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Elastisches Lager zur Aufnahme von Zug-, Druck- und Schubkräften Die
Erfindung betrifft ein elastisches Lager zur. Aufnahme von Zug- und Druckkräften
sowie auch von Schubbeanspruchungen.
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Man hat bei Lagern dieser Art bereits. erwogen, zur Erzielung einer
besonders innigen Verankerung zwischen dem Gummikörper und den Metallteilen von
den, Metallflächen aus, an denen der Gummi haftet, in das Innere des Gummiblocks
je einen ,pilzartigen Teil hineinragen zu lassen. Derartige Lager sind zwar geeignet,
stärkeren Zugkräften Widerstand zu leisten, sie verhalten sich jedoch nicht sehr
günstig, wenn es sich darum handelt, Beanspruchungen wechselnder Art aufzunehmen.
Die kantig ausgebildeten, in den Gummikörper hineinragenden Vorsprünge oder Ansätze
lösen dann Kerbwirkungen aus, die eine Zerstörung des Gummikörpers einleiten.
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Man kann allerdings, wie ein älteres Patent unter Schutz stellt, die
pilzartigen Teile mit abgeschrägten oder wulstartig abgerundeten äußeren Ringflächen
versehen, welche senkrecht zur Richtung der Schubkräfte stehen und so ausgebildet
sind und sich in solchem Abstand vom Rande befinden, daß auch bei einer unter dem
Einfluß der Schubkräfte erfolgenden Relativverschiebung der Metallflächen zueinander
die Spannungsrichtung im Gummi unmittelbar an der Grenzschicht nahezu senkrecht
verlaufend verbleibt und ferner der Abstand der oberen einander zugekehrten Flächen
der Druckteile voneinander so groß ist, daß der Beugungswinkel der Gummifasern zwischen
diesen Flächen nicht geringer wird als der für die Gummibeschaffenheit zulässige
Verformungswinkel. Dadurch wird .das .Entstehen von Kerbwirkungen am Rande der Berührungsflächen
zwischen Metall und Gummi verhindert, und' es tritt eine Entlastung gegen das Abziehen
des Gummirandes unter dem Einfluß von Schubbeanspruchungen ein.
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Die Erfindung hat sich gleichfalls die Aufgabe gestellt, Spannungsspitzen
zu vermeiden, die sich in Form von Kerbwirkungen an den Rändern der Metall- oder
Haftplatten äußern und die besonders bei Schubbeanspruchungen auftreten. Bei der
Lösung dieser Aufgabe sollen jedoch erfindungsgemäß die geschilderten Unzuträglichkeiten
beseitigt werden, die sich bei der Verwendung von pilzartigen, in den Gummikörper
hineinragenden Teilen ergeben können. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht,
daß ausgehend von Lagern, bei denen der Gummi beiderseits an Metallflächen haftet,
die dem Gummi zugewandten Metallflächen bei Lagern mit kreisförmigem Querschnitt
kalottenförmig und bei Lagern mit rechteckigem Querschnitt wiegenförmig gestaltet
und die so gebildeten Wölbungen einander zugekehrt sind.
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Das erfindungsgemäße Lager ist im Aufbau denkbar einfach und wird
dadurch besonders billig in der Herstellung, daß -die
Metallflächen
jeweils als einziges Stück ohne besondere Einsatzteile gefertigt werden können.
Ferner wird infolge der Einfachheit ,der Anwendungsbereich für solche Lager erweitert.
Die dem Gummikörper zugewandte konvexe Seite der Wölbung wirkt bei Schubbeanspruchung,
aber auch bei Druck- und Zugbeanspruchung im Sinne einer allmählichen Spannungsentlastung
nach der Randzone zu. Außerdem entsteht, besonders bei Gummiblöcken mit starken
Einziehungen an den Rändern eine längere spitzwinklige Randzone, die bei verhältnismäßig
großer Haftfläche nur geringe Abreißkräfte überträgt. Da infolge der erfindungsgemäßen
Ausbildung des Lagers die Dicke des Gummikörpers von den Enden nach der Mitte zu
abnimmt, wird die spezifische Belastung nach dem Rand der Haftflächen zu immer mehr
herabgesetzt, s6 daß Randablösungen wirksam vermieden werden.
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An sich sind bei Kupplungen Gummikorper bekannt, deren Querschnitt
von den Enden. her nach der Mitte zu abnimmt. So hat man . in diesem Zusammenhaüg
Gummiringe vorgesehen, deren Querschnitt sich vom Innenzuin Außenumfang vergrößert.
Diese. Ringe dienen zur Aufnahme von Tangentialkräften. Die Querschnittsvergrößerung
vom Innenzum Außenumfang hat den Zweck, die Masse an Gummi entsprechend den bei
der Verdrehung nach außen zunehmenden Bogenwegen zu vermehren und damit eine möglichst
gleichmäßige Zugbeanspruchung aller Fasern des Querschnittes zu erzielen. Ferner
ist es bei Gummifederungen, die zur Aufnahme tangentialer Kräfte dienen; , bekannt,
Gummiringe zu verwenden,. deren Querschnitt von innen nach außen an Breite zunimmt.
Auch hier soll wie bei den bekannten Kupplungen durch die Ausbildung der Gummiringe
bzw. der ihnen zugeordneten Metallflächen erreicht werden, daß alle Teile des Gummis
möglichst gleich beansprucht werden. Eine Entlastungswirkung der Randzonen war hier
weder beabsichtigt noch würde sie eintreten.
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Schließlich ist bei Rädern für Schienenfahrzeuge mit Gummiringen zwischen
Reifen und Radkörper schon vorgeschlagen worden; an den Enden eine Materialhäufung
vorzunehmen, derart, daß die Dicke der Gummikörper von den frei liegeirden Querschnittsseiten
nach der Mitte zu abnimmt. Dadurch sollte der Gummi an der freien Fläche weniger
beansprucht und mehr geschont werden als in der Mitte. Bei derartigen Ausbildungen
steht zur Aufnahme von Schubkräften eine große Gummihaftfläche zur Verfügung, da
zu beiden Seiten des Radkranzsteges festhaftend mit diesem verbundene Gummiringe
vorgesehen sind und die Kraft sich in Um-. fangsrichtung über die benachbarten Querschnitte
derselben ausbreitet. Diese werden also mit zur Aufnahme der Schubkräfte herangezogen,
so daß sich die Beanspruchungen weitgehend verteilen können.
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Im Gegensatz hierzu ist bei dem den Gegenstand der Erfindung bildenden
elastischen Lager, welches zur Aufnahme von Zug-, SDruck- und Schubkräften dient,
die Größe der Haftfläche zwischen Metall und Gummi vergleichsweise begrenzt. Das
Anschwellen und Abnehmen der Schubkräfte erfolgt plötzlich über den ganzen Querschnitt
bzw. über die ganze Haftfläche, so daß zu befürchten war, die Haftverbindung werde
den plötzlichen Kraftangriffen auf der verhältnismäßig kleinen Fläche nicht gewachsen
sein. Diese Befürchtungen haben sich bei einem Lager mit den Merkmalen der Ernndung
als gegenstandslos erwiesen.
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Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform eines Lagers
nach der Erfindung im Schnitt.
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Mit i und z sind die Metallplatten bezeichnet, die mit einem Konstruktionsteil
in beliebiger Weise verbunden sein können. Zwischen den beiden Metallplatten i und
a befindet sich der mit 3 bezeichnete Gummikörper, der festhaftend mit den Metallplatten
verbunden ist.
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Auf der dem Gummiblock 3 zugewandten Seite sind die Haftflächen q.
der Metallplatten i und a gewölbt und mit den Wölbungen einander zugekehrt. Bei
Lagern von kreisförmigem Querschnitt sind die Haftflächen kalottenförmig, während
bei Lagern mit rechteckigem Querschnitt die Haftflächen wiegenförmig gestaltet sind.
Bei Gummiblöcken, die durch die Ausbildung der Randlinien konkave Seitenflächen
besitzen, bilden sich an den Haftflächerr4 spitzwinklige Ausläufer 5 des Gummiblockes
3, in welchen die Haftflächen sehr groß, die mögliche übertragung von Abzugskräften
dagegen sehr klein ist. Der Gummikörper wird in der Regel vollwandig sein, er kann
aber auch als Ringkörper ausgebildet werden.
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Das Lager kann, wie aus der Zeichnung ersichtlich, innerhalb einer
Schutzhaube angeordnet sein, in die die zu lagernden Konstruktionsteile durch eine
öffnung 6 eingreifen, welche groß genug ist, um eine nachgiebige Bewegung der Teile
zueinander zuzulassen.