WO2009094961A1 - Schwingungsdämpfer - Google Patents

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WO2009094961A1
WO2009094961A1 PCT/DE2008/000195 DE2008000195W WO2009094961A1 WO 2009094961 A1 WO2009094961 A1 WO 2009094961A1 DE 2008000195 W DE2008000195 W DE 2008000195W WO 2009094961 A1 WO2009094961 A1 WO 2009094961A1
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vibration damper
plate
base plate
damper according
running surfaces
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PCT/DE2008/000195
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English (en)
French (fr)
Inventor
Rolf-Dieter Riesbeck
Original Assignee
Rolf-Dieter Riesbeck
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Application filed by Rolf-Dieter Riesbeck filed Critical Rolf-Dieter Riesbeck
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
    • E04H9/021—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings
    • E04H9/023—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings and comprising rolling elements, e.g. balls, pins

Definitions

  • the invention relates to a vibration damper for the compensation of vibrations, in particular for the compensation of seismic vibrations for the protection of buildings and other structures in earthquake-prone areas.
  • DE 198 36 763 C2 describes an earthquake fuse in which the object to be protected is based on coupling elements which are suspended (oscillating) between stable and unstable supporting elements which are in direct contact with the foundation ground.
  • the function of the proposed earthquake protection is comparable to that of a pendulum with a long period to absorb and compensate for seismic vibrations that occur.
  • DE 3040 181 C2, DE 3047 762 A1 and DE 33 31 657 A1 propose elastic spring bodies for securing building constructions and for isolating seismic oscillations.
  • the spring body having an upper and lower base plate with a spring element therebetween, wherein the lower base plate is advantageously placed on a banquet and connects to the upper base plate, the foundation of the Bauswerkes.
  • DE 33 31 657 A1 in addition to the elastic spring sets that decouple the connection of ground and building foundations, more sets of springs for the arrangement of dynamic vibration dampers can be used, which are part of the building structure and integrated into the building structure.
  • the sliding pendulum bearing according to DE 10 2005 060 375 A1 consists of a first sliding plate with a concave sliding surface which is fixed to the substructure of the building and a sliding shoe with upper and lower convex sliding surfaces on the concave sliding surface of the first sliding plate and the bearing for Recording of the shoe, which is firmly connected to the ground, tuned.
  • the invention has for its object to provide a functionally reliable vibration damper of the type mentioned, which can be produced inexpensively with relatively simple means and also is able to absorb high load forces and transmit.
  • the vibration damper according to the invention with which the direct bond between the foundation structure of the structure and the ground is interrupted to compensate for seismic vibrations occurring and to reliably prevent destruction of the structure, triggered by the seismic vibrations, consists of an upper and a lower base plate each having a concave tread, wherein the tread of the upper base plate is turned to the tread in the lower base plate through 90 ° to the center axis of the damper, and between the upper and lower base slats another intermediate plate having upper and lower treads, which correspond in their arrangement with the running surfaces of the upper and lower base plate, is provided. Between the opposing running surfaces of the upper and lower base plate and the intermediate plate rolling elements are mounted, which are formed by rollers with a fixed center distance.
  • the upper and lower base plate consist of a support plate which provided with recesses for receiving the treads and for receiving fastening tabs a transport lock of the shock absorber and to which a collar for the attachment of a cuff is screwed and a cover plate, which received from the support plate and fixed via form-locking connections with the support plate connected components.
  • Both base plates are identical, wherein for the assembly of the vibration damper and for the positioning of the treads, as already described above, one of the base plates is rotated by 90 ° to the central axis of the vibration damper so that a crossing arrangement of the treads arises.
  • the running surfaces consist of individual, nested and tensioned by tie rods lamellae, which are received by the intermediate plate and the support plates and connected by positive connection with them are.
  • the nested and clamped slats can be additionally secured by frictional connections, for example by welding.
  • Each individual lamella has on one of its longitudinal sides a concave-shaped surface, which forms the tread for the rolling bodies after nesting and clamping the lamellae into a package.
  • a concave-shaped surface On the opposite side to the concave shaped surface of the blade is a T-shaped recess with inwardly directed, end-side webs, which surround the same in the arrangement of the slats on the support plates and on the intermediate plate and make the positive connection between the plates and the individual blade.
  • the rollers which are arranged in pairs with a fixed center distance and absorb the vibrations occurring and compensate by rolling on the running surfaces between the intermediate plate and the upper and lower base plate or compensate, have on both ends a bearing pin for receiving a bearing plate and a guide collar whose Inner surface is in contact with the outer side surface of the outermost lamella of the tread. While the specified center distance is determined by the bearing plate, the roller pair are guided in their rolling motion over the guide collar on the tread. At the same time the guide collar fixes the positioning of the intermediate plate, which rests practically loosely on the lower roller pair and is not connected to either the lower or the upper base plate.
  • the determined by the bearing plate, fixed center distance of the rollers is additionally secured and stabilized by guide strips which engage in recesses of the bearing shield and a stabilizing plate which is bolted to the guide rails.
  • the rollers thus ensures the absorption and transmission of high loading forces acting on the vibration damper when used as intended.
  • the interior of the vibration damper is enclosed with the intermediate plate, the running surfaces and the rolling bodies by a closed sleeve, which is connected to the annular collar on the upper and lower support plate.
  • a closed sleeve which is connected to the annular collar on the upper and lower support plate.
  • the interior space enclosed by the cuff can be used to introduce an anticorrosive medium or lubricant.
  • the mounted vibration damper according to the invention in which in the operating position for decoupling the direct connection of Baufundament and ground-side ground, the upper base plate with the interposition of the intermediate plate and the rolling body practically loosely rests on the lower base slat is for transport and installation on site by Secured bolt.
  • the bars are bolted to mounting tabs which are connected via positive locking connections with the upper and lower support plate and clamp the upper and lower base plate together.
  • the main advantage of the solution according to the invention consists in the fact that the production-side mechanical effort for the production of the vibration damper, measured against the already known proposals, which also provide a decoupling, is very low and with the alternating movement between the upper and lower base plate for compensation and to compensate for vibrations due to the intersecting arrangement of the running surfaces in separate horizontal planes and the formation and arrangement of the rolling body no change in height occurs.
  • the vibration damper according to the invention with a corresponding size is able to absorb and transmit high load forces.
  • Fig. 4 shows the structural design of the vibration damper without
  • Fig. 5 shows the arrangement and design of the tread on the lower
  • vibration damper which is preferably for insulation and compensation.
  • seismic vibrations is used by the decoupling of the founding of a structure with its further structure, in its basic structure of a lower and upper, with treads 3; 4 equipped base plate 1; 2, between which with the interposition of an intermediate plate 5 with lower and upper treads 6; 7 lower and upper rolling bodies 8; 9 are arranged in pairs.
  • the lower and upper base plate 1; 2, of which the lower base plate 1 is firmly connected, for example, with the bottom plate of a building, while the foundation or the substructure of a structure connects to the upper base plate 2, are identical components, by a support plate 11; 12 and a cover plates 13; 14 are formed, which are provided with connection holes 36 for the attachment of the vibration damper - Fig. 5, 8 and 9.
  • the only change between the two components consists in the different arrangement of the running surfaces 3; 4, wherein the running surface 4 of the upper base plate 2 to the running surface 3 of the lower base plate 1 is rotated by 90 °.
  • the support plates 11; 12, for the arrangement and recording of the running surfaces 3; 4, the fastening tabs 34 for the latch 33 of the transport lock of the vibration damper and for fixing the annular flange 10 for receiving and securing the sleeve 31 - Fig. 10 - are provided for this purpose with a receiving slot 37, receiving grooves 40 and threaded holes 39.
  • the slats 15 are individually in the insertion 38 - Fig. 9 - used and moved to the left and right to the end of the receiving groove 40.
  • an intermediate plate 5 is arranged - Figures 1 and 4, corresponding to the running surfaces 3 and 4 of the lower and upper base plate 1; 2 also with lower and upper treads 6; 7 is equipped.
  • the treads 6; 7 of the intermediate plate 5 are again formed by individual fins 15, which are nested and braced together by tie rods and connected to the intermediate plate 5 by positive engagement.
  • each individual lamella 15 has on one of its longitudinal sides a concave surface 17 which is practically part of the running surfaces 3, 4, 6 and 7 and on the side opposite the concave surface 17 a T-shaped recess 18 with inwardly directed webs 19; 20, the intermediate plate 5 and the support plates 11; 12 embrace in the region of the recesses 40 and in this way the positive connection of the fins 15 with the respective support plate 11; 12 or the intermediate plate 5 produce.
  • the individual fins 15 are provided in the region of their end faces with through holes 43. After initially on one side, for example on the underside of the intermediate plate 5 - Fig.
  • the slats 5 are placed to form the tread 6, nested together and braced with each other via the tie rods 16, the fins 15 for the upper tread 7 of Intermediate plate 5, similar to the support plates 11; 12, with the webs 19; 20 inserted into the insertion opening 44 of the intermediate plate 5 and moved from the insertion point on the intermediate plate 5 to the left and right.
  • tie rods 16 After insertion of the last slat 15 they are clamped together by means of tie rods 16 and form a closed tread 7, which corresponds to the mounting surface of the vibration damper with the tread 4 of the upper base plate 2 and the lower tread 7 forms for the upper roller body 9.
  • the isolation and compensation of vibrations occurring via upper and lower rollers 8; 9, in different planes between the corresponding running surfaces 3; 6 and 4; 7 are arranged and their paths are due to the offset by 90 ° arrangement of the treads 3; 6 and 4; 7 cross.
  • the rolling elements 8; 9 are arranged by paired rollers 21; 23 formed with a constant, horizontal center distance of their longitudinal axes - Fig. 6. The center distance is determined by a bearing plate 26, the end face of bearing journals 35 of the rollers 21; 22 is received and is provided with a recess 29.
  • a guide collar 23 is provided, the inner surface 24 rests against the outer side surface 25 of the outermost blade 15 and for guiding the rollers 21; 22 between the treads 3; 6 and 4; 7 serves.
  • the guide collar 23 of the rollers 21; 22 determines and fixes the positioning of the intermediate plate 5, which, as already stated, not with the lower or upper base plate 1; 2 of the vibration damper is connected.
  • the lower and upper base plate 1; 2 braced by bolt 33 with each other, the fastening tabs 34 of the support plates 11; 12 are screwed on and after the installation of the vibration damper in any case to remove to ensure its full functionality.
  • the interior of the shock absorber is suitably sealed with a closed sleeve 31, which via clamping strips 32 to the on the support plates 11; 12 screwed ring flange is attached.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer zur Kompensation von Schwingungen, insbesondere seismischen Schwingungen. Um durch Trennen der Verbindung von Baufundament und Baugrund einen sicheren Schutz von Bauwerken in erdbebengefährdeten Gebieten zu erreichen, schlägt die Erfindung einen Schwingungsdämpfer vor, der zwischen einer unteren Grundplatte (1) und einer oberen Grundplatte (2), die mit Laufflächen (3; 4) ausgestattet und in horizontalen Ebene frei beweglichen sind, eine Zwischenplatte (5) mit einer unteren und oberen Laufflächen (6; 7) aufweist, wobei die Laufflächen (3; 4; 6, 7) durch einzelne Lamellen (15) gebildet werden, die formschlüssig mit einer Tragplatte (11, 12) der Grundplatte (1; 2) und mit der Zwischenplatte (5) verbunden und durch Zuganker (16) miteinander verspannt sind und zwischen den sich gegenüberliegenden Laufflächen (3; 7 und 4; 6), die in ihrer Anordnung zur Mittelachse des Dämpfers gegeneinander um 90° versetzt sind, obere und untere Rollkörper (8; 9), in Form frei laufender, paarweise angeordneter Walzen (21; 22) vorgesehen sind.

Description

Schwingungsdämpfer
Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer zur Kompensation von Schwingungen, insbesondere zur Kompensation seismischer Schwingungen zum Schutz von Gebäuden und anderweitigen Bauwerken in erdbebengefährdeten Gebieten.
Zum Schutz von Bauwerken vor Zerstörungen durch seismische Schwingungen sind neben den als dynamische Schwingungsdämpfer bezeichneten Einrichtungen, die in die Baukonstruktion des Bauwerkes integriert sind und die auftretenden Schwingungen dämpfen - DE 697 006 019 T2, DE 10 2006 018 614 A1 , WO 2004/003306 A1 , Lösungen bekannt, die den direkten Verbund zwischen dem Fundament eines Bauwerkes und dem Baugrund entkoppeln und eine sogenannte schwimmende oder Schwingungen absorbierende Gründung vorschlagen - DE 1 98 36 763 C2, DE 34 31 657 A1 , DE 30 40 181 C2, DE 30 47 762 A1 , DE 36 11 809 A1 und 20 35 012.
So beschreibt DE 198 36 763 C2 eine Erdbebensicherung, bei der das zu schützende Objekt auf Koppelelementen gegründet ist, die zwischen stabilen und labilen Stützelementen, die in einem direkten Kontakt mit dem Baugrund stehen, beweglich (schwingend) aufgehängt sind. Die Funktion der vorschlagsgemäßen Erdbebensicherung ist vergleichbar mit der eines Pendels mit langer Periodendauer, um auftretende seismische Schwingungen aufzunehmen und zu kompensieren. In DE 3040 181 C2, DE 3047 762 A1 und DE 33 31 657 A1 werden zur Sicherung von Gebäudekonstruktionen und zur Isolierung seismischer Schwingungen elastische Federkörper vorgeschlagen. Die Federkörper besitzen eine obere und untere Grundplatte mit einem dazwischen liegenden Federelement, wobei die untere Grundplatte vorteilhafter Weise auf ein Bankett platziert wird und sich an die obere Grundplatte die Gründung des Bauswerkes anschließt. Nach DE 33 31 657 A1 können zusätzlich zu den elastischen Federsätzen, die die Verbindung von Baugrund und Bauwerksgründung entkoppeln, weitere Federsätze für die Anordnung von dynamischen Schwingungsdämpfern eingesetzt werden, die Teil der Gebäudekonstruktion sind und in die Gebäudekonstruktion integriert werden.
Neben Einrichtungen, die zwischen dem Fundament und dem Oberbau von Bauwerken ein flexibles Auflager vorsehen, das sich unter Einwirkung von Erdbeben bei konstantem Volumen verformen lässt - DE 20 35 012 A1 und DE 36 11 809 A1 , ist aus DE 10 2005 060 375 A1 ein Gleitpendellager bekannt. Dieses Gleitpendellager dient ebenfalls zur Entkopplung von Baugrund und Bauwerk und soll die Möglichkeit schaffen, die durch Erdbeben verursachten Bewegungen des Baugrundes durch Bewegungen des Bauwerkes in einer horizontalen Ebene auszugleichen und zu kompensieren. Das Gleitpendellager nach DE 10 2005 060 375 A1 besteht aus einer ersten Gleitplatte mit einer konkav ausgebildeten Gleitfläche, die am Unterbau des Bauwerkes befestigt ist und einem Gleitschuh mit oberen und unteren konvexen Gleitflächen, die auf die konkav ausgebildete Gleitfläche der ersten Gleitplatte und dem Lager zur Aufnahme des Gleitschuhs, das mit dem Baugrund fest verbunden ist, abgestimmt sind.
Eine ähnliche Lösung ist auch im Firmenprospekt Earthquake Protection Systems der Earthquake Protction Systems Inc., Mare Island, Vallejo, 94562 Kalifornien unter „Seismic Isolating Baearings" beschrieben, die aus oberen und unteren Gehäuseteilen mit konkaven Gleitflächen und einem Gleiter besteht, der zwischen den konkaven Gleitflächen angeordnet ist und eine horizontale Bewegung des oberen Gehäuseteiles gegenüber dem untere Gehäuseteil gestattet.
Die beiden letztgenannten Lösungen sind in der Lage, relativ hohe Lastkräfte aufzunehmen, stellen aber hohe Anforderungen an die mechanische Fertigung zur Herstellung der konkaven Gleitflächen und der auf die Gleitflächen exakt abgestimmten, korrespondieren Flächen des Gleitkörpers und verursachen höhere Fertigungskosten. Nachteilig ist ferner, dass mit den horizontalen Bewegungen zum Ausgleich von seismischen Schwingungen Höhenänderungen eintreten, die durch gesonderte Maßnahmen ausgeglichen werden müssen. Um diese Bewegungen, die zu einer Anhebung des zu schützenden Objektes führen, zu vermeiden oder auszuschalten, sieht beispielsweise DE 198 36 763 C2 zu Lasten der Tragfähigkeit eine bewegliche Anordnung eines der Stützelemente vor.
Die übrigen vorgenannten Schwingungsdämpfer haben zusammenfassend den gemeinsamen Nachteil, dass seismische Schwingungen nur unzureichend kompensiert werden und die Aufnahme hoher Lastkräfte einschränkt ist. Zudem ist der bauseitige Aufwand bei diesen Lösungen, die ein flexibles Auflager zwischen dem Fundament und dem Oberbau von Bauwerken vorsehen, recht hoch.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen funktionssicheren Schwingungsdämpfer der eingangs genannten Gattung anzugeben, der mit relativ einfachen Mitteln kostengünstig hergestellt werden kann und zudem in der Lage ist, hohe Belastungskräfte aufzunehmen und zu übertragen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch einen Schwingungsdämpfer nach den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche 1 bis 12.
Der erfindungsgemäße Schwingungsdämpfer, mit dem der direkte Verbund zwischen der Fundamentkonstruktion des Bauwerkes und dem Baugrund unterbrochen wird, um auftretende seismische Schwingungen zu kompensieren und eine Zerstörung des Bauwerkes, ausgelöst durch die seismischen Schwingungen, sicher zu verhindern, besteht aus einer oberen und einer unteren Grundplatte, die jeweils mit einer konkav ausgebildeten Lauffläche ausgestattet sind, wobei die Lauffläche der oberen Grundplatte zu der Lauffläche in der unteren Grundplatte um 90° zur Mittelachse des Schwingungsdämpfers gedreht und zwischen der oberen und unteren Grundlatte eine weitere Zwischenplatte mit einer oberen und einer unteren Laufflächen, die in ihrer Anordnung mit den Laufflächen der oberen und unteren Grundplatte korrespondieren, vorgesehen ist. Zwischen den sich gegenüberstehenden Laufflächen der oberen und unteren Grundplatte und der Zwischenplatte sind Rollkörper gelagert, die durch Walzen mit einem festen Achsabstand gebildet werden. Auf diese Weise entsteht eine sogenannte „schwimmende" Lagerung mit einer sich kreuzenden Anordnung der Rollkörper, bei der die obere Grundplatte, die beispielsweise mit dem Baufundament verbunden ist, unter Zwischenschaltung der Zwischenplatte auf der unteren Grundplatte, die im Baugrund verankert ist, aufliegt und sich zur Aufnahme und Kompensation von Schwingungen unabhängig von der Grundplatte bewegen kann.
Die obere und untere Grundplatte bestehen aus einer Tragplatte, die mit Aussparungen zur Aufnahme der Laufflächen und zur Aufnahme von Befestigungslaschen einer Transportsicherung des Schwingungsdämpfers versehen und an der ein Ringbund für die Befestigung einer Manschette angeschraubt ist und aus einer Deckplatte, die die von der Tragplatte aufgenommenen und über Formschlussverbindungen mit der Tragplatte verbundenen Bauelemente fixiert. Beide Grundplatten sind baugleich, wobei für die Montage des Schwingungsdämpfers und für die Positionierung der Laufflächen, wie bereits vorstehend beschrieben, eine der Grundplatten um 90° zur Mittelachse des Schwingungsdämpfers so gedreht wird, dass eine sich kreuzende Anordnung der Laufflächen entsteht.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung, durch das die Herstellung des Schwingungsdämpfers wesentlich vereinfacht und kostengünstiger gestaltet wird, bestehen die Laufflächen aus einzelnen, aneinander geschachtelten und durch Zuganker miteinander verspannten Lamellen, die von der Zwischenplatte und den Tragplatten aufgenommen werden und durch Formschlussverbindung mit diesen verbunden sind. Zusätzlich können die geschachtelten und miteinander verspannten Lamellen durch Kraftschlussverbindungen, beispielsweise durch Schweißen, zusätzlich gesichert werden.
Jede einzelne Lamelle besitzt auf einer ihrer Längsseiten eine konkav geformte Fläche, die nach dem Verschachteln und Verspannen der Lamellen zu einem Paket die Lauffläche für die Rollkörper bildet. Auf der zur konkav geformte Fläche gegenüberliegenden Längsseite der Lamelle befindet sich eine T-förmige Aussparung mit nach innen gerichteten, endseitigen Stegen, die bei der Anordnung der Lamellen auf den Tragplatten und auf der Zwischenplatte dieselben umgreifen und die Formschlussverbindung zwischen den Platten und der einzelnen Lamelle herstellen.
Die Walzen, die mit festem Achsabstand paarweise angeordnet sind und die auftretenden Schwingungen aufnehmen und durch Abrollen auf den Laufflächen zwischen der Zwischenplatte und der oberen und unteren Grundplatte ausgleichen bzw. kompensieren, besitzen an beiden Stirnseiten einen Lagerzapfen zur Aufnahme eines Lagerschildes und einen Führungsbund, dessen Innenfläche in Kontakt mit der äußere Seitenfläche der äußersten Lamelle der Lauffläche steht. Während durch das Lagerschild der festgelegten Achsabstand bestimmt wird, werden über den Führungsbund die Walzenpaares in ihrer Rollbewegung auf den Lauffläche geführt. Gleichzeitig fixiert der Führungsbund die Positionierung der Zwischenplatte, die praktisch lose auf dem unteren Walzenpaar aufliegt und weder mit der unteren noch mit der oberen Grundplatte verbunden ist.
Der durch das Lagerschild bestimmte, feste Achsabstand der Walzen wird durch Führungsleisten, die in Aussparungen der Lageschilde eingreifen und eine Stabilisierungsplatte, die mit den Führungsleisten verschraubt ist, zusätzlich gesichert und stabilisiert.
Die erfindungsgemäße Ausbildung und Anordnung der Rollkörper resp. der Walzen gewährleistet so die Aufnahme und Übertragung hoher Belastungskräfte, die beim bestimmungsgemäßen Einsatz auf den Schwingungsdämpfer einwirken.
Vorteilhafter Weise ist der Innenraum des Schwingungsdämpfers mit der Zwischenplatte, den Laufflächen und den Rollkörpern durch eine geschlossene Manschette eingehaust, die an dem Ringbund auf der oberen und unteren Tragplatte angeschlossen ist. Der von der Manschette eingeschlossene Innenraum kann beispielsweise genutzt werden, um ein antikorrosives Medium oder ein Gleitmittel einzubringen.
Der montierte Schwingungsdämpfer nach der Erfindung, bei dem in der Betriebsstellung zur Entkopplung der direkten Verbindung von Baufundament und bodenseitigem Baugrund die obere Grundplatte unter Zwischenschaltung der Zwischenplatte und der Rollkörper praktisch lose auf der unteren Grundlatte aufliegt, wird für den Transport und den Einbau vor Ort durch Riegel gesichert. Die Riegel sind an Befestigungslaschen angeschraubt, die über Formschlussverbindungen mit der oberen und unteren Tragplatte verbunden sind und die obere und die untere Grundplatte miteinander verspannen.
Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht vor allem darin, dass der fertigungsseitige mechanische Aufwand für die Herstellung des Schwingungsdämpfers, gemessen an den bereits bekannten Vorschlägen, die ebenfalls eine Entkopplung vorsehen, sehr gering ist und mit der alternierenden Bewegung zwischen oberer und unterer Grundplatte zur Kompensation und zum Ausgleich von Schwingungen infolge der sich kreuzenden Anordnung der Laufflächen in voneinander getrennten horizontalen Ebenen und der Ausbildung und Anordnung der Rollkörper keine Höhenänderung eintritt. Zudem ist der erfindungsgemäße Schwingungsdämpfer bei entsprechender Baugröße in der Lage, hohe Belastungskräfte aufzunehmen und zu übertragen.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 den Schwingungsdämpfer nach der Erfindung in Transportstellung mit abgenommener Manschette,
Fig. 2 den Schwingungsdämpfer in Einbauposition/Arbeitsstellung mit abgenommener oberer Deckplatte,
Fig. 3 den Schwingungsdämpfer ohne obere Grundplatte und teilweise entfernte Riegel, mit denen die Transportstellung des Schwingungsdämpfers gesichert wird,
Fig. 4 den konstruktiven Aufbau des Schwingungsdämpfers ohne
Manschette und obere Grundplatte mit der dazugehörigen Lauffläche,
Fig. 5 die Anordnung und Ausbildung der Lauffläche auf der unteren
Grundplatte mit aufgeschraubtem Ringflansch und eingesetzten Befestigungslaschen für die Riegel zur Sicherung der Transportstellung, Fig. 6 die Ausbildung der oberen und unteren Rollkörper,
Fig. 7 die Zwischenplatte mit der Anordnung und Ausbildung der
Laufflächen und der einzelnen Lamellen, die in geschachtelter Anordnung die Laufflächen bilden,
Fig. 8 die Deckplatte der oberen und unteren Grundplatte,
Fig. 9 die Tragplatte der oberen und unteren Grundplatte,
Fig. 10 die Manschette.
Wie aus Fig. 1 und Fig. 4 hervorgeht, besteht der erfindungsgemäße Schwingungsdämpfer, der vorzugsweise zur Isolierung und Kompensation . seismischer Schwingungen durch die Entkopplung der Gründung eines Bauwerkes mit seinem weiteren Aufbau eingesetzt wird, in seinem Grundaufbau aus einer unteren und oberen, mit Laufflächen 3; 4 ausgestatteten Grundplatte 1 ; 2, zwischen denen unter Zwischenschaltung einer Zwischenplatte 5 mit unteren und oberen Laufflächen 6; 7 untere und obere Rollkörper 8; 9 paarweise angeordnet sind.
Die untere und obere Grundplatte 1; 2, von denen die untere Grundplatte 1 beispielsweise mit der Bodenplatte eines Bauwerkes fest verbunden ist, während sich an der oberen Grundplatte 2 das Fundament oder der Unterbau eines Bauwerkes anschließt, sind baugleiche Bauelemente, die durch eine Tragplatte 11 ; 12 und eine Deckplatten 13; 14 gebildet werden, die mit Anschlussbohrungen 36 für die Befestigung des Schwingungsdämpfers versehen sind - Fig. 5, 8 und 9. Die einzige Änderung zwischen den beiden Bauelementen besteht in der unterschiedlichen Anordnung der Laufflächen 3; 4, wobei die Lauffläche 4 der oberen Grundplatte 2 zur Lauffläche 3 der unteren Grundplatte 1 um 90° gedreht ist.
Die Tragplatten 11 ; 12, die zur Anordnung und Aufnahme der Laufflächen 3; 4, der Befestigungslaschen 34 für die Riegel 33 der Transportsicherung des Schwingungsdämpfers und zur Befestigung des Ringflansches 10 für die Aufnahme und Befestigung der Manschette 31 - Fig. 10 - dienen, sind hierfür mit einem Aufnahmeschlitz 37, Aufnahmenuten 40 und mit Gewindebohrungen 39 versehen. Für die Herstellung der Laufflächen 3 und 4, die sich erfindungsgemäß aus einzelnen und miteinander zu einem Packet verspannten Lamellen 15 zusammensetzen - Fig. 5, werden die Lamellen 15 einzeln in die Einstecköffnung 38 - Fig. 9 - eingesetzt und nach links und rechts zum Ende der Aufnahmenut 40 verschoben. Nachdem die letzte Lamelle 15 in die Einstecköffnung 38 eingesetzt worden ist, werden diese durch Zuganker 16 miteinander verspannt und ergeben eine einfache, kostengünstig herzustellende und in sich geschlossene Lauffläche für die Rollköper 8; 9, über die die auftretenden Schwingungen isoliert und kompensiert werden.
Sind der Ringflansch 10 auf der Tragplatte 11 ; 12 aufgeschraubt und die Befestigungslaschen 34 in die dafür vorgesehenen Aufnahmeschlitze 37 der Tragplatte 11 ; 12 eingesetzt - Fig. 2, wird die Deckplatte 13; 14 auf die Tragplatte 11 ; 12 aufgesetzt, um die Lamellen 15 der Lauffläche 3; 4 und die Befestigungslaschen 34 zu sichern und zu fixieren. Über die Aussparungen 41 und 42 in der Deckplatte 13 können die Lamellen 15 und die Befestigungslaschen 34, die formschlüssig mit der Tragplatte 11 ; 12 verbunden sind, zusätzlich fixiert und beispielsweise durch Verschweißen kraftschlüssig mit der Tragplatte 11 ; 12 und der Deckplatte 13; 14 fest verbunden werden.
Zwischen der unteren Grundplatte 1 und der oberen Grundplatte 2 ist erfindungsgemäß eine Zwischenplatte 5 angeordnet - Fig. 1 und 4, die korrespondierend zu den Laufflächen 3 und 4 der unteren und oberen Grundplatte 1 ; 2 ebenfalls mit unteren und oberen Laufflächen 6; 7 ausgestattet ist. Die Laufflächen 6; 7 der Zwischenplatte 5 werden wiederum durch einzelne Lamellen 15 gebildet, die aneinander geschachtelt und durch Zuganker miteinander verspannt und mit der Zwischenplatte 5 durch Formschluss verbunden sind.
Wie aus Fig. 7 ersichtlich, besitzt jede einzelne Lamelle 15 auf einer ihrer Längsseiten eine konkave Fläche 17, die praktisch Teil der Laufflächen 3, 4, 6, und 7 ist, und auf der zur konkaven Fläche 17 gegenüberliegenden Längsseite eine T- förmige Aussparung 18 mit nach innen gerichteten Stegen 19; 20, die die Zwischenplatte 5 bzw. die Tragplatten 11 ; 12 im Bereich der Aussparungen 40 umgreifen und auf diese Weise die Formschlussverbindung der Lamellen 15 mit der jeweiligen Tragplatte 11 ; 12 oder der Zwischenplatte 5 herstellen. Für die Aufnahme und Durchführung der Zuganker 16 sind die einzelnen Lamellen 15 im Bereich ihrer Stirnseiten mit Durchgangsbohrungen 43 versehen. Nachdem zunächst auf einer Seite, beispielsweise auf der Unterseite der Zwischenplatte 5 - Fig. 7 - die Lamellen 5 zur Ausbildung der Lauffläche 6 aufgesetzt, aneinander geschachtelt und miteinander über die Zuganker 16 verspannt worden sind, werden die Lamellen 15 für die obere Lauffläche 7 der Zwischenplatte 5, ähnlich wie bei den Tragplatten 11 ; 12, mit den Stegen 19; 20 in die Einstecköffnung 44 der Zwischenplatte 5 eingesetzt und von der Einsetzstelle auf der Zwischenplatte 5 nach links und rechts verschoben. Nach Einsetzen der letzten Lamelle 15 werden diese mit Hilfe der Zuganker 16 miteinander verspannt und bilden eine geschlossene Lauffläche 7, die nach Montage des Schwingungsdämpfers mit der Lauffläche 4 der oberen Grundplatte 2 korrespondiert und die untere Lauffläche 7 für die oberen Rollkörper 9 bildet.
Die Isolierung und Kompensation auftretender Schwingungen erfolgt über obere und untere Rollkörper 8; 9, die in unterschiedlichen Ebenen zwischen den korrespondierenden Laufflächen 3; 6 und 4; 7 angeordnet sind und deren Laufwege sich auf Grund der um 90° versetzen Anordnung der Laufflächen 3; 6 und 4; 7 kreuzen. Die Rollkörper 8; 9 werden durch paarweise angeordnete Walzen 21 ; 23 mit einem unveränderlichen, horizontalen Achsabstand ihrer Längsachsen gebildet - Fig. 6. Der Achsabstand wird über ein Lagerschild 26 festgelegt, das von stirnseitigen Lagerzapfen 35 der Walzen 21 ; 22 aufgenommen wird und mit einer Aussparung 29 versehen ist. Zur Stabilisierung der Walzenanordnung und gleichzeitigen Fixierung des festgelegten Achsabstandes der Walzen 21; 22 sind Führungsleisten 27; 28 in die Aussparung 29 eingesetzt und mit dem Lagerschild 26 durch Formschluss verbunden, wobei die Formschlussverbindungen durch eine Stabilisierungsplatte 30 gesichert wird, die mit den Führungsleisten 27; 28 verschraubt ist.
An beiden Stirnseiten der Walzen 21 ; 22 ist ein Führungsbund 23 vorgesehen, dessen Innenfläche 24 an der äußeren Seitenfläche 25 der äußersten Lamelle 15 anliegt und zur Führung der Walzen 21 ; 22 zwischen den Laufflächen 3; 6 und 4; 7 dient. Gleichzeitig wird auf diese Weise über den Führungsbund 23 der Walzen 21; 22 die Positionierung der Zwischenplatte 5 bestimmt und fixiert, die, wie bereits dargelegt, nicht mit der unteren oder oberen Grundplatte 1 ; 2 des Schwingungsdämpfers verbunden ist. Für den Transport und den Einbau des vollständig montierten Schwindungsdämpfers werden die untere und obere Grundplatte 1 ; 2 durch Riegel 33 miteinander verspannt, die an Befestigungslaschen 34 der Tragplatten 11 ; 12 angeschraubt und nach dem Einbau des Schwingungsdämpfers in jedem Fall zu entfernen sind, um seine volle Funktionsfähig zu gewährleisten.
Um die Laufflächen 3, 4, 6, und 7 und die unteren und oberen Rollkörper 8; 9 vor Verschmutzungen zu schützen, wird der Innenraum des Schwingungsdämpfers zweckmäßiger Weise mit einer geschlossenen Manschette 31 abgedichtet, die über Spanbänder 32 an den auf den Tragplatten 11 ; 12 aufgeschraubten Ringflansch befestigt ist.
BEZUGSZEICHENAUFSTELLUNG
1 untere Grundplatte
2 obere Grundplatte
3 Lauffläche
4 Lauffläche
5 Zwischenplatte
6 untere Lauffläche der Zwischenplatte
7 obere Lauffläche der Zwischenplatte
8 unterer Rollkörper
9 oberer Rollkörper
10 Ringflansch
11 untere Tragplatte
12 obere Tragplatte
13 untere Deckplatte
14 obere Deckplatte
15 Lamellen der Laufflächen 3; 4; 6; 7
16 Zuganker
17 konkave Fläche
18 Aussparung
19 Steg
20 Steg
21 Walze
22 Walze
23 Führungsbund
24 Innenfläche des Führungsbundes
25 äußere Seitenfläche der äußersten Lamelle 15
26 Lagerschild
27 Führungsleiste
28 Führungsleiste
29 Aussparung Stabilisierungsplatte
Manschette
Spannband
Riegel
Befestigungslasche
Lagerzapfen
Anchlussbohrung
Aufnahmeschlitz
Einstecköffnung
Gewindebohrung
Aufnahmenut
Aussparung
Aussparung
Durchgangsbohrung
Einstecköffnung

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Schwingungsdämpfer zur Kompensation von Schwingungen, insbesondere seismischen Schwingungen, bestehend aus einer oberen und einer unteren Grundplatte mit einer konkav ausgebildeten Lagerfläche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der unteren Grundplatte (1) mit einer Lauffläche (3) und der oberen Grundplatte (2) mit einer Lauffläche (4) eine Zwischenplatte (5) mit einer unteren und einer oberen Lauffläche (6; 7) vorgesehen ist und zwischen den sich gegenüberliegenden Laufflächen (3; 7) und (4; 6) der oberen und unteren Grundplatte (1; 2) und der Zwischenplatte (5), deren Anordnung zur Mittelachse des Schwingungsdämpfer um 90° gegeneinander versetzt ist, obere und untere Rollkörper (8; 9) vorgesehen sind.
2. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die untere und obere Grundplatte (1 ; 2) baugleich sind und aus einer, die Laufflächen (3; 4) und einen Ringbund (10) aufnehmenden Tragplatte (11 ; 12) und einer Deckplatte (13; 14) bestehen.
3. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufflächen (3; 4; 6; 7) aus einzelnen, geschachtelten Lamellen (15) bestehen, die formschlüssig mit den Tragplatten (11 ; 12) und der Zwischenplatte (5) verbunden und durch Zuganker (16) miteinander verspannt sind.
4. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung der geschachtelten Lamellen (15) auf den Tragplatten (11; 12) durch Kraftschlussverbindungen zusätzlich gesichert ist.
5. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede Lamelle (15) auf einer Längsseite eine konkav ausgebildete Fläche (17) besitzt, die Teil der Lauffläche (3; 4; 6; 7) ist und auf der gegenüber- liegenden Längsseite eine T-förmige Aussparung (18) mit endseitigen Stegen (19; 20) aufweist.
6. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollkörper (8; 9) durch Walzen (21 ; 22) gebildet werden, die paarweise angeordnet und in einem vorbestimmten Achsabstand voneinander getrennt sind.
7. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzen (21 ; 22) endseitig mit Lagerzapfen (35) und einem Führungsbund (23) versehen sind, wobei die Innenfläche (24) des Führungsbundes (23) an der äußeren Seitenfläche (25) der äußersten, links- und rechtsseitigen Lamelle (15) der Laufflächen (3; 4; 6; 7) anliegt.
8. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsabstände der Walzen (21 ; 22) durch mindestens ein rechtes und linkes Lagerschild (26), das auf die Lagerzapfen (35) aufgesteckt ist, festgelegt und durch eine Rollenführung gesichert sind.
9. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1 , 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollenführung aus Führungsleisten (27;.28), die formschlüssig in eine Aussparung (29) der Lagerschilde (26) eingreifen und aus mindestens einer Stabilisierungsplatte (30), die mit den Führungsleisten (27;.28) verschraubt ist, besteht.
10. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Laufflächen (3; 4; 6; 7) mit den Rollkörpern (8; 9) durch eine geschlossene Manschette (31), die an den Ringbund (10) der oberen und unteren Tragplatte (11 ; 12) fest angeschlossen ist, abgedeckt sind.
11. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass der von der Manschette (31) eingeschlossene Raum mit einem Gleitmittel gefüllt ist.
12. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die untere und obere Grundplatte (1 ; 2) mit der Zwischenplatte (5) und mit den auf den Laufflächen (3; 4; 6; 7) befindlichen Rollkörpern (8; 9) in Transportstellung des Schwingungsdämpfers durch Riegel (33) miteinander starr verbunden und die Riegel (33) an Befestigungslaschen (34), die über Formschlussverbindungen in den Tragplatten (11 ; 12) angeordnet sind, angeschraubt sind.
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