DE10145857A1 - Lagerkonstruktion zur gedämpften Übertragung von Stoß- und/oder Schwingungskräften, insbesondere für Bauwerke, welche einer seismischen Belastung ausgesetzt sind - Google Patents

Lagerkonstruktion zur gedämpften Übertragung von Stoß- und/oder Schwingungskräften, insbesondere für Bauwerke, welche einer seismischen Belastung ausgesetzt sind

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lagerkonstruktion zur gedämpften Übertragung von Stoß- und/oder Schwingungskräften, insbesondere für Bauwerke, welche einer seismischen Belastung ausgesetzt sind, umfassend ein zwischen zwei Teilen eines Lagerkörpers angeordnetes volumenelastisches Dämpfungsmaterial. Erfindungsgemäß weist ein erstes Lagerteil eine im wesentlichen Topfform auf, wobei im Zentrum des Topfes eine Führungshülse und zwischen Führungshülse und der Topfinnenwandung ein oder mehrere Bewehrungshülsen angeordnet sind sowie das Dämpfungsmaterial die Räume zwischen Topfinnenwandung, Bewehrungs- und Führungshülse mindestens teilweise ausfüllt. Ein zweites Lagerteil umfaßt einen in der Führungshülse verschieblichen Bolzen, wobei der Bolzen mit einer ersten Befestigungsplatte in Verbindung steht. Topfaußenseitig ist eine zweite Befestigungsplatte vorgesehen, um somit die Lagerteile am Bauwerk zu verankern. Auch besteht die Möglichkeit, die Lagerteile, den Bolzen und/oder die Befestigungsplatten in das zu stützende Bauteil einzulassen, z. B. einzubetonieren.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Lagerkonstruktion zur gedämpften Übertragung von Stoß- und/oder Schwingungskräften, insbesondere für Bauwerke, welche einer seismischen Belastung ausgesetzt sind, umfassend ein zwischen zwei Teilen eines Lagerkörpers angeordnetes volumenelastisches Dämpfungsmaterial gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Gummifedern, die auf Parallel- oder Verdrehschub, aber auch auf Druck ansprechen und zur Stoß- und Schwingungsdämpfung geeignet sind, gehören zum bekannten Stand der Technik. Derartige Federelemente dienen der Dämpfung und Absorption z. B. von hochfrequenten Körperschallschwingungen in den verschiedensten Bereichen der Mechanik. Handelsübliche Gummifedern umfassen Gummiformteile mit anvulkanisierten metallischen Anschlußstücken zur Befestigung und Krafteinleitung. Gummi als volumenelastisches und inkompressibles Material besitzt ein nichtlineares Spannungs-Dehnungs- Verhalten, wobei die Proportionalität zwischen Belastung und Formgebung nach dem Hook'schen Gesetz begrenzt ist.
  • Metall-/Gummi-Lager, z. B. zur Aufnahme von thermisch bedingten Ausdehnungskräften bei Brücken oder sonstigen Bauwerken finden vielfach Anwendung. Derartige Konstruktionen sind jedoch nicht geeignet, seismisch bedingte Belastungen aufzunehmen.
  • Eine mögliche Strategie, die Beanspruchung von Bauwerken unter seismischer Belastung zu senken, ist die sogenannte Erdbeben- Isolation. Hierunter versteht man die Entkopplung der Grundschwingzeiten des Bauwerks von der Erregerfrequenz des Bebens. Dies erfolgt durch das Ausbilden einer horizontal weichen Lagerungsebene, durch die die Grundschwingzeit des Bauwerks erhöht wird. Aufgrund der Charakteristika der Erdbebenanregung wird eine deutliche Verringerung der Beanspruchung der betroffenen Bauwerke erreicht, wenn die Grundschwingzeit des betreffenden Systems in einem Bereich von ca. 3 bis 5 Sekunden liegt.
  • Durch den Einsatz genormter Lager ist die Steuerung der Steifigkeit der Lagerungsebene allerdings nur begrenzt möglich. Eine Anhebung der Grundschwingzeit z. B. von Brückensystemen in dem Bereich von 3 bis 5 Sekunden mittels des Einsatzes genormter Elastomerlager kann selten erreicht werden. Bekannte Brückenlagerungen werden durch horizontal weiche Elastomerlager in Verbindung mit starren Festhaltungen umgesetzt. Diese starren Festhaltungen können die im Erdbebenfall auftretenden Kräfte nur in den seltensten Fällen aufnehmen und verschlechtern zudem das dynamische Verhalten des Bauwerks.
  • Nachteile bekannter Maßnahmen der Erdbeben-Isolation sind die auftretenden Relativbewegungen zwischen den Bauteilen, welche sich mit längerer Eigenschwingzeit des Systems vergrößern. Gerade im Brückenbau ist das Maß der vertretbaren Bewegungen insbesondere in Querrichtung sehr begrenzt.
  • Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine weiterentwickelte Lagerkonstruktion als ein Element in einem Lagerungssystem zur gedämpften Übertragung von Stoß- und/oder Schwingungskräften, insbesondere für Bauwerke, welche einer seismischen Belastung ausgesetzt sind, anzugeben, wobei die Konstruktion so zu wählen ist, daß eine einfache und optimale Abstimmung mit Bezug auf das Schwingverhalten des Bauwerks, das maximale Maß der möglichen Bewegung, die zu übertragenden Kräfte und bezogen auf die angestrebte große Dämpfung des Elements erfolgen kann.
  • Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit einer Lagerkonstruktion gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen umfassen.
  • Erfindungsgemäß ist ein erstes Lagerteil im wesentlichen topfförmig ausgebildet, wobei im Zentrum des Topfes eine Führungshülse und zwischen Führungshülse und der Topfinnenwandung ein oder mehrere Bewehrungshülsen angeordnet sind. Ein volumenelastisches Dämpfungsmaterial füllt die Räume zwischen Topfinnenwandung, Bewehrungs- und Führungshülse mindestens teilweise aus.
  • Ein zweites Lagerteil umfaßt einen in der Führungshülse verschieblichen Bolzen, wobei der Bolzen mit einer ersten Befestigungsplatte in Verbindung steht. Topfaußenseitig ist eine zweite Befestigungsplatte oder Befestigungsfläche vorgesehen, so daß das erste und das zweite Lagerteil z. B. zwischen einem Fundament und dem zu stützenden Bauwerk verankert werden können.
  • Bevorzugt sind die Bewehrungshülsen konzentrisch um die Führungshülse angeordnet und im Dämpfungsmaterial mindestens teilweise eingebettet.
  • Die Bewehrungshülsen sind dabei der Querschnittsform des Topfes angepaßt. Bei einem kreisringförmigen Topf sind demnach die Bewehrungshülsen ebenfalls kreisringförmig mit entsprechend abgestuften Durchmesserverhältnissen.
  • Der Topf selbst kann die erwähnte Kreis- oder Kreisringform, aber auch einen elliptischen, rechteckigen oder einen Vieleck- Querschnitt bzw. eine solche Querschnittsfläche aufweisen.
  • Die Topfdeck- und -bodenfläche sind offen oder besitzen eine Abdeckung derart, daß die Bewegung des Bolzens einerseits, aber auch des Dämpfungsmaterials andererseits nicht behindert wird. Mit anderen Worten muß sich das Dämpfungsmaterial bei Verformung frei im wesentlichen senkrecht zur Krafteinwirkungsrichtung ausdehnen können.
  • Das Dämpfungsmaterial ist mit der Topfinnenwandung, der Außenwandung der Führungshülse und/oder den Bewehrungshülsen durch Anvulkanisieren verbunden.
  • Die erste bzw. zweite Befestigungsplatte oder Befestigungsfläche ist einerseits jeweils am Widerlager, Pfeiler oder Fundament des zu stützenden Bauteils und andererseits am zu stützenden Bauteil selbst verankert.
  • Die Verankerung erfolgt derart, daß horizontal bzw. in x- und y-Richtung wirkende Kräfte aufgenommen werden können, vertikal jedoch keine Kräfte übertragen werden, was dadurch realisiert ist, daß der Bolzen der Führungshülse spielfrei verschieblich gelagert ist. Auch ist eine Befestigung derart möglich, daß die Befestigungsplatte, das erste und/oder zweite Lagerteil bzw. der Bolzen in das zu stützende Bauteil eingelassen, z. B. einbetoniert werden.
  • Bei einer z. B. elliptischen Querschnittsfläche des Topfes und damit auch der Bewehrungshülsen und des Dämpfungsmaterials können zwischen Hauptachsenrichtung und Nebenachsenrichtung der Ellipse verschiedene Dämpfungswerte vorgegeben werden.
  • Um maximale Kräfte ohne Zerstörung der anvulkanisierten Bereiche aufnehmen zu können, ist in den randseitigen Übergangsbereichen zwischen Dämpfungsmaterial und Topfinnenwandung und/oder Außenwandung der Führungshülse das Dämpfungsmaterial bezogen auf den durchschnittlichen Dickenverlauf im unbelasteten Zustand überhöht ausgeführt. Hiernach ist also dieser Übergangsbereich stetig ansteigend oder kreisbogen- bzw. wulstartig verlaufend ausgestaltet.
  • Zur weiteren Verbesserung der Haftung des Dämpfungsmaterials sind die Bewehrungshülsen an ihren Schmalseiten mit einer Fase versehen oder besitzen einen bogenförmigen Verlauf bzw. eine derartig gestaltete Rundung.
  • Bei einer rechteckigen Querschnittsfläche des Topfes sind analog einer elliptischen Gestaltung verschiedene Dämpfungs- oder Steifigkeitsverhältnisse in Richtung der jeweiligen Kanten des Rechtecks einstellbar.
  • Das Dämpfungsmaterial ist ein natürliches oder synthetisches Hochpolymer, wobei Topf, Bewehrungs- und Führungshülse aus Metall, insbesondere Stahl bestehen.
  • Bevorzugt weisen die anzuvulkanisierenden metallischen Oberflächenbereiche eine aufgerauhte Struktur auf.
  • Die Trag- und Verformungsfähigkeit der Lagerkonstruktion hängt im wesentlichen vom Durchmesser und der Form des äußeren Rings, d. h. des Topfes, dem Durchmesser und der Form des Führungsbolzens und der zugehörigen Hülse sowie der Anzahl, der Verteilung, der Höhe und der Dicke der Elastomer- bzw. Dämpfungsmaterial-Schichten ab. Durch das Elastomermaterial selbst kann das Verformungsverhalten der Gesamtanordnung eingestellt werden, wobei die jeweiligen Elastomerschichten auch durch ein unterschiedliches Material mit verschiedenen Eigenschaften gebildet werden können. Eine weitere Variable zur Gestaltung der Eigenschaften der Lagerkonstruktion besteht in der möglichen Auswahl zwischen vulkanisierter und unvulkanisierter Ausführungsform bezogen auf die Verbindung zwischen Dämpfungsmaterial und den metallischen Teilen der Anordnung.
  • Die Festigkeit, Dicke und Aussteifungen der metallischen Teile werden nach deren möglicher maximaler Belastung gewählt. Die Beanspruchung des Elastomermaterials kann durch konstruktive Detaillösungen verringert werden, und zwar durch eine variable obere und/oder untere Überdeckung der Bewehrungshülsen mit Elastomer, durch die erwähnte spezielle Kantenform der Bewehrungshülsen selbst, aber auch durch eine Ausgestaltung der Verbindungsstelle Elastomer-Topfinnenwandung bzw. Elastomer-Außenfläche der Führungshülse mit entsprechend beanspruchungsverringender Form.
  • Eine erfindungsgemäße Verwendung der Lagerkonstruktion besteht im Zweck der elastischen Übertragung von horizontalen Kräften, d. h. Kräften in x- und y-Richtung bei der Lagerung von Bauwerken.
  • Als spezielles Einsatzgebiet ist der Erdbebenschutz von Bauwerken, z. B. Brücken zu nennen. Hier ist von Vorteil, daß das Element bevorzugt nur Kräfte in der x-/y-Ebene, d. h. senkrecht zu den Bewehrungshülsen überträgt. Verschiebungen der angrenzenden Bauteile senkrecht zur Elementebene, d. h. in z-Richtung, nämlich parallel zu den Bewehrungshülsen, werden nahezu kräftefrei ermöglicht.
  • Durch die gegebene Elastizität des Dämpfungsmaterials respektive der Elastomerschichten wird im Gegensatz zu bekannten horizontalen Festhaltungen ermöglicht, daß horizontale Bewegungen stattfinden können. Hierbei erfolgt ein stetiger Anstieg der Rückstellkräfte. Die Steifigkeit der Lagerkonstruktion steigt mit dem Maß der Verformung an, d. h. es ist eine progressive Steifigkeit gegeben. Beim Einsatz der erfindungsgemäßen Lagerkonstruktion stellt sich in gewünschter Weise eine Dämpfung bei dynamischer Belastung ein. Die erwähnten Parameter gestatten eine breite Dimensionierung der Lagerkonstruktion, wobei durch Variation der Materialeigenschaften des Elastomers das gesamte Dämpfungsverhalten gezielt beeinflußt werden kann.
  • Bei Einsatz der Lagerkonstruktion ist also in einer Vorzugsrichtung eine nahezu kraftfreie Lagerung bei kleinen Bauwerksbewegungen im Sinne einer schwimmenden Lagerung des Bauwerks möglich, wodurch sich Zwangsbeanspruchungen verringern. Bei größeren Bauwerksbewegungen steigen die Rückführungskräfte progressiv an und es findet eine Energiedissipation durch das Dämpfungsverhalten des Elastomers selbst statt, wodurch eine Verringerung der Beanspruchung des Bauwerks bei dynamischer Belastung, z. B. einem Erdbeben die Folge ist.
  • Durch eine einfache Dimensionierung der Lagerkonstruktion in bezug auf das gewünschte Kraft-Verformungs-Verhalten ist die Möglichkeit geschaffen, die Lagerung eines Bauwerks auf die Anforderungen oder Einwirkungen gezielt abzustimmen. Diese Abstimmung ist mit Blick auf das Schwingverhalten des Bauwerks, das maximale Maß der möglichen Bewegung, die zu übertragenden Kräfte und die Dämpfung der Lagerkonstruktion erreichbar. Im Gegensatz zu üblichen Lagern kann durch die Wahl verschiedener Querschnittsflächenformen ein unterschiedliches Dämpfungsverhalten in Längs- und Querrichtung bzw. x- und y-Richtung eingestellt werden. Hierdurch ist das Maß einer möglichen Maximalverschiebung in einer bestimmten Richtung steuerbar.
  • Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.
  • Hierbei zeigen:
  • Fig. 1 eine Schnittdarstellung der Lagerkonstruktion nach Ausführungsbeispiel;
  • Fig. 2 eine weitere Schnittdarstellung längs der Linie A-A gemäß Fig. 1; und
  • Fig. 3 eine Prinzipdarstellung in teilperspektivischer Ansicht der Lagerkonstruktion bei Belastung in x-Richtung.
  • Die Lagerkonstruktion gemäß der nachstehenden Beschreibung wird z. B. zwischen einem Fundament 1 und einem zu stützenden Bauteil 1', z. B. einer Brücke, über Befestigungsflächen 2 und 3 in geeigneter Weise verankert.
  • Dabei besteht grundsätzlich die Möglichkeit, daß das erste, topfförmige Lagerteil 6 am Fundament 1, aber auch am zu stützenden Bauteil 1' fixiert wird.
  • Das erste, topfförmige Lagerteil 6 besitzt im Zentrum eine Führungshülse 7, wobei zwischen Führungshülse 7 und der Innenwandung des ersten Lagerteils 6 ein oder mehrere Bewehrungshülsen 5 angeordnet sind. Ein Dämpfungsmaterial 4 füllt die Räume zwischen Topfinnenwandung sowie Bewehrungshülsen 5 und Führungshülse 7 mindestens teilweise aus.
  • Das zweite Lagerteil besitzt einen in der Führungshülse 7 verschieblichen Bolzen 8, wobei der Bolzen 8 mit einer entsprechenden Befestigungsplatte 2; 3 verbunden ist.
  • Beim gezeigten Beispiel sind die Bewehrungshülsen 5 konzentrisch um die Führungshülse 7 angeordnet und im Dämpfungsmaterial 4 eingebettet. Die Bewehrungshülsen 5 sind der Querschnittsform des topfförmigen ersten Lagerteils 6 angepaßt. So besitzen die Bewehrungshülsen 5 analog der Topfform eine z. B. kreisringförmige Gestalt.
  • In den Figuren nicht gezeigt besteht auch die Möglichkeit, daß der Topf eine elliptische, rechteckige oder eine Vieleck- Querschnittsfläche aufweist. Die oberen und unteren Flächen des Topfes sind so gestaltet, daß sich das Dämpfungsmaterial 4, wie in Fig. 3 im rechten Bildteil gezeigt, bei entsprechender Belastung in x-Richtung nach oben und unten frei ausdehnen kann.
  • Das Dämpfungsmaterial 4 ist mit den jeweiligen bevorzugt metallischen Oberflächen des Topfes, den Bewehrungshülsen 5 und/oder der Führungshülse 7 durch Anvulkanisieren verbunden.
  • Die Verankerung der Lagerkonstruktion erfolgt derart, daß mit Blick auf die Fig. 3 horizontal wirkende Kräfte, d. h. Kräfte in x- und y-Richtung aufgenommen werden können, wobei in vertikaler, d. h. in z-Richtung keine Kräfte übertragen werden.
  • Die Detaildarstellung in Fig. 1 zeigt einen kreisbogenförmigen Übergangsbereich zwischen dem Dämpfungsmaterial 4 und der Innenwandung des topfförmigen ersten Lagerteils 6 zur Verbesserung der Haftung und zur sicheren Ableitung auftretender Kräfte, ohne daß sich das anvulkanisierte Dämpfungsmaterial von der metallischen Oberfläche löst.
  • Über die Wahl unterschiedlicher, von einer Kreisform abweichender Querschnittsflächen des Topfes und der Bewehrungshülsen 5 ist es möglich, verschiedene Dämpfungs- oder Steifigkeitsverhältnisse in x- oder y-Richtung vorzugeben.
  • Gemäß Ausführungsbeispiel besteht das Dämpfungsmaterial aus natürlichen oder synthetischen Hochpolymeren, wobei Topf, Bewehrungs- und Führungshülse aus Stahl gefertigt sind. Zur Verbesserung der Haftung des Dämpfungsmaterials können die entsprechenden Oberflächen der metallischen Teile eine aufgerauhte Struktur besitzen.
  • Die Lagerkonstruktion gemäß Ausführungsbeispiel ermöglicht eine stetige Kraftübertragung bei einem progressivem Kraft-, Verformungs- und Steifigkeitsverlauf. Die erforderliche Steifigkeit und Tragfähigkeit ist durch einfache Variation der Dimensionierungsverhältnisse einstellbar.
  • Im Vergleich zu starren Festhaltungen können auftretende Kräfte infolge Bauwerksbewegungen bei Nutzung der Lagerkonstruktion vermindert werden.
  • Ein spezielles Anwendungsgebiet der Lagerkonstruktion ist der Einsatz zum Erdbebenschutz von Brücken bzw. die Verwendung als zwängungsarme schwimmende Lagerung von Brückenbauwerken.

Claims (16)

1. Lagerkonstruktion zur gedämpften Übertragung von Stoß- und/oder Schwingungskräften, insbesondere für Bauwerke, welche einer seismischen Belastung ausgesetzt sind, umfassend ein zwischen zwei Teilen eines Lagerkörpers angeordnetes, volumenelastisches Dämpfungsmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß
das erste Lagerteil eine im wesentlichen Topfform aufweist, wobei im Zentrum oder Schwerpunkt des Topfes eine Führungshülse und zwischen Führungshülse und der Topfinnenwandung ein oder mehrere Bewehrungshülsen angeordnet sind sowie das Dämpfungsmaterial die Räume zwischen Topfinnenwandung, Bewehrungs- und Führungshülse mindestens teilweise ausfüllt,
das zweite Lagerteil einen in der Führungshülse verschieblichen Bolzen umfaßt, wobei der Bolzen mit einer ersten Befestigungsplatte in Verbindung steht, weiterhin topfaußenseitig eine zweite Befestigungsplatte vorgesehen ist, um somit das erste und zweite Lagerteil zu verankern.
2. Lagerkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewehrungshülsen konzentrisch um die Führungshülse angeordnet und im Dämpfungsmaterial bevorzugt eingebettet sind.
3. Lagerkonstruktion nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewehrungshülsen der Querschnittsform des Topfes angepaßt sind.
4. Lagerkonstruktion nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Topf eine kreisförmige, elliptische, rechteckige oder Vieleck-Querschnittsfläche aufweist.
5. Lagerkonstruktion nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Topfdeck- und -bodenfläche offen sind oder eine solche Abdeckung oder Grundfläche aufweisen, daß sich das Dämpfungsmaterial bei Verformung frei im wesentlichen senkrecht zur Krafteinwirkungsrichtung ausdehnen kann.
6. Lagerkonstruktion nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsmaterial mit der Topfinnenwandung, der Außenwandung der Führungshülse und/oder den Bewehrungshülsen durch Anvulkanisieren verbunden ist.
7. Lagerkonstruktion nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Befestigungsplatte oder Befestigungsfläche einerseits jeweils am Widerlager, Pfeiler oder Fundament des zu stützenden Bauteils und andererseits am zu stützenden Bauteil selbst verankert, z. B. verschraubt oder eingelassen sind.
8. Lagerkonstruktion nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verankerung derart erfolgt, daß horizontal, d. h. in x- und y-Richtung wirkende Kräfte aufgenommen, vertikal, d. h. in z-Richtung jedoch keine Kräfte übertragen werden.
9. Lagerkonstruktion nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer elliptischen Querschnittsfläche des Topfes und der Bewehrungshülsen zwischen Hauptachse und Nebenachse der Ellipse verschiedene Dämpfungs- und Steifigkeitswerte vorgebbar sind.
10. Lagerkonstruktion nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in den randseitigen Übergangsbereichen zwischen Dämpfungsmaterial und Topfinnenwandung und/oder Außenwandung der Führungshülse das Dämpfungsmaterial bezogen auf den durchschnittlichen Dickenverlauf im unbelasteten Zustand zur besseren Haftung und Kraftaufnahme überhöht ausgeführt und anvulkanisiert ist.
11. Lagerkonstruktion nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch die Ausbildung eines stetigen Übergangs des Dämpfungsmaterials mit bevorzugt kreisbogenförmigem oder wulstartigem Verlauf.
12. Lagerkonstruktion nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewehrungshülsen an ihren Schmalseiten jeweils eine Fase oder bogenförmige Rundung aufweisen.
13. Lagerkonstruktion nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer rechteckigen Querschnittsfläche a.b des Topfes verschiedene Dämpfungs- oder Steifigkeitsverhältnisse in Richtung der jeweiligen Kanten a und b vorgebbar sind.
14. Lagerkonstruktion nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch natürliche oder synthetische Hochpolymere als Dämpfungsmaterial, wobei Topf, Bewehrungs- und Führungshülse sowie Führungsbolzen aus Metall, insbesondere Stahl bestehen.
15. Lagerkonstruktion nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die anzuvulkanisierenden metallischen Oberflächen eine aufgerauhte Struktur aufweisen.
16. Lagerkonstruktion nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen in der Führungshülse drehbeweglich gelagert ist.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1604074A1 (de) * 2003-03-07 2005-12-14 Robinson Seismic Limited Selbstzentrierendes gleitlager
WO2006022674A1 (en) * 2004-07-30 2006-03-02 Axon Micheal G Earthquake shock damper
WO2009007039A1 (de) * 2007-07-11 2009-01-15 Fischerwerke Gmbh & Co. Kg Dämpfungsvorrichtung und befestigungsanordnung
DE102010033158B3 (de) * 2010-08-03 2012-02-16 Db Netz Ag Vorrichtung zur Lagerung von Brückenbauten, insbesondere ein als Festpunkt- und Führungslager ausgebildetes Horizontalkraftlager
CN106638976A (zh) * 2016-12-13 2017-05-10 中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司 一种耗能球形支座
EP3314059A4 (de) * 2015-06-29 2019-03-27 Terminator IP Limited Stossabsorbierende werkzeugverbindung
CN113883199A (zh) * 2021-09-15 2022-01-04 东风柳州汽车有限公司 减震组件和机动车

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103015312B (zh) * 2011-09-20 2017-02-01 深圳市市政设计研究院有限公司 一种多功能隔震装置
CN103556568B (zh) * 2013-11-11 2016-02-03 万维东 环向橡胶阻尼支座
CN110965463A (zh) * 2019-12-19 2020-04-07 安徽微威减震降噪技术研究院 一种橡胶隔震支座

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE498043C (de) * 1929-03-29 1930-05-17 Ringfeder Gmbh Zug- und Druckfeder, bestehend aus ineinandergesetzten Zylindern und elastischen Zwischenlagen
DE647834C (de) * 1935-03-22 1937-07-14 Continental Gummi Werke Akt Ge Schwingungsdaempfer zur Lagerung von Verbrennungskraftmaschinen
US2126707A (en) * 1936-01-23 1938-08-16 Metalastik Ltd Rubber and metal spring
US4084801A (en) * 1975-11-28 1978-04-18 Oil States Rubber Company Shock energy absorbing multi-segment load cell
DE4011962A1 (de) * 1989-04-15 1990-10-18 Btr Plc Elastische buchse
FR2652865A1 (fr) * 1989-10-05 1991-04-12 Caoutchouc Manuf Plastique Procede de realisation de pieces elastiques a rigidites differenciees dans les trois directions par emmanchement de pieces cylindriques a armatures rigides.

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE498043C (de) * 1929-03-29 1930-05-17 Ringfeder Gmbh Zug- und Druckfeder, bestehend aus ineinandergesetzten Zylindern und elastischen Zwischenlagen
DE647834C (de) * 1935-03-22 1937-07-14 Continental Gummi Werke Akt Ge Schwingungsdaempfer zur Lagerung von Verbrennungskraftmaschinen
US2126707A (en) * 1936-01-23 1938-08-16 Metalastik Ltd Rubber and metal spring
US4084801A (en) * 1975-11-28 1978-04-18 Oil States Rubber Company Shock energy absorbing multi-segment load cell
DE4011962A1 (de) * 1989-04-15 1990-10-18 Btr Plc Elastische buchse
FR2652865A1 (fr) * 1989-10-05 1991-04-12 Caoutchouc Manuf Plastique Procede de realisation de pieces elastiques a rigidites differenciees dans les trois directions par emmanchement de pieces cylindriques a armatures rigides.

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1604074A1 (de) * 2003-03-07 2005-12-14 Robinson Seismic Limited Selbstzentrierendes gleitlager
EP1604074A4 (de) * 2003-03-07 2009-02-11 Robinson Seismic Ip Ltd Selbstzentrierendes gleitlager
US7547142B2 (en) 2003-03-07 2009-06-16 Robinson Seismic Ip Limited Self-centering sliding bearing
WO2006022674A1 (en) * 2004-07-30 2006-03-02 Axon Micheal G Earthquake shock damper
WO2009007039A1 (de) * 2007-07-11 2009-01-15 Fischerwerke Gmbh & Co. Kg Dämpfungsvorrichtung und befestigungsanordnung
DE102010033158B3 (de) * 2010-08-03 2012-02-16 Db Netz Ag Vorrichtung zur Lagerung von Brückenbauten, insbesondere ein als Festpunkt- und Führungslager ausgebildetes Horizontalkraftlager
EP3314059A4 (de) * 2015-06-29 2019-03-27 Terminator IP Limited Stossabsorbierende werkzeugverbindung
CN106638976A (zh) * 2016-12-13 2017-05-10 中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司 一种耗能球形支座
CN113883199A (zh) * 2021-09-15 2022-01-04 东风柳州汽车有限公司 减震组件和机动车

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Publication number Publication date
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