DE3633397C1 - Cuboidal flexible bearing - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein quaderförmiges elastisches Lager zur Schwingungsisolierung, insbesondere zwischen verschiedenen Baugruppen eines Bauwerkes, das in einer Hauptkraftrichtung und in einer Nebenkraftrichtung belastet wird und das verbundartig überwiegend aus Gummi oder ähnlichem Werkstoff mit steifen Einlagen aufgebaut ist.The invention relates to a cuboid elastic bearing Vibration isolation, especially between different assemblies of a structure that is in a main direction of force and in one Secondary force direction is loaded and the composite predominantly made of rubber or similar material with stiff inserts is.
Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet solcher Lager ist die elastische Auflagerung des Oberbaus von U-Bahn-Trassen gegenüber im Boden verankerten Fundamenten. Dadurch wird das von einem fahrenden Schienenfahrzeug erzeugte Schwingungsspektrum mit erheblich verringerten Kraftamplituden an die Fundamente weitergegeben, weshalb von einer Schwingungsisolierung gesprochen werden kann. Eine große schwingungs isolierende Wirkung ist beim U-Bahnbau erforderlich, um die allmähliche Zerrüttung benachbarter Bauwerke und eine hohe Schallabstrahlung zu vermeiden. Es ist allgemein bekannt, daß die schwingungsisolierende Wirkung einer elastischen Auflagerung umso größer ist, je geringer die erste Eigenfrequenz des aufgelagerten Teiles - im geschilderten Beispiel des Gleiskörpers bzw. Trassenoberbaus - gegenüber dem Fundament ist. Neben einer Massenerhöhung des aufgelagerten Teils, die erhebliche zusätzliche Kosten nach sich ziehen würden und die Schallabstrahlung innerhalb der Bahn erhöhen könnte, kommt zur weiteren Verbesserung der Schwingungsisolation eine besonders weiche Auflagerung in Betracht. Die Weichheit einer Auflagerung darf allerdings nur so weit gesteigert werden, als die Weg amplituden des elastisch aufgelagerten Teiles nicht größer werden können als der - z. B. durch Fugen - zur Verfügung gestellte Bewegungsraum.A preferred application of such bearings is elastic Superposition of the superstructure of subway lines anchored in the ground Foundations. This is what happens from a moving rail vehicle generated vibration spectrum with significantly reduced Force amplitudes passed on to the foundations, which is why from a Vibration isolation can be spoken. A great vibration insulating effect is required to build the underground gradual disintegration of neighboring buildings and high sound radiation to avoid. It is generally known that the vibration isolating The effect of an elastic support is greater, depending lower the first natural frequency of the supported part - in example of the track structure or track superstructure - towards the foundation. In addition to an increase in mass of the stored Some of which entail considerable additional costs and could increase the sound radiation inside the train, comes to further improve the vibration isolation consider soft support. The softness of a bed may however only be increased as far as the path amplitudes of the elastically supported part do not become larger can as the - z. B. by joints - provided Room to move.
In den meisten Anwendungsfällen des Bauwesens und des Maschinenbaus liegen schwingungserzeugende Kräfte nicht nur in einer Richtung. Je nachdem in wieviel voneinander linear unabhängigen Richtungen schwingungserregende Kräfte auftreten, in (mindestens) so viel verschiedenen Richtungen muß die gegebenenfalls von Richtung zu Richtung unterschiedliche Federsteifigkeit der Auflagerung beachtet werden. In dem erwähnten Anwendungsbeispiel ist die Hauptkraft auf das elastische Lager das Eigengewicht des Gleiskörpers bzw. Oberbaus plus gegebenenfalls einer Bahn, die Hauptkraftrichtung liegt also senkrecht; als Nebenkräfte wirken in waagrechter Richtung Schlinger kräfte und gegebenenfalls Fliehkräfte von der Bahn auf den Gleiskörper ein. Aus diesen verschiedenen Kräften kann keine konstante gemeinsame Resultierende gebildet werden, da nur das Eigengewicht des Gleiskörpers konstant ist.In most applications in construction and mechanical engineering vibration-generating forces are not only in one direction. Each after in how much linearly independent directions Vibration-causing forces occur in (at least) that much different directions, if necessary, from direction to direction different spring stiffness of the support must be taken into account. In the application example mentioned, the main force is on the elastic bearings the weight of the track body or superstructure plus a path if necessary, so the main direction of force is perpendicular; secondary forces act in a horizontal direction forces and, if necessary, centrifugal forces from the track to the track body a. From these different forces, no constant can common resultants are formed because only the dead weight of the track body is constant.
Die Schubsteifigkeit von Gummiblöcken beträgt höchstens 20% von ihrer Drucksteifigkeit. Dieses Steifigkeitsverhältnis erreicht ein Gummiblock von quadratischem Grundriß, wenn die Höhe 83% der Quadratseitenlänge beträgt. Bei jedem anderen Verhältnis der Bauhöhe zur Grundfläche verringert sich das Steifigkeitsverhältnis noch weiter. Deshalb können einfache Gummiblöcke bei vielen Anwendungs fällen nicht eingesetzt werden, wo schwingungserregende Kräfte in verschiedenen Richtungen wirken. Bei Bahnanlagen wäre beispiels weise bei ausreichend kleiner Steifigkeit in der Hauptkraftrichtung die Steifigkeit in der (waagrechten) Nebenkraftrichtung zu klein mit dem Effekt zu großer Schwingungsamplituden, oder aber bei ausreichender Steifigkeit in der Nebenkraftrichtung wäre die Steifigkeit in der Hauptkraftrichtung zu groß mit dem Effekt unzureichender Schwingungsisolation.The shear stiffness of rubber blocks is at most 20% of theirs Compression rigidity. This stiffness ratio is reached Rubber block of square outline when the height is 83% of the Is the side of the square. For any other ratio the Height to base area reduces the rigidity ratio further. Therefore, simple rubber blocks can be used in many applications cases are not used where vibratory forces work in different directions. In the case of railway systems, for example wise with a sufficiently small stiffness in the main force direction the stiffness in the (horizontal) secondary force direction is too small with the effect of excessive vibration amplitudes, or if sufficient Stiffness in the secondary force direction would be the stiffness too large in the main direction of force with the inadequate effect Vibration isolation.
Als Abhilfe ist es bekannt, zusätzliche Lager zur bevorzugten Aufnahme der Nebenkräfte vorzusehen. Hierdurch wird aber die Anzahl der teuer zu erstellenden Paßflächen erhöht. Eine höhere Schubsteifigkeit im Verhältnis zur Drucksteifigkeit kann auch dadurch erreicht werden, daß Krafteinleitungsflächen gegenüber der Hauptkraftrichtung schräg gestellt werden. Hierdurch ist in weiten Grenzen eine gezielte Anpassung des Federsteifigkeitsverhältnis an die Betriebsanforderungen möglich, jedoch wird das Bauvolumen erhöht und vor allem ist die Einformung der gegeneinander gefederten (Beton-) Baugruppen mit schrägen Flächen erheblich schwieriger und damit teurer.As a remedy, it is known to have additional bearings for preferred inclusion of the auxiliary staff. This will make the number the expensive to create fitting areas increased. A higher shear stiffness in relation to the pressure rigidity can also be achieved be that force introduction surfaces opposite the main force direction be tilted. This is within wide limits a targeted adjustment of the spring stiffness ratio to the Operating requirements possible, but the construction volume is increased and above all, the shaping of the (concrete) Assemblies with sloping surfaces are considerably more difficult and therefore expensive.
Um - ohne Erhöhung der Anzahl der Auflager und ohne kompliziertere Formgebung - Kräfte in einer Nebenkraftrichtung steifer abfangen zu können, ist es nach der amerikanischen Patentschrift 28 65 628 bekannt, steife druckübertragende Elemente in schräger Stellung abwechselnd mit Gummielementen in Schichten anzuordnen. Bei großen Einfederungen mit entsprechender Winkelstellungsänderung bewegen sich die steifen Elemente gegenüber den dazwischen liegenden Gummi schichten rutschend, wodurch letztere alsbald abgerieben werden. Ungünstigerweise ist weniger als die Hälfte des Baurahmens von Gummi erfüllt, der Rest von steifen, also nicht federnden Elementen.To - without increasing the number of supports and without more complicated Shaping - Intercept forces stiffer in a secondary force direction to be able to, it is according to the American patent specification 28 65 628 known, rigid pressure-transmitting elements in an inclined position alternately arranged in layers with rubber elements. For large ones Move deflections with a corresponding change in angular position the rigid elements against the rubber in between layers slip, causing the latter to be rubbed off immediately. Unfortunately, less than half of the building frame is made of rubber fulfilled, the rest of stiff, i.e. non-resilient elements.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei Vermeidung der obengenannten Nachteile, quaderförmige elastische Lager mit Krafteinleitungsflächen senkrecht zur Hauptkraftrichtung und mit steifen Einlagen zu schaffen, mit einer Schubsteifigkeit der Lager im Verhältnis zu deren Drucksteifigkeit größer als 20%.The object of the invention is to avoid the above Disadvantages, cuboid elastic bearings with force introduction surfaces perpendicular to the main direction of force and with stiff inserts create with a shear rigidity of the bearing in relation to whose compressive rigidity is greater than 20%.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die steifen Einlage als Bügel ausgebildet sind mit zwei parallelen Schenkeln, die sich parallel zur Längsrichtung des Lagers und senkrecht zur Hauptkraftrichtung erstrecken, wobei die durch diese beiden parallelen Schenkel festgelegte Ebene im spitzen Winkel schräg zur Hauptkraftrichtung liegt und die beiden parallelen Schenkel durch mindestens einen steifen Steg miteinander verbunden sind. Der Schrägstellungswinkel liegt vorzugsweise zwischen 40° und 60°. Je größer der Schrägstellungswinkel gewählt wird, umso größer wird das Steifigkeitsverhältnis. Das Bauvolumen eines erfindungs gemäßen Lagers wird zu rund 90% für das federnde Gummi genutzt. Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Lager wird weder die Anzahl noch die Kompliziertheit der Krafteinleitungsstellen erhöht.The object is achieved in that the stiff Insert are designed as a bracket with two parallel legs, which are parallel to the longitudinal direction of the bearing and perpendicular extend to the main direction of force, the through these two parallel leg set plane obliquely at an acute angle to the main direction of force and the two parallel legs are connected to one another by at least one rigid web. The Inclination angle is preferably between 40 ° and 60 °. The larger the inclination angle is selected, the greater becomes the stiffness ratio. The construction volume of a fiction contemporary bearing is used to around 90% for the elastic rubber. By using the bearing according to the invention, neither the number the complexity of the force introduction points is increased.
Es ist sowohl möglich, die Stege der Bügel eines Lagers parallel auszurichten, wodurch sich in Hauptkraftrichtung auf besonders einfache Weise eine große Weichheit erreichen läßt, als auch alternierend, wodurch eine Koppelung vermieden wird, d. h. die Richtungs gleichheit von eingeleiteter Kraft und resultierender Verformung erreicht wird. Vorzugsweise stützen sich die Stahlbügel nicht direkt gegenüber dem Gummi ab - was allerdings für niedrigere Ansprüche ausreicht - sondern vermittels im Gummi fest angeordneter Rohre. Auf diese Weise kann jede Rutschbewegung am Gummi vermieden werden. Rohre und Bügel werden aus Kostengründen vorzugsweise aus Stahl gefertigt, jedoch kann bei besonders hoher Anzal von Lastwechseln auch der Einsatz von aus der Gleitlagertechnik bekannten Werkstoff paarungen angezeigt sein. Beispielsweise empfehlen sich Beschichtungen mit Bronze, bleihaltigen Legierungen. Die Bügel können aus Stahl oder anderen, gegenüber Gummi wesentlich steiferen Werkstoffen äquivalenter Steifigkeit, beispielsweise aramidfaserverstärkte Kunststoffe bestehen.It is both possible to have the webs of the stirrups of a bearing parallel align, which is particularly simple in the direction of the main force Way to achieve great softness, as well as alternating, thereby avoiding coupling, d. H. the directional Equality of force introduced and resulting deformation achieved becomes. The steel brackets are preferably not supported directly compared to the rubber - but what for lower demands is sufficient - but by means of pipes firmly arranged in the rubber. In this way, any sliding movement on the rubber can be avoided. Pipes and brackets are preferably made of steel for cost reasons, however, with a particularly high number of load changes also the use of material known from plain bearing technology pairings are indicated. For example, coatings are recommended with bronze, leaded alloys. The bracket can made of steel or other, essential to rubber stiffer materials of equivalent stiffness, for example aramid fiber reinforced plastics exist.
Im folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigt:In the following, the invention is intended to be based on exemplary embodiments are explained in more detail. It shows:
Fig. 1 perspektivisch, teilweise im Schnitt, teilweise in Ansicht, ein erfindungsgemäßes elastisches Lager mit zwei Stahlbügeln mit je einem Steg, Fig. 1 in perspective, partly in section, partly in elevation, an inventive elastic bearing with two steel brackets each having a ridge,
Fig. 2 in gleicher Darstellungsweise ein elastisches Lager mit ebenfalls zwei Bügeln und parallelen Stegen, jedoch mit zwei Stegen pro Bügel und Schutzrohren im Gummi, Fig. 2 in the same illustration, an elastic bearing, also with two brackets and parallel ridges, but with two webs per clip and thermowells rubber,
Fig. 3 in drei Ansichten ein erfindungsgemäßes elastisches Lager mit zwei gegensinnig angeordneten zweistegigen Stahlbügeln und profilierten Krafteinleitungsflächen. Fig. 3 in three views of an elastic bearing according to the invention with two oppositely arranged two-walled steel brackets and profiled force application surfaces.
Fig. 4 die Verformung eines erfindungsgemäßen elastischen Lagers, Fig. 4 shows the deformation of an elastic bearing according to the invention,
Fig. 5 den Einbau erfindungsgemäßer elastischer Lager und die Ausrichtung der Stege in einer Trassenlagerung für eine U-Bahn. Fig. 5 shows the installation of elastic bearings according to the invention and the alignment of the webs in a route storage for a subway.
Das in Fig. 1 dargestellte elastische Lager besteht aus einem aus zwei Hälften aufgebauten Gummiblock 9 mit einer Aussparung 8 zur Beeinflussung des Kraftflusses und vier versetzt angeordneten, in Längsrichtung verlaufenden Löchern 7 zur Aufnahme der Bügelschenkel 3, 4. Der Gummiblock ist geteilt ausgeführt, um in die Fügeflächen jeweils zwei Nuten zur Aufnahme der Stege 5 einformen zu können. The elastic bearing shown in FIG. 1 consists of a rubber block 9 constructed from two halves with a recess 8 for influencing the flow of force and four staggered holes 7 running in the longitudinal direction for receiving the stirrup legs 3, 4 . The rubber block is designed to be split so that two grooves can be formed in each of the joining surfaces to accommodate the webs 5 .
Die Stege 5 liegen in der durch die Haupt- und die Nebenkraftrichtung bestimmten Ebene um den Winkel α gegenüber der Hauptkraft richtung geneigt. Die Stege 5 beider Bügel 1 liegen parallel. Die Durchmesser und Abstände der Aufnahmelöcher 7 und der Schenkel 3, 4 sind so gewählt, daß bei einer Druckbeanspruchung in der Hauptkraft richtung oder bei einer Schubbeanspruchung entgegengesetzt der Nebenkraftrichtung die Bügel von Anfang an am Kraftfluß beteiligt sind und auf Druck beansprucht werden. Umgekehrt orientierte Kräfte führen hingegen erst nach einer solchen Gummiverformung, die das Spiel zwischen den Schenkeln 3, 4 und den Aufnahmelöchern 7 über brücken, zur Zugbeanspruchung der Bügelstege 5. Durch Verringerung des Schenkelabstandes kann das Kräfteintervall, in dem die Stahlbügel nicht am Kraftfluß beteiligt sind verschoben werden, durch Verringerung des Spiels zwischen den Aufnahmelöchern 7 und den Schenkeln 3, 4 kann es verkleinert werden.The webs 5 are inclined in the plane determined by the main and secondary force direction by the angle α relative to the main force direction. The webs 5 of both brackets 1 are parallel. The diameter and spacing of the receiving holes 7 and the legs 3, 4 are chosen so that the brackets are involved in the flow of force from the start and are subjected to pressure in the event of a compressive stress in the main force direction or a shear stress opposite the secondary force direction. Conversely oriented forces, however, cause only after such rubber deformation that the play between the legs 3, 4 and the receiving holes 7 bridge, the tensile stress of the strap webs. 5 By reducing the distance between the legs, the force interval in which the steel brackets are not involved in the power flow can be shifted, by reducing the play between the receiving holes 7 and the legs 3, 4 , it can be reduced.
Weitere Möglichkeiten zur Variation des Lagerverhaltens liegen in einer Änderung der Anzahl der Bügel, der Bemessung der Bügel, der Neigung α der Bügel, der Shore-Härte des Gummis oder ähnlichem Materials und natürlich in einer Änderung der äußeren Abmessungen des Lagers. So kann die für den jeweiligen Anwendungsfall optimale Federkennlinie für die Hauptkraft- und die Nebenkraft eingestellt werden.Other options for varying the bearing behavior are to change the number of stirrups, the dimensioning of the stirrups, the inclination α of the stirrups, the shore hardness of the rubber or similar material and, of course, to change the external dimensions of the bearing. In this way, the optimal spring characteristic for the main force and the secondary force can be set for the respective application.
Das in Fig. 2 abgebildete elastische Lager ist ähnlich dem zuvor beschriebenen aus einem hier aber ungeteilten Gummiblock 9 und Stahlbügeln 1 aufgebaut. Hier weist allerdings jeder Stahlbügel 1 zwei an den Rändern angeordnete Stege 5, 6 auf, so daß die Stahl bügel 1 mit den Schenkeln 3, 4 und den Stegen 5, 6 Rechtecke beschreiben. Überdies sind die Aufnahmelöcher 7 im Gummi mittels der Rohre 14 armiert. Diese Rohre 14 sind im Gummi durch Preßpassung oder Klebung festgelegt, so daß sie sich nicht relativ zum Gummi bewegen können. Infolgedessen unterliegt der Gummiblock keinem Abrieb. Die Stege 3, 4 der Stahlbügel können sich gegenüber den Armierungsrohren 14 drehen.The elastic bearing shown in FIG. 2 is constructed similarly to the one described above from an undivided rubber block 9 and steel brackets 1 . Here, however, each steel bracket 1 has two webs 5, 6 arranged on the edges, so that the steel bracket 1 with the legs 3, 4 and the webs 5, 6 describe rectangles. In addition, the receiving holes 7 are reinforced in the rubber by means of the tubes 14 . These tubes 14 are fixed in the rubber by press fitting or gluing so that they cannot move relative to the rubber. As a result, the rubber block is not subject to abrasion. The webs 3, 4 of the steel bracket can rotate with respect to the reinforcement tubes 14 .
Fig. 3 zeigt ein elastisches Lager mit zwei gegensinnig orien tierten Stahlbügeln 1, die ein an den Ecken 2 abgerundetes Rechteck beschreiben. Auch hier sind die Aufnahmelöcher 7 mit Rohren 14 zur Vermeidung von Abrieb armiert und der Block 9 weist eine Aussparung 8 zur Beeinflussung des Kraftflusses und Erhöhung der Weichheit auf. Der Block 9 ist aus fünf Blockelementen 12 baukastenartig zusammengesetzt. Zumindest die endständigen Elemente weisen Nuten zur Aufnahme der Bügelstege 5, 6 auf. Zum Schutz vor Umwelteinflüssen, insbesondere zum Schutze vor korrosionsbeschleunigendem Kondens wasser, schließen sich an beiden Enden der Blockelementreihe Abdeckungen 10 an, die mit den Blockelementen 12 verklebt sind. Der so gebildete Verband ist oben und unten mit Streifen 11 aus Gummi oder ähnlichem Material überzogen, die eine Profilierung 13 aufweisen. Dabei sind natürlich auch andere Profilmuster als das hier gewählte Rautenmuster möglich. Wichtig ist nur, daß die Kraft einleitungsflächen in mehrere Einzelflächen unterteilt sind, die sich geringfügig gegeneinander verschieben lassen, so daß Zwängungsspannungen in den Einleitungsflächen nur begrenzt auftreten können. Fig. 3 shows an elastic bearing with two oppositely oriented steel brackets 1 , which describe a rounded rectangle at the corners 2 . Here, too, the receiving holes 7 are reinforced with pipes 14 to avoid abrasion and the block 9 has a cutout 8 for influencing the flow of force and increasing the softness. The block 9 is composed of five block elements 12 in a modular manner. At least the terminal elements have grooves for receiving the strap webs 5, 6 . To protect against environmental influences, in particular to protect against corrosion-accelerating condensate, covers 10 are attached to both ends of the row of block elements, which are glued to the block elements 12 . The bandage thus formed is covered at the top and bottom with strips 11 made of rubber or similar material, which have a profile 13 . Of course, other profile patterns than the diamond pattern selected here are also possible. It is only important that the force introduction surfaces are divided into several individual surfaces, which can be shifted slightly against each other, so that constraining stresses can only occur to a limited extent in the introduction surfaces.
Fig. 4 zeigt ein erfindungsgemäßes elastisches Lager mit zwei parallelen Stahlbügeln 1 zur gezielten Versteifung des Gummiblocks 9 und einer Aussparung 8 zur Beeinflussung des Kraftflusses in einer durch die Hauptkraft- und die Nebenkraftrichtung bestimmten Ebene. Mit dem dünn gestrichelten Linienzug A ist das Lager in seiner unbelasteten Form dargestellt. Die Stege 1 sind dünngestrichelt nicht zu erkennen, da sie im ungelasteten Zustand genau so liegen wie in dem zusammengesetzten Belastungszustand, der in dicker Vollinie dargestellt ist. Fig. 4 shows an elastic bearing according to the invention with two parallel steel brackets 1 for the specific stiffening of the rubber block 9 and a recess 8 for influencing the force flow in a plane determined by the main force and the secondary force direction. With the thin dashed line A , the bearing is shown in its unloaded form. The webs 1 are not to be seen with a thin dashed line, since in the unloaded state they lie exactly as in the assembled load state, which is shown in a thick full line.
Der dick gestrichelte Linienzug B zeigt die Form des elastischen Lagers bei Druckbelastung in der Hauptkraftrichtung. Das Spiel zwischen den Aufnahmelöchern 7 und den Schenkeln 3, 4 der Bügel ist so bemessen, daß die Bügel 1 bei dieser Belastung - beispielsweise dem Eigengewicht einer U-Bahn-Trasse - noch nicht nennenswert am Kraftfluß beteiligt sind, sondern dem vielmehr durch eine leichte Drehung im Uhrzeigersinn ausweichen. Deshalb zeigt der Gummiblock 9 rechts und links etwa die gleiche Ausbauchung.The thick dashed line B shows the shape of the elastic bearing under pressure in the main force direction. The game between the receiving holes 7 and the legs 3, 4 of the bracket is dimensioned so that the bracket 1 are not significantly involved in the power flow at this load - for example, the weight of a subway route - but rather by a light Dodge clockwise rotation. Therefore, the rubber block 9 shows on the right and left about the same bulge.
Wird das elastische Lager zusätzlich noch auf Schub in der Neben kraftrichtung belastet, so nimmt es die mit der dicken Vollinie C dargestellte Form an. Der Gummiblock 9 zeigt dadurch einen S-förmigen Rand, die Bügel richten sich in dem mittels Pfeil angedeuteten (Gegenuhrzeiger-)Drehsinn auf und erhöhen damit die Schubsteifigkeit des Lagers.If the elastic bearing is additionally subjected to thrust in the secondary direction of force, it takes on the shape shown with the thick solid line C. The rubber block 9 thus has an S-shaped edge, the brackets are aligned in the (counterclockwise) direction of rotation indicated by the arrow and thus increase the shear rigidity of the bearing.
In Fig. 5 ist ein Einsatzbeispiel aus dem U-Bahn-Bau für erfindungsgemäße elastische Lager 15 abgebildet. Gezeigt ist ein Schnitt quer zur Fahrtrichtung; die Lagerlängsrichtung verläuft in Fahrtrichtung. Die Züge 16 mit ihrem Schwerpunkt S stützen sich über federnd aufgehängte Räder 17 und Schienen 18 ab, die von Schwellen 19 zusammengehalten werden. Die Schwellen ruhen auf einem dämpfenden Bett 20 das üblicherweise aus Schotter gebildet wird. Dieses ist in einer Betonwanne 21 zusammengehalten. Der aus den Schienen 18, den Schwellen 19, dem Dämpfungsbett 20 und der Betonwanne 21 gebildete gesamte Oberbau ist federnd über die beiden Spuren elastischer Lager 15 gegenüber dem Tunnel 22 gelagert. Dadurch wird eine Schwingungs isolation zwischen dem Oberbau und dem Tunnelunterbau 22 erreicht. Damit die Isolation nicht nur in der (senkrechten) Hauptkraftrichtung wirkt, sondern auch in der (waagerechten) Nebenkraftrichtung, sind seitlich zwischen der Betonwanne 21 und dem Tunnelunterbau 22 als Schwingungsbewegungsraum Fugen 23 vorgesehen. Diese müssen nach oben hin verschlossen sein, was im Streckenbereich - wie links dargestellt - durch eine weiche Dichtung 24 erfolgen kann (wesentlich weicher als die Lager 15!), im Stationsbereich - wie rechts dargestellt - durch eine überkragende Platte 25. Die elastischen Lager 15 bestehen erfindungsgemäß aus Gummiblöcken 9 und Stahlbügeln 1. Vorzugsweise sind - wie abgebildet - die Ebenen der Stahlbügel im Trassenquerschnitt so ausgerichtet, daß sie sich alle in einem auf der Trassenmittellinie befindlichen Zentrum Z schneiden, der oberhalb des Schwerpunktes S der darüber fahrenden Schienenfahrzeuge liegt. Bei Einleitung von Querkräften in den Oberbau, die durch den wellenförmigen Radsatz- und Drehgestellauf und durch Schlingerbewegungen der Fahrzeuge hervorgerufen werden, neigt sich der gesamte Oberbau um die Längsachse entgegen der eingeleiteten Kraft. Dieser stabilisierende Effekt ist umso größer, desto höher Z über S liegt. Die lichte Weite der elastischen Lager sollte deshalb groß, die Tiefe, in der sie unterhalb der Schienen liegen, klein gewählt sein. Der stabilisierende Effekt erleichtert analog auch die Kurvenfahrt: Wird eine überhöht ausgebaute Kurve, eine Kurve deren Trassen-Mittellinie nicht senkrecht nach oben weist, sondern zum Krümmungsmittelpunkt hin geneigt ist, mit einer höheren Geschwindigkeit befahren, als bei der Bemessung der Überhöhung vorgesehen war, so vergrößert sich die Überhöhung selbstätig; wird sie langsamer befahren, so verringert sich entsprechend die Überhöhung.In Fig. 5, a use example of the underground construction according to the invention is ready for elastic bearing 15. A section is shown transversely to the direction of travel; the longitudinal direction of the bearing runs in the direction of travel. The trains 16 with their center of gravity S are supported by resiliently suspended wheels 17 and rails 18 , which are held together by sleepers 19 . The sleepers rest on a damping bed 20 which is usually formed from crushed stone. This is held together in a concrete tub 21 . The entire superstructure formed from the rails 18 , the sleepers 19 , the damping bed 20 and the concrete trough 21 is resiliently mounted opposite the tunnel 22 via the two tracks of elastic bearings 15 . Vibration isolation between the superstructure and the tunnel substructure 22 is thereby achieved. To ensure that the insulation acts not only in the (vertical) main force direction, but also in the (horizontal) secondary force direction, joints 23 are provided laterally between the concrete trough 21 and the tunnel substructure 22 as a vibration movement space. These must be closed at the top, which can be done in the route area - as shown on the left - by a soft seal 24 (much softer than the bearings 15 !), In the station area - as shown on the right - by an overhanging plate 25 . According to the invention, the elastic bearings 15 consist of rubber blocks 9 and steel brackets 1 . As shown, the planes of the steel brackets in the line cross section are preferably aligned such that they all intersect in a center Z located on the line center line, which lies above the center of gravity S of the rail vehicles traveling above it. When transverse forces are introduced into the superstructure, which are caused by the wave-shaped wheelset and bogie and by rolling movements of the vehicles, the entire superstructure tilts around the longitudinal axis against the force introduced. This stabilizing effect is greater the higher Z is above S. The clear width of the elastic bearings should therefore be large and the depth at which they lie below the rails should be small. Similarly, the stabilizing effect also facilitates cornering: If a curve that is too high, a curve whose center line does not point vertically upwards, but is inclined towards the center of curvature, is driven at a higher speed than was intended when dimensioning the camber the cant increases automatically; if you drive more slowly, the cant will decrease accordingly.
Die Kräfte in Längsrichtung, verursacht durch Antrieb und Bremsen, beanspruchen die elastischen Lager in Längsrichtung auf Schub, wobei die Stahlbügelstege auf Scherung und Biegung beansprucht werden. Da zum einen diese Kräfte normalerweise im Verhältnis zu den zu federnden Massen klein sind und andererseits diese Beanspruchung - wege der in Trassenlängsrichtung großen Steifigkeit der Schienen - auf eine große Länge verteilt wird, gefährden diese Kräfte die Stahlbügel normalerweise nicht; in Sonderfällen, insbesondere wenn für Räder und Schienen eine im Reibungsbeiwert höhere Werkstoffpaarung als Stahl/Stahl verwendet wird, müssen zusätzliche elastische Lager eingebaut werden, deren Längsrichtung nicht mit der Trassenlängsrichtung übereinstimmt, vorzugsweise aber mit der Querrichtung.The forces in the longitudinal direction, caused by drive and braking, stress the elastic bearings in the longitudinal direction on thrust, whereby the steel strap webs are subjected to shear and bending will. Because, on the one hand, these forces are usually in proportion to the masses to be resilient are small and on the other hand this stress - Paths of great rigidity in the longitudinal direction of the Rails - distributed over a large length endanger them Do not normally force the steel bracket; in special cases, in particular if a higher coefficient of friction for wheels and rails Material pairing used as steel / steel must have additional elastic bearings are installed, the longitudinal direction of which is not included the longitudinal direction of the route corresponds, but preferably with the Cross direction.
Es versteht sich, daß die erfindungsgemäßen Lager auch in allen anderen Fällen eingesetzt werden können, wo Schwingungen in verschiedenen Ebenen mit aufeinander abgestimmter Steifigkeit zu isolieren sind. Dabei ist insbesondere an Pressen und Mühlen zu denken. Wesentlich ist, daß die elastischen Lager in der Nebenkraft richtung, also gegenüber Schub, durch die Stahlbügel mehr als in der Hauptkraftrichtung, also gegenüber Druck versteift werden.It is understood that the bearing of the invention in all other cases can be used where vibrations in different levels with coordinated stiffness isolate. It is particularly important to think of presses and mills. It is essential that the elastic bearing in the secondary force direction, i.e. opposite thrust, through the steel bracket more than in the main direction of force, i.e. stiffened against pressure.
Claims (13)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19863633397 DE3633397C1 (en) | 1986-10-01 | 1986-10-01 | Cuboidal flexible bearing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19863633397 DE3633397C1 (en) | 1986-10-01 | 1986-10-01 | Cuboidal flexible bearing |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3633397C1 true DE3633397C1 (en) | 1987-12-17 |
Family
ID=6310808
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19863633397 Expired DE3633397C1 (en) | 1986-10-01 | 1986-10-01 | Cuboidal flexible bearing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3633397C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103993676A (en) * | 2014-04-12 | 2014-08-20 | 北京工业大学 | Cross steel angle assembly type steel structure self-resetting buckling-restrained brace |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2865628A (en) * | 1954-09-09 | 1958-12-23 | Dalmine Spa | Safety resilient means for machinery subjected to high stresses, particularly for rolling mills, calenders and the like |
-
1986
- 1986-10-01 DE DE19863633397 patent/DE3633397C1/en not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2865628A (en) * | 1954-09-09 | 1958-12-23 | Dalmine Spa | Safety resilient means for machinery subjected to high stresses, particularly for rolling mills, calenders and the like |
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| CN103993676A (en) * | 2014-04-12 | 2014-08-20 | 北京工业大学 | Cross steel angle assembly type steel structure self-resetting buckling-restrained brace |
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Effective date: 20130227 Owner name: CALENBERG INGENIEURE GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: CALENBERG INGENIEURE PLANMAESSIG ELASTISCH LAGERN GMBH, 31020 SALZHEMMENDORF, DE |