DE2728549C2 - Gleitlager für Brücken oder ähnliche Tragwerke und Gleitelement dafür - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gleitlager für Brücken oder ähnliche Tragwerke mit zwei aufeinander gleitenden Lagerkörpern, von denen einer eine aus einzelnen Gleitelementen aus Polytetrafluoräthylen od. dgl. gebildete Gleitfläche aufweist, die mit einer Gegengleitfläche des anderen Lagerkörpers zusammenwirkt.

Die bislang verwendeten Gleitlager mit großflächigen Gleitplatten aus PTFE (DE-PS 12 30 826) müssen sorgfältig eingekammert werden, damit das als fließfähiger Werkstoff bekannte PTFE der Lagerpressung standhält Die dabei erforderliche genaue Anpassung einer der Kammerung dienenden Stahlfassung an den Durchmesser der PTFE-Platte erweist sich wegen der etwa lOfachen Temperaturdehnung von PTFE gegenüber Stahl als sehr schwierig; eine derartige Anpassung läßt sich bei großen PTFE-Platten praktisch nicht mehr durchführen. Im übrigen gibt es gerade bei der Herstellung großer PTFE-Platten derzeit noch kein Herstellungsverfahren, welches eine gleichbleibende Qualität des Plattenwerkstoffes über die Gesamtfläche der Platte gewährleistet. Um eine gewisse Dauerschmierung zu erzielen, sind in den PTFE-Platten Schmiertaschen vorgesehen. Da sich die Schmiertaschen infolge des Kriechens der PTFE-Platte zunehmend einebnen, ist der Schmiermittelvorrat jedoch nach einer verhältnismäßig kurzen Zeit verbraucht.

Um die Dauerschmierwirkung bei PTFE-Platten zu verbessern, ersetzen andere bekannte Ausführungen (DE-PS 22 44 202, DE-OS 22 52 289) die Schmiertaschen durch zur Gleitebene offenen Schmiermittelkanä-Ie, die ein Nachschmieren von außen ermöglichen. Derartige Gleitlager erfordern eine aufwendige Bearbeitung der PTFE-Platten.

Andere bekanntgewordene Vorschläge (Allgemeines Rundschreiben Straßenbau No. 10/1965, Sachgebiet 5, Brückenbau, veröffentlicht VkBI Amtlicher Teil, Heft 5, 1966, Seite 130; Uetz, Hakenjos, Breckel »Grundlagen zur Entwicklung und Prüfung von Brückenlagern aus Polytetrafluorethylen«, Materialprüfung 10/1968, Seite 23, 24) erreichen dadurch eine Vergrößerung des Schmiermittelvorrats, daß die Gleitplatten aus einem einzigen oder mehreren konzentrischen Ringen gebildet sind, deren Innenraum mit Schmiermittel gefüllt ist. Die Ringe wirken dabei als Dichtung für das Schmiermittel. Herstellung und Einbau derartiger Ringe sind sehr aufwendig.

Schließlich ist es bekannt (DE-AS 12 63 805, DE-GM 72 40 733) eine PTFE-Gleitplatte in einzelne Gleitele-

cinc Krcisschcibc mit mindestens einem eine Kontur mente zu zerlegen, die über die Gleitfläche verteilt in

der Grundplatte mit gegenseitigem Abstand befestigt sind. Die Befestigung derartiger als Kreisscheiben ausgebildeter Gleitelemente kann dabei in entsprechenden Fassungen der Lagerplatte oder durch Eingießen in eine mit der Lagerplatte zu verbindende Kunststoffplatte erfolgen. Die Verwendung derartiger Gleitelemente setzt eine aufwendige und individuelle Bearbeitung der Lagerplatten voraus und macht zudem eine Dauerschmierung praktisch unmöglich, da das Schmiermittel aus dem Raum zwischen den Gleitelementen entweichen kann.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Gleitlager mit einer PTFE-Gleitfläche zu schaffen, welches die bei der Herstellung großflächiger Platten oder Ringe aus PTFE auftretenden Schwierigkeiten vermeidet und in der Dauerschmierwirkung den bekannten PTFE-Ringlagern gleichkommt

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darr, daß eine Anzahl von Gleitelementen zu einer den Gleitspalt nach außen abdichtenden endlosen Kette ineinandergefügt sind und daß der durch die Kette gebildete Innenraum mit einem flüssigen oder pastösen Schmiermittel gefüllt ist.

Nach dieser Lösung wird die Gleitfläche in Einzelelemente aufgelöst, die jedoch so miteinander in Eingriff stehen, daß sie zusammen wie eine geschlossene Gleitfläche wirken. Die tragende Fläche wird dabei durch die Gleitflächen der einzelnen Gleitelemente und das Schmiermittel selbst gebildet, welches nach Art eines Schmierkissens dichtend im Inneren der Keue eingeschlossen ist Das verhältnismäßig große Schmiermittelvolumen ermöglicht eine langzeitige Schmierwirkung. Die Herstellung der einzelnen Gleitelemente mit gleichmäßiger Werkstoffqualität und hoher Formgenauigkeit bereitet keine Probleme. Dadurch, daß die Gleitelemente in Art einer Verzahnung ineinandergefügt sind, ergibt sich eine zuverlässige Dichtung gegen Schmiermittelaus'ritt. Temperaturdehnungen werden dabei durch plastische Verformung der Gleitelemente unter Lagerlast ausgeglichen.

Wenn die Gleitelemente in verschiedenen Drehlagen zueinander, z. B. durch gegenseitiges Verdrehen oder Abwälzen, ausgerichtet werden können, läßt sich ein beliebiger Durchmesser der Kette verwirklichen.

Für größere Gleitflächen ist es vorteilhafter, wenn innerhalb der den Gleitspait nach außen abdichtenden Kette im Abstand davon noch eine oder mehrere zueinander konzentrische Ketten aus Gleitelementen angeordnet sind und die durch die Ketten begrenzten Zwischenräume mit Schmiermittel gefüllt sind.

Das Nachschmieren eines derartigen Lagers bzw. der Austausch des Schmiermittels läßt sich auf einfache Weise dadurch erzielen, daß von außen zugängliche Schmiermittelkanäle für eine Schmiermittelzuführung oder -abführung angeordnet sind.

Die einzelnen Gleitelemente können auf besonders wirtschaftliche Weise dadurch auf dem zugehörigen Lagerkörper befestigt sein, daß sie jeweils über einen Teil ihrer Höhe in einer Fassung aus Metall oder hartem Kunststoff gefaßt sind, wobei die Fassung als Fließpreßteil aus Metall oder als Kunststoffspritzgußteil hergestellt sein kann. Der PTFE-Körper kann dabei entweder als Fertigteil in die Fassung eingesetzt werden oder unmittelbar in der Fassung gesintert werden.

Die Erfindung betrifft ferner ein Gleitelement für das vorstehend beschriebene Lager. Es ist dadurch gekennzeichnet, daß es eine Kreisscheibe mit mindestens einem eine Kontur für den Eingriff eines weiteren Gieiieiements aufweisenden Bereich ist

Bei der Verzahnung der einzelnen Gleitelemente miteinander ist auf die dichtende Eigenschaft des verzahnenden Eingriffs zu achten. Bei Gleitelementen 5 ohne Fassung kommt es infolge der Kriecheigenschaften des PTFE zu einer plastischen Verformung der Gleitelemente und damit zu deren dichtendem Zusammenwirken im Kettenverband. Bei Verwendung einer Fassung ist eine Dichtwirkung im Eingriffsbereich

ίο vorteilhaft dadurch gewährleistet, daß sich die PTFE-Scheibe über den seitlichen Rand der Fassung hinaus erstreckt und diese nach außen abdeckt

Weitere Merkmaie der Erfindung sind Gegenstand der Patentansprüche 2,6,7,9,10 und 12 bis 15.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt bzw. zeigen

F i g. 1 einen Querschnitt durch ein Gleitlager mit einer ringförmigen Kette aus Gleitelementen,

Fig.2 die Draufsicht auf den die Gleitelemente tragenden Lagerkörper gem. F i g. 1,

F i g. 3 einen Querschnitt durch eine andere Ausführungsform eines die Gleitelemente tragenden Lagerkörpers,

F i g. 4 einige Gleitelemente in Kettenanordnung,

Fig.5 bis 8 unterschiedliche Eingriffsformen der Gleitelemente gem. F i g. 4,

Fig.9 einen halben Querschnitt durch ein Gleitelement mit Fassung,

Fig. 10 die Draufsicht auf die leere Fassung des Gleitelements gem. F i g. 9,

Fig. 11 einen Querschnitt durch ein Gleitlager mit zwei konzentrischen Ketten aus Gleitelementen,
Fig. 12 die Draufsicht auf den die Gleitelemente tragenden Lagerkörper gemäß F i g. 11 und

Fig. 13 und 14 jeweils einen teilweisen Querschnitt

durch ein Gleitlager mit einer äußeren Kette aus Gleitelementen und inneren Gleitteilen für den Notlauf.

Ein Gleitlager gemäß Fig. 1 umfaßt einen unteren

«to Lagerkörper 1, welcher die Gleitelemente 2 trägt, und einen oberen Lagerkörper 3 mit der Gegengleitfläche 4. Die Lagerkörper 1 und 2 sind bevorzugt Stahlplatten; die Gegengleitfläche 4 ist vorteilhaft gebildet durch eine Beschichtung aus Hartchrom, Edelstahlblech oder einem Kunststoff mit niedrigem Reibungsbeiwert. Die Gleitelemente 2 sind ineinandergreifende Kreisscheiben aus PTFE, welches derzeit wegen seines niedrigen Reibungsbeiwerts den optimalen Brückenlagerwerkstoff darstellt. Wegen des bekannten Kriechens des

so PTFE unter Last müssen die Kreisscheiben durch eine seitliche Einfassung abgestützt werden. Dies kann, wie in F i g. 1 dargestellt, durch Ausgießen der Zwischenräume mit einer Gießharzschicht 5 erfolgen. Eine andere Möglichkeit der Kammerung der Gleitelemente ist in F i g. 3 dargestellt. Dort sind die Gleitelemente 2 in einer Kunststoffplatte 6 eingepreßt oder eingegossen. Die Kunststoffplatte 6, die aus Epoxi-Polyester- oder Phenolkunstharzen oder dgl. bestehen kann, ist in einer Eindrehung des unteren Lagerkörpers 1 z. B.

durch Verkleben befestigt

Die Gleitelemente 2 sind bevorzugt etwa 5 bis 6 mm dick und ragen zweckmäßig 2 bis 3 mm über die Seitenkammerung hinaus. Ihr Durchmesser beträgt vorzugsweise etwa 40 bis 80 mm. Bis zu dieser Größenordnung bereitet die Herstellung von PTFE-Platten mit gleichmäßiger Qualität und deren Kammerung keine Probleme.
Der in F i g. 2 gezeichnete gegenseitige Eingriff der

Gleitelemente 2 ist gebildet durch einen in seiner Kontur kreisbogenförmig begrenzten Kreisausschnitt 7. In diesen greift die Scheibenkontur des jeweils benachbarten Gleitelements 2 ein. Durch die Lagerlast wird das PTFE zum Kriechen veranlaßt, wodurch die einzelnen Gleiielemente dichtend zur Anlage kommen. Der Innenraum innerhalb der aus den Gleitelementen 2 gebildeten Kette ist mit einem Schmiermittel 8 gefüllt und bildet somit ein Schmierkissen. Dieses steht ebenfalls unter dem Lagerdruck, d. h. die Lagerpressung ist zu beziehen auf die gesamte aus den Gleitelementen 2 und dem Schmierkissen bedeckte Fläche.

In Fig.4 ist ein Gleitelement 9 mit einer von der Kreisscheibenform stark abweichenden Grundrißfläche dargestellt, wobei darüber hinaus zahlreiche weitere Ausführungsformen denkbar sind. Wesentlich ist stets, daß ein kreisförmiger Abschnitt 10 vorhanden ist, der in eine entsprechende kreisförmige Innenkontur, die ebenfalls an jedem der Gleitelemente 9 vorhanden ist, eingreift Die kreisförmige Ausbildung sichert eine gegenseitige Ausrichtung der Gleitelemente in jeder beliebigen Drehlage. Dadurch kann jeder beliebige Radius R einer aus den Gleitelementen 9 zusammengesetzten Dichtungskette 12 erzeugt werden.

Allerdings kann der genannte kreisförmige Eingriff neben einer glatten Kontur, wie in F i g. 5 dargestellt, auch eine Verzahnung aufweisen, z. B. in Form eines Polygons (F i g. 6), einer Spitzenverzahnung (F i g. 7) oder einer Verzahnung mit gegenüber dem Fuß verbreitertem Kopfbereich der Zähne (Fig.8). Die Verzahnung muß sich selbstverständlich nicht über den gesamten Umfang der Gleitelemente erstrecken. Ein begrenzter Kreisbogenabschnitt ist im allgemeinen ausreichend.

Falls das Gleitelement in einer Fassung 13 aus Metall oder hartem Kunststoff aufgenommen ist (vergleiche Fig.9), muß selbstverständlich auch die Fassung eine mit dem PTFE-Gleitkörper identische Kontur aufweisen. Gemäß F i g. 9 ist die PTFE-Scheibe 14 seitlich noch über den Rand der Fassung hinausgezogen und deckt -to diese von außen ab. Die Dicke der Abdeckung 15 beträgt dabei etwa ein Drittel der Dicke der Fassungswand. Die Abdeckung 15 dient der gegenseitigen Abdichtung der Gleitelemente im Eingriffsbereich. Durch plastische Verformung des PTFE-Materials entsteht eine vollkommene Dichtung. Das Fertigelement aus PTFE-Scheibe 14 und Fassung 13 kann unterseitig mit Kleber beschichtet sein, der durch Druck und Temperatur bei der Montage auf der Lagerplatte aktiviert wird. Es kann aber auch die gezeichnete dünne elastomere Unterlage 16 angeordnet sein, die geringfügige Toleranzen der Gleitelemente oder unterschiedliche Dicken der Lagerplatten ausgleicht

In Fig. 10 ist ein eine Verzahnung aufweisender Abschnitt der Fassung 13 in der Draufsicht dargestellt.

Bei Gleitelementen in Form einer Kreisscheibe ist es vorteilhaft, den Eingriffsbereich der Kreisscheiben so zu bemessen, daß die gemeinsame Sehne im Eingriffsbereich etwa die Länge des Scheibenradius hat

Fig. 11 und 12 zeigen den Schnitt durch ein großflächiges Gleitlager mit oberem Lagerkörper 3, unterem Lagerkörper 1 und zwei dichtenden Ketten 17 und 18 aus Gleitelementen 2. Der zwischen den Ketten vorhandene Zwischenraum 19 und der zentrale Zwischenraum 20 sind jeweils mit Schmierfett gefüllt Die Gleitelemente 2 sind durch eine Gießharzschicht 21 seitlich gefaßt. Zum Nachschmieren ist ein Schmiermittelkanal 22 vorgesehen, der die Außenseite des Lagerkörpers 1 mit dem mit Schmierfett gefüllten Zwischenraum 19 verbindet. Der Zwischenraum 19 ist mit dem zentralen Zwischenraum 20 durch einen an der Unterseite einer Gleitplatte der inneren Kette 18 vorgesehenen Schmierkanal 23 verbunden. Für den Austausch des Schmierfetts könnte der Zwischenraum 20 mit einem Schmierfettausgang versehen sein.

Die Fig. 13 und 14 zeigen jeweils vertikale Querschnitte durch eine Gleitlagerhälfte. Innerhalb einer äußeren, ein Schmierkissen 28 nach außen hin abdichtenden Kette von Gleitelementen 2 sind weitere PTFE-Gleitteile 24 angeordnet Deren Gleitfläche steht jedoch nicht in Berührung mit der Gegengleitfläche 4. Die Gleitteile 24 sichern dem Lager Notlaufeigenschäften für den Fall zu, daß der Lagerspalt sich in Folge Abnutzung der Gleitelemente 2 verkleinert Der obere Lagerkörper mit der Gegengleitfläche 4 wird sich dann auch unmittelbar auf den Gleitteilen 24 abstützen. In Fig. 13 sind die Gleitteile 24 weniger dick als die Gleitelemente 2 ausgebildet; in Fig. 14 handelt es sich bei den Gleitteilen 24 um mit den Gleitelementen 2 identische Teile. Um zu verhindern, daß sie an der Gegengleitfläche 4 anliegen, sind sie in einer Einsenkung 25 des unteren Lagerkörpers angeordnet.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (16)

Patentansprüche:

1. Gleitlager für Brücken oder ähnliche Tragwerke mit zwei aufeinander gleitenden Lagerkörpern, von denen einer eine aus einzelnen Gleitelementen aus Polytetrafluorethylen od. dgl. gebildete Gleitfläche aufweist, die mit einer Gegengleitfläche des anderen Lagerkörpers zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von Gleitelementen (2 bzw. 9) zu einer den Gleitspalt nach außen abdichtenden endlosen Kette (17) ineinandergefügt ist und daß der durch die Kette gebildete Innenraum mit einem flüssigen oder pastösen Schmiermittel (8) gefüllt ist

2. Gleitlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kette (17) bildenden Gleitelemente (2) miteinander verzahnt «der verhakt sind.

3. Gleitlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitelemente (2) in verschiedenen Drehlagen zueinander ausgerichtet werden können.

4. Gleitlager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenseitige Ausrichtung der Gleitelemente (2) durch gegenseitiges Verdrehen oder Abwälzen erfolgt

5. Gleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der den Gleitspalt nach außen abdichtenden Kette (17) im Abstand davon noch eine oder mehrere zueinander konzentrische Ketten (18) aus Gleitelementen (2) angeordnet sind und daß die durch die Ketten begrenzten Zwischenräume (19 und 20) mit Schmiermittel gefüllt sind.

6. Gleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Sicherstellung von Notlaufeigenschaften zusätzliche Gleitteile (24) angeordnet sind, deren Gleitflächen gegenüber denen der Gleitelemente (2) zurückgesetzt sind, so daß sie die Gegengleitfläche (4) nicht berühren.

7. Gleitlager nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Gleitteile (24) innerhalb der den Gleitspalt abdichtenden Kette (17) angeordnet sind.

8. Gleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß von außen zugängliche Schmiermittelkanäle (22) für eine Schmiermittelzuführung oder -abführung angeordnet sind.

9. Gleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitelemente (2) auf dem ihnen zugeordneten Lagerkörper (1) aufgelegt und über einen Teil ihrer Höhe durch Umgießen mit Kunststoff festgelegt sind.

10. Gleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitelemente (2) über einen Teil ihrer Höhe in eine mit dem zugeordneten Lagerkörper (1) verbundene Kunststoffplatte (6) eingegossen oder eingepreßt sind.

11. Gleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitelemente jeweils über einen Teil ihrer Höhe in einer Fassung (13) aus Metall oder hartem Kunststoff gefaßt sind.

12. Gleitlager nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Fassung mit dem zugeordneten Lagerkörper unmittelbar oder über eine elastomere Unterlage (16) verklebt ist.

13. Gleitelement für ein Gleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß es

für den Eingriff eines weiteren Gleitelements (2) aufweisenden Bereich ist

14. Gleitelement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur die Form eines Kreisbogens/Kreispolygons oder sonstiger Kreisverzahnung hat

15. Gleitelement nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn es in einer Fassung aus Metall oder Kunststoff eingepreßt oder eingegossen ist die Kontur der Fassung (13) derjenigen der PTFE-Scheibe entspricht

16. Gleitelement nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet daß sich die PTFE-Scheibe (14) über den seitlichen Rand der Fassung hinaus erstreckt und diese nach außen abdeckt