DE2063745B2 - Kipplager fuer bruecken oder aehnliche bauwerke - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kipplager für Brücker oder ähnliche Bauwerke mit einem zwischen angrenzenden, obere und untere Lagerfläche bildenden Bauteilen angeordneten, gummielastischen Druckkissen mit einer ringförmigen, außen an seiner Mantelfläche anliegenden, im Abstand von den Lagerflächen angeordneten Einfassung.

Ein derartiges bekanntes Lager (deutsche Ottenlegungsschrift 1803 312) ist mit einer eine Querdehnung des Druckkissens und damit eine vertikale Verschiebung verhindernden Einfassung aus einer Mehrzahl von ringförmig gebogenen Bewehrungs-

stäben versehen, welche das DruckkiFsen mit Abstand voneinander umgeben. Diese Art der Einfassung des Druckkissens verbessert die Kippmöglichkeit gegenüber den bekannten mit Platten bewehrten Gummischichtlagern, weil die bewegungshindernde

Bewehrung im Innern des Druckkissens fehlt, und vergrößert aus diesem Grunde auch die horizontale Verschieblichkeit, wobei allerdings im Randbereich des Druckkissens die Bewehrungsstäbe eine Störungszone bilden.

Im Gegensatz zu den Gummischichtlagern können die ringförmig gebogenen Bewehrungsstäbe wegen ihres begrenzten Querschnitts vergleichsweise nur geringere Kräfte aufnehmen als die entsprechenden Bewehrungsplatten, so daß die spezifische Belastung

♦0 des Druckkissens vermindert werden muß. Ferner besteht die Gefahr, daß die Bewehrungsstäbe sich in das Druckkissen einschneiden und durch Kerbrisse bei wiederholten Kippbewegungen d;ssen Oberfläche zerstören.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber Kippbewegungen weiches, aber gegenüber horizontalen Verschiebungen steifes Lager zu schaffen, welches, wie das bekannte Lager, ohne Bewehrungen im Inneren des Druckkissens auskommt und bei welchem das Druckkissens möglichst hoch belastet werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Einfassung aus einem einzigen, schwimmend auf dem Druckkissen gelagerten, biegesteifen Ring besteht. Das erfindungsgemäße Lager vereinigt damit in sich die vorteilhaften Eigenschaften bekannter Topflager, bei denen das Druckkissen allseitig abgestützt in einem Topf aufgenommen ist, mit den Vorteilen bekannter Gummilager, welche gegenüber den Topflagern einfacher aufgebaut sind.

Das erfindungsgemäße Lager ist kippweich, weil der schwimmend auf dem Kissen gelagerte Ring die gesamte Kissendicke für die Kippverformung freigibt.

Das Lager ist zudem gegen horizontale Verschiebungen steif, da nur die beiden schmalen Druckkissenzonen oberhalb und unterhalb des Rings durch Schubverformung nachgeben können. Im Inneren des

Rings verhindert der Biege- und Torsionswiderstand des Rings selbst jede Schubverformung des Kissens Ferner ist das Lager hochbelastbar, da der auf dem Druckkissen schwimmende Riag durch seinen großen Querschnitt die Querdehnungskräfte des Druckkissens ohne Eigenverformung aufnehmen kann. Infolge der großen Berührungsfläche zwischen Ring und Drucklassen kann ohne Gefahr für das Druckkissen selbst dieser größere Bewehrungsquerschnitt voll ausgenutzt werden.

Die schwimmende Lagerung des Rings kann auf verschiedene. Weise verwirklicht werden Ein Vorschlag besteht darin, die Mantelfläche des Druckkissens und die dem Druckkissen zugewandte Mantelfläche des Rings konkav bzw. konvex auszubilden Eine andere Möglichkeit besteht daria, in der Mitteler >ene des Rings oder des Druckkissens eine Umffjngsnut anzuordnen, in welche ein entsprechender nppenahnhcher Vorsprung des Druckkissens bzw ei,, Rings eingreift. Auf diese Weise entsteht eine for mschlussige Verbindung zwischen Ring und Drucklosen, ohne daß dadurch die freie Verformbarkeit de- Druckkissens beeinträchtigt wird.

Insbesondere wenn ein weiches Druckkissenmatena! verwendet werden soll oder wenn die Spalte zwisehen Ring und den Lagerflächen groß sein sollen um eine größere Beweglichkeit des Lagers zu gewährleisten, ist es vorteilhaft, das Druckkissen an seiner Oberfläche wenigstens in seinen die zwischen dem Rm.!: und den Lagerflächen gebildeten Spalte überbrückenden Randbereichen verstärkt auszubilden Die verstärkten Bereiche des Druckkissens an dessen Dberfläche können auch noch weiter ausgedehnt werden; ein Vorschlag sieht vor, daß das Druckkissen wenigstens im Bereich seiner Mantelfläche verstärkt ausgebildet ist und in dem von den verstärkten Bereichen begrenzten Raum mit plastischem oder elastischem Werkstoff gefüllt ist.

Die verstärkten Bereiche können aber auch eine geschlossene Hülle bilden. Dabei ist es vorteilhaft wenn der Werkstoff der verstärkten Bereiche mit dem Werkstoff der anderen Bereiche verklebt oder vernetzt ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann es zweckmäßig sein, eine oder mehrere am oder im Druckkissen oben und unten angeordnete Bewehrungsplatten anzuordnen, während der dazwischenliegende Bereich des Druckkissens von Bewehrungsplatten frei ist. Solche Bewehrungsplatten dienen zur Krafteinleitung in das Druckkissen und ermöglichen die Herstellung einer geeigneten Verbindung mit den Lagerflächen und/oder mit dem Ring. Mehrere solcher im Druckkissen eingebetteter Bewehrungsplalten oberhalb und/oder unterhalb des Rings können nach Art der Gummischichtlager auch kleinere Horizontalverschiebungen ermöglichen. Eine Verbindung der Bewehrungsplatten mit dem Ring läßt sich beispielsweise dadurch auf einfache Weise herstellen, daß die Bewehrungsplatten an der Innenseite des Kings mit ihrem gesamten Umfang anliegen. Bei dieser Ausbildung des erfindungsgemäßen Lagers können Horizontalkräfte über die Bewehrungsplatten ohne Verschiebung durch das Lager hindurchgeleitet werden.

Die genannten Bewehrungsplatten können aus steifen oder elastischen Werkstoffen bestehen. Sie können bei der Herstellung des Druckkissens in dieses einvulkanisiert werden. Als Werkstoffe für wie Bewehrungsplatten kommen beispielsweise Metall< oder faserverstärkte Kunststoffe in Frage.

Im Rahmen der Erfindung können Druckkisser und Ring je nach Anwendungsfall eine kreiszylindrische oder polygonale, beispielsweise rechteckige Umfangsform aufweisen. Der Druckkissenwerkstofj kann aus einem für Gummilager üblichen Werkstofl bestehen, beispielsweise aus natürlichem oder synthetischem Kautschuk. Der Ring selbst kann aus Kunststoff oder Metall sein, gegebenenfalls mit einem gegen Korrosion schützenden Überzug.

Das erfindungsgemäße Kipplager eignet sich abei auch für die Weiterbildung als Gleitlager oder als Festlager für größere Horizontalkräfte. Ein Gleitlager kann dadurch geschaffen werden, daß bei einem Kipplager, auf dem eines der Bauteile gleitend gelagert ist, der Ring mit seiner äußeren Mantelfläche, vorzugsweise unter Zwischenschaltung einer Gleitschicht, an Führungsflächen des einen der angrenzenden Bauteile gleitend anliegt.

Ein Festlager wird dadurch geschaffen, daß das Druckkissen ringförmig ausgebildet ist und daß ein an seiner inneren Mantelfläche in gleicher Weise wie ckr Ring an seiner äußeren Mantelfläche getragener Innenring angeordnet ist, in welchen in den Bauteilen befestigte Haltebolzen eingreifen.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist Gegenstand des Anspruchs 10.

An Hand der Zeichnung werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Es zeigt F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch ein Kipplager. F i g. 2 bis 11 je einen vertikalen Teilschnitt durch andere Ausführungsformen einss Kipplagers,

Fig. 12 und 13 einen Vertikalschnitt und einen Horizontalschnitt durch ein als Gleitlager ausgebildetes Kipplager und

F i g. 14 einen Vertikalschnitt durch ein als Festlager ausgebildetes Kipplager.

Das Kipplager gemäß F i g. 1 besteht in seinem grundsätzlichen Aufbau aus einem Druckkissen 1 und einem das Druckkissen umgebenden Ring 2. Auf dem Druckkissen stützen sich von Bauteilen 5 und 6 des Bauwerks 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 ein rippenähnlicher Vorsprung 8 des Druckkissens \ formschlüssig eingreift. An der Innenseite 11 des Ringes liegt das Druckkissen 1 elastisch gleitend an. Da der Ring 2 lediglich über die Umfangsnut 7 und den Vorsprung 8 am Druckkissen 1 gehalten und ein Spalt 9 zu den Bauteilen 5 und 6 des Bauwerks vorgesehen ist, bleibt der Ring 2 frei beweglich. Bei der Verformung des Druckkissens treten an der Innenseite 11 des schwimmend gelagerten Ringes 2 Gleitverschiebungen auf, welche die freie Verformung des Druckkissens 1 im Bereich seines Umfangs nur wenig behindern. Zur Vermeidung einer Beschädigung des Druckkissens im Bereich der Innenseiten des Ringes 2 sind letztere abgerundet ausgebildet. Das Druckkissen 1 ist vorzugsweise als Kreisscheibe ausgebildet, kann aber auch jede andere geeignete Form haben. Die Innenseite des Ringes ist an die Außenumfangsfläche des Druckkissens 1 angepaßt, wobei die äußere Umfangsfläche des Ringes 2 geometrisch ähnlich zu seiner inneren Mantelfläche ausgebildet sein kann; die äußere Mantelfläche des Ringes 2 kann aber auch eine beliebige andere Gestalt haben, beispielsweise rechleckiu nrler nnlvannal

F i g. 2 zeigt eine Ausführungsform, in welcher das des Druckkissens 1 von Bewehrungsplatten frei Druckkissen 1 eine im Querschnitt konvexe Mantel- bleibt. Diese Bewehrungsplatten beeinflussen das fläche aufweist, wohingegen der Ring 2 eine entspre- Verformungsverhalten des Druckkissens im Bereich chend konkav gekrümmte Innenseite 11 α aufweist. der zwischen dem Ring 2 und angrenzenden Bau-Auf Grund der gekrümmten Oberflächen ist der 5 teilen gebildeten Spalte. In F i g. 7 sind die Spalten Ring formschlüssig am Druckkissen gehalten. Zu- zwischen dem Ring und den oberen und unteren sätzlich kann etwa in der mittleren Ringebene ein Bauteilen 5 und 6 durch Stützkörper 18 verschlossen, weiterer Formschluß vorgesehen sein, welcher gemäß welche als Schahingshilfe zur Herstellung, Verbin-F i g. 2 durch eine Umfangsnut 7 α des Ringes 2 und dung und/oder Montage des Lagers verwendet wereinen in diese Umfangsnut eingreifenden Vorsprung io den können. Solche Stützkörper 18 sind vorzugs-8 a des Druckkissens 1 verwirklicht ist. Die Krüm- weise aus einem Schaumstoff. Die Stützkörper 18 mung der Oberfläche kann entsprechend der zu erwar- werden nachträglich wieder entfernt, so daß die freie tenden Verformung des Druckkissens gewählt wer- Beweglichkeit des Ringes 2 am Druckkissen 1 geden. Gemäß F i g. 2 hat der Ring 2 eine größere geben ist.

Höhe als das Druckkissen 1, auf welchem sich obere 15 In Sonderfällen kann es jedoch auch von Vorteil und untere Lagerflächen 3 a und 4<? von angrenzen- sein, wenn die Stützkörper 18 in den Spalten verbleiden Bauteilen S α und 6 α des Bauwerks abstützen. ben. Sie sollen aber ein derartiges Elastizitätsverhal-Die Lagerflächen 3 α und 4 α greifen also in den ten aufweisen, daß die freie Beweglichkeit des Rin-Ring 2 unter Zwischenschaltung eines Spaltes 9 a ges 2 am Druckkissen 1 nicht wesentlich beeinträchein, so daß die freie Beweglichkeit des Ringes 2 ge- 20 tigt wird. Die Stützkörper 18 können beispielsweise geben ist. auch dazu dienen, das Druckkissen gegenüber äuße-

F i g. 3 zeigt ein Druckkissen 1 mit einer versenk- ren Einflüssen abzuschirmen.

ten Gleitschicht 12, welche auf einer Gleitplatte 13 In F i g. 8 sind im Druckkissen Bewehrungsplatten des angrenzenden Bauteils 5 gleitend beweglich ist. 19 und 20 versenkt, die in den Ring beidseitig ein-Der Ring 2 hat eine zum Druckkissen hin konvexe 25 greifen und an seiner Innenseite anliegen. Mit Hilfe Oberfläche, wohingegen das Druckkissen 1 eine ent- dieser Bewehrungsplatten 19 und 20 können Horisprechende konkave Mantelfläche aufweist. Die Man- zontalkräfte ohne Verschiebung übertragen werden, telfläche des Druckkissens sowohl in der Ausführung Die Bewehrungsplatten 19 und 20 sollen so angeordgemäß F i g. 2 als auch in der gemäß F i g. 3 kann net und ausgebildet sein, daß es nicht zu ihrer Verauch zylindrisch sein, wobei sich dann eine entspre- 30 klemmung im Ring 2 unter Blockierung des elastichende Krümmung der Umf angsfläche unter Anliegen sehen Gleitens des Druckkissens 1 am Ring 2 kommt, an der Innenseite 11 α oder 11 b des Ringes 2 bei Be- F i g. 9 zeigt eine vorteilhafte Kombination des lastung des Lagers ergibt. erfindungsgemäßen Lagers mit herkömmlichen Bau-Fig. 4 zeigt einen an seiner Innenseite 11 ft im formen. Das Druckkissen 1 ist in seinen außerhalb Querschnitt konvex gekrümmten Ring 2. Das Druck- 35 des Ringes 2 gelegenen Bereichen mit Bewehrungskissen 1 ist an seiner Umfangsfläche mit einem ver- platten 21, 22, 23 und 24 versehen. Dadurch ist in stärkten Bereich 1 α im Sinne eines größeren Elastizi- den außerhalb des Ringes gelegenen Bereichen des tätsmoduls versehen, die an der Ober- und Unter- Druckkissens 1 eine Verschiebungsmöglichkeit gcseite des Druckkissens an den Innenflächen von obe- geben und über den ringinneren Bereich des Druckren und unteren, das Druckkissen 1 bedeckenden 40 kissens eine Kippmöglichkeit, wozu auch der Be-Platten 14 und 15 anliegt. Durch die Verstärkung reich der Bewehrungsplatten geringfügig beiträgt, wird erreicht, daß ein Herausquetschen des Druck- Das Lager gem. F i g. 9 ist außerdem an der Innenkissens. 1 aus den Spalten 9 zwischen dem Ring 2 seite des Ringes 2 mit einer Gleitschicht 2 α versehen, und den oberen und unteren Bauteilen 5 und 6 des Durch diese Gleitschicht wird das Gleiten des Druck-Bauwerks zuverlässig vermieden ist. Im Ausfüh- 45 kissens am Ring gefördert. Eine solche Gleitschichi rungsbeispiel gemäß F i g. 4 erstreckt sich der ver- kann bei sämtlichen in der Zeichnung dargestellter stärkte Bereich 1 α über die gesamte Umfangsfläche Ausführungsformen verwendet werden. Ein besondes Druckkissens 1, wohingegen bei der Ausf ührungs- derer Vorteil der Gleitschicht ist es, daß sie außerden form nach F i g. 5 der verstärkte Bereich 1 b des als Trennschicht bei der Herstellung des Lagers DnickMssens 1 lediglich vor den Spalten 9 vorgese- 50 dient. Falls die Gleitschicht 2 α aus einem Materia hen ist. Solche Verstärkungen unterstützen die Kraft- besteht, welches als Trennmittel wirkt, kann da einleitung in das Druckkissen. Druckkissen 1 direkt in den Ring 2 einvulkanisier In F i g. 6 greifen die oberen und unteren, das werden, ohne daß die Gefahr eines Anhaftens ode Druckkissen 1 bedeckenden Platten 14 α und 15 α in Verklebens mit dem Ring besteht, den Ring2 ein. Der Ring2 ist mit einem an seiner 55 Das Druckkissen 1 gemäß Fig. 10 ist an seine Innenseite umlaufenden Vorsprung 7 b versehen, Umfangsfläche mit einem verstärkten Bereich 1 welcher in eine Umfangsnut 8 b des Dmckkissens 1 versehen. Bei der Weiterbildung dieser AusführungE formschlüssig eingreift. Im Bereich 1 c der Kanten form gemäß F i g. 11 umgibt der verstärkte Bereic zwischen den Platten 14 α und 15 α ist eine ringfor- 1 d das gesamte Druckkissen. Hier kann das Inner mige Eckversteifung vorgesehen. Solche Versteifun- 60 des Dmckkissens auch plastische Eigenschaften au' gen sind dann zweckmäßig, wenn das Druckkissen 1 weisen, wobei die plastische Verformung zum Ran aus einem gummielastischen Werkstoff mit besonders hin in eine elastische Verformung übergehen kann, kleinem Elastizitätsmodul besteht. Die Versteifungen F i g. 12 zeigt eine Ausfuhrungsfonn eines Lage: können mit dem übrigen Druckkissen verbunden als Gleitlager. Der die Lagerfläche 3 bildende Baute oder lose auf diesem aufgelegt sein. 65 ist über den Ring 2, ihn auf zwei Seiten umgreifen Das Lager gemäß F i g. 7 ist oben und unten im hinausgezogen und bildet an seiner Innenfläche sei ringinneren Bereich mit Bewehrungsplatten 16 und liehe Führungsflächen 25 α und 25 b. Diese Fffi 17 versehen, wobei der mittlere ringinnere Bereich rungsflächen stehen unter Zwischenschaltung ein

Gleitschicht 30 α und 30 b 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 ist, 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 4 des Bauteils 6 α des Bauwerks abstütet. Das dargestellte Lager kann in einer Richtung über den die Führungsflächen 25 α und 25 b bildenden Außenring des Bauteils 5, den Ring 2 und die Platte 27 Horizontalkräfte übertragen und ist in dieser Richtung festgelegt, während es in der dazu senkrechten Richtung entlang der Führungsflächen 25 α und 25 b verschieblieh ist. Dies ist durch den Doppelpfeil in Fig. 13 angedeutet.

Gemäß F i g. 14 ist ein Festlager dadurch ausge bildet, daß das Druckkissen 35 selbst ringförmig aus gebildet und an seiner inneren Mantelfläche mi einem Innenring 36 in Gleitkontakt steht. Der Innenring 36 wird in gleicher Art wie der von der äußerer Umfangsfläche des Druckkissens 35 getragene Ring 1 vom Druckkissen formschlüssig gehalten. In der Innenring 36 greifen von beiden Seiten Haltebolzen 3' und 38 der Bauteile 5 und 6 unter Spiel 39 zur Ermöglichung einer freien Beweglichkeit des Innenringes 36 ein. Zwischen den Stirnflächen der Haltebolzen 37 und 38 ist ein Zwischenraum 40 frei gehalten, so daß auch ein vertikales Spiel für das Lagei gegeben ist. Die Haltebolzen können auch elastisch nachgiebig ausgebildet werden, oder es können zwischen Bolzen und Innenring elastisch nachgiebige Zwischenschichten vorgesehen sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

109510/270

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Kipplager für Brücken oder ähnliche Bauwerke mit einem zwischen angrenzenden, obere und untere Lagerflächen bildenden Bauteilen angeordneten, gummielastischen Druckkissen mit einer ringförmigen, außen an seiner Mantelfläche anliegenden, im Abstand von den Lagerflächen angeordneten Einfassung, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfassung aus einem einzigen, schwimmend auf dem Druckkissen (1) gelagerten, biegesteifsn Ring (2) besteht.

2. Kipplager nach Ansprach 1, dadurck gekennzeichnet, daß die Mantelfläche des Druckkissens (1) und die dem Druckkissen zugewandte Mantelfläche des Rings (2) konkav bzw. konvex usgebildet sind.

3. Kipplager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mittelebene des Rings (2) oder des Druckkissens (1) eine Umfangsnut (7 bzw. 7 α bzw. 8 b) angeordnet ist, in welche ein entsprechender rippenähnlicher Vorsprung (8 bzw. 8 α bzw. 7 b) des Druckkissens (1) bzw. des Rings (2) eingreift.

4. Kipplager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckkissen (1) an seiner Oberfläche wenigstens in seinen die zwischen dem Ring (2) und den Lagerflächen (3 bzw. 4) gebildeten Spalte (9) überbrückenden Bereichen (1 b bzw. 1 c) verstärkt ausgebildet ist.

5. Kipplager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckkissen (1) wenigstens im Bereich seiner Mantelfläche verstärkt ausgebildet ist und in dem von den verstärkten Bereichen (1 a) begrenzten Raum mit plastischem oder elastischem Werkstoff gefüllt ist.

6. Kipplager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die verstärkten Bereiche (1 b) eine geschlossene Hülle bilden.

7. Kipplager nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff der verstärkten Bereiche (1 α bzw. 1 b bzw. 1 c bzw. 1 d) mit dem Werkstoff der anderen Bereiche verklebt oder vernetzt ist.

8. Kipplager nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere am oder im Druckkissen (1) oben und unten angeordnet Bewehrungsplatten (16, 17, 19, 20, 21 bis 24) angeordnete sind, während der dazwischenliegende Bereich des Druckkissens (1) von Bewehrungsplatten frei ist.

9. Kipplager nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Beivehrungsplatten (19 und 20) an der Innenseite (11) des Rings (2) mit ihrem gesamten Umfang anliegen.

10. Kipplager nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ring (2) und dem Druckkissen (1) eine Gleitschicht (2 a) angeordnet ist.

11. Kipplager nach einem der Ansprüche 1 bis 10, auf dem eines der Bauteile gleitend gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring mit seiner äußeren Mantelfläche, vorzugsweise unter Zwischenschaltung einer Gleitschicht (30 α und 30 b), an Führungsflächen (25 α bzw. 25 b) des einen der angrenzenden Bauteile (5) gleitend anliegt (Fig. 12).

12. Kipplager nach einem der Ansprüche 1 bi 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckkissei (35) ringförmig ausgebildet ist und daß ein ai seiner inneren Mantelfläche in gleicher Weise wii der Ring (2) an seiner äußeren Mantelfläche ge tragener Innenring (36) angeordnet ist, in welchei in den Bauteilen (5 und 6) befestigte Haltebolzei (37) eingreifen.