DE3326068C1

DE3326068C1 - Höhenverstellbares Gummitopflager zum Übertragen und Anheben bzw. Absenken schwerer Lasten, insbesondere im Brückenbau

Info

Publication number: DE3326068C1
Application number: DE19833326068
Authority: DE
Inventors: Hans-Peter Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Andrä; Wolfhart Dr.-Ing. 7000 Stuttgart Andrä; Karl 7151 Großerlach Bayer; Erwin Dr.-Ing.e.h. 4000 Düsseldorf Beyer; Manfred 7303 Neuhausen Lohmann
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: Schwaebische Huettenwerke Automotive GmbH
Priority date: 1983-04-13
Filing date: 1983-07-20
Publication date: 1984-11-22

Description

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und ein höhenverstellbares Gummitopflager entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, das für den Einsatz in der Praxis besser geeignet ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Bildung eines allseitig umschlossenen Flüssigkeitsraumes zwischen Topfboden und Elastomere-Platte und/oder zwischen Deckel und Elastomere- Platte eine dünne, ebene, elastisch und/oder plastisch verformbare Kreisplatte aus zugfestem Material mit einem geringfügig kleineren Durchmesser als der Innendurchmesser des Topfes konzentrisch auf dem Topfboden und/oder auf dem Deckel angeordnet ist und die Kreisplatte längs ihres Umfanges unverschieblich und dicht mit dem Topfboden bzw. dem Deckel verbunden ist.
Die zum Anheben des Lagers bzw. zur Vergrößerung des Druckraumes erforderliche Flüssigkeitsmenge wird über eine absperrbare Zuleitung von außen in den sich zwischen Topfboden und Kreisplatte bzw. Deckel und Kreisplatte bildenden allseitig zugfest umschlossenen Raum eingepreßt. Dabei verformt sich die Platte elastisch und/oder plastisch etwa entsprechend einer Kugeloberfläche mit Ausnahme des schmalen mit dem Topfboden bzw. mit dem Deckel verbundenen Randbereiches.
Die in der durch die Druckflüssigkeit ausgewölbten, z. B. aus Metall oder Kunststoff bestehenden dünnen Platte auftretenden Membranzugspannungen werden durch den festen Anschluß längs ihres Umfanges auf den Topfboden bzw. Deckel übertragen.
Der Plattenrand kann durch Klebung und/oder Verschraubung mit dem Topfboden bzw. Deckel verbunden sein. Bei einer Platte aus Metall, z. B. aus einem dünnen Tiefziehblech, kann der Plattenrand auch durch eine Schweißung mit dem Topfboden bzw. Deckel verbunden sein.
Die Verbindung der Platte mit dem Topfboden bzw.
dem Deckel kann auch durch einen längs des Plattenrandes aufgeschraubten Klemmring erfolgen, wodurch die Platte an ihrem Umfang dicht schließend auf den Topfboden bzw. den Deckel gepreßt wird, ggf. unter Zwischenschaltung eines Dichtringes.
Bei der hier dargestellten Lösung liegt der sich bildende mit der Druckflüssigkeit gefüllte Raum in jedem Falle nur innerhalb der von der Elastomere-Platte abgedeckten Grundfläche. Bei einer Volumenänderung der Druckflüssigkeit treten keine Relativverschiebungen zwischen der Umschließung des Flüssigkeitsraumes und der Topfwandung auf; es ist daher auch kein Verschleiß möglich.
Bei den hier in Betracht kommenden Anhebe- bzw.
Absenkmaßen von wenigen Zentimetern bleiben die Membranspannungen in der ausgewölbten dünnen Kreisplatte stets weit unter der Materialfestigkeit.
Ein Undichtwerden des Flüssigkeitsraumes ist daher auch im Langzeitbetrieb praktisch ausgeschlossen.
Da der Topfboden im Gegensatz zur Blasenlösung selbst die untere Begrenzung des Flüssigkeitsraumes bildet, in dem auch die von außen kommende Druckleitung verläuft, entfallen hier alle Dichtungsprobleme.
Entsprechendes gilt natürlich auch bei Anordnung des Flüssigkeitsraumes zwischen Deckel und Elastomere-Platte und der von außen kommenden innerhalb des Deckels verlaufenden Druckleitung.
Eine weitere Variante besteht darin, daß sowohl eine dünne, ebene Platte mit dem Topfboden als auch mit dem Deckel verbunden ist. Mit entsprechenden Druckleitungen im Topfboden und im Deckel sind dann größere Anhebemaße oder das Anheben mit aushärtenden oder nicht aushärtenden Druckflüssigkeiten zu verschiedenen Zeitpunkten möglich.
Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung besteht darin, daß die längs ihres Umfanges mit dem Topfboden und/oder dem Deckel verbundene Platte kleine Profilierungen oder Riffelungen aufweist. Hierdurch kann z. B.
bei Beginn des Einpressens eine gleichmäßigere Verteilung der Flüssigkeit über die Rillen auf die ganze Plattenfläche erreicht werden. Weiter wird die Verformungsfähigkeit der Platte bei größeren Auswölbungen gesteigert.
Die in den Flüssigkeitsraum mündende Druckleitung kann in bekannter Weise durch ein Rückschlagventil abgeschlossen werden.
Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß zwischen Topfboden und Elastomere-Platte oder auch zwischen Deckel und Elastomere-Platte zwei oder mehrere ebene, dünne Kreisplatten mit verschiedenen Durchmessern übereinander angeordnet und jeweils längs ihres Umfanges mit dem Topfboden oder dem Deckel fest verbunden sind und daß die zum Anheben erforderliche Flüssigkeitsmenge über voneinander unabhängige Druckleitungen sowohl zwischen Topfboden und/oder Deckel und unterer bzw. oberer Kreisplatte einpreßbar ist.
In der Zeichnung sind einige Beispiele und Einzelheiten der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 einen Schnitt durch ein Gummitopflager mit einer am Topfboden verschweißten Platte, F i g. 2 einen Schnitt durch ein Gummitopflager mit am Topfboden und am Deckel angeschweißten Platten, F i g. 3 einen Teilschnitt durch ein Gummitopflager mit einer durch einen aufgeschraubten Ring an den Topfboden angepreßten Platte, F i g. 4 einen Schnitt durch ein Gummitopflager mit zwei übereinanderliegenden, mit dem Topfboden verschweißten Platten und Fig.5 einen Teilschnitt durch ein Gummitopflager mit einer Platte nach Anspruch 6.
In F i g. 1 ist mit 1 ein Deckel des Topflagers bezeichnet, der um das Anhebemaß xverschoben dargestellt ist.
Die Ausgangslage ist gestrichelt angegeben. Der ursprünglich nur von einer Elastomereplatte 4 gefüllte Druckraum zwischen Deckel 1, Topfboden 2 und Topfwandung 3 ist durch die über eine Druckleitung 5 mit Rückschlagventil 9 eingepreßte Druckflüssigkeit vergrößert. Dabei ist der Flüssigkeitsraum 7 zum einen durch eine dünne, ausgewölbte und an ihrem Umfang 6a aus Topfboden 2 angeschweißte Kreisplatte 6 und zum anderen durch den Topfboden 2 allseitig umschlossen.
Entsprechend der Ausbauchung der Platte 6 hat sich die Elastomere-Platte 4 verformt, wobei das Material von der Mitte nach dem Rand hin verdrängt ist.
In F i g. 2 ist der Anhebevorgang bei Anordnung einer Kreisplatte 6 zwischen Topfboden 2 und Elastomere-Platte 4 und einer weiteren Kreisplatte 8 zwischen Dekkel 1 und Elastomere-Platte 4 dargestellt. Die beiden Platten 6,8 sind jeweils an ihrem Umfang 6a bzw. 8a mit dem Topfboden 2 bzw. mit dem Deckel 1 durch Schweißung oder Verschraubung fest verbunden. In den Spalt zwischen Topfboden 2 und Platte 6 mündet die von außen kommende Druckleitung 5 und in den Spalt zwischen Deckel 1 und Platte 8 mündet eine Druckleitung 10. Wie in F i g. 2 dargestellt, hat sich der Deckel 1 nach dem Einpressen der Druckflüssigkeit in den Raum 7 zwischen Topfboden 2 und Platte 6 und den Raum 7a zwischen Deckel 1 und Platte 8 um das Maß 2 x gehoben.
In Fig. 3 ist die Platte 6 an ihrem Umfang durch einen aufgeschraubten Klemmring 15, 16 an den Topfboden angepreßt. Der Innenrand des Ringes ist entsprechend der Verformung der Platte abgefast. Die Platte besteht in diesem Falle z. B. aus einem flexiblen Kunststoff.
F i g. 4 zeigt zwei übereinander angeordnete Platten 6 und 13, die in 6a und 13a an den Topfboden 2 z. B.
angeschweißt sind. Die Druckflüssigkeit im Raum 7b zwischen den beiden Platten 6 und 13 wird dabei durch eine Druckleitung 14 und die Druckflüssigkeit im Raum 7 zwischen der unteren Platte 6 und dem Topfboden 2 durch eine Druckleitung 14a eingepreßt.
In F i g. 5 ist der Anschluß der Platte 6 am Topfboden 2 und der Eintritt der Druckleitung 5 in den sich erweiternden Spalt zwischen Topfboden 2 und Platte 6 in vergrößertem Maßstab dargestellt. Die Platte 6 weist hier Profilierungen 17 auf. Die Ausgangslage der Platte 6 ist gestrichelt angegeben. Durch die Schweißnaht 6a ist die Platte 6 mit dem Topfboden 2 fest verbunden.

Claims

Patentansprüche: 1. Höhenverstellbaren Gummitopflager zum Übertragen und Anheben bzw. Absenken schwerer Lasten, insbesondere im Brückenbau, bei dem in einem durch einen stählernen Topf mit Deckel und Dichtung allseitig umschlossenen Druckraum eine dicke Elastomere-Platte zur gelenkigen Übertragung der Lasten vom Deckel auf den Topfboden eingelegt ist und bei dem zum Anheben unter Last über eine Druckleitung von außen her zwischen Topfboden bzw. Deckel und Elastomere-Platte eine das Elastomere örtlich verdrängende und damit die Höhe des allseitig umschlossenen Druckraumes vergrößernde Flüssigkeitsmenge eingepreßt wird bzw.

zum Absenken eine die Höhe des allseitig umschlossenen Druckraumes verringernde Flüssigkeitsmenge abgelassen wird, dadurch gekennze ichn e t, daß zur Bildung eines allseitig umschlossenen Flüssigkeitsraumes (7) zwischen Topfboden (2) und Elastomere-Platte (4) und/oder zwischen Deckel (1) und Elastomere-Platte (4) eine dünne, ebene, elastisch und/oder plastisch verformbare Kreisplatte (6) bzw. (8) aus zugfestem Material mit einem geringfügig kleineren Durchmesser als der Innendurchmesser des Topfes konzentrisch auf dem Topfboden (2) und/oder auf dem Deckel (1) angeordnet ist und längs ihres Umfanges unverschieblich und dicht mit dem Topfenboden (2) bzw. dem Deckel (1) verbunden ist.
2. Gummitopflager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dünne, ebene Kreisplatte (6) bzw. (8) aus Metall besteht und längs ihres Umfanges (6a) bzw. (8a) mit dem Topfboden (2) und/oder mit dem Deckel (1) durch Schweißung, Vulkanisation, Verklebung, Verkeilung oder Verschraubung verbunden ist.
3. Gummitopflager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dünne, ebene Kreisplatte (6) bzw. (8) aus Kunststoff besteht und längs ihres Umfanges mit dem Topfboden (2) und/oder mit dem Deckel (1) durch Vulkanisation, Verklebung, Verkeilung oder Verschraubung verbunden ist.
4. Gummitopflager nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die dünne, ebene Kreisplatte (6) bzw. (8) an ihrem Umfang durch einen aufgeschraubten Klemmring (15, 16) an den Topfboden (2) und/oder an den Deckel (1) angepreßt ist.
5. Gummitopflager nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Topfboden (2) und Elastomere-Platte (4) und/oder zwischen Deckel (1) und Elastomere-Platte (4) zwei oder mehrere ebene, dünne Kreisplatten (6, 13) mit verschiedenen Durchmessern übereinander angeordnet und jeweils längs ihres Umfanges (6a, 13a) mit dem Topfboden (2) und/oder mit dem Deckel (1) fest verbunden sind und daß die Druckflüssigkeit über voneinander unabhängige Druckleitungen sowohl zwischen Topfboden (2) und/oder Deckel (1) und der unteren bzw. oberen Kreisplatte (6, 8) als auch zwischen die übereinanderliegenden Kreisplatten (6, 13) einpreßbar ist.
6. Gummitopflager nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die dünne, ebene Kreisplatte (6) Profilierungen oder Riffelungen (17) aufweist.

Die Erfindung betrifft ein höhenverstellbares Gummitopflager entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Gummitopflager als Kippgelenke zur Übertragung schwerer Lasten, insbesondere im Brückenbau, sind seit langem bekannt.

Bekannt ist auch ein in der Höhe nachstellbares bzw.

zum nachträglichen Anheben von Lasten geeignetes Gummitopflager (DE-PS 17 59032). Bei diesem wird über eine im Topfboden verlaufende und zwischen Topfboden und Elastomere-Platte mündende Druckleitung von außen her eine gummiartig aushärtende Druckflüssigkeit in den von Topf und Deckel umschlossenen, elastomeregefüllten Druckraum eingepreßt. Dabei wird das Elastomere örtlich verdrängt, so daß die Druckflüssigkeit von der Mündung der Druckleitung aus in einer mehr oder weniger gleichmäßigen Schicht in dem sich erweiternden Spalt zwischen Topf und Elastomere-Platte ausbreitet. Wegen der Inkompressibilität des Elastomeres vergrößert sich durch die eingepreßte Druckflüssigkeit das Volumen des Druckraumes, wobei sich der Deckel des Topflagers unter Last entsprechend der eingepreßten Flüssigkeitsmenge hebt. In diesem Falle verläuft die Ausbreitung der Druckflüssigkeit zwischen Topf und Elastomere-Platte völlig unkontrolliert. Es ist bei größeren Anhebemassen nicht auszuschließen, daß die Druckflüssigkeit auch in den Spalt zwischen Topfwand und Elastomere-Platte eindringt.

Hier kann die Druckflüssigkeit bis zum Ringspalt zwischen Topfwand und Deckel hochsteigen und unter Umständen nach außen entweichen, wenn die hier angeordnete Abdichtung bei flüssigen, unter hohem Druck stehenden Medien nicht ausreicht.

Diese Nachteile versucht das höhenverstellbare Topflager nach der DE-AS 25 27 128 zu vermeiden, indem dort zwischen der Elastomere-Platte und dem Topfboden eine ein Druckmittel aufnehmende Membranblase angeordnet wird, die an der Topfwandung anliegt und mit einer außen liegenden Druckquelle verbunden ist.

Problempunkte bleiben bei dieser Lösung die an die Topfwandung und in die Ecken gepreßte flexible Blase und der Anschluß der nach außen führenden Druckleitung.

Bei Kippbewegungen oder beim Anheben bzw. Ablassen des Deckels kann die unter hohem Druck fest an die Topfwandung angepreßte Blase den Verschiebungen des Deckels gegenüber der Topfwandung nicht zwängungsfrei folgen. Hierdurch treten in dem flexiblen Blasenmaterial Überdehnungen und wegen der Reibung an der Topfwand Verschleißwirkungen auf. Diesen ist das flexible Material nicht gewachsen - vor allem, da es sich infolge der ständigen Kippbewegungen im wesentlichen um dynamische Überbeanspruchungen handelt, die sehr rasch zu Undichtigkeiten der Blase im Bereich der Topfwand führen.

Das Lager wird damit für Anhebe- und Absenkvorgänge unbrauchbar. Zusätzliche Dichtungsprobleme treten am Anschluß der durch den Topfboden verlaufenden Druckleitung an die Blase auf.