DE2833747C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein geschichtetes Lager mit einer Vielzahl miteinander verbundener, abwechselnd aus elastomerem Material und im wesentlichen nicht dehnbarem Material bestehender Schichten, die sich entlang einer gemeinsamen, in Längsrichtung des Lagers erstreckenden Achse abwechseln, so daß das Lager senkrecht zu den Schichten ausgeübte Druckbelastungen und um die gemeinsame Achse ausgeübte Drehbelastungen aufnehmen kann, wobei jede Schicht ringförmig ausgebildet ist und bezüglich der gemeinsamen Achse einen radial inneren Umfang und einen radial äußeren Umfang aufweist und wenigstens eine aus elastomerem Material bestehende Schicht vorgesehen ist, die bei einem nominell durchgehend konstanten Elastizitätsmodul und unter einer vorbestimmten, allgemein senkrecht zur Schicht ausgeübten Druckbelastung in der Nähe eines der beiden Umfänge eine größere Scherbeanspruchung erfahren würde, als in der Nähe des anderen Umfangs.

Aufgrund der Einbeziehung mehrerer paralleler Laminatschichten aus nicht dehnbarem Material wird bei derartigen Lagern die Druckbelastbarkeit der aus nachgiebigem Material bestehenden Schichten beträchtlich erhöht. Die Lager werden beispielsweise zur Anbringung von Hubschrauber-Rotorblättern an einer zugeordneten Rotornabe verwendet.

Insbesondere bei längeren beschichteten Lagern der genannten Art muß der entstehenden Querinstabilität entgegengewirkt werden.

Hierzu wird im allgemeinen die ebenflächige Ausbildung der Laminatschichten so abgewandelt, daß eine Querbewegung der einzelnen Schichten, die zu einem Ausbeulen des Lagers führen könnte, möglichst verhindert wird (vgl. z. B. US-PS 30 83 065, US-PS 32 92 711).

Derart abgewandelte Laminatschichten können jedoch wiederum die Gefahr mit sich bringen, daß bei größeren Druckbelastungen einzelne elastomere Schichten beispielsweise in der Nähe der Enden des betreffenden Lagers seitlich herausgedrückt werden und das Lager infolge eines vorzeitigen Verschleißes in den kritischen Bereichen insgesamt unbrauchbar wird.

Bei einem in der DE-OS 26 52 372 beschriebenen Lager weisen die Schichten in einem in Längsrichtung des Lagers gesehen mittleren Abschnitt kleinere Kompressionsmoduln als die anderen Schichten auf (vgl. auch US-PS 36 79 179, US-PS 40 40 690). Diese Abstufung der Kompressionsmodulwerte in Richtung der gemeinsamen Achse, d. h. von Schicht zu Schicht, führt zwar zu einer gewissen Verteilung der bei Druckbelastung auftretenden Scherverformung über das ganze Lager. Auch bei diesem Lager ist jedoch nicht ausgeschlossen, daß insbesondere die Randbereiche der einzelnen elastomeren Schichten überbeansprucht werden und an diesen kritischen Stellen ein vorzeitiger Verschleiß auftritt.

In der US-PS 40 40 690 wird darauf hingewiesen, daß die durch Druckbelastung hervorgerufene Scherverformung in der Nähe der inneren und äußeren Umfänge einer ringförmigen elastomeren Schicht oft beträchtliche Unterschiede aufweist. In bezug auf ein ganz spezielles geschichtetes Lager wurde eine Abstufung des Elastizitätsmoduls einer elastomeren Schicht in radialer Richtung innerhalb der Schicht vorgeschlagen.

In der US-PS 39 41 433 ist ein laminiertes elastomeres Lager beschrieben, in welchem jede ringförmige elastomere Schicht oder Laminatschicht einen zentralen ringförmigen Abschnitt aus weichem oder mit niedrigem Modul ausgestatteten Elastomer aufweist. Dabei sind zwei ringförmige Kanten oder Umfangsabschnitte jeder Schicht aus steiferem Elastomer bzw. Elastomer mit höherem Modul hergestellt, um den weicheren Zentralabschnitt der Lage aufzunehmen.

In der US-PS 25 60 627 ist eine laminierte elastomere Halterung beschrieben, die eine seitliche Abstufung der Steifigkeit in jeder elastomeren Lage, ähnlich der in der US-PS 39 41 433 verwendeten Abstufung bei einem Lager beschrieben. Die Halterung gemäß der US-PS 25 60 627 weist keine nicht dehnbaren Laminatschichten auf und dient lediglich dazu, relative Versetzungen von entgegengesetzten Seiten des Lagers aufzunehmen. Eine Abstufung ist auch in den geschichteten Lagern gemäß der US-PS 30 71 422 und 31 79 400 beschrieben. Beim in der US-PS 31 79 400 und dem US-PS 30 71 422 beschriebenen Lager wächst die Dicke jeder ringförmigen elastomeren Schicht kontinuierlich in radialer Richtung zum äußeren Umfang der Schicht an. Da jede aus elastomerem Material bestehende Schicht einen durchgehend gleichmäßigen Elastizitätsmodul aufweist, führt die Zunahme der Schichtdicke zu einer fortlaufenden Abnahme des Kompressionsmoduls. Beim Lager gemäß der US-PS 31 79 400 dient die Abstufung der Schichtdicke dazu, in jeder Lage durchgehend eine gleichförmige durch Torsionsbewegungen hervorgerufene Scherverformung zu erzielen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein beschichtetes Lager der eingangs genannten Art zu schaffen, das auf einfachste Weise eine optimale Verteilung der bei einer jeweiligen Druckbelastung auftretenden Scherbeanspruchungen der elastomeren Schichten über das gesamte Lager gewährleistet und bei dem demzufolge die Gefahr eines vorzeitigen Verschleißes an einzelnen kritischen Stellen weiter verringert ist.

Die Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die aus elastomerem Material bestehende Schicht in der Nähe des einen der beiden Umfänge mit einem höheren nominellen Elastizitätsmodul als in der Nähe des anderen Umfangs geformt ist und daß der Unterschied zwischen den beiden Elastizitätsmoduln derart gewählt ist, daß das Verhältnis der aufgrund der vorbestimmten Druckbelastung auftretenden Scherbeanspruchungen in der Nähe der beiden Umfänge geringer ist als ein sich bei durchgehend konstantem Elastizitätsmodul ergebendes entsprechendes Verhältnis.

Durch eine derartige Abstufung der Elastizitätsmodule quer zur sich in Längsrichtung erstreckenden gemeinsamen Achse wird eine wesentlich gleichmäßigere Verteilung der Scherbeanspruchung der elastomeren Schichten und eine Entlastung der besonders kritischen peripheren Randbereiche dieser Schichten erzielt. Nachdem die infolge einer Druckbelastung auftretenden Scherbeanspruchungen gleichmäßiger verteilt und einander angeglichen sind, ist zuverlässig ausgeschlossen, daß bestimmte gefährdete Abschnitte infolge einer Materialermüdung ausfallen und dadurch das gesamte Lager vorzeitig unbrauchbar wird. Es ist demnach in besonderem Maße dem Umstand Rechnung getragen, daß die Kanten der Schichten normalerweise den größten Verformungen und Belastungen unterworfen sind und ein Ausgleich gerade dieser Beanspruchungen die Lebensdauer des Lagers entscheidend verlängert.

Im Idealfall sollte das Verhältnis zwischen den durch Druckbelastung hervorgerufenen Scherverformungen in der Nähe der inneren und äußeren Umfänge jeder elastomeren Schicht gleich Eins sein. In der Praxis ist jedoch eine genaue Angleichung der beiden durch Druckbelastung hervorgerufenen Scherverformungen nicht immer möglich.

Oft ist nur eine begrenzte Anzahl verschiedener Qualitäten elastomeren Materials verfügbar, so daß die Auswahl von elastomeren Materialien mit genau den Elastizitätsmodulen, die für einen Ausgleich der durch Druckbelastungen hervorgerufenen Scherverformungen erforderlich sind, erschwert ist. Die Elastizitätsmodule der verschiedenen Qualitäten von Elastomeren oder verschiedenen Abschnitten einer einzelnen elastomeren Schicht können auch durch die Verwendung von elastomerem Füllmaterial beeinflußt werden. Ferner kann sich beispielsweise Füllmaterial mit den elastomeren Basisqualitäten in den Schichten vermischen und dabei deren Elastizitätsmodule verändern. Das Füllmaterial kann unter Umständen auch zur Bildung einer dünnen Lage entlang einer oder beider Umfangsoberflächen eines ringförmigen Lagerabschnitts führen.

Die Hinzufügung geringer Mengen von Füllmaterial beeinflußt den nominellen Elastizitätsmodul, d. h. den Elastizitätsmodul des jeweiligen Basismaterials, jedoch nur geringfügig. Ebenso kann das Vorliegen einer dünnen Schicht aus elastomerem Füllmaterial auf einer Schicht aus elastomerem Grundmaterial vernachlässigt werden. Typischerweise macht das Füllmaterial etwa 10% oder weniger des Volumens einer elastomeren Schicht in einem geschichteten Elastomer-Lager aus.

Es wurde ermittelt, daß für viele ringförmige geschichtete Elastomer-Lager das Elastomer in der Nähe der inneren Umfangsoberfläche jeder elastomeren Lage einer höheren durch Druckbelastung erzeugten Scherverformung ausgesetzt ist, als das Elastomer in der Nähe der äußeren Umfangsoberfläche der Schicht. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist daher die aus elastomerem Material bestehende Schicht in der Nähe ihres inneren Umfangs einen höheren Elastizitätsmodul auf, als in der Nähe ihres äußeren Umfangs.

Vorzugsweise weist die aus elastomerem Material bestehende Schicht wenigstens drei ringförmige und allgemein konzentrische Zonen mit unterschiedlichen nominellen Elastizitätsmodulen auf, die progressiv von Zone zu Zone in radialer Richtung weg von dem einen Umfang zu dem anderen Umfang der aus elastomerem Material bestehenden Schicht hin abnehmen.

Weitere vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht im Teilschnitt eines geschichteten bzw. laminierten Lagers derjenigen Art, die Ausfälle der elastomeren Schichten bzw. Lamellen unter hoher Belastung und langer Betriebslebensdauer zeigte,

Fig. 2 ein radialer Halbschnitt einer der nicht dehnbaren Schichten des Lagers der Fig. 1, wobei die angenommene Deformation der Schicht gezeigt ist, wenn das Lager einer großen Druckbelastung ausgesetzt ist,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht im Teilschnitt eines geschichteten Lagers gemäß der US-PS 40 40 690,

Fig. 4 einen radialen Halbschnitt einer der nicht-dehnbaren Schichten des Lagers der Fig. 3, wobei die angenommene Verformung der Schicht gezeigt ist, wenn das Lager der Fig. 3 einer großen Drucklast ausgesetzt ist,

Fig. 5 eine graphische Darstellung der durch die Drucklast bzw. Kompression hervorgerufenen Belastungen, wie sie in den elastomeren Schichten der Lager der Fig. 1 und 3 auftreten,

Fig. 6 einen Teilschnitt eines geschichteten Lagers gemäß der Erfindung,

Fig. 6A eine Einzelansicht des gemäß der Erfindung aufgebauten Lagers der Fig. 6, und

Fig. 7 eine graphische Darstellung der durch die Kompressionsbelastung erzeugten Scherbelastungen der elastomeren Schichten des Lagers der Fig. 6.

In der Fig. 1 ist ein geschichtetes Lager 10 dargestellt, das zur Verwendung als Drucklager in einem Haltesystem für ein (nicht gezeigtes) Hubschrauber-Rotorblatt geeignet und bestimmt ist. Das Lager 10 weist zwei ringförmige und im wesentlichen starre Endteile der Endplatten 12 und 14 auf, die in Axialrichtung zueinander beabstandet sind. In Umfangsrichtung sind mit Abständen Schraubenlöcher 16 in der flachen Oberfläche 18 der Endplatte 12 angebracht, die es ermöglichen, daß die Endplatte 12 an ein weiteres Teil, z. B. an ein (nicht gezeigtes) Fußstück eines Hubschrauber- Rotorblattes angebracht werden kann. Dabei werden Druckbelastungen auf das Lager 10 über die flache Oberfläche 18 aufgebracht. Rotationsbewegungen des Rotorblattes um seine Längsachse (d. h. Bewegungen zur Veränderung des Einstellwinkels) werden auf das Lager 10 durch eine Verzahnung 20 übertragen, die so ausgebildet ist, daß sich die Zähne in Längsrichtung des Lagers an einer radial inneren Umfangsfläche der Endplatte 12 erstrecken. Die Verzahnung 20 steht mit einer entsprechenden Verzahnung an der Welle des Hubschrauber-Rotorblattes im Eingriff. Damit das gegenüberliegende oder Basisende des Lagers 10 an einem anderen Teil befestigt werden kann, beispielsweise an einem Teil, das das Lager 10 mit einem Lager mit sphärischer Schichtung verbindet, ist die Endplatte 14 mit einem sich radial nach außen erstreckenden Flansch 22 versehen, in welchem in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Bolzenbohrungen 24 vorgesehen sind.

Zwischen den Endplatten 12 und 14 ist eine Vielzahl von alternierenden, miteinander verbundenen ringförmigen Schichten aus elastomerem und aus nicht-dehnbarem Material angeordnet. Bei dem Lager der Fig. 1 sind 52 elastomere Schichten 26 und 51 Schichten 28 aus nicht-dehnbarem Material vorgesehen. Die Anzahl der Schichten kann sich je nach den räumlichen und/oder den funktionellen Erfordernissen der jeweiligen Anordnung ändern. Die Schichten 26 und 28 wechseln einander längs der Längsachse des Lagers 10 derart ab, daß die Druckbelastung auf die Oberfläche 18 der Endplatte 12 im allgemeinen nicht parallel, sondern senkrecht auf wenigstens einen Teil der Schichten ausgeübt wird. Die elastomeren Schichten 26 bestehen aus Naturkautschuk, während die Schichten aus nicht-dehnbarem Material 28 aus Stahl bestehen. Statt Kautschuk und Stahl können, falls erforderlich, andere elastomere und andere nicht-dehnbare Materialien verwendet werden. Als alternatives elastomeres Material kann beispielsweise synthetischer Kautschuk verwendet werden, während alternative nicht-dehnbare Materialien beispielsweise andere Metalle, glasfaserverstärkte Schichten und Schichten aus verstärktem Kunststoff umfassen können.

Jede der Schichten bzw. Laminate 26 und 28 weist einen ringförmigen, in Radialrichtung innenliegenden Umfangs- oder peripheren Abschnitt 29 und einen ringförmigen, radial außenliegenden Umfangs- oder peripheren Abschnitt 30 auf. Beide Umfangsabschnitte 29 und 30 sind eben und stehen senkrecht zur Längsachse des Lagers 10, sie sind jedoch nicht koplanar. Ein ringförmiger Zwischenabschnitt 31 jeder Schicht 26 und 28 erstreckt sich radial vom äußeren Ringabschnitt 30 der Schicht zu dem inneren Ringabschnitt 29 der Schicht hin und ist zu der Endplatte 12 hin ansteigend geneigt. Die sich dadurch ergebende Gestalt der Schichten, besonders der Schichten aus nicht-dehnbarem Material 28 stabilisiert das Lager 10 derart, daß gemäß der Lehre der US-PS 32 92 711 kein Ausbeulen in Querrichtung auftritt. Damit die Druckbelastungen gleichmäßig auf die Schichten 26 und 28 übertragen werden können, sind die Oberflächen 32 und 34 der Endplatten, die den Schichten benachbart und mit diesen verbunden sind, derart bearbeitet, daß sie der Gestalt der Schichten angepaßt sind.

Obwohl geschichtete Lager nach Art des Lagers 10 in Fig. 1 in Haltesystemen für Rotorblätter bereits benutzt wurden, erreichten sie im allgemeinen kaum eine Lebensdauer von mehr als 1000 Betriebsstunden. Eine Überprüfung von Lagern, die ähnlich wie das Lager 10 ausgebildet waren und ausgefallen sind, zeigte, daß der Ausfall durch ein Herausziehen und Zerstören der elastomeren Schichten 26 verursacht wurde, und zwar derjenigen in der Nähe der unteren Endplatte 14 am radial inneren Umfang des Lagers und in der Nähe der oberen Endplatte 12 am radial äußeren Umfang des Lagers. Um diese ungewöhnlichen Ausfallerscheinungen zu erklären, wurde und wird angenommen, daß unter Druckbelastungen die Schichten 26 und 28 des Lagers 10 dazu neigen, sich "abzuflachen", wie es in gestrichelten Linien in der Fig. 2 dargestellt ist. Obwohl die Verformung der Schicht in der Fig. 2 der Deutlichkeit halber übertrieben sein mag, wird jedoch angenommen, daß die nicht-koplanaren Umfangsabschnitte 29 und 30 jeder Schicht sich derart bewegen, daß sie sich längs einer gemeinsamen Ebene miteinander ausrichten, so daß die erreichte Gestalt jeder Schicht unter Maximalbelastung leicht konisch ist. Der radial innen gelegene Umfangsabschnitt 29 jeder Schicht bewegt sich nach unten und der radial außen gelegene Umfangsabschnitt 30 jeder Schicht bewegt sich nach oben, wenn man die Stellung des Lagers wie in Fig. 1 dargestellt annimmt. Die Schichten längs des radial innen gelegenen Umfangs des Lagers 10 neigen dazu, sich von der oberen Endplatte 12 wegzubiegen. Bei den Schichten 26 und 28, die in der Nähe der Endplatte 12 liegen, nimmt die beträchtliche Stärke der elastomeren Schichten zwischen ihnen und der Endplatte 14, wie sie durch die elastomeren Schichten über die gesamte Länge des Lagers 10 gebildet sind, das Ausbiegen des radial inneren Umfangsabschnitts 29 frei auf. Die durch Druckkraft erzeugten Verformungen in den elastomeren Schichten 26 in der Nähe der Endplatte 12 sind daher verhältnismäßig klein. Bei den Schichten 26 und 28, die sich näher an der gegenüberliegenden Endplatte 14 befinden, können andererseits die radial innenliegenden Umfangsabschnitte 29 der Schichten sich nicht frei von der Endplatte 12 wegbiegen, weil sie die inflexible bzw. starre Masse der Endplatte 14 daran hindert. Folglich werden die radial innenliegenden Umfangsabschnitte 29 der Schichten 26 aus elastomerem Material in der Nähe der Endplatte 14 gequetscht und stark beansprucht, wenn sie sich zwischen den einander näherkommenden Umfangsabschnitten 29 der nicht-dehnbaren Schichten 28 heraus ausbeulen. Die starken Belastungen vergrößern den Verschleiß der elastomeren Schichten 26 und verursachen ein frühes Versagen der Schichten infolge Ermüdung und ein Herausdrücken des Elastomers zwischen den Metallschichten in der Nähe der Endplatte 14.

Die gleiche Erscheinung, von der man annimmt, daß sie die hohen durch Drucklast verursachten Verformungen an dem radial inneren Abschnitt 29 der elastomeren Schichten in der Nähe der Endplatte 14 hervorruft, erzeugt auch ein ähnliches, wenn auch entgegengesetzt gelagertes Ergebnis in der Nähe des radial außen gelegenen Umfangs des Lagers 10. Insbesondere neigen die radial außen gelegenen Umfangsabschnitte 30 der Schichten 26 und 28 dazu, sich von der Endplatte 14 weg zur Endplatte 12 hin zu bewegen oder auszubiegen. Das Ausbiegen führt dazu, daß die durch die Druckkraft erzeugten Verformungen in den Schichten aus elastomerem Material 26 in der Nähe der Endplatte 14 wesentlich verringert werden, da die Schichten aus nicht-dehnbarem Material 28 sich relativ frei gegen die Endplatte 12 hin bewegen können. Bei Schichten, die näher an der Endplatte 12 liegen, befindet sich jedoch wenig Elastomer zwischen den nicht-dehnbaren Schichten 28 und der im wesentlichen inflexiblen bzw. starren Endplatte 12, um das Biegen der Schicht 28 aufzunehmen. Daraus ergibt sich, daß die radial äußeren Umfangsabschnitte 30 der elastomeren Schichten 26 in der Nähe der Endplatte 12 hoch belastet und verformt werden, wodurch ein zweiter Ansatzpunkt frühen Versagens der elastomeren Schichten gegeben ist, wie er bei den geprüften Ausführungsbeispielen des Lagers 10 aufgetreten ist.

Die vorstehend beschriebene Erklärung scheint durch Computeranalysen mit begrenzten Elementen bestätigt worden zu sein, bei denen die Verformungen in den elastomeren Schichten 26 untersucht wurden. Die bei diesen Computeranalysen erzielten Informationen sind graphisch in der Fig. 5 dargestellt. Die relative, durch Druckkraft ausgelöste Kanten-Scherverformung (d. h. die radiale Verformung, die mit dem Ausbeulen verbunden ist) ist entlang der Vertikalachse des Diagramms in Fig. 5 aufgetragen. Die Lage der Schichten 26, gekennzeichnet durch die Zahlen 1 bis 52, ist längs der Horizontalachse aufgetragen. Die kleinen Zahlen repräsentieren die Schichten 26 in der Nähe der Endplatte 14 und die hohen Zahlen repräsentieren die Schichten 26 in der Nähe der Endplatte 12. Die Kurve 60 entspricht den relativen Belastungen bzw. Verformungen, die auf den radial innen gelegenen Umfangsabschnitten 29 der elastomeren Schichten 26 auftreten. Die Kurve 61 stellt die relativen Belastungen in den radial äußeren Umfangsabschnitten 30 der Schichten 26 dar. Die Kurve 61 ist der Kurve 60 ähnlich, wobei jedoch die linke und die rechte Seite vertauscht sind. Mit anderen Worten steigt die Kurve 61 von einer niedrigen durch Druckkraft erzeugten Kantenscherverformung der Schicht Nr. 1 bis zu einer hohen, durch Druckkraft erzeugten Verformung bzw. Belastung für die Schicht Nr. 52.

Ein Lager 36 gemäß der US-PS 40 40 690 vermeidet die hohen durch Drucklasten erzeugten Verformungen bzw. Beanspruchungen und die daraus entstehende Abnahme der Lebensdauer des Lagers 10 nach Fig. 1. Das Lager 36 der Fig. 3 weist wie das Lager 10 zwei ringförmige und im wesentlichen inflexible bzw. starre Endplatten 38 und 40 auf, die in Axialrichtung voneinander beabstandet sind. Die Endplatte 38 kann an ein anderes Teil, beispielsweise ein (nicht gezeigtes) Fußteil eines Hubschrauber- Rotorblattes unter Verwendung (nicht gezeigter) Bolzen befestigt werden, die in Schraubenlöcher 42 in der flachen oberen Fläche 44 der Endplatte eingeschraubt werden. Auf diese Weise werden Druckbelastungen auf die Oberfläche 44 der Endplatte 38 übertragen. Wie bei dem Lager nach Fig. 1 werden Drehbewegungen des Hubschrauber-Rotorblattes um seine Längsachse durch eine Verzahnung bzw. Keilnuten 46 auf das Lager 36 übertragen, wobei die Keilnuten sich in Längsrichtung des Lagers 36 erstrecken und an einer radial innen gelegenen Umfangsfläche der Endplatte 38 ausgebildet sind. Die Endplatte 40 besitzt einen sich radial nach außen erstreckenden Flansch 48. Bolzenlöcher 50 in einem Flansch 48 sind so ausgebildet, daß die Endplatte 40 an einem (nicht gezeigten) Teil befestigt werden kann, welches das Lager 36 beispielsweise mit einem sphärisch geschichteten Lager in einem Hubschrauber-Rotorblatt-Haltesystem verbindet.

Zwischen den Endplatten 38 und 40 befindet sich eine Vielzahl von einander abwechselnden und miteinander verbundenen ringförmigen Schichten aus elastomerem und nicht-dehnbarem Material 52 bzw. 54. Die Schichten wechseln längs einer gemeinsamen Achse, die sich in Längsrichtung des Lagers 36 erstreckt, derart ab, daß einander benachbarte Schichten 52 und 54 miteinander ausgerichtet und einander übergreifend miteinander verbunden sind. Es sind auch hier wieder zweiundfünfzig elastomere Schichten 52 und einundfünfzig nicht-dehnbare Schichten 54 vorgesehen, wobei sich die Anzahl entsprechend den räumlichen und funktionellen Erfordernissen ändern kann. Wie bei dem Lager nach Fig. 1 werden die Schichten 52 und 54 vorzugsweise aus Naturgummi bzw. Stahl hergestellt, obwohl auch andere elastomere bzw. nicht-dehnbare Materialien verwendet werden können. Die Endplatten 38 und 40 sind mit den benachbarten elastomeren Schichten 52 verbunden.

Jede Schicht 52 und 54 weist einen ringförmigen, radial innenliegenden Umfangs- oder Peripherabschnitt 55 und einen ringförmigen radial außenliegenden Umfangs- oder Peripherabschnitt 56 auf. Die Abschnitte 55 und 56 sind koplanar und liegen senkrecht zur Längsachse des Lagers 36. Zwischen den inneren und äußeren Umfangs- oder Peripherabschnitten 55 und 56 jeder Schicht 52 bzw. 54 ist ein mit diesen Abschnitten aus einem Stück bestehender ringförmiger Zwischenabschnitt 57 angeordnet, der in Längsrichtung zur Endplatte 38 hin vorspringt. Der Zwischenabschnitt 57 jeder Schicht 52 bzw. 54 ist, in Radialschnittrichtung zur Längsachse des Lagers 36 gesehen, von konkav-konvexer Form. Anders ausgedrückt, besitzt jede Schicht 52 und 54 im radialen Halbschnitt gesehen eine flache Außenkante 56, eine mit dieser koplanare Innenkante 55 und einen konkav-konvexen Zwischenabschnitt 57, der die beiden Kantenabschnitte miteinander verbindet. Damit eine gleichmäßige Übertragung der Belastung gewährleistet ist, sind die Endplatten-Oberflächen 58 und 59, die in der Nähe der Schichten 52 angeordnet und mit diesen verbunden sind, so bearbeitet, daß sie der Gestalt der Schichten angepaßt sind.

Die Schichten 52 und 54 des Lagers 36 sind so gestaltet, daß sie dem Lager in Quer- oder Radialrichtung Knick- bzw. Beulstabilität verleihen und die Neigung der Schichten, unter Drucklasten "auszuflachen", verringern. Obwohl in Fig. 3 nicht klar zu erkennen, ragt der Zwischenabschnitt 57 jeder nicht-dehnbaren Schicht 52 und die Oberfläche 59 der Endplatte 40 in die Innenfläche der Biegung der darauffolgenden Schicht 52 oder der Oberfläche 58 der Endplatte 40 in die konkave Höhlung der darauffolgenden Schicht 52 oder der Oberfläche 58 der Endplatte hinein. Die "Symmetrie" der Schichten 52 und 54, im radialen Halbschnitt betrachtet, ergibt die gleiche Querstabilität, wie sie die Schichten 26 und 28 des Lagers 10 ergeben, jedoch mit einer geringeren Höhe oder axialer Erstreckung der Schichten 52 und 54. Bei dieser geringeren "Höhe" besteht auch eine geringere Neigung der Schichten 52 und 54, sich unter Druckbelastung "einzuebnen".

Von diesem geschichteten Lager 36 gemäß Fig. 3 wurde eine Computeranalyse mit begrenzten Elementen durchgeführt. Für alle elastomeren Schichten 52 in dem Lager wurde die gleiche Qualität oder der gleiche Vorrat verwendet und jede elastomere Schicht hat die gleiche Dicke. Dabei zeigte sich, daß die theoretische durch Druckkraft erzeugte Kantenscherverformung der radial innen gelegenen Umfangsabschnitte 55 der elastomeren Schichten 52 im allgemeinen über einen beträchtlichen mittleren Abschnitt in Längsrichtung des Lagers 36 gesehen, die gleiche war. In der Nähe der Endplatte 38 steht jedoch die durch Druckkraft erzeugte Verformung in den Elastomerschichten 52 beträchtlich an, während in der Nähe der Endplatte 40 die durch Druckkraft erzeugte Verformung in den Elastomerschichten wesentlich abnahm. Die relative theoretische, durch Druckkraft erzeugte Verformung bzw. Belastung in jeder Elastomerschicht 52 ist graphisch durch die Kurve 62 in Fig. 5 gegeben. Eine Analyse der durch Druckkraft erzeugten Verformungen bzw. Belastungen in den radial äußeren Umfangsabschnitten 56 der Schichten bzw. Laminate aus elastomerem Material 52 zeigt eine im wesentlichen identische Verteilung der Verformungen bzw. Belastungen, jedoch eine geringere Größe. Mit anderen Worten sind die radial außenliegenden Kanten 56 der elastomeren Schichten 52 in der Nähe der Endplatte 38 relativ großen durch Druckkraft erzeugten Verformungen unterworfen, während die Schichten aus elastomerem Material in der Nähe der Endplatte 40 geringeren durch Druckkraft erzeugten Verformungen unterworfen sind, verglichen mit den Spannungen bzw. Verformungen in dem in Längsrichtung gesehen mittleren Abschnitt des Lagers 36.

Die Änderung in den durch Druckkraft erzeugten Verformungen bzw. Spannungen in der Nähe der Endplatten 38 und 40 im Lager 36 nach Fig. 3 wird auf eine Verformung der Schichten 54 aus nicht-dehnbarem Material im Lager 36 zurückgeführt, wie sie in Fig. 4 strichpunktiert dargestellt ist. Insbesondere trachten die nicht- dehnbaren Schichten 54 unter hohen Druckbelastungen danach, sich einzuebnen. Der konkav-konvexe Zwischenabschnitt 57 jeder Schicht 54 neigt dann dazu, sich in die Ebene der Umfangsabschnitte 55 und 56 zu bewegen. Gleichzeitig neigen die Umfangsabschnitte 55 und 56 jeder Schicht 54 dazu, sich nach oben zu dem konkav-konvexen Zwischenabschnitt 57 jeder Schicht hinzubewegen. In der Nähe der Endplatte 38 können die konkav-konvexen Zwischenabschnitte 57 der nicht-dehnbaren Schichten 54 sich von der im wesentlichen unflexiblen bzw. starren Endplatte deswegen wegbiegen, weil die große Stärke elastomeren Materials zwischen den nicht-dehnbaren Schichten und der Endplatte 40, wie sie durch die vielen Elastomerschichten durch die Gesamtlänge des Lagers 36 hindurch dargestellt wird, diese Ausbiegung aufnehmen kann. Die flachen oder peripheren Abschnitte 55 und 56 der Schichten 54 in der Nähe der Endplatte 38 können sich hingegen nicht frei zur Endplatte 38 hin bewegen. Daher werden die Umfangsabschnitte 55 und 56 der Schichten 52 aus elastomerem Material in der Nähe der Endplatte 38 gequetscht und sehr stark belastet bzw. verformt, wenn sie sich aus dem Zwischenraum zwischen benachbarten Umfangsabschnitten 55 und 56 der nicht-dehnbaren Schichten 54 herausbeulen.

An dem der Endplatte 40 benachbarten Ende des Lagers 36 können sich die ebenen Umfangsabschnitte 55 und 56 jeder Schicht 54 frei gegen die Endplatte 38 hin verbiegen. Obwohl die konkav- konvexen Zwischenabschnitte 57 der nicht-dehnbaren Schichten 54 danach trachten, sich gegen die Endplatte 38 hin zu bewegen, sind die konkav-konvexen Abschnitte 57 der elastomeren Schichten 52 im wesentlichen durch die Umfangsabschnitte 55 und 56 der Schichten 52 in ihrer Bewegung begrenzt. Deshalb können die Zwischenabschnitte 57 der elastomeren Schichten hin ausbeulen. Die hohen Spannungen in den Zwischenabschnitten 57 der elastomeren Schichten 52 in der Nähe der Endplatte 40 werden auf diese Weise im wesentlichen durch eine Komprimierung des Elastomers aufgenommen, ohne daß ein Verschleiß auftritt, wie er bei dem Ausbeulen und dem daraus folgenden Quetschen entsteht, dem die Umfangsabschnitte 55 und 56 der Schichten 52 in der Nähe der Endplatte 38 unterworfen sind. Obwohl die Ausbildung der Schichten 52 und 54 die Höhe der durch Druckkraft erzeugten Verformungen bzw. Belastungen in den Schichten 52 vermindert, stellen die verhältnismäßig höheren Verformungen in den elastomeren Schichten 52 in der Nähe der Endplatte 38 eine Möglichkeit für frühzeitiges Ermüdungsversagen des Lagers 36 dar. Zur Verminderung der durch Druckkraft bzw. Kompression erzeugten Verformungen bzw. Belastungen, dem die verschiedenen elastomeren Schichten 52 längs des Lagers ausgesetzt sind, wurden die sechs der Endplatte 38 nächstliegenden elastomeren Schichten 52 (d. h. die Schichten mit den Nummern 47 bis 52) in einer Ausführungsform des Lagers 36 mit einem Elastomer gefertigt, das steifer ist und einen höheren Elastizitätsmodul (d. h. Young-Modul) aufweist, als das Elastomer in den Schichten des in Längsrichtung gesehenen mittleren Abschnitts des Lagers. Der höhere Elastizitätsmodul des Elastomers ergibt einen höheren Kompressionsmodul und eine höhere Kompressionssteifigkeit der einzelnen Schichten 52. Die sich daraus ergebende Abnahme der durch Druckkraft hervorgerufenen Verformungen in den Schichten 52 wird durch die gestrichelte Linie 64 in Fig. 5 dargestellt. Die Abnahme der durch Druckbelastung erzeugten Verformungen war wohl vorteilhaft, sie führte jedoch zu einer unnötigen oder übermäßigen Verringerung der Verformungen in den Schichten mit den Nummern 48 bis 51. Die Verwendung eines steiferen Elastomers in den Schichten mit den Nummern 47 bis 52 erhöhte überdies die Torsionsfederkonstante des gesamten Lagers 36 auf einen unerwünscht hohen Wert.

Bei einer zweiten Ausführungsform mit dem Lageraufbau nach Fig. 3 wurden alle elastomeren Schichten des Lagers 36 aus einem Elastomer hergestellt, das etwas steifer war als das Elastomer der ersten Ausführungsform. Die theoretischen durch Druckbelastung erzeugten Verformungen in den Elastomerschichten 52 des Lagers 36 mit dem steiferen Elastomer sind mit der Kurve 66 in Fig. 5 gezeigt. Zur Verminderung der durch Druckkraft erzeugten Verformungen bzw. Spannungen in den Schichten 52 in der Nähe der Endplatte 38, wurden die sechs elastomeren Schichten 52 (d. h. die Schichten mit den Nummern 47 bis 52) in der Nähe der Endplatte 36 wiederum aus einem Elastomer hergestellt, das steifer war oder einen höheren Elastizitätsmodul besaß als das in dem in Längsrichtung gesehenen mittleren Abschnitt des Lagers verwendete Elastomer. Statt jedoch die Schicht mit den Nummern 47 bis 52 aus dem gleichen Elastomer herzustellen, wurden die Schichten Nr. 47, 48 und 49 aus einer ersten Elastomerart gebildet, während die Schichten mit den Nummern 50, 51 und 52 aus einer zweiten Elastomerart mit größerer Steifheit als sowohl das für die Schichten 47, 48 und 49 als auch für den in Längsrichtung gesehenen Mittelabschnitt des Lagers 36 verwendete Elastomer hergestellt. Die Resultate einer Computeranalyse mit begrenzten Elementen der Verformungen bzw. Spannungen in den abgewandelten elastomeren Schichten 52 des Lagers sind in der gestrichelten Linie 68 dargestellt, die sich von der durchgezogenen Linie 66 der Fig. 5 weg erstreckt. Die Verformungen bzw. Belastungen in den Schichten mit den Nummern 47 bis 52 sind ebenso wie bei der vorher beschriebenen Ausführungsform des Lagers 36 herabgesetzt, doch führte diese Herabsetzung zu einem nahezu gleichen Verformungs- bzw. Spannungswert in jeder Schicht.

Die Verwendung eines relativ steifen Elastomers in den elastomeren Schichten 52 in der Nähe der Endplatte 38 erhöht die Torsionsfederkonstante des Lagers 36. In Abhängigkeit von der Anwendung des Lagers 36 kann eine Erhöhung der Torsionsfederkonstante oder der Steifheit des Lagers zulässig sein oder auch nicht. Wenn eine erhöhte Torsionsfederkonstante nicht zulässig ist, kann die Federkonstante herabgesetzt werden, indem man von den verhältnismäßig geringen, durch Kompressionsbelastungen hervorgerufenen Verformungen bzw. Spannungen in den elastomeren Schichten 52 in der Nähe der Endplatte 40 Gebrauch macht. Dadurch daß diese Schichten 52 aus einem Elastomer mit verhältnismäßig niedrigem Elastizitätsmodul hergestellt werden, hat jede Schicht sowohl eine verhältnismäßig geringe Kompressionssteifigkeit als auch eine verhältnismäßig geringe Torsionssteifigkeit. Das weichere Elastomer bewirkt, daß die Schicht 52 sich in einem größeren Ausmaß unter der Druckbelastung ausbeult und dabei einer größeren Verformung bzw. Spannung durch Druckbelastung ausgesetzt ist. Eine größere Verformung ist jedoch wegen der relativ größeren Verformungen bzw. Spannungen, denen die elastomeren Schichten in dem in Längsrichtung gesehenen mittleren Abschnitt (d. h. die Schichten mit den Nummern 7 bis 46) des Lagers 36 ausgesetzt sind, annehmbar. Gleichzeitig gleicht die vergrößerte Torsions-"Weichheit" oder die verminderte Torsionssteifigkeit der Schichten 52 in der Nähe der Endplatte 40 die vergrößerte Torsionssteifigkeit der Schichten 52 in der Nähe der Endplatte 38 aus.

Bei dem Lager 36, das in dem in Längsrichtung gesehenen mittleren Abschnitt des Lagers Elastomere des gleichen Vorrats bzw. der gleichen Qualität enthält und zwei steifere Qualitäten in der Nähe der Endplatte 38, wurden weichere Elastomere in den sechs elastomeren Schichten in der Nähe der Endplatte 40 verwendet. Die elastomeren Schichten mit den Nummern 1, 2 und 3 wurden aus einem Elastomer hergestellt, das weicher was als das Elastomer, das sonst in dem Lager verwendet wurde. Die elastomeren Schichten mit den Nummern 4, 5 und 6 wurden aus einem Elastomer mit einem Elastizitätsmodul geformt, der größer war als der Elastizitätsmodul das Elastomers in den Schichten mit den Nummern 1, 2 und 3, jedoch geringer, als die Elastizitätsmoduln der Elastomere in den Schichten mit den Nummern 7 bis 52. Die Ergebnisse einer Computeranalyse der Änderungen in den durch Drucklasten erzeugten Verformungen bzw. Spannungen sind durch die gestrichelte Linie 70 in Fig. 5 dargestellt, die sich von der durchgezogenen Linie 66 weg erstreckt. Die Verwendung progressiv steiferer Elastomere in den Schichten aus elastomerem Material 52 in der Nähe der oberen Endplatte 38 (mit dem Ziel, höhere Kompressionsmoduln für die Schichten zu erzielen), unter gleichzeitiger Verwendung zunehmend weicherer Elastomere in den Schichten 52 aus elastomerem Material in der Nähe der Endplatte 40 (um niederere Kompressionsmoduln für diese Schichten zu erzielen), ermöglicht eine wesentliche Ausgleichung der durch Druckbelastung erzeugten Verformungen bzw. Spannungen über das gesamte elastomere Lager 36 hinweg, ohne die Torsionsfederkonstante des Lagers wesentlich zu beeinflussen.

Obwohl das Abstufen der Steifheit der elastomeren Schichten in einem geschichteten Lager dazu genutzt werden kann, die durch Drucklasten erzeugten Verformungen bzw. Spannungen in einem Lager zu beeinflussen, dessen Schichten derart gestaltet sind, daß sie gegen das eine Ende des Lagers hin vorspringen, ist diese Abstufung besonders für solche Lager vorteilhaft, deren Schichten im Radialhalbschnitt ähnlich wie die Schichten 52 und 54 des Lagers 36 der Fig. 3 symmetrisch gestaltet sind. Mit der Symmetrie im radialen Halbschnitt der Schichten 52 und 54 verändern sich die durch Druckbelastung hervorgerufenen Verformungen der radial inneren und äußeren Umfangsabschnitte der elastomeren Schichten 52 gleichmäßig von einem niedrigen Wert in den Schichten 52 in der Nähe der Endplatte 40 zu einem hohen Wert in den Schichten 52 benachbart der Endplatte 38. Eine für die inneren Umfangsabschnitte 55 der Schichten 52 geeignete Abstufung der Elastomer-Qualitäten ist also auch eine geeignete Qualitätsabstufung für die äußeren Umfangsabschnitte 56 der Schichten. Im Gegensatz dazu verändern sich bei dem Lager 10 der Fig. 1 die durch Druckbelastung hervorgerufenen Verformungen bzw. Spannungen in den radial inneren Umfangsabschnitten 29 der elastomeren Schichten 26 genau in der entgegengesetzten Richtung wie die durch Druckbelastung hervorgerufenen Spannungen in den radial äußeren Umfangsabschnitten 30 der elastomeren Schichten. Wenn also jede elastomere Schicht 26 des Lagers 10 der Fig. 1 aus einzelnen elastomeren Qualitäten gefertigt ist, müssen die Schichten 26 in der Nähe beider Endplatten 12 und 14 aus verhältnismäßig steifen elastomeren Qualitäten hergestellt werden. Während eine solche Ausbildung zwar günstige Auswirkungen auf die durch hohe Druckbeanspruchung hervorgerufenen Spannungen und Verformungen in den elastomeren Schichten 26 hat, erhöht sich jedoch die Torsionsfederrate des Lagers 10, was wünschenswert sein kann oder nicht. Es wäre jedoch denkbar, die elastomere Steifigkeit innerhalb jeder Schicht (beispielsweise radial) abzustufen oder zu verändern, und zwar in Verbindung mit einer Abstufung der Steifigkeit aufeinanderfolgender Schichten. Eine radiale Abstufung der elastomeren Steifigkeit wird die Herstellungskosten eines Lagers, wie beispielsweise des Lagers 10, natürlich erhöhen. Gleichzeitig bietet die radiale Abstufung Vorteile beim Ausgleichen oder Minimieren des Zuwachses der Torsionsfederkonstante, die mit der Abstufung der elastomeren Steifheit von Schicht zu Schicht verbunden wäre, und Vorteile bei der Minimierung des Unterschieds zwischen den kompressionsinduzierten Scherspannungen, die an dem inneren Umfangsabschnitt 29 und dem äußeren Umfangsabschnitt 30 jeder elastomeren Schicht 26 auftreten. Wenn die druckspannungsinduzierten Scherbelastungen in den beiden Umfangsabschnitten 29 und 30 soweit wie möglich gleichgehalten werden können, ist es weniger wahrscheinlich, daß einer der beiden Umfangsabschnitte nennenswert eher als der andere Umfangsabschnitt ausfallen wird.

Zur Erzielung einer wirksamen Abstufung der Steifigkeit oder des Elastizitätsmoduls des Elastomers in jeder Schicht 26 des Lagers 10 muß der Modul in dem oder den Abschnitten jeder Schicht erhöht werden, die eine hohe kompressionsinduzierte Scherbelastung erfahren würden, wenn die Schicht eine durchgehende gleiche Steifigkeit oder Modul hätte. Aus den Kurven 60 und 61 in der Fig. 5 ist zu erkennen, daß die radial inneren Umfangsabschnitte 29 der elastomeren Schichten Nr. 1 bis 37 höhere kompressionsinduzierte Scherbelastungen erfahren, als ihre radial äußeren Gegenstücke 30, wenn jede Schicht einen einzigen, durchgehenden Elastizitätsmodul aufweist. Folglich müssen die radial inneren Umfangsabschnitte 29 der elastomeren Schichten mit den Nummern 1 bis 37 mit einem höheren Elastizitätsmodul versehen werden, als die radial äußeren Abschnitte 30, wenn die beiden Abschnitte 29 und 30 jeder Schicht nahezu gleiche kompressionsinduzierte Scherbelastungen erfahren sollen. Bei den elastomeren Schichten mit den Nummern 38 bis 52 treten andererseits an den radial äußeren Umfangsabschnitten 30 höhere kompressionsinduzierte Scherbelastungen auf, als an den radial inneren Umfangsabschnitten 29, wenn jede Schicht einen einzigen durchgehenden Elastizitätsmodul aufweist. Es müssen also die radial äußeren Umfangsabschnitte 30 der elastomeren Schichten mit den Nummern 38 bis 52 einen höheren Elastizitätsmodul aufweisen, als die radial inneren Umfangsabschnitte der Schichten, damit der Unterschied zwischen den in den beiden Umfangsabschnitten auftretenden kompressionsinduzierten Scherbelastungen auf ein Minimum gebracht wird.

Eine radiale Abstufung des Elastizitätsmoduls jeder elastomeren Schicht 26, wie oben beschrieben, neigt dazu, entsprechende Punkte auf den Kurven 60 und 61 näher aneinanderzurücken. Wenn die radiale Abstufung mit der axialen Schicht-zu-Schicht-Abstufung der Elastizitätsmodule, wie vorstehend beschrieben, kombiniert wird, dann neigen die Kurven 60 und 61 ebenfalls dazu, sich abzuflachen, wodurch angezeigt wird, daß die entsprechenden Abschnitte der aufeinanderfolgenden Schichten in vermehrtem Umfang etwa gleiche kompressionsinduzierte Scherbelastungen erfahren. Wenn die radialen und axialen Modulabstufungen nur in einer Erhöhung der Elastizitätsmoduln ausgewählter Abschnitte der elastomeren Abschnitte 26 im Vergleich zu dem angenommen durchgehend gleichförmigen Modul der elastomeren Schichten zur Erzeugung der Kurven 60 und 61, bestehen, dann können nichtsdestoweniger andere Eigenschaften des Lagers 10 nachteilig beeinflußt werden. Höhere Elastizitätsmoduln erzeugen beispielsweise höhere Axial- und Torsionsfehlerkonstanten für das Lager 10. In Abhängigkeit von den Konstruktionsforderungen können solche erhöhte Federkonstanten unannehmbar sein.

Wenn es z. B. erforderlich ist, die Veränderungen der durch Druckbelastungen hervorgerufenen Scherbeanspruchungen innerhalb der elastomeren Schichten 26 auf ein Minimum zu bringen, ohne die durch Verwendung eines einzigen Moduls oder einer einzigen Elastizität y für alle elastomeren Schichten bestimmten Torsions- und Axialfederkonstanten nennenswert zu beeinflussen, dann kann eine aufwendigere radiale Abstufung der Moduln erforderlich sein. Mit dem Elastizitätsmodul y als Basis sollten einige Abschnitte der elastomeren Schichten 26 einen höheren Elastizitätsmodul x aufweisen, während andere Abschnitte der Schichten einen niedrigeren Elastizitätsmodul z haben sollten. Zusätzlich sollten nur diejenigen elastomeren Schichten 26, die die stärksten Veränderungen der durch Druckbelastung hervorgerufenen Scherbeanspruchung von Umfang zu Umfang erfahren, radial abgestufte Elastizitätsmoduln aufweisen. Beispielsweise sollten die inneren Umfangsabschnitte 29 der elastomeren Schichten mit den Nummern 1 bis 12 mit dem Elastizitätsmodul x ausgestattet werden, wenn die Kurve 60 die durch Druckbelastung hervorgerufenen Scherbeanspruchungen bei einem Elastizitätsmodul y darstellt. Der höhere Elastizitätsmodul vermindert die durch Druckbelastung hervorgerufenen Scherbeanspruchungen in den Abschnitten 29 auf Werte, die nahezu gleich den Scherbeanspruchungen an den inneren Umfangsabschnitten 29 der Schichten mit den Nummern 13 bis 42 sind. Die äußeren Umfangsabschnitte 30 der elastomeren Schichten mit den Nummern 1 bis 12 sollten andererseits mit dem Elastizitätsmodul z versehen werden. Die Verwendung des Elastizitätsmoduls z erhöht die durch Druckbelastung hervorgerufenen Scherbeanspruchungen im Vergleich mit den beim Modul y, wie durch die Kurve 61 der Fig. 5 gegeben, hervorgerufenen Spannungen bzw. Verformungen. Eine Erhöhung der kompressionsinduzierten Scherbeanspruchungen in den radial äußeren Umfangsabschnitten 30 der elastomeren Schichten mit den Nummern 1 bis 12 wird die Spannungen bzw. Verformungen in den Abschnitten 30 der Schichten mit den Nummern 1 bis 12 auf Werte anheben, die nahezu gleich den an den äußeren Umfangsabschnitten 30 der Schichten mit den Nummern 13 bis 42 auftretenden Spannungen sind. Der niedrigere Elastizitätsmodul z in den Umfangsabschnitten 30 gleicht überdies den höheren Elastizitätsmodul x in den Umfangsabschnitten 29 bezüglich der Auswirkung auf die Torsionsfederkonstante des Lagers 10 aus. Um weiterhin die Auswirkung der Veränderung des Elastizitätsmoduls auf die Torsions- und Axialfederkonstanten des Lagers 10 auf ein Minimum zu bringen, sollte der Elastizitätsmodul y in den Abschnitten 31 der Schichten mit den Nummern 1 bis 12 beibehalten werden.

Die Torsionsfederkonstante oder Torsionssteifigkeit jedes elastomeren Elements ist umgekehrt proportional zu dessen Dicke und direkt proportional zu seinem Schermodul, seiner gebundenen Oberfläche und dem Quadrat des Abstandes zu der Achse, um welche die Torsionsbewegung stattfindet. Der Schermodul eines Elastomers ist direkt proportional zu seinem Elastizitätsmodul. Für die meisten üblichen Elastomerqualitäten beträgt der Schermodul ein Drittel bis ein Viertel des Elastizitätsmoduls. Bei dem Lager 10 ist die Dicke jeder elastomeren Schicht 26 durchgehend konstant. Die gebundene Oberfläche des äußeren Umfangsabschnittes 30 jeder elastomeren Schicht 26 ist entschieden größer als die gebundene Oberfläche des Abschnitts 29 jeder Schicht und wahrscheinlich größer als die gebundene Oberfläche des Abschnitts 31. Der Abstand zur Rotationsachse ist ebenfalls am größten für den äußeren Umfangsabschnitt 30 jeder Schicht 26. Also wird der Elastizitätsmodul des Elastomers in den radial äußeren Umfangsabschnitten 30 der Schichten 26 den größten Einfluß auf die Torsionsfederkonstante des Lagers 10 haben. Wenn der Elastizitätsmodul wie im vorstehenden Abschnitt beschrieben abgestuft ist, sollte die Torsionsfederkonstante jeder Schicht und jeder Gruppe von Schichten für die Schichten mit den Nummern 1 bis 12 tatsächlich geringer sein als die entsprechende Federkonstante, wenn der Elastizitätsmodul y durchgehend verwendet würde.

Wenn drei verschiedene Elastizitätsmoduln in den elastomeren Schichten mit den Nummern 1 bis 12 des Lagers 10 verwendet werden, können auch mit Vorteil drei verschiedene Moduln in den elastomeren Schichten mit den Nummern 43 bis 52 beispielsweise verwendet werden. Dabei wird jedoch die Richtung, in der die Moduln abgestuft sind, umgekehrt sein. Die radial äußeren Umfangsabschnitte 30 der Schichten mit den Nummern 43 bis 52 sollten also einen Elastizitätsmodul x, die Mittelabschnitte 31 sollten einen Elastizitätsmodul z aufweisen. Die Auswirkung der durch Druckbeanspruchung erzeugten Scherspannungen werden im Vergleich zu einem Lager 10 mit nur einem Elastizitätsmodul y in einem geringeren Unterschied zwischen den Spannungen bzw. Verformungen in den inneren und äußeren Umfangsabschnitten 29 und 30 jeder Schicht mit den Nummern 43 bis 52 bestehen. Die Torsionsfederkonstanten für die Schichten mit den Nummern 43 bis 52 werden im Vergleich zu den Federraten der Schichten mit einem einzigen Elastizitätsmodul y ansteigen. Die Gesamtauswirkung auf die Torsionsfederkonstante des Lagers 10 sollte nichtsdestoweniger vernachlässigbar sein, wenn die elastomeren Schichten mit den Nummern 1 bis 12 mit radial in entgegengesetzter Richtung abgestuften Moduln, wie oben beschrieben, ausgestattet sind.

Die vorstehende Diskussion befaßte sich mit der radialen Abstufung der Elastizitäsmoduln in einem geschichteten elastomeren Lager 10, welches elastomere Schichten mit einer verhältnismäßig ungewöhnlichen Gestaltung aufweist. Die radiale Abstufung der Elastizitätsmoduln kann jedoch vorteilhafterweise auch in laminierten elastomeren Lagern eines mehr herkömmlichen Aufbaus verwendet werden. In der Fig. 6 ist ein geschichtetes elastomeres Lager 80 dargestellt, welches zur Verwendung als Schwenklager in einem Neigungssteuersystem für ein Hubschrauber-Heckrotorblatt (nicht gezeigt) geeignet und bestimmt ist. Das Lager 80 weist zwei ringförmige und im wesentlichen nicht biegbare bzw. starre Endglieder oder Endplatten 82 und 84 auf, die axial im Abstand zueinander angeordnet sind. Zwei diametral gegenüberliegende Bolzenlöcher (nicht gezeigt), die in einer flachen oberen Oberfläche 88 der Endplatte 82 geformt sind, ermöglichen, die Endplatte an einem weiteren Teil zu befestigen, beispielsweise an einer Hohlwelle (nicht gezeigt), die ein Hubschrauber-Heckrotorblatt mit einem Neigungsverbindungsarm (nicht gezeigt) verbindet. Eine entsprechend ebene untere Oberfläche 90 der Endplatte 84 kann beispielsweise durch Klemmen oder Klebebindung an einem Teil, wie beispielsweise einem Bügel (nicht gezeigt) befestigt sein, der zwei diametral gegenüberliegende Heckrotorblätter (nicht gezeigt) miteinander verbindet. Dadurch werden anfänglich auf das Lager 80 in einer allgemein zu den flachen Oberflächen 88 und 90 senkrechten Oberflächen Druckbelastungen ausgeübt. Das Lager 80 ermöglicht auch Rotationsbewegungen um die Längsachse 92 des ringförmigen Lagers und um eine Achse 94, die senkrecht zur Achse 92 orientiert ist. Die Achse 94 ist in einem geringen Abstand und parallel zur unteren Oberfläche 90 der Endplatte 84 angeordnet.

Zwischen den Endplatten 82 und 84 ist eine Vielzahl von einander abwechselnden und miteinander verbundenen ringförmigen Lagen oder Laminatschichten eines elastomeren Materials und eines nichtdehnbaren Materials 96 bzw. 98 angeordnet. Die Schichten 96 und 98 wechseln sich entlang der Längsachse 92 des Lagers 80 ab, wobei benachbarte Schichten 96 und 98 miteinander verbunden und zueinander sich überlappend ausgerichtet sind. Wie bei den Lagern 10 und 36 der Fig. 1 bzw. 3, sind die Schichten 96 und 98 vorzugsweise aus natürlichem Gummi und Stahl geformt, obwohl andere Elastomere und nicht-dehnbare Materialien verwendet werden können. Die Endplatten 82 und 84 sind mit benachbarten elastomeren Schichten 96 verbunden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel des Lagers 80 sind dreizehn elastomere Schichten 96 und elf nicht-dehnbare Schichten 98 vorgesehen.

Zwischen den Endplatten 82 und 84 ist ein im wesentlichen starrer ringförmiger Einsatz 100 vorgesehen, der zwischen zwei benachbarten elastomeren Schichten 96 angeordnet und mit diesen verbunden ist. Der starre Einsatz 100 teilt die elastomeren und nicht-dehnbaren Schichten 96 und 98 in zwei Gruppen. Die elastomeren Schichten 96 a und die nicht-dehnbaren Schichten 98 a zwischen der Endplatte 82 und dem Einsatz 100 bestehen aus allgemein flachen ringförmigen Elementen. Dabei sind fünf elastomere Schichten 96 a und vier nicht-dehnbare Schichten 98 a vorgesehen. Die Dicke der elastomeren Schichten 96 a vergrößert sich geringfügig von Schicht zu Schicht in Richtung von der Endplatte 82 weg zum Einsatz 100 hin. Die nicht-dehnbaren Schichten 98 a weisen alle die gleiche Dicke auf. Zwischen der Endplatte 84 und dem Einsatz 100 sind acht elastomere Schichten 96 b und sieben nicht-dehnbare Schichten 98 b vorgesehen. Jede der Schichten 96 b und 98 b ist als ringförmiger Abschnitt einer Kugel geformt. In der Nähe ihrer radial äußeren Umfänge weisen die nicht-dehnbaren Schichten 98 b ebene Flansche 102 auf, die das Positionieren der nicht-dehnbaren Laminate bzw. Schichten in einer Form während der Herstellung des Lagers erleichtern. Jedes der nicht-dehnbaren Laminate 98 b weist die gleiche Dicke auf. Die elastomeren Laminatschichten 96 b vermindern sich andererseits progressiv in ihrer Dicke in Richtung weg von der Endplatte 84 auf den Einsatz 100 zu.

Zur Darstellung der Auswirkung einer radialen Abstufung der Elastizitätsmoduln auf die durch Druckbelastung hervorgerufenen Scherbeanspruchungen in den elastomeren Schichten eines geschichteten elastomeren Lagers wurde eine Computeranalyse mit begrenzten Elementen für ein geschichtetes Lager durchgeführt, das im wesentlichen identisch zu dem in Fig. 6 dargestellten Lager 80 war. Die Analyse mit endlichen Elementen wurde unter Verwendung eines Rechenprogramms durchgeführt, das aus dem Programm TEXGAP für endliche Elemente abgeleitet wurde, welches von R. S. Dunham und E.B. Becker an der Universität von Texas in Austin entwickelt worden ist. Der allgemeine analytische Aufbau ist im einzelnen in der Veröffentlichung "Application of Finite-Element Method To the Analysis Of High-Capacity Laminated Elastomeric (Incompressible) Parts" von B.P. Gupta und R.H. Finney. Die Veröffentlichung dieser Druckschrift erfolgte 1977 bei dem Frühlingstreffen der Society For Experimental Stress Analysis in Dallas, Texas, 15.-20. Mai, und trug die Bezeichnung D-13. Obwohl die Analyse des Lagers 80 alle der elastomeren und nicht-dehnbaren Schichten 96 und 98 in dem Lager umfaßte, sind in dieser Druckschrift nur die Ergebnisse der Analyse der sphärischen Schichten 96 b und 98 b angegeben. Die radiale Abstufung der Moduln an den scheibenförmigen Schichten 96 a zeigte keinen Vorteil. Bei der Analyse wurden unterschiedliche Elastizitätsmoduln durch die Verwendung unterschiedlicher Bestände von Elastomeren erzielt. Es wurde jedoch gefunden, daß die Veränderung der Elastizitätsmoduln zwischen den Elastomervorräten, die regelmäßig von dem Anmelder der vorliegenden Erfindung bei der Herstellung von laminierten elastomeren Lagern vorgenommen wurde, zu groß war, um eine wirksame Abstufung der Moduln in den Schichten 96 a des Lagers 80 zu ermöglichen. Eine wirksame Abstufung der Elastizitätsmoduln in den Laminatschichten 96 a würde die Annahme erfordert haben, daß speziell hergestellte Vorräte von Elastomer mit speziellen Elastizitätsmoduln verfügbar sind. Obwohl speziell gefertigte Vorräte möglich sind, würden die Fertigungskosten normalerweise die Betrachtung eines Lageraufbaus, der spezielle Vorräte von Elastomeren benötigt, nicht rechtfertigen.

Bei der anfänglichen Analyse der elastomeren und nicht-dehnbaren Laminatschichten 96 b und 98 b des Lagers 80 wurde angenommen, daß aufeinanderfolgende Schichten 96 b progressiv abnehmende Elastizitätsmoduln mit zunehmendem Abstand von der Endplatte 84 und dem sphärischen Mittelpunkt (nicht gezeigt), um den die Laminatschichten 96 b und 98 b konzentrisch angeordnet sind, aufweisen. Es wurde jedoch angenommen, daß jede elastomere Laminatschicht 96 b durchgehend aus der gleichen Elastomerqualität gefertigt ist. Ebenfalls angenommen wurde, daß jede Laminatschicht 96 b und 98 b in sechs ringförmige Abschnitte gleicher Breite aufgeteilt ist, wie es in der linken Hälfte der Fig. 6 dargestellt ist. Die theoretischen durch Druckbelastung hervorgerufenen Scherbeanspruchungen in den radial innersten Umfangsabschnitten 103 der elastomeren Schichten 96 b erwiesen sich als geringfügig ansteigend von Schicht zu Schicht in einer Richtung weg von der Endplatte 84 auf den Einsatz 100 zu. Die relative theoretische durch Druckbelastung hervorgerufene Scherbelastung in dem radial innersten Abschnitt 103 jeder Elastomerschicht 96 b ist graphisch mit der Kurve 110 in Fig. 7 dargestellt. Die Laminatschichten sind so numeriert, daß die der Endplatte 84 nächste Schicht 96 b die Nummer 1 trägt und die dem Einsatz 100 nächste Laminatschicht die Nummer 8. Die entsprechenden relativen kompressionsinduzierten Scherbelastungen in den radial äußersten Umfangsabschnitten 108 der Laminatschichten 96 b aus elastomerem Material zeigten einen entsprechenden Anstieg von Schicht zu Schicht in einer Richtung weg von der Endplatte 84, wie er in der Kurve 112 in Fig. 7 gezeigt ist. Ein Vergleich der Kurven 110 und 112 zeigt, daß die kompressionsinduzierten Scherbeanspruchungen in der Nähe der radial inneren Umfänge der elastomeren Laminatschichten 96 b beträchtlich höher sind, als die kompressionsinduzierten Scherbelastungen in der Nähe der entsprechenden äußeren Umfänge der elastomeren Laminatschichten.

Bei einer zweiten Computeranalyse des Lagers 80 wurde angenommen, daß einige der elastomeren Laminatschichten 96 b mehr als einen Elastizitätsmodul aufweisen. Der Elastizitätsmodul der elastomeren Schicht 96 b, die der Endplatte 84 am nächsten ist (Nummer 1), wurde gegen dem bei der anfänglichen Analyse angenommenen Modul nicht verändert. Die in dieser elastomeren Schicht 96 b verwendete Elastomerqualität war die steifste Qualität mit dem höchsten Modul, der normalerweise vom Anmelder bei der Herstellung von laminierten elastomeren Lagern verwendet wird. Für die nachfolgenden sechs elastomeren Laminatschichten 96 b (Nummern 2 bis 7) wurde angenommen, daß die beiden mittleren Elemente 105 und 106, in welche jede Laminatschicht aufgeteilt war, die Elastomerqualität der ersten Computeranalyse beibehielten. Die radial innersten beiden Abschnitte 103 und 104 jeder elastomeren Laminatschicht 96 b wurden als aus einer Elastomerqualität hergestellt angenommen, die einen Elastizitätsmodul aufweist, welcher größer ist als der Elektrizitätsmodul des für die Zentralabschnitte 105 und 106 der Schicht verwendeten Elastomers. Die beiden radial äußersten Abschnitte 107 und 108, in welche jede der elastomeren Schichten 96 b für Analysezwecke unterteilt ist, wurde als aus einer Elastomerqualität hergestellt angenommen, die einen Elastizitätsmodul aufweist, der geringer ist als der Elastizitätsmodul der Elastomerqualität der beiden mittleren Abschnitte 105 und 106 der Schicht. Mit Ausnahme der der Endplatte 84 und dem Einsatz 100 nächstgelegenen elastomeren Schichten 96 b wies jede der elastomeren Schichten 96 b eine zentrale ringförmige Zone aus einem Elastomer auf, welches den gleichen Elastizitätsmodul aufwies, wie das in der ersten Analyse für die gleiche Schicht betrachtete Elastomer, sowie eine radial innerste, ringförmige Zone, die einen Elastizitätsmodul aufweist, der größer ist als der Elastizitätsmodul der zentralen Zone der Schicht, und eine radial äußerste ringförmige Zone, mit einem Elastizitätsmodul, der kleiner ist als der Elastizitätsmodul der Zentralzone. Die dem Einsatz 100 nächstgelegene elastomere Laminatschicht 96 b (Nummer 8) hatte allgemein die gleiche Abstufung von Modulen wie die benachbarten Laminatschichten 96 b, mit der Ausnahme, daß die radial äußersten Abschnitte 107 und 108 der Schicht unabsichtlich mit einem höheren Elastizitätsmodul als alle anderen Abschnitte der Laminatschicht angenommen wurden.

Die relativen theoretischen durch Druckbelastung hervorgerufenen Scherbeanspruchungen in den radial innersten Abschnitten 103 der elastomeren Schichten 96 b des Lagers 80, wie während der zweiten Analyse berechnet, sind graphisch mit der gestrichelten Kurve 114 in der Fig. 7 dargestellt. Wie zu sehen ist, sind die durch die Kurve 114 dargestellten Belastungen bzw. Verformungen durchgehend kleiner als die entsprechenden, von der Kurve 110 dargestellten Spannungen. Die relativen theoretischen durch Druckbelastung hervorgerufenen Scherbeanspruchungen in den radial äußersten Abschnitten 108 der elastomeren Laminatschichten 96 b, entsprechend der zweiten Analyse, sind graphisch mit der gestrichelten Kurve 116 in der Fig. 7 dargestellt. Ein Vergleich der Kurve 116 und der entsprechenden Kurve 112 der ersten Analyse zeigt, daß mit Ausnahme der Laminatschichten mit den Nummern 1 und 8 die theoretischen durch Druckbelastung hervorgerufenen Scherbeanspruchungen in jeder der Schichten 96 b bezüglich der bei der ersten Analyse berechneten Belastungen anstiegen. Wichtiger jedoch ist, daß die Kurven 114 und 116 allgemein gesprochen viel näher beieinanderliegen als die Kurven 110 und 112. Mit anderen Worten, wenn jede Laminatschicht 96 b mit einem einzigen Elastizitätsmodul angenommen wurde, dann erfuhr das Elastomer in jeder Schicht in der Nähe der inneren Umfangsoberfläche der Schicht eine durch Druckbelastung hervorgerufene Scherbeanspruchung, die allgemein 10 bis 20% größer war als die durch Druckbeanspruchung hervorgerufene Scherbelastung, die im Elastomer in der Nähe der radial äußersten Umfangsoberfläche der Laminatschicht auftrat. Wenn der Elastizitätsmodul jeder elastomeren Laminatschicht 96 b in radialer Richtung gemäß der Erfindung abgestuft war, dann erwies sich andererseits der Unterschied zwischen den beiden durch Druckbelastung hervorgerufenen Kantenscherbeanspruchungen als allgemein auf 5-10% vermindert. Wie sich bei Betrachtung der Veränderung der durch Druckbelastung hervorgerufenen Kantenscherbelastungen für die Laminatschicht Nr. 8 zeigt, hat die Verwendung eines steiferen oder mit höherem Modul versehenen Elastomers auf beiden Seiten einer weicheren Mittelzone des Elastomers nicht den gewünschten Effekt, den Unterschied zwischen den durch Druckbelastung hervorgerufenen Kantenscherbeanspruchungen der Schicht zu vermindern. Obwohl die absoluten Werte der durch Druckbelastung hervorgerufenen Kantenscherbeanspruchungen in der Laminatschicht Nr. 8 gemäß der zweiten Analyse vermindert wurden, hat sich der Unterschied zwischen den beiden Kantenscherbeanspruchungen in jeder Schicht sowohl in absoluten Werten als auch prozentual vergrößert.

Wie durch die Unterbrechungslinien der Ordinate der Fig. 7 angedeutet, wurde die Größe der Unterschiede zwischen den Kurven 110, 112, 114 und 116 zur besseren Darstellung übertrieben dargestellt. Die Kurven 110, 112, 114 und 116 zeigen auch nicht die durch Druckbeanspruchungen hervorgerufenen Scherbelastungen der inneren vier Abschnitte 104, 105, 106 und 107, in die jede der elastomeren Laminatschichten 96 b gedanklich aufgeteilt war. Die Computeranalysen zeigten jedoch, wie erwartet, daß die durch Druckbelastung hervorgerufenen Scherbeanspruchungen in jeder Laminatschicht 96 b mit wachsendem Abstand von den Kanten der Laminatschichten abnehmen. An einem verhältnismäßig nahe dem Mittelpunkt jeder elastomeren Laminatschicht 96 b gelegenen Punkt ist die durch Druckbelastung hervorgerufene Scherbeanspruchung im wesentlichen gleich Null. Es sollte auch angemerkt werden, daß bei den vorstehenden Computeranalysen angenommen wurde, daß bei Verwendung unterschiedlicher Elastomerqualitäten in einer Schicht, die einzelnen Elastomerqualitäten sich nicht vermischen, beispielsweise um so ihre jeweiligen Elastizitätsdmoduln zu verändern. In der Praxis wird jedoch eine klare Trennung zwischen benachbarten elastomeren Qualitäten oder Zonen nicht möglich sein.

Nach gegenwärtiger Vorstellung werden bei der Herstellung eines Lagers, wie dem Lager 80, bei dem die elastomeren Laminatschichten 96 b radial nach Elastizitätsmoduln abgestuft sind, drei konzentrische Ringe aus Elastomer 118, 120 und 122 für jede Laminatschicht als Gruppe hergestellt, wie in der Fig. 6A gezeigt. Die konzentrischen Ringe 118 bis 122 werden aus geglätteter Vorratsware mit gleichförmiger Dicke und dem gewünschten Elastizitätsmodul geschnitten. In der Fig. 6A hat z. B. der Ring 118 den höchsten Elastizitätsmodul, der Ring 122 den niedrigsten Modul und der Ring 120 einen mittleren Modul. Die verschiedenen Gruppen von konzentrischen Ringen werden von Hand zwischen die nichtdehnbaren Elemente des Lagers 80, wie die Endglieder 82 und 84 und die nicht-dehnbaren Schichten 98, eingelegt. Das von Hand zusammengefügte, jedoch noch nicht verbundene Lager 80 wird dann in eine Form eingebracht und Hitze und Druck ausgesetzt, um die elastomeren Komponenten mit den nicht-dehnbaren oder starren Komponenten des Lagers zu verbinden. Als Teil des Formvorgangs werden aneinandergrenzende Ringe jeder Gruppe von drei Ringen, die eine Lage aus Elastomer 96 b bilden, erweicht, fließen möglicherweise zusammen und vermischen sich entlang ihrer Grenzen. Das Vermischen der aneinandergrenzenden elastomeren Ringe entlang ihrer Grenzen wird in einem gewissen Ausmaß die nominellen Elastizitätsmoduln der in den Ringen verwendeten Elastomerqualitäten verändern. Zusätzlich wird allgemein auf eine Form Druck ausgeübt, und zwar durch Einführen eines flüssigen Elastomermaterials in die Form mit einem Elastizitätsmodul, der allgemein zwischen den Elastizitätsmoduln der anderen im Lager verwendeten Elastomermaterialien liegt. Dieses Füller- oder Übertragungsmaterial neigt dazu, eine Oberflächenbeschichtung zu bilden, oder in viele der konstruktionsgemäß in dem Lager 80 angeordneten Elastomerkomponenten einzufließen. Obwohl das Übertragungsmaterial normalerweise etwa 10% oder weniger des Volumens des in einem Lager, wie dem Lager 80 verwendeten Elastomers beträgt, wird die Gegenwart des Übertragungsmaterials möglicherweise die Elastizitätsmoduln der verschiedenen elastomeren Laminatschichten und/oder der verschiedenen Zonen in den elastomeren Laminatschichten ausgehend von den nominellen, als Basis für die Konstruktion des Lagers verwendeten Modulwerten verändern. Die vorliegende Erfindung soll ohne Bezug auf eine begrenzte Vermischung von Materialien oder auf kleine Mengen von normalerweise mit einem Formvorgang, wie oben beschrieben, verbundenen Übertragungsmaterialien betrachtet werden. Gleichzeitig wird auch nicht erwartet, daß das Übertragungsmaterial beispielsweise nach Volumen, Modul oder Dicke derart gewählt wird, daß ein ansonsten gemäß der Erfindung konstruiertes Lager nicht mehr die auf der Basis der vorstehenden Erläuterungen erwarteten Ergebnisse zeigt.

Claims (6)

1. Geschichtetes Lager mit einer Vielzahl miteinander verbundener, abwechselnd aus elastomerem Material und im wesentlichen nicht dehnbarem Material bestehender Schichten, die sich entlang einer gemeinsamen, in Längsrichtung des Lagers erstreckenden Achse abwechseln, so daß das Lager senkrecht zu den Schichten ausgeübte Druckbelastungen und um die gemeinsame Achse ausgeübte Drehbelastungen aufnehmen kann, wobei jede Schicht ringförmig ausgebildet ist und bezüglich der gemeinsamen Achse einen radial inneren Umfang und einen radial äußeren Umfang aufweist und wenigstens eine aus elastomerem Material bestehene Schicht vorgesehen ist, die bei einem nominell durchgehend konstanten Elastizitätsmodul und unter einer vorbestimmten, allgemein senkrecht zur Schicht ausgeübten Druckbelastung in der Nähe eines der beiden Umfänge eine größere Scherbeanspruchung erfahren würde, als in der Nähe des anderen Umfangs, dadurch gekennzeichnet, daß die aus elastomerem Material bestehende Schicht (96 a, 96 b) in der Nähe des einen der beiden Umfänge mit einem höheren nominellen Elastizitätsmodul als in der Nähe des anderen Umfangs geformt ist und daß der Unterschied zwischen den beiden Elastizitätsmodulen derart gewählt ist, daß das Verhältnis der aufgrund der vorbestimmten Druckbelastung auftretenden Scherbeanspruchungen in der Nähe der beiden Umfänge geringer ist als ein sich bei durchgehend konstantem Elastizitätsmodul ergebendes entsprechendes Verhältnis.

2. Geschichtetes Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus elastomerem Material bestehende Schicht (96 a, 96 b) in der Nähe ihres inneren Umfangs einen höheren Elastizitätsmodul aufweist als in der Nähe ihres äußeren Umfangs.

3. Geschichtetes Lager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aus elastomerem Material bestehende Schicht (96 a, 96 b) wenigstens drei ringförmige und allgemein konzentrische Zonen (118, 120, 122) mit unterschiedlichen nominellen Elastizitätsmodulen aufweist, die progressiv von Zone zu Zone in radialer Richtung weg von dem einen Umfang zu dem anderen Umfang der aus elastomerem Material bestehenden Schicht (96 a, 96 b) hin abnehmen.

4. Geschichtetes Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der eine einen höheren nominellen Elastizitätsmodul aufweisende Umfang jeder aus elastomerem Material bestehenden Schicht (96 a) dem einen Umfang jeder anderen Schicht entspricht.

5. Geschichtetes Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein im wesentlichen nicht biegbares Endglied (82, 84) an jedem Ende des Lagers (80) vorgesehen ist, und daß jedes Endglied eine an die Schichten (96 a , 96 b, 98 a, 98 b) angepaßte Oberfläche aufweist, die mit einer benachbarten Schicht verbunden ist.

6. Geschichtetes Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede ringförmige Zone (118, 120, 122) an wenigstens eine andere ringförmige Zone (118, 120, 122) angrenzt und mit dieser verbunden ist.