Einstellbewegungen zulassendes Lager für schwere Bauwerke Die Erfindung bezieht sich auf Einstellbewegun gen zulassende Lager für schwere Bauwerke, insbe sondere Brücken. Die Erfindung besteht in der Ver einigung folgender Merkmale a) eine ein Druckkissen bildende plastische Masse ist zwischen die Wandung und den Boden eines Troges bildenden starren Wänden eingeschlossen; b) mindestens die Wandung des Troges ist in sich geschlossen und besteht aus Metall ; c) . die Trogwand verläuft stetig gekrümmt; d) in den Trog ragt eine auf der plastischen Masse aufliegende Metallplatte kolbenartig mit Spiel hinein ;
e) vor den Spalt zwischen der kolbenartigen Me tallplatte und der Trogwandung ist innerhalb des Druckkissens versenkt mindestens ein metallener, kolbenringartiger, flacher Dichtungsring mit sei ner Fläche gegen die Metallplatte und mit seinem Umfang gegen die Innenwand des Troges gelegt. Die plastische Masse kann durch eine Gummi platte gebildet sein ; die Trogwandung kann aus Stahl bestehen und zylindrisch sein, und der flache Dich tungsring kann ebenfalls aus Stahl bestehen.
Es ist lange bekannt, Gummi oder sich ähnlich wie Gummi verhaltende Stoffe in Lagerungen zu be nutzen. Soweit im folgenden in bezug auf das in den erfindungsgemäss ausgebildeten Lagern verwendete, bis auf einen Dichtungsspalt ringsum eingeschlos sene Druckkissen von Gummi gesprochen ist, sol len darunter auch alle diejenigen Stoffe verstanden werden, die sich in einer solchen Einschliessung im Sinne des Erfindungszweckes ähnlich wie Gummi verhalten.
Der in sich geschlossene, stetig gekrümmte, vor zugsweise zylindrische Ringmantel des Druckkissen- troges kann den hydrostatischen Druck des Gummis durch Ringzugspännungen aufnehmen. Die Trog mantelausbildung ermöglicht auch die einfache und betriebssichere Ausbildung und Anordnung des Dich tungsringes.
Weil der Gummi nicht ausweichen kann, ist es möglich, in ihm sehr hohe Pressungen bis zu zirka Q = 1000 kg/cmz zuzulassen, ohne dass die Bewe- gungsgfähigkeit des Lagers leidet. Die Lager können also mit so kleiner Grundrissfläche und so geringer Bauhöhe ausgeführt werden, wie es bis jetzt für ent sprechend grosse Auflagerdrücke nicht möglich war. Das Lager hat ausserdem den Vorteil, dass ausser den vertikalen Auflagerkräften auch Horizontalkräfte vom Lageroberteil über die Zylinderwandung in das Lagerunterteil übertragen werden können.
Unter dem Druck verhält sich der allseits einge schlossene Gummi ähnlich wie eine Flüssigkeit und lässt Dreh- und Kippbewegungen in der Grössen- ordnung, wie sie im Brückenbau vorkommen, zu, ohne dass sich der Schwerpunkt des oberen Lager teils gegenüber dem des unteren vertikal verschiebt.
Dadurch, dass die Gummiplatte von Licht, Luft und Wasser abgeschlossen ist, wird ihre Lebensdauer gegenüber den seither bekannten Gummilagern er heblich gesteigert.
Dass der Dichtungsring vor dem Spalt zwischen der kolbenartigen Metallplatte und der Trogwan- dung innerhalb des Druckkissens versenkt und nicht etwa in eine Schulter der Metallplatte eingesetzt ist, hat die vorteilhafte Wirkung, dass der unter Bela stung im Druckkissen herrschende Druck sich in radialer Richtung von innen nach aussen auf den Dichtungsring auswirken und diesen somit unter ge ringer elastischer Verformung mit seinem Umfang gegen die Innenwand des Troges pressen kann.
Dies ist bei metallischen Dichtungsringen im Gegensatz zu Gummimanschetten besonders notwendig; im Falle der Erfindung müssen wiederum metallische Dichtungsringe verwendet werden, weil der Werkstoff von Dichtungsringen aus Gummi oder ähnlichem Material unter den hier auftretenden sehr hohen Drücken durch den Dichtungsspalt herausgepresst werden würde.
Gegenüber den bekannten stählernen Linienkipp- lagern unterscheidet sich das erfindungsgemäss aus gebildete Lager in seiner Wirkung dadurch, dass die Kippachse nicht festgelegt ist, sondern je nach der Belastungsart, z. B. einer auf dem Lager ruhenden Brücke wechseln kann. Da sich der eingeschlossene Gummi praktisch wie eine Flüssigkeit verhält, treten bei Vertikalbelastungen unter jeder Lagerfläche je weils gleich grosse Pressungen auf, was bei Stahl lagern wegen der Verformung des Lagerkörpers nicht erreicht werden kann.
Die erfindungsgemäss ausgebildeten Lager wer den für gleiche Beanspruchungs- und Bewegungs möglichkeiten wesentlich niedriger als im Brücken bau bisher bekannte Gummilager mit nicht in einem Trog eingeschlossenen hohen Gummipaketen.
Eine weitere Ausbildung der Erfindung liegt in der Vereinigung eines Kipp-Drucklagers der erfin- dungsgemässen Art mit einem vorzugsweise stähler nen .Gleitlager für Translationsbewegungen in min destens einer Richtung quer zur Last. Man erhält da mit ein Lager, das eine beliebig grosse Längsverschieb- lichkeit bei geringer Bauhöhe zulässt und zugleich die Vorteile des hochbelastbaren, allerseits dreh baren, lotrecht unverschieblichen Kipplagers mit einem im Trog eingeschlossenen Druckkissen auf weist.
Eine andere Weiterbildung der Erfindung liegt in der Vereinigung eines Kipp-Drucklagers der erfin- dungsgemässen Art mit einer Wälzlagerung für Translationsbewegungen in mindestens einer Richtung quer zur Last. Die bei Translationsbewegungen zu überwindenden Reibungskräfte lassen sich hierbei stark verringern.
Die Vereinigung des Druckkissen- Kipplagers mit einer Wälzlagerung bietet aber noch andere, besondere Vorteile für die Ausbildung und hinsichtlich der Beanspruchung der Wälzlagerung selbst gegenüber bekannten stählernen Kipp-Rollen- lagern.
Bei den letzteren werden gewöhnlich nur 2 Rol len angeordnet, um eine gleich grosse Belastung der beiden Rollen durch die Sattelplatte sicherzustellen. Andererseits sind jedoch mehrere Rollen mit ent sprechend kleineren Durchmessern aus verschiedenen Gründen erwünscht. Bei mehr als zwei Rollen ist aber eine gleich grosse Belastung aller Rollen wegen der Verbiegung der Sattelplatte in Querrichtung nicht möglich. Ausserdem werden in der Längsrich tung bei elastischer Sattelplatte die Rollen in der Mitte höher belastet als an den Enden.
Für die Be messung der Rollen sind daher die am stärksten be- lasteten mittleren Bereiche der inneren Rolle mass- gebend, während die äusseren Rollen insbesondere an den Enden nicht ausgenutzt werden können. Um nun einigermassen gleiche Belastung aller Rollen zu erzielen, muss die Sattelplatte möglichst biegesteif, also sehr dick gemacht werden. Damit können aber die zulässigen Biegespannungen der Sattelplatte nicht voll ausgenutzt werden.
Da sich der Gummi wie eine zähe Flüssigkeit verhält, wird bei der besprochenen Weiterbildung der Erfindung durch Kombination des erfindungsgemäs- sen Kipplagers mit einer Wälzlagerung die der Sat telplatte eines stählernen Kipplagers entsprechende, auf den Walzen aufliegende Druckplatte unabhän gig vom Kippwinkel nahezu gleichmässig von oben belastet. Die Druckplatte wirkt dabei wie eine über mehrere gleiche Öffnungen durchlaufende Platte auf starren Stützen (Spannweite gleich Walzenabstand).
Eine Verbiegung der Druckplatte in Querrichtung hat auf die Belastung der Walzen, die alle bei ent sprechendem Randüberstand praktisch gleich bean sprucht werden, keinen Einfluss, da sich infolge der Gummi-Zwischenlage die gleichmässige Belastung der Druckplatte von oben her nicht ändert. In Längs richtung treten keine Biegemomente auf. Die Druck platte kann also wesentlich dünner gemacht werden als eine entsprechende Sattelplatte eines stählernen Kipplagers, da die zulässigen Biegespannungen voll ausgenutzt werden und die Biegemomente durch Ver- grösserung der Walzenanzahl und der sich damit er gebenden Verkürzung der Spannweite sehr klein ge halten werden können.
Entsprechend können die praktisch gleich belasteten Walzen wirtschaftlicher bemessen werden als bei den bisher bekannten Kipp- Rollenlagern.
An die Herstellungsgenauigkeit können umso ge ringere Anforderungen gestellt werden, je dünner die Druckplatte gemacht wird. Es ist ohne weiteres ein leuchtend, dass sich eine dünne Platte z. B. Abwei chungen vom Soll-Durchmesser der Walzen wesent lich besser anpassen kann als eine steife Sattelplatte. Örtliche überbeanspruchungen werden hierdurch ge mildert, was im Hinblick auf die unerwünschte Zu nahme der Reibung infolge plastischer Verformung der Berührungszone zwischen Platte und Walze von Bedeutung ist.
In vielen Fällen ist ein Kipp-Walzenlager mit kleiner Bauhöhe konstruktiv und gestalterisch be sonders erwünscht. Auch in dieser Hinsicht ergibt die erfindungsgemässe Kombination besonders vorteil hafte Möglichkeiten, vgl. Fig. B.
Da die gleichmässige Belastung aller Walzen auch bei grosser Walzenanzahl durch die Gummi- Zwischenlage sichergestellt ist, kann man Walzen mit sehr kleinen Radien dicht an dicht anordnen. Die Hertzpressung
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ist in diesem Falle vom Walzenradius unabhängig, da bei kleinerem Radius entsprechend mehr Walzen angeordnet werden können, so dass die Linienbela stung p im gleichen Masse abnimmt wie der Walzen radius r und damit konstant bleibt.
Vergleichsberechnungen haben gezeigt, dass bei grossen Auflagerkräften die Bauhöhe des erfindungs- gemässen, mit einer Wälzlagerung kombinierten La gers auf '/{ bis '/5 der bisher üblichen Ausführung verringert werden kann. Entsprechend ermässigt sich der Material- und Arbeitsbedarf ganz erheblich, so dass bedeutende wirtschaftliche Vorteile erzielt wer den.
Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele.
Fig. 1 bis 5 zeigen Schnitte durch je eine Aus führungsform erfindungsgemäss ausgebildeter Druck lager.
Fig. 6 ist ein Querschnitt durch ein Lager, in welchem ein Drucklager und ein Walzenlager ver einigt sind, in Richtung quer zu den Walzen ge schnitten.
Fig. 7 ist ein Schnitt durch die in Fig. 6 gezeigte Ausführung, jedoch parallel zu den Walzenachsen. Fig. 8 bis 10 zeigen jeweils im Schnitt andere Ausführungsformen.
Bei dem Beispiel nach Fig. 1 liegt die aus Gummi oder einem ähnlichen nachgiebigen Stoff bestehende Platte 1 in einem Trog, der eine zylindrische Wan dung 2 und einen Boden 3 aufweist. Die zylindrische Wandung 2 besteht aus Metall, vorzugsweise Stahl. Der Boden 3 kann mit der Wandung 2 aus einem Stück bestehen, also ebenfals aus Metall sein. Er kann weiter als ursprünglich besonderer Teil mit dem Mantelring 2 verbunden, im Falle der Herstellung aus Metall z. B. mit eingeschweisst sein. Schliesslich kann der Boden 3, wie in Fig. 1 durch gestrichelte Trennlinien angedeutet, auch ein besonderer, in den Mantelring 2 fest eingefügter Teil sein und dann z.
B. als Mörtelbett ausgebildet sein.
Nach oben ist die Platte 1 durch eine Metall platte 4 abgedeckt. Der Spalt zwischen dem Ring rnantel 2 und der Platte 4 ist durch einen oder meh rere Dichtungsringe 5 überbrückt, welche bei Be lastung des Lagers unter dem Druck des nachgie bigen Werkstoffes der Platte 1 an die Metallteile, nämlich an den Ringmantel 2 und an die Platte 4 angepresst werden.
Bei dem Beispiel nach Fig. 2 ist auf einer der Druckplatte 4 des Beispiels nach Fig. 1 entspre chenden Druckplatte eine Metallplatte 6, vorzugs weise eine Stahlplatte, aufgelegt, auf der das zu la gernde Bauwerk auflastet. Die aufeinanderliegenden Flächen der Druckplatte 4 und der Stahlplatte 6 sind so ausgebildet, dass die Platten leicht aufeinan der gleiten können. Zur Verhinderung der Reibung zwischen 4 und 6 sind die Berührungsflächen zweck- mässig poliert und mit einem Gleitmittel versehen, z.
B. von der Art, wie es unter dem Namen Molykote im Handel ist, oder mit einer Auflage aus Werkstoff besonders kleiner Reibungszahl. Zum Schutz gegen Korrosion werden die Platten 4 und 6 zweckmässig aus nichtrostendem Stahl oder mit ver chromten Gleitflächen hergestellt. Die Verchromung ergibt gleichzeitig den Vorteil kleiner Reibung. Diese Ausführungsform lässt sich auch dahin abwandeln, dass die Platten 4 und 6 aus normalem Stahl herge stellt und besondere Gleitbleche aus nichtrostendem Stahl zwischen sie gelegt werden.
Bei dem Beispiel nach Fig. 3 ist der Trog 2, 3 des vorher beschriebenen Drucklagers in einen Öl- trog 8 hineingesetzt, so dass der Boden 3 des Druck lagertroges 2, 3 auf dem Boden 9 des Öltroges 8 gleiten kann.
Statt mit Öl kann der Trog 8 auch mit weichem Bitumen gefüllt sein ; in beiden Fällen sind die Gleitflächen geschützt. An der oberen Stirnfläche des Mantels 2 des Druckkissentrogs 2, 3 ist ein den Öltrog 8 verschliessender Deckel 7 befestigt, der über den oberen Rand des Öltrogs 8 hinüberreicht und bei der Bewegung des Drucklagers im Öltrog über den öltrogrand hinweg verschiebbar ist. Der Öltrog 8 bleibt also durch den Deckel 7 bei jeder in Betracht kommenden Lage des Drucklagers im Öltrog verschlossen.
Bei der Ausführung nach Fig. 4 ist die Reihen folge der Teile in vertikaler Richtung gegenüber dem Beispiel nach Fig. 1 umgekehrt. Statt der oberen Druckplatte 4 ist eine untere Druckplatte 4' vorge sehen. Der Boden 3 des die Platte 1 aufnehmenden Troges ist durch eine obere Platte 10 ersetzt, mit der der Ringmantel 2 fest verbunden, z. B. ver- schweisst ist. Die zu lagernde Last liegt hier auf der Platte 10 auf.
Bei dem Beispiel nach Fig. 5 ist der die Platte 1 aus nachgiebigem Werkstoff aufnehmende Trog aus Stahlbeton ausgeformt, doch ist der Trogmantel durch einen eingelegten Metallring 11 bewehrt, der dem Mantelring 2 der vorher beschriebenen Ausfüh rungsbeispiele entspricht, während der Boden 3' des Trogs durch den Stahlbeton gebildet ist.
Bei der Bauart nach Fig. 6 und 7 ist ein der in Fig. 4 gezeigten Bauart ähnliches Drucklager mit einem Walzenlager vereinigt. Auf die Unterstützungs fläche ist eine Grundplatte 13 gelegt, auf welcher drei Walzen 12 laufen, die durch Käfige oder Füh rungsstangen 14 in geeignetem Abstand voneinander gehalten sind. Auf den Walzen 12 liegt die Druck platte 4 eines Drucklagers der oben beschriebenen Art auf.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 ist eine grössere Anzahl von Walzen 15 verwendet, die auf der Grundplatte 16 laufen und zwischen Rollenkäfi gen oder Führungsstangen 17 gehalten sind. Auf den Walzen 15 ruht wieder die Druckplatte 4 eines ähn- lich Fig. 4 ausgebildeten Lagers.
Während bei den Beispielen nach Fig. 6 bis 8 nur ein Satz parallel zueinander verlaufender Wal zen vorgesehen und daher eine Verschiebung nur in der Laufrichtung dieser Walzen möglich ist, hat die Ausführungsform nach Fig. 9 den Vorteil der Ver- schiebbarkeit auf Walzen in zwei zueinander senk rechten Richtungen, d. h. in jeder resultierenden Richtung der Verschiebeebene.
Auf der Grundplatte 22 ruht eine erste Lage Walzen 20, die in Käfigen oder Führungsstangen 21 gehalten sind. Auf den Walzen 20 ruht eine Zwischenplatte 19 und auf die ser ein zweiter Satz Walzen 18, die ebenfalls in Käfigen oder zwischen Führungsstangen 21 gehalten sind. Die Achsen der Walzen 18 und 20 kreuzen sich rechtwinklig. Der Walzendurchmesser wird hier zweckmässig möglichst klein gewählt.
Die Dicke der als Druckverteilungsplatte wir kenden Zwischenplatte 19 richtet sich nach dem Walzenabstand und nach dem Walzendurchmesser. Der letztere wird hier zweckmässig möglichst klein gewählt.
Eine gegenüber dem Beispiel nach Fig. 9 abge wandelte Ausführungsform ergibt sich, wenn das aus den Teilen 1 bis 5 bestehende Drucklager zwischen den beiden Walzenlagen angeordnet und dafür eine der Platte 19 entsprechende Platte über der oberen Walzenlage angebracht wird. Hierdurch wird die gleichmässige Belastung der Walzen in beiden Lagen erreicht.
Anstelle der bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 6 bis 9 verwendeten Walzen sind nach dem Bei spiel nach Fig. 10 Kugeln 23 zwischen der Druck platte 4 und einer kastenartig umrandeten Grund platte 24 vorgesehen, so dass auch hier eine Ver- schiebbarkeit in jeder Richtung der Verschiebeebene, jedoch bei Anordnung der Wälzmittel in nur einer Schicht erreicht wird.
Die kastenartige Umrandung der Grundplatte 24 umschliesst ein Gleitmittel (z. V. Vaseline), in wel chem die Kugeln eingebettet sind. Auch diese Aus führungsform ergibt eine besonders niedrige Bau höhe. Auch hier bewirkt die Gummiplatte eine gleichgrosse Belastung aller Kugeln. Der Kugel durchmesser kann damit beliebig klein gewählt wer den. Die Hertzpressung ändert sich bei dicht an dicht angeordneten Kugeln nicht, da die Anzahl der Kugeln und damit die Belastung je Kugel P quadra tisch mit dem Kugelradius r wächst, so dass wieder
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konstant bleibt.
Eine nahezu gleichmässige Belastung aller Ku geln wird hier auch bei nicht vollkommen ebener Druck- bzw. Grundplatte oder nicht ganz gleichen Kugeldurchmessern erreicht, da die verhältnismässig dünne und damit elastische nachgiebige Druckplatte 4 durch die Gummizwischenlage 1 gleich stark auf alle Kugeln aufgepresst wird. Für die bei der Her stellung der Lager einzuhaltenden Toleranzen ist das von besonderer Bedeutung.
Um auch bei grösseren Kippwinkeln eigne voll kommen gleichmässige Belastung aller Walzen oder Kugeln zu erreichen, muss die Gummiplatte entspre chend dicker gewählt werden. Da mit der Dicke der Gummiplatte die auf die Umfassung wirkenden Sei- tenkräfte im gleichen Verhältnis wachsen, ist es oft zweckmässiger, anstelle der grösseren Dicke eine weichere Gummiart zu wählen.
Im Gegensatz zu bisher bekannten Gummilagern ist eine bei grossen Kippwinkeln vorteilhafte wei chere Gummiart wegen der dichten Umschliessung ohne weiteres verwendbar.
Setting movements permitting bearings for heavy structures The invention relates to setting movements permitting bearings for heavy structures, in particular special bridges. The invention consists in the United unification of the following features a) a pressure pad forming plastic mass is enclosed between the wall and the bottom of a trough forming rigid walls; b) at least the wall of the trough is self-contained and consists of metal; c). the trough wall is continuously curved; d) a metal plate resting on the plastic mass protrudes into the trough like a piston with play;
e) in front of the gap between the piston-like Me tallplatte and the trough wall is sunk within the pressure pad at least one metal, piston ring-like, flat sealing ring with its surface against the metal plate and placed with its circumference against the inner wall of the trough. The plastic mass can be formed by a rubber plate; the trough wall can be made of steel and be cylindrical, and the flat sealing ring can also be made of steel.
It has long been known to use rubber or substances that behave similarly to rubber in storage. Insofar as rubber is used in the following with reference to the pressure pad used in the bearings designed according to the invention, except for a sealing gap all around, all those substances are to be understood that are similar to rubber in such an enclosure for the purposes of the invention behavior.
The self-contained, continuously curved, preferably cylindrical, ring jacket of the pressure cushion trough can absorb the hydrostatic pressure of the rubber by pulling ring tension. The trough jacket training also enables the simple and reliable training and arrangement of the sealing ring.
Because the rubber cannot evade, it is possible to allow very high pressures in it of up to about Q = 1000 kg / cm2 without affecting the mobility of the bearing. The bearings can therefore be designed with such a small floor plan and such a low overall height that it was not possible until now for correspondingly large bearing pressures. The bearing also has the advantage that, in addition to the vertical bearing forces, horizontal forces can also be transmitted from the upper bearing part via the cylinder wall into the lower bearing part.
Under the pressure, the rubber enclosed on all sides behaves like a liquid and allows rotating and tilting movements of the order of magnitude that occur in bridge construction, without the center of gravity of the upper bearing section shifting vertically compared to that of the lower one.
Because the rubber plate is sealed off from light, air and water, its service life is significantly increased compared to the rubber bearings known since then.
The fact that the sealing ring is sunk inside the pressure pad in front of the gap between the piston-like metal plate and the trough wall and not inserted into a shoulder of the metal plate has the advantageous effect that the pressure prevailing in the pressure pad under load is radially from the inside have an outward effect on the sealing ring and can thus press its circumference against the inner wall of the trough under ge ringer elastic deformation.
This is particularly necessary with metallic sealing rings in contrast to rubber sleeves; in the case of the invention, metallic sealing rings must again be used because the material of sealing rings made of rubber or similar material would be pressed out through the sealing gap under the very high pressures occurring here.
Compared to the known steel linear tilt bearings, the bearing formed according to the invention differs in its effect in that the tilt axis is not fixed, but depending on the type of load, e.g. B. can change a bridge resting on the camp. Since the enclosed rubber behaves practically like a liquid, vertical loads occur under each bearing surface of the same size, which cannot be achieved with steel bearings because of the deformation of the bearing body.
The inventively designed camp who for the same stress and movement possibilities much lower than in bridge construction previously known rubber bearings with high rubber packets not enclosed in a trough.
Another embodiment of the invention is the combination of a tilting thrust bearing of the type according to the invention with a preferably steel sliding bearing for translational movements in at least one direction transverse to the load. The result is a bearing that allows any length of longitudinal displacement with a low overall height and at the same time has the advantages of the heavy-duty, rotatable, vertically immovable tilt bearing with a pressure cushion enclosed in the trough.
Another development of the invention is the combination of a tilting thrust bearing of the type according to the invention with a roller bearing for translational movements in at least one direction transverse to the load. The frictional forces to be overcome during translational movements can be greatly reduced here.
The combination of the pressure pad tilting bearing with a roller bearing offers other, special advantages for the design and with regard to the stress on the roller bearing itself compared to known steel tilting roller bearings.
In the latter case, only 2 Rol len are usually arranged to ensure that the two rollers are equally loaded by the saddle plate. On the other hand, however, several roles with accordingly smaller diameters are desirable for various reasons. If there are more than two rollers, however, the same load on all rollers is not possible because of the bending of the saddle plate in the transverse direction. In addition, the rollers in the middle are more heavily loaded than at the ends in the longitudinal direction with elastic fifth wheel.
The most heavily loaded central areas of the inner roller are therefore decisive for the dimensioning of the rollers, while the outer rollers, in particular at the ends, cannot be used. In order to achieve more or less the same load on all rollers, the saddle plate must be made as rigid as possible, i.e. very thick. However, this means that the permissible bending stresses in the fifth wheel plate cannot be fully utilized.
Since the rubber behaves like a viscous liquid, in the discussed further development of the invention by combining the inventive tilting bearing with a roller bearing, the pressure plate corresponding to the saddle plate of a steel tilting bearing and resting on the rollers is loaded almost evenly from above, regardless of the tilting angle . The pressure plate acts like a plate running through several identical openings on rigid supports (span equal to roller spacing).
A bending of the printing plate in the transverse direction has no effect on the load on the rollers, which are all practically the same with a corresponding edge overhang, since the even load on the printing plate from above does not change due to the rubber intermediate layer. There are no bending moments in the longitudinal direction. The pressure plate can therefore be made much thinner than a corresponding saddle plate of a steel tilting bearing, since the permissible bending stresses are fully utilized and the bending moments can be kept very small by increasing the number of rollers and the resulting shortening of the span.
Correspondingly, the rollers, which are practically equally loaded, can be dimensioned more economically than with the previously known tilt roller bearings.
In terms of manufacturing accuracy, the thinner the printing plate, the lower the requirements. It is readily apparent that a thin plate z. B. Deviations from the target diameter of the rollers can adjust wesent Lich better than a rigid saddle plate. Local overstressing is thereby alleviated, which is important in view of the undesirable increase in friction due to plastic deformation of the contact zone between plate and roller.
In many cases, a tilting roller bearing with a small overall height is particularly desirable in terms of construction and design. In this respect, too, the combination according to the invention results in particularly advantageous possibilities, cf. Fig. B.
Since the even loading of all rollers is ensured by the rubber intermediate layer even with a large number of rollers, rollers with very small radii can be arranged close together. The Hertzpressung
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is independent of the roller radius in this case, since with a smaller radius, more rollers can be arranged accordingly, so that the Linienbela stung p decreases to the same extent as the roller radius r and thus remains constant.
Comparative calculations have shown that in the case of large bearing forces, the overall height of the bearing according to the invention combined with a roller bearing can be reduced to '/ {to' / 5 of the previously customary design. Accordingly, the material and labor requirements are reduced considerably, so that significant economic advantages are achieved.
The drawing shows exemplary embodiments.
Fig. 1 to 5 show sections through one imple mentation form according to the invention trained pressure bearing.
Fig. 6 is a cross section through a bearing in which a thrust bearing and a roller bearing are united ver, cut in the direction transverse to the rollers GE.
Fig. 7 is a section through the embodiment shown in Fig. 6, but parallel to the roll axes. 8 to 10 each show other embodiments in section.
In the example of FIG. 1, the plate 1 made of rubber or a similar resilient material lies in a trough which has a cylindrical wall 2 and a bottom 3. The cylindrical wall 2 consists of metal, preferably steel. The bottom 3 can consist of one piece with the wall 2, that is to say it can also be made of metal. He can further connected as originally a special part with the jacket ring 2, in the case of production of metal z. B. be welded in. Finally, as indicated in FIG. 1 by dashed dividing lines, the bottom 3 can also be a special part firmly inserted into the jacket ring 2 and then e.g.
B. be designed as a mortar bed.
At the top, the plate 1 is covered by a metal plate 4. The gap between the ring shell 2 and the plate 4 is bridged by one or more sealing rings 5, which when loading the bearing under the pressure of the flexible material of the plate 1 on the metal parts, namely on the ring jacket 2 and on the plate 4 are pressed.
In the example of FIG. 2, a metal plate 6, preferably a steel plate, is placed on one of the pressure plate 4 of the example of FIG. 1 corresponding pressure plate, on which the structure is imposed. The superposed surfaces of the pressure plate 4 and the steel plate 6 are designed so that the plates can slide easily on one another. To prevent friction between 4 and 6, the contact surfaces are expediently polished and provided with a lubricant, e.g.
B. of the type, as it is under the name Molykote in the trade, or with a layer made of material with a particularly low coefficient of friction. To protect against corrosion, the plates 4 and 6 are expediently made of stainless steel or with ver chromed sliding surfaces. The chrome plating also has the advantage of low friction. This embodiment can also be modified so that the plates 4 and 6 are made of normal steel and special sliding plates made of stainless steel are placed between them.
In the example according to FIG. 3, the trough 2, 3 of the previously described thrust bearing is placed in an oil trough 8 so that the bottom 3 of the pressure storage trough 2, 3 can slide on the bottom 9 of the oil trough 8.
Instead of oil, the trough 8 can also be filled with soft bitumen; in both cases the sliding surfaces are protected. On the upper end face of the shell 2 of the pressure pad trough 2, 3 a cover 7 closing the oil trough 8 is attached, which extends over the upper edge of the oil trough 8 and is displaceable over the edge of the oil trough when the pressure bearing moves in the oil trough. The oil trough 8 thus remains closed by the cover 7 in every possible position of the pressure bearing in the oil trough.
In the embodiment of FIG. 4, the series of parts is reversed in the vertical direction compared to the example of FIG. Instead of the upper pressure plate 4, a lower pressure plate 4 'is seen easily. The bottom 3 of the tray receiving the plate 1 is replaced by an upper plate 10, with which the ring jacket 2 is firmly connected, e.g. B. is welded. The load to be stored rests on the plate 10 here.
In the example of Fig. 5, the plate 1 of flexible material receiving trough is formed from reinforced concrete, but the trough shell is reinforced by an inlaid metal ring 11, which corresponds to the shell ring 2 of the above Ausfüh approximately examples, while the bottom 3 'of the trough is formed by the reinforced concrete.
In the design according to FIGS. 6 and 7, a pressure bearing similar to that shown in FIG. 4 is combined with a roller bearing. On the support surface, a base plate 13 is placed on which three rollers 12 run, which are held by cages or guide rods 14 at a suitable distance from each other. On the rollers 12 is the pressure plate 4 of a pressure bearing of the type described above.
In the embodiment of FIG. 8, a larger number of rollers 15 are used, which run on the base plate 16 and conditions between Rollenkäfi or guide rods 17 are held. The pressure plate 4 of a bearing designed similarly to FIG. 4 rests on the rollers 15 again.
While in the examples according to FIGS. 6 to 8 only one set of rollers running parallel to one another is provided and therefore a displacement is only possible in the running direction of these rollers, the embodiment according to FIG. 9 has the advantage of being able to be displaced on two rollers perpendicular directions, d. H. in each resulting direction of the shift plane.
A first layer of rollers 20, which are held in cages or guide rods 21, rests on the base plate 22. An intermediate plate 19 rests on the rollers 20 and a second set of rollers 18 which are also held in cages or between guide rods 21 on the water. The axes of the rollers 18 and 20 intersect at right angles. The roller diameter is expediently chosen to be as small as possible.
The thickness of the intermediate plate 19 acting as a pressure distribution plate depends on the roller spacing and the roller diameter. The latter is expediently chosen to be as small as possible.
A modified embodiment compared to the example of FIG. 9 results when the thrust bearing consisting of parts 1 to 5 is arranged between the two roller layers and a plate corresponding to the plate 19 is attached over the upper roller layer. This results in an even load on the rollers in both layers.
Instead of the rollers used in the exemplary embodiments according to FIGS. 6 to 9, balls 23 are provided between the pressure plate 4 and a box-like bordered base plate 24 according to the example according to FIG. 10, so that here, too, displaceability in any direction of the Shift plane, however, when the rolling elements are arranged in only one layer.
The box-like border of the base plate 24 encloses a lubricant (z. V. Vaseline) in which the balls are embedded. This embodiment also results in a particularly low construction height. Here, too, the rubber plate causes the same load on all balls. The ball diameter can thus be selected as small as desired. The Hertz pressure does not change if the balls are arranged closely together, since the number of balls and thus the load per ball P grows squarely with the ball radius r, so that again
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remains constant.
An almost even load on all balls is achieved here even if the pressure or base plate is not completely flat or the ball diameters are not exactly the same, since the relatively thin and thus elastic, flexible pressure plate 4 is pressed equally strongly onto all balls by the rubber liner 1. This is of particular importance for the tolerances to be observed in the manufacture of the bearings.
In order to achieve a fully even load on all rollers or balls even with larger tilt angles, the rubber sheet must be selected to be thicker. Since the lateral forces acting on the enclosure increase with the thickness of the rubber plate, it is often more expedient to choose a softer type of rubber instead of the greater thickness.
In contrast to previously known rubber bearings, a white rubber type, which is advantageous for large tilt angles, can readily be used because of the tight enclosure.