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Die
Erfindung betrifft ein Lagersystem für Verkehrswege mit auf einem
Unterbau aufgelagerten Trägereinheiten,
bei denen durch Verkehrslasten bedingte hohe Verformungsgeschwindigkeiten
auftreten. Die Erfindung betrifft ferner Lager, die bei dem erfindungsgemäßen Lagersystem
Anwendung finden, insbesondere einseitig geführte Linienkipp-Gleitlager,
allseitig bewegbare Linienkipp-Gleitlager, Linienkipplager zur Verwendung
als Festlager zur Aufnahme von abhebenden Kräften, Punktkipplager zur Verwendung
als Festlager ohne abhebende Kräfte
und Vorrichtungen zur Höhenverstellung
der Lager, die bei dem oben genannten Lagersystem zum Einsatz kommen.
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Bei
den Trägereinheiten
kann es sich beispielsweise um sog. Einfeldträger mit vier Auflagern, Zweifeldträger mit
sechs Auflagern oder Mehrfeldträger
handeln, während
der Unterbau z. B. von der Unterkonstruktion einer aufgehängten oder
aufgeständerten
Brücke
für Verkehrswege,
der aufgeständerten
Trasse oder auf dem Boden angeordneten Trasse von Bahnen, insbesondere
Hochgeschwindigkeitsbahnen, gebildet sein kann.
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Hochgeschwindigkeitsbahnen,
die Geschwindigkeiten in der Größenordnung
von 400 bis 500 km/h erreichen, arbeiten nach dem Prinzip des elektromagnetischen
Schwebens, wobei dieses auf den anziehenden Kräften zwischen den Schienen
im Fahrweg und den Elektromagneten beruht, die bandförmig rechts
und links entlang dem Fahrweg angeordnet sind. Werden die an Bord
des Fahrzeugs angeordneten Bordmagneten eingeschaltet, wird das Fahrzeug
von unten gegen die Schienen angezogen. Ein Steuer- und Regelsystem
an Bord des Fahrzeugs steuert die Veränderung des Luftspalts, der
sich mit zunehmender Anziehungskraft verringert. Es muß gewährleistet
werden, daß ein
Luftspalt von ca. 10 mm aufrechterhalten wird. An die Ausgestaltung
und Lagerung des Fahrwegs sind daher erhebliche Anforderungen gestellt.
Der Fahrweg besteht aus einer Trasse, welche von einzelnen Fahrwegträgern gebildet
ist, die sich auf einem Unterbau aneinanderreihen, wobei der Unterbau
aus einem auf dem Erdboden angeordneten Fundament oder bei einer
aufgeständerten
Fahrwegkonstruktion aus Ständern
besteht. Dabei weisen die Fahrwege Schienen bzw. Statorpakete mit
Wicklungen für
das Tragen, das Führen
und das Antreiben der Magnetschwebebahn, Einrichtungen zur Energieübertragung,
Weichen und bei aufgeständerter
Anordnung das Tragwerk, Stützen
und Fundamente, sowie bei ebenerdiger Anordnung eine spezielle Tragplattenkonstruktion
auf. Aus Sicherheitsgründen
wird aber die aufgeständerte Fahrwerkkonstruktion
bevorzugt, wobei Fertigteile aus Beton oder Stahl Anwendung finden.
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Wenn
auch durch das Zusammenspiel zwischen Fahrzeug und Fahrweg Dehnungsfugen
bis zu 100 mm problemlos überfahren
werden können,
so muß doch
gewährleistet
sein, daß im
Bereich der Fugen zwischen zwei benachbarten Fahrwegträgern ein
Höhen-
oder Seitenversatz der einzelnen Träger zueinander unbedingt vermieden
wird. Problematisch ist das Schwingungsverhalten bei Einfeldträgern insofern,
als diese zur Durchbiegung neigen, so daß sich im Dehnfugenbereich
eine Verengung an einer Seite und eine Vergrößerung der Dehnfuge an der
gegenüberliegenden
Seite einstellen. Bei Zweifeldträgern
führt das Überfahren
des Trägers
mit einer Magnetschwebebahn mit hoher Geschwindigkeit dazu, daß der Träger eine
etwa sinusförmige
Schwingung um die mittlere Auflagerung ausführt, so daß aufgrund der Verdrehung des
Fahrwegträgers
eine Verschiebung und Kippung der Gleitfläche bzw. der Lagerteile zueinander
stattfindet. Die vorgeschriebenen Verschiebe- und Kippbewegungen erfolgen in außerordentlich
kurzen Zeiträumen
und können
bei einem etwa 50 m langen Fahrwegträger bis zu 15 bis 20 mm pro
Sekunde betragen. An das Lagersystem eines Fahrwegträgers werden
daher sehr hohe Anforderungen gestellt. Der durch die Kombination
der Einwirkungen durch Verschiebegeschwindigkeit und Pressung bedingte
Verschleiß soll
dabei möglichst gering
gehalten werden, so daß man
bestrebt ist, die Reibung zwischen den aufeinander gleitenden Flächen möglichst
klein zu halten.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Lagersystem für Verkehrswege
mit auf einem Unterbau aufgelagerten Trägereinheiten der eingangs genannten
Art sowie entsprechende Lager für
derartige Verkehrswege zu schaffen, bei denen durch Verkehrslasten
bedingte hohe Verformungsgeschwindigkeiten auftreten, insbesondere
für die
Auflagerung der aus Fahrwegträgern
zusammengesetzten Trasse einer Hochgeschwindigkeitsbahn, welche den
hohen Anforderungen der oben beschriebenen Art für die Magnetschwebetechnik
Rechnung tragen. Die für
das Lagersystem verwendeten Lager sollen dabei verschleißarm, formbeständig und
wartungsfreundlich sein und durch einen einfachen Aufbau eine wirtschaftliche
Herstellung gewährleisten.
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Diese
Aufgabe wird durch die erfindungswesentlichen Merkmale in den Ansprüchen 1,
18, 36, 47, 55, 58, 63 und 65 gelöst, wobei die auf diese Ansprüche rückbezogenen
Unteransprüche
vorteilhafte Ausgestaltungen des Lagersystems einerseits und der
einzelnen Lager andererseits beinhalten.
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Die
nachfolgenden Ausführungen
beziehen sich auf die Lagerung eines Fahrwegträgers, wobei die Trasse eine
Vielzahl von hintereinander angeordneten Trägern aufweist, die auf einem
Unterbau gelagert sind, wobei dieser Unterbau entweder von einem Fundament
oder von Ständern
gebildet sein kann. Dabei sind die Lager des Lagersystems zwischen
der Unterseite des Fahrwegträgers
und der Oberseite des Unterbaus angeordnet. In vorteilhafter Weise sind
pro Trägereinheit
mehrere Auflager vorgesehen, die Verschiebungen und/oder Verdrehungen
der Trägereinheit
zulassen. Die Auflager sind dabei vorteilhaft paarweise in Längsrichtung
der Trägereinheit angeordnet,
und wenigstens jeweils ein Auflagerpaar ist im Bereich der Enden
der jeweiligen Trägereinheit vorgesehen.
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Für das Lagersystem
werden unterschiedliche Lagertypen zum Einsatz gebracht, wobei die
Auflager Linienkipp- und/oder Punktkipp-Gleitlager umfassen. Das
Lagersystem für
einen Fahrwegträger kann
auch ein aus einem sphärischen
Lager und einem Gleitlager kombiniertes Lager umfassen, sowie wenigstens
ein festes Lager, wobei das feste Lager in vorteilhafter Weise ein
Kipplager sein kann. Handelt es sich um einen Fahrwegträger, bei
dem abzuhebende Kräfte
aufzunehmen sind, die beispielsweise durch thermische Beanspruchung,
aber auch durch geneigte und gekrümmte Träger bedingt sein können, wird
als festes Lager in vorteilhafter Weise ein Linienkipplager eingesetzt.
Sind dagegen keine abhebenden Kräfte
zu erwarten, wird als festes Lager ein Punktkipplager eingesetzt,
das einfacher aufgebaut und infolgedessen preiswerter ist. Während das Linienkipplager
nur eine Kippbewegung in der Trassenlängsrichtung zuläßt, ermöglicht das
Punktkipplager eine Kippbewegung in allen Richtungen. Auf die besondere
Konstruktion des Linienkipplagers wird später noch eingegangen.
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Das
Lagersystem für
einen Fahrwegträger umfaßt ferner
wenigstens ein allseitig bewegbares Linienkipp-Gleitlager je Lagerachse. Diese Art
von Lager lassen eine Gleitbewegung in der Längs- und Querrichtung sowie
eine Kippbewegung in der Längsrichtung
der Trägereinheit
zu.
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Neben
dem festen Lager kann in vorteilhafter Weise auch wenigstens ein
aus einem sphärischen Lager
und einem Gleitlager kombiniertes Lager je Lagerachse vorgesehen
sein. Die allseitig bewegbaren Linienkipp-Gleitlager lassen eine
Gleitbewegung in der Längs-
und Querrichtung sowie eine Kippbewegung in der Längsrichtung
der Trägereinheit
zu. Das Lagersystem kann darüberhinaus
wenigstens ein einseitig geführtes
Linienkipp-Gleitlager aufweisen, wobei dieses Lager eine Gleitbewegung
sowie eine Kippbewegung in der Längsrichtung
der Trägereinheit
zuläßt, allerdings
keine Gleitbewegung in der Querrichtung. Vorteilhaft ist das oder
sind die einseitig geführten
Linienkipp-Gleitlager in der Längsachse des
Festlagers angeordnet.
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Nach
einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung findet das Lagersystem
für eine
aus einer Vielzahl von hintereinander angeordneten Fahrwegträgern zusammengesetzte,
auf einem Unterbau ruhende Trasse einer Hochgeschwindigkeitsbahn, insbesondere
einer Magnetschwebebahn Verwendung.
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Die
Gleitwerkstoffe der Lager sind auf Verschiebegeschwindigkeiten von
mindestens 5 mm pro Sekunde ausgelegt. Bevorzugt werden aber Gleitwerkstoffe,
die Verschiebegeschwindigkeiten von mehr als 10 mm pro Sekunde,
insbesondere 15 mm pro Sekunde, aufnehmen können, ohne dadurch einem besonderen
Verschleiß zu
unterliegen. Jedes Lager weist dabei vorteilhaft eine Gleiteinheit
mit einer Gleitscheibe auf. Gemäß einem
besonders vorteilhaften Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß der Werkstoff
der Gleitscheibe einen Reibungskoeffizienten besitzt, der höchstens
dem doppelten Wert des für
Brückenlager
verwendeten Polytetrafluorethylen (PTFE) bei einer Verschiebegeschwindigkeit nach
EN (Euronorm) 1337 Teil 2 entspricht. Bevorzugt kommt jedoch ein
Werkstoff in Betracht, bei dem der Reibungskoeffizient der Gleitscheibe
höchstens dem
1,5-fachen des für
Brückenlager
verwendeten PTFE bei einer Verschiebegeschwindigkeit nach EN 1337
Teil 2 entspricht. Darüberhinaus
ist vorgesehen, daß der
Werkstoff der Gleitscheibe derart gewählt ist, daß er eine Grenztragfähigkeit
bei ständiger
zentrischer Belastung von wenigstens 100 N/mm2 zuläßt. Bevorzugt
wird jedoch ein Werkstoff der Gleitscheibe, der eine Grenztragfähigkeit
bei ständiger
zentrischer Belastung von 120 N/mm2 zuläßt. Schließlich ist
in weiterer vorteilhafter Weise vorgesehen, daß der Werkstoff der Gleitscheibe
einen aufaddierten Gleitweg zuläßt, der
dem doppelten Wert des für
Brückenlager
verwendeten PTFE bei einer Verschiebegeschwindigkeit nach EN 1337
Teil 2 entspricht. Bevorzugt ist jedoch ein Werkstoff der Gleitscheibe,
der einen aufaddierten Gleitweg zuläßt, der dem 1,5-fachen Wert
des für
Brückenlager
verwendeten PTFE bei einer Verschiebegeschwindigkeit nach EN 1337 Teil
2 entspricht.
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Der
Werkstoff der Gleitscheibe, der gemäß einem weiteren vorteilhaften
Merkmal der Erfindung die vorstehenden Voraussetzungen erfüllt, kann
beispielsweise von Polyethylen (PE) gebildet sein.
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Es
ist in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung auch denkbar,
daß die
Gleitscheibe aus Formteilen mit unterschiedlichen Werkstoffkomponenten
besteht. Hierunter kann verstanden werden, daß die Gleitscheibe beispielsweise
Einlagerungsanteile oder Elemente aufweist, oder daß die Gleitscheibe
aus einer Scheibe als Gleitelement und einem sie umschließenden Ring
als Stützelement
besteht.
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Vorteilhaft
weist die Gleitscheibe an ihrer Oberseite Schmiertaschen zur Aufnahme
eines Dauerschmiermittels auf. Um zu vermeiden, daß die PE-Gleitscheibe
nach dem Einbau eine unzulässig hohe
Setzung erfährt
und damit die gewünschten
Toleranzen nicht eingehalten werden, ist in vorteilhafter Weise
vorgesehen, daß die
Gleitscheibe im zusammengebauten Zustand des Lagers vor dem Einbau
in das Bauwerk mit der zu erwartenden ständigen Last vorkomprimiert
wird. Darüberhinaus
werden Setzungsmulden vermieden, die zu ungleichmäßigen Belastungen
der Gleitflächen
führen,
und damit einen Verschleiß der
Lagerteile fördern.
In weiterer vorteilhafter Weise kann das Setzen dadurch reduziert
werden, daß die
Materialstärke
reduziert wird. Zu diesem Zweck wird in vorteilhafter Weise vorgeschlagen,
daß die
Dicke der Gleitscheibe auf ein durch die Schmiertaschentiefe vorgegebene
Mindestmaß reduziert
ist und wenigstens der doppelten Schmiertaschentiefe entspricht.
Der ungekammerte Überstand
der Gleitscheibe kann vorteilhaft maximal 50% betragen.
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Die
Schmiertaschen können
kalottenförmig ausgebildet
und derart angeordnet sein, daß in
allen Richtungen keine durchlaufenden Zwischenräume gebildet werden. Als vorteilhaft
hat sich dabei eine spiralförmige
Anordnung oder teilkreisförmige
Anordnung oder wellenförmige
Anordnung ergeben, so daß sich
einzelne Schmiertaschen in jeder beliebigen Richtung immer überschneiden.
Auf diese Weise wird die Montage der Gleitscheibe wesentlich vereinfacht,
da beim Einbau einer kreisrunden Gleitscheibe überhaupt keine Einbaurichtung
zu beachten ist, während
beim Einbau einer rechteckigen Gleitscheibe mit abgerundeten Ecken
lediglich die Achsrichtung zu berücksichtigen ist.
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Im
einzelnen sind die einseitig geführten
Linienkipp-Gleitlager derart konstruiert, daß sie ein mit einem Unterbau
fest verbundenes Lagerunterteil aufweisen sowie ein mit einem Fahrwegträger fest
verbundenes Lageroberteil, wobei zwischen dem Lagerunterteil und
dem Lageroberteil eine Gleit- und Kippeinrichtung vorgesehen ist,
die in der Längsrichtung des
Fahrwegträgers
in der Gleitbewegung zwangsgeführt
ist. Dabei besitzt die Kippeinheit des einseitig geführten Linienkipp-Gleitlagers
in vorteilhafter Weise einen unteren Lagertopf, eine in einer oberen
Aussparung des Lagertopfes aufgenommene, an ihrer Oberseite aus
dem Lagertopf herausragende und im wesentlichen zylinderförmig ausgebildete
Kippleiste und ferner eine auf der Kippleiste abwälzbare Trägerplatte,
wobei die Trägerplatte
durch eine den Lagertopf und die Kippleiste zentrisch durchgreifenden
und mit einem oberen ballig ausgebildeten Abschnitt in einer Aussparung
der Trägerplatte
eingreifenden Zapfen geführt
ist. Der Zapfen kann vorteilhaft in der Kippleiste und in dem Lagertopf
mittels einer Preßpassung
gehalten sein, während
er mit seinem ballig ausgeformten Ende lose in die Aussparung der
Trägerplatte
eingreift, so daß er
die Trägerplatte
zwar führt,
aber eine Kippbewegung zuläßt.
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Der
Lagertopf kann über
eine einstellbare Schraubverbindung mit einer unteren Ankerplatte lösbar verbunden
sein, wobei die Ankerplatte ihrerseits Einrichtungen aufweisen kann,
mit der sie am Ständer
befestigbar ist, wie z. B. Kopfbolzen, die in den Beton des Ständers eingegossen
werden. Damit die Lage des Lagertopfes gegenüber der festgelegten Ankerplatte
veränderbar,
insbesondere nachstellbar ist, kann in vorteilhafter Weise vorgesehen
sein, daß die
Schraubverbindung eine solche Verstellbarkeit zuläßt. Sie
kann beispielsweise über
eine in einer Ausnehmung des Lagertopfes angeordnete Paßfeder verfügen, die
auswechselbar ist, so daß das
Lager in Querrichtung verstellbar ist.
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Die
Gleiteinheit kann in vorteilhafter Weise von einem an der Unterseite
einer Gleitplatte des Lageroberteils angeordneten Gleitblech und
einer in einer Aussparung an der Oberseite der Trägerplatte formschlüssig aufgenommenen
Gleitscheibe gebildet sein, die zum Teil aus der Aussparung nach
oben heraussteht. Die Gleitplatte selbst kann unter Zwischenlagerung
von Bauteilen, insbesondere einer Futterplatte, mit einer oberen
Ankerplatte verbunden, insbesondere verschraubt sein, wobei die
Ankerplatte ihrerseits eine Verbindungseinrichtung besitzt, die mit
dem Fahrwegträger
verbindbar ist. Es kann sich hierbei beispielsweise um Kopfbolzen
handeln, die in den Beton des Fahrwegträgers eingießbar sind. Zur Erzielung einer
Seitenführung
(Zwangsführung
in Längsrichtung
der Trasse) kann die Gleitplatte die Trägerplatte in Lagerquerrichtung
mit seitlich angeordneten Flanschen umfassen, die an ihrer Innenseite
vorteilhaft mit Gleitwerkstoffen beschichtete Gleitbleche aufweisen
können.
Während
die Lagerteile im wesentlichen aus Stahl hergestellt sind, kann
vorteilhaft vorgesehen sein, daß die
sich gegeneinander abwälzenden
Lagerbauteile und die Gleitbleche aus Edelstahl hergestellt sind.
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Nach
einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung können die
allseitig bewegbaren Linienkipp-Gleitlager
ein mit einem Unterbau fest verbundenes Lagerunterteil, ein mit
einem Fahrwegträger
fest verbundenes Lageroberteil und eine zwischen dem Lagerunterteil
und dem Lageroberteil angeordnete Gleit- und Kippeinrichtung umfassen,
die in vorteilhafter Weise eine Gleitbewegung sowohl in der Längs- als
auch in der Querrichtung und eine Kippbewegung in der Längsrichtung
des Fahrwegträgers
zulassen. Dabei kann die Kippeinheit einen unteren Lagertopf aufweisen,
ein in einer oberen Aussparung des Lagertopfes aufgenommenes, teilweise aus
dem Lagertopf herausragendes und an seiner Oberseite zylinderförmig ausgebildetes
unteres Kippteil und ein auf dem unteren Kippteil abwälzbares
oberes Kippteil, das in einer unteren Aussparung der Trägerplatte
gelagert und aus dieser herausragend an seiner Abwälzfläche korrespondierend
zum unteren Kippteil ausgebildet sein kann. Damit verhindert wird,
daß sich
das obere Kippteil gegenüber
dem unteren Kippteil verdrehen kann, kann in vorteilhafter Weise
vorgesehen sein, daß die
Kippteile durch mindestens zwei im Abstand zueinander angeordnete Verdrehsicherungen
gesichert sind. Diese Verdrehsicherungen können z. B. in Bohrungen der
Kippteile formschlüssig
eingreifende Sicherungsbolzen sein. Die Sicherungsbolzen können leicht
ballig ausgeführt sein,
so daß sie
die Kippbewegung des oberen gegenüber dem unteren Kippteil gewährleisten,
aber eine Verdrehung der beiden Teile gegeneinander verhindern.
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In
weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann der Lagertopf über eine
einstellbare Befestigungsvorrichtung, insbesondere eine Schraubverbindung,
mit einer unteren Lagerplatte lösbar
verbunden sein, die wiederum selbst eine Befestigungseinrichtung,
beispielsweise Kopfbolzen, aufweist, die in den Beton des Trägers eingegossen werden
können.
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Als
Gleiteinheit können
ein an der Unterseite einer Gleitplatte des Lageroberteils angeordnetes Gleitblech
sowie eine in einer Aussparung an der Oberseite der Trägerplatte
formschlüssig
aufgenommene Gleitscheibe vorgesehen sein, wobei die Gleitscheibe
teilweise aus der Aussparung gegenüber der Trägerplatte vorstehen kann. Ebenso
wie bei den einseitig geführten
Linienkipp-Gleitlagern kann die Gleitplatte unter Zwischenlagerung
z. B. einer Futterplatte mit einer oberen Ankerplatte verschraubt
sein, die ihrerseits eine Befestigungseinrichtung aufweisen kann,
inbesondere Kopfbolzen, die in den Beton des Fahrwegträgers eingegossen
oder mit dem Fahrwegträger
in anderer Weise fest verbunden werden können. Die sich gegenseitig
abwälzenden
Lagerbauteile und das Gleitblech können aus Edelstahl hergestellt
sein, während
die übrigen
Lagerbauteile aus Stahl hergestellt sein können, um die Kosten zu reduzieren.
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Wenn
abhebende Kräfte
zu erwarten sind, kann in vorteilhafter Weise als Festlager ein
Linienkipplager Verwendung finden, welches ein mit einem Unterbau
fest verbundenes Lagerunterteil, ein mit einem Fahrwegträger fest
verbundenes Lageroberteil und eine zwischen dem Lagerunterteil und
dem Lageroberteil angeordnete Kippeinheit aufweisen kann, die eine
Kippbewegung in der Längsrichtung
des Fahrwegträgers
zuläßt und ein
Abheben des Lageroberteils vom Lagerunterteil verhindert. Dabei
kann die Kippeinheit vorteilhaft eine in konzentrische Aussparungen
des Lagerunterteils und einer Trägerplatte des
Lageroberteils eingesetzte Paßscheibe
umfassen, sowie an dem Lagerunterteil bzw. dem Lageroberteil angreifende
Abhebesicherungen. Diese Abhebesicherungen können von an der Außenseite
der Lagerteile mittels Schraubbolzen in der Kippeinrichtung beweglich
geführte
Klammern gebildet sein. Die Klammern können dabei Flansche des Lageroberteils
bzw. Lagerunterteils derart umgreifen, daß sie zwar eine Kippbewegung
der beiden Lagerteile zueinander zulassen, aber eine Abhebebewegung nach
oben verhindern.
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Sind
dagegen keine abhebenden Kräfte
zu erwarten, kann als Festlager in vorteilhafter Weise ein Punktkipplager
zur Anwendung kommen. Dieses Lager kann ein mit einem Unterbau fest
verbundenes Lagerunterteil, ein mit einem Fahrwegträger fest
verbundenes Lageroberteil und eine zwischen dem Lagerunterteil und
dem Lageroberteil angeordnete Kippeinheit aufweisen, die eine allseitige
Kippbewegung in der Längs-
und in der Querrichtung des Fahrwegträgers zuläßt. Dabei kann die Kippeinheit
ein oberes Kippteil besitzen, daß mit dem Lageroberteil fest
verbunden ist, sowie ein unteres Kippteil, daß mit dem Lagerunterteil fest
verbunden ist. Die Kippteile können
vorteilhaft von ineinander geführten
zylindrischen Kappen gebildet sein, wobei wenigstens die innere
Kappe an ihrer Außenseite
ballig geformt ist, so daß eine
Kippbewegung in jeglicher Richtung zugelassen werden kann. Dagegen
wird durch das Festlager eine Gleitbewegung in Richtung der Längsachse der
Trasse als auch in Querrichtung unterbunden. Die Kappen, die ineinandergeführt sind,
können
vorteilhaft aus Edelstahl bestehen, wobei die innere Kappe auf einem
zylindrischen Zapfen des Lagerunterteils formschlüssig geführt sein
kann.
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Damit
die Lager in ihrer Höhe
einstellbar sind, kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, daß das jeweilige
Lagerunterteil und/oder das Lageroberteil entlang schiefer Ebenen
verschiebbare Keilstücke
aufweisen, die in verschiedenen Abständen zueinander fixierbar sind.
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Es
ist aber auch ferner denkbar, daß im Lagerunterteil bzw. Lageroberteil
auswechselbare Futterplatten vorgesehen sind, die z. B. durch stärkere oder
dünnere
Futterplatten ersetzt werden können.
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Weitere
Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen
anhand der Zeichnung. Darin zeigen:
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1 eine
schematische Seitenansicht einer sich aus mehreren Zweifeld-Fahrwegträgern zusammensetzenden
Trasse und eine Einzelheit eines sich durchbiegenden Trägerendes;
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2 eine
schematische Darstellung des Lagersystems eines Zweifeld-Fahrwegträgers;
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3 eine
Teillängsschnittansicht
durch ein einseitig geführtes
Linienkipp-Gleitlager;
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4 eine
Teilquerschnittansicht des Lagers nach 3;
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5 eine
Teillängsschnittansicht
eines allseitig bewegbaren Linienkipp-Gleitlagers;
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6 eine
Teilquerschnittansicht des Lagers nach 5;
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7 eine
Seitenansicht, teilweise im Längsschnitt
eines Linienkipplagers zur Verwendung als Festlager zur Aufnahme
von abhebenden Kräften;
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8 eine
Teilquerschnittansicht durch das Lager nach 7;
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9 eine
Draufsicht auf das Lager nach 7;
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10 eine
Teillängsschnittansicht
durch ein Punktkipplager zur Verwendung als Festlager ohne abhebende
Kräfte;
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11 eine
Draufsicht auf das Lager nach 10;
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12 eine
schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Höhenverstellung eines Lagers;
und
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13 eine
schematische Draufsicht auf eine Gleitscheibe mit spiralförmig angeordneten Schmiertaschen.
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Bei
den nachfolgenden Ausführungsbeispielen
sind als Fahrwegträger
Zweifeldträger
gezeigt. Es sei an dieser Stelle aber darauf hingewiesen, daß die Erfindung
auch bei Einfeldträgern
anwendbar ist, wobei die Zweifeldträger als auch die Einfeldträger in Verbindung
mit Verkehrswegen nicht nur für
Hochgeschwindigkeitsbahnen, sondern auch für den allgemeinen Straßenverkehr
sowohl auf Trassen als auch z. B. abgehängten oder aufgeständerten
Brücken Verwendung
finden.
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In
der 1 sind beispielsweise zwei Zweifeld-Fahrwegträger 2 der
Trasse 1 einer Hochgeschwindigkeitsbahn 3 schematisch
dargestellt, wobei jeder Fahrwegträger 2 mittels Lagereinheiten 4, 5, 6 abgestützt ist.
Beim Überfahren
der Träger
mit einer Hochgeschwindigkeitsbahn oder Magnetschwebebahn mit ca.
bis zu 500 km/h wird der jeweilige Fahrwegträger 2 in eine sinusartige
Schwingung 7 um das mittlere Lagerpaar 5 ausgelenkt.
Dadurch wird beispielsweise die Lagereinheit 4 in Richtung
des Pfeils 8 verschoben und um den Winkel 9 gekippt.
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In
der 2 ist der Zweifeld-Fahrwegträger 2 in einer Draufsicht
schematisch dargestellt, wobei der Träger mittels eines Lagersystems
aus sechs Auflagern auf einem nicht dargestellten Unterbau abgestützt ist.
Der Unterbau kann z. B. aus einem Fundament oder aus Ständern bestehen,
von denen der mittlere Ständer 10 schematisch
angedeutet ist. Die Auflager sind beidseitig der Längsmittelebene 11 des Fahrwegträgers angeordnet,
wobei ein festes Lager 12, zwei seitlich davon angeordnete
einseitig geführte
Linienkipp-Gleitlager 13, 14 und drei allseitig
bewegbare Linienkipp-Gleitlager 15, 16, 17 vorgesehen sind.
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In
der 3 ist beispielsweise ein einseitig geführtes Linienkipp-Gleitlager
in einem Teillängsschnitt
dargestellt. Die Fahrtrichtung ist durch den Pfeil 18 angezeigt.
Das Linienkipp-Gleitlager besitzt ein mit einem nicht dargestellten
Unterbau fest verbundenes Lagerunterteil 19, ein mit einem
nicht dargestellten Fahrwegträger 2 fest
verbundenes Lageroberteil 20 und eine zwischen dem Lagerunterteil 19 und
dem Lageroberteil 20 angeordnete Gleit- und Kippeinheit 21,
die in der Längsrichtung 18 des
Fahrwegträgers
in der Gleitbewegung zwangsgeführt
ist. Die Gleit- und Kippeinheit 20 umfaßt ein unteres Kipplager 22 und
ein oberes Gleitlager 23. Es ist ein unterer Lagertopf 24 vorgesehen,
der eine obere Aussparung 25 aufweist. In dieser Aussparung
ist eine Kippleiste 26 gelagert, die zum Teil aus der Aussparung 25 des
Lagertopfes 24 nach oben herausragt und an ihrer Oberseite
zylinderförmig
ausgebildet ist. Auf der Kippleiste 26 kann sich eine Trägerplatte 27 abwälzen. Die
Trägerplatte 27 wird
dabei durch einen den Lagertopf 24 und die Kippleiste 26 zentrisch
durchgreifenden Zapfen 28 gehalten, der an seinem oberen
Abschnitt ballig ausgebildet ist und in eine Aussparung 29 der
Trägerplatte 27 eingreift. Der
Zapfen 28 ist in der Kippleiste 26 und dem Lagertopf 24 mittels
einer Preßpassung
gehalten.
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Der
Lagertopf 24 ist auf eine Ankerplatte 30 aufgeschraubt,
wobei die Schraubverbindung 31 dadurch einstellbar ist,
daß sie
in einer Paßfeder 32 aufgenommen
wird, die auswechselbar ist. Je nach der Lage der Bohrungen in der
Paßfeder
läßt sich
der Lagertopf 24 senkrecht zur Zeichenebene verschieben.
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Die
Ankerplatte 30 weist an ihrer Unterseite Kopfbolzen 33 auf,
mit denen die Ankerplatte im Fundament oder im Beton der Stütze verankerbar
ist.
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Die
Gleiteinheit ist von einem an der Unterseite einer Gleitplatte 34 angeordneten
Gleitblech 35 und einer in einer Aussparung 36 an
der Oberseite der Trägerplatte 27 formschlüssig aufgenommenen Gleitscheibe 37 gebildet.
Die Gleitplatte 34 ist unter Zwischenlagerung einer Futterplatte 38 mit
einer oberen Ankerplatte 39 verschraubt. Auch an der oberen
Ankerplatte 39 sind Kopfbolzen 50 vorgesehen, mit
der die oberen Ankerplatte 39 mit der Unterseite des Fahrwegträgers 2 fest
verbunden werden kann.
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Wie
aus der 4 zu entnehmen ist, weist die
Gleitplatte 34 Flansche 41, 42 auf, welche
die Trägerplatte 27 seitlich
umgreifen und damit gewährleisten,
daß eine
Gleitbewegung nur in Richtung des Pfeils 18 und nicht quer
dazu stattfinden kann. Die Flansche 41, 42 sind
an ihrer Innenseite mit Gleitblechen 43 versehen, die ihrerseits
eine Beschichtung 44 aufweisen.
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Das
in der 5 gezeigte allseitig bewegbare Linienkipp-Gleitlager
ist ähnlich
wie das Gleitlager nach 3 aufgebaut. Die Bewegungsrichtung
bzw. Verschieberichtung ist durch den Pfeil 45 angedeutet.
Das Lager umfaßt
ein mit einem nicht dargestellten Unterbau fest verbundenes Lagerunterteil 46,
ein mit einem nicht dargestellten Fahrwegträger 2 fest verbundenes
Lageroberteil 47 und eine zwischen dem Lagerunterteil 46 und
dem Lageroberteil 47 angeordnete Gleit- und Kippeinheit 48.
Diese Gleit- und Kippeinheit 48 läßt eine Gleitbewegung sowohl
in der Längs-
als auch in der Querrichtung des Fahrwegträgers 2 und eine Kippbewegung
in der Längsrichtung des
Fahrwegträgers 2 zu.
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Im
einzelnen besitzt die Kippeinheit einen unteren Lagertopf 49,
welcher an seiner Oberseite eine Aussparung 50 aufweist.
In der Aussparung ist ein an seiner Oberseite teilzylinderförmig ausgebildetes
unteres Kippteil 51 gelagert, das mit dem unteren Lagertopf
z. B. verschweißt
ist. Auf diesem unteren Kippteil 51 wälzt sich ein oberes Kippteil 52 ab,
welches seinerseits in einer Aussparung 53 einer Trägerplatte 54 aufgenommen
ist und an seiner Abwälzfläche korrespondierend
zum unteren Kippteil 51 ausgebildet ist. Damit eine Verdrehung
der Kippteile 51 und 52 vermieden wird, sind mindestens
zwei im Abstand zueinander angeordnete und in Bohrungen der Kippteile
formschlüssig
eingreifende Sicherungsbolzen 55 vorgesehen.
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Der
untere Lagertopf 49 ist über eine einstellbare Schraubverbindung 56 mit
einer unteren Ankerplatte 57 lösbar verbunden. An der Unterseite
dieser Ankerplatte 57 sind Kopfbolzen 58 vorgesehen,
mit denen die Ankerplatte mit dem Unterbau fest verbunden werden
kann.
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Die
Gleiteinheit wird von einem an der Unterseite einer Gleitplatte 59 angeordneten
Gleitblech 60 und einer in einer Aussparung 61 an
der Oberseite der Trägerplatte 54 formschlüssig aufgenommenen Gleitscheibe 62 gebildet.
Die Gleitplatte 59 ist ihrerseits unter Zwischenlagerung
einer Futterplatte 63 mit einer oberen Ankerplatte 64 verschraubt.
An der oberen Ankerplatte 64 sind Kopfbolzen 65 vorgesehen,
mit welchen das Lageroberteil mit dem nicht dargestellten Fahrwegträger 2 fest
verbunden werden kann. Die beispielsweise in der 13 schematisch dargestellte
Gleitscheibe 37, 62 besitzt spiralförmig angeordnete
Schmiertaschen 66, die nur an ihrer Oberseite angeordnet
sind und derart verlaufen, daß keine
durchgehenden Kanäle
gebildet werden. Die Schmiertaschen 66 sind dabei kalottenförmig ausgebildet.
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Das
in den 5 und 6 dargestellte Linienkipplager
ist ein Festlager und wird als Lager 12 dann eingesetzt, wenn
abhebende Kräfte
aufgenommen werden sollen. Es umfaßt ein mit einem nicht dargestellten
Unterbau fest verbundenes Lagerunterteil 67, das mit einer
Ankerplatte 68 verschraubt ist. Die Ankerplatte wird ihrerseits
mittels entsprechenden Kopfbolzen wie bei den oben beschriebenen
Lagern am Unterbau verankert. Das Lager weist ferner ein mit einem
Fahrwegträger über eine
Ankerplatte 69 mit dem nicht dargestellten Fahrwegträger 2 fest verbundenes
Lageroberteil 70 auf. Zwischen dem Lagerunterteil 67 und
dem Lageroberteil 70 ist eine Kippeinheit 71 vorgesehen,
die eine Kippbewegung in der Längsrichtung
des Fahrwegträgers 2 zuläßt und ein
Abheben des Lageroberteils 70 vom Lagerunterteil 67 verhindert.
Dabei weist die Kippeinheit 71 in vorteilhafter Weise eine
in konzentrischen Aussparungen 72 und 73 des Lagerunterteils 67 bzw.
einer Trägerplatte 74 des
Lageroberteils 70 eingesetzte Paßscheibe 75 sowie
an dem Lagerunterteil 67 bzw. dem Lageroberteil 70 angreifende
Abhebesicherungen 76, 77 auf. Wie aus der 8 besonders deutlich
hervorgeht, sind die Abhebesicherungen 76, 77 von
Klammern gebildet, die flanschartige Ansätze des Lagerunterteils 67 bzw.
der Ankerplatte 69 umgreifen und mit diesen Teilen verschraubt
sind, wobei die Verschraubung so gewählt ist, daß die klammerartigen Abhebesicherungen 76 bzw. 77 eine
Bewegung entlang der Bogenlinien 78 bzw. 79 ermöglichen,
um eine Kippbewegung des Lageroberteils 70 gegenüber dem
Lagerunterteil 67, 68 zuzulassen. Gleichzeitig
verhindern die Klammern aber ein Abheben des Lageroberteils vom
Lagerunterteil.
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In
den 10 und 11 ist
dagegen ein Festlager gezeigt, das vorzugsweise dann Anwendung findet,
wenn keine abhebenden Kräfte
aufzunehmen sind. Der in 10 gezeigte
Längsschnitt
in Fahrtrichtung 80 läßt erkennen,
daß das
Punktkipplager ein mittels einer Ankerplatte 81 mit einem
nicht dargestellten Unterbau fest verschraubtes Lagerunterteil 82 und
ein mit einem nicht dargestellten Fahrwegträger 2 fest verbundenes
Lageroberteil 83 aufweist. Zwischen dem Lagerunterteil 82 und
dem Lageroberteil 83 ist eine Kippeinheit 84 vorgesehen,
die eine allseitige Kippbewegung in der Längs- und der Querrichtung des
Fahrwegträgers 2 zuläßt. Im einzelnen
besteht das Lageroberteil 83 aus einer Trägerplatte 85 mit
seitlich angeschweißten
Haltern 86, einer Futterplatte 87 und einer Ankerplatte 88 mit
daran befestigten Kopfbolzen 89 zur Befestigung des Lageroberteils 83 an
dem nicht dargestellten Fahrwegträger 2.
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Die
Kippeinheit 84 umfaßt
ein oberes Kippteil 90, das mit der Trägerplatte 85 des Lageroberteils 83 fest
verbunden ist, sowie ein unteres Kippteil 91, welches mit
dem Lagerunterteil 82 fest verbunden ist.
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Wie
aus den 10 und 11 zu
entnehmen ist, sind die Kippteile von ineinander geführten zylindrischen
Kappen gebildet, wobei wenigstens die innere Kappe an ihrer Außenseite
ballig geformt ist, so daß das
Lageroberteil 83 gegenüber
dem Lagerunterteil 82 eine allseitige Kippbewegung ausführen kann.
Die Kappen 90, 91 sind aus Edelstahl hergestellt.
Die innere Kappe 91 ist auf einem zylindrischen Zapfen 92 des
Lagerunterteils 82 formschlüssig geführt.
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Wie
bereits im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel nach 3 beschrieben,
läßt die Verschraubung 93 eine
Einstellbarkeit des Lagers in Richtung des Pfeils 80 zu,
da die Gewindebolzen der Verschraubung 93 in Bohrungen
einer Paßfeder 94 aufgenommen
sind, die in einer Aussparung 95 angeordnet ist. Durch
Auswechseln der Paßfeder 94 mit versetzten
Bohrungen kann das Lager in Richtung des Pfeils 80 eingestellt
werden.
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In
schematischer Weise ist in 12 eine Vorrichtung
zur Höhenverstellung
eines Lagers dargestellt, wobei der beispielhafte Aufbau der Vorrichtung
anhand des einseitig geführten
Linienkipp-Gleitlagers gemäß 3 gezeigt
wird. Mit Ausnahme des Lagerunterteils 96 entsprechen sich
die dargestellten Bauteile mit den Bauteilen gemäß 3. Das Lagerunterteil 96 weist
entlang schiefer Ebenen 97 verschiebbare Keilstücke 98 auf,
die mittels Distanzklötzen
oder einem Distanzring 99 auf Abstand zueinander gehalten
werden. Soll die Höhe
des Lagers verändert
werden, kann der Ring 99 durch einen kleineren oder größeren Ring
ausgetauscht werden, so daß die
Keilstücke
aufeinander zu- bzw.
voneinander wegbewegt werden.
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Wenn
auch diese Konstruktion nur in Verbindung mit dem Lagerunterteil
gezeigt ist, so ist natürlich
auch denkbar, daß eine ähnliche
Einrichtung am Lageroberteil vorgesehen wird.
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Die
Lagerhöhe
kann aber auch dadurch verstellt werden, daß das Lageroberteil und/oder
das Lagerunterteil mit wenigstens einer auswechselbaren Futterplatte
ausgestattet ist bzw. sind, und unterschiedlich dicke Futterplatten
zum Einsatz kommen.
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- 1
- Trasse
- 2
- Fahrwegträger
- 3
- Hochgeschwindigkeitsbahn
- 4
- Lagereinheit
- 5
- Lagereinheit
- 6
- Lagereinheit
- 7
- Sinusschwingung
- 8
- Verschiebung
- 9
- Kippwinkel
- 10
- Ständer
- 11
- Längsmittelebene
- 12
- festes
Lager
- 13
- einseitig
geführtes
Linienkipp-Gleitlager
- 14
- dito
- 15
- allseitig
bewegbare Linienkipp-Gleitlager
- 16
- dito
- 17
- dito
- 18
- Fahrtrichtung
- 19
- Lagerunterteil
- 20
- Lageroberteil
- 21
- Gleit-
und Kippeinheit
- 22
- Kipplager
- 23
- Gleitlager
- 24
- Lagertopf
- 25
- Aussparung
- 26
- Kippleiste
- 27
- Trägerplatte
- 28
- Zapfen
- 29
- Aussparung
- 30
- Ankerplatte
- 31
- Schraubverbindung
- 32
- Passfeder
- 33
- Kopfbolzen
- 34
- Gleitplatte
- 35
- Gleitblech
- 36
- Aussparung
- 37
- Gleitscheibe
- 38
- Futterplatte
- 39
- obere
Ankerplatte
- 40
- Kopfbolzen
- 41
- Flansch
- 42
- dito
- 43
- Gleitblech
- 44
- Beschichtung
- 45
- Verschieberichtung
- 46
- Lagerunterteil
- 47
- Lageroberteil
- 48
- Gleit-
und Kippeinheit
- 49
- unterer
Lagertopf
- 50
- Aussparung
- 51
- unteres
Kippteil
- 52
- oberes
Kippteil
- 53
- Aussparung
- 54
- Trägerplatte
- 55
- Sicherungsbolzen
- 56
- Schraubverbindung
- 57
- untere
Ankerplatte
- 58
- Kopfbolzen
- 59
- Gleitplatte
- 60
- Gleitblech
- 61
- Aussparung
- 62
- Gleitscheibe
- 63
- Futterplatte
- 64
- obere
Ankerplatte
- 65
- Kopfbolzen
- 66
- Schmiertasche
- 67
- Lagerunterteil
- 68
- Ankerplatte
- 69
- Ankerplatte
- 70
- Lageroberteil
- 71
- Kippeinheit
- 72
- Aussparung
- 73
- dito
- 74
- Trägerplatte
- 75
- Passscheibe
- 76
- Abhebesicherung
- 77
- dito
- 78
- Bogenlinie
- 79
- dito
- 80
- Fahrtrichtung
- 81
- Ankerplatte
- 82
- Lagerunterteil
- 83
- Lageroberteil
- 84
- Kippeinheit
- 85
- Trägerplatte
- 86
- Halter
- 87
- Futterplatte
- 88
- Ankerplatte
- 89
- Kopfbolzen
- 90
- oberes
Kippteil
- 91
- unteres
Kippteil
- 92
- zylindrischer
Zapfen
- 93
- Verschraubung
- 94
- Passfeder
- 95
- Aussparung
- 96
- Lagerunterteil
- 97
- schiefe
Ebene
- 98
- Keilstück