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Gleitlager für Brücken oder ähnliche Bauwerke
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Die Erfindung betrifft ein Gleitlager für Brücken oder ähnliche Bauwerke
mit einer zwischen einer oberen und einem unteren Lagerteil angeordneten verformbaren
Druckkissen, welches seitlich von einem Gehäusering rinarfaßt ist, der bezüglich
ch des r)ruckkissens festgelegt ist, das die Kippbewegung zulassende Lagerteil umfaßt
und zwischen sich und den beiden Lagerteilen abgedichtete Spalte bildet, und riit
einer die druckkissenseitige Gleitfläche bildenden gekammertem Gleitplatte aus Polytetrafluoräthylen
(PTFE) auf der von dem die Kippbewegung zulassenden Lagerteil abgewandten Seite
des Druckkissens.
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Bei einem bekannten Gleitkipplager (DT-OS 2 353 733) der genannten
Art weist der Gehäusering eine radial nach innen gerichtete Schulter auf, die eine
Ausdrehung besitzt, in welcher eine PTFE-Gleitplatte mit ihrem Rand aufgenommen
ist. Die Gleitplatte liegt im übrigen direkt auf dem nachgiebigen Druckkissen auf.
Bei Kippbewegungen, die stets zu einer Exzentrizität des Lastangriffs führen, schneidet
die radial innere Umlaufkante der Ausdrehung in die PTFE-Platte ein, wodurch die
Kammerung der P2RE-Gleitplatte gefährdet ist, d. h. ein Austreten von PAUSE durch
den Spalt zwischen Gehäusering und benachbartem Lagerteil möglich ist. Diese Gefahr
wird noch verstärkt durch die Verformungsenergie des Druckkissens auf die nachgiebige
PTFE-Gleitplatte, deren Verformung der Druckkissenwerkstoff kraftschlüssig nachfolgt.
Dies konnte als Begleiterscheinung von Kippbewegimgen im Bereich des Druckkissenrands
versuchsweise beobachtet werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kammerung der PTFE-Gleitplatte
bei dem bekannten Gleitkipplager sicherer zu machen, also so zu gestalten, daß auch
bei hohen Lagerlasten und großen Kippwinkeln ein Austreten von PTFE zuverlässig
vermieden ist.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß die
Gleitplatte mindestens im Randbereich durch eine mit dem Druckkissen nachgiebige
Einlage aus hartelastischem Werkstoff unterstützt ist, die teilweise im Druckkissen
eingebettet ist und mit einem über die Druckkissenoberfläche vorspringenden Ansatz
in eine Nut in der Innenseite des Gehäuserings formschlüssig eingreift.
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Die mit dem Kissen nachgiebige Einlage nach dem Erfindungsvorschlag
schafft für die Klammerung der PTFE-Gleitplatte einen nachgiebigen Übergang zwischen
dem starren Gehäusering und dem weichen Druclkissen. Dadurch werden Dnickspannungsspitzen,
die geeignet sind, die Formbeständigkeit der PTFE-Gleitplatte zu gefährden, in deren
Randbereich, also dort wo ein Austritt durch die vorhandenen Spalte möglich ist,
zuverlässig vermieden. Die Einlage bildet durch den Formschluß mit dem Gehäusering
gewissermaßen eine gelenkige Abstützung des Randbereichs der Gleitplatte. Dabei
sorgt die mit dem Druckkissen nachgiebige Einlage für einen Druckausgleich im gefahrdeten
Randbereich der Klammerung der PTFE-Gleitplatte, ohne daß dabei der Kraftschluß
zwischen Druckkissen und Gleitplatte behindert wird. Die Einlage kann mit dem Druckkissen
fest verbunden, oder diesem gegenüber lose sein. Wesentlich ist, daß sie mit dem
Druckkissen nachgiebig ist, dieses aber gleichzeitig am Gehäusering festlegt.
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Eine erste Ausführungsform besteht darin, daß die Einlage als über
den benachbarten Rand des Gehäuserings überstehender Ring ausgebildet ist, dessen
Innenrand bündig an den Rand der Gleitplatte angrenzt und diesen von innen umgreift.
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Die Außenfläche des Rings und die Oberfläche der PUFE-Gleitplatte
bilden hier gemeinsam die Gleitfläche, auf der sich das zugeordnete Lagerteil abstützt.
Um die Lagerreibung gering zu halten ist wesentlich, daß der Ring aus einem Werkstoff
mit guten Gleiteigenschaften, beispielsweise Polyacetal oder Polyamid besteht. Die
Gleitplatte ist bei diesem Lösungsvorschlag also vollständig in einer Randausnehmung
des die Einlage bildenden Rings auf genommen. Durch die genannte Werkstoffwahl für
den Ring ist eine vollwertige Abdichtung sichergestellt. Der Ring paßt sich unter
der Last selbsttätig an das Niveau der PT?E-Gleitplatte an, so daß eine gleichmäßige
Druckverteilung
im Bereich der Gleitebene des Lagers auch dann gewährleistet ist, wenn Dichtungsring
und Gleitplatte nicht exakt eingepaßt sind.
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Ein weiterer Lösungsvorschlag besteht darin, daß die Einlage druckkissenseitig
an der Gleitplatte anliegt, deren Rand in einer Eindrehung des Gehäuserings aufgenommen
ist, deren Tiefe geringerist als die Dicke der Gleitplatte. Dabei ist es ausreichend,
wenn die Einlage als Ring ausgebildet ist. Die Breite des Rings ist dabei ausreichend
groß zu bemessen, damit die druckausgleichende Wirkung des Rings im Randbereich
der PTFE-Gleitplatte nicht gefährdet ist.
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Eine die Verformung des Druckkissens begünstigende Sormgebung des
Rings besteht darin, daß dessen Innenseite eine Konusfläche mit zum Inneren des
Drucldkissens hin zunehmendem -Radius beschreibt.
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Bin anderer Lösungsvorschlag besteht darin, daß die Einlage eine zwischen
Druckkissen und Gleitplatte eingelegte steife Platte umfaßt, die unmittelbar angrenzend
an die Nut in der Innenseite des Gehäuserings in diesen eingreift, derart, daß die
Gleitplatte in dem von der steifen Platte und den Rand des Gehäuserings begrenzten
Raum gekammert ist. Die steife Platte ist dabei nachgiebig auf einem inneren, in
die Nut eingreifenden Teil der Einlage aufgelegt, eine Ausführungsform, die in besonders
vorteilhafter Weise die erfindungsgemäße Aufgabe löst. Die steife Platte, bevorzugt
aus Metall, bietet einerseits eine absolut sichere Kammerung der PTFE-Gleitplatte
und ist andererseits so elastisch, daß zwischen Druckkissen und Gleitplatte stets
Kraftschluß besteht. Als Druckkissenmaterial kommt bevorzugt gummiartiger Werkstoff
in Trage.
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Die steife Platte kann mit ihrem Rand entweder in eine Erweiterung
der Nut in der Innenseite des Gehäuserings eintreten oder mit ihrem randumlaufend
zwischen einem zur Lagermitte hin vorspringenden Kragen des Gehäuserings und den
die Platte druckkissenseitig abstützenden in die Nut eingreifenden Ansatz der Einlage
gelagert sein.
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Damit wird zwischen Druckkissen und Ring eine feste Verbindung geschaffen,
die überdies hoch elastisch ist und praktisch die Verformung des Druckkissens nicht
behindert.
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Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Einlage besteht darin,
daß diese wenigstens im Bereich ihres Ansatzes in sich begrenzt deformierbar ausgebildet
ist, bevorzugt eine in das Druckkissen zur Hälfte eingebettete, zur Hälfte den Ansatz
bildende Drahtwendel umfaßt.
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Nach einer weiteren Variante kann die Einlage aber auch in eine Vielzahl
einzelner radial ausgerichteter, nebeneinander angeordneter Lamellen gegliedert
sein, deren Zwischenräume mit Druclikis s enwerkstof f ausgefüllt sind.
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Die Lamellen bestehen bevorzugt aus metallhartem Werkstoff. Ihre schmalen
Stirnseiten verlaufen etwa parallel zur Innenfläche des Gehäuserings, ihre Seitenflächen
etwa senkrecht dazu.
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Im folgenden wird der Gegenstand der Erfindung in mehreren Ausfuhrungsbeispielen
anhand der Zeichnung erläutert.
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Es zeigt Fig. 1 einen durch die Lagerachse gelegten Vertikalschnitt
durch eine erste Ausführungsform, Fig. 2 und 3 je einen teilweisen vertikalen Axialschnitt
durch zwei weitere Ausführungsformen und Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Abschnitt
des Druckkissenrands gemäß Fig. 3.
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Gemäß Fig. 1 gleitet ein oberes Lagerteil 1 auf einer PTFF-Gleitplatte
2, welche auf einem Druckkissen 3 aus gummielastischem Werkstoff aufliegt. An seinem
Außenumfang wird die Gleitplatte 2 gekammert durch einen in das Druckkissen einaebetteten
Ring 4. Der Ping 4 dient gleichzeitig zur Abdichtung des horizontalen Spalts 5,
zwischen dem cias Druckkissen seitlich einschließencien Gehäusering 6 und der oberen
Lagerteil 1. Zur Abdichtung oes vertikalen Spa]ts 7 zwischen dem Gehäusering 6 und
der unteren Lagerteil 8 dient eine vor dem Spalt 7 umlaufende, in das Druckkissen
3 versenkte Dichtung, beispielsweise in Forrr einer im Druckkisser eingebetteten
und mit derer Druckkissen fest verbundenen Drahttqendel 9. Durch die versteifende
Wirkung der Drahtwendel 9, deren Zwischenräume mit Druckkissenwerkstoff gefüllt
sind, wird verhindert, daß Druckkissenwerkstoff nach unten austreten kann.
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Der Dichtungsring 4 ist auf dem Druckkissen lose aufgelegt so daß
durch Kippbewegungen des Lagers verursachte Materialverschiebungen des Druckkissenwerkstoffs
längs der Unterseite 10 des oberen Dichtungsrings 4 nicht behindert werden. Eine
gleichartige
und gleichwirkende Lösung läßt noch dadurch erreichen, daß ran den Pinc aufgliedert
und die einzelnen Glieder, z.B. in Form von Larneller., fest init dem Druckkissenwerkstoff
verbindet (vgl. Fig. 4).
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Der Gehäusering 6 ist mit dem Ring 4 forirschlüssig verzahnt, wobei
ein umlaufender Ansatz 11 des Dichtungsrings in eine entsprechende Nut 12 ar Innenumfang
des Gehäuserings 6 eintritt. Der Ring 4 kann im Bereich des Ansatzes 11 noch durch
eine Armierung, beispielsweise in Forr der zur Abdichtung des Druckkissens nach
unten verwendeten Drahtwendel 9 versteift sein. Aber auch eine in oas Druckkissen
eingebettete Drahtwendel allein kann für die nachgiebige Festlegung des Druckkissens
gegenüber dem Gehäusering ausreichend sein (vgl. Fig. 2).
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Um die Kippbewegungen des Lagers nicht zu behindern und dennoch eine
stets ebene Auflage des oberen Laaertells auf der PTFF-Gleitplatte 2 und der Oberseite
20 ds Rin«s 4 zu erhalten, besteht dieser bevorzugt aus einer nur begrenzt verformbaren,
hartelastischen, gute Gleiteigenschaften aufweisenden Werkstoff, der Kriechverformungen
nur sehr begrenzt zuläßt, wobei geeignete bekannte Werkstoffe Polyazetal und Polyamid
sind. Die PTFE-Gleitplatte wird von innen durch den horizontalen Vorsprung 14 des
Rings 4 in ihrem Randbereich von unten her untergriffen und ist im iibrigen über
die gesamte Dicke im Ring aufgenommen. Dadurch wird unmittelbar nach dem Aufbringen
der Last ein Austreten von Druckkissenwerkstoff durch den aegebenenfalls vorhandenen
Rvinasnalt. zwischen der Ring 4 und der PTFE-Gleitplatte 2 verhindert.
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Gem. Fig. 2 ist das obere Lagerteil 1 horizontal verschieblich
auf
dem Druckkissen abgestützt, wobei dazwischen wie bei Fig. 1 eine Gleitschicht 2
in Form einer PTFE-Platte eingekammert angeordnet ist. Zwischen der Gleitschicht
2 und de Druckkissen 3 ist eine steife Platte 16, bevorzugt eine Stahlplatte, angeordnet,
die das Druckkissen gleitseitig abdeckt unA mit ihren wand unter einen nach innen
vorspringenden Kragen 13 des Gehäuserings 6 greift. Durch die Belastung des Druckkissens
3 wird die steife Platte 16 gegen die der Druckkissen zugwandte Seite des Kragens
13 angepreßt. Eine ir oberen Kissenbereich unmittelbar unterhalb der steifen Platte
16 angeordnete umlaufende Drahtwendel 18 ist teilweise im Druckkissen eingebettet
und greift teilweise in die Nut 12 in der Innenseite des Gehäuserings 6 ein. Die
Drahtwendel dient der Fixierung des Gehäuserings 6 gegenüber der. Druckkissen 3
und gleichzeitig der Abdichtung des ringspalts zwischen steifer Platte 16 und Gehäusering
6 und zu deren Verriegelung. Der Bewegungsspalt 15 zwischen dem die Kippbewegung
zulassenden Lagerteil 2 und der Gehäusering 6 ist durch eine weitere, ganz in das
Druckkissen eingebettete Drahtwendel 9 mit kleinerem Durchmesser abgedichtet.
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Durch die gem. Fig. 2 erzielte vollwertige Kammerung der PTFE-Gleitplatte
zwischen der steifen Platte 16 und dem Gehäusering 6 kann auf eine nach oben gezogene
Einlage, wie der Ring 4 gem. Fig. 1, verzichtet werden.
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Fig. 3 zeigt eine Variante eines Gleitkipplagers, bei welcher die
Gleitplatte 2 aus PTFF mit ihrem Rand in einer Eindrehung 17 des Gehäuserings 6
aufgenommen ist. Unmittelbar innerhalb des Gehäuserings 6 ist die Gleitplatte druckkissenseitig
durch einen eingelegten Rincr 19 ahoestwitzt, der wie bei Fig. t mit einer. Ansatz
11 in eine an der Innenseite
des Gehäuserings 6 umlaufende Nut
12 eingreift. Unterschiedlich zu Fig. 1 ist er Ring 19 in einzelne Larnellen 21
aufgelöst, die in Fig. 4 in der Draufsicht dargestellt sind.
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-Patentansprüche-
L e e r s e i t e