Die vorliegende Erfindung betrifft ein Querkraftdornlager, mit einer im Querkraftdornlager gehaltenen Querkraftdornhülse. Dieses Querkraftdornlager ist insbesondere für Treppenpodeste einsetzbar.
Querkraftdornhülsen sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Rein beispielsweise wird hier auf die EP-A 609 783, die CH-A 629 272, die US-A 4 353 666 oder die EP-A 059 171 verwiesen. Die letztgenannte Querkraftdornhülse ist für Querkraftdorne mit rechteckigem Querschnitt geeignet. Solche Querkraftdorne werden insbesondere dann verwendet, wenn besonders hohe Übertragungskräfte auftreten. Um dabei zu verhindern, dass die punktuell sehr hohe Last zu Zerstörungen der Betonplatte im Bereich der Querkraftdornhülse führt, ist diese mit Verstärkungsplatten versehen, die den Auflagedruck in der Betonplatte verteilen. Die EP-A 059 171 offenbart auch die Verwendung von Schaumstoffeinlagen seitlich des Querkraftdornes in der Querkraftdornhülse. Diese Schaumstoffeinlagen sollen zumindest während des Einbaus den Querkraftdorn in der Querkraftdornhülse zentrieren.
Eine schwingungsdämmende Funktion haben diese Schaumstoffeinlagen nicht.
Des weiteren ist aus der EP-A 545 854 ein Querkraftdornlager bekannt, in dem eine Querkraftdornhülse allseitig schwimmend gelagert ist. Die Querkraftdornhülse ist in einem Gehäuse gehalten und allseitig von einem elastischen Element umgeben. Die Querkraftdornhülse kann sich somit im Querkraftdornlager allseitig bewegen. Zur Begrenzung der Schwingungsamplitude ist am Lagergehäuse ein äusserer Ring angeschweisst, der die \ffnung des Querkraftdornlagergehäuses verringert, und die Querkraftdornhülse weist einen nach aussen ragenden umlaufenden Kragen auf. Zwischen dem vorgenannten Ring und dem Kragen verbleibt ein ringförmiger Spalt, welcher der maximalen Schwingungsamplitude entspricht. Ein solches Querkraftdornlager ist insbesondere geeignet für die Verbindung zwischen zwei freien Enden von Betonplatten, die relativ zueinander in jeder Richtung schwingen können.
Als sogenannte Auflager für die Lagerung einer horizontalen Betonplatte zwischen vertikalen Bauteilen ist ein solches Lager wenig geeignet. Da hier bereits eine hohe Grundlast vorherrscht, ist eine erhebliche Einfederung bereits vorhanden und die einzig auftretende Schwingung wird über diese Grundlast gelagert. Somit eignet sich ein solches Querkraftdornlager beispielsweise für die Auflagerung eines Treppenpodestes nicht. Zudem treten bei Betonplatten, die sich weitgehend nur auf Querkraftdorne abstützen gewisse Kippmomente auf, die abgefangen werden müssen, um nicht unkontrollierbare resultierende Kräfte auftreten zu lassen. Dies ist aber mittels Querkraftdornhülsen, die schwimmend gelagert sind, nicht möglich.
Trotzdem möchte man bei Anwendungen, wo Betonplatten weitgehend auf den Querkraftdornen aufliegen vermeiden, dass die Schwingungen des einen Bauelementes in das andere übergeleitet werden. Dies trifft natürlich insbesondere bei Treppenpodesten zu, wo starke Wechselbelastungen durch die Treppenbenutzer üblich sind.
Die vorliegende Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, Querkraftdornlager zu schaffen für Querkraftdorne, die sich unter relativ hoher Grundlast in den Querkraftdornhülsen abstützen, wobei trotz erschwerter Bedingungen die Schalldämmung gewährleistet sein soll.
Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, vorteilhafte Verwendungen des geschaffenen Querkraftdornlagers aufzuzeigen. Die erstgenannte Aufgabe löst ein Querkraftdornlager mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsformen gehen aus den abhängigen Patentansprüchen 2 bis 9 hervor. Eine erfindungsgemässe Halterung von Querkraftdornlagern nach den Ansprüchen 1 bis 9 wird in Anspruch 10 offenbart und weitere vorteilhafte Ausführungsformen gehen aus den Ansprüchen 11 bis 13 hervor.
In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes sowie eine ebenfalls erfindungsgemässe, besonders vorteilhafte Verwendung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine frontale Aufsicht auf ein Querkraftdornlager mit Blick auf die offene Seite des Lagergehäuses.
Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht eines erfindungsgemässen Querkraftdornlagers in der Einbaulage in kleinerem Massstab;
Fig. 3 zeigt ein leicht vergrössertes Detail des Querkraftdornlagers nach Fig. 1, während
Fig. 4 die Verwendung erfindungsgemässer Querkraftdornlager an einem Treppenpodest zeigt.
Das gesamte Querkraftdornlager ist mit 1 bezeichnet und der entsprechende darin lagernde Querkraftdorn trägt die Bezugszahl 2, wie dies aus der Fig. 2 ersichtlich ist. Aus dieser Figur erkennt man auch, dass das Querkraftdornlager 1 in einem ersten Bauelement eingebaut ist, hier beispielsweise eine Treppenpodestplatte P, während im zweiten Bauelement, hier eine Wand W, eine einfache Querkraftdornhülse H eingebaut ist. Der die beiden Bauelemente P und H verbindende Querkraftdorn 2 ist translatorisch beweglich sowohl im Querkraftdornlager 1 wie auch in der Querkraftdornhülse H gelagert. Der Querkraftdorn 2 dient folglich der Aufnahme der auftretenden Dehnbewegungen, die durch den Doppelpfeil D angedeutet sind.
Die einfache Querkraftdornhülse H lagert somit im festen Bauteil W, während das erfindungsgemässe Querkraftdornlager 1 im beweglichen Bauelement, beispielsweise dem Treppenpodest P eingelassen ist. An diesem können die Schwingungen S auftreten. Damit diese Schwingungen S nicht vom Querkraftdornlager 1 über den Querkraftdorn 2 in das feste Bauelement W übergeleitet werden, muss das Querkraftdornlager schwingungsdämmend ausgestaltet sein. Dies erfolgt dank einem Aufbau, der aus der Fig. 1 deutlich erkennbar ist.
Das Querkraftdornlager 1 umfasst ein Lagergehäuse 10, das äusserlich die Form eines Quaders aufweist, dessen eine Stirnfläche offen ist. Im Lagergehäuse 10 ruht eine Querkraftdornhülse 3, welche der Aufnahme eines Querkraftdornes 2 dient. Vorteilhafterweise handelt es sich hierbei um ein zylindisches Rohr. Dieses zylindrische Rohr bestimmt selbstverständlich den Querschnitt des Querkraftdornes 2. Die Wahl einer zylindrischen Querkrafthülse 3 beruht darauf, dass hierdurch auf dem Markt bereits erhältliche Querkraftdorne mit normiertem Querschnitt verwendet werden können. Die Querkraftdornhülse 3 liegt auf einer Druckverteilungsplatte 4 auf. Seitlich der linienförmigen Auflage der Querkraftdornhülse auf der Druckverteilungsplatte sind zwei verbindende Schweissnähte 5 angeordnet.
Es ist ausserordentlich wichtig, dass die Querkraftdornhülse 3 zentrisch auf der Druckverteilungsplatte 4 angebracht ist, so dass die Druckverteilung auf der Platte absolut ausgeglichen ist und nicht ein eventuelles Kippmoment auftreten kann. Um dieses zu verhindern, ist wie beschrieben die Querkraftdornhülse 3 lagestabil auf der Druckverteilungsplatte 4 befestigt. Unter Zwischenlage einer ersten Kunststoffplatte 6 ruht die Druckverteilungsplatte 4 auf dem Boden 11 des Lagergehäuses 10. Diese erste Kunststoffplatte 6 besteht aus einem schwingungsdämmenden oder schwingungsabsorbierenden Kunststoff. Als geeignetes Material hat sich beispielsweise Neopren (Warenzeichen) bestätigt. Dies ist ein hochfester, langlebiger Kunststoff. Ein grosser Vorteil besteht darin, dass Neopren in sehr vielen verschiedenen Härtegraden erhältlich ist.
Die Wahl des korrekten Kunststoffes ist selbstverständlich abhängig von der anliegenden Belastung und den zu erwartenden Schwingungen. Die flächenmässige Grösse dieser ersten Kunststoffplatte 6 ist so gestaltet, dass sie flächendeckend mit der Druckverteilungsplatte 4 ist. Die Dicke der ersten Kunststoffplatte 6 muss nach der statischen Belastung ausgelegt werden.
Die Breite der Druckverteilungsplatte 4 ist kleiner als die Breite des Lagergehäuses 10 des Querkraftdornlagers 1. Dies ist unbedingt erforderlich, weil bei der Einfederung die genannte erste Kunststoffplatte 6 Raum zur seitlichen Ausbauchung haben muss. Dies ist aus der Fig. 3 ersichtlich. Dies hat damit zu tun, dass die hier in Betracht kommenden Kunststoffe nur gering komprimierbar sind und sich somit bei der Einfederung annähernd volumenstabil verformen. Die somit seitlich der Druckverteilungsplatte 4 und der ersten Kunststoffplatte 6 verbleibende Spalte ist mit einer zweiten Kunststoffplatte 20 ausgefüllt. Die zweiten Kunststoffplatten 20 sind entlang beiden Seitenwänden 12 an deren Innenfläche sowie an der oberen Wand an der Innenfläche angebracht und bevorzugt mit diesen Wänden entsprechend verbunden. Am einfachsten erfolgt eine solche Verbindung durch Kleben.
Die zweiten Kunststoffplatten 20 bestehen aus einem wesentlich weicheren Material, das auch komprimierbar ist. Dieses Material muss nicht so sehr Schwingungen aufnehmen, als vielmehr lagestabilisierend wirken und soweit komprimierbar sein, dass die Formveränderungen des annähernd volumenstabilen Materials der ersten Kunststoffplatte 6 problemlos in Form einer Ausbauchung 8 in das Material der zweiten Kunststoffplatten 20 einfedern können. Diese Situation zeigt die Fig. 3 deutlich.
Der noch verbleibende Freiraum über der Druckverteilungsplatte 4, der einerseits durch die Querkraftdornhülse 3 und andererseits durch die zweiten Kunststoffplatten 20 begrenzt ist, ist mit einem Füllmaterial 20 ausgefüllt. Das Füllmaterial 21 bedarf keiner besonderen physikalischen Eigenschaften. Vorzugsweise wird jedoch ein relativ formstabiles Material gewählt.
Die exakte Positionierung der Querkraftdornhülse 2 und somit der Druckverteilungsplatte 4 im Lagergehäuse 10 ist nicht von besonderer Bedeutung. Wichtig ist hingegen, dass die Druckverteilungsplatte 4 exakt auf der ersten Kunststoffplatte 6 aufliegt, wiederum um sicherzustellen, dass kein Kippmoment auftreten kann. Um dies zu gewährleisten, wird vernünftigerweise die erste Kunststoffplatte 6 mit der Druckverteilungsplatte 4 fest verbunden. Dies kann wie im dargestellten Beispiel mittels einer Klebschicht 7 erfolgen. Je nach der Wahl des Kunststoffes kann aber die Verbindung zwischen der Kunststoffplatte 6 und der Druckverteilungsplatte 4 auch durch Aufvulkanisieren geschehen. Dies hat auch den Vorteil, dass eine leichtere korrekte Zusammenfügung der einzelnen Teile des Querkraftdornlagers gewährleistet ist.
Im Normalfall wird das Lagergehäuse 1 erst mit den zweiten Kunststoffplatten 20 beschichtet und danach die Einheit bestehend aus Querkraftdornhülse 3, Druckverteilungsplatte 4, erster Kunststoffplatte 6 und dem formstabilen Klotz aus Füllmaterial 21 als zusammenhängende Einheit eingeschoben.
Am Lagergehäuse 10, welches eine geschlossene Rückwand 17 aufweist, ist an den Seitenwänden 12 je ein seitlich abstehender Befestigungsflansch 14 angeformt. Die beiden Befestigungsflansche 14 haben Befestigungslöcher 15, um so das gesamte Querkraftdornlager 1 vor dem Vergiessen der Betonplatte an der Schalung zu befestigen.
Wie bereits weiter oben erwähnt, ist das erfindungsgemässe Querkraftdornlager besonders geeignet zur Verwendung als Halterung eines Treppenpodestes. Dies ist in der Fig. 4 gezeigt. Das Treppenpodest P liegt via den Querkraftdornen verankert in den Wänden W. Weil das Treppenpodest P gleich einem einarmigen Hebel gelagert ist, sind die Kräfte, die in die Querkraftdornlager eingeleitet werden, im treppennahen Bereich grösser als im treppenentfernteren Bereich. Damit bei Schwingungen das Treppenpodest P nicht eine Kippbewegung, sondern lediglich eine parallele auf und ab Schwingung durchführt, muss sichergestellt werden, dass die Einfederung in den Querkraftdornlagern möglichst weitgehend gleichmässig erfolgt. Dies kann auf verschiedene Arten geschehen.
Abhängig von der Konstruktion können beispielsweise die der Treppe T näher liegenden Querkraftdornlager 1 min grösser dimensioniert sein als die der Treppe T entfernteren Querkraftdornlager 1 min min . Dies gilt selbstverständlich unter der Voraussetzung, dass in den Querkraftdornlagern die erste Kunststoffplatte 6 immer die identische Shore-Härte aufweist. Naheliegenderweise kann dasselbe Resultat selbstverständlich auch erreicht werden, indem alle Querkraftdornlager 1 min und 1 min min baulich identisch sind, jedoch die ersten Kunststoffplatten 6 unterschiedliche Shore-Härten aufweisen. Selbstverständlich müssen dann die der Treppe T näher liegenden Querkraftdornlager 1 min mit Kunststoffplatten 6 versehen sein, die eine höhere Härte aufweisen.
Letztlich sei noch darauf hingewiesen, dass es aus sicherheitstechnischen Gründen sinnvoll sein kann, die offene Seite des Lagergehäuses 10 bis auf eine Durchführungsöffnung für den Querkraftdorn 2 vollständig durch eine Brandschutzplatte 22 abzudecken. Diese Lösung ist in der Fig. 2 angedeutet.
The present invention relates to a transverse force mandrel bearing with a transverse force mandrel sleeve held in the transverse force mandrel bearing. This shear force mandrel bearing is particularly suitable for stair landings.
Shear force mandrel sleeves are known in various embodiments. Purely for example, reference is made here to EP-A 609 783, CH-A 629 272, US-A 4 353 666 or EP-A 059 171. The latter shear force sleeve is suitable for shear force mandrels with a rectangular cross-section. Such shear force mandrels are used in particular when particularly high transmission forces occur. In order to prevent the very high load at certain points from destroying the concrete slab in the area of the transverse force mandrel sleeve, this is provided with reinforcing plates that distribute the contact pressure in the concrete slab. EP-A 059 171 also discloses the use of foam inserts on the side of the transverse force mandrel in the transverse force mandrel sleeve. These foam inserts should at least center the transverse force mandrel in the transverse force mandrel sleeve during installation.
These foam inserts do not have a vibration-damping function.
Furthermore, a transverse force mandrel bearing is known from EP-A 545 854, in which a transverse force mandrel sleeve is floatingly supported on all sides. The transverse force mandrel sleeve is held in a housing and surrounded on all sides by an elastic element. The lateral force mandrel sleeve can thus move on all sides in the lateral force mandrel bearing. To limit the vibration amplitude, an outer ring is welded onto the bearing housing, which reduces the opening of the transverse force mandrel bearing housing, and the transverse force mandrel sleeve has an outwardly projecting circumferential collar. An annular gap remains between the aforementioned ring and the collar, which corresponds to the maximum vibration amplitude. Such a transverse force mandrel bearing is particularly suitable for the connection between two free ends of concrete slabs, which can vibrate in any direction relative to one another.
Such a bearing is not very suitable as a so-called support for the storage of a horizontal concrete slab between vertical components. Since there is already a high base load, there is already considerable deflection and the only vibration that occurs is supported by this base load. Such a transverse force mandrel bearing is therefore not suitable, for example, for supporting a stair landing. In addition, certain tilting moments occur in concrete slabs, which are largely based only on shear force mandrels, which have to be absorbed in order to prevent resulting uncontrollable resulting forces. However, this is not possible using transverse force mandrel sleeves that are floating.
Nevertheless, in applications where concrete slabs largely rest on the transverse force mandrels, one would like to avoid the vibrations of one component being transferred to the other. Of course, this is particularly the case with stair landings, where heavy alternating loads from the stair users are common.
The present invention therefore has as its object to provide shear force mandrel bearings for shear force mandrels which are supported in the shear force mandrel sleeves under a relatively high base load, the sound insulation being to be ensured despite difficult conditions.
Furthermore, it is an object of the present invention to demonstrate advantageous uses of the transverse force mandrel bearing created. The first-mentioned object is achieved by a transverse force mandrel bearing with the features of patent claim 1. Further advantageous embodiments can be found in the dependent patent claims 2 to 9. A holder according to the invention for transverse force mandrel bearings according to claims 1 to 9 is disclosed in claim 10 and further advantageous embodiments emerge from claims 11 to 13.
The drawing shows a preferred exemplary embodiment of the subject matter of the invention and also a particularly advantageous use according to the invention and is explained in the following description. It shows:
Fig. 1 is a frontal view of a transverse force mandrel bearing with a view of the open side of the bearing housing.
Fig. 2 shows a side view of a transverse force mandrel bearing according to the invention in the installed position on a smaller scale;
Fig. 3 shows a slightly enlarged detail of the shear force bearing according to Fig. 1, while
4 shows the use of transverse force mandrel bearings according to the invention on a stair landing.
The entire transverse force mandrel bearing is denoted by 1 and the corresponding transverse force mandrel stored therein bears the reference number 2, as can be seen from FIG. 2. It can also be seen from this figure that the transverse force mandrel bearing 1 is installed in a first component, here for example a stair landing platform P, while in the second component, here a wall W, a simple transverse force mandrel sleeve H is installed. The transverse force mandrel 2 connecting the two components P and H is mounted in a translationally movable manner both in the transverse force mandrel bearing 1 and in the transverse force mandrel sleeve H. The transverse force mandrel 2 consequently serves to absorb the expansion movements which are indicated by the double arrow D.
The simple transverse force mandrel sleeve H is thus supported in the fixed component W, while the transverse force mandrel bearing 1 according to the invention is embedded in the movable component, for example the stair landing P. The vibrations S can occur there. So that these vibrations S are not transferred from the transverse force mandrel bearing 1 via the transverse force mandrel 2 into the fixed component W, the transverse force mandrel bearing must be designed to absorb vibrations. This is done thanks to a structure that can be clearly seen from FIG. 1.
The transverse force mandrel bearing 1 comprises a bearing housing 10, which externally has the shape of a cuboid, one end face of which is open. In the bearing housing 10 is a shear force sleeve 3, which serves to receive a shear force mandrel 2. This is advantageously a cylindrical tube. This cylindrical tube naturally determines the cross section of the transverse force mandrel 2. The choice of a cylindrical transverse force sleeve 3 is based on the fact that lateral force mandrels with a standardized cross section that are already available on the market can be used. The transverse force mandrel sleeve 3 rests on a pressure distribution plate 4. Two connecting weld seams 5 are arranged to the side of the linear support of the transverse force mandrel sleeve on the pressure distribution plate.
It is extremely important that the transverse force mandrel sleeve 3 is mounted centrally on the pressure distribution plate 4, so that the pressure distribution on the plate is absolutely balanced and a possible tilting moment cannot occur. To prevent this, the transverse force mandrel sleeve 3 is fixed in position on the pressure distribution plate 4 as described. With the interposition of a first plastic plate 6, the pressure distribution plate 4 rests on the bottom 11 of the bearing housing 10. This first plastic plate 6 consists of a vibration-damping or vibration-absorbing plastic. Neoprene (trademark), for example, has been confirmed to be a suitable material. This is a high strength, durable plastic. A big advantage is that neoprene is available in many different degrees of hardness.
The choice of the correct plastic is of course dependent on the load and the expected vibrations. The areal size of this first plastic plate 6 is designed so that it is area-wide with the pressure distribution plate 4. The thickness of the first plastic plate 6 must be designed according to the static load.
The width of the pressure distribution plate 4 is smaller than the width of the bearing housing 10 of the transverse force mandrel bearing 1. This is absolutely necessary because the first plastic plate 6 mentioned must have space for lateral bulge during the deflection. This can be seen from FIG. 3. This has to do with the fact that the plastics in question are only slightly compressible and therefore deform almost volume-stable during deflection. The gap thus remaining to the side of the pressure distribution plate 4 and the first plastic plate 6 is filled with a second plastic plate 20. The second plastic plates 20 are attached along both side walls 12 on their inner surface and on the upper wall on the inner surface and are preferably connected accordingly to these walls. The easiest way to do this is by gluing.
The second plastic plates 20 consist of a much softer material that is also compressible. This material does not have to absorb vibrations so much as it has a position-stabilizing effect and can be compressible to such an extent that the changes in shape of the approximately volume-stable material of the first plastic plate 6 can easily deflect into the material of the second plastic plates 20 in the form of a bulge 8. 3 clearly shows this situation.
The remaining space above the pressure distribution plate 4, which is delimited on the one hand by the transverse force mandrel sleeve 3 and on the other hand by the second plastic plates 20, is filled with a filling material 20. The filling material 21 does not require any special physical properties. However, a relatively dimensionally stable material is preferably selected.
The exact positioning of the transverse force mandrel sleeve 2 and thus the pressure distribution plate 4 in the bearing housing 10 is not particularly important. However, it is important that the pressure distribution plate 4 lies exactly on the first plastic plate 6, again to ensure that no tilting moment can occur. In order to ensure this, the first plastic plate 6 is reasonably firmly connected to the pressure distribution plate 4. As in the example shown, this can be done by means of an adhesive layer 7. Depending on the choice of plastic, the connection between the plastic plate 6 and the pressure distribution plate 4 can also be done by vulcanization. This also has the advantage that an easier correct assembly of the individual parts of the transverse force mandrel bearing is ensured.
In the normal case, the bearing housing 1 is first coated with the second plastic plates 20 and then the unit consisting of the transverse force mandrel sleeve 3, the pressure distribution plate 4, the first plastic plate 6 and the dimensionally stable block of filling material 21 is inserted as a coherent unit.
On the bearing housing 10, which has a closed rear wall 17, a laterally protruding mounting flange 14 is integrally formed on the side walls 12. The two fastening flanges 14 have fastening holes 15, in order to fasten the entire transverse force mandrel bearing 1 to the formwork before the concrete slab is poured.
As already mentioned above, the transverse force mandrel bearing according to the invention is particularly suitable for use as a bracket for a stair landing. This is shown in FIG. 4. The stair pedestal P is anchored in the walls W via the shear force mandrels. Because the stair pedestal P is supported by a single-armed lever, the forces that are introduced into the shear force mandrel bearings are greater in the area near the stairs than in the area closer to the stairs. To ensure that the stair landing P does not tilt, but only performs a parallel up and down vibration, it must be ensured that the deflection in the transverse force mandrel bearings is as uniform as possible. This can be done in several ways.
Depending on the construction, the transverse force mandrel bearings closer to the stairs T can be dimensioned 1 minute larger than the transverse force mandrel bearings more distant from the stairs T 1 minute. Of course, this applies provided that the first plastic plate 6 in the transverse force mandrel bearings always has the identical Shore hardness. Obviously, the same result can of course also be achieved if all the shear force mandrel bearings are structurally identical for 1 minute and 1 minute, but the first plastic plates have 6 different Shore hardnesses. Of course, the transverse force mandrel bearings closer to the stairs T must then be provided with plastic plates 6 for 1 min, which have a higher hardness.
Finally, it should also be pointed out that, for safety reasons, it may be sensible to cover the open side of the bearing housing 10 completely with a fire protection plate 22, except for an opening for the transverse force mandrel 2. This solution is indicated in FIG. 2.