Beschreibung Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Lager nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Stand der Technik

Aus dem Stand der Technik sind bereits hydraulische Lager bekannt, welche eine Kerneinrichtung und eine diese umgebende Hülleinrichtung umfassen. Dabei ist die Kerneinrichtung über mindestens ein Elastomer oder mehrere Elastomere gegen die Hülleinrichtung abgestützt und relativ zu dieser bewegbar. Solche Elastomere werden auch als Membranen bezeichnet.

Üblicherweise weisen die Lager Funktionskammern auf, in denen Arbeitsfluide aufgenommen sind.

Die Steifigkeit solcher Lager wird durch eine Kraft pro Weg definiert. Die Lager zeigen statische Steifigkeiten, die durch die Elastomere und die

Funktionskammern bestimmt werden. Des Weiteren zeigen die Lager dynamische Steifigkeiten, die üblicherweise wesentlich größer sind als die statischen. Zwischen einer statischen Steifigkeit und einer dynamischen Steifigkeit besteht daher oft ein sogenannter Steifigkeitssprung. Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydraulisches Lager der eingangs genannten Art derart auszugestalten und weiter zu bilden, dass dieses einen möglichst großen Steifigkeitssprung bei möglichst weiter

Auslenkbarkeit der Kerneinrichtung relativ zur Hülleinrichtung aufweist.

Die vorliegende Erfindung löst die zuvor genannte Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.

Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass ein besonders großer

Steifigkeitssprung durch eine möglichst große Pumpfläche, nämlich eine Fläche, die vom Arbeitsfluid bewegungswirksam beaufschlagbar ist, und eine in Bewegungsrichtung extrem weiche Membran erreichbar ist.

Die Pumpfläche ist eine Fläche, die vom Arbeitsfluid beweg u ng swi rksa m beaufschlagt werden kann. Da die Pumpfläche nicht nur von der starren

Kerneinrichtung gebildet wird, sondern auch von der elastischen Membran, wird sich die Pumpfläche während der Auslenkung der Kerneinrichtung in ihrer Größe ändern. Dies ist der Tatsache geschuldet, dass die Membran

bereichsweise gestreckt wird. Es bleiben jedoch auch Bereiche der Membran ungestreckt, nämlich die Bereiche, die zu weit von der Peripherie der

Pumpfläche entfernt und/ oder zu starr sind, um wesentlich gedehnt zu werden. Im Sinne dieser Erfindung stellt daher der Begriff Pumpfläche auf eine Fläche ab, die im nicht ausgelenkten Zustand der Kerneinrichtung potentiell

kraftbeaufschlagbar und/ oder bewegbar ist. Deren Projektionsfläche ist stets kleiner als die eigentlich wirksame Pumpfläche, da die Pumpfläche auch Erhebungen und Unebenheiten umfasst. Die Projektionsfläche könnte einen Radius aufweisen, der kleiner ist als die halbe lichte Weite des Innenraums der Hülleinrichtung. Der Radius der

Projektionsfläche ist dann kleiner als der Radius der orthogonal zur

Axialrichtung orientierten Querschnittsfläche des Innenraums der

Hülleinrichtung. Dies hängt damit zusammen, dass die Membran mit einem Wulst an der Hülleinrichtung angebunden ist, der aufgrund seiner

Unbeweglichkeit oder Starre nicht zur Pumpfläche beitragen kann.

Der Innenraum der Hülleinrichtung könnte zylindrisch sein. So kann die

Membran in einer Ebene orientiert, als Ring ausgebildet und an die

Hülleinrichtung und die Kerneinrichtung anvulkanisiert sein.

Vor diesem Hintergrund könnte die Membran an einer Ringfläche der

Innenwandung der Hülleinrichtung anvulkanisiert sein. Hierdurch nimmt die Membran relativ wenig Raum zwischen der Hülleinrichtung und der

Kerneinrichtung ein.

Das Lager könnte eine dynamische Steifigkeit im Bereich 8 kN/ mm bis 16 kN/ mm aufweisen. Hierdurch ist das Lager besonders für die Verwendung in Schienenfahrzeugen geeignet. Ein Vordruck im System kann besonders hohe dynamische Steifigkeiten bis zum Erreichen einer bestimmten Auslenkung der Kerneinrichtung bewirken.

Vor diesem Hintergrund könnte die Kerneinrichtung relativ zur Hülleinrichtung in Axialrichtung um eine Wegstrecke aus der Ruhelage auslenkbar sein, wobei die Wegstrecke im Bereich 6 bis 14 mm liegt. Diese Wegstrecken sind durch eine optimierte Membran aus Gummi realisierbar. Die Kerneinrichtung könnte in zwei Richtungen, nämlich in zwei entgegengesetzten Richtungen, um die Wegstrecke auslenkbar sein. Hierdurch ist das Lager im Achsenbereich eines Schienenfahrzeugs einsetzbar. Das hier beschriebene Lager wird bevorzugt in Schienenfahrzeugen verwendet.

Das hier beschriebene Lager kann sowohl passiv, ohne äußere Steuerung, als auch aktiv, mit externer hydraulischer Steuerung, betrieben werden. Kurzbeschreibung der Zeichnung

In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 eine perspektivische und teilweise geschnittene Ansicht eines

Lagers mit einer großen bewegbaren Pumpfläche und

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Lagers gemäß Fig. 1.

Ausführung der Erfindung

Fig. 1 zeigt ein Lager 1 zur Verwendung in einem Schienenfahrzeug,

umfassend eine Kerneinrichtung 2 und eine diese umgebende Hülleinrichtung 3, wobei die Kerneinrichtung 2 über mindestens eine Membran 4 gegen die Hülleinrichtung 3 abgestützt und relativ zur Hülleinrichtung 3 bewegbar ist, wobei eine Funktionskammer 5 vorgesehen ist, welche ein Arbeitsfluid enthält, und wobei die Funktionskammer 5 teilweise durch eine bewegbare Pumpfläche 6 begrenzt ist, welche durch die Kerneinrichtung 2 und die Membran 4 gebildet ist. Eine orthogonal zur Axialrichtung 7 orientierte Projektionsfläche der

Pumpfläche 6 umfasst in der Ruhelage zwischen 80 % und 99 % der orthogonal zur Axialrichtung 7 orientierten Querschnittsfläche des Innenraums 8 der Hülleinrichtung 3, in dem die Membran 4 und die Kerneinrichtung 2 zumindest teilweise aufgenommen sind. In der Ruhelage ist die Kemeinrichtung 2 nicht ausgelenkt, die Pumpfläche 6 ist unbewegt.

Die zuvor genannte Projektionsfläche der Pumpfläche 6 weist einen Radius RP auf, der kleiner ist als die halbe lichte Weite W des Innenraums 8 der

Hülleinrichtung 3. Dies hängt damit zusammen, dass die Membran 4 mit einem Wulst 9 an der Hülleinrichtung 3 angebunden ist, der aufgrund seiner

Unbeweglichkeit oder Starre nicht zur bewegbaren Pumpfläche 6 beitragen kann. Der Radius RP der Projektionsfläche der Pumpfläche 6 ist daher kleiner als der Radius RQ der orthogonal zur Axialrichtung 7 orientierten Querschnittsfläche des Innenraums 8 der Hülleinrichtung 3. Der Radius RQ der orthogonal zur Axialrichtung 7 orientierten Querschnittsfläche des Innenraums 8 entspricht der halben lichten Weite W des Innenraums 8.

Die Querschnittsfläche des Innenraums 8 der Hülleinrichtung 3, nämlich eine Kreisfläche, beträgt im konkreten Ausführungsbeispiel etwa 41547 mm ² . Die Pumpfläche 6 beträgt hier etwa 34636 mm ³ . Insoweit belegt die Pumpfläche 6 83,4% der zuvor genannten Querschnittsfläche. Je kleiner die Pumpfläche 6 wird, desto kleiner wird bei sonst gleichen Bedingungen die dynamische Steifigkeit bzw. das Verhältnis von dynamischer zu statischer Steifigkeit des Lagers 1 . Das Lager 1 weist eine dynamische Steifigkeit im Bereich 8 kN/ mm bis 16 kN/ mm auf. Der Innenraum 8 der Hülleinrichtung 3 ist zylindrisch. Die Membran 4 ist an einer Ringfläche der Innenwandung 10 der Hülleinrichtung 3 anvulkanisiert. Die Membran 4 ist aus Gummi gefertigt. Die Kerneinrichtung 2 ist relativ zur Hülleinrichtung 3 in Axialrichtung 7 um eine Wegstrecke aus der Ruhelage auslenkbar, wobei die Wegstrecke im Bereich 6 bis 14 mm liegt. Die Kerneinrichtung 2 ist in zwei Richtungen um die jeweilige Wegstrecke auslenkbar. Dies ist durch den Doppelpfeil illustriert. Die beiden Richtungen sind entgegengesetzt zueinander orientiert.

Die Membran 4 ist in Axialrichtung 7, nämlich in Richtung eines abragenden Zapfens 13 der Kerneinrichtung 2, konkav ausgebildet. Konkret weist die Membran 4 eine ringsum laufende Kuhle 12 auf. Die Kuhle 12 ist U-förmig oder V-förmig ausgebildet.

In Fig. 1 ist das Lager 1 ohne Beschränkung der Allgemeinheit als aktives Lager mit hydraulischer Steuerung ausgebildet. Es ist ein Fluidkanal 16 vorgesehen, durch welchen Arbeitsfluid in die Funktionskammer 5 eingeleitet werden kann. Hierdurch wird die Funktionskammer 5, welche durch einen Deckel 17 verschlossen ist, mit Arbeitsfluid beaufschlagt. Das inkompressible Arbeitsfluid presst dann gegen die Pumpfläche 6 und lenkt hierdurch die Kerneinrichtung 2 in Axialrichtung 7 aus. Durch Entnahme des Arbeitsfluids aus der Funktionskammer 5 kann die zuvor beschriebene Auslenkung rückgängig gemacht werden.

Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht des Lagers 1. Konkret sind zwei Flansche 11 mit je zwei Durchgängen gezeigt, die einander diametral gegenüberliegen und an der Hülleinrichtung 3 angeordnet sind. Hierdurch ist das Lager 1 an eine bestehende Anordnung, insbesondere im Achsbereich eines Schienenfahrzeugs, anschraubbar.