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Die
Erfindung betrifft einen Werkstoff, insbesondere für den Lagerbau,
insbesondere für
den Bau von Lagern zum Einsatz im Brückenbau. Ferner betrifft die
Erfindung eine Komponente eines Brückenlagers sowie ein Lager
zum Einsatz im Bauwesen, insbesondere im Brückenbau und verschiedene Komponenten
eines Lagers zum Einsatz im Bauwesen, insbesondere im Brückenbau.
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Lager
im Bauwesen, und besonders im Brückenbau,
sind in der Regel hohen Belastungen ausgesetzt. Bei Gleitlagern
treten zusätzlich
Reibungskräfte
im Bereich der Gleitfläche
des Lagers auf, die eine Abnutzung des Gleitelements bewirken können. Als
Standardmaterial für
das Gleitteil wird in herkömmlichen
Lagern üblicherweise
PTFE (Poly Tetra Fluor Ethylene) eingesetzt. Um die Gleiteigenschaften
zu verbessern können
zusätzlich
Schmiertaschen an der Gleitfläche
vorgesehen sein.
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Allerdings
begrenzen die Materialeigenschaften insbesondere die maximale Flächenpressung
bzw. die Tragfähigkeit,
wodurch auch die Einsatzmöglichkeiten
des Materials gewissen Grenzen unterliegen.
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Als
alternatives Material wurde daher für das Bauwesen UHMWPE (Ultra
High Molecular Weight Poly Ethylene) vorgeschlagen, welches verbesserte Materialeigenschaften
aufweist, wie in der WO 2004/009908 A1 gezeigt. Insbesondere ist
sowohl die zulässige
als auch die tatsächliche
Tragfähigkeit des
Materials etwa doppelt so hoch wie die von PTFE. Damit können höhere Kippmomente
aufgenommen werden. Außerdem
besitzt das UHMWPE hervorragende Eigenschaften sowohl hinsichtlich Verschleiß, Gleiteigenschaften
sowie mechanischer Beanspruchbarkeit.
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Allerdings
wurde der Einsatz von UHMWPE bisher darauf beschränkt, Gleitelemente
aus PTFE zu ersetzen, um die Lebensdauer des Gleitteils zu erhöhen. Die übrigen vorteilhaften
Materialeigenschaften des UHMWPE wurden dagegen bisher konstruktiv
nur in geringem Maße
umgesetzt.
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Außerdem wird
UHMWPE im Stand der Technik nur in reiner Form eingesetzt. Je nach
den Anforderungen werden jedoch, etwa von einem Gleitkörper, unterschiedliche
Materialeigenschaften gefordert sein.
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung Werkstoffe vorzuschlagen,
die gegenüber den
herkömmlichen,
im Lagerbau eingesetzten Werkstoffen verbesserte Eigenschaften aufweisen. Außerdem ist
es Aufgabe der Erfindung, Lager bereitzustellen, bzw. durch die
Verwendung von UHMWPE so zu verbessern, dass die Lager sicherer,
zuverlässiger,
bei höheren
Belastungen und dauerhafter einsetzbar sind.
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Diese
Aufgaben werden gelöst
durch einen Werkstoff gemäß Anspruch
1, ein Lager gemäß den Ansprüchen 19
und 28 ff.
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Ein
Werkstoff, insbesondere für
den Lagerbau, insbesondere für
den Bau von Lagern zum Einsatz im Brückenbau, weist einen Anteil
an UHMWPE (Ultra High Molecular Weight PolyEthylene) auf. Dies bedeutet,
dass reines UHMWPE (Ultra High Molecular Weight PolyEthylene), UHMWPE
mit Additiven, oder UHMWPE als Mischung mit anderen Materialien verwendet
werden kann.
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Der
Werkstoff weist insbesondere wenigstens eine weitere Materialkomponente
auf. Auf diese Weise können
Materialeigenschaften, die durch die Mischverhältnisse variiert werden können, gezielt eingestellt
werden.
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Die
weitere Materialkomponente ist bevorzugt ein Kunststoff. Die das
UHMWPE enthaltende Komponente wird mit dem Kunststoff gemischt bzw. bildet
einen Verbund mit dieser weiteren Materialkomponente.
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Die
weitere Materialkomponente ist besonders bevorzugt ein sinterbarer
Thermoplast, insbesondere PTFE (Polytetrafluorethylen).
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Wenigstens
einzelne Materialkomponenten des Werkstoffs können gesintert sein. Dies bedeutet, dass
einzelne Materialkomponenten für
sich gesintert sein können.
Es können
jedoch auch mehrere Materialien bzw. Mischungen mehrerer Materialien miteinander
durch Sintern verbunden sein.
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Der
Werkstoff kann bedarfsweise eine homogene oder eine heterogene Struktur
aufweisen.
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Insbesondere
kann der Werkstoff eine lokal variierende Konzentrationsverteilung
des UHMWPE (Ultra High Molecular Weight PolyEthylene) und/oder der
weiteren Materialkomponente aufweisen. Damit ergeben sich ortsabhängig unterschiedliche
Materialeigenschaften. Beispielsweise kann eine Oberflächenschicht
mit höherer
Gleitfähigkeit
ausgebildet sein als der Grundkörper,
der dem Gesamtkörper
die gewünschte
Stabilität,
z.B. vom Fließverhalten
her, verleiht.
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Der
Werkstoff kann Schichten mit sich ändernder Konzentration an UHMWPE
(Ultra High Molecular Weight PolyEthylene) bzw. Schichten mit sich ändernder
Konzentration der weiteren Materialkomponente aufweisen. Diese Ausführungs form
ist vor allem im Zusammenhang mit der Oberflächenbeschaffenheit von Interesse,
da die Oberfläche
dem Werkstoff hohe Gleitfähigkeit
geben soll, während der
Gesamtkörper
große
Tragkraft aufweisen soll.
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Der
UHMWPE (Ultra High Molecular Weight PolyEthylene)-Anteil ist vorzugsweise
wenigstens mit der weiteren Materialkomponente durch Sintern verbunden.
Eine Verbindung der einzelnen Materialien durch Sintern ist entweder
prinzipiell möglich
oder wird durch die Zugabe von Sinterhilfsstoffen bewerkstelligt.
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Die
weitere Materialkomponente kann alternativ (oder zusätzlich)
in den UHMWPE (Ultra High Molecular Weight PolyEthylene)-Anteil
bzw. der UHMWPE (Ultra High Molecular Weight PolyEthylene)-Anteil
in die weitere Materialkomponente physikalisch eingelagert sein.
Diese Situation tritt dann ein, wenn beispielsweise die einzelnen
Materialkomponenten zwar an sich, jedoch nicht untereinander versinterbar
sind. Die Einlagerung, beispielsweise von PTFE (Polytetrafluorethylen)
als Festschmierstoff in UHMWPE, dient zur Gleitverbesserung. Umgekehrt könnte eine
Einlagerung von UHMWPE in PTFE (Polytetrafluorethylen) zur Stabilisierung
des Gesamtkörpers
dienen. Je nach Bedarf und gewünschten Materialeigenschaften
kann, ortsabhängig,
der Anteil der Materialien eingestellt bzw. variiert werden. Die eine
Komponente kann als Matrix oder Stützgerüst für die andere, in geringerem
Anteil vorhandene Materialkomponente dienen.
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Die
weitere Materialkomponente ist bevorzugt ein schmelzfähiger Thermoplast,
beispielsweise ein Polyamid, Polyacetal oder Polyoxymethylen. Der UHMWPE-Anteil kann in den
Thermoplastkörper
eingebettet werden. Natürlich
können
auch Materialmischungen in den schmelzbaren Thermoplasten eingelagert
werden. Damit erhält
der Werkstoff wiederum günstige
und definierbare Materialeigenschaften, z.B. die Tragfähigkeit
und Formstabilität
des schmelzfähigen
Grundwerkstoffs sowie das Oberflächenverhalten
von UHMWPE und/oder PTFE. Die Einlagerung der Materialkomponente,
die das UHMWPE enthält,
kann beispielsweise durch Durchmischen oder Eindrücken in
die Oberfläche
bei erhöhter Temperatur
des Grundwerkstoffs erfolgen.
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Der
Werkstoff kann auch in diesem Fall eine im Wesentlichen homogene
Struktur oder eine heterogene Struktur aufweisen. Mit Hilfe einer
heterogenen Struktur kann eine anisotrope Verteilung der Konzentration
der Materialkomponenten und damit der Materialeigenschaften im Werkstoff
erzeugt werden. So können
insbesondere an der Oberfläche
einer Bauteilkomponente andere Eigenschaften realisiert werden als
im Grundkörper.
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Der
Werkstoff kann lokal variierende Konzentrationsverteilungen des
UHMWPE (Ultra High Molecular Weight PolyEthylene) und/oder der weiteren
Materialkomponente aufweisen.
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Insbesondere
kann der Werkstoff einen Schichtaufbau mit Schichten unterschiedlicher
Konzentration an UHMWPE (Ultra High Molecular Weight PolyEthylene)
bzw. Schichten unterschiedlicher Konzentration des schmelzfähigen Thermoplasts
aufweisen.
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Die
weitere Materialkomponente kann in einer besonderen Ausführungsform
auch ein Duroplast, insbesondere ein Kunstharz, insbesondere Phenolharz,
sein. Die das UHMWPE enthaltende Materialkomponente wird in der
Regel in den Duroplasten eingegossen.
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Der
Werkstoff kann ein Verbundwerkstoff sein. Auf diese Weise kann eine
bedarfsangepasste Lösung
für unterschiedliche
Probleme bereitgestellt werden. Beispielsweise ist es möglich, Gitterstrukturen
(z.B. Metallgitter), Faserstrukturen (z.B. Polyestergewebe, Glasfasergewebe,
Kohlenfasern, Fasermatten, Baumwollgewebe, Hartgewebe), usw. in
den Werkstoff einzulagern und so den Verbundwerkstoff mit hoher
Druck-, Zug- und Biegefestigkeit herzustellen.
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Die
erfindungsgemäße Bauteilkomponente wird
produktionstechnisch durch folgende Schritte erreicht: Bereitstellung
von wenigstens zwei Materialkomponenten in Pulverform, wobei die
erste Materialkomponente UHMWPE (Ultra High Molecular Weight PolyEthylene)
umfasst; Mischen und/oder Anordnen der Material komponenten in einer
Sinterform; und Sintern der Materialkomponenten. Pulverform soll
hier und im Folgenden stets so verstanden werden, dass der Stoff
in Form von Partikeln, seien es Körner, Kristalle, o. ä. vorliegt.
Eine Beschränkung auf
eine bestimmte Partikelgröße soll
mit dem Ausdruck nicht verbunden sein.
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Die
zweite Materialkomponente kann einen sinterbaren Thermoplasten,
insbesondere PTFE (Polytetrafluorethylen), umfassen.
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Die
Materialkomponenten können
beim Mischvorgang homogen gemischt werden. Daraus entsteht ein oben
beschriebener, im Wesentlichen homogener, Sinterkörper. Eine
homogene Verteilung wird durch eine statistische Verteilung, also
eine ausreichende Durchmischung der Teilchen, erreicht.
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Die
Materialkomponenten können
auch so angeordnet werden, dass die hergestellte Bauteilkomponente
eine heterogene Materialstruktur bzw. lokal unterschiedliche Konzentrationen
der einzelnen Materialkomponenten aufweist. Es können bereits im Schritt, in
dem die Komponenten angeordnet werden, unterschiedliche Schichten
bzw. heterogene Konzentrationsverteilungen gebildet werden. Die Teilchen
werden also geometrisch angeordnet. Die entsprechende Verteilung
bzw. Anordnung wird durch das Sintern fixiert.
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Wenigstens
eine der bereitgestellten Materialkomponenten kann rein oder als
Gemisch vorgesintert werden. Die vorgesinterten Teile können anschließend angeordnet
und durch Sintern miteinander verbunden werden. Auf diese Weise
kann eine bestimmte Struktur des Gesamtkörpers realisiert werden, beispielsweise
ein Schichtaufbau mit relativ scharfen Grenzflächen. Beispielsweise könnten Kugeln
aus vorgesintertem PTFE nur im oberflächennahen Bereich in das UHMWPE
eingelagert werden. Durch das Vorsintern erhalten die Materialien
bereits eine gewisse Grundfestigkeit, wodurch sie leichter weiter
verarbeitbar sind. Zudem sind die vorgesinterten Körper in
der Regel porös.
Damit lassen sich weitere Materialkomponenten unter Umständen leicht physikalisch
einbinden.
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Der
UHMWPE (Ultra High Molecular Weight PolyEthylene)-Anteil und die
weitere Materialkomponente können
durch Sintern miteinander verbunden werden. Dies kann erreicht werden,
wenn die Materialkomponenten miteinander sinterbar sind, sei es ohne
oder mit Beimengung von Sinterhilfsmitteln.
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Das
UHMWPE (Ultra High Molecular Weight PolyEthylene) kann alternativ
in die weitere Materialkomponente bzw. die weitere Materialkomponente
in das UHMWPE (Ultra High Molecular Weight PolyEthylene) eingelagert
werden. Eine Komponente wird praktisch in die andere eingeschlossen.
Mit dem Anteil der eingeschlossenen Komponente können die Materialeigenschaften
des Werkstoffs variiert und an den geplanten Einsatzzweck angepasst
werden.
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Vorzugsweise
kann ein Additiv, insbesondere ein Sinterhilfsmittel, beigefügt werden.
Als weitere Additive kommen beispielsweise Festschmierstoffe, Stabilisatoren,
u.ä. in
Frage. Durch die Zusätze
oder Additive können
bestimmte Eigenschaften beeinflusst werden, beispielsweise die Reibung
reduziert, die Druckfestigkeit erhöht oder ein Kriechen vermindert
werden.
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Eine
weiteres Möglichkeit
der Herstellung einer Bauteilkomponente, insbesondere einer Komponente
eines Brückenlagers,
umfasst die Schritte: Bereitstellung von wenigstens zwei Materialkomponenten
in Pulverform, wobei die erste Materialkomponenten UHMWPE (Ultra
High Molecular Weight PolyEthylene) und die zweite Materialkomponente
einen schmelzbaren Thermoplasten umfasst; und Einbringen bzw. Einlagern
der UHMWPE (Ultra High Molecular Weight PolyEthylen)-Materialkomponente
in den schmelzbaren Thermoplasten. Die Stoffe werden beispielsweise
miteinander verschmolzen. Das UHMWPE kann entweder als reiner Stoff
oder als Mischung mit einem anderen Stoff (z.B. PTFE) in den schmelzbaren
Thermoplasten eingelagert werden. Durch die genannten Schritte lässt sich
ein erfindungsgemäßer Stoff
herstellen.
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Der
schmelzbare Thermoplast kann insbesondere Polyamid, Polyacetal oder
Polyoxymethylen umfassen.
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Die
das UHMWPE (Ultra High Molecular Weight PolyEthylene) umfassende
Materialkomponente wird bevorzugt in den schmelzbaren Thermoplasten
eingemischt und/oder eingedrückt.
Beim Eindrücken
des Materials (oder einer Mischung mit PTFE) in die Oberfläche erhält der Werkstoff
zum einen das Oberflächenverhalten
von UHMWPE, zum anderen die Tragfähigkeit und Formstabilität des schmelzfähigen Grundwerkstoffs,
der geeignet ausgewählt
werden kann. Bei einem Durchmischen der Stoffe im geschmolzenen
Zustand entsteht dagegen eine im Wesentlichen homogene Mischung.
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Ein
weiterer denkbarer Produktionsablauf zur Herstellung der Bauteilkomponente,
insbesondere der Komponente eines Brückenlagers, umfasst die Schritte:
Bereitstellen wenigstens zweier Materialkomponenten, wobei die erste
Materialkomponente UHMWPE (Ultra High Molecular Weight PolyEthylene)
und die zweite Materialkomponente einen Duroplasten, insbesondere
Kunstharze wie Phenolharz, umfasst; und Einbringen bzw. Einlagern
der UHMWPE (Ultra High Molecular Weight PolyEthylene)-Materialkomponente
in den Duroplasten.
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Durch
Einlagern einer dritten Komponente kann ein Verbundwerkstoff, wie
oben beschrieben, hergestellt werden. Beispielsweise können ein
Metall-, Gewebe-, Textil- oder
Kunststoff-Gitter, Fasern, Fasergewebe, z.B. Kohlenstoffgewebe,
-matten, usw. mit Phenolharz zu einem Verbundkörper vergossen werden. In die äußere Schicht
des Körpers wird
PTFE und/oder UHMWPE eingebracht. Auf diese Weise erhält man eine
Bauteilkomponente, die die Tragfähigkeit
des Duroplasts, die Gleitfähigkeit
von PTFE und/oder UHMWPE, und die die Zugfestigkeit bzw. Verformungsfestigkeit
des eingelagerten Materials. Duroplaste sind zwar hart, druckfest,
und weisen gute Gleiteigenschaften auf. Durch die Druckfestigkeit
kann ein unerwünschtes „Kriechen" des Werkstoffs verhindert
werden. Allerdings sind Duroplaste auch spröde. Durch die Verstärkung im
Verbund können
bedarfsgerechte Bauteilkomponenten, die jeweils bestimmten Anforderungen
gerecht werden, hergestellt werden.
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Wie
auch bei Thermoplasten kann die erste Materialkomponente aus UHMWPE
und/oder PTFE bestehen. Diese Komponente wird durch Sintern eines
UHMWPE-PTFE-Gemisches und anschließendes Mahlen des Sinterkörpers hergestellt.
Diese Mischung kann anschließend
mit einem schmelzenden Thermoplast oder Gießharz vergossen werden.
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Vorzugsweise
wird wenigstens ein Anteil der UHMWPE (Ultra High Molecular Weight
PolyEthylene)-Materialkomponente in eine Schicht, insbesondere in
eine Oberflächenschicht
der Bauteilkomponente, eingegossen.
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Ein
Lager zum Einsatz im Bauwesen, insbesondere im Brückenbau,
weist erfindungsgemäß einen
Gleitkörper
umfassend UHMWPE (Ultra High Molecular Weight PolyEthylene) oder
einen wie oben beschriebenen Werkstoff auf, mit einer Zug- und Schubhaftung,
die größer als
die jeweilige äußere Lagerbelastung
ist, mit einer Lagerkomponente verbunden ist.
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Eine
derartige gute Haftung erlaubt es, auf die normalerweise notwendige
Kammerung des Gleitelements zu verzichten. Folglich ist auch eine
Mindesthöhe,
die das Gleitelement bei einer sicheren Kammerung einhalten muss,
nicht mehr erforderlich. Vielmehr können sogar Folien aus UHMWPE
oder dem Werkstoff mit der Lagerkomponente verbunden werden.
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Vorgaben
für die
Beanspruchbarkeit von Brückenlagern
sind zum Beispiel in der DIN Norm EN 1337/Teil 2, z.B. im Hinblick
auf die Beanspruchbarkeit, insbesondere die Flächenpressung, den Gleitweg
und/oder die Gleitgeschwindigkeit, gegeben. Insbesondere die Flächenpressung
bis zu einem mehrfachen des maximalen Normwerts nach o.g. Norm,
das Gleit- und Kälteverhalten
sorgen für
die gute Eignung von UHMWPE als Lagerwerkstoff. Zudem kann ein Gleitkörper aus
UHMWPE sowohl Gleitbewegungen als auch Kippbewegungen ohne Entkopplung
dieser Freiheitsgrade aufnehmen.
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Der
Gleitkörper
aus UHMWPE (Ultra High Molecular Weight PolyEthylene) oder dem Werkstoff kann
mit der Lagerkomponente mittels eines Klebers verbunden sein.
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Der
Gleitkörper
aus UHMWPE (Ultra High Molecular Weight PolyEthylene) oder dem Werkstoff ist
insbesondere an der Oberfläche
ohne mechanische und/oder chemische Vorbehandlung der Oberfläche befestigbar.
Eine einfache Reinigung von Fettrückständen ist ausreichend. Eine
Veränderung,
beispielsweise Aufrauen der Oberfläche, ist hingegen nicht erforderlich.
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Das
Lager kann alternativ eine aus einem Elastomer gebildete Komponente
aufweisen, und der Gleitkörper
aus UHMWPE (Ultra High Molecular Weight PolyEthylene) oder dem Werkstoff
kann an die Komponente anvulkanisiert sein.
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Die
aus dem Elastomer gebildete Komponente ist insbesondere mit dem
Gleitkörper
aus UHMWPE (Ultra High Molecular Weight PolyEthylene) oder dem Werkstoff
zu einem Verbundwerkstoff verbunden.
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In
einer weiteren Ausführungsform
des Lagers ist der Gleitkörper
durch Einlagerung von Teilchen aus UHMWPE (Ultra High Molecular
Weight PolyEthylene) oder dem oben beschriebenen Werkstoff in ein
Elastomer gebildet. Dies bedeutet, dass der Gleitkörper im
Prinzip aus einer Elastomerbahn besteht, in der UHMWPE Teilchen
in einer mehr oder weniger großen
Konzentration vorkommen, um die Gleiteigenschaften des Gleitlagers
zu gewährleisten. Durch
diese Maßnahme
wird eine besonders feste Verbindung zwischen dem Elastomer und
dem UHMWPE erzielt. Es handelt sich bei diesem Gleitkörper um
einen Mischkörper.
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Der
Gleitkörper
aus UHMWPE (Ultra High Molecular Weight PolyEthylene) oder dem Werkstoff ist
bevorzugt an einer im Wesentlichen ebenen Oberfläche der Lagerkomponente befestigt.
Dies bedeutet, dass keine Stufen oder Vertiefungen notwendig sind,
die über
die Wirkung des Klebers bzw. der Vulkanisierung hinaus den Gleitkörper mechanisch
festhalten. Auf eine Kammerung des Gleitkörpers kann in diesem Fall wegen
der guten Haftung verzichtet werden.
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Der
Gleitkörper
aus UHMWPE (Ultra High Molecular Weight PolyEthylene) oder dem Werkstoff kann
als dünne
Folie ausgebildet sein. Dieser Vorteil resultiert in erster Linie
daraus, dass auf eine Einkammerung des Gleitteils durch die direkte
Befestigung auf der ebenen Oberfläche einer Lagerkomponente verzichtet
werden kann. Zum anderen sind die Materialeigenschaften von UHMWPE
so günstig, dass
bereits eine dünne
Folie den mechanischen Belastungen gerecht werden kann.
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Der
Gleitkörper
aus UHMWPE (Ultra High Molecular Weight PolyEthylene) oder dem Werkstoff kann
auch in einer Kammerung der Lagerkomponente befestigt sein.
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Ein
anderes Lager zum Einsatz im Bauwesen weist einen Gleitkörper, insbesondere
aus UHMWPE (Ultra High Molecular Weight PolyEthylene) oder dem oben
angegebenen Werkstoff, und eine Lagerkomponente auf, in die der
Gleitkörper
gekammert ist, wobei der Gleitkörper
wenigstens zum Teil seitlich von einer Stützvorrichtung umfasst wird,
die das Material des Gleitkörpers
von einem Ausfließen in
einen durch die Lagerkomponente und eine Gleitplatte gebildeten
Gleitspalt zurückhält. Die
Stützvorrichtung
kann beispielsweise aus PTFE (Polytetrafluorethylen), (PTFE), jedoch
auch aus anderen Materialien, wie z.B. kohlefaserverstärktem Kunststoff
oder kevlarfaserverstärkten
Kunstharzen, bestehen. Wegen der nur geringen möglichen Kontaktfläche mit
einer Gleitfläche
muss sie keine besonders gute Reibung besitzen. Allerdings darf
sie die darüber
liegende Gleitplatte auch bei Kontakt mit dieser nicht beschädigen, d.
h. die Stützvorrichtung
muss in axialer Richtung in einem bestimmten Maß nachgiebig sein. Durch den
Einsatz der Stützeinrichtung
wird also ein Fließen
des Gleitkörpermaterials
in den Spalt weitgehend verhindert.
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Die
Stützvorrichtung
ist bevorzugt als Stützring
ausgebildet. Dieser liegt an der Seitenwand des Gleitkörpers an,
um das Material des Gleitkörpers
gegen ein Fließen
nach außen
unter Belastung von oben zu schützen.
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Die
Stützvorrichtung
wird insbesondere so ausgebildet sein, dass sie in Umfangsrichtung
hohe Zugkräfte
aufnehmen kann.
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Die
Stützvorrichtung
ist außerdem
vorzugsweise so ausgebildet, dass bei einem Kontakt der Stützvorrichtung
mit der Gleitplatte keine Beschädigungen
des Lagers auftreten.
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Der
Gleitkörper
kann an seiner Oberfläche Taschen
zur Aufnahme von Schmierstoff aufweisen.
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Der
Gleitkörper
kann auch eine im wesentlichen zentrale Bohrung zur Aufnahme eines
Schmierstoffs aufweisen.
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Alternativ
kann der Gleitkörper
an einer Oberfläche
eine im wesentlichen zentral angeordnete Ausnehmung zur Aufnahme
eines Schmierstoffs aufweisen.
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Der
Schmierstoff kann bevorzugt bei der Herstellung des Gleitkörpers und/oder
nachträglich wenigstens
in einen gleitflächennahen
Bereich des Gleitkörpers
mikroskopisch fein verteilt eingebracht werden.
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In
einem Konztept der Komponente eines Lagers zum Einsatz im Bauwesen,
insbesondere im Brückenbau,
sind ein Gleitkörper
aus UHMWPE (Ultra High Molecular Weight PolyEthylene) oder dem oben
beschriebenen Werkstoff und eine Komponente aus einem Elastomer
aufeinander anvulkanisiert, so dass mit dem Elastomer einen Verbund
gebildet ist.
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Auf
diese Weise wird eine sichere Verbindung hergestellt. Speziell für Gleitkipplager,
die regelmäßig Kippmomente
durch ein Elastomer aufnehmen, und für translatorische Relativbewegungen
einen Gleitkörper
benötigen,
eignet sich der Verbundwerkstoff. Die Verbindung ist fest und sicher.
Auf eine Kammerung des Gleitkörpers
in einem Zwischenteil, z.B. aus Stahl, kann in der Regel verzichtet
werden.
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Dabei
kann als Gleitkörper
ein Verbundkörper
aus UHMWPE (Ultra High Molecular Weight PolyEthylene) oder dem Werkstoff
mit wenigstens einer Gummischicht und wenigstens einem Stahlblech
verwendet werden.
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Eine
andere Möglichkeit
der Herstellung der Komponente des Lagers zum Einsatz im Bauwesen, insbesondere
im Brückenbau,
umfasst die Schritte: Einlagerung von Teilchen aus UHMWPE (Ultra
High Molecular Weight PolyEthylene) oder dem oben beschriebenen
Werkstoff in ein Elastomer, und Vulkanisieren des Elastomers.
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Insbesondere
sind in dem zuletzt genannten Werkstoff die Teilchen aus UHMWPE
(Ultra High Molecular Weight PolyEthylene) oder dem Werkstoff vor dem
Vulkanisieren in ein Elastomer eingemischt. Auf diese Weise entsteht
ein Stoffgemisch, welches durch das Vulkanisieren zu einem Gleitkörper mit
in der Regel gleichmäßig verteiltem
UHMWPE-Anteil entsteht. Die Konzentrationsverteilung in der Elastomerbahn
ist also relativ konstant.
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Alternativ
werden die Teilchen aus UHMWPE (Ultra High Molecular Weight Poly-Ethylene) oder dem
Werkstoff in eine äußere angelöste Schicht
eines Rohelastomers eindrückt
oder eingerührt
und befinden sich so in der äußeren Schicht,
dass eine nach innen hin abnehmende Konzentration des UHMWPE in
der Elastomerbahn erreicht wird. Durch das anschließende Vulkanisieren
wird der Zustand fixiert, d. h. auch nach dem Vulkanisieren verbleibt mehr
UHMWPE an der Gleitoberfläche
als im Inneren des Körpers,
so dass an der Oberfläche
eine Gleitschicht entstehen kann.
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In
einem anderen Konzept der Komponente eines Lagers zum Einsatz im
Bauwesen, insbesondere im Brückenbau,
sind ein Gleitkörper
aus UHMWPE (Ultra High Molecular Weight PolyEthylene) oder dem oben
angegebenen Werkstoff und eine Komponente aus einem Elastomer unter
Zwischenlagerung eines Klebers aufeinander gepresst, und so der
Gleitkörper
mit dem Elastomer verklebt, dass mit dem Elastomer einen Verbund
gebildet ist.
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Als
Gleitkörper
kann insbesondere ein Verbundkörper
aus UHMWPE (Ultra High Molecular Weight PolyEthylene) oder dem Werkstoff
und wenigstens einer Gummischicht und wenigstens einem Stahlblech
verwendet werden.
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In
einem kombinierten Konzept der Komponente eines Lagers zum Einsatz
im Bauwesen, insbesondere im Brückenbau,
sind ein Gleitkörper
aus UHMWPE (Ultra High Molecular Weight PolyEthylene) oder dem oben
angegebenen Werkstoff und eine Komponente aus einem Elastomer aufeinander
gepresst, und dabei ist der Gleitkörper an das Elastomer anvulkanisiert,
so dass mit dem Elastomer einen Verbund gebildet wird. Ferner ist
eine weitere Komponente, insbesondere aus einem anderen Werkstoff,
mit dem Gleitkörper
und/oder mit dem Elastomer verklebt.
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In
einem weiteren Konzept entsteht die Komponente eines Lagers zum
Einsatz im Bauwesen, insbesondere im Brückenbau, durch die Herstellungsschritte:
Einlagerung von Teilchen aus UHMWPE (Ultra High Molecular Weight
PolyEthylene) oder dem oben beschriebenen Werkstoff in ein Elastomer, und
Vulkanisieren des Elastomers.
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Insbesondere
sind die Teilchen aus UHMWPE (Ultra High Molecular Weight Poly-Ethylene) oder dem
Werkstoff vor dem Vulkanisieren in ein Elastomer eingemischt.
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Die
Teilchen aus UHMWPE (Ultra High Molecular Weight PolyEthylene) oder
dem Werkstoff befinden sich vorzugsweise in einer äußeren Schicht des
Trägerelastomers.
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Die
Aufgabe wird auch gelöst
durch ein Lager, bei dem das UHMWPE (Ultra High Molecular Weight
PolyEthylene) oder der Werkstoff als Gleitteil ausgebildet ist,
welches gleichzeitig die Funktion einer Dichtung und eines Deckels
in einem Topflager aufweist Mit Hilfe von Topflagern können insbesondere
auch Drehbewegungen abgetragen werden.
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Ohne
Abdichtung kann es in Topflagern bei Belastungen zum Ausfließen von
Elastomermasse durch einen Spalt zwischen Topfwand und Auflageplatte
kommen. Ein Abdichten mit einem Dichtring aus UHMWPE erweist sich
wegen der Festigkeit und der guten Gleiteigenschaften des UHMWPE
als besonders günstig.
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Bei
einem weiteren Lager ist eine Dichtung aus UHMWPE (Ultra High Molecular
Weight PolyEthylene) oder dem Werkstoff in einem Topflager eingesetzt.
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Die
Dichtung kann mit einer im wesentlichen aus einem Elastomer bestehenden
ersten Komponente des Lagers mittels eines Klebers verbunden sein.
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Die
Dichtung aus UHMWPE (Ultra High Molecular Weight PolyEthylene) oder
dem Werkstoff kann insbesondere an eine aus einem Elastomer bestehende
erste Komponente des Topflagers anvulkanisiert sein.
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Vorzugsweise
nimmt die Dichtung aus UHMWPE (Ultra High Molecular Weight PolyEthylene) bzw.
den Werkstoff eine erste Komponente aus einem ersten Elastomer wenigstens
teilweise auf und ist mit dieser verbunden. Unterhalb des Verbundes
ist eine weitere Elastomerkomponente vorgesehen.
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Bei
einem weiteren erfindungsgemäßen Lager
besteht das Gleitteil im Wesentlichen aus UHMWPE (Ultra High Molecular
Weight PolyEthylene), und das Gleitteil ist durch seine Dimensionierung
derart verformbar, dass es Verdrehungen aufnehmen kann. Die Verdrehungen
können
beispielsweise durch von oben ungleichmäßig bzw. einseitig auf die Oberfläche des
Gleitteils einwirkende Kräfte
entstehen.
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Bevorzugt
verbleibt auch bei maximaler Verdrehung im Gebrauchszustand ein
Gleitspalt von mindestens 1 mm. Anders ausgedrückt, kommt die Gleitplatte
auch bei starken auf sie einwirkenden Drehmomenten der Lagerkomponente
nicht näher als
1 mm. Dreht sich die Gleitplatte um eine Querachse, so verbleibt
sie zudem dennoch in einem Zustand, in dem sie vollflächig auf
dem Gleitteil aufliegt. Durch die Verformbarkeit des UHMWPE wird
ein kleiner Teil des Materials in den Gleitspalt gequetscht, wodurch
ein Klaffen verhindert wird.
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Auch
bei maximaler Verdrehung im Gebrauchszustand verbleibt insbesondere
ein Gleitspalt von mindestens 1 mm und kein Klaffen tritt auf.
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Das
Gleitteil kann in eine Lagerkomponente gekammert sein.
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Die
Lagerkomponente besteht bevorzugt im wesentlichen aus Stahl.
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Das
Gleitteil kann als Abhebesicherung an der Lagerkomponente mittels
eines Klebers befestigt oder an die Lagerkomponente anvulkanisiert
sein.
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Bei
einem weiteren erfindungsgemäßen Lager
im Bauwesen, insbesondere im Hochbauwesen besteht das Gleitteil
eines Verformungsgleitlagers aus UHMWPE (Ultra High Molecular Weight
PolyEthylene) oder dem oben beschriebenen Werkstoff, wobei das Gleitteil
an einer ersten im Wesentlichen aus einem Elastomer bestehenden
Komponente des Lagers anvulkanisiert oder mit ihr verklebt ist.
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Insbesondere
besteht das Gleitteil aus UHMWPE (Ultra High Molecular Weight PolyEthylene) oder
dem oben angegebenen Werkstoff, und ist in einer durch eine zweite
Komponente gebildeten Kammer angeordnet derart, dass es die Kammer
verschließt,
um ein Austreten der ersten Komponente aus der Kammer zu verhindern.
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Weitere
Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich
aus der nachfolgenden Beschreibung spezieller Ausführungsbeispiele
anhand der Figuren. Es zeigen:
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1 ein
erfindungsgemäßes Lager
zum Einsatz im Bauwesen;
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2 eine
schematische Darstellung der Herstellung einer Lagerkomponente;
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3 eine
Topflagerdichtung aus UHMWPE;
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4 ein
herkömmliches
Gleitkipplager mit Schmiertaschen im Gleitteil;
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5 ein
erfindungsgemäßes Gleitkipplager mit
Schmiertaschen im Gleitteil;
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6 ein
Gleitkipplager für
den Hochbau;
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7 ein
verbessertes Gleitkipplager für den
Hochbau;
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8a ein
verbessertes Gleitlager;
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8b das
Lager aus 8a unter Einwirkung eines Drehmoments;
und
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9a bis 9c ein
Gleitlager mit einem Schmierstoffreservoir.
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Auf
das Gleitteil eines Gleitlagers, das relative Bewegungen zweier
Bauwerkskomponenten aufnehmen soll, wirken durch die Reibung große Kräfte insbesondere
in seitlicher Richtung. Diese Kräfte müssen sicher
auf die benachbarte Komponente übertragen
und abgeleitet werden. Dazu muss das Gleitteil, in herkömmlichen
Lagern meist aus PTFE bestehend, möglichst sicher an eine Lagerkomponente,
bspw. an eine Stahlplatte, angebunden werden, so dass das Gleitteil
die durch die Relativbewegung der anderen Komponente entstehenden
Reibungskräfte
an die Lagerkomponente weitergeben kann.
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Zu
diesem Zweck wird das Gleitteil in der Regel in der Lagerkomponente,
mit der sie verbunden sein soll, beispielsweise in einer Stahlplatte,
eingekammert. Dies bedeutet einerseits, dass die Stahlplatte vorher
bearbeitet werden muss, andererseits, dass die genaue Position des
Gleitkörpers
bereits vor dem Einsatz des Lagers festgelegt ist.
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Ein
besonderes Problem kann sich jedoch dadurch ergeben, dass bei besonders
starken Belastungen, bspw. bei einem Taktschiebelager, die Lagesicherung
bzw. das Setzungsverhalten nicht zuverlässig gewährleistet sind, und ein Abheben
des Gleitteils vom Boden der Kammerung auftreten kann. Das Gleitlager
ist in diesem Fall sehr einseitig belastet und das Material kann
in der Folge aus der Kammer heraus in den zwischen den zueinander
verschiebbaren Lagerkomponenten gebildeten Spalt abfließen. Dieser
Zustand ist natürlich
höchst
unerwünscht.
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In 1 ist
eine erfindungsgemäße Lösung gezeigt,
bei der dieses Problem vermieden werden kann. Ein Gleitteil 1 aus
UHMWPE ist hier an eine Stahlplatte 2 angebunden, jedoch
nicht eingekammert. Vielmehr ist das Gleitteil 1 an die
Stahlplatte 2 anvulkanisiert oder mit einer Zug- und Schubhaftung, die
größer als
die jeweilige äußere Lagerbelastung ist,
an die Stahlplatte angeklebt. Die Verbindungsschicht zwischen Gleitteil 1 und
Stahlplatte 2 ist mit dem Bezugszeichen 3 gekennzeichnet.
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Beim
Verkleben von PTFE, das im Stand der Technik vorwiegend eingesetzt
wird, wurden bei anderen Befestigungsmethoden als dem Einkammern keine
besonders hohen Zughaftungen erreicht. Eine Einkammerung war also
stets notwendig. UHMWPE kann jedoch mit den erforderlichen Zughaftungen
anvulkanisiert oder angeklebt werden, so dass eine zuverlässige Lagesicherung
erreicht und ein Abheben des Gleitteils 1 von der Stahlplatte 2 auch
bei hohen einseitigen Belastungen verhindert wird.
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Auf
eine besondere mechanische oder chemische Vorbehandlung der Stahlplatte 2 kann
dabei weitestgehend verzichtet werden.
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Ein
weiterer Vorteil der genannten Anbindungsmöglichkeiten liegt darin, dass
im vorliegenden Fall nicht mehr unbedingt mit massiven Gleitkörpern 1 mit
großer
Dicke gearbeitet werden muss, wie dies bei einer Kammerung erforderlich
ist, sondern dass sogar dünne
UHMWPE-Folien verwendet werden können.
Im Ergebnis werden Herstellungsaufwand und Kosten des Lagers gesenkt,
während
die Sicherheit, insbesondere die Lagesicherung des Gleitkörpers 1,
verbessert wird.
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In 2 ist
schematisch gezeigt, wie eine Anbindung von UHMWPE an ein Elastomer
durch Anvulkanisieren durchgeführt
werden kann.
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In
Gleitkipplagern ist eine (meist bewehrte) Elastomerkomponente zur
Aufnahme von Kippmomenten vorgesehen. Zur Aufnahme gegenseitiger
lateraler Verschiebungen der Bauwerkskomponenten ist das Elastomer
mit einem Gleitkörper
verbunden, der über
eine Gleitfläche
eine relative Translationsbewegung zulässt.
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Üblicherweise
wird der Gleitkörper
zur Schaffung einer sicheren Anbindung in einem Stahlteil eingekammert,
welches auf der Elastomerkomponente angeordnet und mit dieser verbunden wird.
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Erfindungsgemäß kann allerdings
eine Anbindung auch durch Anvulkanisieren des UHMWPE an einer Elastomerkomponente
stattfinden. Dies ist schematisch in 2 gezeigt.
In einer Heizpresse 4 wird eine Gummischicht 5,
unter der ein Körper 6 aus UHMWPE
angeordnet ist, vulkanisiert. Durch die einwirkende Kraft und bei
geeigneten Temperatureinstellungen findet in einem Grenzbereich 7 eine Durchmischung
der Materialien der Gummischicht 5 und des Körpers 6 statt,
was zu einer guten Anbindung der beiden Komponenten aneinander führt. Im Ergebnis
entsteht eine Lagerkomponente für
ein Gleitkipplager, bei dem auf eine Kammerung der Gleitkomponente 6 verzichtet
werden konnte.
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In 3 ist
eine weitere Anwendung von UHMWPE in einem Topflager 8 gezeigt.
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Das
Topflager 8 weist eine Komponente 9 aus Stahl
mit einer Vertiefung in ihrem zentralen Bereich, ähnlich wie
bei einem Topf, auf. In der Vertiefung ist ein Elastomerkörper 10 angeordnet. Über dem
Elastomerkörper 10 befindet
sich ein Stahldeckel 11, auf dem die gelagerte Last aufliegen
kann.
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Im
Randbereich der Vertiefung muss der Stahldeckel 11 einen
gewissen Abstand zur Seitenwand der Stahlkomponente 9 als
Spiel für
Bewegungen des Stahldeckels 9 zur Aufnahme von Kippmomenten
durch das Elastomer 10 aufweisen. Ohne entsprechende Abdichtung
des dadurch entstehenden freien Spalts 12 kommt es allerdings
bei Belastungen des Lagers zum Ausfließen von Elastomermasse aus
dem Elastomerkörper 10 durch
den Freiraum 12. Aus diesem Grund wird erfindungsgemäß ein Dichtring 13 aus
UHMWPE in einem Abschnitt im oberen Randbereich des Elastomerkörpers 10 eingesetzt,
um ein Ausfließen
von Elastomermaterial durch den Zwischenraum 12 zu verhindern.
Vorzugsweise kann der Dichtring 13, wie vorher beschrieben, in
die Elastomermasse 10, insbesondere in eine dafür vorgesehene
Nut im an die Topfwand angrenzenden Bereich des Elastomermaterials,
eingeklebt oder an die Elastomermasse 10 anvulkanisiert
sein. Dadurch ergeben sich eine besonders stabile Fixierung und
eine besonders gute Abdichtung der Elastomermasse 10. Das
UHMWPE ist als Dichtungsmaterial insbesondere aufgrund sei ner Festigkeit
und seiner guten Gleiteigenschaften geeignet, da es bei der Ausübung eines
Kippmoments auf den Stahldeckel 11 zu einer Verschiebung
des Deckels 11 gegenüber dem
Elastomerkern 10 kommen kann.
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In 4 ist
ein Gleitkipplager 14 gemäß dem Stand der Technik dargestellt.
Zur Aufnahme von Kippmomenten ist ein bewehrtes Elastomer 15 vorgesehen.
Darüber
ist eine Stahlkomponente 16 mit einer Kammerung angeordnet,
die mit dem Elastomerkörper 15 verbunden
ist. Innerhalb der Kammerung ist ein Gleitteil 17, im Stand
der Technik in der Regel aus PTFE, mit Schmiertaschen 18 zum
Einbringen eines Schmiermittels angeordnet. Auf der Gleitfläche des
Gleitteils 17 lagert eine Last. Zur Aufnahme von Transversalbewegungen
dieser Last steht eine Edelstahlplatte 19 mit der Gleitfläche des Gleitteils 17 in
Kontakt.
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Um
eine ausreichende Lagesicherung des Gleitteils 17 in der
Kammerung zu gewährleisten,
und aufgrund des Platzbedarfs durch die Schmiertaschen, muss das
Gleitteil 17 wenigstens eine Mindesthöhe aufweisen.
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Der
Aufbau eines erfindungsgemäßen Gleitkipplagers 20,
wie in 5 gezeigt, ist dem gegenüber einfacher. An dem Elastomerkörper 15 ist
unmittelbar ein Gleitkörper 17 aus
UHMWPE mit hoher Haftfestigkeit angeklebt bzw. anvulkanisiert. Aufgrund
des Vorhandenseins von Schmiertaschen 18 ähnlich denen
in 4 weist der Gleitkörper 17 etwa die gleiche
Höhe auf
wie der Gleitkörper 17 in 4. Allerdings
konnte auf eine Einkammerung des Gleitkörpers 17 wegen der
Auswahl von UHMWPE verzichtet werden. Eine ausreichende Lagesicherung wird
durch die hohe Zughaftung bei einer entsprechenden Anbindung an
den Elastomerkörper 15 durch
Kleben bzw. Anvulkanisieren erreicht.
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Außerdem ergibt
sich im Stand der Technik das zusätzliche Problem, dass ein relativ
hoher Körper
aus PTFE bei hohen auftretenden Flächenpressungen, insbesondere
bei einseitigen Belastungen, ohne Kammerung zusammengequetscht werden
und nach außen
fließen
würde.
Eine direkte Verbindung mit UHMWPE dagegen besitzt eine Tragfähigkeit
und eine Festigkeit, die etwa doppelt so hoch ist wie die von PTFE.
Damit können
relativ hohe Gleitkörper 17, wie
sie etwa bei der Ausstattung mit Schmiertaschen 18 notwendigerweise
ausgebildet werden, direkt an den Elastomerkörper 12 angebunden
werden, ohne dass bei höheren
Belastungen mit einem Ausfließen des
Materials gerechnet werden müsste.
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6 zeigt
ein Kippgleitlager 21, wie es beispielsweise im Hochbau
zum Einsatz kommt. Innerhalb einer Stahlkomponente 22 befindet
sich eingekammert ein Gleitkörper 23 aus
UHMWPE. Ein mit einem Stahlträger 24 verbundenes
Edelstahlblech 25 steht in Kontakt mit der Gleitfläche des
Gleitkörpers 23.
Das dargestellte Lager kann sowohl lineare Verschiebungen als auch
Kippmomente, die in erster Linie um eine senkrecht zur Papierebene
stehende Achse auftreten (vgl. Pfeil), aufnehmen. Während bei herkömmlichen
Kippgleitlagern mit Elastomeren ein Klaffen entstehen kann, wobei
das Material aus der gewünschten
Position herausgequetscht wird, wird dies beim Einsatz von UHMWPE
verhindert. Das im Schnitt gezeigte Lager 21 kann beim
Einsatz von UHMWPE relativ schmal, d. h. mit geringer Breite B, ausgebildet
sein. Dies liegt wiederum an der guten Tragfähigkeit von UHMWPE. Beispielsweise
kann im vorliegenden Beispiel die Breite B des Gleitkörpers 23 ca.
75 mm betragen, während
die Länge
(senkrecht zur Papierebene) wesentlich größer gewählt werden kann. Trotz der
geringen Breite B kann die schmale Leiste 23 aufgrund der
Stabilität
des UHMWPE die im Hochbau auftretenden Kippmomente zuverlässig aufnehmen.
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In 7 ist
ein weiterentwickeltes Hochbaulager 26 gezeigt. Ähnlich wie
beim in 3 gezeigten Topflager ist in
einer Stahlkomponente 27 eine zentrale Vertiefung ausgebildet.
In dieser Vertiefung ist eine Elastomermasse 28 angeordnet.
Darüber
befindet sich ein Gleitkörper 29 aus
UHMWPE mit Schmiertaschen 30. Der Gleitkörper 29 kann
sowohl translatorische Bewegungen aufnehmen, als auch Kippbewegungen
an die Elastomermasse 28 weitergeben. Dabei dient der Gleitkörper 29 gleichzeitig
als Gleitelement mit der nach außen gerichteten Gleitfläche, als
auch als Deckel für
die Vertiefung und als Dichtung gegen ein Ausfließen der
Elastomermasse 28. Auf diese Weise wird ein Hochbaulager
realisiert, welches höhere
Kippkräfte
aufnehmen kann als herkömmliche
Lager.
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Oberhalb
des Lagers ist eine Gleitplatte angeordnet. Die Schmiertaschen können selbstverständlich wahlweise
auch weggelassen werden.
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In
den 8a und 8b ist
eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform
eines Lagers dargestellt. Ein Gleitkörper 1 aus UHMWPE
ist in eine Lagerkomponente 2 gekammert. Auf dem Gleitkörper 1 ist
eine Gleitplatte 19 gelagert. Der Randbereich des Gleitkörpers 1 wird
von einem schmalen Stützring 31 aus
CFK (kohlefaserverstärkter
Kunststoff) umschlossen, der mit hoher Zugfestigkeit ausgestattet
ist. Insbesondere ist der Stützring
so konzipiert, dass er in axialer Richtung nachgiebig gegenüber Krafteinwirkungen
von oben bzw. unten ist, in Umfangsrichtung dagegen steif ist. Zwischen
der Gleitplatte 19 und dem Stützring 31 bleibt im
in der 8a gezeigten Grundzustand ein
kleiner Spalt frei.
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In 8b ist
eine Situation gezeigt, in der eine Verkippung der Gleitplatte 19,
beispielsweise durch Einwirkung eines Drehmoments, auftritt. Durch seine
Nachgiebigkeit in axialer Richtung kann der Stützring auf der rechts dargestellten
Seite nach unten gestaucht werden und sogar mit der Gleitplatte
in Kontakt treten, ohne dass ein Lagerschaden an Ring 31 und/oder
der Gleitplatte 19 auftreten können. Gleichzeitig verhindert
der Stützring 31 durch
seine Steifigkeit in Umfangsrichtung ein Ausfließen des Materials des Gleitkörpers 1.
Dadurch ist eine höhere Belastbarkeit
des Lagers möglich,
insbesondere eine höhere
Tragfähigkeit.
Der CFK-Stützring 31 beschädigt andererseits
selbst bei Kontakt mit der Gleitplatte 19 diese nicht.
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Zusätzlich kann
der Gleitkörper 1 mit
der Lagerkomponente 2 verklebt sein, um einen noch sichereren
Halt zu erreichen.
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Der
Gleitkörper 1 ist
in diesem Beispiel aus UHMWPE hergestellt. Er kann jedoch auch aus
weicheren Materialien, beispielsweise aus PTFE, bestehen.
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Die 9a bis 9c zeigen
unterschiedliche Möglichkeiten,
wie das Gleitlager mit Schmierstoff versorgt werden kann.
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In
der Ausführung
in 9a ist ein Ring aus UHMWPE als Gleitkörper 1 in
eine Lagerkomponente 2 gekammert. Zusätzlich kann der Gleitkörper 1 an Kontaktflächen mit
der Lagerkomponente 2 verklebt sein. Auf dem Gleitkörper 1 sitzt
eine Gleitplatte 19 auf. Der Raum 32 innerhalb
des Rings 1 kann als Reservoir für Schmierstoff dienen. Als
Schmierstoff kann dabei ein Festschmierstoff, z.B. PTFE, ein Silikonfett
in pastöser
Form, ein Schmierstoff in flüssiger Form
oder eine Kombination daraus verwendet werden.
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9b zeigt
eine ähnliche
Konfiguration wie 9a mit einem in eine Lagerkomponente 2 gekammerten
Gleitkörper 1 und
einer auf dem Gleitkörper 1 aufliegenden
Gleitplatte 19. Allerdings ist in dieser Ausführungsform
keine durchgehende Bohrung im Gleitkörper 1 als Schmierstoffreservoir
vorgesehen. Vielmehr ist hier eine zentrale, topfartige Ausnehmung 33 im
oberen, an die Gleitplatte 19 anschließenden Teil des Gleitkörpers 1 ausgebildet,
die mit Schmierstoffmasse gefüllt
werden kann.
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Die
Ausführungsform
gemäß 9c unterscheidet
sich von der Ausführungsform
gemäß 9b dadurch,
dass der Gleitkörper
an seiner Kontaktfläche 34 mit
der Lagerkomponente 2 verklebt und nicht gekammert ist.
Eine Kombination beider Maßnahmen
ist ebenso denkbar wie der Einsatz eines Stützrings 31, wie im
Zusammenhang mit der 8 beschrieben,
als zusätzliche
Maßnahme,
um die Belastbarkeit zu erhöhen.
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In
allen Fällen
wird das Schmierstoffreservoir durch die Gleitplatte 19 nach
oben hin verschlossen, so dass die Gleitplatte ständig mit
Schmierstoff versorgt werden kann.
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Die
gezeigten Ausführungsbeispiele
zeigen, dass UHMWPE aufgrund seiner vorteilhaften Materialeigenschaften
in vielfacher Weise bei Lagern, besonders im Brückenbau, eingesetzt werden
kann. Im Vergleich zum Stand der Technik wurden unterschiedliche
Anordnungen und Einsatzmöglichkeiten beim
Einsatz von Komponenten aus UHMWPE aufgezeigt.
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In
sämtlichen
Ausführungsbeispielen
wurde UHMWPE als erfindungsgemäß eingesetztes
Material oder als erfindungsgemäß eingesetzte
Materialkomponente angegeben. Die Beispiele sollen jedoch nicht
auf die Verwendung „reinen" UHMWPE's beschränkt sein.
Vielmehr sollen an den Stellen, an denen von UHMWPE die Rede ist,
auch die beanspruchten und allgemein beschriebenen Werkstoffe verwendet
werden können.
Die Beispiele sollen also auch diese Varianten umfassen.
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Mit
Hilfe der angegebenen Lösungsansätze können anforderungsgerechte
konstruierte Werkstoffe für
unterschiedliche Einsatzzwecke bereitgestellt werden.