DE2442653A1 - ELASTOMERES SUPPORT - Google Patents
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Description
Dr. !ng. Walter Abitz
Dr. Dieter F. M ο rf
Dr. Hans-A. Brauns öDr. ! ng. Walter Abitz
Dr. Dieter F. M ο rf
Dr. Hans-A. Brauns ö
8 Muf>ch3n ου, r.onz'3r.auerfitr. 28. <*1 8 Muf> ch3n ου, r.onz'3r.auerfitr. 28. <* 1
THE GENERAL TIRE & RUBBER COMPANYTHE GENERAL TIRE & RUBBER COMPANY
One General Street, Akron, Ohio 44329, V.St .A.One General Street, Akron, Ohio 44329, V.St .A.
Elastomeres AuflagerElastomeric support
Die vorliegende Erfindung betrifft Lagerelemente zum Abstützens eines Trägers oder Tragdecks an Pfeilern, Fundamenten, Türschwellen und dgl. und insbesondere ein verbessertes elastomeres Auflager, welches ausschliesslich durch Druck- und Scherbeanspruchung oder Verformung die auftretenden statischen und dynamischen Belastungen sowie eine thermische Bewegung und nicht-parallele Lasten und dgl. aufnimmt.The present invention relates to bearing elements for supporting a girder or supporting deck on pillars, foundations, door sills and the like. And in particular an improved one elastomeric support, which is exclusively affected by pressure and shear stress or deformation static and dynamic loads as well as thermal movement and non-parallel loads and the like. records.
Beim Bau von grossen Anlagen, wie beispielsweise einer Brücke oder eines Gebäudes stellt die Bewegung der einzelnen Bauteile relativ zueinander einen wichtigen Paktor dar, welcher berücksichtigt werden muss. Eine derartige Bewegung kann verschiedene Ursachen haben, beispielsweise die thermische Ausdehnung und Verkleinerung der verwendeten Baustoffe, wie auch äussere Kräfte, Z". B. Wind, ErdbewegungenWhen building large systems, such as a bridge or a building, the movement of the individual components relative to one another is an important factor that must be taken into account. Such a movement can have various causes, for example the thermal expansion and reduction in size of the building materials used, as well as external forces, e.g. wind, earth movements
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und dgl., am Bauwerk sowie statische und dynamische Kräfte, die an den Bauelementen selbst wirksam werden. In einer Brückenanordnung sind horizontale Träger zwischen im Abstand angeordneten vertikalen Stützen angeordnet, wobei die Enden der Träger an den Stützen enden. In einer derartigen Anordnung ist es notwendig, dass die thermische Ausdehnung und Verkleinerung eines jeden Trägers berücksichtigt wird,sowie eine Winkel- oder Drehbewegung, welche durch ein Durchbiegen des Trägers unter den Verkehrslasten der Brücke hervorgerufen wird. Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes elastomeres Auflager für derartige Anwend ungsgebiete.and the like., On the structure as well as static and dynamic forces that are effective on the components themselves. In a Bridge arrangement, horizontal beams are placed between spaced vertical supports, with the ends the beam ends at the supports. In such an arrangement, it is necessary to allow thermal expansion and contraction of each beam is taken into account, as well as an angular or rotational movement that is caused by bending of the Carrier is caused under the traffic loads of the bridge. The present invention relates to an improved elastomer Support for such areas of application.
Der Grundgedanke einer Abstützung von Brückenträgern oder dgl. mittels eines lasttragenden elastomeren Materials besteht in einer ständigen Anwendung des Elastomeren als Baumaterial. Die auftretenden Flächenbelastungen und die verschiedenen Momente sind auf die Belastungsfähigkeit und elastischen Daten des Materials "abgestellt, während der Entwurf und die Formgebung anerkannten Verfahren der Kautschukindustrie entsprechen. Bewegungen der Träger werden durch Verformung des Kautschuks und nicht durch eine relative Bewegung aufgenommen. Es hat sich gezeigt, dass elastomere Auflager in wirksamer Weise die verschiedenen Reaktionen aufnehmen und die erforderlichen Bewegungen der Bauelemente innerhalb der Belastungsgrenzen und elastischen Daten des Materials anlassen. Dabei werden beträchtliche Kostenvorteile erhalten und die Notwendigkeit entfällt, teure, sich bewegende Teile zu konstruieren und zu warten.The basic idea of supporting bridge girders or the like by means of a load-bearing elastomeric material consists in constant use of the elastomer as a building material. The surface loads occurring and the various Moments are based on the load capacity and elastic data of the material "while the design and the Design conform to recognized procedures of the rubber industry. Movements of the carrier are caused by deformation of the Rubber and not absorbed by relative movement. It has been shown that elastomeric supports are more effective Way to record the various reactions and the required movements of the components within the load limits and elastic data of the material. Considerable cost advantages are thereby obtained and eliminates the need to design and maintain expensive moving parts.
Der Entwurf eines elastomeren Auflagers beginnt mit der Erkenntnis, dass eine Gummidruckfeder aus einer Vorrichtung besteht, mittels welcher die Schwerkräfte einer Anordnung durch das "Gedächtnis" eines jeweiligen elastomeren Bauteils oder dessen Fähigkeit, seine ursprüngliche Gestalt wieder anzunehmen, ausgeglichen werden. Kautschuk hat die Fähigkeit, sich zu verformen und sich an extreme Belastungszustände an-The design of an elastomeric support begins with the realization that that a rubber compression spring consists of a device by means of which the gravitational forces of an arrangement through the "memory" of a particular elastomeric component or its ability to reassume its original shape, be balanced. Rubber has the ability to deform and to adapt to extreme stress conditions.
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zupassen, wobei er in voraussagbarer Weise den resultierenden Beanspruchungen widersteht und bei Verschwinden der Belastung in seine Normallage zurückkehrt.to fit, being predictable the resulting Withstands stresses and returns to its normal position when the stress disappears.
Zu diesem Zweck wurde eine umfangreiche Forschung bezüglich der Verformungsdaten eines lastaufnehmenden Kautschuks oder Gummis unter Belastung betrieben. Infolge der komplexen Natur des Materials ist ein Entwurf auf Grenzwerte kompliziert. Unter Berücksichtigung des Federprinzips basiert der Entwurf auf der einfachen Voraussetzung, dass der Bauteil besser und langer in richtiger Weise funktionieren wird, je weniger er verformt wird. Das Hauptentwurfsprinzip besteht darin, die anfängliche Durchbiegung unter Druck und die Verformung innerhalb von Grenzen zu halten, welche ausreichend niedrig sind, um eine weitere Verformung oder ein Setzen während der Lebensdauer der Anordnung zu verhindern.To this end, extensive research has been carried out on the deformation data of a load-bearing rubber or Rubbers operated under load. Due to the complex nature of the material, design to limit values is complicated. Taking into account the spring principle, the design is based on the simple premise that the component is better and the longer it will function properly the less it is deformed. The main design principle is to to keep the initial deflection under compression and the deformation within limits which are sufficiently low to prevent further deformation or settling during the life of the assembly.
Das wichtigste Merkmal von Kautschuk für die Verwendung in Brückenauflagern ist wahrscheinlich die Einfachheit, mit welchem der Druckmodul des Materials auf die Erfordernisse des Konstrukteurs abgestimmt werden kann. Der Druckmodul ist in hohem Masse von den geometrischen Begrenzungen des Kautschuks abhängig, was durch den "Formfaktor" ausgedrückt worden ist, welcher als das Verhältnis der wirksamen,unter Belastung stehenden Lagerfläche zur freiliegenden Fläche definiert ist, die sich als Folge der Kautschukbewegung ausbauchen kann.Probably the most important characteristic of rubber for use in bridge supports is the simplicity with which it is used the pressure module of the material can be tailored to the requirements of the designer. The pressure module is in high Mass depends on the geometric limits of the rubber, which is expressed by the "form factor", which as the ratio of effective, under stress standing storage area is defined to the exposed area, which can bulge as a result of the rubber movement.
Weist z. B. ein Auflager eine statische Belastung von 35 kp/cm (500 p.s.i.) auf und ist die Gummistärke derart, dass die zu einem Ausbauchen verfügbare freie Umfangsfläche ebenso gross wie die Belastungsfläche ist (Formfaktor 1), dann, wird das Auflager-etwa um 30 % seiner Dicke bei Einbau des Trägers zusammengedrückt und baucht mit der Zeit seitlich aus. Wird jedoch die Kautschukdicke verringert, bis der Ausbauchbereich nur mehr Ί/6 der Belastungsfläche betragt (Formfaktor 6), so ist die Verformung kleiner als 5 % der DickeFor example For example, if a support has a static load of 35 kp / cm (500 psi) and the rubber thickness is such that the free circumferential area available for bulging is as large as the load area (form factor 1), then the support will be about 30 % of its thickness is compressed when the beam is installed and bulges laterally over time. However, if the rubber thickness is reduced until the bulge area is only Ί / 6 of the load area (shape factor 6), the deformation is less than 5% of the thickness
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und ein nachfolgendes Kriechen oder eine allmähliche Verformung ist ohne Einfluss oder nicht vorhanden.and subsequent creep or gradual deformation is without influence or does not exist.
Es wird darauf hingewiesen, dass bei Formfaktoren über 6 eine Änderung der Härte keinen wesentlichen Einfluss auf die Auslenkung unter Druckbeanspruchung hat; dies ist ein gültiges Anzeichen dafür, dass ein Ausmass der Begrenzung' des Kautschuks erreicht wurde, bei welchem die Druckstabilität bleibend ist. Der Formfaktor im Verhältnis zur Druckbeanspruchung gibt daher eine genaue Aussage über das richtige Ausmass der Ggammibegrenzung, welche für die fraglichen Belastungsbereiche notwendig ist.It should be noted that with form factors above 6, a change in hardness does not have any significant influence has deflection under compressive stress; this is a valid indication that an extent of limitation ' of rubber in which the pressure stability is permanent. The form factor in relation to the compressive stress therefore gives an exact statement about the correct extent of the gamma limitation, which for the load areas in question necessary is.
Zusammenfassend ergibt sich, dass für den'Entwurf des Lagers im Hinblick auf die Belastung zwei hauptsächliche Kontrollen verwendet werden: (1) auf richtige Anzahl von Flächeneinheiten zur Abstützung einer gegebenen Last und (2) auf eine zum Ausbauchen zur Verfügung stehende effektive Dicke, welche richtig auf die Grundfläche abgestimmt ist, um ein Versagen der Anordnung auf Grund einer ständigen Verformung bzw. eines Setzens auszuschliessen.In summary, it can be seen that for the 'design of the camp With regard to loading, two main controls are used: (1) for correct number of units of area to support a given load and (2) an effective thickness available for bulging, which is properly matched to the base area to avoid failure of the arrangement due to constant deformation or a To be excluded.
Es wird darauf hingewiesen, dass bei der Auswirkung des Formfaktors angenommen wird, dass die Auflager gegen jegliche seitliche Bewegung zwischen den belasteten Flächen geschützt sind, und zwar mittels chemischer Bindung des Elastomer.en an Sohleplatten oder durch die Anlage des Elastomeren an einer rauhen Auflagerfläche, welche einen hohen Reibungskoeffizienten aufweist, wie etwa Beton und dgl. Ein einfaches, nicht haftend verbundenes Auflager arbeitet nur dann zufriedenstellend, wenn die Belastungsflächen ständig sauber und trocken sind und kein nach aussen gerichtetes Oberflächenkriechen zwischen der Belastungsfläche und den Oberflächen des Auflagers möglich ist. Bezüglich der Dauer der Betriebsfähigkeit gilt, dass diese bei einem nicht haftend verbundenen Auflager im wesentlichen davon abhängt, dass der fiei-It should be noted that the impact of the form factor it is assumed that the supports are protected against any lateral movement between the loaded surfaces by means of chemical bonding of the elastomer to sole plates or by the application of the elastomer to it a rough bearing surface, which has a high coefficient of friction, such as concrete and the like. A simple, non-adhesively connected support only works satisfactorily if when the load surfaces are constantly clean and dry and there is no outward surface creep between the load surface and the surfaces of the bearing is possible. Regarding the duration of the operability applies that in the case of a non-adhesively connected support this essentially depends on the fact that the
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bungskoeffizient zwischen dem Auflager und dem Träger ausreichend hoch ist, um eine Verbreiterung auszuschliessen. Beim Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung ist im'wesentlichen kein Gleiten oder Kriechen zwischen Oberflächen des elastomeren Körpers und den Lastflächen vorhanden, wenn lediglich eine Haftung durch Reibung vorgesehen ist.The exercise coefficient between the support and the beam is sufficient is high in order to rule out widening. In the field of application of the present invention is essentially there is no sliding or creeping between surfaces of the elastomeric body and the load surfaces, if only friction adhesion is provided.
Der Entwurf des Lagers im Hinblick auf die verschiedenen Bewegungen des Trägers besteht in der Auswahl der Lagerdicke als Funktion der erwarteten seitlichen Bewegung. Ein derartiger Vergleich ist notwendig, um die im Kautschuk auftretenden Scherbeanspruchungen zu bestimmen. Um die auf einen Pfeiler oder ein Fundament übertragenen hohen Scherbelastungen so gering wie möglich zu halten, sollte sich die elastomere Masse unter Belastung seitlich nicht um mehr als 25 % der Dicke erstrecken, was als eine empirische vernünftige Bemessungsregel gilt. ·The design of the bearing with respect to the various movements of the beam consists in selecting the thickness of the bearing as a function of the expected lateral movement. Such a comparison is necessary in order to determine the shear stresses occurring in the rubber. In order to keep the high shear loads transferred to a pillar or foundation as low as possible, the elastomeric mass should not extend laterally by more than 25 % of the thickness under load, which is an empirically reasonable design rule. ·
Wie allgemein bekannt ist, bewegt sich die Kautschukmasse in jeder Richtung in gleicher Weise. Da eine zulässige Scherbewegung beispielsweise zwischen 0 bis 25 % liegt, beträgt die gesamte zulässige Bewegung die Hälfte, der Dicke des Auflagers. Umgekehrt muss die Lagerdicke doppelt so gross wie die erwartete Gesamtbewegung sein. Es ist unwahrscheinlich,' dass die Träger bei Temperaturen eingebaut werden, welche den genauen Mittelpunkt ihrer Ausdehnung entsprechen und jegliche zusätzliche Belastung oder Verformung sollte gut unterhalb der insgesamt zulässigen Scherbeanspruchungen liegen. As is well known, the rubber mass moves in the same way in each direction. Because a permissible shear movement For example, between 0 and 25%, the total allowable movement is half the thickness of the Support. Conversely, the bearing thickness must be twice as large as the expected total movement. It's unlikely,' that the beams are installed at temperatures which correspond to the exact midpoint of their expansion and any additional stress or deformation should be well below the total allowable shear stress.
Es sei angenommen, dass ein Träger oder ein Tragdeck eine horizontale Bewegungsmöglichkeit aufweist, welche der Dicke des Kautschuks entspricht, hin Auflager mit einem bestimmten Formfaktor ergibt dann infolge seiner Dicke nur die Hälfte des erforderlichen Bewegungsvermögens. Beim Stand der Technik wurde ein weiteres identisches Auflager an der Oberseite an-It is assumed that a carrier or a support deck having a horizontal movement facility which corresponds to the thickness of the rubber, back support with a specific form factor is then obtained as a result of its thickness only half of the required movement of assets. In the prior art, another identical support was attached to the top.
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geordnet, um die erforderliche Dicke zu erhalten, wobei beide Auflager an ihren gemeinsamen Belastungsflächen mit einer gemeinsamen Stahlplatte verbunden wurden. Dieses Doppellager hat zwar die gleiche Belastungsfähigkeit wie das einfache Grundlager, jedoch entspricht das gesamte seitliche Bewegungsvermögen der beiden Lager nunmehr der erwarteten Trägerbewegung. Jedoch erhöht die Stahlplatte die Dicke der zusammengesetzten Lageranordnung, wodurch keine so grosse seitliche Bewegungsmöglichkeit erhalten wird, wie dies durch die vorliegende Erfindung erreicht wird.ordered in order to obtain the required thickness, with both supports on their common loading surfaces with a common Steel plate were connected. This double bearing has the same load capacity as the simple basic bearing, however, the total lateral movement capacity of the two bearings now corresponds to the expected carrier movement. However the steel plate increases the thickness of the assembled bearing assembly, thereby reducing the ability to move sideways as achieved by the present invention.
Das Durchbiegen der Träger unter Last verursacht eine Verdrehung der oberen Fläche des Auflagers. Die Verdrehungswirkung der Last am Gummi unterscheidet sich von der Einwirkung einer vertikalen statischen Trägerbelastung aus mehreren Gründen. Eine gleichmässig wirksame statische Druckbelastung verursacht eine Verschiebung der Kautschukmasse in das seitliche Ausbuchtungsvolumen. Eine dynamische Drehbeanspruchung verursacht eine Erhöhung der Ausbauchung an jener Seite des Auflagers, welche der Trägerlänge zugewandt ist, während an der gegenüberliegenden Auflagerseite eine entsprechende Verringerung eintritt. Der Unterschied in der Einwirkung auf den Kautschuk besteht in einer gleichmässigen Massenbewegung nach aussen im Falle einer statischen Belastung und einer nicht-gleichmässigen Massenverschiebung während einer Lager-•drehung. The deflection of the beams under load causes the top surface of the support to twist. The twisting effect the load on the rubber differs from the application of a vertical static beam load for several reasons. A uniformly effective static pressure load causes the rubber compound to shift to the side Bulge volume. Dynamic torsional stress causes an increase in the bulge on that side of the Support, which faces the beam length, while on the opposite support side a corresponding reduction entry. The difference in the effect on the rubber is a uniform mass movement outwards in the event of a static load and a non-uniform mass displacement during a bearing rotation.
Eine weitere Belastungswirkung beruht auf einer dauernden Nicht-Parallelität der Belastungsflächen. In diesem Falle ist eine seitliche Verschiebung ständig vorhanden und beeinträchtigt in einem ziemlich weiten Bereich das LastaufnahmevermÖgen des Auflagers nicht wesentlich. Kautschuk hat zwar die Fähigkeit, sich auf eine neue permanente Arbeitslage einzustellen, jedoch muss dafür gesorgt werden, dass das Rückstellvermögen des Lagerelements nicht überschritten wird.Another loading effect is based on a permanent non-parallelism of the loading surfaces. In this case there is a constant lateral displacement and affects the load-bearing capacity in a fairly wide range of the support is not essential. Although rubber has the ability to adapt to a new permanent working situation set, but it must be ensured that the resilience of the bearing element is not exceeded.
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Die vorliegende Erfindung stellt eine Verbesserung von Anordnungen dar, wie sie aus der DT-PS 1 179 978 bekannt sind. Ferner sind aus den US-PSen 3 504 905, 3 514 165 und 3 544 laminierte Anordnungen von miteinander verbundenen Elastomer und Metall bekannt, welche bei Druckbelastungen einen hohen Formfaktor ergeben und die akkumulierte seitliche bzw. Scherverformbarkeit aufeinanderfolgender Kautschukschichten ausnützen. .The present invention provides an improvement in arrangements as they are known from DT-PS 1,179,978. Also disclosed in U.S. Patents 3,504,905, 3,514,165, and 3,544 laminated arrays of interconnected elastomer and metal are known, which result in a high form factor under pressure loads and take advantage of the accumulated lateral or shear deformability of successive rubber layers. .
Weitere Angaben bezüglich der Anwendung von Elastomeren sind in den Veröffentlichungen "Natural Rubber in Bridge Bearings" (Bulletin Nr. 7) und "Engineering Design with natural Rubber" (3· Ausgabe 1970) gemacht, die beide von der Natural Rubber Producers Research Association, 19 Buckingham Street, London W.C. 2, Grossbritannien, herausgegeben wurden. Die vorliegende Erfindung stellt eine verbesserte elastomere Auflageranordnung zur Verfügung, welche einen hohen Formfaktor aufweist, jedoch im Verhältnis zur Dicke der Anordnung eine hohe Scherverschiebung zulässt.Further information on the use of elastomers can be found in the publications "Natural Rubber in Bridge Bearings" (Bulletin No. 7) and "Engineering Design with Natural Rubber" (3 · 1970 edition), both made by Natural Rubber Producers Research Association, 19 Buckingham Street, London W.C. 2, Great Britain. The present invention provides an improved elastomeric pad assembly available, which has a large form factor, but in proportion to the thickness of the arrangement allows a high shear displacement.
Die vorliegende Erfindung stellt ferner ein verbessertes elastomeres Auflager zur Verfügung, in welchem im wesentlichen die gesamte wirksame Höhe und im wesentlichen das gesamte Volumen des Auflagers aus Kautschuk besteht, welcher eine maximale seitliche Verformung bei- optimaler Druckverteilung der vertikalen und horizontalen Belastung erfahren kann.The present invention also provides an improved elastomeric support available in which essentially the entire effective height and essentially the entire Volume of the support consists of rubber, which allows maximum lateral deformation with optimal pressure distribution the vertical and horizontal loads.
Die vorliegende Erfindung stellt ferner ein verbessertes elastomeres Auflager zur Verfügung, welches einfacher und kostengünstiger als bekannte Anordnungen hergestellt werden kann.The present invention also provides an improved elastomeric pad which is simpler and easier to use can be manufactured more cheaply than known arrangements.
Schliesslich wird durch die vorliegende Erfindung ein verbessertes elastomeres Auflager einer einfachen Bauart geschaffen, welches für eine gegebene Belastung und einen gegebenen Installationsraumbedarf ein geringeres Gewicht als bekannte Anordnungen aufweist.Finally, the present invention provides an improved one elastomeric support of a simple design created, which for a given load and a given installation space requirement is less than weight Has known arrangements.
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Die genannten Merkmale und Vorteile werden mittels eines elastomeren Auflagers erhalten, welches einen monolithischen elastomeren Trägerkörper aufweist, der eine untere und eine obere Aussenflache besitzt, um eine Belastung aufzunehmen, und welcher an den Begrenzungen der oberen und unteren Aussenflachen eine umfangsseitige Kante aufweist. Eine Anzahl von zugbeanspruchten Haiteelementen, wie beispielsweise Stäben oder Eingen, ist umfangsseitig als kontinuierliche Begrenzung vorgesehen und in der umfangsseitigen Kante eingebettet. Nebeneinanderliegende zugbelastete Halteelemente weisen unterschiedliche umfangsseitige Abmessungen bzw. Durchmesser auf und sind daher vertikal gegeneinander versetzt im Trägerkörper angeordnet. Eine elastomere Abschirmung kann wasserdicht mit der umfangsseitigen Kantenfläche und den zugbeanspruchten Halteelementen verbunden sein. Die zugbeanspruchten Halteelemente teilen die Umfangsflache in ausgewählte kleinere Bereiche ein, welche sich ausbauchen, wenn eine Druckbeanspruchung an der unteren und oberen Aussenf lache des Trägerkörpers ausgeübt wird. Die gesamte vertikale Abmessung der zugbeanspruchten Halteelemente sollte eine Grössenordnung von etwa 40 % der Gesamtdicke des Trägerkörpers nicht überschreiten. Der Trägerkörper kann aus einem Zentralkörper bestehen, welcher durch einen elastomeren Haltekörper begrenzt wird, der mit dem Umfang des Zentralkörpers verbunden ist und zwischen dem Zentralkörper und den zugbeanspruchten Halteelementen liegt. In diesem Falle sind die zugbeanspruchten Halteelemente in den äusseren Bereich des Haltekörpers eingebettet. Der Haltekörper beschränkt den Trägerkörper auf die Übermittlung von Kräften, die durch eine Druckbeanspruchung am Zentralkörper erzeugt werden, durch den Zentralkörper zum Haltekörper.. Der Haltekörper wird seinerseits in seiner Bewegung durch die zug-beanspruchten Halteelemente beschränkt. Das Auflager kann eine Anzahl der vorausgehend beschriebenen Trägerkörper aufweisen, welche durch Verbindung mit einem Überbrückungselement miteinander zusammenwirken. Gegebenenfalls können die oberen und unteren Flächen des Auflagers mit Sohleplatten verbunden sein.The features and advantages mentioned are obtained by means of an elastomeric support, which is a monolithic having elastomeric carrier body which has a lower and an upper outer surface to absorb a load, and which has a peripheral edge at the boundaries of the upper and lower outer surfaces. A number of tensioned Haite elements, such as rods or ringing, is provided on the circumferential side as a continuous boundary and embedded in the circumferential edge. Tension-loaded holding elements lying next to one another have different circumferential dimensions or diameters and are therefore arranged vertically offset from one another in the carrier body. An elastomeric shield can be waterproof with be connected to the peripheral edge surface and the tensile holding elements. The tensioned retaining elements divide the circumference into selected smaller areas, which bulge when a pressure load is exerted on the lower and upper outer surface of the support body. The total vertical dimension of the tensioned retaining elements should be in the order of about 40% of the total thickness of the carrier body. The carrier body can consist of a central body, which by a elastomeric holding body is limited, which is connected to the periphery of the central body and between the central body and the tensioned retaining elements lies. In this In the case, the tensioned holding elements are embedded in the outer area of the holding body. The holding body is limited the carrier body to the transmission of forces generated by compressive stress on the central body are, through the central body to the holding body .. The holding body is in turn in its movement by the tensile stressed Restricting elements. The support can have a number of the support bodies described above, which cooperate with one another by being connected to a bridging element. If necessary, the upper and be connected to the lower surfaces of the support with sole plates.
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Die Erfindung wird anschliessend anhand der Zeichnungen be- ■ schrieben. Es zeigen:The invention is then described with reference to the drawings wrote. Show it:
Pig. 1 eine Draufsicht des erfindungsgemassen Auflagers mit teilweise weggebrochenen Teilen gemäss einer Ansicht längs der Linie 1-1 der Fig. 2, .Pig. 1 is a plan view of the support according to the invention with partially broken away parts according to a view along the line 1-1 of FIG.
Fig. 2 einen seitlichen Schnitt eines erfindungsgemassen Auflagers gemäss der Linie 2-2 der Fig. 1,2 shows a side section of a support according to the invention according to the line 2-2 of FIG. 1,
Fig. 3 eine Draufsicht einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemassen Auflagers mit teilweise weggebrochenen Teilen, . ■Figure 3 is a plan view of an alternative embodiment of the support according to the invention with partially broken away parts. ■
Fig. 4- eine Schnitt längs der Linie 4-4 der Fig. ~5, Fig. 4- is a section along the line 4-4 of Fig. 5,
Fig. 5 einen Teilschnitt einer erfindungsgemassen Ausführungsform längs der Linie 5-5 der Fig..1 und 3» 5 shows a partial section of an embodiment according to the invention along the line 5-5 in FIGS. 1 and 3 "
Fig. 6 eine weitere Ausführungsform der in Fig. 5 dargestellten Anordnung,FIG. 6 shows a further embodiment of the one shown in FIG. 5 Arrangement,
Fig. 7 eine weitere Ausführungsform der in Fig..6 dargestellten Anordnung und Fig. 7 shows a further embodiment of the arrangement shown in Fig..6 and
Fig. 8 eine weitere Ausführungsform der in Fig. 6 gezeigten Anordnung.8 shows a further embodiment of the arrangement shown in FIG. 6.
Die zugbelasteten Halteelemente können auch als Ringe und Stäbe oder dgl. bezeichnet werden. Die Begriffe "Elastomeres" und "Kautschuk" werden in der Beschreibung austauschbar zur Bezeichnung von natürlichem oder synthetischem Gummi verwendet.The tension-loaded holding elements can also be used as rings and Rods or the like. Be referred to. The terms "elastomer" and "rubber" are used interchangeably in the description Term used for natural or synthetic rubber.
In den Fig. 1 und 2 ist ein elastomeres Auflager 10 im eingebauten Zustand dargestellt, welches einen Träger 12 bzw. ein Tragdeck an einem Pfeiler oder einem Fundament 14 abstützt. DasIn Figs. 1 and 2, an elastomeric support 10 is installed State shown which supports a girder 12 or a supporting deck on a pillar or a foundation 14. That
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Auflager 10 besteht im wesentlichen aus einem elastomeren Trägerkörper 16, welcher durch eine Anzahl von zugbeanspruchten Halteelementen 18 begrenzt wird.Support 10 consists essentially of an elastomeric material Carrier body 16, which is tensile stressed by a number of Holding elements 18 is limited.
Das Auflager 10 besteht aus einem umgekehrt angeordneten Kegelstumpf. Der Trägerkörper 16 weist eine Unterseite 20 und eine Oberseite 22 auf, die an ihren Kanten durch eine Umfangsfläche 24 begrenzt werden. Die Halteelemente 18 sind als Ringe ausgebildet, die vollständig im Kautschukkörper längs der Umfangsfläche desselben eingebettet sind. Die Halteelemente 18 sind innerhalb des Trägerkörpers 16 angeordnet, damit einerseits ein weitgehend monolithischer Aufbau erhalten wird und damit ferner die Halteelemente in vertikal versetzter Anordnung vorliegen.The support 10 consists of an inverted truncated cone. The carrier body 16 has an underside 20 and an upper side 22, which are delimited at their edges by a circumferential surface 24. The holding elements 18 are designed as rings that are completely in the rubber body are embedded along the peripheral surface thereof. The holding elements 18 are arranged within the carrier body 16, so that, on the one hand, a largely monolithic structure is obtained and, consequently, the holding elements are also vertically offset Arrangement exist.
Fig. 5 zeigt einen Querschnitt, des Auflagers 10 gemäss der Linie 5-5 der Fig. 1 und 3· Die Halteelemente 18, welche als Ringe ausgebildet sind, sind in der Umfangsfläche 24 derart angeordnet, dass ausgewählte Kautschukbereiche zwischen den Halteelementen 18 verbleiben, die sich ausbauchen können, sowie ein schmälerer Bereich zwischen jeweils einem Halteelement und der Oberseite bzw. Unterseite des Trägerkörpers 16. Die Fig. 5 bis 8 veranschaulichen beispielsweise vertikale Abstandsanordnungen für die Halteelemente 18.FIG. 5 shows a cross section of the support 10 according to FIG Line 5-5 of Figures 1 and 3. The retaining elements 18, which are designed as rings, are arranged in the circumferential surface 24 such that selected rubber areas between the holding elements 18 remain, which can bulge, as well as a narrower area between each holding element and the top and bottom, respectively, of the support body 16. FIGS. 5 to 8 illustrate, for example, vertical ones Spacer arrangements for the holding elements 18.
Das grundlegende Konzept besteht dabei darin, die radiale Verschiebung im wesentlichen auf einen grossen Bereich der Dicke des Kautschuks (40 % oder mehr) zu verteilen, ohne dass unter der Einwirkung einer Druckbeanspruchung die Scherbewegungen wesentlich heeinflusst werden. Beispielsweise zeigen die Fig. 1, 2 und 5 bis 8 den grundsätzlichen Aufbau, welcher eine Anzahl von zugbeanspruchten Haltelementen 18 aufweist, die im wesentlichen den elastomeren Körper ringförmig umgeben. Die Summe der Durchmesser aller Querschnitte 18 sollte gleich gross wie oder grosser als das 0,4fache der Stärke des Trägerkörpers 16 sein.The basic concept is to distribute the radial displacement essentially over a large area of the thickness of the rubber (40 % or more) without the shear movements being significantly influenced by the action of compressive stress. For example, FIGS. 1, 2 and 5 to 8 show the basic structure, which has a number of tension-loaded holding elements 18 which essentially surround the elastomeric body in an annular manner. The sum of the diameters of all cross-sections 18 should be equal to or greater than 0.4 times the thickness of the support body 16.
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Wirkt auf das Auflager 10 eine Druckbeanspruellung, so hat das Elastomere das Bestreben, als inkompressibles Fluid zu wirken und Kräfte in allen . Richtungen zu übertragen. Beim Vorliegen einer. Drucklast ergibt sich eine Verringerung der Höhe des Auflagers. Da Elastomere im wesentlichen inkompressibel sind, bewirkt die Verringerung der Höhe des Auflagers ein radiales Ausweichen des Kautschukkörpers. Das im Bereich der Halteelemente befindliche Elastomere kann sich nicht in radialer Richtung verschieben, da die Halteelemente 18 eine Bewegung in dieser Richtung verhindern und ist somit gezwungen, sich in den nicht beschränkten Bereichen zwischen den Haiteelementen zu verschieben.Acts on the support 10 a pressure load, so has the elastomer endeavors to act as an incompressible fluid and forces in all. Transfer directions. At the Presence of a. Compressive load results in a reduction in the height of the support. Because elastomers are essentially incompressible are, the reduction in the height of the support causes a radial deflection of the rubber body. That Elastomers located in the area of the holding elements cannot move in the radial direction because the holding elements 18 prevent movement in this direction and is thus forced to stay in the non-restricted areas to move between the main elements.
Durch die Änderung der Form werden jedoch auch Kräfte ausgeübt, welche das Bestreben haben, das Elastomere radial zu verschieben, was der Neigung des Elastomeren entgegensteht, frei in die nicht-beschränkten Zonen einzutreten. AlsFolge dieses Aufbaus wird das Ausmass der Verkleinerung der Höhe des Trägerkörpers 16 bei einer gegebenen Druckbeanspruchung erheblich verringert. Dagegen entspricht die kürzeste Faserlänge jener Dicke des Auflagers, welche die längstmögliche für eine bestimmte Lagergrösse ist. Es ist bekannt, dass die Faserlänge umgekehrt proportional zu jener Scherlast ist, welche zur Erzielung einer Scherbewegurig als Prozent der Dicke erforderlich ist, d. h. je langer die Faser, desto geringer ist die für eine bestimmte Scherbewegung erforderliche Scherkraft.However, by changing the shape, forces are also exerted who strive to move the elastomer radially, which opposes the inclination of the elastomer, free to enter the non-restricted areas. As a result of this structure, the amount of decrease in height becomes of the support body 16 is significantly reduced for a given compressive stress. In contrast, the shortest corresponds to The fiber length of the thickness of the support, which is the longest possible for a certain bearing size. It is known, that the fiber length is inversely proportional to the shear load required to achieve a shear movement as a percentage of the thickness required, d. H. the longer the fiber, the less it is for a given shear movement required shear force.
Der Körper des Auflagers wird aus einem monolithischem Elastomeren hergestellt, welches bei niedrigen Temperaturen ein gutes Scherverhalten aufweist, vrie beispielsweise Naturkautschuk. The body of the support is made of a monolithic elastomer manufactured which at low temperatures has good shear behavior, for example natural rubber.
Die freiliegende Fläche der Lagers besteht aus einem Elastomeren mit guter Vitterungsbeständigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Ozon und Öl, wie beispielsweise Neopren.The exposed surface of the bearing is made of an elastomer with good weather resistance and durability against ozone and oil, such as neoprene.
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Die nicht begrenzte Kautschukschicht zwischen der Unterseite 20 und der Oberseite 22 und dem jeweils nächstliegenden Halteelement 18 weist eine merklich geringere Dicke auf, als die inneren nicht begrenzten Schichten zwischen angrenzenden Halteelementen 18, um ein " Scheuern" als Folge einer radialen Verschiebung zu verhindern.The unlimited rubber layer between the lower side 20 and the upper side 22 and the respectively closest holding element 18 is noticeably thinner than the inner non-delimited layers between adjacent ones Retaining elements 18 to a "chafing" as a result of a radial Prevent displacement.
Gemäss den Fig. 6 bis 8 kann das Auflager als kurze zylindrische Säule anstelle eines Kegelstumpfs gemäss den Fig. 2 und 5 ausgebildet sein. Bei dieser Ausführungsform sind Halteelemente mit ungleichen Aussendurchmessern vorgesehen, wobei ein Auflager erhalten wird, welches bei Auslenkung unter Einwirkung von Scherkräften (S_) gemäss den gestrichelt angegebenen Linien keine Verringerung der projizierten lasttragenden Fläche aufweist.According to FIGS. 6 to 8, the support can be a short cylindrical one Column instead of a truncated cone according to FIGS. 2 and 5 may be formed. In this embodiment are Retaining elements with unequal outside diameters provided, whereby a support is obtained, which when deflected under the action of shear forces (S_) according to the dashed lines indicated lines do not decrease the projected load bearing Has surface.
Das Auflager kann als Anordnung ausgebildet sein, welche mehrere der Grundlager in Kombination gemäss beispielsweise Fig. 3 vereinigt, wodurch es möglich ist, das Auflager in einem rechteckförmigen Auflagersitz anzuordnen, welcher üblicherweise verwendet wird und wobei die Grosse der Zugspannung im jeweiligen Haltelement für eine gegebene Druckkraft im Vergleich mit einem grösseren ringförmigen Haltelelement verringert wird.The support can be designed as an arrangement which includes several of the base bearings in combination according to, for example Fig. 3 combined, whereby it is possible to arrange the support in a rectangular support seat, which is usually is used and where the magnitude of the tensile stress in the respective holding element for a given compressive force im Comparison with a larger ring-shaped retaining element is decreased.
Bei einer Ausführungsform der Lagers weisen einige der ringförmigen Halteelemente 18 einen unterschiedlichen Aussendurchmesser auf, wodurch die versetzt angeordnete Ringanordnung gemäss den Fig. 5 bis 8 erhalten wird, welche eine zusätzliche Drehung des Auflagers zulässt, ohne dass zu grosse lokalisierte Druckbeanspruchungen zwischen den Eingen entstehen. Die versetzte Anordnung der Ringe 18 gestattet es ferner, Ringe mit einem grösseren Querschnitt zu verwenden, wodurch eine grössere Gesamthöhe des Ringbereiches im Vergleich zur Gesamtdicke des Körpers 16 erhalten wird und damit eine merklich grössere Haltewirkung und entsprechende BeIa-In one embodiment of the bearing some of the annular Holding elements 18 have a different outer diameter, whereby the offset arranged ring arrangement is obtained according to FIGS. 5 to 8, which allows an additional rotation of the support without being too large localized compressive stresses arise between the rings. The offset arrangement of the rings 18 allows it Furthermore, to use rings with a larger cross-section, whereby a greater overall height of the ring area in comparison is obtained for the total thickness of the body 16 and thus a noticeably greater holding effect and corresponding auxiliary
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stungsfahi gkeit pro Flächeneinheit l>ei im weseaoitMelienL mindert er Beweglichkeit bei seitlichen Scherkräften«.capacity per unit area l> ei in weseaoitMelienL it reduces mobility under lateral shear forces «.
Die verschiedenen beschriebenen AäsfunrungsforMeii können unter ¥erbindung einer oder beider Flac&em 2B Baw« 22 m£"fe einer Sohleplatte hergestellt werden imä. die Anzahl und clear Durcnmesser der vorliandenen rin^l0fnndLgea Halfeeleleaeste IS kann in ÄnpassiiQg an die notwendigen Se&eif&!eiHregpngenK die Fläclienbelastiffig, das Dreöt\rermog;eB tuad dea FQiEffifafcfcar1 ausgewäitlt werden.The various AäsfunrungsforMeii described can under ¥ a Getting Connected or both Flac & em 2B Baw "22 m £ 'fe a sole plate are made imae. The number and clear Durcnmesser the vorliandenen rin ^ l0fnndLgea Halfeeleleaeste IS can in ÄnpassiiQg the necessary Se cif &! EiHregpngen K the Fläclienbelastiffig , the Dreöt \ rermog; eB tuad dea FQiEffifafcfcar 1 can be selected.
Die Aufgabe der ringförmigen Halteelementie IS bestefefe daran,, in wirksamer Weise den Formfaktor1 S der J-ucElageranoEdnuing i€l zu ernönen,. indem der Eandbereich. 2% in kleinere diskrete Bereicne aufgeteilt wird, weiche; sick auisib-aüicJien können,-während die einer vertikalen liasrfr ausgesetzte ilussenfläeiie konstant bleibt. G-leicJizeitig bleibt die Oesamtdicke des Trägerkörpers i:6 in wirksamer Weise für eine j/LtEslenkung als Folge seitlicner Schierwirkungeii zur ¥erfigiang., Werden Elat— tenlaminate bekannter Art mit der gleidien Sicke bzw. Gesamt— nöhe der Halteelemente iS anstelle dieser* Halteelemente verwendet,: so wäre die Erhökung des. Formfaktor© im wesentlichen die gleicke,, jedoch würde die Dicke und das Eautsdnokwolumen verloren,, welches for eine seitliehe Seherfeeciegpoig, die so gross, wie die Plattendicke ist, seer1 Yerfrägoug. steht,«The task of the ring-shaped retaining element IS bestefefe, to renew the form factor 1 S of the J-ucElageranoEdnuing i € l in an effective way. by the beach area. 2% is divided into smaller discrete areas, soft; sick auisib-aüicJien can, while the outer surface exposed to a vertical liasrfr remains constant. At the same time, the overall thickness of the support body is effectively available for steering as a result of lateral shearing effects used. so the Erhökung the form factor © would essentially the Gleicke ,, but the thickness and the Eautsdnokwolumen would lose ,, which for a seitliehe Seherfeeciegpoig, which is as big as the plate thickness, seer 1 Yerfrägoug. stands,"
Gemäss den Fig. 1 * 2 und 5· besteht das Auflager 10 aus einem Kegelstumpf mit parallelen Flachen 20 und 22 \m& einer sich verjüngenden ümfangsfläche 24. wie in Terbindung mit (Leu Fig. 6 bis 8 ausgeführt wurde, kann das Auflager1 iO auch ■ aus einem kurzen Zylinder bestehen, dessen Fmfang 2% senkrecht zu den Flächen 20 und 22 liegt., Bie Anordnung gemäss den Fig. 1, 2 und 5; zeigt einen Aufbau,, welcher eine konstante Belastungsfläche des Elastomeren aufweist j "diese entspricht :■ der Fläche 20 im zulässigen Bereich'seitliches? Ämslenkung des Auflagers 10 als Fol^von Seherkraften^die durch seitliche Be-According to Fig. 1 * 2 and 5 ×, there is a support 10 made of a frustum with parallel faces 20 and 22 \ m & a tapered ümfangsfläche 24 as in Terbindung with (Leu FIG. Was carried out 6 to 8, the bearing 1 can iO also ■ consist of a short cylinder, the circumference of which is 2% perpendicular to the surfaces 20 and 22. The arrangement according to FIGS. 1, 2 and 5 ; shows a structure "which has a constant load surface of the elastomer j" corresponds to this : ■ of the surface 20 in the permissible range 'lateral deflection of the support 10 as a result of visual forces' caused by lateral loading
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wegung des Trägers 12 verursacht werden. Die Pig. I und 5 zeigen gest-rf.ch.elfc die Eage und Form des Auflagers 10 bei einer Ausscherung um den Betrag S, Der Betrag S ergibt die Scherbewegung^ welcfie durch, den Helgüngswlnkel der Umfangsflache 24" auftritt, um einen Teil der Fläche 24 in. eine Lage zu. bringen, in. welcher die Fläche 24 senkrecht auf den Flächen 20 und 22 steht* wenn cEle maximal zulässige seitliehe Bewegung erreicht wlrdL.movement of the carrier 12 are caused. The Pig. I and 5 gest-rf.ch.elfc show the shape and shape of the support 10 for a Shear by the amount S, The amount S gives the shear movement ^ welcfie through, the Helgüngswlnkel of the circumferential surface 24 " occurs to a portion of the area 24 in. a ply. bring, in. which face 24 perpendicular to faces 20 and 22 stands * if cEle has reached the maximum permissible lateral movement wlrdL.
Gemäss den Fig. 2 und! 5 ist jedes ringförmige Halteelement in der Umfangsf lache 24 im vertikalen Abstand voneinander und seitlich; gegeneinander versetzt angeordnet., Bei dieser Ausführung entspricht die gegenseitige Versetzung; der ringförmigen Halteelemente zwec km äss Ig dem ver-jüngten Verlauf der Umfangsf lache Insbesondere kann der effektive seitliche, unbeschränkte,zum Ausbauchen zur Verfugung stehende Bereich zwischen benachbarten Ringen verringert werden, während der wirksame Abstand zwischen den Halte elementen so gross wie möglich "bleibt, um eine maximale drehende Auslenkung Innerhalb des Lagers, wie sie beispielsweise durch Biegung eines abgestützten Trägers verursacht wird.,, zu gestatten und darüberhlnaus eine im wesentlichen unbeschränkte seitliche Scherbewegung des Körpers 16 entsprechend, der vollen Dicke der Kautschukmasse.According to FIGS. 2 and! 5 is each annular retaining element in FIG the circumferential surface 24 at a vertical distance from each other and laterally; arranged offset from one another., In this version, the mutual offset corresponds to; of the annular holding elements two kilometers along the tapered course of the perimeter area In particular, the effective lateral, unrestricted, to the Bulging available area between adjacent rings can be reduced while the effective spacing between Keeping the elements as large as possible "remains to a maximum rotating deflection within the bearing, as it is for example caused by bending of a supported beam. ,, to allow and moreover an essentially unrestricted lateral shear movement of the body 16 corresponding to the full thickness of the rubber compound.
Obwohl mehrere Arten, eines natürlichen oder synthetischen Kautschuks für den Tragerkörper 16 verwendet werden können* wird ein Katurkautschuk mit einer Härte zwischen 40 bis 50 empfohlen. Der Grund, warum Naturkautschuk bevorzugt wird, liegt darin t dass dieser bei verschiedenen Temperaturänderunges. den gleichförmigsten Schermodul aufweist r während einige synthetische Kautschukarten einen deutlichen Anstieg des Schermoduls "bei vergleichbaren Temperaturverringerungen zeigen.Although several types of natural or synthetic rubber can be used for the support body 16 *, a natural rubber with a hardness between 40 and 50 is recommended. The reason why natural rubber is preferred lies in that t this at various temperature Änderunges. r has the most uniform shear modulus, while some synthetic rubbers show a significant increase in the shear modulus "with comparable temperature reductions.
Da 3faturkautschük weniger beständig gegen Ozon und WItterungseinflüsse Ist, kann eine Abschirmung 28 (Figuren 1 bis 8) vorgesehen werden, welche mit der Umfangs-Because natural rubber is less resistant to ozone and the effects of the weather Is, a shield 28 (Figures 1 to 8) are provided, which with the circumferential
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fläche 24 verbunden ist. Das bevorzugte Material für die Abschirmung 28 ist Neopren wegen seiner überlegenen Beständigkeit gegen Ozon und Witterungseinflüsse. Jedoch können auch andere Materialien verwendet werden, wie beispielsweise gewisse Arten von Butylkautschuk, Äthylenpolypropylen-Kautschuk, Polysulfid-Kautschuk, Siliconkautschuk und dgl., wobei Erwägungen bezüglich Beständigkeit und Preis massgebend sind.area 24 is connected. The preferred material for the shield 28 is neoprene because of its superior durability against ozone and weather influences. However, other materials can also be used, such as certain types of butyl rubber, ethylene polypropylene rubber, Polysulfide rubber, silicone rubber and the like, with considerations are decisive in terms of durability and price.
Die Ausführungsform nach Fig. 5 ist mit drei ringförmigen Halteelementen 18 ausgestattet, welche im vertikalen und seitlichen Abstand voneinander angeordnet sind. Es ist jedoch offensichtlich, dass die Vorteile der vorliegenden Erfindung auch durch zwei oder mehrere Ringe erhalten werden, die vertikal im Abstand und seitlich versetzt angeordnet sind, wobei die Anzahl der Ringe vom Querschnitt eines jeden Rings, von den erwarteten seitlichen Bewegungen und Drehbewegungen am Körper 16, vom gewünschten Formfaktor und den auftretenden Belastungen abhängt.The embodiment of FIG. 5 is annular with three Equipped holding elements 18, which are arranged at a vertical and lateral distance from one another. However, it is Obviously, the advantages of the present invention are also obtained by two or more rings that are vertical spaced and laterally offset, the number of rings depending on the cross-section of each ring, from the expected lateral movements and rotational movements on the body 16, the desired form factor and the loads occurring depends.
Fig. 6 zeigt eine andere Ausführungsform der in den Fig. 2 und 5 dargestellten Anordnung. Bei dieser Ausführungsform ist die Umfangsflache 24 senkrecht zu den Flächen 20 und 22 angeordnet. Drei ringförmige Halteelemente 18 sind am Umfangsbereich 24 eingebettet, wobei jedes Halteelement in vertikalen Abstand zum und seitlich versetzt gegenüber dem benachbarten Halteelement angeordnet ist. Das obere und untere Halteelement besitzen einen grösseren Durchmesser als das mittlere Halteelement und sind daher näher am Umfangsbereich 24 angeordnet als das mittlere Halteelement. Das obere- und untere Halteelement 18 liegt ferner jeweils näher zur Fläche 20 bzw. 22, um ein "Scheuern" zu verhindern, wenn keine Sohleplatten vorhanden sind, worauf bereits hingewiesen wurde. Die gesamte Höhe der Halteelemente 18 ist nicht kleiner als etwa 40 % der Gesamtdicke des Körpers 16. Wie ersichtlich, gestattet der seitliche Abstand zwischen benachbarten Halteelementen eine vertikale Druckbeanspruchung des Körpers 16FIG. 6 shows another embodiment of that in FIG. 2 and 5 arrangement shown. In this embodiment, the circumferential surface 24 is arranged perpendicular to the surfaces 20 and 22. Three annular retaining elements 18 are embedded on the peripheral region 24, each retaining element in vertical Distance to and laterally offset from the neighboring one Holding element is arranged. The upper and lower holding elements have a larger diameter than the middle one Holding element and are therefore closer to the circumferential area 24 arranged as the middle holding element. The upper and The lower retaining element 18 is also closer to the surface 20 or 22, respectively, in order to prevent "chafing" when there are no sole plates are present, as has already been pointed out. The total height of the holding elements 18 is not less than approximately 40% of the total thickness of the body 16. As can be seen, the lateral spacing between adjacent retaining elements allows a vertical compressive stress on the body 16
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ohne direkte Verkleinerung in der wirksamen Entfernung zwischen benachbarten. Halt el em ent en, obwohl die Verringerung des Abstands zwischen benachbarten Eingen linear zur Druckbeanspruchung verläuft.with no direct reduction in the effective distance between neighboring ones. Halt el em ent s, although reducing the distance between neighboring elements is linear to the compressive stress.
Wie in der Ausführungsform der Fig. 5 kann der Körper 16 gemäss Fig. 6 mit einer Abschirmung 28 versehen sein, die den Umfangsbereich 24 in der dargestellten Weise umgibt.As in the embodiment of FIG. 5, the body 16 be provided according to FIG. 6 with a shield 28 which surrounds the peripheral region 24 in the manner shown.
Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform ähnlich jener der Fig. 6 mit der Abänderung, dass das mittlere ringförmige Halteelement 18 einen grösseren umfangsseitigen Durchmesser als die benachbarten Ringe aufweisen und daher näher am Umfangsbereich 24 liegt. Diese Ausführungsform arbeitet im wesentlichen in gleicher Weise wie die Ausführungen nach den Fig. 5 und 6, wenn am Träger 12 eine vertikale Belastung, horizontale oder seitliche Auslenkungen und/oder eine Auslenkung unter Drehung des Trägers in der bereits beschriebenen Weise auftreten. Wird ein Träger 12 von einem Fundament 14 durch irgendeine der Ausführungsformen eines Auflagers 10 gemäss den Fig.,, 5 bis 7 abgestützt, so liefert das Auflager 10 ein "schwimmendes" Auflager für den Träger 12, welches die vertikale Belastung durch den Träger aufnimmt und ferner horizontale oder Drehbewegungen desselben.FIG. 7 shows an embodiment similar to that of FIG. 6 with the modification that the central annular holding element 18 has a larger circumferential diameter than have the adjacent rings and is therefore closer to the peripheral region 24. This embodiment essentially works in the same way as the embodiments according to FIGS. 5 and 6, if the carrier 12 is a vertical load, horizontal or lateral deflections and / or a deflection with rotation of the carrier in the manner already described appear. If a girder 12 is supported by a foundation 14 by any one of the embodiments of a support 10 according to FIG 5 to 7 supported, the support 10 delivers "Floating" support for the beam 12, which takes the vertical load from the beam and also horizontal ones or rotational movements of the same.
Fig. 8 unterscheidet sich gegenüber der Ausfuhrungsform nach Fig. 6 durch die Anordnung eines Trägerkörpers 16 mit einem mittleren Körper,der von einem umfangsseitigen elastomeren HaI-.tekörper 26 umgeben wird. In der dargestellten Anordnung ersetzt die Ausbauchwirkung des Haltekörpers 26 die Ausbauchung des mittigen, aus Kautschuk bestehenden Trägerkörpers 16. Vorzugsweise weist der Haltekörper 26 eine Härte zwischen 50 bis auf oder einen Härtebereich, welcher gegenüber einer Verformung widerstandsfähiger ist als der mittige Trägerkörper Bei der Anordnung eines Haltekörpers 26 in der dargestellten Weise ist das Auflager 10 zur Aufnahme grösserer Lasten ge-Fig. 8 differs from the embodiment according to 6 by the arrangement of a carrier body 16 with a central body, which is supported by a circumferential elastomeric Hal-.tekörper 26 is surrounded. In the arrangement shown, the bulging effect of the holding body 26 replaces the bulging of the central support body made of rubber 16. Preferably the holding body 26 has a hardness between 50 bis or a hardness range which is less than deformation is more resistant than the central support body When a holding body 26 is arranged in the illustrated Way, the support 10 is designed to accommodate larger loads
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eignet, da der härtere Kautschuk eine grössere Kraft zu seiner Ausbauchung zwischen den Haiteelementen 18 erfordert.suitable, since the harder rubber requires a greater force for its bulging between the holding elements 18.
Befindet sich das Auflager 10 unter einer Belastung gemäss Fig. 2, so verhält sich der elastomere Körper 16 nahezu als Flüssigkeit, welche vertikale Belastungen in seitliche Belastungen umwandelt, die den Umfang des Körpers in der beschriebenen Weise ausbauchen. Wie aus Fig. 8 ersichtlich, wirkt der umfangsseitige Haltekörper 26 als "Damm", welcher den elastomeren Körper 16 begrenzt und dessen Kraft in eine Ausbauchung des härteren Materials zwischen den ringförmigen Haiteelementen 18 umwandelt. Diese Anordnung liefert eine vergrösserte vertikale Belastbarkeit. Jedoch ist der Widerstand des Haltekörpers 26 gegenüber seitlichen Kräften, welche Scherbeanspruchungen im Auflager 10 als Ganzes erzeugen, nicht so gross, um nennenswert oder unerwünscht zu sein.'If the support 10 is under a load according to FIG. 2, the elastomeric body 16 behaves almost as if it were Fluid that converts vertical loads into lateral loads that affect the circumference of the body in the described Bulge way. As can be seen from Fig. 8, the peripheral holding body 26 acts as a "dam" which the elastomeric body 16 limited and its force in a Bulging of the harder material between the annular Haiteelemente 18 converts. This arrangement provides one increased vertical load capacity. However, the resistance of the holding body 26 to lateral forces is what Generate shear stresses in the support 10 as a whole, not so great as to be significant or undesirable. '
In den Fig. 3, 4-, 5 und 8 ist strichpunktiert die wahlweise vorgesehene obere Sohleplatte 32 und/oder die untere Sohleplatte 30 eingetragen. Sind derartige Sohleplatten vorgesehen, so sind sie fest mit dem Kautschuk verbunden und eine nicht dargestellte Hohlkehle ist am äusseren Schnittpunkt des Kautschuks mit der Platte vorgesehen, um einen Spannungsanstieg so klein wie möglich zu halten, wenn von den Platten auf den Kautschuk eine Scher-, Druck- oder Drehbeanspruchung übertragen wird. Der Zweck der Platten besteht darin, die obere Platte mit dem Träger 12 durch Schweissen, durch Bolzen oder in anderer VJeise zu verbinden; wenn der Träger 12 aus Metall und nicht wie dargestellt aus Beton besteht. Die untere Platte 30 ist ebenfalls zur starren Verbindung mit dem Fundament vorgesehen, wenn dieses aus Stahl besteht oder einen geringen Reibungskoeffizienten gegenüber dem Auflager besitzt.In Figs. 3, 4-, 5 and 8, the alternate is indicated by dash-dotted lines provided upper sole plate 32 and / or the lower sole plate 30 registered. Are such sole plates provided, they are firmly connected to the rubber and a groove (not shown) is at the outer point of intersection of the rubber provided with the plate in order to keep a voltage rise as small as possible when of the Plates on which rubber is subjected to shear, compressive or torsional stress. The purpose of the panels is in joining the top plate to the beam 12 by welding, bolts or other means; when the carrier 12 is made of metal and not, as shown, of concrete. The lower plate 30 is also for rigid connection with the Foundation provided if it is made of steel or a low coefficient of friction with respect to the support owns.
Es wird darauf hingewiesen, dass Abänderungen der in den Fig. A- bis 8 dargestellten Bauelemente möglich sind, bei-It should be noted that modifications of the components shown in FIGS. A to 8 are possible,
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spielsweise der Sohleplatten JO und 32, der Abschirmung 28, der Haltekörpers 26 und der Anzahl der ringförmigen Halteelemente 18, wie auch Kombinationen, die für einen bestimmten Entwurf und bestimmte Arbeitsbedingungen wünschenswert sind, um die erfindungsgemässe Aufgabe zu lösen. Ferner wird darauf hingewiesen, dass der Haltekörper 26 und die Abschirmung 28 zu einem gemeinsamen Körper aus Neopren oder dgl. kombiniert werden können.for example the sole plates JO and 32, the shield 28, the holding body 26 and the number of annular holding elements 18, as well as combinations that are for a particular Design and certain working conditions are desirable in order to achieve the object of the invention. Furthermore, pointed out that the holding body 26 and the shield 28 form a common body made of neoprene or the like. can be combined.
Die Fig. 3 und 4 stellen eine weitere Ausführungsform der Erfindung dar, bei welcher die Auflageranordnungen 10 mit einem verbindenden elastomeren Überbrückungselement 34- verbunden sind. Die Anordnung der Fig. 3 verhält sich im wesentlichen wie die Anordnung der Fig. 1 und 2, dient jedoch zur Veranschaulichung des Umstands, dass mehr als eine Auflageranordnung 10 in einer Kombinationsanordnung verwendet werden kann. Weitere Auflageranordnungen 10 können in jeder gewünschten geometrischen Anordnung abhängig von der Grosse und der Form des abzustützenden Träger 12 und der verfügbaren Stützflächen an den Fundamenten 14 vorgesehen sein. Beispielsweise können drei der Körper 16 unter Ausbildung einer dreieckförmigen Anordnung verwendet werden. Vier Körper 10 können zur Herstellung eines Lagers in Rechteckanordnung verwendet werden, und sechs Körper 10 können für eine grössere dreieckförmige oder rechteckförmige Anordnung dienen, wobei der Anzahl der Körper nach oben keine Begrenzung gesetzt ist.3 and 4 represent a further embodiment of the Invention, in which the support assemblies 10 with a connecting elastomeric bridging element 34- connected are. The arrangement of FIG. 3 behaves essentially like the arrangement of FIGS. 1 and 2, but is used for Illustration of the fact that more than one support arrangement 10 can be used in a combination arrangement. Further support arrangements 10 can be in any desired geometric arrangement depending on the size and shape of the support 12 to be supported and the available Support surfaces may be provided on the foundations 14. For example, three of the bodies 16 can be trained a triangular arrangement can be used. Four bodies 10 can be used to make a bearing in a rectangular configuration, and six bodies 10 can be used for a larger one Triangular or rectangular arrangement are used, with no upper limit being set on the number of bodies is.
Das Auflager 10 wurde als kegelstumpfförmig oder scheibenartig beschrieben, wobei die ringförmigen Halteelemente 10 kreisförmig ausgebildet sind. Es ist offensichtlich, dass die Halteelemente 10 bei Belastung des Lagers 10 eine ringförmige Gestalt einnehmen, wenn die Belastung die ringförmigen Halteelemente 18 einer Zugspannung aussetzt, während sich der Elastomerkörper 16 unter Druckwirkung verformt. Jedoch können die ringförmigen Halteelemente eine anfängliche FormgebungThe support 10 was designed to be frustoconical or disk-like described, wherein the annular holding elements 10 are circular. It is obvious that the holding elements 10 assume an annular shape when the bearing 10 is loaded, when the load is the annular Holding elements 18 exposed to tensile stress, while the elastomer body 16 is deformed under the action of pressure. However, you can the annular retaining elements have an initial shape
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aufweisen, die von einer exakten Kreisform abweicht. Beispielsweise können die ringförmigen Halteelemente eine elliptische Formgebung besitzen. Bei einer derartigen Ausbildung kann . der kleinere Durchmesser der Ellipse mittels eines Verbindungsstabes in seiner Bewegung beschränkt werden^, wobei der Verbindungsstab an jedem Halteelement 18 zur Überbrückung des kleineren Durchmessers angeordnet ist.have that deviates from an exact circular shape. For example the annular holding elements can be an elliptical one Own shape. With such a training can. the smaller diameter of the ellipse can be restricted in its movement by means of a connecting rod ^, the Connecting rod is arranged on each holding element 18 for bridging the smaller diameter.
Es wird ferner darauf hingewiesen, dass entsprechende ringförmige Halteelemente 18 benachbarter Körper 16 gemäss etwa Fig. 3 aus einem einzigen Ring oder einer Schleife in Form einer "8" bestehen können, näherungsweise etwa in der dargestellten Ausbildung, die an ihrer schmälsten Stelle jeweils mit einem Verbindungsstab oder dgl. versehen ist.It is also pointed out that corresponding annular holding elements 18 of adjacent bodies 16 according to approximately Fig. 3 from a single ring or loop in the form an "8" can exist, approximately in the embodiment shown, each at its narrowest point Is provided with a connecting rod or the like.
Weitere Abänderungen der Erfindung sind möglich und werden von dieser im Rahmen der anliegenden Ansprüche mitumfasst.Further modifications of the invention are possible and are encompassed by this within the scope of the appended claims.
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Claims (32)
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1974
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- 1974-09-06 DE DE2442653A patent/DE2442653C3/en not_active Expired
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP0189262A2 (en) * | 1985-01-14 | 1986-07-30 | Aeplc | Structural bearing |
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Legal Events
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| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
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