SE438514B

SE438514B - STORAGE FOR LARGE LOAD

Info

Publication number: SE438514B
Application number: SE7805330A
Authority: SE
Inventors: E R Fyfe; S C Watson
Original assignee: Watson Bowman Associates
Priority date: 1977-07-05
Filing date: 1978-05-10
Publication date: 1985-04-22
Also published as: ES470268A1; PH16573A; GB1604125A; AU3680278A; NZ187434A; CA1100714A; NO782244L; SE7805330L; JPS5417447A; CH630682A5; BR7803576A; JPS62125115U; ZA782235B; FR2396919A1; AU516757B2; FR2396919B1; DE2825606A1

Description

7805339423 r.. x amerikanska patent, är en tredje plåt anordnad för glidnings- rörelse relativt den ena av de först nämnda plåtarna och för- bunden med konstruktionen eller fundamentet för att upptaga överförande rörelse, och organ är anordnade för att minimera skjuvpåkänningar i elasten, utan att störa nödvändig rotation mellan den första och den andra plåten eller elastens kompres- sion under konstruktionens vikt. Elastkudden har företrädesvis cirkulär form, och kuddens sidokant är företrädesvis konkav. U.S. Pat. No. 7805339423, is a third plate arranged for sliding movement relative to one of the first-mentioned plates and connected to the structure or foundation for accommodating transmitting movement, and means are arranged for minimizing shear stresses in the elastomer, without disturbing the necessary rotation between the first and the second plate or the compression of the elastomer under the weight of the structure. The elastic cushion preferably has a circular shape, and the side edge of the cushion is preferably concave.

De elastkuddar, som används i praktiken i detta slag av lager har varit dubbelkoniska (d.v.s. att de liknar ett par koniska sektioner, den ena vilande upp och nedvänd på den andra). variationer i elastkuddens lastkapacitet har påträffats.The elastomeric pads used in practice in this type of bearing have been double conical (i.e. they resemble a pair of conical sections, one resting upside down and the other facing down). variations in the load capacity of the elastic cushion have been found.

Detta bestyrkes också av lagringarnas last-avvikelsekurva, vid vilken lagrets avvikelse eller kompression under last är större vid en del tillfällen än vid andra. Det har nu framkommit att dessa variationer kan hänföras till variationer i elastkuddens vidhäftning vid ovan nämnda plåtar över och under kudden, som antages ha tillåtit den dubbelkoniska kuddens övre och undre ytor att breda ut sig i sidled under last, i viss utsträckning irreversibelt. Föreliggande uppfinning tillhandahåller organ, som förhindrar att elastkuddens ytterytor breder ut sig i sid- led, vilket maximerar och stabiliserar lagringarnas lastbäran- de förmåga.This is also confirmed by the load-deviation curve of the bearings, in which the deviation or compression of the bearing under load is greater on some occasions than on others. It has now been found that these variations can be attributed to variations in the adhesion of the elastic cushion to the above-mentioned plates above and below the cushion, which are believed to have allowed the upper and lower surfaces of the double conical cushion to extend laterally under load, to some extent irreversibly. The present invention provides means which prevent the outer surfaces of the elastomeric cushion from expanding laterally, which maximizes and stabilizes the load-bearing capacity of the bearings.

Vid en föredragen utföringsform av lagret enligt upp- finningen är också ett säkringselement anordnat, som bildar ett mekaniskt skydd för lagerkudden och förhindrar att den överbe- lastas och från att den under rotation åtskiljs från ovan.nämn- da plåtar. Organen, som hindrar elastkudden att breda ut sig i sidled inkluderar organ fast anbringade på plåten, vilka ger en mekanisk hopkoppling mellan plåten och elastkudden, så att vid kompression av kudden en kraft utövas, som motsätter sig att kuddens övre och undre ytor breder ut sig i sidled.In a preferred embodiment of the bearing according to the invention, a securing element is also provided, which forms a mechanical protection for the bearing cushion and prevents it from being overloaded and from being separated from the above-mentioned plates during rotation. The means which prevent the cushion from expanding laterally include means fixedly mounted on the plate which provide a mechanical coupling between the plate and the cushion so that upon compression of the cushion a force is exerted which opposes the upper and lower surfaces of the cushion sideways.

Ett lager av det slag, som anges i ingressen i bifogat huvudkrav kännetecknas enligt uppfinningen av de säregenskaper, som anges i kravets kännetecknande del.A bearing of the kind specified in the preamble of the appended main claim is characterized according to the invention by the peculiarities stated in the characterizing part of the claim.

Med hänvisning till bifogad ritning beskrives nedan som exempel olika utföringsformer av lagret enligt föreliggan- de uppfinning. På ritningen är 7805330-3 fig. l ett tvärsnitt genom en föredragen utföringsform av lagret enligt uppfinningen, fig. 2 en planvy av en plåt använd i lagret enligt fig. 1, fig. 3 en sidovy av lagerkudden för lagret enligt fig. l under partiell belastning, fig. 4 en sidovy av samma lagerkudde vid ytterligare belastning, och fig. 5 - 10 tvärsnitt genom lagerkudden och intillig- gande plåtar vid andra utföringsformer av lagret enligt upp- finningen.With reference to the accompanying drawing, various embodiments of the bearing according to the present invention are described below by way of example. In the drawing, Fig. 1 is a cross-section through a preferred embodiment of the bearing according to the invention, Fig. 2 is a plan view of a plate used in the bearing according to Fig. 1, Fig. 3 is a side view of the bearing cushion for the bearing according to Fig. 1 under partial load, Fig. 4 a side view of the same bearing cushion at additional load, and Figs. 5 - 10 cross-section through the bearing cushion and adjacent plates in other embodiments of the bearing according to the invention.

Som visas i fig. 1, inkluderar lagret enligt uppfin- ningen tre stålkomponenter, en kvadratisk topp-plåt 1, en kvadratisk mellanplât 2 och en bottenplåt 3. En cirkulär lager- kudde 4 är anordnad mellan mellanplåten 2 och bottenplåten 3, och en plastskiva 5 med liten friktion är anordnad i en re- cess 6 i mellanplåtens 2 översida, för att minska friktionen mellan mellanplåten 2 och topp-plåten l. Topp-plåten 1 och bot- tenplåten 3 uppvisar förankringsorgan 7 och 7' för betong, för fastsättning av plåtarna på en bropelare 8 respektive ett bro- plan 9, även om det är underförstått, att lagren enligt uppfin- ningen är användbara även vid andra konstruktioner. Topp-plåten l är anordnad med nedhängande sidoplåtar l0 och ll, som sträc- ker sig längs mellanplåtens 2 motsatta sidor, för att i huvud- sak begränsa relativ glidrörelse mellan broplanet 9 och pela- ren 8 till en enda riktning. Det är emellertid att märka, att andra arrangemang är användbara, t.ex. för att möjliggöra glid- rörelse i alla riktningar, vilket sker genom att plåtarna 10 och ll utelämnas, eller för att väsentligen förhindra glidrörel- se i alla riktningar, beroende på de fordringar som föreligger från fall till fall.As shown in Fig. 1, the bearing according to the invention includes three steel components, a square top plate 1, a square intermediate plate 2 and a bottom plate 3. A circular bearing cushion 4 is arranged between the intermediate plate 2 and the bottom plate 3, and a plastic disc 5 with low friction is arranged in a recess 6 in the upper side of the intermediate plate 2, in order to reduce the friction between the intermediate plate 2 and the top plate 1. The top plate 1 and the bottom plate 3 have anchoring means 7 and 7 'for concrete, for fastening of the plates on a bridge pillar 8 and a bridge plane 9, respectively, although it is understood that the bearings according to the invention are also useful in other constructions. The top plate 1 is provided with hanging side plates 10 and 11, which extend along the opposite sides of the intermediate plate 2, in order to substantially limit relative sliding movement between the bridge plane 9 and the pillar 8 to a single direction. It should be noted, however, that other arrangements are useful, e.g. to enable sliding movement in all directions, which is done by omitting the plates 10 and 11, or to substantially prevent sliding movement in all directions, depending on the requirements that exist from case to case.

Lagret är utrustat med en pinne 12, som är utbildad i ett stycke med bottenplåten 3, och som ingriper i en cylind- risk krage l3, som beskrivs i amerikanska patenten 3 806 975 och 3 921 240 i förbindelse med fig. 3 i patenten.The bearing is equipped with a pin 12 formed integrally with the base plate 3 and engaging a cylindrical collar 13 described in U.S. Patents 3,806,975 and 3,921,240 in conjunction with Fig. 3 of the patent.

Lagerkudden 4 är gjord av polyuretanelast, företrädes- vis med en durometerhârdhet på 85 - 95 Shore A och av dubbel- i 7i8Û553Û-3 F konisk form. Kuddens 4 mått beror på den vikt kudden är avsedd att uppbära, men ytterdiametern ligger vanligtvis mellan 10 och' 150 cm (4 - 60") och diametern vid kuddens "midja" 14 upp- går vanligtvis till mellan 0,3 och 5 cm (l/8 - 2") mindre än kuddens ytterdiameter.The bearing cushion 4 is made of polyurethane elastomer, preferably with a durometer hardness of 85 - 95 Shore A and of double in 7i8Û553Û-3 F conical shape. The dimensions of the pillow 4 depend on the weight the pillow is intended to carry, but the outer diameter is usually between 10 and 150 cm (4 - 60 ") and the diameter at the pillow" waist "14 is usually between 0.3 and 5 cm ( l / 8 - 2 ") smaller than the outer diameter of the pillow.

Topp-plåten 2 är enligt uppfinningen utbildad med en nedhängande cirkulär ring l5, som sträcker sig runt lagerkudden, men vars innerdiameter är något större än lagerkuddens 4 ut- gångsdiameter i hopplattat tillstånd. Företrädesvis föreligger ett spel på mellan 0,8 och 9,5 mm (l/32 - 3/8"). I likhet här- med är bottenplåten 3 utbildad med en uppskjutande ring 16 med samma diameter och med samma spel.According to the invention, the top plate 2 is formed with a hanging circular ring 15, which extends around the bearing cushion, but whose inner diameter is slightly larger than the initial diameter of the bearing cushion 4 in a flattened state. Preferably there is a clearance of between 0.8 and 9.5 mm (l / 32 - 3/8 "). Similarly, the bottom plate 3 is formed with a projecting ring 16 of the same diameter and with the same clearance.

Arrangemanget är sådant, att lagerkudden vid montering i obelastat tillstånd ej anligger mot någon av ringarna 15 och l6. Vid kompression av lagret till följd av den uppburna kon- struktionens vikt, kan emellertid två fenomen observeras. Som illustreras i fig. 3, består det ena i att kuddens konande si- dor buktar utåt och mot varandra. Om lagret komprimeras till- räckligt, kommer till sist kuddens 4 konande sidor att bukta utåt i sådan utsträckning, att de kommer i kontakt med ringar- na l5 och 16. Lagren är emellertid så konstruerade, att detta ej sker vid märklast, d.v.s. den last för vilket lagret är be- räknat. Ringen fungerar således som ett säkringsorgan, som blir verksamt vid överbelastning av lagret. På detta stadium ökas kuddens formfaktor och den är därvid i huvudsak förhind- rad att utsättas för ytterligare kompression.The arrangement is such that when mounted in an unloaded condition, the bearing cushion does not abut against any of the rings 15 and 16. However, when compressing the bearing due to the weight of the supported structure, two phenomena can be observed. As illustrated in Fig. 3, one consists in the conical sides of the cushion curving outwards and towards each other. If the bearing is compressed sufficiently, eventually the conical sides of the cushion 4 will bend outwards to such an extent that they come into contact with the rings l5 and 16. However, the bearings are so constructed that this does not occur at rated load, i.e. the load for which the stock is calculated. The ring thus functions as a securing means, which becomes effective when the bearing is overloaded. At this stage, the form factor of the pillow is increased and it is thereby substantially prevented from being subjected to further compression.

'.Det andra observerade fenomenet är, att lagerkuddens 4 diameter kan öka något vid dess topp-och bottenytor, som be- skrivits ovan, men ökningen begränsas av ringarna l5 och 16.The second observed phenomenon is that the diameter of the bearing pad 4 may increase slightly at its top and bottom surfaces, as described above, but the increase is limited by the rings 15 and 16.

Om lagret vrides eller lutas kan dessutom ett tredje fenomen iakttagas. Lagerkudden komprimeras härvid mer på ena sidan än på den andra. Då detta inträffar, kan de utåt buktan- de koniska sidorna komma i kontakt med ringarna 15 och l6 i det område där kompressionen är störst. Då detta sker, begränsas ytterligare kompression i detta område, till följd av att kud- dens formfaktor ändras. :__, __... . __:____._._. ___., .___.__._.____,__. ..._ 7805330-3 Av detta arrangemang följer ytterligare en fördel med uppfinningen. Eftersom för stor kompression undvikes vid lut- ning, är det möjligt att använda en elast, som är relativt mjuk jämfört med vad som eljest skulle erfordras. Vid vridningsrö- relser kan mjuk elast om så krävs töja sig en smula i omrâdet motsatt mot kompressionsområdet, varigenom det kan förhindras att kudden âtskiljs från plåtarna 2 och 3, vilket i annat fall skulle kunna ske. Till följd härav är lagren användbara för större vridningsrörelse än som annars skulle vara fallet.In addition, if the bearing is rotated or tilted, a third phenomenon can be observed. The storage cushion is compressed more on one side than on the other. When this occurs, the outwardly bulging conical sides may come into contact with the rings 15 and 16 in the area where the compression is greatest. When this happens, further compression is limited in this area, due to the form factor of the pillow changing. : __, __.... __: ____._._. ___., .___.__._.____, __. From this arrangement a further advantage of the invention follows. Since too much compression is avoided when sloping, it is possible to use an elastomer which is relatively soft compared to what would otherwise be required. During rotational movements, soft elastic can, if necessary, stretch a little in the area opposite to the compression area, whereby it can be prevented that the cushion is separated from the plates 2 and 3, which could otherwise happen. As a result, the bearings are useful for greater torsional movement than would otherwise be the case.

Sammanlagda verkan för lagret enligt uppfinningen är att det för en viss lagerstorlek möjliggör större märklast.The overall effect of the bearing according to the invention is that for a certain bearing size it enables larger rated loads.

Så t.ex. bör man nu kunna använda lagerkuddar konstruerade för 17 MPa (2500 psi) för en märklast på 26 MPa (3800 psi).So e.g. it should now be possible to use bearing pads designed for 17 MPa (2500 psi) for a rated load of 26 MPa (3800 psi).

Ytterligare förbättringar i lagringarna är uppnåeliga med hjälp av andra organ, som reducerar de övre och undre kuggytornas 4 tillväxt vid belastning. Härvid använder sig upp- finningen av flera mekaniska hopkopplingsarrangemang, som upp- visar en inâtvänd vertikal eller lutande yta på mellanplåten 2 och/eller bottenplåten 3, vilken yta anligger mot en utåtvänd vertikal eller lutande yta på lagerkudden 4 belägen innanför kuddens omkrets. Flera utformningar av sådana anliggande ytor illustreras i fig. 5 - 10.Further improvements in the bearings are achievable by means of other means which reduce the growth of the upper and lower tooth surfaces 4 under load. In this case, the invention uses several mechanical interconnecting arrangements, which have an inwardly facing vertical or inclined surface of the intermediate plate 2 and / or the bottom plate 3, which surface abuts an outwardly facing vertical or inclined surface of the bearing cushion 4 located within the circumference of the cushion. Several configurations of such abutting surfaces are illustrated in Figures 5 - 10.

Claims

7805530-3 b Patent claims

A large load bearing with upper and lower plates (2, 3), between the plates a load-bearing elastic cushion (4) having upper and lower bearing surfaces and a groove (14) extending around the periphery of the cushion and a cooperating bearing element (12, 13) which is so constructed and arranged that it substantially prevents relative sliding movement but allows relative rotational movement between the plates (2, 3), characterized in that it includes mechanical support means (15, 16) projecting from the plates (2, 3). in the vicinity of the periphery of the load-bearing elastic cushion (4), in order to limit lateral expansion at least of the upper and lower surfaces of the elastic cushion (4) in the case of loaded bearings, without therefore preventing bulging of the periphery in general, laterally between the upper and lower surfaces of the load-bearing elastic cushion (4) and the mechanical support means (15, 16), whereby the elastic cushion is allowed a limited lateral expansion before upper and lower edge portions of its periphery make abutments m ot the mechanical support means (15, 16).

Bearing according to claim 1, characterized in that the lateral play amounts to between 0.8 and 9.5 mm.

Bearing according to claim 1 or 2, characterized in that the load-bearing elastic cushion (4) and the mechanical support means (15, 16) are circular.

Bearing according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the load-bearing elastic cushion (4) is double-conical.

Bearing according to one or more of Claims 1 to 4, characterized in that the peripheral groove (14) extends from the upper surface of the load-bearing elastic cushion (4) to its lower surface.