DE3330143C2 - Höhenverstellbares Gummitopflager zum Übertragen und Anheben bzw. Absenken schwerer Lasten, insbesondere im Brückenbau - Google Patents

Abstract

Bei einem Hublager zum Übertragen und Anheben schwerer Lasten, z. B. im Brückenbau, wird zur Bildung eines allseitig umschlossenen Flüssigkeitsraumes (7) zwischen Topfboden (2) und Elastomere-Platte (4) und/oder zwischen Deckel (1) und Elastomere-Platte (4) eine Membranplatte (6) bzw. (8) aus zugfestem Material angeordnet, die längs ihres Umfanges unverschieblich und dicht mit dem Topfboden (2) und/oder dem Deckel (1) verbunden ist (Fig. 1).

Description

Die Erfindung betrifft ein höhenverstellbares Gummitopflager entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 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 59 032). 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 sich 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

so 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. Ab-

lassen 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.

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 ge'öst, daß zur Bildung eines allseitig umschlossenen Flüssigkeitsraumes zwischen Topfboden und Elastomere-Platte und/oder zwischen Deckel und Elastomere-Platte eine dünne, im Einbauzustand ebene Membranplatte aus zugfestem Material konzentrisch auf dem Topfboden und/oder auf dem Deckel angeordnet ist und die Membranplatte 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 absperrbarc Zuleitung von außen, in den sich zwischen Topfboden und Membranplatte bzw. Deckel und Membranplatte bildenden allseitig zugfest umschiossenen Räum eingepreßt Dsbei verfornit sich die Membranplatte 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, dünnen Membranplatte auftretenden Mtmbranzugspannungen 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 Membranplatte aus Metall, z. B. aus einem dünnen Tiefziehblech, kann der Plattenrand auch durch eine Schweißung mit dem Topfboden bzw. Dekkel verbunden sein.

Die Verbindung der Membranplatte mit dem Topfboden bzw. dem Deckel kann auch durch einen längs des Plattenrandes aufgeschraubten Klemmring erfolgen, wodurch die Membranplatte 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 abge- ao deckten 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 Membranplatte stets weit unter der Materialfestigkeit. Ein Undiohtwerden des Flüssigkeitsraumes ist dahsr 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-Plaltte und der von außen kommenden innerhalb des Deckeis verlaufenden Druckleitung.

Eine weitere Variante besteht darin, daß sowohl eine Membranplatte 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 >.ί'λ dem Topfboden und/oder dem Deckei verbundene Mennranpiatte kieine 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 besieht darin, daß der allseitig umschlossene Flüssigkeitsraum durch eine oder mehrere zusätzliche Membranplatten unterteilt ist die längs ihres Umfanges mit dem: Topfboden und/oder dem Deckel fest verbunden sind, und daß die zum Abheben erforderliche Flüssigkeitsmenge über voneinander unabhängige Druckleitungen sowohl zwischen Topfboden und/oder peckel und der unteren bzw. oberen Membranplatte als auch zwischen die übereinanderliegenden Membranplatten einpreßbar ist

Eine andere Weiterführung des Erfindungsgedankens besteht darin, die Elastomere-Platte mit der Membranplatte, z. B. durch Verklebung oder Vulkanisation, zu einer Einheit miteinander zu verbinden. Dies bietet sich vor allem dann an, wenn als Material für die Membranplatte ebenfalls Elastomere gewählt wird, welches z. B. ölbeständig ist oder eine besondere Widerstandsfähigkeit gegen aggressive Bestandteile der Druckflüssigkeit aufweist

Wenn die Elastomere-Platte von Haus aus schon die erforderliche Widerstandsfähigkeit besitzt, so kann s^hlk'3l:ch auf eine besondere Membranplatte ganz verzichtet werden. Die Elastomere-Platte übernimmt dann auch die Funktion Jor Membranplatte. Sie wird dementsprechend längs ihres Umfanges fest mil dem Topfboden bzw. dem Deckel verbunden. Diese Verbindung kann z. B. in einer ringförmigen Verklebung oder in einer entsprechenden Anvulkanisierung der Elastomere-Platte am Topfboden bzw, am Deckel bestehen,

Eine weitere mögliche Ausgestaltung des Erfiadungsgedankens wird darin gesehen, die Elastomere-Platte längs ihres Umfanges nicht direkt am Topfboden bzw. Topfdeckel, sondern an einer an ihrer Unterfläche bzw. ihrer Oberfläche angeordneten Abschlußplatte, z. B. aus Metall, anzuvulkanisieren.

Der allseitig umschlossene Flüssigkeitsraum bildet sich dann zwischen der Elastomere-Membran-Platte

und der bzw. den Abschlußplattcn aus. Hierzu muß die von außen kommende, im Topfbodc-n und/oder im Topfdeckel verlaufende Druckleitung kurz vor ihrem Ende nach oben bzw. nach unten durch die jeweilige Abschlußplatte hindurchgeführt werden, so daß sie in dem sich zwischen Elastomere- und Abschlußplatte bildenden Flüssigkeitshohlraum einmündet.

Um zu verhindern, daß die Druckflüssigkeit in den Spalt zwischen Topfboden bzw. Topfdeckel und Abschlußplatte eindringt, wird hier am Druckleitungskanal eine z. B. ringförmige Dichtung zwischen den beiden Metallteilen erforderlich.

Der Dichtungsring kann z. B. in eine entsprechende Nut im Boden bwz. Deckel und/oder in der Abschlußplatte eingesetzt werden und die beiden Metallteile können von außen her so miteinander verschraubt werden, daß der Dichtungsring fest in die Nut eingepreßt wird *jfid dä?Tii! auch für höchste Drücke i" dsr Zuleitung wirksam bleibt.

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 Membranplatte,

Fig. 2 einen Schnitt durch ein Gummitopflager mit F i g. 2 dargestellt, hat sich der Deckel 1 nach dem Einpressen der Druckflüssigkeit in den Raum 7 zwischen Topfboden 2 und Membranplatte 6 und den Raum la zwischen Deckel 1 und Membranplatte 8 um das Maß 2 χ gehoben.

In Fig.3 ist die Membranplatte 6 an ihrem Umfang durch einen aufgeschraubten Klemmring 15, 16 an den Topfboden angepreßt. Der Innenrand des Ringes ist entsprechend der Verformung der Membranplatte abgefast Die Membranpiatte besteht in diesem Falle z. B. aus einem flexiblen Kunststoff.

Fig.4 zeigt zwei übereinander angeordnete Membranplatten 6 und 13, die in 6a und 13a an den Topfboden 2 z. B. angeschweißt sind. Die Druckflüssigkeit im Raum 76 zwischen den beiden Membranplatten 6 und 13 wird dabei durch eine Druckleitung 14 und die Druckflüssigkeit im Raum 7 zwischen der unteren MemKronr*ia»»£ £ und den*! Toⁿfbodsr! 2 durch eins Druckleitung 14a eingepreßt.

In Fig. 5 ist der Anschluß der Membranplatte 6 am Topfboden 2 und der Eintritt der Druckleitung 5 in den sich erweiternden Spalt zwischen Topfboden 2 und Membranplatte 6 in vergrößertem Maßstab dargestellt. Die Membranplatte 6 weist hier Profilierungen 17 auf.

am Topfboden und am Deckel angeschweißten Mem- 25 Die Ausgangslage der Membranplatte 6 ist gestrichelt branplatten, angegeben. Durch die Schweißnaht 6a ist die Membran-

Fig.3 einen Teilschnitt durch ein Gummitopflager mit einer durch einen aufgeschraubten Ring an den Topfboden angepreßten Membranplatte,

platine mit dem Topfboden 2 fest verbunden.

In Fig.6 ist die zu einer Einheit mit der Membranplatte verbundene Elastomere-Platte 4 + 6 dargestellt.

Fig.4 einen Schnitt durch ein Gummitopflager mit 30 Sie ist längs ihres Umfanges *8 an den Topfboden 2 zwei übereinanderliegenden, mit dem Topfboden ver- anvulkanisiert Das Lager ist cn angehobenem Zustand schweißten Membranplatten, dargestellt, d. h. nach dem Einpressen der Druckflüssig-

Fig.5 einen Teilschnitt durch ein Gummitopflager keit in den zwischen Topfboden 2 und Elastomere-Platmit einer Membranplatte nach Anspruch 5, te 4 + 6 entstandenen, fest umschlossenen Flüssigkeits-

Fig. 6 einen Schnitt durch ein Gummitopflager mit 35 raum.Die Elastomere-Platte4 + 6hatsichdementsprezu einer Einheit zusammenvulkanisiertem Elastomere chend verformt.

Auch in Fig.7 bildet die Elastomere-Platte mit der unteren und oberen Membranplatte eine Einheit Dabei ist angenommen, daß die Membranplatte aus dem gleichen Elastomere bestehen wie die eigentliche Elastomere-Platte 4. Die somit einheitliche Elastomere-Platte ist längs ihres Umfanges 18 bzw. 18a mit den Abschlußplatten 19 bzw. 19a zusammenvulkanisiert Die Druckleitung 5 bzw. 10 wird etwa in der Mitte des Lagers nach

net der um das Anhebemaß χ verschoben dargestellt ist 45 oben bzw. unten abgeknickt und durch die Abschluß-Die Ausgangslage ist gestrichelt angegeben. Der ur- platte hindurch bis in den sich bildenden Flüssigkeitssprünglich nur von einer Elastomere-Platte 4 gefüllte raum weitergeführt. Das Lager ist in angehobenem Zu-Druckraum zwischen Deckel 1, Topfboden 2 und Topf- stand dargestellt wobei sich der Flüssigkeitsraum 7 wandung 3 ist durch die über eine Druckleitung 5 mit bzw. 7a sowohl zwischen der unteren Abschlußplatte 19 Rückschlagventil 9 eingepreßte Druckflüssigkeit ver- 50 als auch der oberen Abschlußplatte 19a und de, sinheitgrößert Dabei ist der Flüssigkeitsraum zum einen durch liehen Elastomere-Platte 4 + 6 ausgebildet hat In eine dünne, ausgewölbte und an ihrem Umfang 6a ange- F i g. 8 ist die im Topfboden 2 nach oben angeknickte schweißte Membranplatte 6 und zum anderen durch Druckleitung 5 und ihr Übergang in die Abschlußplatte den Topfboden 2 allseitig umschlossen. Entsprechend 19 in größerem Maßstab dargestellt Der Spalt zwischen der Ausbauchung der Membranplatte 6 hat sich die EIa- 55 Topfboden 2 und Abschlußplatte 19 ist durch eine elastistomere-Platte 4 verformt wobei das Material von der sehe, ringförmige Dichtung 20 gegenüber der Drucklei-Mitte nach dem Rand hin verdrängt ist tung 5 abgeschlossen. Es ist dabei angenommen, daß die In F i g. 2 ist der Anhebevorgang bei Anordnung einer Abschlußplatte 19 im Bereich der Dichtung durch von Membranplatte 6 zwischen Topfboden 2 und Elastome- außen zugängliche Schrauben 21 an die Bodenplatte 2 re-PIatte 4 und einer weiteren Membranplatte 8 zwi- 60 angepreßt wird, wobei der Dichtring 20 in eine entspre-

und Membranplatte,

F i g. 7 einen Schnitt durch ein Gummitopflager mit unter und über der Elastomere-Platte angeordneten Abschlußplatte und

Fig.8 in einem Teilschnitt die Abdichtungen des Druckleitungskanals am Übergang zwischen Topfboden und Abschlußplatte.

In F i g. 1 ist mit 1 ein Deckel des Topflagers bezeich-

schen Deckel 1 und Elastomere-Platte 4 dargestellt Die beiden Membranplatten 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 Membranplatte 6 mündet die von außen kommende Druckleitung 5 und in den Spalt zwischen Deckel 1 und Membranplatte 8 mündet eine Druckleitung 10. Wie in chende Ringnut im 1 opfboden und der Abschlußplatte 19 mit hohem Druck eingepreßt ist

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Höhenverstellbares Gummitopflager zum Obertragen 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 difc Höhe des allseitig umschlossenen Druckraumes vergrößernde Flüssigkeitsmenge eingepreßt wird bzw. zum Absenken eine die Höhe des allseitig umschlossenen Druckraumes verringernde Flüssigkeitsmenge abgelassen wird, dadurch gekennzeichnet, doä zur Bildung eines allseitig umschlossenen Flüssigkeitsraumes (7) zwischen Topf boden (2) und Elasiomere-Platte (4) und/oder zwischen Deckel (1) und Elastomere-Platte (4) eine dünne, im Einbauzustand ebene Membranplatte (6 bzw. 8) aus zugfestem Material konzentrisch auf dem Topfboden (2) und/oder auf dem Decket (1) angeordnet ist und längs ihres Umfanges unverschieblich und dicht mit dem Topfboden (2) bzw. dem Deckel (1) verbunden ist

2. Gummitopflager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeicnnet, daß die Membranplatte (6,8) aus Metall besieht und l?»igs iht^s Umfanges (6a, Sa) mit dem Topfboden (2) und/oder mit dem Deckel (1) durch Schweißung, Vu'ikani: jtion, Verklebung, Verkeilung oder Verschraubung verbunden ist

3. Gummitopflager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranplatte (6, 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 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranplatte (6, 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 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranplatte (6) Profilierungen oder Riffelungen (17) aufweist.

6. Gummitopflager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der allseitig umschlossene Flüssigkeitsraum (7, Ta) durch eine oder mehrere zusätzliche Membranplatten (13) unterteilt ist, die längs ihres Umfanges mit dem Topfboden (2) und/oder mit dem Deckel (1) verbunden sind, und daß die Druckflüssigkeit über voneinander unabhängige Druckleitungen sowohl zwischen Topfboden (2) und/oder Deckel (1) und der unteren bzw. oberen Membranplatte (6 bzw. 8) als auch zwischen die übereinanderliegenden Membranplatten (6,13) einpreßbar ist.

7. Gummitopflager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranplatte (6) aus einem gummiartigen Kunststoff bzw. Elastomere besteht und mit der Elastomere-Platte (4) zu einer Einheit (4 + 6) verbunden ist, und daß diese Einheit längs ihres Umfanges (18) an den Topfboden (2) und/oder

den Topfdeckel (1) anvulkanisiert ist

8. Gummitopflager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Elastomere-Platte (4) und der Membranplatte (6) gebildete elastomere Einheit (4 + 6) auf ihrer Unter- und/oder Oberseite längs ihres Umfanges (18) an je eine Abschlußplatte (19), z. B. aus Metall, anvulkanisiert ist, und daß der allseitig umschlossene Flüssigkeitsraum (7, Ta) sich zwischen der elastomeren Einheit und der jeweiligen Abschlußplatte (19) ausbildet

9. Gummitopflager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die im Topfboden bzw. Topfdekkel verlaufende Druckleitung (5 bzw. JO) nach oben bzw. nach unten durch die jeweilige Abschlußplatte (19) hindurch bis in den sich bildenden Flüssigkeitsraum (7 bzw. Ta) geführt ist und am Obergang zwischen Topfboden (2) bzw. Topfdeckel (1) und der jeweiligen Abschlußplatte mit einer Dichtung (20) versehen ist