DE3040181A1

DE3040181A1 - Elastisches lagerungselement

Info

Publication number: DE3040181A1
Application number: DE19803040181
Authority: DE
Inventors: Heinz 1000 Berlin Delam
Original assignee: Gerb & Co KG GmbH; GERB GESELLSCHAFT fur ISOLIERUNG MBH AND CO KG
Current assignee: Gerb & Co KG GmbH; GERB GESELLSCHAFT fur ISOLIERUNG MBH AND CO KG
Priority date: 1980-10-22
Filing date: 1980-10-22
Publication date: 1982-05-13
Also published as: US4533109A; DE3040181C2

Description

3 C 4 0181

PATENTANWÄLTE

körner<L Qtfey

D-1 BERLIN-OAHLEM 33 · PODBIELSKIALLEE D-θ München aa -

GERB Gesellschaft

für Isolierung mbH & Co.KG

BERLIN: D1PL.-INQ. R. MÜLLER-BÖRNER

MÜNCHEN: DIPL.-INQ. HANS-HEINRICH WEY DIPL.-ING. EKKEHARD KÖRNER

Berlin, den 22. Oktober 1980

Elastisches Lagerungselement

7 Seiten Beschreibung mit 5 Patentansprüchen
3 Blatt Zeichnungen

MP - 27 645/59

BERLIN: TELEFON (O3O) 8312O88 KABEL: PROPINDUS · TELEX O184057 MÜNCHEN: TELEFON (OB9) 22BOBtS KABEL: PROPINDUS -TELEX 00 54 34*

-i-H.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elastisches Lagerungselement gemäß dem Gattungsbetriff des Hautpanspruchs.

Während es üblich ist, zum Schutz gegen dynamische Einwirkung Maschinen und Aggregate ,aber auch ganze Bauwerke elastisch zu lagern, ist in einigen Fällen, besonders wenn der Schutz gegen Erdbebeneinwirkungen erzielt werden soll, Art und Größe der zu erwartenden dynamischen Ereignisse nur bedingt bekannt. Es besteht daher das Bedürfnis, über die berechneten Grenzen hinaus einen möglichst weit ausgedehnten Schutz zu erhalten. Dafür dienen beispielsweise elastische Lagerungselemente der eingangs erwähnten Art.

Da die Gleitschicht erst in Aktion tritt, wenn Grenzwerte für die Beanspruchung des elastischen Materials überschritten werden, sind in diesem Fall die danach folgenden Ereignisse als ein unkontrollierter Zustand hinzunehmen. Gesichert ist nur, daß der Schutz etwas über den berechneten Bereich hinausgeht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,den gesicherten und berechenbaren Bereich wesentlich zu erweitern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Kennzeichen dps Hauptanspruchs angegebenen Mitteln gelöst.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

ORiGiMAL INSPECTED

.C

Einzelheiten, Anwendungen und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen des Erfindungsgegenstandes näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines Lagerungselements gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Schnittansicht eines abgewandelten Lagerungselements gemäß der Erfindung; und

Fig. 3 ein Diagramm der verschiedenen elastischen Bereiche dieser Lagerungselemente.

Die elastischen Lagerungselemente bestehen aus einem elastischen Element 1 bzw. 11, z.B. einer Schraubendruckfeder, das zwischen einer steifen unteren Konstruktion 2 bzw. 12 und einer entsprechenden oberen Konstruktion 3 bzw. angeordnet ist. Auf der oberen Konstruktion 3 bzw. 13 befindet sich eine Gleitschicht 5 bzw. 14.

Für stochastische dynamische Ereignisse, wie z.B. Erdbeben, ist ein weiteres mechanisch relativ starres Teil 4, 6 bzw. vorgesehen, wobei die Gleitschicht 5 bzw. 14 zwischen den Teilen 3 bzw. 13 und 4, 6 bzw. 15 zu liegen-kommt und die Gleiteigenschaften dem angestrebten Zweck angepaßt werden können.

Diese Lagerungselemente werden zum Schutz von Gebäuden, Aggregaten u.dgl. zwischen einem Aufstellungsort 9 bzw. und einem Fundament 10 bzw. 19 angeordnet. Zur Befestigung

-y-G.

der elastischen Elemei.ce dienen starke klebende und für dynamische VorgLnge nicht gleitende Zwischenlagen 7 bzw. 16. Bei derartigen Konstruktionen tritt Gleiten erst beim überschreiten der Reibungskräfte ein. Für die dann folgenden Bewegungen sind die der Bewegung entgegengerichteten Kräfte ausschließlich die Reibungskräfte.

Nach dem vorliegenden Erfindungsgedanken wird der Gleitweg 8 bzw. 17 auf einen bestimmten Betrag begrenzt. Diese Begrenzung ist durch die Formgebung des Gehäuses 4, 6 bzw. 15 gegeben.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist das eigentliche Gehäuse 6 mit einem zentralen Innenanschlag 4 versehen, so daß der Gleitweg 8 sich allseitig zwischen diesem Innenanschlag und den Wänden einer Bohrung in der oberen Konstruktion 3 bzw. in der Gleitschicht 5 erstreckt.

Dagegen ist in Fig. 2 das Gehäuse 15 ringsum mit einem schürzenartig heruntergezogenen Anschlag versehen, so daß sich der Gleitweg 17 zwischen diesem Anschlag und der oberen Konstruktion 14 erstreckt. In beiden Fällen können die Gehäuse 6 bzw. 15 rechteckig oder rund sein.

Es wird so nach einem rein elastischen Bereich A und einem gleitenden Bereich B ein dritter elastischer Bereich C geschaffen, in dem das Lagerungselement selbst einen Anschlag mit der gleichen Elastizität bildet, der der gesamten Berechnung zugrunde gelegt wurde (vgl. Fig. 3).

ORIGINAL INSPECTED

-ί-1

Die jetzt eintretenden, zuerst noch elastischen Verformungen, nutzen den großen Bereich der konstruktiven Reserven bis zur Elastizitätsgrenze des Materials. Dadurch wird der Schutz der so gelagerten Gegenstände auch für dynamische Ereignisse, die etwa die doppelte Größe der in den Berechnungen angenommenen Werte haben, erzielt.

Bei der Verwendung einiger Materialien, wie z.B. Stahlfedern für die elastischen Elemente 1 bzw. 11, steht darüber hinaus der große Bereich der Plastifizierung zur Verfugung. Bis zu einigen hundert Lastwechseln erfolgt bei Stahlfedern auch in diesem Beanspruchungsfall noch kein Bruch.

Ist ein so großes dynamisches Ereignis, beispielsweise ein Erdbeben, eingetreten, das alle Voraussetzungen, die der Berechnung zugrunde gelegt wurden, erheblich überschreitet, so sind die Bauwerke bzw. die Maschinen und Aggregate auch hiergegen geschützt. Es muß danach jedoch geprüft werden, ob die Lagerungselemente ausgewechselt werden müssen.

Durch die entsprechend dem vorliegenden Erfindungsgedanken vorgesehenen Ausfüllungen der der Gleitbewegung dienenden Zwischenräume bzw. deren meßtechnische überwachung ist nach einer dynamischen Einwirkung mit Sicherheit zu erkennen, in welchem Beanspruchungsbereich sich die elastischen Elemente befunden haben, und ob diese somit ausgewechselt werden müssen.

Hieraus wird der hohe wirtschaftliche Wert des Erfindungsgedankens deutlich. Die Ausrüstung von bekannten elastischen Elementen in der beschriebenen Art ist mit geringen Mehr-

-χ-2-

kosten verbunden, die mit Sicherheit unter 0,1% des Gesamtwertes der zu r .nützenden Gegenstände liegen. Der Schutz dieser Gegenstände wird aber auf dynamische Ereignisse ausgedehnt, die ein Vielfaches der der Berechnung zugrundeliegenden Werte betragen.

MB/MP - 71 645/27 659

ORIGINAL INSPECTED

Claims

Patentansprüche

■?*ndert

Μ?\ Elasti sches Lagerungselement, das mit einer Gleitschicht ausgestattet ist, die so dimensioniert ist, daß sie bei überschreiten der zulässigen elastischen Verformungen in Aktion tritt, dadurch gekennzeichnet, daß nach Zurücklegen eines durch die Konstruktionsaufgabe bestimmten Gleitweges (17) ein dritter elastischer Bereich, der sämtliche Spannungsreserven ausnutzt und selbst beim überschreiten dieser Reserven die Plastifizierungsbereiche geeigneter elastischer Materialien (11) nutzt und einen elastischen Anschlag in sich selbst bildet, wobei im ersten elastischen Bereich (A), im sich anschließenden gleitenden Bereich (B) und im dritten zusätzlichen Bereich (C) annähernd gleiche elastische Eigenschaften vorliegen.

Elastisches Lagerungselement nach Anspruch 1, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die der Gleitbewegung dienenden Zwischenräume {/ψ) mit einem leicht zerstörbaren Material sehr geringer Festigkeit (z.B. Stearin, Wachs oder dergleichen) ganz oder teilweise ausgefüllt sind, wodurch nach einer dynamischen Beanspruchung durch Zerstörung dieses Materials angezeigt wird, ob die Elemente im Bereich der Sicherheitsreserven beansorucht worden sind.

3. Elastisches Lagerungselement nach Anspruch 1, d a d u r c h gekennzei chnet, daß die Veränderung des Spielraumes (17) zum Gleiten meßtechnisch überwacht wird und/oder

in die Gesamtkontrolle der elastischen Lagerung, wie z.B. Lei Kraftwerken die Erdbebensicherung, einbezogen wird.

4. Elastische Lagerungselemente nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet, daß durch die Festigkeit des FÜllmaterials der Bewegungszwischenräume oder durch die konstruktive Gestaltung dieses Materials Gleiten erst zu einem wesentlich späteren Zeitpunkt als dem durch den Reibungsfaktor der Gleitschicht gegebenen (z.B. an der Plastifika^Monsgrenze) stattfinden kann.

5. Elastisches Lagerungselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daßein Füllmaterial unterschiedlicher Dimensionierung oder verschiedene Flil !material ien mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften Verwendung finden, so daß stufenweise mehrere Gleitzonen vorgesehen werden können.

MB/MP - 27 645 - 3 -

ORIGINAL INSPECTED