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Bewegliches Kipplager für Brücken oder ähnliche Tragwerke Die Erfindung
betrifft ein bewegliches Kipplager für Brükken oder ähnliche Tragwerke mit einem
zwischen angrenzenden, obere und untere Lagerflächen bildenden Baukörpern angeordneten,
plattenartig ausgebildeten, gummielastischen Druckkissen.
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Derartige Lager werden als Gummilager oder Elastomerlager bezeichnet.
Die elastische Nachgiebigkeit des Elastomers läßt horizontale Bewegungen und Kippbewegungen
nach allen Richtungen in begrenztem Maße zu. Damit das Elastomer der plattenförmigen,
meist mit einem polygonalen oder kreisförmigen
Umfang versehenen
Druckkissen nicht unter Belastung seitlich herausgequetscht wird, ist bei bekannten
Konstruktionen das Druckkissen mit einvulkanisierten Stahlblechen bewehrt. Dabei
wechseln etwa 5 mm dicke Elastomerschichten mit etwa 2 mm dicken Stahlblechen ab.
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Ein solches Lager führt zu einem Flächenlager, welches in sich um
horizontale Achsen aufgrund von Horizontalkräften drehbeweglich, jedoch wegen der
das seitliche Ausweichen der Werkstoffteilchen behindernden Bewehrung in vertikaler
Richtung praktisch unnachgiebig ist. Sowohl für die Horizontalverschiebung als auch
die Kippbewegung ist nur die Summe aller Gummischichten maßgeblich, da die Bewehrungsplatten
sich nicht deformieren. Die Beweglichkeit wird durch die Bewehrungsplatten noch
zusätzlich beschränkt, da in den Grenzschichten die Bewehrungsplatten eine Schubverformung
behindern. Soll dennoch eine große Horizontalverschieblichkeit oder Kippmöglichkeit
erreicht werden, führt dies bei den bekannten Lagern zu einer großen Bauhöhe.
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Es ist ein Lager bekannt, bei welchem die Bewehrungsplatten aus faserverstärkten
Kunststoffen bestehen, wobei die Fasern bevorzugt in Richtung der größeren Zugbelastung
angeordnet sein können. Wegen der großen Zugfestigkeit der Fasern können die Bewehrungsplatten
gegenüber Stahlplatten in geringerer Stärke hergestellt werden, sodaß sich die Bauhöhe
des Lagers um diesen Anteil verringert. Im grundsätzlichen Schubverhalten sind derartige
Lager mit den stahlbewehrten Lagern vergleichbar.
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Unter vertikaler Belastung und unter Drehbelastung treten
am
Rand des Druckkissens höhere Schubbeanspruchungen auf als in seiner Mitte. Es ist
eine Konstruktion bekannt, durch welche solche Randschubspannungen herabgesetzt
werden, damit die Beanspruchung des Lagers gesteigert werden kann, ohne daß die
Gefahr eines Ablösens des Gummis von der Bewehrung bestebt. Dies wird dadurch erreicht,
daß der Randbereich des Druckkissens elastisch nachgiebiger ausgebildet ist, als
sein Mittelteil, durch zum Rand hin zunehmende Elastizität des Gummis, durch Zunahme
der Dicke des Druckkissens in den Randbereichen, durch zum Rand des Gummikissens
hin abnehmende Stärke der Bewehrungseinlagen oder durch entsprechende Anordnung
der Bewehrungseinlagen, in einer anderen bekannten Konstruktion durch Vergrößerung
der Abstände der Bewehrungaplatten in den Randbereichen gegenüber der Mitte des
Gummikörpers.
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Solche Maßnahmen führen zwar zu einer gleichmäßigeren Spannungsverteilung
im Druckkissen. Die erzielte Belastbarkeit und Bewegbarkeit ist jedoch weiterhin
durch die Gefahr des seitlichen Herausquetschens des Gummis unter Last aus den:
Bereich zwischen den Bewehrungsplatten beschränkt, sodaß die Erhöhung der Beweglichkeit
eines solchen Lagers ebenfalls mit einer Vergrößerung der Bauhöhe verbunden ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Beweglichkeit eines Lagers gegenüber
herkömmlichen Lagern ohne damit verbundene
Vergrößerung der Bauhöhe
des Lagers zu erhöhen.
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Diese Aufgabe wird für ein Kipplager der eingangs erwähnten Art dadurch
gelöst, daß das Druckkissen von einem an seiner Mantelfläche anliegenden, frei beweglich
und mit Abstand von den Lagerflächen angeordneten Ring umgeben ist, der etwa in
der mittleren Ringebene elastisch und formschlüssig vom Druckkissen gehalten wird.
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Durch die Erfindung kann auf Bewehrungseinlagen im Innenbereich des
Ringes verzichtet werden, sodaß die Bauhöhe des Lagers der Gesamthöhe der Gummischichten
entspricht und keine, die Schubverformung aufgrund der elastischen Eigenschaften
des Druckkissenmaterials behindernde Bewehrungseinlagen im Inneren des Ringes vorgesehen
werden müssen. Dadurch kann das Schubvermögen des gummielastischen Werkstoffes für
das Druckkissen vollständig ausgeschöpft werden.
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Der das Gummikissen seitlich abstützende Ring ist fTei beweglich in
der Gesamtkonstruktion angeordnet und allein am Druckkissen elastisch und formschlüssig
gehalten. Dabei ist dafür gesorgt, daß eine schwimmende" Lagerung des Ringes erzielt
wird, sodaß das Verformungsvermögen des Druckkissenwerkstoffes an der Berührungsfläche
zwischen Ring und Druckkissen lediglich relativ geringfügig
oder
vernachlässigbar beeinträchtigt wird.
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Die Bewehrung des Lagers ist gegenüber herkömmlichen Lagern mit Vorteil
aus dem Inneren des Druckkissens herausgenommen und in den Ring verlegt.Dieser Ring
dient auch zur Schubversteifung gegen Horizontalbewegungen der angrenzenden Konstruktionen,
also nicht allein zur Vermeidung einer Umfangsvergrößerung oder eines seitlichen
Herausquetschens des Druckkissenwerkstoffes bei vertikalen Lasten. Der große Vorteil
der Verwendung eines äußeren Rings anstelle der bekannten Bewehrungsplatte im Inneren
des Druckkissens ist die ganz erhebliche Verbesserung der Kipp- und Horizontalbeweglichkeit
des Lagers, ermöglicht durch die im Inneren des Rings vorhandene dicke Druckkissenschicht,
deren Beweglichkeit durch keinerlei Bewehrungseinlagen behindert ist.
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Der Formschluß zwischen Druckkissen und Ring im Sinne einer Selbstzentrierung
des Ringes am Druckkissen kann dadurch verwirklicht werden, daß die Mantelflächen
sowohl des Ringes als auch des Druckkissens gekrümmt, beispielsweise - in vertikalen
Ebenen gesehen - konkav oder konvex, ausgeführt sind. Dies gestattet eine Relativbewegung
der Randbereiche des Druckkissens gegen den inneren Ringmantel im gesamten Mantelbereich.
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Der Formschluß kann gegebenenfalls zusätzlich zu dem vorbeschriebenen
Formschluß durch gekrümmte Mantelflächen auch dadurch erzielt werden, daß in der
Mittelebene des Ringes oder des Druckkissens Umfangsnuten vorgesehen sind, in welche
entsprechende rippenähnliche Vorsprünge des Druckkissens oder des Ringes eingreifen.
Eine solche Abstützung des Ringes am Druckkissen kann mit einer Schneidenlagerung
verglichen werden, welche ein Verschwenken der aufeinander abgestützten Teile um
die durch die Schneidkante gebildete Achse über einen sehr großen Winkelbereich
hin gestattet. Beim Erfindungsgegenstand wird damit die Verbindungsstelle zwischen
Druckkissen und Ring etwa in die neutrale Ebene des Druckkissens, das heißt in die
Ebene, in welcher normalerweise keine oder lediglich geringe Schubspanungenund damit
verbundene Verformungen auftreten, verlegt.
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Ein vorteilhaftes Merkmal zur Ausgestaltung der Erfindung besteht
darin, daß das Druckkissen wenigstens in seinen die zwischen dem Ring und den Lagerflächen
gebildeten Spalte überbrückenden Randbereichen im Sinne einer Vergrösserung des
Elastizitätsmoduls verstärkt ausgebildet ist. Dadurch wird erreicht, daß unter entsprechender
Belastung der Druckkissenwerkstoff nicht etwa durch die Spalte gepreßt wird, ohne
daß die Spalte mit Rücksicht auf das seitliche Ausweichen des Gummikisseqmaterials
in Abhängigkeit von der erwarteten Belastung des Lagers klein gehalten werden müßten,
oder daß das Druckkissen im Bereich der Spalte mit den bekannten Bewehrungseinlagen
versehen
sein müßte. Wie noch ausgeführt wird, kann es aber auch von Vorteil sein, im oberen
und unteren Bereich des Druckkissens Bewehrungseinlagen vorzusehen.
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Die Verstärkungen des Druckkissens können auch wenigstens im Bereich
seiner Mantelflächen ausgebildet sein und der von den verstärkten Bereichen begrenzte
Raum mit plastischem oder elastischem Werkstoff gefüllt sein. Dadurch ergibt sich
eine weitere Variationsbreite zur Steuerung der spezifischen Eigenschaften des erfindungsgemäßen
Lagers, da der in dem von den verstärkten Bereichen begrenzte Raum angeordnete Werkstoff
auch plastische Eigenschaften aufweisen kann, sodaß es nicht nur zu einer elastischen
Schubverformung kommt. Dieser Gedanke führt in einer Weiterbildung der Erfindung
zu einer Ausführung, in welcher die verstärkten Bereiche eine geschlossene Hülle
bilden. In diese Hülle kann eine weitgehend plastische Masse eingefüllt sein, welche
eine weitere Abstimmung des Lagers im Hinblick auf die unterschiedlichen Beanspruchungsarzen
und das Schub- und Verformungsverhalten des Lagerwerstoffes gestattet. Ein solches
Druckkissen verhält sich ungefahr wie eine mit Flüssigkeit angefüllte Gummiblase,
welche an ihrem Umfang durch einen Ring abgestützt i-t und von den beiden offenes
Seiten des Rin-' ges her flächig belastet wird. Dies führt zu einem Lagertyp, welcher
eine große Horizontalverschieblichkeit wegen der kleinen Inneren Reibungskräfte
bei praktisch steifem Verhalten gegenüber vertikalen Belastungskräften ermöglicht.
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Der Übergang von den verstärkten Bereichen zu den unverstärkten
Bereichen
des Druckkissens kann durch eine Klebverbindung zwischen den Bereichen oder durch
einen kontinuierlichen und homogenen Übergang durch Vernetzen bzw. Verketten je
nach gewünschtem Verformungsverhalten gestaltet werden.
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Erfindungsgemäß kann zwischen Lagerflächen und Druckkissen jeweils
eine das Druckkissen bedeckende Platte aus gegenüber dem Werkstoff des übrigen Druckkissens
dehnsteiferem Werkstoff vorgesehen sein. Solche Platten können teilweise in den
Ring eingreifen und eignen sich damit für einen Lagertyp, bei welchem eine gewisse
Horlzontalkraftübertragung wünschenswert ist. Ferner kann an der Außenseite einer
Platte eine Gleitschicht vorgesehen werden, welche mit einer entsprechenden Gleitplatte
der Lagerflächen zusammenwirkt und auf diese Weise ein Gleitlager vorsieht. Die
Platten können mit dem übrigen Druckkissen fest verbunden sein, beispielsweise durch
Verkleben, Vernetzen bzw. Verketten oder sie können lose auf dem übrigen Druckkissenbereich
aufliegen, in welchem Fall sich eine genoppte oder geriffelte oder aufgerauhte innere
Oberfläche der Platten empfiehlt.
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Falls die Platten fest mit dem übrigen Druckkissen verbunden sind
und nicht in den Ring eingreifen, kann das Verformungsverhalten des übrigen Druckkissens
im Bereich der Spalte zwischen frei beweglichem~Ring und benachbarten Teilen der
das Lager aufnehmenden Stützkonstruktion oder den Lagerflächen derart gesteuert
werden, daß die Schubserformung in diesen Bereichen beschr-änktist. Die
Platte
wirkt dann etwa wie die bekannten Bewehrungsplatten. Jedoch ist es in diesem Zusammenhang
nicht unbedingt erforderlich und in manchen Anwendungsfällen auch gar nicht erwünscht,
wenn die Platten dehnsteif sind. Vielmehr ist es bei der erfindungsgemäßen Lösung
durchaus denkbar und vorteilhaft,wenn die Platten ebenfalls, wenn auch im geringeren
Maße als das übrige Druckkissen, elastisch verformbar sind. Solche Platten können
auch dadurch ausgebildet werden, daß das Druckkissen an seinen Stirnflächen beim
Herstellungsverfahren durch geeignete Maßnahmen, beispielsweise durch entsprechende
Steuerung des Temperaturverlaufes oder durch Werkstoffzusammensetzungsunterschiede,
im Sinne einer Vergrößerung des Elastizitätsmoduls gehärtet sind. Auch bei nicht
mit einer das übrige Druckkissen bedeckenden Platte kann am Druckkissen oder an
einer Lagerfläche eine Gleitschicht und/oder eine Gleitplatte zur Schaffung eines
Gleitlagers vorgesehen sein.
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Solche Gleitschichten und/oder Gleitplatten können in bekannter Weise,
beispiel.sveise versenkt, ausgebildet oder angeordnet werden.
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Wie bereits angedeutet, können beim erfindungsgemäßen Kipplager eine
oder mehrere an oder im Druckkissen im ringinneren Bereich etwa parallel denIagerfläoben
verlaufend angeordnete Bewehrungsplatten vorgeseben sein, während der mittler, ringinnere
Bereich des Druckkissens von Bewehrungsplatten frei bleibt. Dabei können diese Bewehrungsplatten
an der inneren Oberfläche des Rings mit ihremgesamten Umfang anliegen, sodaa in
gewisser
Weise eine Horizontalkraftübertragung über die Bewehrungsplatten
und den Ring möglich ist. Diese Bewehrungsplatten können entweder aus in Verwendung
mit herkömmlichen Lagern verwendeten Werkstoffen oder aus solchen Werkstoffen hergestellt
seine welche elastische Eigenschaften aufweisen. Die Bewehrungsplatten können beispielsweise
bei der Herstellung des Druckkissens einvulkanisiert werden. Durch die Kombination
von herkömmlichen Ausführungsformen mit dem erfindungsgemäßen Merkmal können Lager
geschaffen werden, welche jeweils für eine erwünschte oder geforderte Beweglichkeit
in Anpassung ap die je nach Konstruktion und Belastungsart des Tragwerks auftretenden
Belastungskräfte und Bewegungsbedingungen geeignet ausgestaltet werden.
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Beispielsweise kann eine derartige Anpassung mit Vorteil dadurch geschehen
daß die mit Bewehrungspiatten versehenen oberen und unteren Bereiche des Druckkissens
über den Ring hinausstehend ausgebildet sind. In einem solchenFall können ein oder
mehrere Bewehrungsplatten mit dazwischen liegenden Schichten aus elastisch nachgiebigen
Bereichen abwechseln. Etin solches Lager ist besonders gut als tipplager mit horizontaler
Verschiebemötglichkeit geeignet, wobei die Verschiebemöglichkeit in den über den
Ring hinausstehenden Bereichen geschaffen wird, während die Kipp- und Drehmöglichkeit
vor allem aus dem mittlerenringinneren Bereich des Druckkissens, weicher von. Bewehrungsplatten
frei bleibt, folgt.
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Die Bewehrungsplatten und/oder Platten zur Verstärkung
oder
Versteifung zur Erzielung einer erwünschten Beweglichkeit können aus in herkömmlichen
Lagern verwendeten Werkstoffen, beispielsweise Stahl, Kunststoffen, faserverstärkten
Kunststoffen oder dergleichen, und in je nach der erwünschten Beweglichkeit geeignet
ausgewählter Ausbildung, beispielsweise gelocht oder ringförmig oder rahmenförmig
ausgebildet sein.
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Es ist von Vorteil, wenn zwischen dem Ring und der diesem zugewandten
Mantelfläche des Druckkissens eine, vorzugsweise am Ring befestigte Gleitschicht
vorgesehen ist.
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Dadurch wird eine Gleitbewegung der Mantelfläche des Druckkisses unter
einer Schubverformung erheblich gefördert.
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Das Druckkissen und der Ring können je nach Anwendung fall einen kreiszylindrischen
oder polygonalen, beispielsweise rechteckigen, Umfang beschreiben. Der Druckkissenwerkstoff
kann aus einem für Gummilager üblichen oder geeigneten natürlichen oder synthetischen
Elastomer bestehen. Der Ring kann aus Kunststoff oder Metall sein, er kann mit einer
gegen Korrosion schützenden Schicht versehen sein, beispielsweise in Fortsetzung
der inneren Gleitschicht. Die innere Gleitschicht-hat außerdem den Vorteil, daß
das Druckkissen direkt innerhalb des Ringes hergestellt oder ausgehärtet werden
kann. Die Gleitschicht ist in einem solchen Fall als Trennschicht geeignet ausgebildet,
sodaß ein Ansetzen des Gummikissens an der inneren Mantelfläche des Ringes beim
Aushärten
oder Vulkanisieren vermieden wird. Schließlich kann der
1lin£ auch aus einem vorzugsweise faserverstärkten, beispielsweise glasfaserverstärkten
Kunststoff, bestehen, in welchem Fall ein derartiger Kunststoff ausgewählt werden
kann, welcher die erwünschten Gleiteigenschaften aufweist. Sowohl ein Metallring
als auch ein Kunststoffring kann mit aufplattierten Netallschichten versehen sein,
welche als Korrosionsschutz und als Gleitschicht ausgebildet oder geeignet ausgewählt
werden-Rönnen.
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Ein von den erfindungsgemäßen Merkmalen gebrauchmachendes einfaches
Gleitlager kann dadurch ausgebildet werden, daß das Druckkissen über eine Gleitschicht
oder eine Gleitplatte an einer Lagerfläche anliegt und auf der der Gleitschicht
oder Gleitplatte abgewandten Seite von einer das übrige Druckkissen abdeckenden
und in den Ring teilweise eingreifenden Pla-tte versehen ist, und daß der Ring parallele
äußere Mantelflächen aufweist, welche vorzugsweise unter Zwischenschaltung einer
Gleitschicht an Führungsflächen der angrenzenden Baukörper des Tragwerkes gleitend
anliegen. Die Führungsflächen können dabei als parallel verlaufende Schienen ausgebildet
sein, in welchen das Lager in einer bevorzugten Richtung gleitet. Vorteilhafterweise
ist der Ring bei einem solchen Lager mit rechteckigen Außenumfangsflächen versehen,
wobei die Innenumfangsfläche kreiszylindrisch ausgebildet sein kann.
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Ein ähnliches Gleitlager kann auch dadurch ausgebildet werden, daß
das Druckkissen mit das übrige Druckkissen bedeckenden, vorzugsweise in den Ring
eingreifenden, oberen und unteren Platten versehen ist, von denen eine Platte eine
Parallelführung aufweist, vorzugsweise unter Zwischenschaltung einer Gleitschicht,
an Führungsflächen der angrenzenden Baukörper des Tragwerks anliegt und an der zugeordneten
Lagerfläche über eine Gleitschicht und/oder Gleitplatte anliegt. Die Parallelführung
kann entweder in einem Vorsprung vorgesehen sein, welcher in eine Aussparung des
Baukörpers eingreift, oder es greift ein mit Führungaflächen versehener Vorsprung
des Baukörpers in eine mit der Parallelführung versehene Aussparung der Platte ein.
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Falls die Führungsflächen am Ring angreifen, kann zwischen den Führungsflächen
und dem Ring eine elastisch nachgiebige Gleitschicht oder ein geeignet bemessenes
Spiel vorgesehen sein, wodurch dem Ring eine größere Beweglichkeit gegenüber der
Tragwerkskonstruktion ermöglicht ist. Der Ring und das Druckkissen können in beiden
Ausführungsformen des Gleitlagers so, wie vorher beschrieben, ausgebildet sein.
Um jedoch gewisse Horizontalkräfte von einer Lagerfläche über das Druckkissen und
den Ring in die andere Lagerfläche einleiten zu können, empfiehlt es sich, das Druckkissen
an seiner Oberseite und/oder Unterseite mit einer in den Ring eingreifenden Platte
zu versehen, welche die Horizontalkräfte übertragt. Wenn die Führungsflächen an
den äußeren Mantelflächen des Ringes gleiten, braucht lediglich eine Platte in den
Ring einzugreifen, da auf der dieser Platte abgewandten Seite
des
Druckkissens die Horizontalkraft über die Führungsflächen auf den Ring übertragen
wird.
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Ein vorteilhaftes Festlager kann in einer Modifikation des Erfindungsgedankens
dadurch vorgesehen werden, daß das Druckkissen ringförmig ausgebildet ist und daß
ein an seiner inneren Mantelfläche in gleicher Weise, wie der Ring an seiner äußeren
Mantefläche getragener an sich bekannter Innenring, in welchen in den Bauwerksteilen
befestigte Haltebolzen eingreifen, vorgesehen ist.
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Auf diese Weise ist das Lager über die Bolzen festgelegt. Es kann
entweder ein von unten in den Innenring eingreifender Bolzen, welcher mit seiner
Stirnfläche einen Abstand zu übrigen Baukörpern des Tragwerks einhält, vorgesehen
sein, es können auch zwei Haltebolzen vorgesehen sein, welche von oben und von unten
in den Innenring unter Einhaltung eines Abstandes zwischen ihren Stirnflächen eingreifen.
Diese Stirnflächen können gleichzeitig auch dazu dienen, als Anschläge die vertikale
Beweglichkeit des Lagers zu begrenzen. Der Innenring ist in gleicher Weise wie der
Außenring, das heißt elastisch und formschlüesig vom Druckkissen, frei beweglich
gegenüber anderen angrenzenden Bauteilen, gehalten. Es ist nicht erforde lich, daß
die äußere Nantelflache des Innenrings geom trisch ähnlich zur lnnren Mantelfläche
des Außenrings verläuft sondern es kann für beide n.ntelflächen eine voneinander
verschiedene, geeignete Kontur gewählt werden. Bür daserfindungsgemäße @ipplager
ergeben sicht wi.
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die obigen Ausführungen zeigen, eine ganze Menge von vorteilhaften
Modifikationen, die sämtlich von dem Gedanken der Erfindung Gebrauch machen, das
Druckkissen eines Elastomerlagers mit einem Ring einzufassen und auf diese Weise
ein seitliches llerausquetschen des Druckkissens unter Last zu verhindern, und gleichzeitig
die Beweglichkeit durch weitgehenden Verzicht auf die bei den bekannten Konstruktionen
verwendeten Bewehrungsplatten, bezogen auf eine bestimmte Bauhöhe des Lagers, stark
zu erhöhen. Daruberhinaus ergeben sich vielseitige Kombinationsmöglichkeiten mit
bekannten Lagern und deren Lagerungaprinzipien. Das erfindungsgemäße Lager ei-gnet
sich sowohl als reines Kipplager, als auch als Festlager, als auch als Gleitlager.
Diese Einbaumerkmale können den Konstruktionsgegebenheiten des Tragwerks jeweils
angepaßt werden. In der Zeichnung sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt und im folgenden erläutert.
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In der Zeichnung zeigt: Fig. 1 ein Kipplager mit einem Druckkissen,
welches von einem Ring umgeben ist, Fig.2 bis 11 gegenüber der Ausführungsfoiin
nach Figur 1 modifizierte Lager, Fig. 12 und 13 ein bevorzugtes Gleitlager im Vertikal-und
liorizontalsilnit-t, Fig. 14 eine weitere Ausführungsform eines Gleitlagers und
Fig.
15 ein bevorzugtes Festlager.
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Das Kipplager gemäß Fig. 1 besteht in seinem grundsätzlichen Aufbau
aus einem Druckkissen 1 und einem das Druckkissen umgebenden Ring 2. Auf dem Druckkissen
stützen sich von Baukörpern 5 und 6 des Tragwerks gebildete obere und untere Lagerflächen
3 und 4 ab. Der Ring 2 ist etwa in der mittleren Ringebene mit einer Umfangsnut
7 versehen, in welche eine Umfangsrippe 8 des Druckkissens 1 formschlüssig eingreift.
An der inneren Mantelfläche 11, welche gemäß Figur 1 im Querschnitt Geraden bildet,
liegt das Druckkissen 1 elastisch gleitend an. Da der1 Ring 2 lediglich über die
Nut 7 und die Rippe 8 am Druckkissen 1 gehalten und ein Spalt 9 zu den Baukörpern
5 und 6 des Tragwerks vorgesehen ist, kann es bei einer Belastung des Lagers durch
das Tragwerk zu einer freien Beweglichkeit des Ringes 2 gegenüber den Baukörpern
5 und 6 kommen. Bei der Verformung des Druckkissens treten an der inneren Mantelfläche
11 des schwimmend gelagerten Ringes 2 Gleitverschiebungen auf, welche die freie
Schubverformung des Druckkissens 1 im Bereich seines Umfangs nur wenig behindern.
Zur Vermeidung einer Beschädigung des Druckkissens. im Bereich der Innenkanten des
Ringes 2 sind letztere abgerundet ausgebildet. Das Druckkissen 1 ist vorzugsweise
als Kreisacheibe ausgebildet, kann aber auch jede andere geeignete Ausbildung besitzen.
Der Ring 2 ist mit seiner inneren Nantelfläche an die Außenumfangsfläche des Druckkissens
1 angepaßt, wobei die äußere UmCangsfläche des Ringes 2 geometrisch ähnlich zu seiner
inneren Nantelfläche 11 ausgebildet sein kann, die äußere Piantelfläche
des
Ringes 2 kann aber auch eine beliche @@andere Gestalt besitzen, beispielsweise kann
sie @@@@@eckig oder polygonal verlaufen.
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Figur 2 zeigt eine Ausführungsform, in welches (:aS Druckkissen 1
eine im Querschnitt konvexe Umfangsfläche aufweist, wohinge}*en der Ring 2 eine
entsprechend konkav gekXümrte innere Mantelfläche lia besitzt. Aufgrand der ge-.
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krümmten Oberflächen ist der Ring formschlüssig an Druckkissen gehalten.
Zusätzlich kann etwa in der mittleren ringebene ein weiterer Formschluß vorgesehen
sein, welcher gemaß Figur 2 durch eine Umfangsnut 7a des Ringes 2 und eine in diese
Umfangsnut eingreifende Rippe 8a des Druckkissens 1 verwirklicht ist. Die Krümmung
der Oberflache kann entsprechend der zu erwartenden Drehbewegung des Tragwerks und
damit des Druckkissens ausgewählt werden. Im Ausführungsbeispiel besitzt der Ring
2 eine grössere vertikale Ausdehnung, als das Druckkissen 1, auf welchem sich obere
und untere Lagerflächen 3a und 4a von angrenzenden Baukörpern 5a und 6a des Tragwerks
abstützen.
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Die Lagerflächen 3a und 4a greifen also in den Ring 2 unter Zwischenschaltung
eines Spaltes 9a ein, sodaß die freie Beweglichkeit des Ringes 2 gegeben ist.
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Die Ausführungsform gemäß Figur 3 zeigt die Ausbildung eines Gleitlagers.
In vorzugsweise die obere Außenfläche des Druckkissens 1 ist eine Gleitschicht 12
versenkt, welche auf einer Gleitplatte 13 des angrenzenden Baukörpers 5 gleitend
beweglich ist. Der Ring 2 gemäß Figur 3 besitzt eine im Querschnitt zum Druckkissen
hin konvexe
Oberfläche, wohingegen das Druckkissen 1 eine eilzsprechende
konkave Mantelfläche aufweist. Die Mantelfläche des Druckkissens sowohl in der Ausführung
gemäß Figur 2 als auch in der gemäß Figur 3 kann auch im Querschnitt als Gerade
verlaufen, wobei sich dann eine entpreschende Krümmung der Umfangsfläche unter Anliegen
an der Innenmantelfläche 11a oder lib des Ringes 2 bei einer Belastung des Lagers
ergibt.
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Das Lager gemäß Figur 4 weist wiederum einen an seiner Innenmantelfläche
lib im Querschnitt konvex gekrummten Ring 2 auf und das Druckkissen 1 ist an seiner
Umfangsfläche la mit einer Versiärkung im Sinne eines gröBeren Elastizitätsmoduls
versehen, die an der Ober- und Unterseite des Druckkissens an den Innenflächen von
oberen und unteren, das Druckkissen 1 bedeckenden Platten 14, 15 des Druckkissens
anliegt. Durch die Verstärkung wird erreicht, daß ein Herausquetschen des Druckkissens
1 aus den Spalten 9 zwischen Ring 2 und oberem und unterem Baukörper 5 und 6 des
Tragwerkes zuverlässig vermieden ist.
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Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 verläuft der verstärkte Bereich
1a rings der gesamten Umfangsfläche des Druckkissens 1, wohingegen in der Ausführungsform
nach Figur 5 verstärkte Bereich 1b des Druckkissens 1 vorgesehen sind, welche lediglich
im Bereich der Spalte 9 verlaufen. Beide Verstärkungen können. in gewissem Maße
zu einer Horizontalkraftübertragung durch das Lager beitragen.
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In Figur 6 ist eine weitere Modifikation dargestellt,
bei
welcher die oberen und unteren, das Dnickkissen 1 bedeckenden Platten 14a und 15a
in den Ring 2 eingreifen.
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Gemäß Figur 6 ist der Ring 2 mit einer an seiner inneren Mantelfläche
verlaufenden Umfangsrippe 7b versehen, welche in eine Umfangsnut 8b des Druckkissens
1 formschlüssig eingreift. Im Bereich der Kanten zwischen den Platten 14a und 15a
ist eine ringförmige Eckdichtung 1c vorgesehen, welche wieder eine Dichtungsfunktion
übernimmt. Solche Dichtungsringe lc können dann vorgesehen werden, wenn das Druckkissen
1 aus einem gummielastischen Werkstoff mit kleinem Elastizitätsmodul besteht. Die
Ringe 1c können mit dem übrigen Druckkissen verbunden oder lose auf diesen aufgelegt
sein.
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Das Lager gemäß Figur 7 ist oben und unten im ringinneren Bereich
mit Bewehrungsplatten 16 und 17 versehen, wobei der mittlere ringinnere Bereich
des Druckkissens 1 von Bewehrungsplatten frei bleibt. Diese Bewehrungsplatten beeinflussen
das Verformungsverhalten des Druckkissens im Bereich der zwischen dem Ring 2 und
angrenzenden Baukörpern gebildeten Spalte . In Figur 7 sind die Spalte zwischen
dem Ring und den oberen und unteren Baukörpern 5 und 6 durch Stützkörper 18 verschlossen,
welche als Schalungshilfe zur Herstellung, Verbindung und/oder Montage des Lagers
verwendet werden können. Solche Stützkörper 18 sind vorzugsweise aus einem Schaumstoff.
Die Stlitzkörper18 werden nachträglich wieder entfernt, sodaß die freie Beweglichkeit
des Ringes 2 am Druckkissen 1 gegeben ist.
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In Sonderfällen kann es jedoch auch von Vorteil sein, wenn die Stützkörper
18 in den Spalten verbleiben. Sie sollen aber ein derartiges Elastizitätsverhalten
aufweisen, daß die freie Beweglichkeit des Ringes 2 am Druckkissen 1 nicht wesentlich
beeinträchtig wird. Die Stützkörper 18 können beispielsweise auch dazu dienen, das
Druckkissen gegenüber äußeren Einflüssen abzuschirmen.
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In Figur 8 sind in dem Druckkissen Bewehrungsplatten 19 und 20 versenkt,
die in den Ring beidseitig eingreifen und an seiner Innenmantelfläche anliegen.
Mit Hilfe dieser Bewehrungsplatten 19 und 20 können wiederum Horizontalkräfte übertragen
werden. Die Bewehrungsplatten 19 und 20 sollen so angeordnet und ausgebildet sein,
daß es nicht zu ihrer Verklemmung im Ring 2 unter Blockierung eines elastischen
Gleitens des Druckkissens 1 am Ring 2 kommt Figur 9 zeigt eine vorteilhafte Kombination
des erfindungsgemäßen Lagers mit herkömmlichen Bauformen. Das Druckkissen 1 ist
in seinen außerhalb des Ringes 2 gelegenen Bereichen mit Bewehrungsplatten 21, 22
und 23, 24 versehen. Dadurch ist in den außerhalb des Ringes gelegenen Bereichen
des Druckkissens 1 eine Verschieblichkeit senkrecht zur Achse des Lagers gegeben
und über die außerhalb des Ringes gelegenen Bereiche und den ringinneren Bereich
des Druckkissens eine Kipp- und Drehmöglichkeit, wozu vor allem der ringinnere Bereich
beiträgt, da in diesem Bereich keine Bewehrungsplatten vorgesehen sind,
sodaß
in diesem Bereich das Schubvermögen voll ausgenutzt werden kann.
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Das Lager gemäß Figur 9 ist außerdem an der Innenmantelfläche des
Ringes 2 mit einer Gleitschicht 2a versehen.
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Durch diese Gleitschicht wird das Gleiten der Umfangsbereiche des
Druckkissens auf der Mantelfläche des Ringes gefördert, sodaß eine bessere Verschieblichkeit
des Druckkissens gegenüber dem Ring gegeben ist. Eine solche Gleitschicht kann an
sämtlichen in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen verwendet werden. Ein
besonderer Vorteil der Gleitschicht ist es, daß sie außerdem als Trennschicht bei
der Herstellung des Lagers dient. Falls die Gleitschicht 2a aus einem geeigneten
Material besteht, welches als Trennmittel wirkt, kann das Druckkissen 1 direkt in
den Ring 2 einvulkanisiert werden, ohne daß die Gefahr eines Anhaftens oder Verklebens
mit dem Ring besteht.
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Das Druckkissen 1 gemäß Figur 10 ist an seiner Umfangsfläche mit einem
verstärkten Bereich 1d versehen. In einer Weiterführung der Ausführungsform gemäß
Figur 10, welche aus Figur 11 hervorgeht, ist der gesamte Randbereich 1d des Druckkissens
verstärkt ausgebildet. Bei einer derartigen Ausbildung kann das Innere des Druckkissens
gegebenenfalls plastische Eigenschaften aufweisen, wobei die plastische Verformung
zum Rand hin in eine elastische Verformung übergehen kann.
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Figur 12 zeigt eine Ausführungsform eines Lagers als
Gleitlager.
Der die Lagerfläche 3 bildende Baukörper ist über den Ring 2,ihn auf zwei Seiten
umgreifend, hinausgezogen und bildet an seiner Innenfläche seithiche Fübrungsflächen
25a und 25b aus. Diese Führungsflächen stehen unter Zwischenschaltung einer Gleitschicht
30a und 30b mit dem Ring 2 in Verbindung. Das Druckkissen 1 ist an seiner Oberseite
mit einer das übrige Druckkissen bedeckenden Platte 26 versehen, in welche eine
Gleitschicht 28 eingelegt kst, die auf einer Gleitplatte 29 der Lagerfläche 3 beweglich
ist. Im unteren Bereich ist das Druckkissen 1 mit einer in den Ring 2 eIngreifenden
Platte 27 versehen, welche sich auf der Lagerfläche 4des Baukörpers 6a des Tragwerks
abstützt. Das dargestellte Lager kann in einer Richtung über den die Führungsflächen
25a und 25b bildenden Außenring des Baukörpers 5, den Ring 2 und die Platte 27 Rorizontalkräfte
übertragen und ist in dieser Richtung festgelegt, während es in der dazu senkrechten
Richtung entlang des Bührungsflächen 25a und 25b verschieblich ist. Dies ist durch
den Doppelpfeil gemäß Figur 13 angedeutet.
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Eine gleichartige Lösung ist mit Figur-14 vorgestellt.
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Hier wird nicht der Ring 2 gleitend geführt, sondern ein Teil 31a
einer das übrige Druckkissen 1 bedeckenden Platte 31, welche in den Ring 2 eingreift
und an seinem Innenumfang anliegt. Das Teil 31a der Platte 31 steht unter Zwischenschaltung
von Gleitschichten 34a und 34b mit den Führungsflächen 5b und 5c in gleitender Verbindung.
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Außerdem ist die Oberseite der Platte 31 in ihrem außerhalb
des
Teils 31a gebildeten Ringbereich mit einer Gleitschicht 33 versehen, welche an der
Lagerfläche 3 des Baukorpers 5 anliegt. An der Unterseite des Lagers ist eine Platte
32 des Druckkissens 1 vorgesehen, welche ebenfalls in den Ring 2 eingreift und an
dessen Innenumfang anliegt.
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Die Platte 32 ist mit dem Baukörper 6,gegebenenfalls formschlüssigXverbunden.
Auch dieses Lager kann in einer Richtung Horizontalkräfte übertragen, wohingegen
es wegen der schienenförmigen Führungsflächen 5b und 5c in der dazu senkrechten
Richtung ausweichen kann.
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Gemäß Figur 15 ist ein Lager als Festlager dadurch ausgebildet, daß
das Druckkissen 35 selbst ringförmig ausgebildet und an seiner inneren Mantelfläche
mit einem Innenring 36 in Gleitkontakt steht. Der Innenring 36 wird in gleicher
Art, wie der von der äußeren Umfangsfläche des Dwuckkissens 35 getragene Ring 2
vom Druckkissen formschlüssig gehalten. In den Innenring 36 greifen von beiden Seiten
Bolzen 37 und 38 der Baukörper 5 und 6 unter Spiel 39 zur Ermöglichung einer freien
Beweglichkeit des Ringes 36 ein. Zwischen den Stirnflächen der Bolzen 37 und 38
ist ein Zwischenraum 40 freigehalten, sodaß auch eine vertikale Verschiebungsmöglichkeit
für das Lager gegenen ist. Die Bolzen können auch elastisch nachgiebig ausgebildet
werden, oder es können zwischen Bolzen und Irmienring elastisch nachgiebige Zwischenschichten
vorgesehen sein.
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- Patentansprüche