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Kipplager für Brücken oder ähnliche Tragwerke Die Erfindung betrifft
ein Kipplager für Brücken oder ähnliche Tragwerke mit einem Kolben, der in einen
vorzugsweise zylindrischen Topf eingreift und auf einer in dem Topf befindlichen
elastischen Druckmasse abgestützt ist, wobei der Spalt zwischen Kolben und Innenfläche
des Topfmantels durch ein Dichtungsmittel aus vor dem zu dichtenden Spalt formbeständigen
Werkstoff abgedichtet ist.
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Bei einem bekannten Gummitopf-Gleitlager schwimmt auf
der
Druckmasse eine Deckplatte aus Teflon, die über den oberen Rand des Topfes hinaussteht
und als Gleitfläche für eine im oberen Bauwerksteil verankerte Platte dient.
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Die Begrenzungsfläche zwischen der Deckplatte und der Druckmasse ist
eben ausgebildet. Zwischen Druckmasse und Teflon-Deckplatte findet ein Gleiten statt.
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Der Nachteil der bekannten Konstruktion besteht darin, daß sich die
Deckplatte weniger stark ausdehnt als die weiche Druckmasse. Es besteht daher die
Gefahr, daß die Druckmasse aus den Spalt zwischen Deckplatte und dem Topfmantel
austritt. Diese Gefahr kann auch durch eine sehr genaue Einpassung der Deckplatte
in das Innere des Topfes nicht gänzlich behoben werden.
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Der Erfindung legt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtung mit verbesserben
Dichtungseigenschaften zu schaffen, die sich insbesondere auch für hochbelastete
Lager eignet.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe an einem Kipplager der eingangs erwähnten
Art dadurch, daß das Dichtmittel als sich über den gesamten Topfquerschnitt erstreckende,
durch die Druckmasse elastisch verformbare Deckplatte ausgebildet ist.
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Dieser Lösung liegt der Gedanke zurv.nda daß von der Druckmasse zusätzlich
horizontale Schubkräfte auf die Deckplatte übertragen werden, die die elatiscbe
Deckplatte dehnen und zu einem verstärkten Anpressen ihres
Randes
an die innere Oberfläche des Topfmantels führen.
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Anders als beim Stand der Technik benutzt die Erfindung die stärkere
Verformung der Druckmasse zur Beeinflussung der Deckplatte und zwar in der Weise,
daß diese zu einer die Dichtwirkung verbessernden elastischen Dehnung veranlaßt
wird. Durch geeignete Materialwahl kann diese Dehnung zum Aufbauen einer solchen
Vorspannung erzeugt werden, daß die Dichtung auch bei extremen Kippbewegungen des
Lagers garantiert ist.
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Da Schubkräfte von einem inkompressiblen Medium bevorzugt dann übertragen
werden können, wenn das Medium unter einer gerichteten Vorspannung steht, die sich
im vorliegenden Falle bei einer Kompression aus einem weniger belasteten Zustand
in einen höher belasteten Zustand ausbildet, schlägt die Erfindung vor, daß in dem
belastungsfreien bzw. teilbelasteten Zustand des Kipplagers zwischen Druckmasse
und Innenfläche des Topfmantels ein freier Raum vorhanden ist, der sich über einen
Teil oder über die'gesamte Höhe des die Druckmasse aufnehmenden Innenraums erstreckt.
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Um eine sichere Anpressung der Deckplatte zu erhalten, bevor es zu
einem starken Druckaufbau in der Druckmasse in dem der Innenfläche des Topfmantels
benachbarten Bereich und damit zu einem möglichen Austreten von Druckmasse kommt,
schlägt die Erfindung weiterhin vor, daß sich die Druckmasse in ihrem Oberbereich
bis zum Rand
der Deckplatte bzw. Innenfläche des Topfmantels erstreckt.
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Um eine in der Weise gerichtete Schubspannung an der Deckplatte zu
erzeugen, daß diese mit ihrem Rand nach außen gezogen und an den Topfmantel angedrückt
wird, kann anstelle des oben vorgeschlagenen freien Raums zwischen Topfmantel und
Druckmasse auch der erfindungsgemäsf se Vorschlag Anwendung finden, die Deckplatte
nach oben gekrümmt mit etwa gleichbleibender Dicke über den gesamten Querschnitt
des Topfes auszubilden, sodaß im belasteten Zustand des Lagers die Deckplatte horizontal
verlaufend gestreckt ist.
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Auch eine Kombination der beiden oben angegebenen Lö sungen ist denkbare
Sie bringt eine weitere Vergrößerung des Anpressung der Deckplatte an den Topfmantel
mit sich.
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Bin besonderer Vorteil der nach oben gekrummten Deckplatte te besteht
darin, daß der gewünschte Effekt des AndrukB kerns der Deckplatte an die Innenwand
des Topfmantels auch bei Verwendung eines nicht elastischen7 plastischen Werkstoffes
der Druckmasse erzielt werden kann.
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Durch den erfindungsgemäßen Vorschlag, die Deckplatte mit der elastischen
Druckmasse ganzflächig fest zu verbinden, wird eine weitere Erhöhung der Ånd m ckkräfte
zwischen Deckplatte und Kopsmantel erzielt. Deckplatte und Druciasse können aus
unterschiedlichem oder gleichem Werkstoff bestehen und durch Verkleben oder Vernetzen
miteinander
verbunden sein.
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Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind auf-der beigefügten
Zeichnung dargestellt. Die Figuren der Zeichnung zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt
durch ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kipplagers, Fig. 2 einen
Ausschnitt A des Kipp.lagers gemäß Figur 1, jedoch mit einer anderen Form der Druckmasse,
Fig. 3 einen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines Kipplagers gemäß
der Erfindung, in unbelastetem Zustand des Kipplagers, Fig. 4 eine teilweise Darstellung
des in Figur 3 gezeichneten Kipplagers in belastetem Zustand.
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Das in Figur 1 dargestellte Kipplager stützt die Bauteile 1 und 2
gegeneinander ab. In den Topf 3, der ein Druckkissen 6, 7 enthält, dringt der Kolben
5 von oben ein und schwimmt auf der elastisch nachgiebigen Druckmasse 4 des Druckkissens
7. Im Topf 3 ist der Kolben 5 mit Spiel aufgenommen, sodaß er zusammen mit dem Bauwerksteil
1 Kippbewegungen durchführen kann.
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Zur Abdichtung der im Topf 3 eingeschlossenen Druckmasse 4 gegen ein
Austreten durch den zwischen dem Topf und dem Kolben gebildeten Spalt besitzt das
Druckkissen an seiner Oberseite eine den gesamten Innenquerschnitt des Topfes überspannende
Deckplatte 6. Die Deckplatte 6 ist aus elastischem Material und so bemessen, daß
sie sich
zusammen mit der Druckmasse 4 aus elastisch nachgiebigem
Material in das Topfinnere einschieben läßt, wobei die Umfangsfläche der Deckplatte
an der Innenfläche des Topfmantels anliegt. Der dabei zwischen der Druckmasse 4
und der Innenfläche 8 des Topfes gebildete schmale Ringraum kann entweder im Rahmen
der vorgegebenen Toleranzen liegen und in deren Grenzen einen zufälligen Wert annehmen;
der genannte Ringraum kann aber auch bewußt größer gestaltet sein durch eine geringfügige
Zurucknahme der Querschnittsabmessungen der Druckmasse 4 gegenüber deren Deckplatte
6. Die zweite Möglichkeit ist in Figur 2, die einen Ausschnitt gemäß A der Figur
1 darstellt, gezeigt. Während die Deckplatte an der Innenfläche 8 des Topfmantels
anliegt, ist zwischen der Druckmasse 4 und der Innenfläche 8 ein Ringraum 9 vorhanden.
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Der zwischen der Druckmasse 4 und der Innenfläche 8 des Mantels des
Topfes 3 gebildete Raum; zum Beispiel der Ringraum 9, schreibt der Druckmasse die
Richtung vor, in welcher sie sich bei belastetem Zustand des Lagers ausdehnen kann.
Bei Belastung des Lagers findet primär eine Materialverdrängung in der Druckmasse
4 etwa in hou rizontaler Richtung auf den Topfmantel hin statt, in ihrer Folge entsteht
ein festes Andrücken der Drucmasse 4 an die Innenfläche des Topfmantels.
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Das eigentliche Ziel der Erfindung9 nämlich die Abdich tung des Spalts
zwischen Topf und Kolben wird nun dadurch erreicht, daß durch die gen je Naterialverdrängung
in
der Druckmasse 4 eine etwa horizontal gerichtete Schubspannung entsteht. Diese Schubspannung
wird auf die Deckplatte 6 übertragen und bewirkt eine Dehnung der Deckplatte in
Richtung der Pfeile Pl, P2. Die Ubertragung der Schubspannung auf die Deckplatte
wird gemäß Figur 1 dadurch erzielt, daß die Deckplatte fest mit der Druckmasse verbunden
ist. Wenn die unter Belastung eintretende Materialverschiebung in der Druckmasse
in der oben geschilderten Weise stattfindet, dann werden infolge der Inkompressibilität
des Werkstoffs der Druckmcrse nach außen gerichtete Schubkräfte auf die Deckplatte
übertragen. Geeignete Werkstoffe können ein verhältnismäßig weicher Gummi als Druckmasse
4 und Hartgummi für die Deckplatte 6 sein. Die Hartgummidecke 6 kann entweder durch
Reibungskräfte mit dem darunterliegenden weichen Gummikissen verbunden sein; sie
kann aber auch auf dem weichen Gummikissen 4 aufvulkanisiert sein.
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Zur Verbesserung der Haftung zwischen Deckplatte 6 und Druckmasse
4 kann die Unterseite der Deckplatte eine vergrößerte Oberfläche aufweisen.
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Um die Wirkung der Schubkräfte auf die Deckplatte möglichst wenig
zu behindern, kann es vorteilhaft sein, zwischen Deckplatte und Kolbenunterseite
eine Gleitscbicht oder Gleitplatte vorzusehen Das in Figur 3 in unbelastetem Zustand
gezeigte Lager unterscheidet sich von der Ausführungaform gemäß den Figuren
1
und 2 durch eie nach oben gewölbte Ausbildung der Deckplatte 6a. Bei dieser Ausführungsform
befinden sich die für den Materialfluß in der Druckmasse 4 notwendigen Hohlräume
zwischen Kolben und Topf zwischen der Peripherie der Deckplatte 6a und der Unterseite
des Kolbens 5. Ist das Lager gemäß Figur 3 belastet, so verformt sich das Druckkissen
7 zu der in Figur 4 gezeigten ebenen Scheibe, wobei die durch die Naterialverschiebung
in der Druckmasse erzeugten Schubspannungen auf die Deckplatte nach aussen gerichtete
Kräfte ausüben, sodaß die Deckplatte infolge der Elastizität ihres Werkstoffes gedehnt
wird, und mit ihrer Umfangsfläche fest an der Innenfläche 8 des Topfes 3 zur Anlage
gelangt. Auf diese Weise kommt es zu einer sicheren Abdichtung des zwischen Topf
und Kolben vorhandenen Spaltes. Bei dieser Äusführungsform besteht die Möglichkeit,
die Deckplatte so auszubilden, daß sie in gestrecktem Zustand etwas größer ist als
die Öffnung des Topfes. Eine feste Verbindung zwischen Deckplatte und der Druckmasse
ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 und 4 nicht erforderlich.
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Das erfindungsgemäße Kipplager kann durch zusätzliche bekannte Maßnahmen
als Gleit- oder Festlager ausgebildet sein; es kann, in der Draufsicht gesehen,
kreisförmige quadratische, rechteckige oder vieleckige Gestalt haben.
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- Patentansprüche -