DE19851255A1 - Seismischer Isolator, insbesondere Flachbett-Isolator für Schaukästen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen seismischen Isolator, insbesondere Flachbett-Isolator für Schaukästen.

Ein derartiger Isolator schützt ein seismisch zu isolierendes Objekt, beispielsweise ein Ausstellungsstück in einem Museum oder dergleichen, vor Erdbeben. In dieser Beschreibung ist mit der Verwendung des Ausdruckes "seismisch zu isolierendes Objekt" ein Gegenstand gemeint, der eine seismische Trennvorrichtung zum Schutz vor Erdbeben bzw. Erschütterungen benötigt.

Ein herkömmlicher seismischer Isolator besteht aus X-Schienen 3, die an einer fest auf einem Fundament angebrachten unteren Platte 1 befestigt sind, Y-Schienen 4, die an der Unterseite einer oberen Platte 2 über den X-Schienen 3 befestigt und lotrecht zu den X-Schienen 3 angeordnet sind, und Verbindungsblöcken 5, die die X-Schienen 3 und die Y-Schienen 4 miteinander verbinden, wie in Fig. 11 dargestellt. Obwohl dies in der Zeichnung nicht gezeigt ist, ist zwischen dem seismischen Isolator und dem Fundament eine Feder zur Rückstellung erforderlich. Der Verbindungsblock 5 ist beweglich angeordnet, so daß auf dessen unterem Abschnitt ein Wälzlager zum Festspannen der X-Schiene angeordnet ist, während auf dessen oberem Abschnitt ein weiteres Wälzlager zum Festspannen der Y-Schiene angeordnet ist, und an dessen Mittelteil ferner ein Kugelgelenk angeordnet ist. Auf dem seismischen Isolator ist ein seismisch zu isolierendes Objekt 10 plaziert, so daß dessen Höhe um einen der Höhe des seismischen Isolators entsprechenden Wert vergrößert wird. Wenn das seismisch zu isolierende Objekt ein Schaukasten in einem Museum oder dergleichen ist, kann es daher vorkommen, daß einem klein gewachsenen Besucher ein Ausstellungsstück in dem Schaukasten nicht auf Augenhöhe zur Betrachtung gegenüberliegt. Vom ästhetischen Standpunkt her gesehen ist es ferner vorzuziehen, den Schaukasten möglichst weit unten anzuordnen.

In Anbetracht des Vorstehenden ist es die Aufgabe der Erfindung, einen neuartigen seismischen Isolator für ein seismisch zu isolierendes Objekt bereitzustellen, insbesondere einen seismischen Isolator des Flachbett-Typs für einen Schaukasten, der ohne wesentliche Änderung an der Höhe des Schaukastens installiert werden kann, selbst wenn er bei einem herkömmlichen seismisch zu isolierenden Objekt eingesetzt wird.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen seismischen Isolator, insbesondere Flachbett-Isolator für einen Schaukasten, mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen. So macht eine Trage-/Transporteinrichtung die oben erwähnten seismischen Isolatoren beweglich. Das Vorsehen eines Reibungsdämpfers jeweils am Mittelteil der oberen und unteren Platte ermöglicht eine Charakteristik des seismischen Isolators, die mit einem Öldämpfer oder anderen Dämpfungsmitteln nicht erhalten werden kann. Zum Beispiel kann der seismische Isolator kompakt hergestellt sein und ist trotzdem in der Lage, selbst bei großen Verschiebungen sicher zu dämpfen.

Obwohl zumindest zwei X-Schienenstränge und zumindest zwei Y-Schienenstränge parallel zueinander vorgesehen sind, kann jeder Strang durch eine gewölbte Schiene oder alternativ durch zwei hintereinander angeordnete gewölbte Schienen gebildet sein. Wenn ein Strang durch eine gewölbte Schiene gebildet ist, sind an beiden Enden jeder gewölbten Schiene Kraftaufnehmer vorgesehen, während bei Ausbildung eines Stranges durch zwei hintereinander angeordnete gewölbte Schienen nur am Verbindungspunkt zwischen diesen beiden Schienen ein Kraftaufnehmer vorgesehen sein braucht. Wenn sich eine Erschütterung ereignet, wird der Verbindungsblock entlang der gewölbten Schiene verschoben und wenn die Erschütterung groß ist, dann stößt der Verbindungsblock gegen den Kraftaufnehmer, damit dieser den Stoß aufnimmt. Da somit die gewölbte Schiene die Rückstellwirkung bereitstellt, kann von einer herkömmlichen Rückstellfeder abgesehen werden.

Der Verbindungsblock steuert die vertikale Verschiebung und vollzieht eine Linearbewegung unter Beibehaltung seiner horizontalen Ausrichtung, da der untere Abschnitt mit einem Wälzlager die X-Schiene umspannt, der obere Abschnitt mit einem Wälzlager die Y-Schiene umspannt und eine Tellerfeder am Mittelteil vorgesehen ist. Das Vorsehen der Reibungsdämpfer am Mittelteil der oberen und unteren Platte verbessert die Dämpfung der Erschütterung zusätzlich.

Die in der oberen Platte vorgesehene Ausnehmung nimmt einen Stützfuß fest auf, der an der Unterseite des seismisch zu isolierenden Objektes nach unten abstehend befestigt ist, und demzufolge kann die Höhe des seismisch zu isolierenden Objektes je nach Tiefe der Ausnehmung entsprechend verringert werden.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert und beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Stirnansicht einer X-Schienenseite des erfindungsgemäßen seismischen Isolators;

Fig. 2 eine Seitenansicht des Isolators gemäß Fig. 1;

Fig. 3 einen Zustand, in dem der seismische Isolator gemäß Fig. 1 aufgrund einer Erschütterung nach rechts verschoben ist;

Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung zur Erläuterung eines Verbindungsblocks;

Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung zur Erläuterung eines Kraftaufnehmers;

Fig. 6 eine Explosionsansicht der Bestandteile des erfindungsgemäßen seismischen Isolators;

Fig. 7 eine Seitenansicht des seismischen Isolators gemäß Fig. 1 mit daran angebrachter Trage-/Transporteinrichtung;

Fig. 8 eine Seitenansicht zur Darstellung des seismischen Isolators gemäß Fig. 7 in angehobenem Zustand;

Fig. 9 eine vergrößerte Stirnansicht einer an dem erfindungsgemäßen seismischen Isolator zu befestigenden Trage-/Transporteinrichtung;

Fig. 10 eine Seitenansicht gemäß Fig. 9; und

Fig. 11 eine Stirnansicht eines seismischen Isolators des Standes der Technik.

Fig. 1 ist eine Stirnansicht zur Darstellung eines seismischen Isolators im Normalzustand als Bezugsposition. Untere Abschnitte von Verbindungsblöcken 5 sind jeweils mit zwei gewölbten X-Schienen 3 in Eingriff, die hintereinander an einer unteren Platte 1 befestigt sind. An einem Verbindungspunkt zwischen den gewölbten X-Schienen 3 ist ein Kraftaufnehmer 8 vorgesehen. Auf der Unterseite einer oberen Platte 2 sind Y-Schienen 4 lotrecht zu den X-Schienen 3 befestigt. Obere Abschnitte der Verbindungsblöcke 5 sind jeweils mit den Y-Schienen 4 in Eingriff. In der oberen Platte 2 ist eine Ausnehmung 6 vorgesehen, die einen Stützfuß 7 fest aufnimmt, der an der Unterseite eines seismisch zu isolierenden Objektes 10 nach unten abstehend befestigt ist. Dies reduziert die Bauhöhe des seismisch zu isolierenden Objektes 10. An einem Mittelteil 9-1 des seismischen Isolators ist freistehend ein allgemein bekannter Reibungsdämpfer 9 vorgesehen (siehe Fig. 6).

Fig. 2 ist eine Seitenansicht des in Fig. 1 dargestellten seismischen Isolators. Die oberen Abschnitte der Verbindungsblöcke 5 sind jeweils mit den beiden gewölbten Y-Schienen 4 in Eingriff, die an der Unterseite der oberen Platte 2 befestigt sind. Am Verbindungspunkt zwischen den Y-Schienen 4 ist ein Kraftaufnehmer 8 vorgesehen.

Fig. 3 zeigt eine Bezugsposition für den Fall, daß das in Fig. 1 dargestellte seismisch zu isolierende Objekt 10 aufgrund einer Erschütterung nach rechts verschoben ist. Die Verbindungsblöcke 5, 5 auf beiden Seiten werden pendelnd entlang der X-Schienen 3 nach rechts geschoben, am Ende der X-Schienen 3 angehalten und dann nach links zur Mitte der X-Schienen 3 hin zurückgeschoben und wieder nach rechts geschoben usw. Im Falle einer großen Erschütterung stößt der linke Verbindungsblock 5 gegen den Kraftaufnehmer 8, so daß der Kollisionsstoß absorbiert werden kann. Natürlich gibt es auch Fälle, in denen der rechte Verbindungsblock 5 nach links verschoben wird und gegen den Kraftaufnehmer 8 stößt, wodurch der Stoß absorbiert wird. Zusammen mit der Dämpfungswirkung des allgemein bekannten Reibungsdämpfers 9 (siehe Fig. 6), der am Mittelteil 9-1 des seismischen Isolators angebracht ist, kann auf diese Weise eine wirksame seismische Isolierungsfunktion bereitgestellt werden.

Fig. 4 ist eine vergrößerte Ansicht zur Darstellung des Verbindungsblocks 5. Der Verbindungsblock 5 ist zwischen der X-Schiene 3 und der Y-Schiene 4 vorgesehen. Ein unterer Spannabschnitt 5-1 umspannt die X-Schiene 3 über ein Wälzlager 11, während ein oberer Spannabschnitt 5-2 die Y-Schiene 4 über ein Wälzlager 11 umspannt. Eine Mittelachse 5-4, die an der Unterseite des oberen Spannabschnitts 5-2 befestigt ist, verläuft jeweils durch den Mittelpunkt von vier Tellerfedern 5-3, die zwischen den Spannabschnitten 5-1 und 5-2 hintereinander angeordnet sind.

Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Kraftaufnehmers 8. Dieser Kraftaufnehmer 8 ist am jeweiligen Verbindungsabschnitt zwischen X-Schienen 3 (oder Y-Schienen 4) befestigt, wenn der X-Schienenstrang (oder Y-Schienenstrang) aus zwei hintereinander angeordneten gewölbten Schienen gebildet ist. Wenn alternativ die Stränge der jeweils aus einer einzelnen gewölbten Schiene bestehenden X-Schiene 3 (oder Y-Schiene 4) parallel angeordnet sind, werden die Kraftaufnehmer 8 an den Enden jeder gewölbten Schiene waagerecht befestigt. Wenn das seismisch zu isolierende Objekt 10 erschüttert wird, stößt der Verbindungsblock 5 gegen den Kraftaufnehmer 8, so daß dieser den Stoß absorbiert.

In Fig. 6 ist die oben beschriebene Ausführungsform dreidimensional mit auseinandergenommenen Bauteilen dargestellt. In dieser Figur sind jeweils zwei Stränge von X-Schienen 3 und zwei Stränge von Y-Schienen 4 parallel angeordnet, wobei jeder X- oder Y-Schienenstrang aus zwei hintereinander angeordneten gewölbten Schienen besteht und an jedem Verbindungsabschnitt zwischen den gewölbten Schienen ein Kraftaufnehmer 8 befestigt ist. Die obere Platte 2 ist aus Gewichtsgründen mit einer Vielzahl von rechteckigen (quadratischen, dreieckigen oder dergleichen) Durchbrüchen ausgebildet, sofern die obere Platte 2 an der Last des seismisch zu isolierenden Objektes 10 anliegt.

Fig. 7 zeigt einen seismischen Isolator des Flachbett-Typs für einen Schaukasten gemäß Fig. 1, wobei auf dem seismischen Isolator des Flachbett-Typs für einen Schaukasten eine Trage-/Transport­ einrichtung 12 vorgesehen ist. Fig. 7 ist eine zu Fig. 1 äquivalente Seitenansicht des seismischen Isolators für einen Schaukasten, mit zwei an der Unterseite der oberen Platte 2 hintereinander befestigten gewölbten Y-Schienen 4, zwei von dort nach unten angeordneten Verbindungsblöcken 5, einem Kraftaufnehmer 8 in der Mitte und Trage-/Transportvorrichtungen 12, die mit schwenkbaren Rollen 12-4 versehen und fest an den beiden Enden der oberen Platte 2 und der unteren Platte 1 angebracht sind. Die Trage-/Transporteinrichtung 12 ist an allen vier Ecken dieses seismischen Isolators angeordnet. In der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 6 eine Ausnehmung, in die, ähnlich wie in Fig. 1, ein Stützfuß des Schaukastens eingesteckt und eingepaßt wird.

Fig. 8 ist eine Seitenansicht zur Darstellung des seismischen Isolators für einen Schaukasten gemäß Fig. 7 in angehobenem Zustand, so daß der seismische Isolator fortbewegt werden kann. In der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 7 den Stützfuß des Schaukastens.

Fig. 9 ist eine vergrößerte Stirnansicht der Trage-/Transport­ einrichtung 12.

Fig. 10 ist eine Seitenansicht gemäß Fig. 9. Ein an einer Stirnfläche offener, im Längsschnitt dreieckiger Befestigungskasten 12-5 ist an den Enden der unteren Platte 1 und der oberen Platte 2 fest angebracht. Im Innern des Befestigungskastens 12-5 ist ein an einem Pfostenabschnitt 12-1 nach unten abstehend befestigter Bolzen 12-2 durch eine obere Platte des Befestigungskastens 12-5 hindurchgeführt und an der Innenseite mit einer Mutter 12-3 gesichert, so daß die schwenkbare Rolle 12-4 fest am abliegenden Ende des Bolzens 12-2 montiert ist. Durch Drehen des Pfostenabschnitts 12-1 kann der erfindungsgemäße seismische Isolator über den Bolzen 12-2, die Mutter 12-3 und den Befestigungskasten 12-5 angehoben oder abgesenkt werden.

Der erfindungsgemäße seismische Isolator kann eine effiziente seismische Isolierung gegen kleine bis große Erschütterungen an einem darauf plazierten ortsfesten Schaukasten eines Museums oder dergleichen vornehmen, wobei die gewölbten Schienen 3, 4, Kraftaufnehmer 8 und ein Reibungsdämpfer 9 bezüglich der Erschütterungen in X- und Y-Richtung wirken und die Tellerfedern 5-3 der Verbindungsblöcke 5 die Steuerung bezüglich der vertikalen Verschiebungen vornehmen. Ferner ist es durch das Vorsehen der schwenkbaren Rollen 12-4 möglich, den seismischen Isolator an einen anderen Ort zu verlegen.

Die vorliegende Erfindung kann sowohl bei einem neuen Schaukasten, als auch bei einem herkömmlichen Schaukasten verwendet werden, insbesondere als seismischer Isolator für einen Schaukasten eines Museums oder dergleichen. Durch die Rückstellwirkung der gewölbten Schienen 3, 4 und die Steuerung der Vertikalverschiebung durch die Tellerfedern 5-3 der Verbindungsblöcke 5 kann das seismisch zu isolierende Objekt 10 in der Waagerechten gehalten werden. Auf diese Weise kann die wirksame seismische Isolierung erreicht werden. Der seismische Isolator kann ohne wesentliche Veränderung an der Höhe des Schaukastens integriert werden. Ferner macht das Vorsehen einer Vielzahl von Durchbrüchen durch die obere Platte 1 den seismischen Isolator vom Gewicht her leicht. Des weiteren kann der Reibungsdämpfer 9 am Mittelteil 9-1 der oberen und unteren Platte 1, 2 vorgesehen sein, um einen sicheren und kompakten seismischen Isolator bereitzustellen. Überdies ermöglicht das zusätzliche Vorsehen der schwenkbaren Rollen 12-4 eine Bewegung des seismischen Isolators an jeden beliebigen Ort.

Claims (4)

1. Seismischer Isolator des Flachbett-Typs für einen Schaukasten, aufweisend:

• - zumindest zwei an einer unteren Platte (1) auf einem Fundament befestigte Stränge aus gewölbten X-Schienen (3) mit jeweils einem tieferen Mittelabschnitt und höheren Endabschnitten;
• - zumindest zwei an der Unterseite einer oberen Platte (2) über den X-Schienen (3) befestigte Stränge aus gewölbten Y-Schienen (4) mit einem lotrecht zu den X-Schienen (3) verlaufenden höheren Mittelabschnitt und tieferen Endabschnitten;
• - Verbindungsblöcke (5) mit jeweils einem unteren Abschnitt (5-1), der eine entsprechende X-Schiene (3) umspannt, einem oberen Abschnitt (5-2), der eine entsprechende Y-Schiene (4) umspannt und einer am Mittelteil vorgesehenen Tellerfeder (5-3);
• - Kraftaufnehmer (8), die jeweils an den Enden der X-Schienen (3) und Y-Schienen (4) angeordnet sind; und
• - Ausnehmungen (6), die an der oberen Platte (2) zur festen Aufnahme von Stützfüßen (7) vorgesehen sind, die an der Unterseite eines seismisch zu isolierenden Objektes (10) davon nach unten abstehend befestigt sind.

2. Seismischer Isolator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden der oberen (2) und unteren Platte (1) eine Trage-/Transporteinrichtung (12) vorgesehen ist.

3. Seismischer Isolator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Platte (2) eine Vielzahl von Durchbrüchen aufweist.

4. Seismischer Isolator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Mittelteil (9-1) der oberen (2) und unteren Platte (1) ein Reibungsdämpfer (9) angeordnet ist.