WO2000029683A1 - Gleit- und/oder verformungslager zum einbringen zwischen bauteilen - Google Patents

Gleit- und/oder verformungslager zum einbringen zwischen bauteilen Download PDF

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    • E04B1/36—Bearings or like supports allowing movement
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E01D19/00—Structural or constructional details of bridges
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    • E01D19/04—Bearings; Hinges
    • E01D19/041—Elastomeric bearings

Definitions

  • the invention relates to a sliding and / or deformation bearing for insertion between components, in particular for building, plant and bridge construction
  • the invention is based on the problem of creating a sliding and / or deformation bearing for insertion between components which, compared to the known bearings, ensures a higher load carrying capacity with simultaneously improved and simplified sealing between the parts moving against one another
  • a sliding and / or deformation bearing which according to the invention consists of a base layer made of elastomer material with a sliding surface, a bearing block made of elastomer material - both preferably made of EPDM - and one or preferably several sheet steel or technical fabrics embedded in the core of the bearing blocks - or fiber reinforcement layers with a sliding surface and side surfaces displaceable on the sliding surface of the base layer, with low-friction means between the sliding surfaces or on at least one of the sliding surfaces and loops forming rare walls between the base layer and the bearing block, which abut sealingly on all sides of the bearing block
  • the load-bearing capacity of the bearing is increased considerably without excessive lateral bulges occurring Accordingly, the side walls forming the loops can be arranged in a sealing manner on the side faces of the bearing block without the tightness being impaired by the bulging out of the side faces under load
  • the elastomer material of the bearing block has a lower Shore hardness than the elastomer material of the base layer, but is sufficiently high to avoid an unduly large deformation of the bearing block, while at the same time the sinking of the bearing block into the base layer is advantageously reduced
  • the Shore hardness of the bearing block can be 50 to 70 ° Shore A and that of the base layer 60 to 80 ° Shore A.
  • the problem can also be improved by encasing the bearing block with a rigid or limited elastic sleeve
  • the bearing according to the invention can be used essentially as a plain bearing when using a bearing block made of elastomer material with a higher Shore hardness than the elastomer material of the base layer, the sliding path being not limited within the scope of the technical possibilities and requirements, the bearing can be made the same with a bearing block made of elastomer material or other Shore hardness such as the elastomer material of the base layer and one or preferably several sheet steel or fabric reinforcement layers embedded in the core of the bearing block, both as a sliding and as a deformation bearing, because the embedded reinforcement layers cause the shear deformation perpendicular to the load, ie in the direction of the Elastomer and reinforcement layers are essentially just as unobstructed as with a solid bearing block of the same or lower height and without reinforcement layers
  • the side walls can preferably be produced in one piece with the base layer, while the bearing block is separated therefrom from an elastomer material of higher Shore hardness or from an elastomer material of the same or a different Shore hardness as the base layer with a plurality of sheet steel or technical fabrics embedded in the core of the bearing block or Fiber reinforcement layers can be made
  • a partial area of the side walls can enclose the side faces of the bearing block and tightly rest against it by means of a tensioning element, whereby the tensioning element can preferably consist of a tube spring that is inserted into an annular groove of the partial area of the side walls that encloses the side faces of the bearing block and causes the poetic concern
  • the friction-reducing agent can consist of silicone grease. It is also possible to provide at least one of the sliding surfaces with a friction-reducing coating, for example made of polytetrafluoroethylene, or to use both in combination
  • the bearing blocks can move freely in all directions, and the cavity surrounding the bearing block can be filled with the friction-reducing agent, in particular with silicone grease, by means of a valve in the loop, both during manufacture and as one later in the building (relubrication)
  • the sliding surface of the base layer or the sliding surface of the bearing block can have small, regularly distributed recesses to hold the friction-reducing agent
  • the bearing block preferably consists of at least three elastomer layers with a thickness of 5 to 8 mm and steel sheet reinforcements vulcanized in between
  • the slide and / or deformation bearing according to the invention can have any desired, for example circular or square or also rectangular, base area and can be designed like a pillow
  • the slide and / or deformation bearing according to the invention essentially consists of a hollow body made of an elastomer, preferably EPDM, with a base layer 1, which has a sliding surface 2.
  • a bearing block 3 with its sliding surface 4, which is considerably thicker than the base layer, rests on this sliding surface 2 is the bearing block 3 consists of a number of elastomer layers 5, preferably also EPDM, between which reinforcement layers 6 are vulcanized in.
  • These reinforcement layers are preferably made of sheet steel, but can also consist, for example, of polyester fabric or fibers Reinforcement layers 6, the load-bearing capacity of the bearing block 3 is increased considerably without significantly hampering the shear deformability parallel to the elastomer layers 5 and the steel sheets 6
  • the bearing block 3 has side faces 9, against which a side wall 7 made in one piece with the base layer 1 abuts.
  • the side wall 7 is connected to the base area 1 by means of wall areas formed by loops 8, as a result of which an annular cavity is formed around the bearing block 3
  • a tensioning element in the form of a tube spring 10 is inserted with a preload into an annular groove 11 of the side wall 7.
  • the annular space within the loop 8 can be passed through a valve 12 with a Lubricant, for example, fill silicone grease and is used to lubricate the sliding surfaces 2, 4
  • a friction-reducing agent for example with polytetrafluoroethylene
  • recesses 13 are arranged in the sliding surface 2 or the sliding surface 4, which hold a lubricant supply that is retained even under load.
  • These recesses 13 can be provided, for example, by arranging a corresponding lattice structure on the surface of the base layer 1 to produce it the side wall 7 and the loops 8 used form or by vulcanizing a reinforcing fabric close to the surface
  • the base layer 1, together with the loop 8 and the side wall 7, preferably has a Shore hardness of 60 to 80 ° Shore A.
  • the same Shore hardness can have the elastomer layers 5 of the bearing blocks 3 if steel sheets 6 are vulcanized in.
  • a bearing block 3 without Vulcanized reinforcement layers require a lower Shore hardness, namely 50 to 70 ° Shore A, but this is selected to be sufficiently high to avoid bulges that are too high, while that of the base layer is higher to prevent the bearing block from sinking too far into the base layer avoid
  • the blends with other elastomers are also to be expected
  • the slide and / or deformation bearing according to the invention can have any, for example circular, square or rectangular, as well as any other differently shaped base area and can be designed like a pillow

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Abstract

Gleit- und/oder Verformungslager zum Einbringen zwischen Bauteilen aus einer Grundschicht aus Elastomermaterial mit einer Gleitfläche, einem Lagerblock aus Elastomermaterial höherer Shore-Härte als das Elastomermaterial der Grundschicht oder aus Elastomermaterial gleicher oder anderer Shore-Härte, wie das Elastomermaterial der Grundschicht und einer oder vorzugsweise mehreren in den Kern des Lagerblocks eingebetteten Stahlblech- oder technischen Gewebe- oder Faserbewehrungsschichten mit einer auf der Gleitfläche der Grundschicht verschiebbaren Gleitfläche mit reibungsmindernden Mitteln zwischen den Gleitflächen oder auf mindestens einer der Gleitflächen und Schlaufen bildenden Seitenwänden zwischen der Grundschicht und dem Lagerblock, die an den Seitenflächen des Lagerblocks allseits dichtend anliegen.

Description

"Gleit- und/oder Verformungslager zum Einbringen zwischen Bauteilen"
Die Erfindung betrifft ein Gleit- und/oder Verformungslager zum Einbringen zwischen Bauteilen, insbesondere für den Hoch-, Anlagen- und Brückenbau
Ein Gleitlager für den Hochbau aus einem Hohlkörper aus einem Elastomer mit einer Grund- und einer Deckschicht, die mittels als Faltenbalge ausgebildete Seitenwande miteinander verbunden sind, wovon eine Schicht dicker ausgebildet ist als die andere, so daß seitlich der dickeren Schicht jeweils ein im Querschnitt größerer, zusatzlicher Hohlraum gebildet ist, der mit Schmiermittel versehen ist, ist in der DE 195 32 667 Cl derselben Anmelderin beschrieben
Dieses Gleitlager hat sich bewahrt, wenn es mittleren Belastungen ausgesetzt ist Bei größeren Belastungen verformt sich indessen die dickere Schicht, indem sich an den Seitenflachen Auswolbungen ergeben Dadurch ist die Lastaufnahmefahigkeit begrenzt, und die Seitenwande können nicht an den Seitenflachen der dickeren Schicht anliegend ausgebildet werden, da die Abdichtung im stark belasteten Zustand des Gleitlagers problematisch ist Auch die dünnere Schicht verformt sich bei größeren Belastungen und die dickere Schicht sinkt in die dünnere Schicht ein, wodurch es zu Behinderungen bei der Verschiebung kommt Daher muß dieses bekannte Gleitlager, wenn es allseits geschlossen und kissenartig ausgebildet ist, zweiteilig gestaltet sein, wobei der verdickte Teil der Grundschicht mit den Seitenteilen teilweise überlappend hergestellt sein muß Die Verbindung im Bereich der Überlappungen kann durch formschlussige Verbindungen oder mittels Klebung, Schweißung oder Vulkanisation hergestellt werden
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Gleit- und/oder Verformungslager zum Einbringen zwischen Bauteilen zu schaffen, das gegenüber den bekannten Lagern eine höhere Lastaufnahmefahigkeit bei gleichzeitig verbesserter und vereinfachter Abdichtung zwischen den sich gegeneinander bewegenden Teilen gewahrleistet
Ausgehend von dieser Problemstellung wird ein Gleit- und/oder Verformungslager vorgeschlagen, das erfindungsgemaß aus einer Grundschicht aus Elastomermaterial mit einer Gleitflache, einem Lagerblock aus Elastomermaterial - beide vorzugsweise aus EPDM - und einer oder vorzugsweise mehreren, in den Kern der Lagerblocks eingebetteten Stahlblechoder technischen Gewebe- oder Faserbewehrungsschichten mit einer auf der Gleitflache der Grundschicht verschiebbaren Gleitflache und Seitenflachen, mit reibungsmindemden Mitteln zwischen den Gleitflachen oder auf mindestens einer der Gleitflachen und Schlaufen bildenden Seltenwanden zwischen der Grundschicht und dem Lagerblock, die an den Seitenflachen des Lagerblocks allseits dichtend anliegen, besteht
Aufgrund der in den Kern des Lagerblocks eingebetteten, vorzugsweise einvulkanisierten Stahlblech- oder technischen Gewebe- oder Faserbewehrungsschichten bei einem Elastomermaterial des Lagerblocks mit gleicher oder anderer Shore-Harte wie das Elastomermaterial der Grundschicht wird die Lastaufnahmefahigkeit des Lagers erheblich vergrößert, ohne daß übermäßige seitliche Auswolbungen auftreten Dementsprechend lassen sich die Schlaufen bildenden Seitenwande an den Seitenflächen des Lagerblocks dichtend anordnen, ohne daß die Dichtheit durch das Auswolben der Seitenflachen unter Belastung beeinträchtigt λvird
Gemäß einer anderen Losung des Problems weist das Elastomermaterial des Lagerblocks eine geringe Shore-Harte als das Elastomermaterial der Grundschicht auf, ist jedoch ausreichend hoch, um eine unzulässig große Verformung des Lagerblocks zu vermeiden, wobei gleichzeitig das Einsinken des Lagerblocks in die Grundschicht verringert wird Vorteilhafterweise kann die Shore-Harte des Lagerblocks 50 bis 70° Shore A und die der Grundschicht 60 bis 80° Shore A betragen Eine Verbesserung des Problems kann auch durch eine Ummantelung des Lagerblocks mit einer starren oder begrenzt elastischen Manschette erfolgen
Wahrend das erfindungsgemaße Lager bei Verwendung eines Lagerblocks aus Elastomermaterial höherer Shore-Harte als das Elastomermaterial der Grundschicht im wesentlichen als Gleitlager einzusetzen ist, wobei der Gleitweg im Rahmen der technischen Möglichkeiten und Erfordernisse nicht begrenzt ist, laßt sich das Lager mit einem Lagerblock aus Elastomermaterial gleicher oder anderer Shore-Harte wie das Elastomermaterial der Grundschicht und eines oder vorzugsweise mehreren in den Kern des Lagerblocks eingebetteten Stahlblech- oder Gewebebewehrungsschichten sowohl als Gleit- als auch als Verformungslager verwenden, da durch die eingebetteten Bewehrungsschichten die Schubverformung senkrecht zur Last, d h in Richtung der Elastomer- und Bewehrungsschichten im wesentlichen ebenso unbehindert ist wie bei einem massiven Lagerblock gleicher oder geringerer Hohe und ohne Bewehrungsschichten
Vorzugsweise können die Seitenwande einstuckig mit der Grundschicht hergestellt sein, wahrend der Lagerblock getrennt davon aus einem Elastomaterial höherer Shore-Harte oder aus einem Elastomermaterial gleicher oder anderer Shore-Harte wie die Grundschicht mit mehreren, in den Kern des Lagerblocks eingebetteten Stahlblech- oder technischen Gewebeoder Faserbewehrungsschichten hergestellt sein kann Bei dieser Ausfuhrungsform kann ein Teilbereich der Seitenwande die Seitenflachen des Lagerblocks umschließen und mittels eines Spannelements gespannt daran dichtend anliegen, wobei das Spannelement vorzugsweise aus einer Schlauchfeder bestehen kann, die in eine Ringnut des Teilbereichs der Seitenwande, der die Seitenflachen des Lagerblocks umschließt, eingelegt wird und das dichtende Anliegen bewirkt
Das reibungsmindernde Mittel kann aus Silikonfett bestehen Ebenso ist es möglich, wenigstens eine der Gleitflachen mit einer reibungsmindemden Beschichtung, beispielsweise aus Polytetrafluorethylen zu versehen oder beides in Kombination anzuwenden
Aufgrund der Schlaufen in den Seitenwanden ist eine freie Beweglichkeit der Lagerblocks in allen Richtungen gegeben, und der den Lagerblock umgebende Hohlraum laßt sich mit dem reibungsmindemden Mittel, insbesondere mit Silikonfett, mittels eines Ventils in der Schlaufe füllen, sowohl bei der Herstellung als auch zu einem spateren Zeitpunkt im Bauwerk (Nachschmierung) Die Gleitflache der Grundschicht oder die Gleitflache des Lagerblocks kann kleine, regelmäßig verteilte Vertiefungen zur Aufnahme des reibungsmindemden Mittels aufweisen
Weist das Elastomermaterial des Lagerblocks die gleiche wie oder eine geringere Shore-Harte als das Elastomermaterial der Grundschicht auf, besteht der Lagerblock bevorzugterweise aus mindestens drei Elastomerschichten mit einer Dicke von 5 bis 8 mm und dazwischen einvulkanisierten Stahlblechbewehrungen
Das erfindungsgemaße Gleit- und/oder Verformungslager kann eine beliebige, beispielsweise kreisförmige oder quadratische oder auch rechteckige Grundflache aufweisen und kissenartig ausgebildet sein
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausfuhrungsbeispiels erläutert, das einen Querschnitt durch ein erfindungsgemaßes Gleit- und/oder Verformungslager mit einem Lagerblock aus Elastomermaterial, vorzugsweise EPDM, und mehreren einvulkanisierten Stahlblechbewehrungsschichten zeigt
Das erfindungsgemaße Gleit- und/oder Verformungslager besteht im wesentlichen aus einem Hohlkörper aus einem Elastomer, vorzugsweise EPDM, mit einer Grundschicht 1, die eine Gleitflache 2 aufweist Auf dieser Gleitfiäche 2 ruht ein Lagerblock 3 mit seiner Gleitflache 4, der erheblich dicker als die Grundschicht ist Der Lagerblock 3 besteht aus einer Anzahl von Elastomerschichten 5, vorzugsweise ebenfalls EPDM, zwischen denen Bewehrungsschichten 6 einvulkanisiert sind Diese Bewehrungsschichten bestehen vorzugsweise aus Stahlblech, können jedoch auch beispielsweise aus Polyestergewebe oder -fasern bestehen Durch diese Bewehrungsschichten 6 wird die Lastaufnahmefahigkeit des Lagerblocks 3 ganz erheblich erhöht, ohne die Schubverformbarkeit parallel zu den Elastomerschichten 5 und den Stahlblechen 6 wesentlich zu behindern
Der Lagerblock 3 weist Seitenflachen 9 auf, an denen eine mit der Grundschicht 1 einstuckig hergestellte Seitenwand 7 anliegt Die Seitenwand 7 ist mit der Grundflache 1 über Schlaufen 8 geformte Wandbereiche verbunden, wodurch ein ringförmiger Hohlraum um den Lagerblock 3 herum entsteht
Um ein dichtes Anliegen der Seitenwand 7 an den Seitenflachen 9 des Lagerblocks 3 zu erreichen, ist in eine Ringnut 1 1 der Seitenwand 7 ein Spannelement in Form einer Schlauchfeder 10 mit Vorspannung eingelegt Der Ringraum innerhalb der Schlaufe 8 laßt sich durch ein Ventil 12 mit einem Schmiermittel beispielsweise Silikonfett füllen und dient zur Schmierung der Gleitflachen 2, 4 Zusatzlich zur Schmierung mittels Silikonfett oder auch anstelle einer Schmierung durch Silikonfett kann eine der beiden Gleitschichten 2, 4 oder können beide mit einem reibungsmindernde Mittel beschichtet sein, beispielweise mit Polytetrafluorethylen
Des weiteren sind in der Gleitflache 2 oder der Gleitflache 4 regelmäßig verteilte Vertiefungen 13 angeordnet, die einen Schmiermittelvorrat aufnehmen, der auch unter Last erhalten bleibt Diese Vertief ngen 13 lassen sich beispielsweise durch Anordnung einer entsprechenden Gitterstruktur auf der Oberflache der zur Herstellung der Grundschicht 1 mit der Seitenwand 7 und den Schlaufen 8 benutzten Form oder durch oberflachennahes Einvulkanisieren eines Bewehrungsgewebes erzielen
Vorzugsweise weist die Grundschicht 1 zusammen mit der Schlaufe 8 und der Seitenwand 7 eine Shore-Harte von 60 bis 80° Shore A auf Die gleiche Shore-Harte können die Elastomerschichten 5 der Lagerblocks 3 aufweisen, wenn Stahlbleche 6 einvulkanisiert sind Bei einem Lagerblock 3 ohne einvulkanisierte Bewehrungsschichten ist eine geringere Shore-Harte, nämlich 50 bis 70° Shore A erforderlich, die jedoch ausreichend hoch gewählt ist, um zu starke Auswolbungen zu vermeiden, während die der Grundschicht hoher ist, um ein zu starkes Einsinken des Lagerblocks in die Grundschicht zu vermeiden
Zu dem bevorzugt zu verwendenden EPDM als Elastomermaterial sind auch dessen Verschnitte mit anderen Elastomeren zu rechnen
Das erfindungsgemaße Gleit- und/oder Verformungslager kann eine beliebige, beispielsweise kreisförmige, eine quadratische oder eine rechteckige sowie eine beliebige, anders gestaltete Grundfläche aufweisen und kissenartig ausgebildet sein

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
Gleit- und/oder Verformungslager zum Einbringen zwischen Bauteilen aus
- einer Grundschicht (1) aus Elastomermaterial mit einer Gleitflache (2),
- einem Lagerblock (3) aus Elastomermaterial und einer oder vorzugsweise mehreren in den Kern des Lagerblocks (3) eingebetteten Stahlblech- oder technische Gewebeoder Faserbewehrungsschichten (6), mit einer auf der Gleitflache (2) der Grundschicht (1) verschiebbaren Gleitflache (4) und Seitenflachen (9), mit
- reibungsmindemden Mitteln zwischen den Gleitflachen (2, 4) oder auf mindestens einer der Gleitflachen (2, 4) und
Schlaufen (8) bildenden Seitenwanden (7) zwischen der Grundschicht (1) und dem Lagerblock (3), die an den Seitenflachen (9) des Lagerblocks (3) allseits dichtend anliegen
Gleit- und/oder Verformungslager zum Einbringen zwischen Bauteilen aus
- einer Grundschicht (1) aus Elastomermaterial mit einer Gleitflache (2),
- einem Lagerblock (3) aus Elastomermaterial niedriger Shore-Harte als das Elastomermaterial der Grundschicht (1) mit einer auf der Gleitflache (2) der Grundschicht (1) verschiebbaren Gleitfiäche (4) und Seitenflachen (9), mit reibungsmindemden Mitteln zwischen den Gleitflachen (2, 4) oder auf mindestens einer der Gleitflachen (2, 4) und
- Schlaufen (8) bildenden Seitenwanden (7) zwischen der Grundschicht (1) und dem Lagerblock (3), die an den Seitenflachen (9) des Lagerblocks (3) allseits dichtend anliegen
Gleit- und/oder Verformungslager nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Shore-Harte der Grundschicht (1) 60 bis 80° Shore A und die des Lagerblocks (3) 50 bis 70° Shore A betragt
Gleit- und/oder Verformungslager nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem als Elastomermaterial für die Grundschicht (1) und für den Lagerblock (3) EPDM oder dessen Verschnitte mit anderen Elastomeren eingesetzt werden
Gleit- und/oder Verformungslager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Seitenwande (7) einstuckig mit der Grundschicht (1) hergestellt sind Gleit- und/oder Verformungslager nach einem der Anspmche 1 bis 5, bei dem ein Teilbereich der Seitenwande (7) die Seitenflachen (9) des Lagerblocks (3) umschließt und mittels eines Spannelements (10) gespannt daran dichtend anliegt
Gleit- und/oder Verformungslager nach einem der Anspmche 1 bis 6, bei dem das reibungsmindernde Mittel aus Silikonfett besteht
Gleit- und/oder Verformungslager nach einem der Anspmche 1 bis 7, bei dem in der Gleitflache (2) oder der Gleitflache (4) regelmäßig verteilte Vertiefungen (13) zur Aufnahme des reibungsmindemden Mittels angeordnet sind
Gleit- und/oder Verformungslager nach einem der Anspmche 1 bis 8, bei dem in der Schlaufe (8) ein Ventil (12) zum Einbringen des reibungsmindemden Mittels angeordnet ist
Gleit- und/oder Verformungslager nach einem der Anspmche 1 und 3 bis 9, bei dem der Lagerblock (3) aus mindestens drei Elastomerschichten (5) mit einer Dicke von 5 bis 8 mm und dazwischen einvulkanisierten Stahlblechbewehrungen (6) besteht
Gleit- und/oder Verformungslager nach einem der Anspmche 1 bis 10 mit einer kreisförmigen Grundfläche
Gleit- und/oder Verformungslager nach Anspmch 6, bei dem das Spannelement (12) aus einer Schlauchfeder besteht
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