DE2007767B2 - Gleitkipplager für Brücken und ähnliche Bauwerke - Google Patents

Description

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^i3t3. Gleitkipplager nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß der lagerplattenseitige Dichtring (4) an der der Lagerplatte (3) zügewandten Seite Ausnehmungen (8) aufweist

4. Gleitkipplager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder beide Druckflächen des ^ Dnicklcissens (1) mit Vertiefungen (5) zur Aufnahme eines Schmiermittels versehen sind.

5. Gleitkipplager nach einem der Ansprüche 1 b's 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckessen (1) aus zwei oder mehr aufeinanderlegenden Platten besteht.

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Die Erfindung betrifft ein Gleitkipplager für Brükken und ähnliche Bauwerke mit einem die Last übertragenden, topfförmig eingeschlossenen, nach außen hin abgedichteten Druckkissen aus gummielastischem Material, das sich bei Kippbewegungen plastisch oder elastisch verformt, und einer den Topf überdeckenden, geglätteten Lagerplatte.

Ein solches Gleitkipplager ist durch das deutsche Gebrauchsmuster 1 961 561 (Fig. 12) bekannt. Die Kippfätaigkeit derartiger, als Gummitopflager ausgebildetet Gleitkipplager ist durch mehrere Kriterien begrenzt, so daß die zulässigen Kippwinkel für manche Anwendungsfälle nicht ausreichen. Der zulässige Kippwinkel derartiger Lager hängt ab von der Größe des Spaltes zwischen dem Lagerdeckel und der Topfwandung, von der Festigkeit und Dichtfähigkeit des den Spalt überbrückenden Dichtringes so-ι Pressung Folge, daß sehr

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wanduag einwirncu. Daher besteht bei Lagern, die viele Jahre im Einsatz und stark beansprucht sind, die Gefahr, daß sich im Lauf der Zeit eine wenn ajch geringfügige, plastische Verformung der Topfwandung ausbildet. Durch die eine Aufweitung bewirkenden radialen Druckkräfte wird, im Querschnitt betrachtet, die Topfwandung leicht nach außen aufgebogen. Die Folge ist ein leichtes Aufwölben des Topfbodens nach innen zu, was sich über die Zwischenlagerelemente unmittelbar auf den Betonunterbau auswirkt. Den dadurch im Randbereich des Topfes auftretenden, örtlich um ein Mehrfaches gesteigerten Flächenpressungen ist die Betonunterlage vielfach nicht gewachsen, so daß sich mehr oder weniger starke Eindrückungen, Risse und ähnliche Zerstörungen zeigen können. In vielen Fällen ist es auch bei zweckmäßiger Werkstoffauswahl und Werkstoffbe-55 handlung einerseits, Wahl der Lagergröße und damit der Druckkissenpressungen andererseits oft sehr schwierig, eine technisch und wirtschaftlich optimale Auslegung zu erreichen.

Die obengenannte Aufgabe wird dadurch gelöst, 60 daß der Topf aus einem Boden und einem davon getrennten, den Boden übergreifenden Ring besteht, daß die dem Boden zugewandte Fläche des Druckkissens größer ist als die der Lagerplatte zugewandte Fläche und daß die Abdichtung des Druckkissens 65 nach außen hin einerseits durch einen den senkrechten Spalt zwischen dem Ring und dem Boden überbrückenden, in den Kissenwerkstoff eingebetteten Dichtring und andererseits durch einen auf der Seite

der Lagerplatte angeordneten, den waagerechten Spalt überbrückenden, horizontal und vertikal mittelbar oder unmittelbar durch das Druckkissen druckbeaufschlagten Dichtring erfolgt.

Das Lager weist zwei Ringspalte auf, welche es ermöglichen, daß sich der Gehäusering selbst einzustellen vermag. Es sind nunmehr im Prinzip unter sonst gleichen Verhältnissen erheblich größere Kippwinkel als bisher möglich, weil sowohl zwischen Gehäusering und Kolben als auch zwischen Gehäusering und Lagerplatte ein Ringspalt vorhanden ist, der eine Kippung der beiden jeweils benachbarten Teile ermöglicht. Ein weiterer Vorteil gegenüber den bekannten Topflagern besteht darin, daß nun eine konkave Verformung des Lagerunterteils, im Falle des erfindungsgemäßen Lagers also des Bodens, nicht mehr auftreten kann, weil der Gehäusering mit dem Boden nicht mehr eine bauliche Einheit bildet, wie dies bei Topflagern zwischen Topfwandung und Topfboden der Fall ist. Die radial wirkenden, eine Aufweitung des Topfes bewirkenden Druckkräfte des Druckkissens bewirken nun eine zylindrische Aufweitung des Gehäuseringes, ohne daß dadurch die Ebenheit des Bodens beeinflußt wird. Durch Erhöhung der spezifischen Pressung im Druckkissen kann daher eine noch bessere Ausnutzung sowohl des Kissenwerkstoffes als auch des Werkstoffes des Gehäuseringes erreicht werden. Hier braucht nun bei der Werkstoffauswahl nicht mehr auf eine hohe Steifigkeit geachtet zu werden, sondern es können hochzähe Werkstoffe bis zur Grenze ihrer Beanspruchungsfähigkeit ausgenutzt werden. Ein weiterer Vorteil ist der Wegfall der Schweißung zwischen Topfwandung und Topfboden.

Durch die unterschiedlich großen, dem Boden bzw. dem Deckel zugewandten Flächen d^p<: Druckkissens wird eine wirksame Abdichtung des unter der bei Brückenlagern auftretenden hoch spezifischen Pressung stehenden Druckkissens gegenüber dem lotrechten Spalt zwischen der Wandung des Gehäuseringes und dem Boden einerseits sowie dem horizontalen Spalt zwischen der Lagerplatte und dem Ring andererseits erreicht. Auf Grund der lotrechten und horizontalen Druckbeaufschlagung des Dichtringes wird eine auch bei hohen Pressungen sichere Abdichtung ermöglicht, weil bei zunehmendem Preßdruck auch die radial gerichteten Anpreßkräfte des Dichtringes gegen die Ringwandung wachsen. Außerdem nimmt auch die Anpreßkraft des Dichtringes in lotrechter Richtung zu, wenn infolge der hohen Pressung des Druckkissens dieses in vertikaler Richtung zusammengepreßt wird.

Zugleich ist das erfindungsgemäße Gleitkipplager aber auch jenen seitlich beweglichen Drucklagern gemäß der deutschen Auslegeschrift 1 045 182 überlegen, bei denen der Topf aus einem Zylinder mit einem eingepaßten Kolben als Boden besteht, dem eine Abstützfläche gegenübersteht, so daß sich auch bei diesen Lagern ein waagerechter und ein senkrechter Spalt herausbilden. Doch hat man für diese Lager, die lediglich zum Abstützen von Maschinen dienen, nicht etwa elastische Druckkissen, sondern vorzugsweise Flüssigkeiten oder plastisch verformbare Medien als Druckmittel vorgesehen und daher folgerichtig zur Abdichtung in dem Zylinder Ausnehmungen für abdichtende Manschetten angeordnet. Diese Lager funktionieren somit nur, wenn die Auflast wesentlich geringer bleibt als derjenige Druck, bei dem das Druckmittel entweicht. Zudem ist bei derartigen Drucklagern dafür Sorge zu tragen, daß man das Druckmittel mit einem solchen Druck einfüllt, daß die Abstützfläche um einen bestimmten Be-

ti ag abgehoben wird. Dies bereitet Schwierigkeiten, die bereits für Maschinenlager bedeutend sind, derartige Lager aber als Brückenlager ungeeignet machen. Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Gleitkipplagers besteht darin, daß im Falle

ίο der mittelbaren Druckbeaufschlagung des lagerplattenseitigen Dichtringes dieser von einer in das Druckkissen hineinragenden Schulter des Gehäuseringes horizontal und vertikal abgestützt ist. In diesem Fall findet eine Übertragung des vertikal wirkenden Anpreß-

druckes auf das Dichtungselement über diese Schulter statt, die auf ihrer gesamten Ringfläche vom Preßdruck des Druckkissens beaufschlagt ist.

Eine weitere Maßnahme zur Verbesserung der Funktion des Lagers nach der Erfindung kann darin

bestehen, daß der lagerplattenseitige Dichtring an der der Lagerplatte zugewandten Seite Ausnehmungen aufweist. Durch diese Ausnehmungen — es köanen auch mehrere ringförmige ununterbrochene oder segmentartige unterbrochene Ausnehmungen sein —

wird die Anpreßfläche der Dichtung verkleinert, so daß sich der spezifische Anpreßdruck erhöht und damit ein besserer Dichteffekt bewirkt wird.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, daß eine oder beide Druckflächen des Druckkissens mit Vertiefungen zur Aufnahme eines Schmiermittels versehen sind. Dadurch wird besseres Gleiten des Druckkissenmaterials ermöglicht, was einer ungehinderten Querdehnung förderlich ist. Dieser Querdehnung des Druckkissens kommt gerade bei einer höhe-

ren Materialausnutzung des Kissenwerkstoffes eine besondere Bedeutung zu, weil nur auf diese Weise unzulässig hohe innere Schubkräfte im Kissenwerkstoff vermieden werden können, die zu einer Beschädigung oder Zerstörung des Druckkissens führen

könnten. Aus denselben Gründen ist es vorteilhaft, wenn das Druckkissen aus zwei oder mehr aufeinanderliegenden Platten besteht.

Bei so ausgebildeten Gleitkipplagern können die teuren PTFE-Lagerplatten entfallen. Die Gleit-

fläche wird in idealer Weise durch das Gummi-Druckkissen gebildet, wodurch gleichzeitig die Behinderung der Querdehnung des Druckkissens durch Reibung in dieser Fläche entfällt. Das Lager kann für alle praktisch vorkommenden Kippwinkel bzw.

Gleitwege und Belastungen ausgelegt werden.

Auch bei größeren Kippbewegungen der Lagerplatte bleiben die Verformungswiderstände des Gummi-Kissens gering, weil es sich entsprechend der Querdehnung rechtwinklig zur Kraftrichtung durch

Reibungskräfte nahezu unbehindert verschieben kann.

Das Lager nach der Erfindung gewährleistet durch seinen Aufbau und seine Ausbildung eine praktisch gleichmäßige Flächenpressung in den angrenzenden

Bauteilen und kommt somit bei Gleit- und Kippbewegungen dem völlig zwängungsfreien, reinen Flüssigkeitslager nahe.

Außerdem wird die Bauhöhe des Lagers gegenüber den bekannten Topfgleitlagern kleiner. Die bei-

den Eigenschaften des Lagers, nämlich außer der Lastübertragung Gleit- und Kippbewegungen zu ermöglichen, werden nicht mehr wie bisher durch die Kombination zweier Lager, nämlich eines Kipplagers

mit einem Gleitlager, sondern beide durch das erfindungsgemäße Lager gelöst.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, die im folgenden näher erläutert sind.

Es zeigt

F i g. 1 einen Teil-Querschnitt durch ein Gleitkipplager und

F i g. 2 einen Teil-Querschnitt durch ein anderes Gleitkipplager.

In Fig. 1 ist das Druckkissen aus einem gummielastischen Stoff mit 1 bezeichnet. Das Druckkissen ist von einem Gehäusering 6 umschlossen, welcher nach unten durch den Boden 2 abgeschlossen ist. In eine entsprechende Nut des Druckkissens 1 ist zur Überbrückung des Spaltes zwischen dem Boden 2 und dem Gehäusering 6 ein Dichtring 11 eingebettet. Um bei der Querdehnung des Druckkissenwerkstoffes ein leichteres Gleiten zu ermöglichen, ist die Unterseite des Druckkissens mit Vertiefungen 5 versehen, die mit einem Schmiermittel ausgefüllt sind. Zur weiteren Verbesserung der Gleiteigenschaften kann zwischen die mit den Vertiefungen S versehene Unterseite des Druckkissens 1 und dem Boden 2 noch eine besondere Gleitschicht oder Gleitplatte 12 aus PTFE eingesetzt sein.

Zur Überbrückung des horizontalen Spaltes 16 zwischen dem Gehäusering 6 und der Lagerplatte 3 dient der Dichtring 4, der in eine entsprechende Nut des Druckkissens 1 eingebettet ist. Der Dichtring 4 kann mittels einer Einlage9 (Fig. 2) aus Stahl oder einem anderen Werkstoff verstärkt sein. Zur Erhöhung des spezifischen Anpreßdruckes kann der Dichtring 4 auch mit einer Ausnehmung 8 versehen sein.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig.2 ist über dem Druckkissen 1 noch eine zweite Kissenplatte 10 angeordnet, die mit Vertiefungen 5 versehen ist, die

ίο ebenfalls mit Schmiermittel gefüllt sind. Ferner ist die Lagerplatte 3 an ihrer Unterseite mit einer besonderen Gleitschicht 7, beispielsweise aus PTFE, versehen.

Bei der Ausführung nach F i g. 1 ist die Abdichtung des vom Gehäusering 6 umschlossenen Druckkissens 1 gegenüber dem Boden 2 des Gehäuses übereinstimmend mit F i g. 2 ausgebildet. Der zur Überbrückung des horizontalen Spalts 16 dienende Dichtring 4 ist jedoch nicht unmittelbar in den Kissenwerkstoff des Druckkissens 1 eingebettet, sondern er ist von einer in das Druckkissen 1 hineinragenden Schulter 13 gehalten. Es ist gemäß Fig. 1 auch möglich, den Dichtring 4 durch einen weiteren Dichtungsring IS zu ergänzen, der in der bereits beschriebenen Weise unmittelbar in eine entsprechende Ausnehmung des Druckkissens eingebettet ist und der damit auch unmittelbar von den in radialer und vertikaler Richtung wirkenden Druckkräften des Druckkissens 1 angepreßt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentanspruche: wie von der spezifischen Pressung des Gummikissens und ferner gegebenenfalls von dem Anschragungswinkel der Deckel-Umfangsflache.

1. Gleitkipplager für Brücken und ähnliche Bauwerke mit einem die Last übertragenden, topfförmig eingeschlossenen, nach außen hm abgedichteten Druckkissen aus gurnmielastischem Material, das sich bei Kippbewegungen plastisch oder elastisch verformt, und einer den Topf überdeckenden, geglätteten Lagerplatte, dadurch » gekennzeichnet, daß der Topf aus einem Boden (2) und einem davon getrennten, den Boden übergreifenden Gehäusering (6) besteht, daß die dem Boden (2) zugewandte Flache des Druckkissens (1) größer ist als ^ der Lagerplatte (3) zugewandte Fläche und daß <te Abdichtung des Druckkissens (1) nach außen hin einerseits durch einen den senkrechten Spalt (14) zwischen dem Gehäusering (6) und dem Boden (2) überbrückenden, in den Kissenwerkstoff eingebetteten Dichtring (11) und andererseits durch linen auf der Seite der Lagerplatte (3) angeordneten, den waagerechten Spalt (16) überbrückenden, horizontal und vertikal mittelbar oder unmittelbar durch das Druckkissen (1) druckbeauf- *5 schlagten Dichtring (4) erfolgt.

2. Gleitkipplager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle der mittelbaren Druckbeaufschlagung des lagerplattenseiügen Dichtringes (4) dieser von einer in das Drucks-

sen (1) hineinragenden Schulter (13) des Gehäuserings (6) horizontal und vertikal abgestutzt

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