DE1263805B

DE1263805B - Gleitlager fuer Bruecken oder aehnliche Tragwerke

Info

Publication number: DE1263805B
Application number: DEA40742A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Wolfhart Andrae; Dipl-Ing Erwin Beyer; Dr-Ing Fritz Leonhardt; Dipl-Ing Louis Wintergerst
Original assignee: LOUIS WINTERGERST DIPL ING
Current assignee: LOUIS WINTERGERST DIPL ING
Priority date: 1962-07-18
Filing date: 1962-07-18
Publication date: 1968-03-21
Also published as: GB976069A; CH436375A

Description

Gleitlager für Brücken oder ähnliche Tragwerke Die Erfindung betrifft ein Gleitlager für Brücken oder ähnliche Tragwerke, das aus zwei gegeneinander verschiebbaren Lagerkörpern besteht.
Bei bekannten Gleitlagern für kleinere Brücken, also verhältnismäßig kleine Belastungen, bestehen die gegeneinander verschiebbaren Lagerkörper aus ebenen Stahlplatten. Es ist auch bereits ein Gleitlager für Brücken bekannt, bei dem die untere, ortsfest angeordnete Gleitplatte quer zur Gleitrichtung gewölbt ist.
Bei großen Drücken treten in den Lagern sehr hohe Pressungen auf, so daß die Reibung groß wird und die Verwendung von Gleitmitteln zur Verminderung der Reibung, wie Öl, Fett, Graphit, Molybdänsulfit u. dgl., notwendig wird, auf die bei der baulichen Ausbildung der Lager Rücksicht ge-nommen werden muß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gleitlager der eingangs erwähnten Art für Brücken und ähnliche Tragwerke zu schaffen, das bei einfachem Aufbau für große Pressungen geeignet ist und bei dem die Anwendung besonderer reibungsvermindernder Gleitmittel, insbesondere Schmiermittel, entbehrlich ist. Die Lösung besteht darin, daß der eine Lagerkörper eine Metallplatte mit ebener Gleitfläche und der zweite Lagerkörper mindestens eine von einer Fassung umschlossene, über diese vorstehende Platte aus Polytetrafluoräthylen (PTFE) mit ebenfalls ebener Gleitfläche ist.
Es sind also beide Lagerkörper mit ebenen Gleitflächen ausgebildet. Gegenüber den einfachen bekannten Lagern mit ebenen Gleitflächen ist aber das erfindungsgemäß ausgebildete Lager für große Lasten und Pressungen geeignet, ohne daß Schmiermittel u. dgl. angewendet werden müßten. Wegen der Ausbildung des einen Lagerkörpers aus PTFE nehmen die Reibungswerte bei wachsender Flächenpressung ab.
Bei den bekannten Lagern mit gewölbtem Gleitkörper hätte sich PTFE wegen seines kalten Fließens nicht verwenden lassen, und zwar auch dann nicht, wenn es auf der mit der gewölbten Fläche des einen Körpers zusammenwirkenden ebenen Fläche des anderen Körpers angebracht gewesen wäre, weil dann nicht die ganze mit PTFE versehene ebene Fläche gleichmäßig unter Druck gestanden, sondern die gewölbte Fläche sich in das rechts und links von der aufliegenden Mantellinie unbelastete PTFE eingedrückt hätte. Bei dem Lager nach der Erfindung mit auf der ganzen Fläche belasteten PTFE-Platte werden kleine Unebenheiten in der auf der Kunststoffplatte gleitenden Fläche des anderen Lagerkörpers ausgeglichen. Es wird also eine gleichmäßige Presung in der gesamten Gleitfläche erreicht. Die plastischen Eigenschaften der PTFE-Platte gestatten darüber hinaus kleine Kippbewegungen ohne die Ausbildung besonderer Kippflächen an den Lagerkörpern. Wegen der Einfassung der PTFE-Platte sind keine nachteiligen Auswirkungen des kalten Fließens mehr möglich.
Der zweite Lagerkörper kann aus reinem PTFE oder aus PTFE mit Zusätzen bestehen, derart, daß die Gleitfläche aus reinem PTFE besteht, während die Zusätze die Platte in ihrer Masse verfestigen. Der Plattemnasse können z. B. 10 bis 15 I/o Glasfasern zugesetzt sein; auch kann die Masse Graphit-oder Molybdänsulfidzusatz enthalten. Je nach Art und Zusammensetzung des Kunststoffes wird die Breite des Spalts zwischen Metallplatte und Einfassung der PTFE-Platte so gewählt, daß der kalte Fluß nach einer geringen plastischen Verformung des freien Rands der Kunststöffplatte im Spalt zum Stillstand kommt. Die erforderliche Spaltbreite läßt sich durch Standversuche ermitteln; bei einer zweckmäßigen Ausführungsform betrug sie 1,5 mm. Sie kann im Bereich zwischen 0,5 und 3,0 mm liegen.
Andere Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 sowie 4 bis 8. Ausführungsbeispiele werden an Hand der schematisch vereinfachten Zeichnung beschrieben. Es zeigt F i g. 1 einen Schnitt durch ein Gleitlager, F i g. 2 und 3 Grundrißforinen von Lagern nach F i g. 1 bei weggenomm euer oberer Metallplatte, F i g.. 4 a und 4 b verschiedene Aufteilungen der PTFE-Platte, F i g. 5 einen Querschnitt durch ein mit einer Kippmöglichkeit ausgestattetes Gleitlager, F i g. 6 die Untersicht zu F i g. 5 bei weggenommener unterer Deckelplatte und weggenommenem Schutzblech, F i g. 7 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform, F i g. 8 einen Querschnitt durch eine andere Ausführungsform, F i g. 9 die Untersicht zu F i g. 8 bei weggenommener Deckelplatte und weggenommenem Schutzblech und F i g. 10 bis 12 Schnittdarstellungen von Abwandlungen von Einzelheiten eines Gleitlagers nach Fig. 1.
Bei dem Lager nach F i g. 1 bis 3 ist die aus PTFE bestehende Platte 2 in einer durch Anordnen einer Aus;nehmung'in einer Metallplatte gebildeten Fassung 1 eingelassen. Die Kunsistoffplatte steht um den Betrag s über die Oberseite der Fassung hervor. Auf der Platte 2 aus PTFE liegt die auf dieser gleitende Metallplatte 3 auf, deren Unterfläche mit einem überzug 4 versehen ist. Der überzug kann aus Metall oder Kunststoff bestehen und an der Auflageseite poliert oder von gleichwertiger Oberflächenbeschaffenheit sein. Für den überzug wird zweckmäßig ein die Metallplatte 3 zugleich gegen Korrosion schützender Werkstoff gewählt. Als überzugsmetall eignet sich Hartchrom, als überzugskanststoff Polyamid. Der Polyamidüberzug ist besonders günstig, weil er leicht geschliffen werden kann, sehr stoßfest ist und gut gegen Korrosion schützt.
Der Abstand s zwischen der Platte 2 und der Metallplatte 3 beträgt wegen der Abnutzung der Platte mindestens 0,5 rrun.
Die Grundrißform des Lagers kann beliebig gewählt werden, z. B. rechteckig, wie in F i g. 2, oder rund, wie in F i g. 3. Der mögliche Gleitweg ist in F i g. 2 und 3 mit sq bezeichnet.
Statt die Platte 2 aus PTFE in einer durch eine Ausnehmung gebildeten Fassung 1 anzuordnen, kann als Fasung auch ein die Platte umgebender Haltering auf einer Grundplatte befestigt, z. B, aufgeklebt sein.
Wie in F i g. 2 und 3 gezeigt, kann zwischen der durch die Vertiefung gebildeten seitlichen Fassung 1 der Platte 2 und dieser selbst eine Dichtung 5 aus Kunststoff oder Metall angeordnet sein.
Gleitlager werden im Bauwesen häufig zwischen Betonteilen eingebaut. Die nach den geltenden Vorschriften zulässigen Betonpressungen sind oft niedriger als die Presungen, in der Gleitfläche, welche hier mit Rücksicht auf die dann niedrige Reibung des PTFE so hoch wie möglich gewählt werden. Es empfiehlt sich deshalb, die Gleitfläche der Kunststoffplatte in mehrere Teilflächen zu unterteilen, deren Abstände so gewählt sind, daß durch die die Fassung 1 aufweisende Metallplatte bzw. die Metallplatte 3, die Last auf eine größere Fläche verteilt wird, so daß die zulässigen Betonspannungen nicht überschritten werden.
Bei dem Beispiel nach Fig.4a-sind mehrere kleine Kreisplatten 6 aus PTFE in einer Fassung l' gehalten, die entweder Teil. einer Metallplatte oder mit einer Metallplatte fest verbunden, z. B. verklebt ist. Die Pressungen auf die über der den einen Lagerkörper bildenden Metallplatte 3 und. unter der mit der Fassung versehenen Metallplatte liegenden Teile ändern sich dabei dank der lastverteilenden Wirkung der vorzugsweise stählernen Metallplatten nicht, wenn der lichte Abstand der Kreisplatten 6 nicht größer ist als etwa die doppelte Dicke, der Metallplatten. Bei einem Ausführungsbeispiel wurden die Kreisplatten 6 in 1,5 mm tiefe Vertiefungen einer Metallplatte eingelegt. Man kann die Kreisplatten aber auch in eine gelochte Blechplatte einsetzen und diese an einer Grundplatte befestigen, z. B. ankleben.
Bei dem Beispiel nach F i g. 4 b sind Streifen 7 aus PTFE in einer der Fassung l' des Beispiels nach-F i g. 4 a entsprechenden Fassung l" gehalten. Die die Streifen 7 aufnehmenden, z. B. herausgehobelten Nuten sind an den Enden durch z. B. eingeklebte Abschlußplättchen 8, vorzugsweise aus Stahl, ver-i schlossen.
Um größere Kippwinkel zu ermöglichen, kann das Gleitlager mit einem Kipplager vereinigt sein, wie die F i g. 5 und 6 zeigen. Bei diesem Beispiel ist das Kipplager ein bekanntes sogenanntes Gummitopflager. Es befindet sich unterhalb des Gleitlagers. Die. Oberseite des topfartiggen Bauteils 13 des Kipplagers ist als Fassung nach Art derjenigen nach F i g. 1 bis 3 ausgebildet. In ihr ist die vorstehende Platte 2 aus PTFE angeordnet. Auf dieser liegt die Metall" platte 3 auf, die durch einen Ankerdübel 14 mit dem aufgelagerten oberen Betonbauteil 15 verbunden ist. Der Verschieberaum ist durch ein Schutzblech 17 abgedeckt.
Eine abgewandelte Ausführung ergibt sich, wenn die Unterseite der Deckelplatte 11 des Gummitopflagers als Gleitfläche verwendet und die in eine Grundplatte eingelassene Platte aus PTFE darunter angeordnet wird.
Bei langen, schmalen Gleitlagern kann es zweckmäßig sein, diese mit einem stählernen Kipplager zu kombinieren, wie in F i g. 7 gezeigt. Die Kippplatte 21 dieses Lagers liegt mit ihrer konvexen Unterseite auf der -Bodenplatte 19 auf. Die Oberseite der Kipp.plätte 21 ist ähnlich wie die Grundplatte des Migpiels nach F i g. 1 bis 3 als Fassung für die Platte 2 aus PTFE ausgebildet, auf der die den einen Lagerkörper des Gleitlagers bildende Metallplatte 3 aufliegt, deren Unterseite wieder mit einem Kunststoff- oder Hartchroraüberzug nach A, rt des oben beschriebenen überzugs versehen sein kann. Das Schutzblech 17 ist am Umfang der Kippplatte 21 befestigt, vorzugsweise angeschweißt.
Wie F i g. 8 und 9 zeigen, kann, bei Kombinationen von Gleitlagem und Gunimitopflagern die Gleitbewegung durch seitliche Führungsleisten 24 auf eine bestimmte Richtung beschränkt sein, zur Verminderung der Reibungskräfte an den seitlichen Führungsleisten dienen PTFE-Leisten 25, die eingelassen-sind oder auch aufgesetzt sein können. Im Gegensatz zu dem Beispiel nach F i g. 5 und 6 ist -hier der topfartige Bauteil23 nicht rund, sondern rechteckig: dementsprechend ist auch die auf der Platte2 gleitende Metallplatte3" rechteckig. Sie ist mit den an ihr angeschraubten Führungsleiste1124 auf den seitlichen Außenflächen des topfartigen Bauteils unter Zwischenschaltung der-PTFE-LAis-ten25 geführt, die in die seitlichen Außenflächen des topfartigen Bauteils auf einem Teil ihrer Höhe eingelassen sind. Der Materialbedarf für ein solches allseitig oder nur längsverschiebliches Liniengleitkipplager ist klein.
Bei kugelförmiger Gleitfläche erhält man entsprechend ein Punktkippgleitlager.
Das Beispiel nach Fig. 10 entspricht im wesentlichen den Beispielen nach F i g. 1 bis 3. Die Dichtung 5' bzw. 5" zwischen der die Platte 2 aus PTFE umgebenden seitlichen Fassung 1 und der Platte selbst reicht bei der Ausführung nach F i g. 10 links vom Boden der Ausnehmung der Fassung 1 bis in den Spalt s' hinein. Bei der Ausführung nach F i g. 10 rechts reicht sie hingegen nicht bis auf den Boden der die Plgtte 2 aufnehmenden Ausnehmung der Fassung 1 hinab, so daß der Boden bis zum Rand der Fassung mit PTFE bedeckt ist.
Wie F i g. 11 zeigt, kann der Rand der Platte 2 aus PTFE im Bereich des Spalts s' eine Abschrägung 31 aufweisen, was die Begrenzung unerwünschten Fließens erleichtert. Die Auflagefläche 32 am Boden der die Platte aufnehmenden Ausnehmung der Fassung 1 ist profiliert oder aufgerauht.
Bei der Ausführungsform nach F i g. 12 ist unter der Platte 2 in der Fassung 1 eine elastische und/oder plastische Masse 33, z. B. aus Gummi oder Kunstgummi, angeordnet. Diese ist durch eine Dichtung 34 aus Metall oder Kunststoff am Umfang und nach oben abgedichtet. Damit sind größere Kippbewegungen als bei der Ausbildung nach F i g. 1 bis 3 möglich.

Claims

Patentansprüche: 1. Gleitlager für Brücken oder ähnliche Tragwerke, das aus zwei gegeneinander verschiebbaren Lagerkörpern besteht, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß der eine Lagerkörper eine Metallplatte mit ebener Gleitfläche und der zweite Lagerkörper mindestens eine von einer Fassung umschlossene, über diese vorstehende Platte aus Polytetrafluoräthylen mit ebenfalls ebener Gleitfläche ist.
2. Gleitlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallplatte (3) auf ihrer der Platte aus Polytetrafluoräthylen zugewendeten Seite mit einem reibungsmindernden Überzug (4) aus Metall, z. B. Hartchrom, oder Kunststoff, z. B. Polyamid, versehen ist. 3. Gleitlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (s) zwischen den einander gegenüberliegenden Seiten der Fassung und der Metallplatte (3) mindestens 0,5 und höchstens 3,0 mm beträgt. 4. Gleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Fassung (1) der Platte aus Polytetrafluoräthylen und dieser Platte (2) eine Dichtung (5 bzw. 5' bzw. 5") aus Kunststoff oder Metall angeordnet ist. 5. Gleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der über die Fassung vorstehende Teil des Rands der Platte aus Polytetrafluoräthylen abgeschrägt ist. 6. Gleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die der Metallplatte entgegengesetzte Auflagefläche (32) der Platte (2) aus Polytetrafluoräthylen im Querschnitt profiliert oder aufgerauht ist. 7. Gleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Platte (2) aus Polytetrafluoräthylen und einem Boden der Fassung eine Schicht einer elastischen und/ oder plastischen Masse (33) angeordnet ist. g. Gleitlager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elastisbhe und/oder plastische Masse (33) durch eine Dichtung (34) am Umfang und nach oben abgedichtet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Österreichische Patentschrift Nr. 220 188; französische Patentschriften Nr. 1060 501, 1242 013; E. M ö r s c h, »Die Brücken aus Eisenbeton«, Stuttgart, 1933, S. 44, Abb. 58; Zeitschrift »Werkstatt und Betrieb«, 1954, H. 1, S. 45; Zeitschrift »Technische Rundschau«, Nr. 25 vom 9. Juni 1961, S. 11; Zeitschrift »Der Bauingenieur«, 1962, S. 177; Zeitschrift »Die Bautechnik«, 1962, S. 47 bis 49.