DE2819306A1

DE2819306A1 - Laminiertes lager zur aufnahme einer drucklast

Info

Publication number: DE2819306A1
Application number: DE19782819306
Authority: DE
Inventors: Robert R Peterson
Original assignee: Barry Wright Corp
Current assignee: Hutchinson Aerospace and Industry Inc
Priority date: 1977-06-15
Filing date: 1978-05-02
Publication date: 1979-01-04
Also published as: FR2394707B1; IT1103290B; BR7803816A; IL54495A; JPS6256370B2; FR2394707A1; CA1095573A; IL54495A0; JPS548247A; DE2819306C2; GB1573470A; IT7849454A0

Description

DR.-ING. WALTER ABITZ DR. DIETER F. MORF DIPL.-PHYS. M. GRITSCHNEDER

Patentanwälte

28193Q6

Mum*««.. 2. Mai 1978

Postanschrift / Postal Address Poatfach 860109, 8ΟΟΟ München 8β PienzenauerstraiJe 28

Telefon 983223

Telegramme; Chemlndus München

Telex: CO) 523992

B-198-D

BARRY WRIGHT CORPORATION

68Ο Pleasant Street _y Viatertown, Massachusetts 02172,

V. St. A.

Laminiertes Lager zur Aufnahme einer Drucklast

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B-198-B

Die Erfindung betrifft Drucklasten aufnehmende Lager und insbesondere laminierte Lager der Bauart, die abwechselnd miteinander verbundene Schichten eines elastischen Werkstoffs, wie beispielsweise eines Elastomeren, und eines nicht-streckbaren Werkstoffs, wie beispielsweise eines Metalls, aufwei st.

Es ist woh'l bekannt, dass das Druckbelastungsaufnahmeverraögen einer gegebenen Stärke eines elastomeren Werkstoffs mehrfach erhöht werden kann, indem der Werkstoff in eine Anzahl von Schichten unterteilt wird und die Schichten durch dazwischen geschaltete Schichten eines nicht-streckbaren Werkstoffs getrennt sind. . Gleichzeitig ist jedoch dabei die Fähigkeit des elastischen Werkstoffs,auf eine Scherbeanspruchung oder torsion in einer Sichtung parallel zu den Schichten nachzugeben,im wesentlichen unbeeinflusst. Dieses Konzept wurde beim Entwurf verschiedener Arten laminierter Lager angewandt oder eingesetzt, wofür die folgenden US-PSen Beispiele sind: 3 679 197 (Schmidt), 3 377 110 (Boggs), 2 995 907 (Orain) 2 900 182 (Hinks) und 2 752 766 (Wildhaber). Laminierte Lager unterschiedlicher Art werden üblicherweise in verkehrstechnischen Anwendungen eingesetzt, wo sehr grosse Drucklasten in einer ersten Richtung aufgenommen werden müssen und ferner eine begrenzte Relativbewegung in anderen Sichtungen zugelassen werden muss. Die Lager sind derart aufgebaut, dass die grossen Drucklasten im wesentlichen senkrecht zu den elastischen Platten aufgenommen werden. Eine bedeutsame handelsübliche Ausführung der Lager ist durch abwechselnd verbundene Platten gekennzeichnet, die konzentrisch um einen gemeinsamen Mittelpunkt angeordnet sind, d. h. derart, dass aufeinanderfolgende abwechselnde Schichten von ela-' stisehen und nicht-streckbaren Werkstoffen mit zunehmend grosserem radialen Abstand vom gemeinsamen Mittelpunkt liegen- Diese Ausführungsform der Lager umfasst eine Anzahl unterschiedlicher Ausbildungen, insbesondere Lager, die zylindrisch, konisch oder im wesentlichen kugelförmig ausge-

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bildet sind oder die im wesentlichen Sektoren von Zylindern, Kegeln und Kugeln darstellen. Derartige Lager werden typischerweise in der Luftfahrt verwendet und insbesondere als Eotorwellenhalterungen in Hubschraubern. Vie in der vorausgehend genannten US- PS 3 679 197 (Schmidt) ausgeführt .ist, werden Lager dieser Bauart häufig benötigt, um eine zyklische Drehbewegung um eine gegebene Achse zuzulassen, während gleichzeitig eine grosse Drucklast längs dieser Achse aufgenommen wird, was zur Folge hat, dass grössere Druckspannungen und Scherspannungen und Dehnungen in den elastischen Schichten auftreten, die am nächsten zum gemeinsamen Mittelpunkt liegen und die Tendenz besteht, dass ein Ermüdungsversagen bei' Aufnahme der Drehbewegung an der innersten elastischen Schicht auftritt. In der US-PS 3 679 197 wird vorgeschlagen, die bezüglich Ermüdung erreichbare Lebensdauer derartiger Lager zu verbessern, indem zunehmend die Stärke der aufeinanderfolgenden Schichten des elastischen Werkstoffs mit wachsendem Radius erhöht und gleichzeitig zunehmend der Elastizitätsmodul dieser selben Schichten mit zunehmendem Radius verringert wird. Jedoch ist dieses Verfahren kostspielig, da es notwendig ist, dass jede Elastomerenschicht aus einem verschiedenen Werkstoff hergestellt wird. Somit erfordert ein elastomeres Lager, das aus fünfzehn elastischen Schichten besteht, die Verwendung fünfzehn verschiedener elastomerer Werkstoffe. Obwohl dies üblicherweise erreicht wird, indem ein elastomeres Ausgangsmaterial in fünfzehn Partien unterteilt wird und jede Partie mit einer unterschiedlichen Menge oder einer, unterschiedlichen Art eines Additivs abgeändert wird, bleibt die Tatsache, dass diese Verfahrensweise kostspielig, zeitaufwendig und mühsam ist, um einen unterschiedlichen Werkstoff für jede elastische Schicht zu erhalten. Darüberhinaus muss Sorgfalt aufgebracht werden, um zu gewährleisten, dass die Werkstoffe richtig gekennzeichnet werden, so dass exe in richtiger Weise mit abnehmendem Elastizitätsmodul bei ansteigendem Radius gemäss der Verfahrensweise der genannten US-PS angeordnet sind«

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Es ist entsprechend eine Hauptaufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung laminierter Lager der beschriebenen Bauart zu schaffen, bei welchem eine verhältnismassig grosse Anzahl elastischer Schichten,von denen jede einen verschiedenen effektiven Elastizitätsmodul aufweist, unter Verwendung von nur zwei verschiedenen elastischen Ausgangsmaterialien zur Verfügung gestellt wird.

Eine weitere der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Vergrösserung der Druckfedersteife von laminierten elastoraeren Lagern zu schaffen, während die Schergeschwindigkeit der gleichen Teile verringert oder mindestens nicht erhöht wird.

Eine weitere Aufgabe ist es, die Lebensdauer der laminierten Lager bezüglich Ermüdung zu verbessern und insbesondere ein elastomeres Lager zu schaffen, das nicht nur ein hohes Verhältnis von Scherbelastung zu zulässiger Druckbelastung aufweist, sondern auch eine verbesserte Ermüdungs-Lebensdauer infolge der Verwendung von weicheren elastischen Werkstoffen mit geringerer Formänderungsenergie in Abschnitten der elastischen Schicht, die dazu neigen, grössere Formänderungen zu haben.

Weitere Aufgaben liegen darin, neue laminierte Lager zu schaffen, sowie ein Verfahren zur Herstellung derselben, bei welchen die Schersteifigkeit in verschiedenen Bewegungsrichtungen im gleichen Abschnitt des Lagers verändert werden kann, um besondere Formänderungs-Verteilungen zuzulassen, die bei verschiedenen Anwendungen auftreten, und ferner Lager mit einem elastischem Werkstoff zur Verfügung zu stellen, der ausgewählt und angeordnet wurde, um eine endseitige Ausbauchung zu begrenzen, um die Drucksteifigkeit aufrechtzuerhalten und ein Lagerversagen infolge eines Extrudierens und einer Reibkorrosion zu verringern.

Die vorausgehend aufgeführten Aufgaben und gegliche andere

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Aufgaben .und Vorteile, die anschliessend beschrieben werden oder als offensichtlich erscheinen, werden gelöst, indem jede aus mindestens einigen der elastischen Schichten in einem laminierten Lager aus Abschnitten von mindestens zwei Werkstoffen mit verschiedenem Elastizitätsmodul hergestellt wird. .' Vorzugsweise werden die elastischen Schichten in drei Abschnitten ausgebildet, die stirnseitig in Längsrichtung des Lagers aneinander liegen, wobei die beiden Endabschnitte eine grössere Drucksteifigkeit als der Mittelabschnitt aufweist und als Begrenzungsvorrichtungen für eine endseitige Ausbauchung oder als Dämme für den weicheren Mittelabschnitt dienen. Weitere Merkmale, Abänderungen und Vorteile sind in der nachfolgenden Einzelbeschreibung aufgeführt oder gehen aus dieser als offensichtlich hervor, wobei die Beschreibung zusammen mit den Zeichnungen in Betracht zu ziehen ist; es zeigen:

Pig. Λ eine Längsschnittdarstellung der Bauteile einer erfindungsgemässen konischen Lageranordnung, wie die Bauteile vor dem Formen und Verbinden des elastischen Werkstoffs mit den zugeordneten Metallteilen erscheinen,

l?ig. 2 die konische Lageranordnung, wie sie nach dem Formen und Verbinden erscheint, und

Fig. 3 einen der Fig» 1 ähnlichen Längsschnitt, der die Bauteile eines erfindungsgemässen zylindrischen Lagers darstellt.

In den einzelnen Figuren werden gleiche Bezugsziffern zur Bezeichnung der gleichen Teile verwendet.

Wie dem Fachmann wohlbekannt ist, ist der sogenannte Formfaktor ein Hauptgesichtspunkt beim Entwurf elastomerer Lager und anderer elastomerer Halterungen, die in erster Linie Drucklasten aufnehmen,- Im Falle eines elastomeren Druckkissens wird dieses umso steifer, de mehr seine Freiheit

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zur Verformung begrenzt wird. Dieser Parameter, der häufig als Ausbaucaungsbereich oder kraftfreier Bereich bezeichnet wird, kann zur Kontrolle der Steifigkeit eines verbundenen Gummikissens verwendet werden, das einer Druckbelastung ausgesetzt ist. Die Steifigkeit eines gegebenen Druckkissens ist eine direkte Funktion seines Formfaktors, so dass die zulässige Druckbelastung des Kissens umso grosser ist, je grosser der Formfaktor ist. Der Formfaktor ist das Verhältnis der belasteten Fläche des Kissens zur Ausbauchungsfläche des gleichen Kissens. Wird beispielsweise ein Lager oder eine andere Halterung betrachtet, die ein elastomeres Kissen aufweist, das zwischen zwei steifen Metallplatten angeordnet und mit diesen verbunden ist, wobei das Kissen und die Platten jeweils die gleiche Länge L und die gleiche Breite W haben und das Kissen eine Dicke t besitzt,so werden der belastete Bereich LA und der Ausbauchungsberexch BA in folgender Weise definiert:

LA - L χ W
BA - 2t(L+W)

Entsprechend ergibt sich der Formfaktor SF wie folgt:

SF

2tCL+Wj

Es ist offensichtlich, dass eine Verringerung des Ausbau-., chungsbereichs ohne Verkleinerung des Belastungsbereichs die Wirkung hat, den Formfaktor zu erhöhen und somit die zulässige Drucklast. Wird ferner der Ausbauchungsberexch beschränkt oder verkleinert, während der Formfaktor erhöht wird, so wird die Lageranordnung stärker anisotrop in dem Sinne, dass die Schersteifigkeit unbeeinflusst bleibt oder sich nur geringfügig ändert, wenn gleichzeitig die zulässige Druckspannung erhöht wird.

Die Verwendung einer laminierten Anordnung in einem Lager

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oder einer anderen Halterung, wie dies vorausgehend beschrieben wurde, bietet den Vorteil, dass, falls die Gesamtdicke der elastomeren Kissenanordnung aufrechterhalten wird, der Formfaktor und damit die Steifigkeit infolge einer Verringerung des freien Ausbauchungsbereichs stark erhöht wird. Gleichzeitig ist jedoch, da die Dicke der Metallfolien oder Beilagen, die die elastomeren Schichten voneinander trennen, bezogen auf die Gesamtdicke des laminierten Kissens, verhältnismässig klein ist, der einzige Effekt der dazwischen geschalteten Beilagen,die Verringerung der Freiheit der elastomeren Schichten,sich auszubauchen. Diese Ausbauchungsbegrenzung hat im wesentlichen keinen Einfluss auf die Schersteifigkeit. Daher liegt ein wichtiger Aspekt der Erfindung darin, dass sie eine Möglichkeit schafft, die Begrenzung der Ausbauchung der elastischen Schichten in einem laminierten Lager oder einer anderen Halterung zu erhöhen, um die Druckfederhärte zu erhöhen, während gleichzeitig in den gleichen Schichten eine verhältnismässig niedrige Schersteifigkeit erhalten wird. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird dies erreicht, indem jede elastische Schicht derart ausgebildet wird, dass sie im wesentlichen aus zwei Ausbauchungs-Begrenzungsvorrichtungen oder Dämmen aus verhältnismässig steifen elastischen Material besteht, sowie aus einem dazwischen geschalteten Abschnitt aus weicherem Material, der zwischen den beiden Ausbauchungs-Begrenzungsvorrichtungen eingeschlossen ist. Die letztgenannten sind mit den zwischengeschalteten Abschnitten derart verbunden, dass sie eine einzige elastische Schicht bilden, die durch verhältnismässig steife Endabschnitte und einen verhältnismässig weichen Mittelabschnitt gekennzeichnet ist. Die steifen Endabschnitte verhindern eine Ausbauchung und arbeiten ferner mit dem Mittelabschnitt zusammen, um einen zusammengesetzten oder Ketto-Elastizitätsmodul einer ausgewählten Grosse zu ergeben, während gleichzeitig der Mittelabschnitt dazu dient, die Schersteifigkeit der einzelnen Schicht auf einem niedrigen Wert zu halten. Diese Verwendung von verhältnismässig steifen und verhält-

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nisinässig weichen Elastomeren zur Bildung elastischer Schichten stellt eine wirksame Art dar, eine niedrige Drehsteifigkeit aufrechtzuerhalten, während die Druckbelastungssteifigkeit erhöht wird.

Es wird nunmehr auf die Fig. 1 und 2 Bezug genommen, gemäss welchen erfindungsgemäss ein konisches laminiertes Lager hergestellt werden kann, indem zwei ringförmige metallische Endglieder 2 und 4 verwendet werden, die Jeweils kegelstumpf for mige Innen- und Aussenflächen 6 und 8 haben. Gemäss Fig. 2 sind im vollständigen Lager abwechselnd miteinander verbundene Schichten aus einem elastischen Werkstoff 10 und einem nicht-streckbaren Werkstoff 12 zwischen den Endgliedern 2 und 4- angeordnet, wobei die Flächen 6 und 8 der letzteren mit einer Schicht eines elastischen Werkstoffs verbunden sind. Der elastische Werkstoff ist vorzugsweise ein Elastomeres, wie beispielsweise Natur- oder synthetischer Kautschuk, kann jedoch auch ein geeignetes plastisches Metall, wie beispielsweise rostfreier Stahl, sein. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, sind die Schichten 10 und 12 in ihrer Form kegelstumfförmig und erstrecken sich im wesentlichen parallel zu den Flächen 6 und 8 der beiden starren metallischen Endglieder und koaxial zu denselben.

Im vorliegenden FaUhaben die Schichten 10 und 12 gleiche Dicke, jedoch sind die nicht-streckbaren Schichten 12 (die üblicherweise als Beilagen bezeichnet werden) dünner als die elastischen Schichten. Darüberhinaus sind die elastischen Schichten derart hergestellt, dass sie eine grossere Steifigkeit an ihren Enden als an ihren Mitten aufweisen, so dass der effektive Elastizitätsmodul der einzelnen Schichten sich mit steigendem Eadius verringert. Diese elastische Schichtanordnung wird erreicht, indem jeweils elastische Lagen 10 aus zwei unterschiedlichen elastischen Werkstoffen in der in Fig. 1 dargestellten Weise angeordnet werden.

Gemäss Fig. 1 wird jede elastische Schicht 10 hergestellt,

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indem auf eines der Endglieder, beispielsweise auf das Endglied 4,eine zusammengesetzte Schicht aufgebracht wird, die aus zwei kegelstumpfformigen Endabschnitten 1OA und 1OB und einem kegelstumpfförmigen Kittelabschnitt 1OG besteht, wobei die Abschnitte 10A und 10B aus dem gleichen elastischen Werkstoff mit ausgewählter Steifigkeit bestehen, während der Abschnitt 10C aus einem weicheren elastischen Werkstoff besteht, d. h. einem Werkstoff mit geringerer Steifigkeit als die Abschnitte 10A und 10B. Die Abschnitte werden derart aufgebracht, dass sie in der dargestellten Weise aneinander grenzen. Anschliessend wird eine Beilage auf diese zusammengesetzte Schicht aufgebracht und eine zweite zusammengesetzte Schicht wird über die Beilage gelegt. Diese zweite Schicht ist mit der ersten Schicht identisch, abgesehen davon, dass ihre Abschnitte 10A und 10B eine geringere Breite als der entsprechende Abschnitt der ersten Schicht aufweist. In diesem Zusammenhang nimmt der Ausdruck "Breite" auf die Dimension Bezug, die sich parallel zu den in Fig. 1 gezeigten Schichten 12 erstreckt. Eine zweite Beilage wird über diese zweite zusammengesetzte elastische Schicht gelegt und anschliessend wird eine dritte zusammengesetzte Schicht über die zweite Beilage aufgebracht. Diese dritte zusammengesetzte Schicht ist die gleiche wie die zweite Schicht, abgesehen davon, dass ihre Endabschnitte ■10A und 10B schmaler sind als die Endabschnitte der zweiten Schicht. Der Vorgang des Aufbaus abwechselnder elastischer und nicht-streckbarer Schichten wird mit den Endabschnitten 10A und 10B jeder elastischen Schicht wiederholt, die eine geringere Breite als die entsprechenden Abschnitte der vorausgehenden inneren Schicht aufweisen. Nachdem die gewünschte Anzahl elastischer Schichten aufeinander gelegt wurde, wird das andere Endglied in Anlage an die letzte elastische Schicht gebracht, und anschliessend werden die zusammengebauten Teile in einer Form unter geeigneter Hitze- und Druckeinwirkung zusammengepresst, damit die elastischen Abschnitte 10A, B.und C miteinander und ferner mit den benachbarten Beilagen 12 oder den Endgliedern 2 oder 4 ver-

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bunden werden, so dass jede Gruppe elastischer Abschnitte 1OA, B und C miteinander verbunden wird, um eine einzige elastische Schicht 10 zu bilden, die an ihren Enden eine grössere Steifigkeit aufweist, wobei, beginnend mit dem Endglied 4-, in einer Richtung nach aussen gegen das Endglied 2 aufeinanderfolgende elastische Schichten zunehmend breitere weichere Mittelabschnitte und zunehmend schmälere steife Endabschnitte aufweisen. ^üomit hat, wie vorausgehend aufgeführt wurde,ausgehend vom Endglied 4, jede folgende elastische Schicht einen zunehmend kleineren Netto-Elastizitätsmodul. Durch die richtige Abänderung der Grossen der Endabschnitte 10A und 1OB relativ zu den Mittelabschnitten 10C ist es möglich, die Verformungsverteilung gleichmässig zu machen, wie dies gemäss der US-PS 3 679 197 erreicht wird, um die Ermüdungs-Lebensdauer der laminierten Anordnung zu verbessern. Gleichzeitig haben die verhältnismässig steifen Endabschnitte der elastischen Schichten die Wirkung, die zulässige Drucklast zu erhöhen, da sie ein Ausbauchen der weicheren Mittelabschnitte begrenzen. Falls dies gewünscht wird, können die Schichten 10 ebenfalls derart hergestellt werden, dass ihre Dicken sich mit steigendem Radius erhöhen, gemäss den Lagern nach der US-PS 3 679 197 ₅ oder umgekehrt, dass ihre Dicken sich mit ansteigendem Radius verringern.

Das vorausgehend beschriebene Verfahren zur Herstellung eines Lagers gemäss Pig. 2 ist besonders dort geeignet, wo der elastische Werkstoff ein Elastomeres ist, das unter Druck- und Wärmeeinwirkung geschmolzen und geformt werden kann. Palis der elastische Werkstoff Gummi ist, so erfordert der Verbindungsvorgang ein Vulkanisieren. Andere Aspekte der Verfahrensweise zur Anordnung und Verbindung der Reihe der elastischen Schichten, der metallischen Beilagen und der Lagerglieder 2 und 4- sind dem Fachmann in der Herstellung laminierter elastomerer Lager gut bekannt und werden hier nicht näher beschrieben, da sie bekannt sind und keinen Teil der Erfindung bilden. Es sei daher als ausreichend angegeben, dass die metallischen Beilagen und Lager-

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elemente gereinigt werden müssen, um die Verbindung zu erleichtern, wobei die Verbindung der elastischen Schichten mit diesen Elementen gewöhnlich die Verwendung eines Bindemittels oder Klebstoffs erfordert. Ferner kann das Aufeinanderreihen der Beilagen und der elastischen Schicht-Bauteile unter Verwendung geeigneter Einspannvorrichtungen oder in der Form erfolgen, die zur Durchführung des Verbindung svorgangs verwendet wird.

Pig. 3 zeigt, wie die Erfindung bei der Herstellung eines zylindrischen laminierten Lagers eingesetzt wird. In diesem Falle enthalten die zusammengesetzten Bauelemente zylindrische innere und äussere Lagerelemente 22 und 24 und dazwischenliegende zylindrische metallische Beilagen 26, die voneinander durch dreiteilige elastische Schichten getrennt werden, die aus Endabschnitten oder Dämmen 28A und 28b und Mittelabschnitten 28C bestehen. Die metallischen Beilagen haben gleichmässige Dicke, jedoch sind die elastischen Schichten nicht als solche dargestellt; doch ist es offensichtlich, dass sie,wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, gleichmässige Dicke aufweisen können. Die Dicke der in Fig. 3 dargestellten elastischen Schichten steigt mit wachsendem Durchmesser an, jedoch ist es auch offensichtlich, dass sie mit wachsendem Durchmesser abfallen kann. Unter Bezugnahme auf jede einzelne Schicht haben deren Teile.28A, 28B unä 28C gleiche Dicken, aber unterscheiden sich darin, dass die Endabschnitte 28A und 28B aus dem gleichen elastischen Werkstoff bestehen, der verhältnismässig steif ist, während der Mittelabschnitt 28G aus einem unterschiedlichen,verhältnismässig weichem elastischen Werkstoff besteht. Jedoch können die Endabschnitte 28A und 28beiner jeden elastischen Schicht aus dem gleichen Werkstoff wie die Endabschnitte jeder anderen elastischen Schicht bestehen, und alle Mittelabschnitte 28C können ebenfalls aus dem gleichen Werkstoff bestehen. Im Gegensatz zu den in Fig. 1 gezeigten Lager, haben die Endabschnitte 28A und28B die gleiche Breite, d. h. die parallel zur

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Lagerach.se gemessene Dimension. Obgleich, dies nickt gezeigt ist, ist es offensichtlich., dass die Anordnung gemäss
Fig. 5 unter Wärme- und Druckeinwirkung zusammengepresst wird, so dass die drei Teile einer jeden elastischen Schicht miteinander und ferner mit den benachbarten Beilagen und Lagergliedern verbunden werden, damit eine vereinigte laminierte Lageranordnung erhalten wird. Selbstverständlich,
dienen in diesem Falle die Dämme, d. h. die Abschnitte 28A und 28b, in erster Linie als Ausbauchungs-Begrenzungsvorrichtungen und der Netto-Elastizitätsmodul einer jeden elastischen Schicht ist der gleiche wie bei allen anderen Schichten. Jedoch kann, falls dies gewünscht wird, die Breite der
Dämme mit steigendem Radius verkleinert oder vergrössert werden, beispielsweise wie dies in Verbindung mit den Pig. und 2 beschrieben wurde, so dass sich der Netto-Elastizitätsmodul der einzelnen elastischen Schichten mit steigendem Radius verringert oder erhöht. Es ist ferner vorgesehen, dass die Lager derart hergestellt werden, dass die Dicke und/oder der Elastizitätsmodul der elastischen Schichten sich schrittweise ändert. Beispielsweise können in einem zylindrischen oder konischen Lager mit fünfzehn elastischen Schichten die ersten drei Schichten, die der Mittelachse am nächsten liegen, einen Netto-Elastizitätsmodul und/oder eine Dicke aufweisen, die sich von den nächsten drei Schichten unterscheidet, und die folgenden Gruppen von drei
Schichten können jeweils von den übrigen bezüglich der
Elastizität und/oder Dicke verschieden sein.

Die Erfindung kann anders als vorausgehend beschrieben und illustriert ausgeführt werden. Beispielsweise ist es möglich, Lager herzustellen, bei denen die Verwendung von
Ausbauchungs-Begrenzungsvorrichtungen oder Dämmen aus verhältnis massig steifem, elastischem Werkstoff auf ein Ende des Lagers beschränkt ist. Mit anderen Worten, könnte
unter Bezugnahme auf die Ausführungsform nach Fig. 1 das Lager hergestellt werden, indem die elastischen Abschnitte 1OB weggelassen und die Länge der Abschnitte .10C verlängert

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wirä. Es ist ferner in Betracht gezogen, dass die Verwendung von Dämmen oder Ausbauchungs-Begrenzungsvorrichtungen bei einigen der elastischen Schichten völlig unterbleibt. Beispielsweise wurden konische Lager erfindungsgemäss hergestellt, bei denen die Verwendung von Ausbauchungs-Begrenzungsvorrichtungen aus steifem Werkstoff auf eine ausgewählte Anzahl von'elastischen Schichten beschränkt wurde, die der äusseren Seite des Lagers am nächsten waren. In einem besonderen Anwendungsfall wurde ein konisches Lager ähnlich jenem gemäss den Pig. 1 und 2 hergestellt, das fünfzehn elastische Schichten enthielt, wobei die Ausbauchungs-Begrenzungsvorrichtungen oder Dämme nur in den sieben äussersten Schichten., verwendet wurden.

Eine weitere mögliche Abänderung der Erfindung besteht darin, die Anordnung der elastischen Abschnitte umzukehren, so dass der Mittelabschnitt aus einem steiferen Werkstoff besteht als die beiden Endabschnitte. Diese besondere Anordnung eignet sich für gewisse Lagergeometrien, bei denen die Abschnitte aus steifem Werkstoff Belastungen aufnehmen wurden, bei denen die Bewegungen verhältnismässig klein sind, während die Abschnitte aus weichem Werkstoff die Lasten tragen, bei denen die Bewegungen grosser sind. Ein anderes Ausführungsbeispiel, gemäss welchem eine derartige Anordnung verwendet werden würde, ist ein kreisförmiges laminiertes Lagerkissen, das aus oberen und unteren endseitigen Lagerelementen in Form von kreisförmigen Scheiben besteht, die mit einer !Folge von abwechselnden, kreisförmigen, scheibenförmigen Schichten aus elastischem und nicht-streckbarem Werkstoff verbunden sind, wobei das Lagerkissen derart befestigt ist, dass es eine Druckbelastung normal zu den . abwechselnden Schichten aufnimmt, aber auch Torsionsbewegungen um seine Mittelachse zulassen und aufnehmen kann. In einem solchen Falle erfahren die elastischen Schichten unter Torsionsbeanspruchungen eine grössere Ablenkung und damit eine grössere Verformung an ihren Umfangsbereichen. Daher würde im Einklang mit der Erfindung jede elastische

Schicht aus mindestens zwei Teilen bestehen, nämlich, einem kreisförmigen, verhältnismässig steifera Mittelabschnitt und einem ringförmigen»verhältnismässig weichem Aussenabschnitt. Selbstverständlich könnte jede elastische Schicht aus einer Anzahl ringförmiger Abschnitte hergestellt sein, die konzentrisch den Mittelabschnitt umgeben, wobei die ringförmigen Abschnitte mit wachsendem Eadius zunehmend weicher Werden.

In diesem Falle können, wie bei anderen möglichen Ausführungsformen der Erfindung, die äusseren oder Endabschnitte der zusammengesetzten elastischen Schichten aus Werkstoffen mit einer grösseren Beständigkeit gegen Umwelteinflüsse als die inneren Abschnitte bestehen. Selbstverständlich kann die relative Länge der Abschnitte 28C zunehmend verringert werden, um ein sich verjüngendes flaches Lager zu ergeben.

Wie vorausgehend ausgeführt wurde, bietet die Erfindung eine Anzahl von Vorteilen, wovon der Hauptvorteil darin besteht, dass Lager mit ausgewählten Kennlinien bezüglich Druckbelastung und Torsionsbelastung unter Verwendung von nur zwei verschiedenen elastischen Werkstoffen gebaut werden können. Gleichzeitig ist es jedoch möglich, die elastischen Schichten derart herzustellen, dass sie mehr als zwei verschiedene elastische Werkstoffe enthalten. Beispielsweise kann es für einen besonderen Anwendungsfall, der gemäss den Fig. 1 und 2 ein konisches Lager erfordert, erwünscht sein, dass die Endabschnitte 1OB aus steiferem Werkstoff als die Endabschnitte 10A bestehen, wobei die verbundenen Endabschnitte steifer als die dazwischenliegenden Abschnitte 10C sind. Ein weiterer wichtiger Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Verwendung verhältnismässig steifer Endabschnitte dazu beiträgt, ein Lagerversagen als Folge von Ausbauchung und Reibkorrosion zu verringern, die leicht an den freiliegenden Enden der elastischen Schichten auftreten, wenn das Lager wiederholte Torsions- und Drucklasten aufnimmt. Weitere Vorteile und Abänderungen sind für den Fachmann offensichtlich.

Ende der Beschreibung

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Claims

Patentansprüche

Laminiertes Lager zur Aufnahme einer Drucklast, dadurch, gekennzeichnet, dass es eine Anzahl abwechselnder elastischer Schichten (10) und nicht-streckbarer Schichten (12) enthält, die im wesentlichen konzentrisch um einen gemeinsamen Mittelpunkt liegen, und dass mindestens einige der elastischen Schichten (10) mindestens einen Bereich (10A, 10B) mit einem ersten Elastizitätsmodul und einem weiteren Bereich (10G) mit einem zweiten Elastizitätsmodul aufweisen.

Laminiertes Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aufeinanderfolgenden Schichten (10, 12) auf aufeinanderfolgend ansteigenden Eadien um den gemeinsamen Mittelpunkt angeordnet sind, und die Dicke mindestens zweier der elastischen Schichten (10) sich voneinander unterscheidet.

Laminiertes Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der elastischen Schichten (10) im wesentlichen gleich gross ist.

Laminiertes Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Längen der Bereiche mit

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ORIGINAL INSPECTED

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unterschiedlichem Elastizitätsmodul sick mindestens unter einigen der genannten elastischen Lagen (10)
unterscheiden.

5· Laminiertes Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einige der genannten elastischen Schichten (10) erste und zweite Endabsdtoifcfce (28A, 28B) an einander gegenüberliegenden Enden des Lagers aufweisen, sowie einen dritten Abschnitt (28C) zwischen den ersten und zweiten Abschnitten_y wad äxe ersten und zweiten Abschnitte einen ElastizitätsmadiüL aufweisen, der sich vom Elastizitätsmodul des drittem Abschnitts unterscheidet.

6. Laminiertes Lager nach Anspruch 5? dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Endabschnitte
(28A₁ 28B) den gleichen Elastizitätsmodul haben.

7. Laminiertes Lager nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der elastischen Schichten einen ersten und zweiten Endabschnitt (28A, 28B)
aufweist, der einen grosseren Elastizitätsmodul als der dritte Abschnitt (28G) der Schicht aufweist.

8. Laminiertes Lager nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der elastischen Schichten einen ersten und zweiten Endabschnitt (28A, 28B) mit einem kleineren Elastizitätsmodul als der dritte Abschnitt (28C) der Schicht aufweist.

9- Laminiertes Lager nach Anspruch 5i dadurch gekennzeichnet, dass alle elastischen Schichten (10) im
genannten Lager die genannten ersten, zweiten und dritten Endabschnitte (28A, 28B, 28C) aufweisen.

10. Laminiertes Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Endabschnitte

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(1OA, IOB) mindestens einer der elastischen Schichten (10) in Längsrichtung des Lagers eine grössere Abmessung aufweisen als die ersten und zweiten Abschnitte (10A, 10B) von mindestens einer weiteren der elastischen Schichten (10).

11. Verfahren zur Herstellung eines laminierten-Lagers, dadurch gekennzeichnet, dass elastische Schichten und nicht-streckbare Schichten abwechselnd derart zueinander angeordnet werden, dass sie eine Mehrschichtenfolge bilden, bei der mindestens einige der elastischen Schichten einander gegenüberliegende Endbereiche mit einem Elastizitätsmodul und einen Mittel— bereich mit einem zweiten Elastizitätsmodul aufweisen, der sich zwischen den Endabschnitten befindet, und dass die Schichten und Bereiche miteinander verbunden werden, um eine einteilige Anordnung zu bilden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Mehr-s chicht enf ο Ige zwischen einem Paar von Endgliedern befindet, wovon jedes an einer elastischen Schicht anliegt und ferner die genannte Folge mit den Endgliedern zum gleichen Zeitpunkt verbunden wird, wenn die Schichten und Bereiche miteinander verbunden werden.

13· Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Endglieder und die Schichten sich konzentrisch um eine gemeinsame Mitte erstrecken.

14. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, , dass die Endbereiche eine grössere Steifigkeit als der Mittelbereich haben.

15. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Schichten aus Gummi bestehen

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und die Verbindung durch. Vulkanisieren der elastischen Schichten erfolgt.

16. Verfahren nach. Anspruch. 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einige der elastischen Schichten verschiedene Dicken haben.

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