DE2931542C2

DE2931542C2 - Elastomer-Lager zum Abstützen von Baukonstruktionen und Bauwerksteilen

Info

Publication number: DE2931542C2
Application number: DE19792931542
Authority: DE
Inventors: Walter 3014 Laatzen Battermann
Original assignee: Individual
Current assignee: Calenberg Ingenieure De GmbH
Priority date: 1978-07-28
Filing date: 1979-08-03
Publication date: 1985-07-04
Also published as: DE2931542A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Elastomer-Lager zum Abstützen von Baukonstruktionen und Bauwerksteilen, in Form einer aus Gummi oder gummiähnlichen Kunststoffen hergestellten Platte oder Bahn mit auf einer oder auf beiden Oberflächen mit gegenseitigen Abständen verteilten, in Reihen angeordneten, unter der Wirkung des Auflagerdruckes elastisch verformten Erhöhungen in Gestalt von Zylinderkörpern mit einer einem Bruchteil ihres Durchmessers entsprechenden Höhe über der

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Es ist z. B. aus der DE-AS 17 59 180 bekannt, plattenförmige Baulager mit von den Anlageflächen ausgehenden, gleichmäßig verteilten Vertiefungen bzw. die Vertiefungen begrenzenden zylindrischen oder kegelstumpliirtigen Erhöhungen auszubilden und mit dem daraus folgenden Auflösen der vollen Lagcrobcrflächen in eine Vielzahl kleinerer Einzelelemente die unter Belastung auftretenden Querzugspannungen herabzusetzen. Wenn damit und mit anderen bekannten Baulagern auch schon wesentliche Verbesserungen möglich waren, so bilden sich in allen Fällen unter den Einzelelementen doch noch örtliche Spannungsherde mit von den Randzonen etwa parabelförmig zur Mitte hin ansteigenden Werten aus.

Der Erfindung liegt demgegenüber als Aufgabe zugrunde, selbst diese verbleibenden, begrenzten Quer-Zugspannungen aufzuheben oder zumindest weitgehend abzubauen.

Nach der Erfindung zeichnen sich Elastomer-Lager der eingangs geschilderten Gattung dadurch aus, daß die freie Stirnfläche der Erhöhungen zumindes* in einem

!0 an ihren Umfang angrenzenden Teilbereich im unbelasteten Zustand unter einem spitzen Winkel schräg gegen die Plattenoberfläche ausgerichtet ist, wobei die Erhöhungen innerhalb der Reihen einer Richtung mit gleichartig angesetzte! Teilbereichen, von Reihe zu Reihe aber so zueinander versetzt angeordnet sind, daß unmittelbar benachbarte Erhöhungen jeweils unter Winkeln von 90° gegeneinander verdreht sind.

Über die nach dem Stand der Technik bekannte Gestaltung der zylindrischen oder prismatischen Einzelelemente plattenförmiger Baulager und die Wahl ihres Höhen-Dicken-Verhältnisses hinaus setzt die Erfindung unmittelbar an deren Stirnflächen selbst als den eigentlichen Kontaktzonen ein und gelangt damit zu nicht ohne weiteres vorhersehbaren, überraschend vorteilhaften Ergebnissen. Im belasteten Zustand der neuartigen Lager verformen sich die Einzelelemente zunächst im Bereich der höheren P.andkante. so daß die Federungscharakteristik eine erwünschte weiche Anfangsphase zeigt. Erst mit zunehmender Belastung beteiligen sich dann auch die tiefer gelegenen Flächenbereiche an der Kraftübernahme. Der schräg abfallende Stirnflächenverlauf hat eine asymmetrische Spannungsverteilung unterhalb der Einzelelemente mit aus der geometrischen Mitte in Richtung nach der höheren Randkante verschobenem Scheitel zur Folge, was im Endeffekt wiederum durch die besondere winkelverdrehte Ausrichtung der Elemente zueinander innerhalb des Gesamtlagers ausgeglichen wird.

Neben der erhöhten Gebrauchstüchtigkeit der neuartigen Baulager führt die Erfindung auch zu Vereinlachungen in der Konstruktion de>· zum Herstellen der Lagerplatten benötigten Metallformen. Gegenüber der nach einem nicht zum Stand der Technik gehörigen alteren Vorschlag (vgl. DE-OS 28 33 117) angeregten, schon aus der kräftemäßigen Einordnung in ein rechtwinkeliges Koordinatensystem sich von selbst anbietenden Gestaltung der Flächenelemente mit zumindest in zwei Dimensionen rechtwinkelig zueinander orientierten Seitenkanten geht die Erfindung mit der Einführung drehrunder Umrißformen von diesem anscheinend natürlich vorgegebenen Muster vollkoi. nen ab. Sie schafft dadurch die Voraussetzung zum Anwenden zeit- und kostensparender Arbeitsverfahren für das Herstellen der notwendigen Metallformen mit den jeweils in größerer Anzahl einzubringenden, dem Negativ der Erhöhungen entsprechenden vertieften Hohlräumen und gelangt auf diese Weise zu herstellungstechnischen Vereinfachungen, die in der Aufsum-Tiierung einer Vielzahl notwendiger Arbeitsschntte erhebliche Kosteneimn.irungen für den Formenbau zur Folge haben.

Die ausgeformten und vulkanisierten Lager iind uhne weitere Nacharbeiten gebrauchsfertig und können unmittelbar nach dem Entnehmen aus der Form ihrem vorgesehenen Verwendungszweck zugeführt werden.

Es kann allenfalls angebracht sein, möglicherweise störenden Formgrat oberflächlich zu entfernen. Gemäß einer wichtigen Weiterbildung der Erfindung empfiehlt es sich jedoch, die freie Stirnfläche der Erhöhungen oder

aber zumindest ihrer schräg ansteigenden Teilbereiche spangebend, z. B. durch Schleifen so zu bearbeiten, daß die unmittelbar an den Bauwerksteilen anliegenden Kontaktflächen von der sonst die Erhöhungen geschlossen umhüllenden glatten Formhaut befreit und gleichmäßig aufgerauht sind. Die Erfindung ermöglicht damit, wesentlich genauer zutreffende Werte für die Haftreibung in die Berechnungsgrundlagen einzusetzen und folglich auch Ίϊε Abmessungen der kraftübertiagenden Flächen sicherer und exakter zu bestimmen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind ^;n den Ansprüchen 2 und 3 angegeben.

Zum Verdeutlichen der Erfindung ist ein Ausführungsbeispiel in der Zeichnung schematisch dargestellt In der Zeichnung zeigt Fig.i eine Draufsicht a df eine Lagerplatte und

F i g. 2 ein Teilstück der Lagerplatte mit dem Schnittbild einer der Erhöhungen in vergrößertem Maßstab.

Das gezeichnete Elastomer-Lager ist als quadratische oder rechteckige Platte 3 mit einer Anzahl von auf einer Seite abgeformter. Erhöhungen 4 aus einem synthetischen Kautschuk ohne jede Verstärkungsei · - oder auflagen hergestellt. Die Erhöhungen 4 sind in einem regelmäßigen Muster in jeweils gegeneinander versetzten Reihen über die gesamte Plattenoberfläche verteilt Sie sind in untereinander identischer Form und Größe als Zyiinderkörper mit nur einem Bruchteil ihres Durchmessers entsprechender Höhe — über der Plattenoberfläche gemessen — ausgeführt und auf ihrer freien Stirnfläche 14 mit einem unter einem spitzen Winkel schräg ansteigenden Teilbereich 24 ausgebildet. Der Teilbereich 24 ist ebenfalls kreisförmig, jedoch mit einem gegenüber den Erhöhungen selbst kleineren Durchmesser gestaltet, beispielsweise in einer Größenordnung zwischen 'Λ und V₄ des größeren Durchmessers, und er erhebt sich in jedem Falle unmittelbar von der freien Stirnfläche 14 bis an die Randkante der Erhöhungen 4 gleichmäßig ansteigend. Die Erhöhungen 4 erhalten dadurch die für das Haftreibungsverhalten des elastomercn Lagers wichtige Richtwirkung. Zweckmä-Big sind die freien Oberflächen der Teilbereiche 24 geschliffen oder auf andere Weise mit mechanischen Mitteln von der aus dem Herstellungsvorgang herrührenden glatten Formhaut befreit, so daß sie in ihrer Vielzahl gleichmäßig aufgerauht sind und infolgedessen in guter Annäherung für alle Bereiche gültige Berechnungsgrundlagen bieten.

Gemäß der Draufsich'.darstellung in F i g. 1 Find aie Erhöhungen 4 innerhalb der Reihen einer Richtung mit gleichartig angesetzten Teilbereichen 24. von Reihe zu Reihe aber so zueinander versetzt angeordnet, daß unmittelbar benachbarte Erhöhungen jeweils unter Winkeln von 90° gegeneinander verdreht sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Elastomer-Lager zum Abstützen von Baukonstruktionen und Bauwerksteilen, in Form einer aus Gummi oder ähnlichen Kunststoffen hergestellten Platte oder Bahn mit auf einer oder auf beiden Oberflächen mit gegenseitigen Abständen verteilten, in Reihen angeordneten, unter der Wirkung des Auflagerdruckes elastisch verformten Erhöhungen in Gestalt von Zylinderkörpern mit einer einem Bruchteil ihres Durchmessers entsprechenden Höhe über der Plattenoberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß die freie Stirnfläche der Erhöhungen (4) zumindest in einem an ihren Umfang angrenzenden Teilbereich (24) im unbelasteten Zustand unter einem spitzen Winkel schräg gegen die Plattenoberfläche ausgerichtet ist, wobei die Erhöhungen (4) innerhalb der Reihen einer Richtung mit gleichartig angesetzten Teilbereichen (24), von Reihe zu Reihe aber so z-jeinander versetzt angeordnet sind, daß unmittelbar benachbarte Erhöhungen unter Winkeln von 90° gegeneinander verdreht sind.

2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der schräg ausgerichtete Teilbereich (24) der Erhöhungen (4) mit kreisförmigem Querschnitt von gegenüber den Erhöhungen kleinerem Durchmesser, z. B. in einer Größenordnung von etwa V₂ bis V₄ des Durchmessers der Erhöhungen (4), ausgebildet ist.

3. Lager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, aaß der schräg ausgerichtete Teilbereich (24) mit seinem über iie Stil /lache der Erhöhungen (4) sich erhebenden Rcndbogen unmittelbar an den Umfang der Erhöhungen ang; nzt und sich zu einer nur einem Bruchteil der Höhe der Erhöhungen (4) entsprechenden Höhe über deren Stirnfläche erhebt.

4. Lager nach einem der Ansprüche ] bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die freie Stirnfläche (14) der Erhöhungen (4) oder aber zumindest ihrer schräg ansteigenden Teilbereiche (24) spangebend bearbeitet, z. B. geschliffen ist.