DE202019103685U1

DE202019103685U1 - Vorrichtung zum Übertragen insbesondere horizontaler Lasten insbesondere als Fassadenlagerung im Hochbau

Info

Publication number: DE202019103685U1
Application number: DE202019103685.0U
Authority: DE
Original assignee: BT Bautechnik GmbH
Current assignee: DB Bahnbau Gruppe GmbH
Priority date: 2019-07-04
Filing date: 2019-07-04
Publication date: 2020-10-06
Anticipated expiration: 2029-07-05

Abstract

Lagervorrichtung (2, 2', 2'')
- zur Lastübertragung zwischen einem ersten und einem zweiten Bauteil
- mit einem Kragarm (16), der an einem ersten Bauteil befestigt und/oder befestigbar ist, mit einem Paar erster Stützflächen (26, 30), die voneinander weg weisen, und
- mit zwei Wandungen (20, 34), die an einem zweiten Bauteil befestigt und/oder befestigbar sind, mit einem Paar zweiter Stützflächen (28, 32), die parallel zueinander jeweils an einer der zwei Wandungen (20, 34) angeordnet sind und aufeinander zu weisen und jeweils gegen eine der ersten Stützflächen (26, 30) gerichtet sind.

Description

Die vorliegende Erfindung richtet sich auf eine Lagervorrichtung zur Lastübertragung insbesondere von horizontalen Kräften zwischen einem ersten und einem zweiten Bauteil insbesondere im Hochbau.
Lagerung zur Lastübertragung zwischen Bauteilen ist insbesondere auch im Bauingenieurwesen immer wieder Gegenstand aufwändiger Konstruktionen und Vorrichtungen. Bei ihrer Auslegung ist die statische Bestimmtheit ein wesentliches Kriterium ebenso wie, auch daraus folgend, an jeweiligen Lagerstellen die Art und Richtung der Lastübertragung oder Freiheitsgrade (nämlich zum Beispiel Translation oder Kraft sowie Rotation oder Moment in den drei Raumrichtungen im kartesischen Koordinatensystem zu übertragen oder frei zu lassen, also nicht zu übertragen).
Insbesondere im Hochbau und insbesondere bei der Lagerung von Stahlrahmenkonstruktionen für Glasfassaden ist nicht zuletzt die seitliche oder horizontale Abstützung eine Konstruktionsaufgabe, die betreffend Montage und Wartung möglichst einfach schnell und genau zu bewerkstelligen ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lagervorrichtung zu schaffen, die die vorgenannten Anforderungen möglichst vollumfänglich erfüllt. Diese Aufgabe wird von einer Lagervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Eine erfindungsgemäße Lagervorrichtung dient der Lastübertragung insbesondere von horizontalen Kräften zwischen einem ersten und einem zweiten Bauteil insbesondere im Hochbau also zur Übertragung schwerer Lasten wie zum Beispiel dem Eigengewicht auch großer Gebäudeteile sowie dort möglicherweise angreifender äußerer Lasten wie zum Beispiel Wind und Schnee.
Vorzugsweise hat die erfindungsgemäße Vorrichtung keine Einrichtung zum Übertragen von (in bestimmungsgemäßer Orientierung der Vorrichtung) vertikalen Kräften und/oder zum Übertragen von Momenten in irgendeiner Richtung, und dient dann insbesondere zum Übertragen seitlicher Kräfte wie zum Beispiel Windlasten. Diese Ausgestaltung hätte also Freiheitsgrade rotatorisch in allen drei Raumrichtungen sowie translatorisch mindestens in senkrechter Richtung.
Erfindungsgemäß hat die Vorrichtung einerseits einen Kragarm, der an einem ersten Bauteil befestigt und/oder befestigbar ist, sowie andererseits (mindestens) zwei Wandungen, die (insbesondere zusammen etwa mittels eines gemeinsamen Flansches möglicherweise auch wieder lösbar und/oder auswechselbar) an einem zweiten Bauteil befestigt und/oder befestigbar sind. Der Kragarm hat insbesondere im Bereich seines kragenden Endes ein Paar erster Stützflächen, die voneinander weg weisen. insbesondere im Bereich seines anderen Endes ist er (insbesondere seinerseits mittels eines Flansches möglicherweise auch wieder lösbar und/oder auswechselbar) an dem ersten Bauteil befestigt und/oder befestigbar. Die Flansche sind insbesondere eingerichtet, sich an den Bauteilen festschrauben zu lassen.
Die zwei Wandungen haben ihrerseits ein Paar zweiter Stützflächen, die parallel zueinander jeweils an einer der zwei Wandungen angeordnet sind und aufeinander zu weisen und jeweils gegen eine der ersten Stützflächen (am Kragarm) gerichtet sind. So bilden je eine erste und je eine zweite Stützfläche zusammen insbesondere ein Gleitlager, und der Kragarm stützt sich mittels dieser ersten und zweiten Stützflächen insbesondere entlang einer Geraden in beide Richtungen jeweils gegen eine Wandung über deren jeweilige zweite Stützfläche ab, wobei die Vorrichtung dann insbesondere so orientiert und/oder orientierbar ist, dass diese Geradenrichtungen der statisch vorgesehenen Lastübertragungsrichtung im kartesischen Koordinatensystem entsprechen.
Eine alternative Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist ein zweites Paar erster und zweiter Stützflächen auf, die jeweils rechtwinklig sind zum ersten Paar erster und zum ersten Paar zweiter Stützflächen.
Vorzugsweise derselbe Kragarm hat dann wiederum insbesondere im Bereich seines kragenden Endes das zweite Paar erster Stützflächen, die voneinander weg weisen - rechtwinklig zum ersten Paar. Das zweite Paar zweiter Stützflächen ist auch wiederum parallel zueinander jeweils an einer von zwei zweiten Wandungen (rechtwinklig zum ersten Paar zweiter Stützflächen und insbesondere auch rechtwinklig zum ersten Paar Wandungen) angeordnet, weisen aufeinander zu und sind wiederum jeweils gegen eine der ersten Stützflächen des zweiten Paares (am Kragarm) gerichtet.
So bilden auch von den zweiten Paaren je eine erste und je eine zweite Stützfläche zusammen insbesondere ein Gleitlager, und der Kragarm stützt sich mittels dieser ersten und zweiten Stützflächen der zweiten Paare insbesondere entlang einer - zweiten, zur ersten rechtwinkligen - Geraden in beide Richtungen jeweils gegen eine Wandung über deren jeweilige zweite Stützfläche ab, wobei die Vorrichtung dann insbesondere so orientiert und/oder orientierbar ist, dass diese Geradenrichtungen einer statisch vorgesehenen zweiten, zur ersten rechtwinkligen, Lastübertragungsrichtung im kartesischen Koordinatensystem entsprechen.
Um vorzugsweise nur horizontale Kräfte zu übertragen, sind die ersten und/oder zweiten Stützflächen (beider soweit beschriebener alternativer Ausgestaltungen; in bestimmungsgemäßer Orientierung) vorzugsweise vertikal. Um insbesondere nur Kräfte und nicht auch Momente zu übertragen, sind die ersten Stützflächen (am Kragarm) konvex, die zweiten Stützflächen (als Gegenlagerfläche an den Wandungen) können insbesondere dann vorzugsweise eben sein.
Erfindungsgemäß ist es besonders bevorzugt, dass die Wandungen Teil eines Gehäuses sind, das die ersten Stützflächen umgibt und in das der Kragarm (insbesondere abgedichtet) hineinragt. Dieses Gehäuse kann dem Schutz der Lagerflächen insbesondere gegen Verschmutzung dienen und dem Schutz von deren möglicher Schmierung gegen Abwaschen, es kann auch mit Schmiermittel befüllt sein - und besonders bevorzugt mit einem Deckel versehen sein (der vorzugsweise um den Kragarm herum geteilt und abnehmbar ist) um Wartung und insbesondere Nachschmieren einfach zu ermöglichen.
Erfindungsgemäß ist es zudem besonders bevorzugt, dass die ersten und/oder zweiten Stützflächen mit (aufgesetzter, aufgesteckter, aufgeschraubter und/oder aufgeklebter - insbesondere auswechselbarer) Gleitlagerfläche ausgestattet sind (zum Beispiel aus Stahl, Messing oder Kunststoff), um möglichen Verschleiß der Lagerfläche sichtbar, messbar und/oder reparierbar zu machen.
Erfindungsgemäß ist es des Weiteren besonders bevorzugt, dass mit dem Kragarm und mit den zwei Wandungen einerseits ein Zeiger und andererseits eine Skala so verbunden und ausgerichtet sind, dass sie in Richtung der translatorischen Freiheitsgrade Verschiebung anzeigen.
Und erfindungsgemäß ist es auch besonders bevorzugt, dass die Vorrichtung als Baueinheit mit Überbrückungseinrichtungen wie zum Beispiel Gewindestangen, die mit gekonterten Muttern in Bohrungen und/oder Langlöchern festgesetzt sind, zum (insbesondere einstellbaren) provisorischen Festsetzen der Freiheitsgrade der Vorrichtung während der Montage ausgestattet ist.
Diese und weitere Vorteile, Ausgestaltungen und Details der Erfindung werden im Folgenden in der Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen:

1 eine schematische räumliche Ansicht einer Stahlrahmenkonstruktion für eine Glasfassade mit erfindungsgemäßen Lagervorrichtungen,
2 eine geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Lagervorrichtung einschließlich einer Ausschnittvergrößerung,
3 eine räumliche Ansicht der erfindungsgemäßen Lagervorrichtung aus 2,
4 eine explodierte räumliche Ansicht der erfindungsgemäßen Lagervorrichtung aus 2 und 3,
5 eine geschnittene Seitenansicht einer alternativen erfindungsgemäßen Lagervorrichtung einschließlich einer Ausschnittvergrößerung,
6 eine räumliche Ansicht der alternativen erfindungsgemäßen Lagervorrichtung aus 5 und
7 eine explodierte räumliche Ansicht der erfindungsgemäßen Lagervorrichtung aus 5 und 6.

Die zwei alternativen Lagervorrichtungen 2, 2' gemäß den 2 bis 4 und 5 bis 7 dienen der Lastübertragung von horizontalen Kräften 4 (die kurzen Pfeile 4 in 1 bedeuten von der jeweiligen Lagervorrichtung 2, 2' übertragene Kräfte, allesamt horizontal - die langen Pfeile 6 bedeuten dagegen die translatorischen Freiheitgrade) zwischen einem ersten und zweiten Bauteil im Hochbau, wie zum Beispiel (gemäß 1) Gebäudemauerwerk (nicht dargestellt) und einer Stahlrahmenkonstruktion 8 für eine Glasfassade (nicht dargestellt) - also zur Übertragung schwerer dort angreifender seitlicher insbesondere äußerer Lasten wie zum Beispiel Wind.
Beide Vorrichtungen 2, 2' gemäß den 2 bis 4 und 5 bis 7 haben keine Einrichtung zum Übertragen von (in bestimmungsgemäßer Orientierung der Vorrichtung) vertikalen Kräften 6 und auch nicht (zumindest nicht in der Größenordnung der Lasten, die übertragen werden) zum Übertragen von Momenten in irgendeiner Richtung. Sie haben also Freiheitsgrade rotatorisch in allen drei Raumrichtungen 10, 12 des kartesischen Koordinatensystems sowie translatorisch in senkrechter Richtung 14 - und die Vorrichtung 2 gemäß den 2 bis 4 zusätzlich auch in einer der beiden horizontalen Richtungen 10, 12 des kartesischen Koordinatensystems. Letztere übertragt also Kräfte nur in einer 10 der beiden horizontalen Richtungen des kartesischen Koordinatensystems, während die Vorrichtung 2' gemäß den 5 bis 7 Kräfte in beiden horizontalen Richtungen 10, 12 des kartesischen Koordinatensystems übertragt.
Erkennbar haben beide Vorrichtungen 2, 2' einerseits einen Kragarm 16, der an einem ersten Bauteil mittels einer Flanschplatte 18 befestigbar ist, sowie andererseits zwei Wandungen 20, die ihrerseits zusammen mittels einer gemeinsamen Flanschplatte 21 (auch wieder lösbar und so auswechselbar) an einem zweiten Bauteil befestigbar sind. Die Flansche 18, 21 sind jeweils durch vier Bohrungen 22, eine in jeder ihrer vier Ecken, eingerichtet, sich an den Bauteilen festschrauben zu lassen.
Der Kragarm 16, hat insbesondere im Bereich seines kragenden Endes 24 ein Paar erster Stützflächen 26, die voneinander weg weisen. Im Bereich seines anderen Endes ist er in einer Bohrung im Flansch 18 festgeschweißt.
Die zwei Wandungen 20 haben ihrerseits ein Paar zweiter Stützflächen 28, die parallel zueinander jeweils an einer der zwei Wandungen 20 angeordnet sind und aufeinander zu weisen und jeweils gegen eine der ersten Stützflächen 26 (am Kragarm 16) gerichtet sind und mit Spielpassung gegen sie anliegen (2). So bilden je eine erste und je eine zweite Stützfläche 26, 28 zusammen ein Gleitlager, und der Kragarm 16 stützt sich mittels dieser ersten und zweiten Stützflächen insbesondere entlang einer Geraden 10 in beide Richtungen jeweils gegen eine der Wandungen 20 über deren jeweilige zweite Stützfläche 28 ab, wobei die Vorrichtung 2, 2' dann so orientiert und orientierbar ist, dass diese Geradenrichtungen 10 der statisch vorgesehenen Lastübertragungsrichtung 10 im kartesischen Koordinatensystem entsprechen.
Die Ausgestaltung 2' gemäß den 5 bis 7 der Vorrichtung weist (anders als die Vorrichtung 2 gemäß den 2 bis 4) ein zweites Paar erster Stützflächen 30 und zweiter Stützflächen 32 auf, die jeweils rechtwinklig sind zum ersten Paar erster Stützflächen 26 und zum ersten Paar zweiter Stützflächen 28.
Derselbe Kragarm 16 der Vorrichtung 2' gemäß den 5 bis 7 hat wiederum im Bereich seines kragenden Endes 24 das zweite Paar erster Stützflächen 30, die ebenfalls voneinander weg weisen - rechtwinklig zum ersten Paar 26. Das zweite Paar zweiter Stützflächen 32 (rechtwinklig zum ersten Paar zweiter Stützflächen 28) ist auch wiederum parallel zueinander jeweils an einer von zwei zweiten Wandungen 34 (rechtwinklig zum ersten Paar Wandungen 20) angeordnet, weist wiederum aufeinander zu und ist wiederum jeweils gegen eine der ersten Stützflächen 30 des zweiten Paares (am Kragarm 16) gerichtet.
So bilden auch von den zweiten Paaren je eine erste Stützfläche 30 und je eine zweite Stützfläche 32 zusammen ein Gleitlager, und der Kragarm 16 stützt sich mittels dieser ersten und zweiten Stützflächen 30, 32 der zweiten Paare entlang einer - zweiten 12, zur ersten 10 rechtwinkligen - Geraden in beide Richtungen jeweils gegen eine Wandung 34 über deren jeweilige zweite Stützfläche 32 ab, wobei die Vorrichtung 2' dann insbesondere so orientiert und orientierbar ist, dass diese Geradenrichtungen 10, 12 den statisch vorgesehenen, zueinander rechtwinkligen, Lastübertragungsrichtungen 10, 12 im kartesischen Koordinatensystem entsprechen.
Um wie gesagt nur horizontale Kräfte zu übertragen (nur die nicht weiter dargestellten Vorrichtungen 2" in 1 übertragen auch vertikale Kräfte, also insbesondere auch Eigengewicht der Stahlrahmenkonstruktion 8 und darauf lastender Gebäudeteile (nicht dargestellt) sowie dort möglicherweise vertikal angreifende äußere Lasten wie zum Beispiel Verkehrs- und Schneelast), sind die ersten und zweiten Stützflächen 26 bis 32 beider Vorrichtungen 2, 2' in der abgebildeten, bestimmungsgemäßen Orientierung) vertikal.
Um insbesondere nur Kräfte und nicht auch Momente zu übertragen, sind zwar auch die ersten Stützflächen 26, 30 (am Kragarm 16) eben (ebenso wie die zweiten Stützflächen 28, 30, wie beschrieben als Gegenlagerfläche an den Wandungen 20, 34). Zum selben Zweck könnten sie alternativ (nicht dargestellt) konvex sein, um eine Art Kugelkopf in den zweiten Wandungen 28, 32 zu bilden, der Momente nicht überträgt sondern frei drehbar ist. Stattdessen ist das kragende Ende 24 des Kragarms 16 konvex als eine Art Kugelkopf 24 von einer Manschette 36 (auf deren Außenseite die zweiten Stützflächen 30, 32 angeordnet sind) umgeben und in dieser frei drehbar gelagert - zwar mit einem nur kleinen Drehwinkelbereich, dieser aber hinreichend für den erforderlichen Drehfreiheitsgrad derartiger Lagerkonstruktionen zum Vermeiden der Übertragung von Momenten.
Erkennbar insbesondere in 4 und 7 ist, dass die Wandungen 20, 34 Teil eines Gehäuses sind mit der Flanschplatte 21 als Boden, das die ersten Stützflächen 26, 30 umgibt und in das der Kragarm 16 (durch einen Gehäusedeckel 38 abgedichtet) hinein ragt. Dieses Gehäuse 20, 21, 34, 38 dient dem Schutz der Lagerflächen 26 bis 32 gegen Verschmutzung und dem Schutz von deren Schmierung (nicht dargestellt) gegen Abwaschen. Es kann auch mit Schmiermittel (nicht dargestellt) befüllt sein, und der Deckel 38 (der um den Kragarm 16 herum geteilt und abnehmbar ist) ermöglicht einfach die Wartung und insbesondere das Nachschmieren.
Die ersten Stützflächen 26 und 30 sind mit aufgesetzter und aufgeschraubter, auswechselbarer Gleitlagerfläche 26, 30 (insbesondere aus einem zertifizierten Gleitlagerwerkstoff, zum Beispiel Messing oder PTFE) ausgestattet (um möglichen Verschleiß der Lagerfläche messbar und reparierbar zu machen) und die zweiten Stützflächen 28 und 32 mit aufgesetzter und aufgeschweißter, nicht auswechselbarer (aber möglicherweise auch aufgeschraubter) Gleitlagerfläche (insbesondere aus Stahl, wie zum Beispiel poliertem, nicht rostendem Edelstahl) .
Erkennbar insbesondere in 3 und 6 ist des Weiteren, dass mit dem Flansch 18 des Kragarms 16 einerseits ein Zeiger 40 und mit einer der Wandungen 20, 34 andererseits eine Skala 42 so verbunden und ausgerichtet sind, dass sie in Richtung der translatorischen Freiheitsgrade Verschiebung anzeigen - nämlich an beiden Vorrichtungen 2, 2' in senkrechter Richtung und an der Vorrichtung 2 zusätzlich auch in der einen horizontalen Richtung 12.
Und erkennbar insbesondere in 3 und 6 ist schließlich auch, dass die Vorrichtungen 2, 2' als Baueinheit mit Überbrückungseinrichtungen in Form von Gewindestangen 44 ausgestattet sind, die (zum einstellbaren provisorischen Festsetzen der Freiheitsgrade der Vorrichtung während der Montage) einerseits im Flansch 18 des Kragarms 16 verschraubt und andererseits an einer der Wandungen 20, 34 mit gekonterten Muttern in dort befestigten Bohrungslaschen 46 festgesetzt sind.
Bezugszeichenliste

2, 2', 2'': Lagervorrichtung
4: horizontale Kräfte
6: translatorische Freiheitgrade
8: Stahlrahmenkonstruktion
10, 12: für eine Glasfassade Horizontale Raumrichtungen
14: des kartesischen Koordinatensystems Vertikale Raumrichtung
16: des kartesischen Koordinatensystems Kragarm
18, 21: Flanschplatte
20, 34: Wandung
22: Flanschbohrung
24: Kragendes Ende
26, 30: Erste Stützfläche
28, 32: Zweite Stützfläche
36: Manschette
38: Gehäusedeckel
40: Zeiger
42: Skala
44: Überbrückungseinrichtung, Gewindestange
46: Gekonterte Muttern, Bohrungslaschen

Claims

Lagervorrichtung (2, 2', 2'') - zur Lastübertragung zwischen einem ersten und einem zweiten Bauteil - mit einem Kragarm (16), der an einem ersten Bauteil befestigt und/oder befestigbar ist, mit einem Paar erster Stützflächen (26, 30), die voneinander weg weisen, und - mit zwei Wandungen (20, 34), die an einem zweiten Bauteil befestigt und/oder befestigbar sind, mit einem Paar zweiter Stützflächen (28, 32), die parallel zueinander jeweils an einer der zwei Wandungen (20, 34) angeordnet sind und aufeinander zu weisen und jeweils gegen eine der ersten Stützflächen (26, 30) gerichtet sind.
Vorrichtung (2', 2'') nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein zweites Paar erster und zweiter Stützflächen (32) rechtwinklig zum ersten Paar.
Vorrichtung (2, 2', 2'') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, die ersten Stützflächen (26, 30) konvex und/oder die zweiten Stützflächen (28, 32) eben sind.
Vorrichtung (2, 2', 2'') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, die ersten Stützflächen (26, 30) und/oder die zweiten Stützflächen (28, 32) in bestimmungsgemäßer Orientierung vertikal sind.
Vorrichtung (2, 2') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie keine Einrichtung zum Übertragen von in bestimmungsgemäßer Orientierung vertikalen Kräften und/oder zum Übertragen von Momenten aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandungen (20, 34) Teil eines Schmierungsgehäuses sind, das die ersten Stützflächen (26, 30) umgibt und in das der Kragarm (16) hineinragt.
Vorrichtung (2, 2', 2'') nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmierungsgehäuse einen Deckel aufweist, der um den Kragarm (16) herum geteilt ist.
Vorrichtung (2, 2', 2'') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und/oder zweiten Stützflächen (28, 32) eine aufgesetzte, aufgesteckte, aufgeschraubte, aufgeklebte und/oder auswechselbare Gleitlagerfläche aufweisen.
Vorrichtung (2, 2', 2'') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, mit dem Kragarm (16) und mit den zwei Wandungen (20, 34) einerseits ein Zeiger (40) und andererseits eine Skala (42) so verbunden und ausgerichtet sind, dass sie in Richtung der translatorischen Freiheitsgrade Verschiebung anzeigen.
Vorrichtung (2, 2', 2'') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Baueinheit vormontiert ist mit Überbrückungseinrichtungen zum provisorischen und/oder einstellbaren Festsetzen der Freiheitsgrade (6) der Vorrichtung.