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Kipplager ftlr Bauwerke Die Erfindung betrifft ein Kipplager fUr Bauwerke,
insbesondere BrUcken, bestehend aus einem vorzugsweise runden Topf, in dem zwischen
einer Bodenplatte, einer Seitenwand und einer kolbenartig mit seitlichem Spiel eingesetzten
Kopfplatte ein Druckkissen aus elastischem oder plastischem Werkstoff, vorzugsweise
Gummi, angeordnet und die Fuge zwischen Seitenwand und Kopfplatte abgedichtet ist.
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Kipplager der vorstehend beschriebenen Ghtung für Brücken sind bekannt.
Bei diesen Kipplagern werden die Schwingungen und Neigungen der aufliegenden Last
von der kolbenartig mit seitlichem Spiel in den Topf eingesetzten und in diesem
geführten Kopfplatte auf das Druckkissen aus Gummi übertragen. Damit das Gummi unter
dem Druck der aufliegenden Last nicht aus der Fuge zwischen der Seitenwand des Topfes
und der Kopfplatte herausgequetscht wird, sind zur Abdichtung dieser Fuge verschiedene
Dichtungsanordnungen bekanntgeworden.
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Bei den bekannten Kipplagern liegt das eingeschlossene Druckkissen
der Seitenwand des Topfes, die in der Regel aus einem auf die Bodenplatte aufgeschweißten
Stahlring besteht, unmittelbar an. Nach dem Einbau des Kipplagers werden die in
der Brücke auftretenden
Schwingungen und Lageveränderungen auf
das Druckkissen übertragen. Das Druckkissen ist also beim bestimmungsgemäßen Gebrauch
des Kipplagers ständig in Bewegung. Ein Nachteil der bekannten Kipplager besteht
darin, daß die laufende Reibung zwischen dem Gummi des Druckkissens und der Seitenwand
des Topfes im Laufe der Jahre zu mechenischen Verschleißerscheinungen führt. Diese
Verschleißerscheinungen werden durch die von aussen an der Seitenwand in den Topf
hineinkriechenden Korrosion beschleunigt.
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Eine Dichtungsanordnung zur Abdichtung der Fuge zwischen der Seitenwand
des Topfes und der Kopfplatte besteht aus einem in das Druckkissen versenkt angeordneten,
der Seitenwand kolbenringartig anliegenden Ring aus formbeständigem, insbesondere
metallenem Werkstoff, wie Stahl. Diese bekannte Dichtungsanordnung ist nicht geeignet,
die vorstehend angeführten Verschleißerscheinungen im Druckkissen zu beseitigen.
Erfahrungsgemäß führt diese bekannte Dichtungsanordnung vielmehr zu einem beschleunigten
Verschleiß des Druckkissens, so daß schließlich sogar die ordnungsgemäße Funktion
nicht mehr gewährleistet ist und die Fuge teilweise freiliegt.
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Eine andere bekannte Dichtungsanordnung besteht aus einer Kombination
von zwei Dichtungsringen aus Polytetrafluoräthylen, von denen einer im Druckkissen
versenkt unterhalb der Fuge und der andere als FAhrungsring in der Fuge zwischen
der Seitenwand des Topfes und der Kopfplatte angeordnet ist. Diese bekannte Dichtungsanordnung
ist ebenfalls nicht geeignet, den Verschleiß des Druckkissens durch mechanische
Reibung an der Seitenwand des Topfes zu verhindern. Diese bekannte Dichtungsanordnung
ist allenfalls geeignet, das Vorkriechen der Korrosion in den Topf hinein eine zeitlang
aufzuhalten. Spätestens nach einigen Jahren wird die Korrosion aber auch bei dieser
Dchtgsanordnung
in den Topf hineinkriechen, weil die Dichtungen
selbst verschlissen sind und das Eindringen von Feuchtigkeit nicht mehr verhindern
können.
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Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt, ein Kipplager für
Bauwerke, insbesondere für Brücken zu schaffen, bei dem das Druckkissen ausser der
notwendigerweise in Kauf zu nehmelden Druckbeanspruchung und plastischen Verformung
einem weiteren mechanischen Verschleiß nicht unterliegt. Eine weitere Aufgabe besteht
darin, das Kipplager so auszubilden, daß das Druckkissen auch infolge der nach mehreren
Jahren in den Topf hinein sich erstreckenden Korrosion der Stahlteile, insbesondere
der Seitenwand, nicht in Mitleidenschaft gezogen wird. Schließlich besteht noch
eine Aufgabe darin, das Kipplager so auszubilden, daß der Spalt zwischen der Seitenwand
des Topfes und der Kopfplatte in belastetem Zustand absolut dicht verschlossen ist,
damit das Material des Druckkissens nicht ausfließen kann. Im übrigen liegt der
Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen.
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Ausgehend von dem bekannten Kipplager für Bauwerke, insbesondere Brücken,
bestehend aus einem vorzugsweise runden Topf, in dem zwischen einer Bodenplatte,
einer Seitenwand und einer kolben artig mit seitlichem Spiel eingesetzten Kopfplatte
ein Druckkissen aus elastischem oder plastischem Werkstoff, vorzugsweise Gummi,
angeordnet und die Fuge zwischen Seitenwand und Kopfplatte abgedichtet ist, wird
die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe dadurch gelöst, daß die Seitenwand des
Topfes wenigstens bis zur Höhe des entlasteten Druckkissens mit einem Gleitring
aus einem korrosionsbeständigen Werkstoff mit geringem Reibungsbeiwert ausgekleidet
ist. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sollen bei dieser räumlichen
Anordnung
die gegenseitigen Abmessungen von Druckkissen, Gleitring und Kopfplatte so gewählt
sein, daß die Kopfplatte und der Gleitring bei Belastung des Druckkissens unter
Druck elastisch aufeinanderliegen. Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin,
daß der Gleitring vorzugsweise aus reinem, glasfaserverstärktem oder gemischtem
Polytetrafluoräthylen (PTFE) besteht.
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Das erfindungsgemäß ausgebildete Kipplager hat den ausserordentlichen
Vorteil, daß das Druckkissen nur noch auf der Ober- und Unterseite mit den durch
Korrosion gefährdeten Flächen der Bodenplatte und der Kopfplatte in Berührung kommt,
während der durch die Schwingungen und Kippbewegungen der Kopfplatte ständig in
Bewegung befindliche Aussenmantel des Druckkissens nur noch auf der Innenseite des
Gleitringes bewegt wird. Jeglicher Kontakt des Druckkissens mit der Seitenwand des
Topfes, der den mechanischen Verschleiß bisher verursacht hat, ist beseitigt worden.
Ein weiterer ausserordentlicher Vorteil besteht darin, daß die Fuge zwischen der
Seitenwand des Topfes und der Kopfplatte durch den Preßsitz zwischen Kopfplatte
und Gleitring bei Belastung des Kipplagers absolut dicht verschlossen ist. Bei Ermüdungserscheinungen
des Druckkissens wird die Fuge allenfalls noch dichter verschlossen als beim Ausgangszustand,so
daß ein Ausfließen des Druckkissens nur dann erfolgen kann, wenn die Seitenwand
dem radialen Druck nachgibt. Versuche haben ergeben, daß der Gleitring nicht nur
den mechanischen Verschleiß des Druckkissens beseitigt, sondern gleichzeitig auch
die Fuge so einwandfrei abdichtet, daß ein erfindungsgemäß ausgebildetes Kipplager
nicht nur einen größeren Kippwinkel, sondern auch eine höhere Belastung aushält,
als es bei den bisher bekannten Kipplagern dieser Gattung der Fall gewesen ist.
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Bei extremen Kippwinkeln können zur weiteren Schonung-des Druckkissens
auch noch die diesem zugewendeten Flächen der Kopf-und Bodenplatte mit PTFE überzogen
werden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Anordnung im Bereich
der Fuge zwischen der Seitenwand des Topfes und der Kopfplatte bevorzugt so getroffen
sein, daß die Kopfplatte einen nach unten offenen, umlaufenden Falz besitzt, und
daß der Gleitring bei Belastung des Druckkissens in den Falz hineinragt. Dabei können
die Kopfplatte und der Gleitring konisch angeschrägte Kontakt flächen besitzen,
so daß die Kopfplatte bei Belastung des Druckkissens dem Gleitring unter radialem
Druck aufliegt. Die Kontaktflächen können an der Kopfplatte auch kugelförmig und
an dem Gleitring kalottenförmig ausgebildet sein. In dieser vorzugsweisen Ausführungsform
ist das erfindungsgemäß ausgebildete Kipplager besonders gut für größte Kippwinkel
geeignet.
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Bei einer anderen praktischen Ausführungsform ist es aber auch möglich,
die Fuge zwischen der Kopfplatte und der Seitenwand des Topfes dadurch abzudichten,
daß die Kopfplatte dem Gleitring stumpf aufliegt, während der Fuß des Gleitringes
in eine mit einem inkompressiblen Medium ausgefüllte Rinne der Bodenplatte hineinragt.
Bei Schwingungen oder Kippbewegungen der Kopfplatte schwimmt der Gleitring sozusagen
auf dem in der Rinne befindlichen Medium, wie auch die Kopfplatte auf dem Druckkissen
schwimmt. Bei dieser Ausführungsform wird der Gleitring relativ zur Seitenwand des
Topfes bewegt, so daß es sich als zweckmässig erwiesen hat, in der Aussenwand des
Gleitringes Schmiertaschen anzuordnen.
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Der Gleitring selbst kann aus einem endlosen Band bestehen, welches
in den Topf eingelegt wird und sich an den Enden mit angeschrägten Stoßkanten überlappt.
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Weitere Einzelheiten,Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
der zugehörigen
Zeichnungen, in denen verschiedene bevorzugte Ausführungsformen eines erfindungsgemäß
ausgebildeten Kipplagers schematisch dargestellt sind.
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In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 ein Kipplager mit angeschrägten
Kontaktflächen zwischen Kopfplatte und Gleitring entlang der Linie T-I in Fig.2
geschnitten in Seitenansicht; Fig. 2 dasselbe Kipplager entlang der Linie II-II
in Fig.1 geschnitten in Draufsicht; Fig. 5 eine andere Aus führungs form eines Kipplagers,
dessen Kopfplatte einen umlaufenden offenen Falz besitzt, im Längsschnitt und in
Seitenansicht; Fig. 4 eine weitere Ausführungsform eines Kipplagers, dessen Kopfplatte
stumpf auf den Gleitring aufges-etzt ist, im Längsschnitt und in Seitenansicht.
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Das dargestellte Kipplager besteht im Prinzip aus einer Bodenplatte
1, einer aufgeschweißten starren Seitenwand 2, einer Kopfplatte 3 und einem eingesetzten
Druckkissen 4. Die Kopfplatte 5 ist mitrSpiel in den von der Bodenplatte 1 und der
Seitenwand 2 gebildeten Topf eingesetzt und in diesem kolbenartig geführt. Während
die Teile des Topfes (1,2,3) in der Regel aus Stahl hergestellt sind, besteht das
Druckkissen 4 in der Regel aus Gummi.
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Bei dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Kipplager ist zwischen
dem Druckkissen 4 und der Seitenwand 2 ein Gleitring 5 aus PTFE oder sonstigen Werkstoffen
mit niedrigem Reibungswert aber ausreichender Festigkeit angeordnet. Die Kopfplatte
3 und der Gleitring 5 besitzen angeschrägte Kontaktflächen 6,7,mit denen sie bei
Belastung des Druckkissens 4 im Preßsitz aufeinanderliegen.Dadurch wird die zwischen
der Seitenwand 2 und der Kopfplatte 3 umlaufende Fuge 8 zum Druckkissen 4 hin absolut
dicht abgeschlossen.
Bei zunehmender Belastung des Kipplagers wird
die Abdichtung zum Druckkissen 4 hin immer besser, so daß auch bei höchsten Belastungen
keine Gefahr besteht, daß der Gummi des Druckkissens 4 durch die Fuge 8 nach aussen
fließt.
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Die maximale Belastung des Kipplagers ist allein von der Druckfestigkeit
der Seitenwand 2 bzw. der Unterlage abhängig, auf der das Kipplager steht.
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Bei der in Figur 3 dargestellten Aus führungs form des Kipplagers
besitzt die Kopfplatte 5 an ihrer Unterseite einen nach unten offenen umlaufenden
Falz 9, in den der Gleitring 5 bei Belastung des Druckkissens 4 eingreift.In dieser
Ausrührungsform ist das Kipplager nur für normale Kippwinkel geeignet.
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Bei dem in Figur 4 dargestellten Kipplager ist die Kopfplatte 3 stumpf
auf den Gleitring 5 aufgesetzt, der am unteren Ende in eine umlaufende Rinne lo
der Bodenplatte 1 hineinragt.
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Die Rinne lo ist. mit einem inkompressiblen Medium ausgefüllt, damit
der Gleitring 5 bei wechselnder Kipplage der Kopfplatte 5 deren Aufwärtsbewegungen
folgt. Nur so ist gewährleistet, daß die Fuge 8 zum Druckkissen 4 hin immer einwandfrei
abgedichtet ist. Da bei dieser Ausführungsform des Kipplagers Relativ>tewegungen
zwischen dem Gleitring 5 und der Seitenwand 3 auftreten, sind in der Aussenseite
des Gleitringes 5 Schmiertaschen 11 vorgesehen.
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Bei allen drei Aus führungs formen wird der Gleitring 5 als endliches
Band mit gegenläufig angeschrägten Stoßkanten 12 ( 8 . Fig.2) in den aus der Bodenplatte
1 und der Seitenwand 2 gebildeten Topf eingelegt.
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Alle in der Beschreibung erwähnten und in der Zeichnung dargestellten
neuen Merkmale sind erfindungswesentlich,
auch so weit sie in den
nachfolgenden Ansprüchen nicht ausdrücklich beansprucht sind.