei stärker werdender Belastung ein.

Hierbei wird das Elastomerlager zusammengedrückt, so daß die bei unbelastetem Lager oder zu Beginn des Vorlastbereiches wenigstens teilweise konkav ausgebil­ deten Auflageflächen im wesentlichen plan an dem Bau­ werksteil zur Anlage gelangen und dieses abstützen.

Auf diese Weise ist die Federkennlinie des erfin­ dungsgemäßen Elastomerlagers günstiger gestaltet. Da­ durch, daß ein abzustützendes Bauwerksteil oder der­ gleichen zunächst jeweils nicht mit der gesamten Aufla­ gefläche, sondern nur mit Teilbereichen dieser Aufla­ gefläche in Kontakt kommt, ist die Anpassungsfähigkeit des erfindungsgemäßen Elastomerlagers insbesondere an abzustützende Bauteile mit unregelmäßigen, beispiels­ weise rauhen Oberflächen, erhöht. Weist ein Bauteil beispielsweise an seiner abzustützenden Oberfläche eine Vertiefung auf, so kommt bei entsprechender Auslegung des Elastomerlagers das Bauteil sowohl im Bereich der Vertiefung als auch in Bereichen außerhalb der Vertie­ fung mit wenigstens einer Auflagefläche des Elastomer­ lagers in Kontakt. Hierbei wird im Vorlastbereich das Material des Elastomerlagers an der Auflagefläche, die das Bauteil im Bereich von dessen Vertiefung abstützt, in geringerem Maße zusammengedrückt als das Material an denjenigen Auflageflächen, die das Bauteil in Bereichen außerhalb der Vertiefung abstützen. Bei stärker werden­ der Belastung im Vorlastbereich wird das Material des Elastomerlagers im Bereich der Auflageflächen weiter zusammengedrückt, bis das Bauteil zunächst an den Auf­ lageflächen, die es entfernt von seiner Vertiefung ab­ stützen, im wesentlichen plan zur Anlage gelangt und bei weiterer Belastung mit seiner Vertiefung an der im Bereich dieser Vertiefung liegenden Auflagefläche eben­ falls plan zur Anlage gelangt. Auf diese Weise ist die Anpassungsfähigkeit des erfindungsgemäßen Elastomer­ lagers an Bauteile mit unregelmäßigen Oberflächen er­ höht.

Darüber hinaus ist das erfindungsgemäße Elastomer­ lager auch zum Abstützen von Bauteilen mit im wesentli­ chen glatten Oberflächen geeignet. Aufgrund der im Querschnitt konkaven Auflageflächen ergibt sich bei Verformung des Elastomerlagers im Vorlastbereich der­ art, daß das Bauteil an den Auflageflächen des Elasto­ merlagers im wesentlichen plan zur Anlage gelangt, eine "Saugwirkung" des Elastomerlagers. Hierdurch ist die Abstützung eines Bauteiles mit glatter Oberfläche ver­ bessert und das Federungsverhalten des Elastomerlagers im Vorlastbereich in günstiger Weise beeinflußt.

Somit ist das erfindungsgemäße Elastomerlager gleichermaßen zur Abstützung von Bauteilen mit glatten Oberflächen und zur Abstützung von Bauteilen mit un­ regelmäßigen, insbesondere rauhen Oberflächen gut ge­ eignet.

Durch entsprechende Wahl des Querschnitts und der Länge der Vertiefungen sowie gegebenenfalls der Anzahl von pro Auflagefläche vorgesehenen Vertiefungen und des Materials des Elastomerlagers, insbesondere im Bereich der Auflageflächen, ist die Federkennlinie des erfin­ dungsgemäßen Elastomerlagers im Vorlastbereich und da­ mit die Anpassungsfähigkeit des Lagers an Bauteile mit unterschiedlichen Oberflächen in weiten Grenzen wähl­ bar.

Das erfindungsgemäße Elastomerlager ist einfach und kostengünstig herstellbar und robust im Aufbau so­ wie vielfältig einsetzbar. Es ist nicht nur zum Abstüt­ zen von Bauwerksteilen, Baukonstruktionen oder derglei­ chen, sondern überall dort einsetzbar, wo eine Schwin­ gungsdämpfung erforderlich ist, beispielsweise beim Abstützen von Maschinen.

Zweckmäßigerweise verlaufen die Vertiefungen zu den Querschnittsverengungen im wesentlichen parallel. Auf diese Weise ist die Herstellung des Elastomerlagers vereinfacht.

Grundsätzlich ist es ausreichend, wenn sich die Vertiefungen nur über einen Teil der Querausdehnung der Auflageflächen erstrecken, sofern sichergestellt ist, daß zu Beginn des Vorlastbereiches zunächst eine Anlage des abzustützenden Teiles an der gesamten Auflagefläche verhindert ist. Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemaßen Lehre sieht jedoch vor, daß sich die Vertiefungen jeweils im wesentlichen über die gesamte Querausdehnung der Auflageflächen erstrecken. Auf diese Weise sind die Auflageflächen im unbelasteten Zustand des Elastomerlagers vollständig konkav ausgebildet, so daß ein abzustützendes Bauwerksteil zu Beginn des Vor­ lastbereiches nur mit schmalen Oberflächenstreifen der Auflagefläche in Kontakt kommt und in dieser Lage leicht ausrichtbar ist.

Eine andere Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lehre sieht vor, daß die Vertiefungen im Querschnitt jeweils im wesentlichen bogenförmig, insbesondere als Teil eines Kreisbogens, ausgebildet sind. Bei dieser Ausführungsform kommt das abzustützende Bauwerksteil bei stärker werdender Belastung im Vorlastbereich mit einem allmählich größer werdenden Teil der Anlagefläche in Kontakt.

Die Vertiefungen können jedoch auch im Querschnitt jeweils im wesentlichen dreieckförmig oder polygonal ausgebildet sein, wie dies eine andere Ausführungsform vorsieht.

Eine andere Weiterbildung sieht vor, daß auf we­ nigstens einer Seite des Elastomerlagers zwischen den Querschnittsverengungen jeweils sich parallel zu den Querschnittsverengungen erstreckende Stützrippen ge­ bildet sind, an denen die Auflageflächen gebildet sind. Durch entsprechende Wahl von Querschnitt und Größe der Stützrippen ist die Federkennlinie des Elastomerlagers entsprechend den jeweiligen Anforderungen in weiten Grenzen wählbar.

Gemäß einer Weiterbildung der Ausführungsform mit den Stützrippen weist das Elastomerlager auf seiner den Stützrippen abgewandten Seite Mittel zum formschlüssi­ gen Eingriff in ein im Einbauzustand des Elastomerla­ gers mit diesem verbundenes weiteres Elastomerlager auf. Bei dieser Ausführungsform ist eine gewünschte Federkennlinie des durch die beiden Elastomerlager ge­ bildeten Lagers durch entsprechende Wahl der Federkenn­ linien der einzelnen Elastomerlager in weiten Grenzen wählbar.

Die Mittel zum formschlüssigen Eingriff können zweckmäßigerweise im Abstand zueinander vorzugsweise parallel zu den Querschnittsverengungen verlaufende Verbindungsrippen aufweisen, zwischen denen zu den Ver­ bindungsrippen parallel verlaufende Ausnehmungen ge­ bildet sind, deren Querschnitt zum Querschnitt der Ver­ bindungsrippen im wesentlichen komplementär ist. Auf diese Weise ist durch Eingriff der Verbindungsrippen in die Ausnehmungen ein sicherer Formschluß zwischen den beiden Elastomerlagern erzielt.

Falls das Elastomerlager einteilig ausgebildet ist, können die Stützrippen auf beiden Seiten des Ela­ stomerlagers gebildet sein, wie dies eine Ausführungs­ form vorsieht.

Eine Weiterbildung der Ausführungsformen mit den Stützrippen sieht vor, daß diese jeweils aufeinanderzu geneigte Seitenflächen aufweisen, die in die Auflage­ fläche der jeweiligen Stützrippe münden.

Form und Größe der Stützrippen sind bei den Aus­ führungsformen mit den Stützrippen in weiten Grenzen wählbar. Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung sieht jedoch vor, daß die Stützrippen einen im wesent­ lichen trapezförmigen Querschnitt, insbesondere im we­ sentlichen in Form eines gleichschenkligen Trapezes, aufweisen. Auf diese Weise ergibt sich ein besonders günstiger Verlauf der Federkennlinie des Elastomerla­ gers. Im unteren Belastungsbereich der Federkennlinie ergibt sich eine wirksame Abschirmung insbesondere von Trittschall, während sich im oberen Belastungsbereich ein nahezu geradliniger Last/Weg-Verlauf und damit ein nahezu konstanter Elastizitätsmodul ergibt. Ferner ist eine Aufhebung von Querzugkräften ermöglicht, die von einer Belastung des Elastomerlagers herrühren.

Form und Größe der Auflageflächen sind entspre­ chend den jeweiligen Anforderungen in weiten Grenzen wählbar. Zweckmäßigerweise sind die Auflageflächen je­ doch streifenförmig ausgebildet.

Das erfindungsgemäße Elastomerlager kann eine Be­ wehrung aufweisen, falls dies erforderlich ist. Eine Ausführungsform sieht jedoch vor, daß das Elastomer­ lager 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 aus einem erfindungsge­ mäßen Elastomerlager in Form einer Plat­ te,

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 drittes Ausführungsbeispiel des erfin­ dungsgemäßen Elastomerlagers,

Fig. 7 in gleicher Darstellung wie Fig. 4 ein durch Schichtung zweier Elastomerlager gemäß Fig. 6 gebildetes Elastomerlager und

Fig. 8 in gleicher Darstellung wie Fig. 7 ein weiteres, durch Schichtung zweier Ela­ stomerlager gemäß Fig. 6 gebildetes Ela­ stomerlager.

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 im Abstand parallel zueinander ver­ laufende Querschnittsverengungen 6 aufweist, zwischen denen auf beiden Seiten der Platte 4 zu den Quer­ schnittsverengungen 6 parallel verlaufende Stützrippen 8 gebildet sind, deren Querschnitt im wesentlichen die Form eines gleichschenkeligen Trapezes hat. An ihrer schmalen Gegenseite weisen die trapezförmigen Stützrip­ pen 8 Auflageflächen 10 für ein abzustützendes Bauwerk­ steil oder dergleichen auf, in denen im Querschnitt bogenförmige Vertiefungen 12 gebildet sind, die sich bei diesem Ausführungsbeispiel über die gesamte Längs­ ausdehnung, d. h. in Längsrichtung der Querschnittsver­ engungen 6, und über die gesamte Querausdehnung, d. h. quer zur Längsrichtung der Querschnittsverengungen 6, der Auflagefläche 12 erstrecken. Durch die bogenförmi­ gen Ausnehmungen 12 sind die Auflageflächen 10 im unbe­ lasteten Zustand des Elastomerlagers 2, der in Fig. 2 dargestellt ist, im Querschnitt konkav ausgebildet.

Beim Abstützen eines in der Zeichnung nicht dar­ gestellten Bauwerksteiles gelangt dieses zunächst an Randbereichen 14, 16 der Auflageflächen 10 zur Anlage und beginnt, das Elastomerlager 2 zusammenzudrücken. Bei weiterer Belastung des Elastomerlagers 2 im Vor­ lastbereich wird dieses weiter zusammengedrückt, so daß die im unbelasteten Zustand des Elastomerlagers 2 kon­ kaven Auflageflächen 12 schließlich plan an dem Bau­ werksteil zur Anlage gelangen. Bei weiterer Belastung dämpft das Elastomerlager 2 dann entsprechend seiner Federkennlinie im Lastbereich Schwingungen des abge­ stützten Bauwerksteiles.

In den Fig. 3 und 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 12 jeweils nur über einen Teil der Querausdehnung der Auflageflächen 10 erstrecken, derart, daß die Aufla­ geflächen 10 nur teilweise konkav ausgebildet sind.

Fig. 5 zeigt eine Schichtung von zwei Elastomer­ lagern 2, 2' gemäß den Fig. 3 und 4. Es ist ersicht­ lich, daß die Stützrippen 8 zu durch die Querschnitts­ verengungen 6 zwischen den Stützrippen 8 gebildeten Zwischenräumen im wesentlichen komplementär ausgebildet sind, derart, daß bei Schichtung zweier Elastomerlager 2, 2' quer zur Längsrichtung der Stützrippen 8 ein Formschluß erzielt ist.

In Fig. 6 ist ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Elastomerlagers 2 dargestellt, das sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 dadurch unterscheidet, daß die Stützrippen 8 nur auf einer Sei­ te des Elastomerlagers 2 angeordnet sind. Auf der den Stützrippen 8 abgewandten Seite weist das Elastomer­ lager 2 im Querschnitt im wesentlichen dreieckförmige Verbindungsrippen 18 auf, zwischen denen zu den Verbin­ dungsrippen 18 parallel verlaufende Ausnehmungen 20 gebildet sind, deren Querschnitt zum Querschnitt der Verbindungsrippen 18 im wesentlichen komplementär ist. Mittels der Verbindungsrippen 18 und der Ausnehmungen 20 ist bei Schichtung zweier Elastomerlager 2, 2' ein Formschluß zwischen den beiden Elastomerlagern 2, 2' quer zur Längsrichtung der Verbindungsrippen 18 erziel­ bar, wie dies in Fig. 7 dargestellt ist.

In Fig. 7 sind zwei Elastomerlager 2, 2' derart geschichtet, daß die Stützrippen 8 des Elastomerlagers 2 senkrecht zur Ebene der Platte 4 zu den Stützrippen 8' des Elastomerlagers 2 gegenüberliegend angeordnet sind.

In Fig. 8 ist eine Schichtung der Elastomerlager 2, 2' dargestellt, bei denen die Stützrippen 8 des Ela­ stomerlagers 2 zu den Stützrippen 8' des Elastomerla­ gers 2' versetzt angeordnet sind.

Claims (13)

1. Elastomerlager zum flächigen Abstützen von Bau­ werksteilen, Baukonstruktionen oder dergleichen in Form einer aus Gummi oder gummiähnlichem Kunststoff beste­ henden, biegsamen Platte, die im Abstand parallel zu­ einander verlaufende Querschnittsverengungen aufweist, zwischen denen auf wenigstens einer Seite der Platte Auflageflächen für ein abzustützendes Bauwerksteil oder dergleichen gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß in den Auflageflächen (10) jeweils wenigstens eine sich im wesentlichen über die gesamte Längsausdehnung der Auflagefläche (10) erstreckende Vertiefung (12) gebildet ist, derart, daß die Auflageflächen (10) im unbelasteten Zustand des Elastomerlagers (2) im Quer­ schnitt jeweils wenigstens teilweise konkav ausgebildet sind.

2. Elastomerlager nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Vertiefungen (12) zu den Quer­ schnittsverengungen (6) im wesentlichen parallel ver­ laufen.

3. Elastomerlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Vertiefungen (12) jeweils im wesentlichen über die geamte Querausdehnung der Auf­ lageflächen (10) erstrecken.

4. Elastomerlager nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (12) im Quer­ schnitt jeweils im wesentlichen bogenförmig, insbeson­ dere als Teil eines Kreisbogens, ausgebildet sind.

5. Elastomerlager nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (12) im Quer­ schnitt jeweils im wesentlichen dreieckförmig oder po­ lygonal ausgebildet ist.

6. Elastomerlager nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf wenigstens einer Seite des Elastomerlagers (2) zwischen den Quer­ schnittsverengungen (6) jeweils sich parallel zu den Querschnittsverengungen (6) erstreckende Stützrippen (8) gebildet sind, an denen die Auflageflächen (10) gebildet sind.

7. Elastomerlager nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Elastomerlager (2) auf seiner den Stützrippen abgewandten Seite Mittel zum formschlüssi­ gen Eingriff in ein im Einbauzustand des Elastomerla­ gers (2) mit diesem verbundenes weiteres Elastomerlager (2') aufweist.

8. Elastomerlager nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Mittel zum formschlüssigen Eingriff im Abstand zueinander vorzugsweise parallel zu den Querschnittsverengungen (6) verlaufende Verbindungs­ rippen (18) aufweisen, zwischen denen zu den Verbin­ dungsrippen (18) parallel verlaufende Ausnehmungen (20) gebildet sind, deren Querschnitt zum Querschnitt der Verbindungsrippen (18) im wesentlichen komplementär ist.

9. Elastomerlager nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stützrippen (8) auf beiden Seiten des Elastomerlagers (2) gebildet sind.

10. Elastomerlager nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützrippen (6) jeweils aufeinanderzu geneigte Seitenflächen aufweisen, die in die Auflagefläche (10) der jeweiligen Stützrippe (6) münden.

11. Elastomerlager nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stützrippen (6) einen im wesentlichen trapezförmigen Querschnitt, insbesondere im wesentli­ chen in Form eines gleichschenkligen Trapezes, aufwei­ sen.

12. Elastomerlager nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageflächen (10) streifenförmig ausgebildet sind.

13. Elastomerlager nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomerlager (2) unbewehrt ist.