DE102013104064A1

DE102013104064A1 - Bauwerkslager

Info

Publication number: DE102013104064A1
Application number: DE102013104064.0A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Maurer Soehne Engineering GmbH and Co KG
Current assignee: Maurer Soehne Engineering GmbH and Co KG
Priority date: 2013-04-22
Filing date: 2013-04-22
Publication date: 2014-10-23
Also published as: EP2989253A1; RU2015147440A; RU2665772C2; EP2989253B1; WO2014173621A1

Abstract

Die Erfindung betrifft Bauwerkslager (10; 31), das einen Gleitkörper (12) mit einer Grundfläche (16) und einer konvex, kugelabschnittsförmig gekrümmten Gleitfläche sowie eine Aufnahme (14) zur beweglichen Halterung des Gleitkörpers (12) aufweist, wobei die Aufnahme (14) eine konkave, kugelabschnittsförmig gekrümmte Aufnahmefläche (20) aufweist und die Gleitfläche (17) des Gleitkörpers (12) zumindest teilweise umschließt. Der Erfindung liegt dabei die Aufgabe zugrunde ein neuartiges Bauwerkslager bereitzustellen, welches besonders platzsparend ausgebildet und besonders flexibel einsetzbar ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Aufnahme (14) wenigstens eine Aufnahme-Seitenfläche (21; 22) aufweist, die so angeordnet ist, dass sie die Aufnahmefläche (20) derart begrenzt, dass diese einen Flächenrand (13) hat, der bezogen auf den tiefsten Punkt (Ta) der konkav gekrümmten Aufnahmefläche (20) eine in ihrem Verlauf im Bereich der Aufnahme-Seitenfläche (21; 22) veränderliche Höhe aufweist. Hierdurch ist die erfindungsgemäße Lagervorrichtung (10, 31) im Vergleich besonders platzsparend ausgebildet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bauwerkslager, das einen Gleitkörper mit einer Grundfläche und einer konvex, kugelabschnittsförmig gekrümmten Gleitfläche sowie eine Aufnahme zur beweglichen Halterung des Gleitkörpers aufweist, wobei die Aufnahme eine konkave, kugelabschnittsförmig gekrümmte Aufnahmefläche aufweist und die Gleitfläche des Gleitkörpers zumindest teilweise umschließt.
Allgemein dienen Bauwerkslager der definierten und zumindest teilweisen zwängungsfreien Lagerung von Bauwerken oder Teilen von Bauwerken. Es sind verschiedenste Bauwerkslager bekannt. Je nach Bauart und Funktionsweise weisen die Lager eine unterschiedliche Anzahl von Freiheitsgraden auf. Beispielsweise sind Lager bekannt, welche eine Bewegung durch Rollen, Wälzen etc., durch Verformung oder durch Gleiten von Gleitflächen ermöglichen. Bei Bauwerkslagern wird gewünscht, dass eine translatorische Bewegung in einer horizontalen oder vertikalen Richtung zumindest teilweise eingeschränkt ist, um eine Führung oder ortsfeste Lagerung von Bauwerken oder Bauwerksteilen zu ermöglichen. Die Verdrehbarkeit soll hingegen oft nicht beschränkt sein. Dies gilt insbesondere für die Verwendung von Lagern in Brücken.
In der Vergangenheit wurden häufig Rollenlager, Zylinderlager oder Linienkipplager eingesetzt. Nachteilig bei diesen Lagern ist, dass aufgrund der linienförmigen Berührungsachse der verwendeten Rollen, Walzen, Zylindern oder Ähnlichem an der jeweiligen Aufnahme der Lager eine Beschränkung der Verdrehbarkeit in Querrichtung vorgegeben ist.. Durch die Beschränkung der Verdrehbarkeit können Überbeanspruchungen dieser Lager auftreten. Aus diesem Grund haben sich diese Lager nicht bewährt und sind vorzugsweise gemäß den zusätzlichen technischen Ertragsbedingungen und Richtlinien für Ingenieurbauten des Bundesverkehrsministeriums (ZTV-ING) gegen Punktkipplager auszutauschen.
Als Punktkipplager haben sich Kalottenlager durchgesetzt und werden im Bauwesen nun überwiegend verwendet. Diese weisen einen kalottenförmigen Gleitkörper und eine Aufnahme mit einer entsprechend konkaven Aufnahmefläche für den Gleitkörper auf. Ein Nachteil dieser Lager ist, dass aufgrund der Bauweise des Gleitkörpers die geometrische Gestalt des Lagers schon weitestgehend festgelegt ist. Aufnahmen für kalottenförmige Gleitkörper sind in ihrer Grundfläche beispielsweise quadratisch oder kreisförmig ausgebildet. Je nach den räumlichen Gegebenheiten ist die Verwendung von Kalottenlagern mit großem Aufwand oder aus geometrischen Gründen nicht möglich. Dies ist beispielsweise bei beengten Raumverhältnissen oder beim Austausch von sich längs erstreckenden, schmalen Rollen-, Zylinder oder Linienkipplagern der Fall.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde ein neuartiges Bauwerkslager bereitzustellen, welches besonders platzsparend ausgebildet und besonders flexibel einsetzbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Aufnahme wenigstens eine Aufnahme-Seitenfläche aufweist, die so angeordnet ist, dass sie die Aufnahmefläche derart begrenzt, dass diese einen Flächenrand hat, der bezogen auf den tiefsten Punkt der konkav gekrümmten Aufnahmefläche eine in ihrem Verlauf im Bereich der Aufnahme-Seitenfläche veränderliche Höhe aufweist. Die Erfindung beruht dabei auf der Erkenntnis, dass für eine sichere Halterung des Gleitkörpers bzw. der Kalotte nicht zwingend ein gleichhoher Rand der konkaven Aufnahmefläche notwendig ist. So ist es erfindungsgemäß möglich als Aufnahme nur ein Segment einer herkömmlichen Aufnahme bereitzustellen, so dass das erfindungsgemäße Bauwerkslager im Vergleich zu Lagern mit „vollständiger“ Aufnahme besonders platzsparend ausgebildet ist. Bildlich gesprochen wird die platzsparende Gestalt der erfindungsgemäßen Aufnahme dadurch erreicht, dass zumindest ein Teilbereich einer bekannten, vollständigen Aufnahme quasi weggeschnitten wird, wobei ein Segment der Aufnahme übrig bleibt. Die Aufnahme-Seitenfläche stellt dabei gewissermaßen die Schnittfläche dar. Diese verläuft zumindest durch die Aufnahmefläche.
Ferner kann die Aufnahme eine Seitenfläche aufweisen, die einen umlaufenden Flächenrand aufweist, der zumindest teilweise die Aufnahme-Grundfläche und die Aufnahmefläche begrenzt. Bildlich gesprochen wird mit einem Schnitt von der Aufnahmefläche bis zur Aufnahme-Grundfläche ein Teil einer herkömmlichen Aufnahme abgetrennt. Vorteilhafterweise ist dadurch eine besonders schmale Standfläche bzw. Grundfläche bei der erfindungsgemäßen Aufnahme realisierbar. Bauwerkslager mit derartiger Aufnahme sind insbesondere geeignet für die Verwendung bei Brückenpfeilern.
Je nach Ausbildung und Anzahl der zumindest einen Seitenfläche kann das Lager verschiedenartige geometrische Formen aufweisen und ist somit an verschiedene räumliche Gegebenheiten flexibel anpassbar.
Beispielsweise kann die Aufnahme nur eine oben beschriebene Seitenfläche aufweisen. Dadurch kann ein platzsparendes Bauwerkslager insbesondere zur Verwendung für Bauwerke, bei denen in eine Richtung wenig oder gar keine Verdrehungen zu erwarten sind, bereitgestellt werden.
Weiterbildend weist die Aufnahme wenigstens zwei Aufnahme-Seitenflächen auf, die so angeordnet sind, dass sie die Aufnahmefläche derart begrenzen, dass diese einen Flächenrand hat, der bezogen auf den tiefsten Punkt der konkav gekrümmten Aufnahmefläche eine in ihrem Verlauf im Bereich der Aufnahme-Seitenflächen veränderliche Höhe aufweist. Eine längliche Gestalt der Aufnahme ist auf diese Weise realisierbar, was insbesondere beim Ersatz von Linienkipplagern vorteilhaft ist.
Vorzugsweise kann die Aufnahme vier der oben beschriebenen Seitenflächen aufweisen. Dadurch können die Öffnungswinkel je nach Abstand der Seitenflächen zueinander limitiert werden.
Gemäß einer Weiterbildung sind zumindest zwei sich gegenüberliegende Aufnahme-Seitenflächen symmetrisch zum tiefsten Punkt der konkav gekrümmten Aufnahmefläche angeordnet. Dadurch ist in Einbaulage der erfindungsgemäßen Bauwerkslager eine gleichmäßige Kraftverteilung und eine sichere Lagerung, zumindest teilweise durch Kraftschluss, realisierbar. Die Aufnahmefläche bildet gewissermaßen ein Tal, in das die korrespondierende konvexe Gleitfläche des Gleitkörpers gedrückt wird. Ferner kann durch eine symmetrische Ausbildung eine Überbeanspruchung in äußeren Randbereichen dieser gekrümmten Flächen verhindert werden.
Falls die zu erwartenden Kräfte und Verdrehungen nicht gleichmäßig sind, sind weist das Bauwerkslager weiterbildend, zusätzlich oder als Alternativen zu den oben genannten symmetrischen Seitenflächen, zumindest zwei sich gegenüberliegende Aufnahme-Seitenflächen auf, welche asymmetrisch zum tiefsten Punkt der konkav gekrümmten Aufnahmefläche angeordnet sind.
Wie eingangs beschrieben, sind Linienkipplager, Rollenlager, Zylinderlager u.ä vorzugsweise durch Punktkipplager zu ersetzen. Diese weisen zumeist eine rechteckige Standfläche auf. Damit derartige Lager besonders einfach durch das erfindungsgemäße Bauwerkslager ersetzbar sind, weist die Aufnahme gemäß einer Weiterbildung in der Draufsicht eine rechteckige Grundfläche auf.
Der Gleitkörper kann eine mit der Aufnahme korrespondierende Gestalt aufweisen, um ein gutes Gleitverhalten, eine gleichmäßige Kräfteverteilung und eine platzsparende Ausbildung zu ermöglichen.
Weiterbildend weist der Gleitkörper die Gestalt eines Segments einer Kugelkalotte auf, welche zumindest eine Gleitkörper-Seitenfläche aufweist, die eine veränderliche Höhe hat. Hierdurch kann das erfindungsgemäße Bauwerkslager noch platzsparender und flexibler einsetzbar realisiert werden.
Für eine besonders gleichmäßige Kraftverteilung und eine sichere Lagerung sind weiterbildend zumindest zwei sich gegenüberliegende Gleitkörper-Seitenflächen symmetrisch zum höchsten Punkt der konvex gekrümmten Gleitfläche des Gleitkörpers angeordnet. Gemäß einer Weiterbildung sind ergänzend oder als Alternative zu den obigen symmetrischen Gleitkörper-Seitenflächen zumindest zwei sich gegenüberliegende Gleitkörper-Seitenflächen asymmetrisch zum höchsten Punkt der konvex gekrümmten Gleitfläche des Gleitkörpers angeordnet. Hierdurch kann eine ungleichmäßige Beanspruchung des Bauwerkslagers berücksichtig werden.
Weiterbildend weist der Gleitkörper eine in der Draufsicht rechteckige Grundfläche auf, so dass das erfindungsgemäße Bauwerkslager besonders platzsparend realisierbar ist und Linienkipplager besonders einfach ersetzen können.
Für Realisierung einer besonders zweckmäßigen korrespondierenden Ausgestaltung von Gleitkörper und Aufnahme, ist der Gleitkörper gemäß einer Weiterbildung in Ruhestellung so im Bauwerkslager angeordnet ist, dass wenigstens eine Gleitkörper-Seitenfläche in etwa fluchtend zu wenigstens einer Aufnahme-Seitenfläche ausgerichtet ist.
Hierbei kann können die Gleitkörper-Seitenfläche und die Aufnahme-Seitenfläche zueinander einen Versatz aufweisen. Insbesondere kann die Gleitkörper-Seitenfläche über die Aufnahme-Seitenfläche überstehen. Dadurch kann vermieden werden, dass ein Rand der Gleitfläche unmittelbar bei einer Verdrehung auf die Aufnahmefläche stößt.
Für eine besonders gute Eignung zum Ersatz von Linienkipplagern, weist bzw. weisen der Gleitkörper und/oder die Aufnahme gemäß einer Weiterbildung eine im Wesentlichen quaderförmige Gestalt auf. Im Weiteren ermöglicht die im Wesentlichen quaderförmige Gestalt eine besonders einfache Fertigung des Gleitkörpers und/oder der Aufnahme, beispielsweise aus Halbzeug mittels Zerspanen.
Für eine insgesamt besonders schmale Ausbildung des erfindungsgemäßen Bauwerkslagers ist weiterbildend wenigstens eine Seitenfläche des Gleitkörpers und/oder der Aufnahme senkrecht zur Grundfläche des Gleitkörpers und/oder der Grundfläche der Aufnahme angeordnet. Hierdurch wird auch eine besonders einfache Herstellung ermöglicht. Gemäß einer Weiterbildung ist der Gleitkörper und/oder die Aufnahme so gestaltet sind, dass sie die Anforderungen der EN 1337-7 in Bezug auf die zulässigen Öffnungswinkel für Kalotten erfüllen bzw. erfüllt, um insbesondere eine besonders sicheres Punktkipplager bzw. Punktkippgleitlager bereitzustellen.
Gleitkörper und/oder Aufnahme können aus Metall beispielsweise aus Stahl und/oder Aluminium ausgebildet sein. Ferner können sie jeweils eine wenigstens zum Teil veredelte (z.B. verchromte, rollierte und/oder lackierte) Oberfläche aufweisen.
Damit Materialpaarungen mit besonders günstigen Gleiteigenschaften realisierbar sind, ist weiterbildend in der Aufnahme eine gekrümmte Gleitplatte angeordnet. Dann bildet die Paarung aus der Oberfläche der Gleitfläche des Gleitkörpers und der ihr zugewandten Oberfläche der Gleitplatte eine Gleitfläche im Sinne der EN 1337-2 für Lager im Bauwesen. Es ist auch denkbar, dass einander zugewandten Oberflächen der Aufnahme und des Gleitkörpers direkt eine Gleitfläche im Sinne der o.g. Norm bilden.
Gemäß einer Weiterbildung weist das Bauwerkslager zumindest eine ebene Gleitplatte auf. Hierdurch können mittels des erfindungsgemäßen Bauwerkslagers nicht nur die geometrischen Abmaße, sondern auch die funktionellen Eigenschaften der zu ersetzenden Lager, beispielsweise Rollenlager, abbilden. Neben einer Verdrehung ist dann auch eine Verschiebung von gelagerten Bauwerken bzw. von Bauwerksteilen zueinander realisierbar. So wird beispielsweise das Tragsystem eines Rollenlagers beibehalten und gleichzeitig Zwängungsfreiheit erreicht.
Die ebene Gleitplatte ist weiterbildend der Grundfläche der Aufnahme und/oder der Grundfläche des Gleitkörpers zugewandt im Lager angeordnet ist, so dass zumindest teilweise eine schwimmende Lagerung verschiebbare Lagerung der Aufnahme oder des Gleitkörpers realisierbar ist.
Vorzugsweise kann das erfindungsgemäße Bauwerkslager zwei Gleitplatten aufweisen, so dass eine schwimmende bzw. verschiebbare Lagerung von Gleitkörper sowie Aufnahme realisierbar ist.
Die gekrümmte und die ebene Gleitplatte können mittels einer mechanisch lösbaren oder unlösbaren und/oder einer zumindest teilweise formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Befestigung an Komponenten des erfindungsgemäßen Bauwerkslagers befestigbar sein. Beispielsweise kann das erfindungsgemäße Bauwerkslager eine Aussparung als Aufnahme für die ebene und/oder gekrümmte Gleitplatte aufweisen. In Einbaulage wird die die ebene bzw. die gekrümmte Gleitplatte in die Aussparung gedrückt. Die Befestigung der gekrümmten und/oder ebenen Gleitplatte sollte vorzugsweise schubfest sein.
Die ebene Gleitplatte sowie die gekrümmte Gleitplatte sind zweckmäßiger Weise aus einem geeigneten Gleitwerkstoff, wie PTFE, UHMWPE, Polyamid und/oder aus einem Verbundgleitwerkstoff ausgebildet.
Das erfindungsgemäße Bauwerkslager weist weiterbildend wenigstens eine ebene Gegenplatte für die ebene Gleitplatte auf, um zweckmäßigerweise ein besonders reibungsarmes Gleiten zu ermöglichen.
Gemäß einer Weiterbildung ist wenigstens eine ebene Gegenplatte in einer Trägerplatte gehalten. Mittels der Trägerplatte wird die Formstabilität der Gleitplatten gewährleistet. Zweckmäßigerweise kann die Gegenplatte dann besonders dünn ausgebildet sein, beispielsweise als poliertes Stahlblech. Dadurch ist ferner eine kostengünstige Herstellung möglich, da nur die Gegenplatte aus verhältnismäßig kostenintensivem Gleitmaterial herzustellen ist.
Die Trägerplatte weist eine im Wesentlichen rechteckige Gestalt auf. Hierdurch sind, wie beschrieben, insbesondere Linienkipp- und Rollenlager besonders einfach durch das erfindungsgemäße Bauwerkslager ersetzbar.
Die Trägerplatte kann aus Metall, insbesondere aus Stahl ausgebildet sein. Ferner kann die Trägerplatte auch aus einem druckstabilen Kunststoff, beispielsweise Polycarbonat ausgebildet sein.
In Einbaulage ist die Trägerplatte vorzugsweise bauwerkseitig angeordnet.
Die Gegenplatte kann beispielsweise mechanisch lösbar oder mechanisch unlösbar an der Trägerplatte befestigbar sein. Beispielsweise kann die Gegenplatte mittels Schrauben, durch Punkten bzw. Schweißen und/oder durch Klebstoff an der Trägerplatte befestigbar sein.
Vorzugsweise kann die Gegenplatte eine mit der Trägerplatte korrespondierende rechteckige Gestalt aufweisen. Hierdurch sind Gleiteigenschaften in einem ähnlichen Umfang wie bei Linienkipp- und Rollenlagern mit ähnlichen geometrischen Abmaßen realisierbar.
Das erfindungsgemäße Bauwerkslager weist weiterbildend zumindest einen Anschlag auf, so dass eine rotatorische oder translatorische Bewegung der Aufnahme, des Gleitkörpers und/oder wenigstens einer Trägerplatte zumindest teilweise beschränkbar ist. Mittels des Anschlags kann ein ungewolltes Herausgleiten der Aufnahme und des Gleitkörpers über den Rand der Gegenplatte hinaus sowie ein Überdrehen des Gleitkörpers in Bezug auf die Aufnahme verhindern.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der Anschlag einstückig mit der mit dem Trägerplatte und/oder der Aufnahme ausgebildet ist. Die Trägerplatte kann einen Absatz bzw. Führung aufweisen, welcher als Anschlag fungiert. Die Gegenplatte kann dann durch Kantungen eine korrespondierende Gestalt aufweisen.
Der Anschlag kann ferner separat ausgebildet sein und mittels lösbaren und unlösbaren Befestigungsmittel befestigbar sein. Beispielsweise kann die Befestigung mittels Schweißen, Verkleben, Gewinden u.ä erfolgen.
Gemäß einer Weiterbildung ist zumindest ein Anschlag an der Trägerplatte und/oder an der Aufnahme angeordnet. Eine derartige Anordnung ist besonders zweckmäßig, da Trägerplatte und Aufnahme robust und formstabil ausgebildet sind.
Der Anschlag ist weiterbildend so angeordnet ist, dass das erfindungsgemäße Bauwerkslager ein Spiel aufweist, so dass ein Grad der Beschränkung einer Verschiebung und/oder einer Verdrehung des erfindungsgemäßen Bauwerkslagers mittels der Anordnung festlegbar ist. Beispielsweise kann je nach Beabstandung des Anschlags von der Trägerplatte und/oder von der Aufnahme-Seitenfläche ein entsprechend großes horizontales Spiel und/oder ein azimutales Spiel realisierbar sein.
Weiterbildend weist der Anschlag ein L-förmiges Profil auf. Hierdurch kann der Grad der Beschränkung besonders einfach entsprechend den geometrischen Abmaßen des L-förmigen Profils festgelegt werden. Denn das L-förmige Profil weist einen Steg zur Beabstandung des Anschlags von der Trägerplatte und/oder von der Aufnahme umfassen. Um vorzeitige Materialermüdung durch Reibung zu vermeiden, weist der Anschlag gemäß einer Weiterbildung eine Gleitanlagefläche auf.
Diese Gleitanlagefläche kann ähnlich wie die bereits beschriebenen Gleitplatten ausgebildet und befestigbar sein.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Vorderansicht auf eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauwerkslagers,
2 eine Seitenansicht auf die erste Ausführungsform
3 eine Draufsicht auf eine Schnitterstellung gemäß der Schnitt ebene C dargestellt in 1,
4 eine perspektivische Darstellung der ersten Ausführungsform,
5 eine Explosionsdarstellung der ersten Ausführungsform,
6 eine Vorderansicht auf eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauwerkslagers,
7 eine Seitenansicht auf die zweite Ausführungsform
8 eine Draufsicht auf eine Schnitterstellung der zweiten Ausführungsform gemäß der in 6 dargestellten Schnittebene C,
9 eine perspektivische Darstellung der zweiten Ausführungsform und
10 eine Explosionsdarstellung der zweiten Ausführungsform.
Das erfindungsgemäße Bauwerkslager 10 weist gemäß der ersten Ausführungsform einen Gleitkörper 12 mit einer Grundfläche 16 und einer konvex, kugelabschnittsförmig gekrümmten Gleitfläche 17 sowie eine Aufnahme 14 zur beweglichen Halterung des Gleitkörpers 12 auf.
Die Aufnahme 14 weist eine konkave, kugelabschnittsförmig gekrümmte Aufnahmefläche 20 auf, die die Gleitfläche 17 des Gleitkörpers 12 zumindest teilweise umschließt.
Ferner weist die Aufnahme 14 vier Aufnahme-Seitenfläche 21, 22 auf, die so angeordnet ist, dass sie die Aufnahmefläche 20 derart begrenzen, dass diese jeweils einen Flächenrand 13 hat, der bezogen auf den tiefsten Punkt Ta der konkav gekrümmten Aufnahmefläche 20 eine in ihrem Verlauf im Bereich der Aufnahme-Seitenfläche 21; 22 veränderliche Höhe aufweist.
Vorliegend weist die Aufnahme 14 zwei Paar sich gegenüberliegende Aufnahme-Seitenflächen 21, 22 auf, die symmetrisch zum tiefsten Punkt Ta der konkav gekrümmten Aufnahmefläche 20 angeordnet sind.
Die Aufnahme 14 weist ebenfalls eine im Wesentlichen quaderförmige Gestalt mit einer rechteckigen ebenen Grundfläche 19 einer gegenüberliegenden konkaven Aufnahmefläche 20 und vier zur Grundfläche 19 senkrechten Seitenflächen 21, 22 auf. Diese fluchten mit den Gleitkörper-Seitenflächen 18 des Gleitkörpers 12. Der Krümmungsverlauf dieser Aufnahmefläche 20 korrespondiert mit der Gleitfläche 17 des Gleitköpers. Die Aufnahme 14 ist vorliegend aus Stahl ausgebildet und weist eine in der Draufsicht rechteckige Grundfläche 19 auf. Die Öffnungswinkel der Aufnahmeflächen erfüllen die europäische Norm 1337-7.
Der Gleitkörper 12 weist die Gestalt eines Segments einer Kugelkalotte mit zumindest einer Gleitkörper-Seitenfläche 18 auf, die eine veränderliche Höhe hat. Ferner weist der Gleitkörper 12 im Wesentlichen eine quaderförmige Gestalt mit einer rechteckigen, ebenen Grundfläche 16 und vier zur Grundfläche 16 senkrechten, ebenen Gleitkörper-Seitenflächen 18 auf, wobei jeweils zwei sich gegenüberliegender Seitenflächen 18 symmetrisch zum höchsten Punkt Tg der konvex gekrümmten Gleitfläche des Gleitkörpers 12 angeordnet sind.
Der Gleitkörper 12 ist vorliegend aus Metall ausgebildet und weist eine hart verchromte Oberfläche auf.
Im Weiteren umfasst das Bauwerkslager 10 gemäß der ersten Ausführungsform eine hier in Form einer Gegenplatte 23 ausgebildete Gegenfläche auf. Diese Gegenplatte 23 ist der Grundfläche 16 des Gleitkörpers 12 zugewandt, wodurch eine schwimmende Lagerung des Gleitkörpers 12 an der Gegenplatte 23 realisierbar ist. Die Gegenplatte 23 ist als austernitisches chrom-nickel-legiertes Stahlblech ausgebildet und weist eine im Wesentlichen rechteckige Gestalt auf. Alternativ kann die Gegenfläche aber auch aus einer geeigneten Oberflächenveredelungsschicht gebildet werden, insbesondere einer Hartverchromungsschicht.
Die Gegenplatte 23 ist ihrerseits an einer Trägerplatte 24 befestigt. Die Trägerplatte 24 ist vorliegend aus Metall ausgebildet und weist eine mit der Gegenplatte 23 korrespondierende Gestalt auf. Die Trägerplatte 24 weist eine deutlich höhere Materialstärke als die Gegenplatte 23 auf. Trägerplatte 24 und Gegenplatte 23 sind miteinander unlösbar verbunden.
Zur Verbesserung der Gleiteigenschaften weist das erfindungsgemäße Bauwerkslager 10 gemäß der ersten Ausführungsform, jeweils eine gekrümmte und ebene Gleitplatten 25, 26 auf. Diese Gleitplatten 25, 26 dienen als Gleitpartner für die Gegenplatte 23 und den Gleitkörper 12 und sind aus einem der oben erwähnten Gleitwerkstoffe ausgebildet. Zudem weisen diese nicht näher dargestellte Schmiertaschen für ein Schmiermaterial auf. Diese Gleitplatten 25, 26 sind schubfest jeweils an der konkaven Aufnahmefläche 20 der Aufnahme 14 und an der ebenen Grundfläche 16 des Gleitkörpers 12 befestigt.
Die Gleitplatten 25, 26 weisen eine Gestalt auf, welche jeweils mit der Aufnahmefläche 20 oder der Grundfläche 16 korrespondiert, jedoch weniger breit und lang als diese sind. Die gekrümmte Gleitplatte 26 weist dementsprechend Öffnungswinkel 2 ϑx und 2 ϑy auf, welche etwas geringer ausfallen, als diejenigen der Aufnahmefläche 20.
Die Aufnahmefläche 20 und die Grundfläche 16 des Gleitkörpers 12 weisen Aussparungen 27, 28 auf, in denen die Gleitplatten derart eingekammert sind, so dass diese entsprechend den Forderungen der EN 1337-2 teilweise über jeweils die Aufnahmefläche 20 oder die Grundfläche 16 hervorstehen. In Einbaulage sind die Gleitplatten 25, 26 schubfest in den Aussparungen 27, 28 angeordnet.
Das Bauwerkslager 10 weist vier Anschläge 29 auf. Vorliegend sind jeweils zwei Anschläge 29 an den längsseitigen Aufnahme-Seitenflächen 21 der Aufnahme 14 angeordnet. Hierdurch wird eine Drehbewegung des Gleitkörpers 12 in Richtung der Anschläge 29 zumindest teilweise beschränkt.
Vorliegend weisen die Anschläge 29 ein L-förmiges Profil auf, so dass jeweilige Anschlagsbereiche 30 von den Aufnahme-Seitenflächen 21 der Aufnahme 14 beabstandet sind. Auf diese Weise weist das Bauwerkslager gemäß der ersten Ausführungsform ein azimutales Spiel auf.
Die zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauwerkslagers 31 unterscheidet sich zunächst darin von der Ersten, dass diese eine zweite Gegenplatte 36 und Trägerplatte 32 aufweist, welche analog zur ersten Gegenplatte 23 und Trägerplatte 24 ausgebildet sind. Diese zweite Gegenplatte 36 ist der Grundfläche 19 der Aufnahme 14 zugewandt.
Die zweite Trägerplatte 32 ist ebenfalls aus Metall ausgebildet. An der der Grundfläche 19 der Aufnahme 14 zugewandten Seite des Trägers 32 sind zwei längliche Führungen 34 aus Metall angeordnet. Diese verlaufen jeweils randseitig und parallel zu den Stirnseiten 35 des Trägers 32.
Diese Führungen 34 beschränken die Bewegung der Aufnahme 14 zu der zweiten Gegenplatte 36, welches als dünnes austernitisches chrom-nickel-legiertes Stahlblech ausgebildet ist. Dieses Stahlblech ist U-förmig gebogen, so dass dieses passgenau zwischen die Führungen 34 an der Trägerplatte 32 anordbar ist. Gegenplatte 36 und Anschläge 34 sind an die Trägerplatte 32 angeschweißt.
Zur Verbesserung der Gleiteigenschaften weist das Bauwerkslager 31 gemäß der zweiten Ausführungsform eine weitere Gleitplatte 37 auf. Auch diese besteht aus einem der oben genannten Gleitwerkstoffe, wie etwa PTFE, UHMWPE, Polyamid oder dergleichen. Diese ist ähnlich wie die Gleitplatten 25, 26 schubfest an der Aufnahme 14 befestigt. Hierfür weist die Aufnahme an der Grundfläche 19 eine nicht näher dargestellte Aussparung auf, in welcher die Gleitplatte 37 derart eingekammert ist, dass diese zumindest teilweise über der Grundfläche 19 des Gleitkörpers hervorsteht.
Gemäß der zweiten Ausführungsform weist die Aufnahme 14 zudem an ihren in Einbaulage 34 zugewandten Stirnseiten 38 seitliche Gleitanlageflächen 40 auf. Diese sind vorliegend als dünne Streifen aus einem der bereits genannten, geeigneten Gleitwerkstoffe ausgeführt. Diese sind mittels Verschraubungen in korrespondierenden Ausnehmungen an den Stirnseiten 38 derart befestigt, so dass die Gleitanlageflächen 40 zumindest teilweise über die Stirnseiten 22 der Anlage 14 seitlich hervorstehen.
Die Führungen sind 34 derart angeordnet, dass eine Bewegung in Längsrichtung des Trägers 32 unterbunden wird, während eine Querbewegung parallel zu den Führungen 34 möglich ist.
Die Trägerplatten 24, 32 weisen ferner jeweils zwei Anschläge 42 auf, welche jeweils mittig an den Längsseiten 43, 46 der Trägerplatten 32, 24 angeordnet sind. Mittels der Anschläge 42 wird auch ein ungewolltes Herausgleiten der Aufnahme 14 bzw. des Gleitkörpers 12 über den Rand der Gegenplatte 36, 23 verhindert, da die Bewegung der Aufnahme 14 bzw. des Gleitkörpers 12 in Querrichtung der Trägers 32, 24 durch die Anschläge 42 beschränkt wird.
Diese Anschläge 42 weisen ähnlich den Anschlägen 29 an der Aufnahme 14 ein L-förmiges Profil auf. Ferner weisen diese Anschläge 42 ebenfalls Gleitanlageflächen 44 auf, welche vorliegend als dünne Streifen aus einem Gleitmaterial ausgebildet sind. Diese sind in nicht näher dargestellter Weise in Aussparungen der Anschläge 42 befestigt, welche in Einbaulage der Aufnahme 14 bzw. dem Gleitkörper 12 zugewandt sind. Mittels der Gleitanlageflächen 44 wird ein übermäßiges Reiben der Aufnahme 14 an den Anschlägen 42 verhindert. Die Anschläge 42 sind vorliegend aus Metall ausgebildet. Die Gleitanlageflächen 44 sind mittels der profilförmigen Gestalt der Anschläge 42 von den Längsseiten 43, 46 der Trägerplatten 24, 32 beabstandet.
In Einbaulage sind Aufnahme 14 und Gleitkörper 12 schwimmend zwischen den Gegenplatten 23, 36 und Trägerplatten 24, 32 gelagert. Das Bauwerkslager 31 gemäß der zweiten Ausführungsform weist ein azimutales Spiel und ein horizontales Spiel auf.
Bezugszeichenliste

10: Bauwerkslager
12: Gleitkörper
13: Flächenrand
14: Aufnahme
16: Grundfläche
17: konvexe Gleitfläche
18: Gleitkörper-Seitenfläche
19: Grundfläche
20: konkave Aufnahmefläche
21: längsseitige Aufnahme-Seitenfläche
22: stirnseitige Aufnahme-Seitenfläche
23: Gegenplatte
24: Trägerplatte
25: gekrümmte Gleitplatte
26: ebene Gleitplatte
27: Aussparung
28: Aussparung
29: Anschlag
30: Anschlagsbereich
31: Bauwerkslager
32: Trägerplatte
34: Führung
35: Stirnseite
36: Gegenplatte
37: ebene Gleitplatte
38: Stirnseite
40: Gleitanlagefläche
42: Anschlag
43: Längsseite
44: Gleitanlagefläche
46: Längsseite
Ta: tiefster Punkt der konkaven Aufnahmefläche
Tg: höchster Punkt der konvexen Gleitfläche
ϑx: Öffnungswinkel
ϑy: Öffnungswinkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

EN 1337-7 [0022]
EN 1337-2 [0024]
europäische Norm 1337-7 [0059]
EN 1337-2 [0066]

Claims

Bauwerkslager (10; 31), das einen Gleitkörper (12) mit einer Grundfläche (16) und einer konvex, kugelabschnittsförmig gekrümmten Gleitfläche sowie eine Aufnahme (14) zur beweglichen Halterung des Gleitkörpers (12) aufweist, wobei die Aufnahme (14) eine konkave, kugelabschnittsförmig gekrümmte Aufnahmefläche (20) aufweist und die Gleitfläche (17) des Gleitkörpers (12) zumindest teilweise umschließt, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (14) wenigstens eine Aufnahme-Seitenfläche (21; 22) aufweist, die so angeordnet ist, dass sie die Aufnahmefläche (20) derart begrenzt, dass diese einen Flächenrand (13) hat, der bezogen auf den tiefsten Punkt (Ta) der konkav gekrümmten Aufnahmefläche (20) eine in ihrem Verlauf im Bereich der Aufnahme-Seitenfläche (21; 22) veränderliche Höhe aufweist.
Bauwerkslager (10; 31) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (14) wenigstens zwei, vorzugsweise vier, Aufnahme-Seitenflächen (21; 22) aufweist, die so angeordnet sind, dass sie die Aufnahmefläche (20) derart begrenzen, dass diese einen Flächenrand (13) hat, der bezogen auf den tiefsten Punkt (Ta) der konkav gekrümmten Aufnahmefläche (20) eine in ihrem Verlauf im Bereich der Aufnahme-Seitenflächen (21; 22) veränderliche Höhe aufweist.
Bauwerkslager (10; 31) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei sich gegenüberliegende Aufnahme-Seitenflächen (21, 22) symmetrisch zum tiefsten Punkt (Ta) der konkav gekrümmten Aufnahmefläche (20) angeordnet sind.
Bauwerkslager (10; 31) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei sich gegenüberliegende Aufnahme-Seitenflächen (21; 22) asymmetrisch zum tiefsten Punkt (Ta) der konkav gekrümmten Aufnahmefläche (20) angeordnet sind.
Bauwerkslager (10; 31) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (14) eine in der Draufsicht rechteckige Grundfläche (19) aufweist.
Bauwerkslager (10; 31) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitkörper (12) die Gestalt eines Segments einer Kugelkalotte mit zumindest einer Gleitkörper-Seitenfläche (18), die eine veränderliche Höhe hat.
Bauwerkslager (10; 31) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei sich gegenüberliegende Gleitkörper-Seitenflächen(18) symmetrisch zum höchsten Punkt (Tg) der konvex gekrümmten Gleitfläche (17) des Gleitkörpers (12) angeordnet sind.
Bauwerkslager (10; 31) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei sich gegenüberliegende Gleitkörper-Seitenflächen (18) asymmetrisch zum höchsten Punkt (Tg) der konvex gekrümmten Gleitfläche (17) des Gleitkörpers (12) angeordnet sind.
Bauwerkslager (10; 31) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitkörper (12) eine in der Draufsicht rechteckige Grundfläche (16) aufweist.
Bauwerkslager (10; 31) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitkörper (12) in Ruhestellung so im Bauwerkslager (10; 31) angeordnet ist, dass wenigstens eine Gleitkörper-Seitenfläche(18) in etwa fluchtend zu wenigstens einer Aufnahme-Seitenfläche (21; 22) ausgerichtet ist.
Bauwerkslager (10; 31) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitkörper (12) und/oder die Aufnahme (14) eine im Wesentlichen quaderförmige Gestalt aufweisen oder aufweist.
Bauwerkslager (10; 31) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Seitenfläche des Gleitkörpers (12) und/oder der Aufnahme (14) senkrecht zur Grundfläche des Gleitkörpers (12) und/oder der Grundfläche der Aufnahme (14) angeordnet ist.
Bauwerkslager (10; 31) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der der Gleitkörper (12) und/oder die Aufnahme (14) so gestaltet sind, dass sie die Anforderungen der EN 1337-7 in Bezug auf die zulässigen Öffnungswinkel für Kalotten erfüllen / erfüllt.
Bauwerkslager (10; 31) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Aufnahme eine gekrümmte Gleitplatte (25) angeordnet ist.
Bauwerkslager (10; 31) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauwerkslager (10; 31) zumindest eine ebene Gleitplatte (26; 37) aufweist.
Bauwerkslager (10; 31) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die ebene Gleitplatte (26; 37) der Grundfläche (19) der Aufnahme (14) und/oder der Grundfläche (16) des Gleitkörpers (12) zugewandt im Lager angeordnet ist, so dass zumindest teilweise eine schwimmende Lagerung der Aufnahme (14) und/oder des Gleitkörpers (12) realisierbar ist.
Bauwerkslager (10; 31) nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass Bauwerkslager (10; 31) wenigstens eine ebene Gegenplatte (23; 26) für die ebene Gleitplatte (26; 37) aufweist.
Bauwerkslager (10; 31) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine ebene Gegenplatte (23; 36) in einer Trägerplatte (24; 32) gehalten ist.
Bauwerkslager (10; 31) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (24, 32) eine im Wesentlichen rechteckige Gestalt aufweist.
Bauwerkslager (10; 31) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Bauwerkslager (10; 31) zumindest einen Anschlag (29; 34; 42) aufweist, so dass eine rotatorische oder translatorische Bewegung der Aufnahme (14), des Gleitkörpers (12) und/oder wenigstens einer Trägerplatte (24; 32) zumindest teilweise beschränkbar ist.
Bauwerkslager (10; 31) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anschlag (29; 42) an der Trägerplatte (24; 32) und/oder an der Aufnahme (14) angeordnet ist.
Bauwerkslager (10; 31) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (29; 42) so angeordnet ist, dass das Bauwerkslager (10, 31) ein horizontales und/oder azimutales Spiel aufweist.
Bauwerkslager (10; 31) nach einem der Ansprüche 20 bis 22 dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (29, 42) ein L-förmiges Profil aufweist.
Bauwerkslager (10; 31) nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (42) eine Gleitanlagefläche (44) aufweist.