DE102022123421A1 - Structure for guiding a monorail - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bauwerk (1) zur Führung einer Monorail-Bahn umfassend einen als Monorail-Träger (2) ausgeführten Überbau, einen Unterbau (3), auf dem der Monorail-Träger (2) abgestützt ist, und eine Lageranordnung (4), welche zwischen dem Monorail-Träger (2) und dem Unterbau (3) angeordnet ist. Die Lageranordnung (4)umfasst eine Trägerplatte (5), die fest mit dem Monorail-Träger (2) verbunden ist und in Querrichtung beidseits über diesen hinausragt, eine Lagerbasis (6), die fest mit dem Unterbau (3) verbunden ist, zwei Stützstrukturen, die fest mit der Lagerbasis (6) verbunden sind und die Trägerplatte (5) in Querrichtung an zwei gegenüberliegenden Seiten einfassen und zwei Klauen, die jeweils fest mit einer der beiden Stützstrukturen (12) verbunden sind und die Trägerplatte (5) in Querrichtung teilweise überlappen. Zwischen der Trägerplatte (5) und der Lagerbasis (6) ist mindestens ein als Kalottenlager, Topflager, Zylinderlager, Kipplager, oder Linienkipplager ausgeführtes Unterlager (24) angeordnet. Zwei Oberlager (25) sind seitlich in Querrichtung auf gegenüberliegenden Seiten des Monorail-Trägers (2) neben diesem zwischen den Klauen und der Trägerplatte (5) angeordnet. Das mindestens eine Unterlager (24), die Oberlager (25) und die Lageranordnung (4) weisen jeweils einen rotatorischen Freiheitsgrad in Querrichtung des Monorail-Trägers (2) (y-Achse) auf.The present invention relates to a structure (1) for guiding a monorail railway, comprising a superstructure designed as a monorail support (2), a substructure (3) on which the monorail support (2) is supported, and a bearing arrangement (4 ), which is arranged between the monorail support (2) and the substructure (3). The bearing arrangement (4) comprises a support plate (5), which is firmly connected to the monorail support (2) and protrudes beyond it on both sides in the transverse direction, a bearing base (6), which is firmly connected to the substructure (3), two Support structures that are firmly connected to the bearing base (6) and surround the support plate (5) in the transverse direction on two opposite sides and two claws, each of which is firmly connected to one of the two support structures (12) and the support plate (5) in the transverse direction partially overlap. At least one lower bearing (24) designed as a spherical bearing, pot bearing, cylinder bearing, tilting bearing or line tilting bearing is arranged between the carrier plate (5) and the bearing base (6). Two upper bearings (25) are arranged laterally in the transverse direction on opposite sides of the monorail carrier (2) next to it between the claws and the carrier plate (5). The at least one lower bearing (24), the upper bearings (25) and the bearing arrangement (4) each have a rotational degree of freedom in the transverse direction of the monorail carrier (2) (y-axis).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bauwerk zur Führung einer Monorail-Bahn umfassend einen als Monorail-Träger ausgeführten Überbau, einen Unterbau, auf dem der Monorail-Träger abgestützt ist, und eine Lageranordnung, welche zwischen dem Monorail-Träger und dem Unterbau angeordnet ist.The present invention relates to a structure for guiding a monorail railway, comprising a superstructure designed as a monorail support, a substructure on which the monorail support is supported, and a bearing arrangement which is arranged between the monorail support and the substructure.
Eine Monorail-Bahn ist eine dem Passagier- oder Gütertransport dienende Bahn, die auf einem einzelnen schmalen Fahrweg fährt, der auch als Monorail-Träger, (Monorail-)Schiene, oder (Monorail-)Fahrbalken bezeichnet wird. Der Monorail-Träger ist dabei typischerweise aus Stahl-Beton oder Stahl gefertigt.A monorail railway is a railway used for passenger or freight transport that runs on a single narrow track, also known as a monorail beam, (monorail) rail, or (monorail) travel beam. The monorail support is typically made of steel-concrete or steel.
Ein Bauwerk zur Führung einer Monorail-Bahn der eingangs beschriebenen Art weist dabei oftmals einen aufgeständerten Monorail-Träger auf, der mit Hilfe von Lageranordnungen auf (oftmals als Pfeiler ausgeführten) Unterbauten gelagert ist. Wird der Monorail-Träger von lediglich zwei Lageranordnungen abgestützt (also je eine Lageranordnung an einem stirnseitigen Ende des Monorail-Trägers), spricht man von einem Einfeldträger, erstreckt sich der Träger hingegen über mindestens drei Lageranordnungen hinweg, liegt ein Mehrfeldträger vor. Zwischen zwei an ihren längsseitigen Stirnseiten aneinandergrenzenden Monorail-Trägern bildet sich typischerweise eine Fuge aus, die auch als Stoßfuge bezeichnet wird und von einem passierenden Monorail-Zug überfahren werden muss.A structure for guiding a monorail railway of the type described above often has an elevated monorail support, which is supported on substructures (often designed as pillars) with the help of bearing arrangements. If the monorail carrier is supported by only two bearing arrangements (i.e. one bearing arrangement at each front end of the monorail carrier), it is referred to as a single-span carrier. However, if the carrier extends over at least three bearing arrangements, it is a multi-span carrier. A joint, also known as a butt joint, typically forms between two monorail beams that adjoin one another on their longitudinal end faces and must be passed over by a passing monorail train.
Der üblichen Konvention folgend weist im Rahmen der vorliegenden Veröffentlichung die x-Achse dabei in Richtung der Längserstreckung des Monorail-Trägers (Längsrichtung des Monorail-Trägers), die y-Achse verläuft horizontal quer zur Längserstreckung des Monorail-Trägers (Quererstreckung/Querrichtung des Monorail-Trägers), während die z-Achse die Vertikale markiert.Following the usual convention, in the context of this publication, the x-axis points in the direction of the longitudinal extent of the monorail support (longitudinal direction of the monorail support), the y-axis runs horizontally transverse to the longitudinal extent of the monorail support (transverse extension/transverse direction of the monorail -carrier), while the z-axis marks the vertical.
Die Lageranordnung eines derartigen Bauwerks weist dabei typischerweise keine translatorischen Freiheitsgrade entlang der y-Achse und der z-Achse auf. Die Wärmeausdehnung des Monorail-Trägers in seiner Längserstreckung (entlang der x-Achse) wird allerdings typischerweise zugelassen. Dies geschieht in der Regel dadurch, dass der Monorail-Träger mittels mehrerer Lageranordnungen auf dem Unterbau abgestützt wird und dabei genau eine dieser Lageranordnungen als Festlager ausgeführt ist (und somit keinen translatorischen Freiheitsgrad entlang der x-Achse aufweist), während alle anderen Lageranordnungen jeweils als Loslager ausgeführt sind (und somit einen translatorischen Freiheitsgrad entlang der x-Achse aufweisen).The bearing arrangement of such a structure typically has no translational degrees of freedom along the y-axis and the z-axis. However, thermal expansion of the monorail support in its longitudinal extent (along the x-axis) is typically permitted. This usually happens because the monorail support is supported on the substructure by means of several bearing arrangements and exactly one of these bearing arrangements is designed as a fixed bearing (and therefore has no translational degree of freedom along the x-axis), while all other bearing arrangements are designed as Floating bearings are designed (and thus have a translational degree of freedom along the x-axis).
Da sich der Monorail-Träger beim Befahren durch einen Monorail-Zug in einem gewissen Umfang durchbiegt, ist es vorteilhaft, wenn die Lageranordnung eines Bauwerks der eingangs beschriebenen Art einen rotatorischen Freiheitsgrad um die y-Achse aufweist. Keinen rotatorischen Freiheitsgrad soll die Lageranordnung hingegen um die x-Achse sowie ggf. um die z-Achse aufweisen.Since the monorail support bends to a certain extent when a monorail train travels on it, it is advantageous if the bearing arrangement of a structure of the type described above has a rotational degree of freedom about the y-axis. However, the bearing arrangement should not have any rotational degrees of freedom around the x-axis and possibly around the z-axis.
Die Verhinderung der Verdrehung des Monorail-Trägers um die x-Achse (also die Verhinderung der Rotation der Lageranordnung um die x-Achse) stellt dabei eine besondere Herausforderung für Bauwerke zur Führung von Monorail-Bahnen dar. Denn bedingt durch das Monorail-Konzept, wonach der Monorail-Zug deutlich breiter ist als der schmale Monorail-Träger/Fahrbalken, wirken auf den Monorail-Träger einerseits große Drehmomente um die x-Achse und führt andererseits bereits eine geringe Verdrehung der Lageranordnung um die x-Achse zu einer beachtlichen Auslenkung (Kippen) des Monorail-Zuges. Die Lageranordnung muss demnach geeignet sein bei einem geringen Lagerspiel große Drehmomente um die x-Achse vom Monorail-Träger auf den Unterbau zu übertragen.Preventing the rotation of the monorail support around the x-axis (i.e. preventing the rotation of the bearing arrangement around the x-axis) represents a particular challenge for structures that guide monorail tracks. Because of the monorail concept, According to which the monorail train is significantly wider than the narrow monorail carrier/mobile beam, large torques act on the monorail carrier about the x-axis and, on the other hand, even a slight rotation of the bearing arrangement about the x-axis leads to a considerable deflection ( Tipping) of the monorail train. The bearing arrangement must therefore be suitable for transmitting large torques around the x-axis from the monorail support to the substructure with a small bearing clearance.
Bauwerke zur Führung von Monorail-Bahnen der eingangs beschriebenen Art sind seit vielen Jahren im Stand der Technik bekannt.Structures for guiding monorail trains of the type described above have been known in the art for many years.
Beispielsweise das Dokument
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde ein Bauwerk zur Führung einer Monorail-Bahn der eingangs beschriebenen Art bereitzustellen, welches sich durch eine verbesserte Praxistauglichkeit auszeichnet, insbesondere im Hinblick auf die Lebensdauer, die Wirtschaftlichkeit, den Ressourcenbedarf und den Reisekomfort.Against this background, the present invention is based on the object of providing a structure for guiding a monorail of the type described above, which is characterized by improved practical suitability, particularly with regard to the service life, economy, resource requirements and travel comfort.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Bauwerk zur Führung einer Monorail-Bahn gemäß Anspruch 1 sowie gemäß Anspruch 23.This task is solved by a structure for guiding a monorail according to claim 1 and claim 23.
Das Bauwerk zur Führung einer Monorail-Bahn gemäß Anspruch 1 umfasst einen als Monorail-Träger ausgeführten Überbau, einen Unterbau, auf dem der Monorail-Träger abgestützt ist, und eine Lageranordnung, welche zwischen dem Monorail-Träger und dem Unterbau angeordnet ist. Dabei umfasst die Lageranordnung
- - eine Trägerplatte, die fest mit dem Monorail-Träger verbunden ist und in Querrichtung beidseits über diesen hinausragt,
- - eine Lagerbasis, die fest mit dem Unterbau verbunden ist,
- - zwei Stützstrukturen, die fest mit der Lagerbasis verbunden sind und die Trägerplatte in Querrichtung an zwei gegenüberliegenden Seiten einfassen,
- - zwei Klauen, die jeweils fest mit einer der beiden Stützstrukturen verbunden sind und die Trägerplatte in Querrichtung teilweise überlappen,
- - mindestens ein Unterlager, das zwischen der Trägerplatte und der Lagerbasis angeordnet und als Kalottenlager, Topflager, Zylinderlager, Kipplager, oder Linienkipplager ausgeführt ist, und
- - zwei Oberlager, die in Querrichtung auf gegenüberliegenden Seiten des Monorail-Trägers seitlich neben diesem zwischen den Klauen und der Trägerplatte angeordnet sind,
- - a carrier plate that is firmly connected to the monorail carrier and protrudes beyond it on both sides in the transverse direction,
- - a storage base that is firmly connected to the substructure,
- - two support structures that are firmly connected to the bearing base and enclose the support plate in the transverse direction on two opposite sides,
- - two claws, each of which is firmly connected to one of the two support structures and partially overlaps the support plate in the transverse direction,
- - at least one sub-bearing, which is arranged between the carrier plate and the bearing base and is designed as a spherical bearing, pot bearing, cylinder bearing, tilting bearing, or line tilting bearing, and
- - two upper bearings, which are arranged transversely on opposite sides of the monorail carrier, laterally next to it between the claws and the carrier plate,
Auf diese Weise kann ein Bauwerk realisiert werden, das sich über eine flache und in Querrichtung (bezogen auf den Monorail-Träger) breite Bauweise auszeichnet. Somit werden Drehmomente um die x-Achse des Monorail-Trägers über einen großen Hebelarm über die Lageranordnung in den Unterbau eingeleitet, indem eine nach oben gerichtete Aushebekraft von der Trägerplatte auf eine der beiden Klauen und eine nach unten gerichtete Einsenkkraft von der Trägerplatte über das mindestens eine Unterlager auf die Lagerplatte übertragen wird. Bedingt durch den relativ großen Hebelarm sind die übertragenen Kräfte dabei relativ gering, wodurch eine weniger materialintensive und somit günstigere und ressourcenschonendere Realisierung des Bauwerks ermöglicht wird. Bevorzugt ist die Erstreckung der Trägerplatte in Querrichtung (Quererstreckung der Trägerplatte) mindestens 1,2 mal (besonders bevorzugt mindestens 1,3 mal) so groß wie die Erstreckung des Monorail-Trägers in Querrichtung (Quererstreckung des Monorail-Trägers). Auf diese Weise lassen sich besonders große Hebelarme realisieren.In this way, a structure can be realized that is characterized by a flat and wide construction in the transverse direction (relative to the monorail support). Torques about the x-axis of the monorail carrier are thus introduced into the substructure via a large lever arm via the bearing arrangement by applying an upward lifting force from the carrier plate to one of the two claws and a downward sinking force from the carrier plate via the at least a sub-bearing is transferred to the bearing plate. Due to the relatively large lever arm, the transmitted forces are relatively low, which enables the building to be realized in a less material-intensive and therefore cheaper and more resource-saving manner. Preferably, the extension of the support plate in the transverse direction (transverse extension of the support plate) is at least 1.2 times (particularly preferably at least 1.3 times) as large as the extension of the monorail support in the transverse direction (transverse extension of the monorail support). In this way, particularly large lever arms can be achieved.
Dabei wendet sich die vorliegende Erfindung ausdrücklich vom eingangs ausgeführten Stands der Technik ab, indem die Trägerplatte mittels eines relativ steifen Unterlagers (Kalottenlager, Topflager, Zylinderlager, Kipplager) auf dem Unterbau abgestützt wird und gerade keine elastische Stützvorrichtung zum Einsatz kommt. Auf diese Weise kann das Lagerspiel der Lageranordnung (insbesondere bezogen auf eine Rotation der Trägerplatte um die x-Achse) in vorteilhafterweise erheblich verringert werden.The present invention expressly turns away from the prior art stated at the beginning in that the carrier plate is supported on the substructure by means of a relatively stiff base bearing (spherical bearing, pot bearing, cylinder bearing, tilting bearing) and no elastic support device is used. In this way, the bearing play of the bearing arrangement (particularly in relation to a rotation of the carrier plate about the x-axis) can advantageously be significantly reduced.
Ein Kalottenlager (auch Kalottengleitlager, sphärisches Lager oder Kugel-Kalottenlager genannt) umfasst dabei ein konkaves Unterteil mit einer (kugel-)kalottenförmigen (kugelsegmentförmigen) konkaven Ausnehmung und ein darin aufgenommenes konvexes Oberteil mit einer konvexen kugelkalottenförmigen Ballung. Oberteil und Unterteil sind entlang dreier rotatorischer Freiheitsgrade (also entlang der x-, y- und z-Achse) gegeneinander bewegbar. Zur Verringerung des Reibungswiderstands bei der Rotation des Oberteils gegenüber dem Unterteil ist zwischen beiden Teilen typischerweise ein (kalottenförmiger) Gleitkörper angeordnet. Die gegeneinander rotierenden Komponenten des Lagers berühren einander in einer Kontaktfläche. Die Kontaktfläche bewegt sich innerhalb der Gleitfläche (der Rotation). A spherical bearing (also called spherical plain bearing, spherical bearing or spherical spherical bearing) comprises a concave lower part with a (spherical) spherical cap-shaped (spherical segment-shaped) concave recess and a convex upper part accommodated therein with a convex spherical spherical cap. The upper part and lower part can be moved relative to one another along three rotational degrees of freedom (i.e. along the x, y and z axes). To reduce the frictional resistance when the upper part rotates relative to the lower part, a (dome-shaped) sliding body is typically arranged between the two parts. The mutually rotating components of the bearing touch each other in a contact surface. The contact surface moves within the sliding surface (the rotation).
Ein Zylinderlager (auch Zylindergleitlager genannt) entspricht im Aufbau weitestgehend einem (Kugel-)Kalottenlager, allerdings mit dem Unterschied, dass sowohl die konkave Ausnehmung des Unterteils als auch die Ballung des Oberteils sowie der Gleitkörper zylindersegmentförmig ausgeführt sind. Das Zylinderlager ist dabei insbesondere so angeordnet, dass die Zylinderachsen der Ausnehmung sowie der Ballung in y-Richtung (also in Querrichtung) orientiert sind. Damit weist das als Zylinderlager ausgeführte Unterlager einen rotatorischen Freiheitsgrad entlang der y-Achse auf.A cylindrical bearing (also called a cylindrical plain bearing) largely corresponds in structure to a (ball) spherical bearing, but with the difference that both the concave recess of the lower part and the convolution of the upper part as well as the sliding body are designed in the shape of a cylindrical segment. The cylinder bearing is arranged in particular in such a way that the cylinder axes of the recess and the convolution are oriented in the y-direction (i.e. in the transverse direction). The lower bearing, designed as a cylindrical bearing, therefore has a rotational degree of freedom along the y-axis.
Dabei bedarf es keiner gesonderten Erwähnung, dass sowohl Kalottenlager als auch Zylinderlager ebenso in horizontal gespiegelter Konfiguration zum Einsatz kommen können. Bei diesen horizontal gespiegelten Lagern sind folglich die Benennungen Oberteil und Unterteil entsprechend auszutauschen.There is no need to specifically mention that both spherical bearings and cylinder bearings can also be used in a horizontally mirrored configuration. In the case of these horizontally mirrored bearings, the names of the upper part and lower part must be exchanged accordingly.
Das Kipplager hingegen weist ein sogenanntes Druckstück auf, dessen gekrümmte Oberfläche je nach Lagerart als Kugelabschnitt (Punktkipplager) oder als Zylinderabschnitt (Linienkipplager) ausgeführt ist. Diese gekrümmte Oberfläche steht im Kontakt mit einer sogenannten Kippplatte, sodass rotatorische Freiheitsgrade entlang zweier horizontaler Achsen (Punktkipplager) bzw. entlang einer horizontalen Achse (Linienkipplager) ermöglicht werden.The tilt bearing, on the other hand, has a so-called pressure piece, the curved surface of which, depending on the type of bearing, is designed as a spherical section (point tilt bearing) or as a cylinder section (line tilt bearing). This curved surface is in contact with a so-called tilting plate, allowing rotational degrees of freedom along two horizontal axes (point tilting bearings) or along one horizontal axis (line tilting bearings).
Ein Topflager umfasst einen Lagertopf mit einer darin eingeschlossenen Scheibe, dem sogenannten Kissen, sowie einen sich auf dem Kissen abstützenden Deckel. Unter hohem Druck verhält sich das Kissen ähnlich einer inkompressiblen Flüssigkeit und erlaubt Kippbewegungen des Deckels und somit des darauf liegenden Überbaus.A pot bearing includes a bearing pot with a disc enclosed therein, the so-called cushion, and a lid supported on the cushion. Under high pressure, the cushion behaves like an incompressible liquid and allows tilting movements of the lid and thus the superstructure lying on it.
Auf diese Weise kann erreicht werden, dass der Deckel bei rein vertikaler Belastung (nahezu) nicht in das Kissen einsinkt und das Topflager somit in z-Richtung (nahezu) nicht nachgibt. Das Kissen ist dabei vorteilhafterweise aus Naturkautschuk ausgeführt und/oder hat einen Durchmesser von 150 bis 250 mm. Der Einsatz dieser steifen Unterlager hilft dabei das Verdrehen der Trägerplatte um die x-Achse und somit ein seitliches Kippen des Monorail-Zugs weitestgehend zu verhindern. Darüber hinaus wird auch ein vertikales Einsinken der Trägerplatte (z.B. bei Befahrung des zugehörigen Fahrbalkens durch einen Monorail-Zug) weitestgehend verhindert, sodass sich an der Stoßfuge bei zwei aneinander angrenzenden Fahrbalken kein vertikaler Versatz zwischen diesen bildet. Damit kann das Holpern bzw. Klappern beim Überfahren der Stoßfuge deutlich reduziert werden, was dem Reisekomfort deutlich zugutekommt. Überraschenderweise wird der Reisekomfort also gerade durch die Abkehr von den im Stand der Technik vorgeschlagenen elastischen Stützvorrichtungen erhöht.In this way it can be achieved that the lid (almost) does not sink into the cushion under purely vertical load and the pot bearing therefore (almost) does not give in in the z direction. The cushion is advantageously made of natural rubber and/or has a diameter of 150 to 250 mm. The use of these rigid base bearings helps to largely prevent the carrier plate from rotating around the x-axis and thus prevent the monorail train from tipping sideways. In addition, vertical sinking of the support plate (e.g. when a monorail train drives over the associated mobile beam) is largely prevented, so that no vertical offset is formed between two adjacent mobile beams at the butt joint. This means that the bumping or rattling when driving over the butt joint can be significantly reduced, which significantly benefits travel comfort. Surprisingly, travel comfort is increased precisely by moving away from the elastic support devices proposed in the prior art.
Der Vollständigkeit halber sei an dieser Stelle erwähnt, dass sich Richtungsangaben wie „Querrichtung“, „Quererstreckung“ oder „Längsrichtung“, „Längserstreckung“ vorliegend stets auf die Orientierung des Monorail-Trägers beziehen - selbst wenn nicht explizit auf den Monorail-Träger verwiesen wird.For the sake of completeness, it should be mentioned at this point that directional information such as “transverse direction”, “transverse extension” or “longitudinal direction”, “longitudinal extension” always refers to the orientation of the monorail support - even if no explicit reference is made to the monorail support .
Dabei überlappen die Klauen besonders vorteilhaft in Längsrichtung (des Monorail-Trägers) jeweils mindestens 60%, bevorzugt mindestens 80%, besonders bevorzugt mindestens 90% der Trägerplatte.The claws particularly advantageously overlap at least 60%, preferably at least 80%, particularly preferably at least 90% of the carrier plate in the longitudinal direction (of the monorail carrier).
Auf diese Weise kann erreicht werden, dass die nach oben gerichtete, zwischen Trägerplatte und Klauen wirkende, Aushebekraft auf mindestens 60%, 80% bzw. 90% der Längserstreckung der Trägerplatte übertragen werden kann. Die in der Trägerplatte auftretenden Spannungen werden damit reduziert. Damit einhergehend reduziert sich auch die durch die Aushebekraft induzierte (elastische) Verformung der Trägerplatte, wodurch das Lagerspiel der Lageranordnung bezogen auf eine Rotation des Monorail-Trägers/der Trägerplatte um die x-Achse weiterhin verringert wird.In this way it can be achieved that the upward lifting force acting between the carrier plate and the claws can be transferred to at least 60%, 80% or 90% of the longitudinal extent of the carrier plate. This reduces the stresses that occur in the carrier plate. This also reduces the (elastic) deformation of the carrier plate induced by the lifting force, whereby the bearing play of the bearing arrangement is further reduced in relation to a rotation of the monorail carrier/carrier plate about the x-axis.
Vorteilhafterweise weist das mindestens eine Unterlager dabei eine vertikale Einsenkung von höchstens 1,5 mm, insbesondere höchstens 1,0 mm, im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit gemäß
Je kleiner die vertikale Einsenkung im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit gemäß
Bestimmt wird die vertikale Einsenkung im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit gemäß
Je nach projektspezifischen Anforderungen lässt sich die vertikale Einsenkung des mindestens einen Unterlagers im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit gemäß
Alternativ kann die Steifigkeit des mindestens einen Unterlagers auch über die maximale Pressung im bestimmungsgemäßen Betrieb (also im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit des erfindungsgemäßen Bauwerks gemäß DIN EN 1990:2010-12) definiert werden. Die maximale Pressung des mindestens einen Unterlagers im bestimmungsgemäßen Betrieb ist dabei definiert als der Quotient aus der maximalen vertikalen Last auf das mindestens eine Unterlager im bestimmungsgemäßen Betrieb (also im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit des erfindungsgemäßen Bauwerks gemäß
Im Zusammenhang mit der Begrenzung der maximalen Pressung sind alle Pressungsflächen innerhalb des mindestens einen Unterlagers zu berücksichtigen. Ein Kalotten- oder Zylinderlager mit nur rotatorischen Freiheitsgraden hat dabei eine einzige Pressungsfläche, die sich innerhalb der Gleitfläche der Rotation bewegt. Weist das Kalotten- oder Zylinderlager ferner einen translatorischen Freiheitsgrad auf, hat es zudem eine weitere Pressungsfläche, die sich innerhalb der Gleitfläche der Translation (plane Gleitfläche) bewegt. Somit ist als zu betrachtende Pressungsfläche eines Unterlagers insbesondere die sich innerhalb einer planen Gleitfläche bewegenden Kontaktfläche eines planen (insbesondere gekammerten) Gleitkörpers mit den angrenzenden Lagerkomponenten zu berücksichtigen, wobei der plane Gleitkörper einen translatorischen Freiheitsgrad des Unterlagers ermöglicht und in EN 1337-2:2004 Abschnitt 6.2.1.1 als „Flat PTFE sheet“ beschrieben ist. Bei Kalotten- und Zylinderlagern ist ferner die „projected area of the curved sliding surface“ A gemäß EN 1337-7:2004 (4) Punkt 3.2.1 eine zu betrachtende Pressungsfläche, bei Topflagern die Kontaktfläche zwischen dem Topflager-Deckel und dem Kissen. In connection with the limitation of the maximum pressure, all pressure surfaces within the at least one sub-bearing must be taken into account. A spherical or cylindrical bearing with only rotational degrees of freedom has a single pressing surface that moves within the sliding surface of the rotation. If the spherical or cylinder bearing also has a translational degree of freedom, it also has a further pressing surface that moves within the sliding surface of the translation (plane sliding surface). So it's too Considering the pressure surface of a lower bearing, in particular the contact surface of a flat (particularly chambered) sliding body moving within a flat sliding surface with the adjacent bearing components should be taken into account, whereby the flat sliding body enables a translational degree of freedom of the lower bearing and in EN 1337-2:2004 Section 6.2.1.1 as “Flat PTFE sheet” is described. In the case of spherical and cylindrical bearings, the “projected area of the curved sliding surface” A according to EN 1337-7:2004 (4) point 3.2.1 is also a pressure area to be considered; in the case of pot bearings, the contact area between the pot bearing cover and the cushion.
Vorteilhafterweise beträgt die maximale Pressung des mindestens einen Unterlagers im bestimmungsgemäßen Betrieb maximal 60 MPa, insbesondere maximal 40 MPa. Dann handelt es sich um ein besonders steifes Lager im Sinne der vorliegenden Erfindung, sodass die weiter oben beschriebenen Vorteile in besonderem Maße realisiert werden können.Advantageously, the maximum pressure of the at least one lower bearing during normal operation is a maximum of 60 MPa, in particular a maximum of 40 MPa. Then it is a particularly stiff bearing in the sense of the present invention, so that the advantages described above can be realized to a particular extent.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das mindestens eine Unterlage als Kalottenlager, Zylinderlager, Kipplager oder Linienkipplager ausgeführt. Derartige Lager weisen durch ihren spezifischen Aufbau eine definierte Drehachse um die y-Achse auf, wodurch auch die Rotation der gesamten Lageranordnung um die y-Achse definierter und genauer planbar erfolgt.According to a further preferred embodiment of the invention, the at least one base is designed as a spherical bearing, cylinder bearing, tilting bearing or line tilting bearing. Due to their specific structure, such bearings have a defined axis of rotation around the y-axis, which means that the rotation of the entire bearing arrangement around the y-axis can be planned in a more defined and precise manner.
Ganz besonders vorteilhaft ist das mindestens eine Unterlager als Kalottenlager oder Zylinderlager ausgeführt. Die Verwendung von Kalottenlagern oder Zylinderlager gestattet die bestmögliche Ausnutzung der vorhandenen Fläche, was einer flachen und kompakten Bauweise der Lageranordnung zuträglich sein kann.The at least one lower bearing is particularly advantageously designed as a spherical bearing or cylinder bearing. The use of spherical bearings or cylinder bearings allows the best possible use of the available area, which can be beneficial for a flat and compact design of the bearing arrangement.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauwerks sind die Oberlager als Zylinderlager oder Kipplager (insbesondere als Linienkipplager) ausgeführt.According to a further preferred embodiment of the structure according to the invention, the upper bearings are designed as cylindrical bearings or tilting bearings (in particular as line tilting bearings).
Auf diese Weise kann erreicht werden, dass die Oberlager jeweils einen rotatorischen Freiheitsgrad entlang der y-Achse mit einer definierten Drehachse aufweisen. Dadurch wird auch die Drehachse der gesamten Lageranordnung um die y-Achse genauer definiert, was der Kontrollierbarkeit des Verhaltens der Lageranordnung zugutekommt. Dabei wird durch den erfindungsgemäßen Einsatz von steifen Unterlagern die Verwendung von steifen Oberlagern (mit definierten Drehachsen) überhaupt erst ermöglicht. Denn bedingt durch die steifen Unterlager wird das Einsinken der Trägerplatte bei Belastung nahezu verhindert. Damit bleibt auch der Abstand zwischen der Trägerplatte und den Klauen konstant und steife Oberlager, die über keine elastischen Elemente zur Kompensation einer Abstandsveränderung verfügen, können verwendet werden.In this way it can be achieved that the upper bearings each have a rotational degree of freedom along the y-axis with a defined axis of rotation. This also defines the axis of rotation of the entire bearing arrangement around the y-axis more precisely, which benefits the controllability of the behavior of the bearing arrangement. The use of rigid lower bearings according to the invention makes the use of rigid upper bearings (with defined axes of rotation) possible in the first place. Because of the stiff base bearings, the carrier plate almost prevents it from sinking under load. This means that the distance between the carrier plate and the claws remains constant and stiff upper bearings that do not have any elastic elements to compensate for a change in distance can be used.
Vorteilhafterweise weisen das mindestens eine Unterlager und die zwei Oberlager jeweils einen translatorischen Freiheitsgrad in Längsrichtung (x-Achse) des Monorail-Trägers auf und optional einen translatorischen Freiheitsgrad in Querrichtung (y-Achse) des Monorail-Trägers.Advantageously, the at least one lower bearing and the two upper bearings each have a translational degree of freedom in the longitudinal direction (x-axis) of the monorail carrier and optionally a translational degree of freedom in the transverse direction (y-axis) of the monorail carrier.
Das gilt dabei unabhängig davon, ob die gesamte Lageranordnung als Loslager oder als Festlager ausgeführt ist, denn in beiden Fällen ist es vorteilhaft, wenn die Oberlager sowie das mindestens eine Unterlager während des bestimmungsgemäßen Betriebs keine Kräfte in der durch die x- und die y-Achse aufgespannte Ebene übertragen. Denn auf diese Weise können der Lebensdauer abträgliche Zwängungen innerhalb des jeweiligen Ober- bzw. Unterlagers vermieden werden.This applies regardless of whether the entire bearing arrangement is designed as a floating bearing or as a fixed bearing, because in both cases it is advantageous if the upper bearings and the at least one lower bearing do not have any forces in the range caused by the x and y during normal operation. Transfer axis spanned plane. In this way, constraints within the respective upper or lower bearing that are detrimental to the service life can be avoided.
Dabei werden in ganz besonders bevorzugter Weise der translatorische Freiheitsgrad des mindestens einen Unterlagers und der Oberlager in Längsrichtung und/oder Querrichtung des Monorail-Trägers mittels mindestens einer Gleitpaarung bereitgestellt. Derartige Gleitpaarungen können dabei plane, gekammerte Gleitkörper umfassen, die insbesondere zwischen der Trägerplatte und einem Oberteil des Unterlagers bzw. zwischen einer der Klauen und einem Oberteil des Oberlagers angeordnet sind. Die Gleitkörper können dabei insbesondere aus PTFE (Polytetrafluoroethylen) oder UHMWPE (Ultrahochmolekulargewichtiges Polyethylen) ausgeführt sein. In a very particularly preferred manner, the translational degree of freedom of the at least one lower bearing and the upper bearings in the longitudinal direction and/or transverse direction of the monorail carrier are provided by means of at least one sliding pairing. Such sliding pairings can include flat, chambered sliding bodies, which are arranged in particular between the carrier plate and an upper part of the lower bearing or between one of the claws and an upper part of the upper bearing. The sliding bodies can in particular be made of PTFE (polytetrafluoroethylene) or UHMWPE (ultra-high molecular weight polyethylene).
Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Oberlager und/oder das mindestens eine Unterlager vorspannbar sind, um das Lagerspiel der Lageranordnung zu verändern.Furthermore, it can advantageously be provided that the upper bearings and/or the at least one lower bearing can be preloaded in order to change the bearing play of the bearing arrangement.
Dabei ist mit Anpassung der Vorspannung des Ober- bzw. Unterlagers gemeint, dass die Ausdehnung des Ober- bzw. Unterlagers in z-Richtung verstellt werden kann, um etwaig vorhandenes Lagerspiel zu unterbinden, was der Lebensdauer des betreffenden Lagers sowie der gesamten Lageranordnung und dem Reisekomfort zugutekommt. In diesem Zusammenhang kann insbesondere ein als Hublager ausgeführtes Topflager zum Einsatz kommen, dessen Vorspannung (bzw. Hub) mittels Injektion eines speziellen Silikonmaterials veränderbar ist.What is meant by adjusting the preload of the upper or lower bearing is that the expansion of the upper or lower bearing can be adjusted in the z direction in order to prevent any existing bearing play, which affects the service life of the bearing in question as well as the entire bearing arrangement and the Travel comfort benefits. In this context, a pot bearing designed as a hub bearing can be used in particular, the preload (or stroke) of which can be changed by injecting a special silicone material.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist zwischen der Trägerplatte und den Stützstrukturen jeweils ein, insbesondere aus Edelstahl ausgeführtes, Gleitblech angeordnet.According to a further advantageous embodiment of the invention, there is one between the carrier plate and the support structures, in particular The sliding plate made of stainless steel is arranged.
Die Gleitbleche dienen dabei der Übertragung von Kräften in Querrichtung (entlang der y-Achse) zwischen der Trägerplatte und der Stützstruktur. Auf diese Weise können derartige Kräfte zwischen Oberbau und Unterbau übertragen werden, ohne dass diese durch die Oberlager oder das mindestens eine Unterlager geführt werden müssten, was eine kompakte, ressourcensparende Dimensionierung der Lager ermöglicht.The sliding plates serve to transmit forces in the transverse direction (along the y-axis) between the carrier plate and the support structure. In this way, such forces can be transferred between the superstructure and the substructure without having to be passed through the upper bearings or the at least one lower bearing, which enables compact, resource-saving dimensioning of the bearings.
Vorteilhafterweise sind die Klauen als Klauenplatten ausgeführt. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Klauenplatten und die Stützstrukturen jeweils einzelne Komponenten darstellen, die durch Verschrauben oder Verschweißen fest miteinander verbunden sind.The claws are advantageously designed as claw plates. It can be provided that the claw plates and the support structures each represent individual components that are firmly connected to one another by screwing or welding.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung sind die Lagerbasis, die zwei Stützstrukturen und die zwei Klauen jeweils als separate Komponenten ausgeführt, wobei jeweils die Lagerbasis, eine der beiden Stützstrukturen und eine der beiden Klauen mittels (mindestens) einer Gewindestange fest miteinander verschraubt sind. Auf diese Weise kann der Fertigungsprozess der einzelnen Komponenten einfach und kostengünstig gestaltet werden, da auf komplexe Geometrien (zugunsten einfacher Geometrien) verzichtet werden kann.According to a further advantageous embodiment of the invention, the bearing base, the two support structures and the two claws are each designed as separate components, with the bearing base, one of the two support structures and one of the two claws being firmly screwed together by means of (at least) one threaded rod. In this way, the manufacturing process of the individual components can be made simple and cost-effective, as complex geometries can be dispensed with (in favor of simple geometries).
In vorteilhafter Weise weisen die Lagerbasis und die Stützstrukturen in einem Kontaktbereich korrespondierende nutförmige Ausnehmungen auf, wobei jeweils eine der nutförmigen Ausnehmungen der Lagerbasis und die korrespondierende rillenförmige Ausnehmung einer Stützstruktur gemeinsam eine Passfeder aufnehmen. Damit können in sehr platzsparender und einfacher Weise große horizontale (Schub-)Kräfte zwischen den Stützstrukturen und der Lagerbasis übertragen werden. Dem Fachmann ist dabei unmittelbar klar, dass die Maße der korrespondierenden Ausnehmungen und der Passfedern aufeinander abgestimmt sein müssen. Zur Übertragung von Kräften entlang der x-Achse sind dabei insbesondere nutförmige Ausnehmungen geeignet, die sich entlang der y-Achse erstrecken. Kräfte entlang der y-Achse werden bevorzugt mittels nutförmiger Ausnehmungen übertragen, die sich entlang der x-Achse erstrecken.Advantageously, the bearing base and the support structures have corresponding groove-shaped recesses in a contact area, with one of the groove-shaped recesses of the bearing base and the corresponding groove-shaped recess of a support structure together receiving a feather key. This means that large horizontal (thrust) forces can be transferred between the support structures and the bearing base in a very space-saving and simple manner. It is immediately clear to the person skilled in the art that the dimensions of the corresponding recesses and the feather keys must be coordinated with one another. Groove-shaped recesses that extend along the y-axis are particularly suitable for transmitting forces along the x-axis. Forces along the y-axis are preferably transmitted by means of groove-shaped recesses that extend along the x-axis.
Die feste Verbindung des Monorail-Trägers mit der Trägerplatte erfolgt weiterhin bevorzugt dadurch, dass die Lageranordnung zwei parallel zueinander angeordnete Trägerschwerter umfasst, wobei die Trägerschwerter fest mit der Trägerplatte verbunden sind und mit der Trägerplatte eine U-förmige Aufnahme ausbilden, in die der Monorail-Träger eingebettet ist, indem der Monorail-Träger an zwei gegenüberliegenden Querseiten teilweise von den Trägerschwertern umschlossen ist.The fixed connection of the monorail carrier to the carrier plate is further preferably carried out in that the bearing arrangement comprises two carrier swords arranged parallel to one another, the carrier swords being firmly connected to the carrier plate and forming a U-shaped receptacle with the carrier plate into which the monorail Carrier is embedded in that the monorail carrier is partially enclosed by the carrier swords on two opposite transverse sides.
Mit Hilfe der Trägerschwerter kann eine besonders feste und verwindungssteife Verbindung zwischen dem Monorail-Träger und der Trägerplatte hergestellt werden, wodurch in vorteilhafter Weise das rotatorische Spiel des Monorail-Trägers um seine Längsachse (x-Richtung) auf ein Minimum reduziert werden kann.With the help of the carrier swords, a particularly strong and torsion-resistant connection can be established between the monorail carrier and the carrier plate, which advantageously allows the rotational play of the monorail carrier about its longitudinal axis (x-direction) to be reduced to a minimum.
Besonders bevorzugt sind weiterhin die Trägerschwerter und die Trägerplatte mittels Schweißverbindungen oder mittels Schraubverbindungen fest miteinander verbunden.Particularly preferably, the support swords and the support plate are firmly connected to one another by means of welded connections or screwed connections.
Die erstgenannten Variante mit Schweißverbindung kann dabei insbesondere als sogenannte in-situ-Variante ausgeführt werden. Dabei wird der Monorail-Fahrbalken auf der Baustelle mit der Trägerplatte verbunden, indem der über der Trägerplatte befindliche Bereich des Monorail-Fahrbalken vor Ort (also in-situ) bewehrt und (ein)betoniert wird. Die U-förmige Ausnahme aus Trägerplatte und angeschweißten Trägerschwertern fungiert dabei als Schalung.The first-mentioned variant with a welded connection can in particular be designed as a so-called in-situ variant. The monorail mobile beam is connected to the support plate on the construction site by reinforcing and concreting the area of the monorail mobile beam located above the support plate on site (i.e. in-situ). The U-shaped exception made of support plate and welded support swords acts as formwork.
Die zweitgenannten Variante mit Schraubverbindung kann insbesondere als sogenannte precast-Variante ausgeführt werden. Hierbei wird der Monorail-Fahrbalken bereits in der Fabrik mit den Trägerschwertern und ggf. einer separaten Bodenplatte durch Verguss fest zu einer Einheit verbunden. Die Verbindung dieser Einheit mit der Trägerplatte erfolgt dann mittels Schrauben, was zu kürzeren Montagezeiten führen kann.The second-mentioned variant with a screw connection can in particular be designed as a so-called precast variant. Here, the monorail chassis beam is firmly connected to the support swords and, if necessary, a separate base plate by casting in the factory to form a unit. This unit is then connected to the carrier plate using screws, which can lead to shorter assembly times.
Wenn der Monorail-Fahrbalken ein Gefälle überwindet und damit in seiner Längserstreckung gegenüber der Horizontalen geneigt angeordnet ist, kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen sein, dass die Trägerschwerter in Längsrichtung des Monorail-Trägers (gegenüber der Normalen auf der x-y-Ebene) geneigt sind, insbesondere um einen Längsneigungswinkel von weniger als 20°.If the monorail beam overcomes a slope and is therefore arranged inclined in its longitudinal extent relative to the horizontal, according to a further advantageous embodiment it can be provided that the support swords are inclined in the longitudinal direction of the monorail support (relative to the normal on the xy plane). , in particular by a longitudinal inclination angle of less than 20°.
Wenn die Längsneigung der Trägerschwerter der gefällebedingten Neigung des Monorail-Trägers gegenüber der Horizontalen entspricht, kann auf diese Weise erreicht werden, dass sich in vorteilhafter Weise die Trägerschwerter senkrecht zur Längserstreckung des Monorail-Trägers erstrecken.If the longitudinal inclination of the carrier swords corresponds to the gradient-related inclination of the monorail carrier relative to the horizontal, it can be achieved in this way that the carrier swords advantageously extend perpendicular to the longitudinal extent of the monorail carrier.
In Kurvenabschnitten einer Monorail-Strecke sind die zugehörigen Monorail-Träger typischerweise um ihre x-Achse zum Kurvenmittelpunkt zugeneigt, wobei eine derartige Neigung auch als Querneigung des Monorail-Trägers bezeichnet wird. Die obere Lauffläche des Monorail-Trägers ist dabei gegenüber der Trägerplatte geneigt. In diesem Zusammenhang kann es vorteilhaft sein, dass die Trägerschwerter in Querrichtung des Monorail-Trägers (gegenüber der Normalen auf der x-y-Ebene) geneigt sind, insbesondere um einen Querneigungswinkel von weniger als 20°.In curved sections of a monorail route, the associated monorail supports are typically inclined about their x-axis towards the center of the curve, with such an inclination also being referred to as the transverse inclination of the monorail support. The The upper running surface of the monorail carrier is inclined relative to the carrier plate. In this context, it can be advantageous for the support swords to be inclined in the transverse direction of the monorail support (relative to the normal on the xy plane), in particular by a transverse inclination angle of less than 20°.
Vorteilhafterweise kann ferner vorgesehen sein, dass die Klauen, die Stützstrukturen und die Lagerbasis mittels Schraubverbindungen oder mittels Schweißverbindungen fest miteinander verbunden sind.Advantageously, it can also be provided that the claws, the support structures and the bearing base are firmly connected to one another by means of screw connections or welded connections.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Lagerbasis eine Lagerplatte und mehrere mit dieser fest verbundene Ankerbolzen auf, mittels derer die Lagerbasis in dem Unterbau verankert ist. Besonders bevorzugt sind die Ankerbolzen dabei als Kopfbolzen und/oder als Grobgewindebewehrungsstahlbolzen ausgeführt.According to a further advantageous embodiment of the invention, the bearing base has a bearing plate and several anchor bolts firmly connected to it, by means of which the bearing base is anchored in the substructure. The anchor bolts are particularly preferably designed as head bolts and/or as coarse-thread reinforcing steel bolts.
Weiterhin kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass das Bauwerk genau zwei Unterlager aufweist.Furthermore, it can be advantageously provided that the structure has exactly two sub-bearings.
Ferner kann vorgesehen sein, dass das mindestens eine Unterlager in Querrichtung zwischen den beiden Oberlagern angeordnet ist, wobei sich die beiden Oberlager und das mindestens eine Unterlager in Querrichtung (in einer vertikalen Projektion) nicht überlappen. Die damit einhergehende mittennahe Einleitung von vertikalen Kräften vom mindestens einen Unterlager über die Lagerplatte in den Unterbau, kann sich dabei günstig auf die Belastungssituation innerhalb des Unterbaus auswirken.Furthermore, it can be provided that the at least one lower bearing is arranged in the transverse direction between the two upper bearings, with the two upper bearings and the at least one lower bearing not overlapping in the transverse direction (in a vertical projection). The associated introduction of vertical forces from at least one base bearing via the bearing plate into the substructure near the center can have a positive effect on the load situation within the substructure.
Wie eingangs bereits ausgeführt wurde, ist es in der Praxis üblich Monorail-Träger über (mindestens) zwei Lageranordnungen gegenüber dem Unterbau abzustützen, wobei genau eine dieser Lageranordnungen als Festlager (ohne translatorischen Freiheitsgrad in x-Richtung) und die andere Lageranordnung als Loslager (mit translatorischem Freiheitsgrad in x-Richtung) ausgeführt ist. Die Lageranordnung der vorliegenden Erfindung kann mit nur geringen konstruktiven Anpassungen der Trägerplatte sowohl als Festlager als auch als Loslager ausgeführt werden. Alle anderen Komponenten der Lageranordnung können für beide Lagerarten identisch ausgeführt sein. Auf diese Weise können mit steigenden Stückzahlen die Produktionskosten reduziert sowie die Fertigungsqualität erhöht werden.As already explained at the beginning, in practice it is common practice to support monorail supports with respect to the substructure via (at least) two bearing arrangements, with exactly one of these bearing arrangements acting as a fixed bearing (without a translational degree of freedom in the x-direction) and the other bearing arrangement as a floating bearing (with translational degree of freedom in the x direction). The bearing arrangement of the present invention can be designed as both a fixed bearing and a floating bearing with only minor structural adjustments to the carrier plate. All other components of the bearing arrangement can be designed identically for both types of bearings. In this way, production costs can be reduced and production quality can be increased as quantities increase.
Dafür weist gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung die Trägerplatte in Querrichtung auf beiden Seiten jeweils einen Vorsprung auf, der jeweils von einer korrespondierenden Aussparung in den beiden Stützstrukturen aufgenommen wird, sodass die Lageranordnung die Translation der Trägerplatte in Längsrichtung (x-Richtung) des Monorail-Trägers unterbindet und somit als Festlager wirkt.For this purpose, according to an advantageous embodiment of the invention, the carrier plate has a projection on both sides in the transverse direction, which is received by a corresponding recess in the two support structures, so that the bearing arrangement prevents the translation of the carrier plate in the longitudinal direction (x-direction) of the monorail. Carrier prevents and thus acts as a fixed bearing.
Dabei sei an dieser Stelle erneut darauf hingewiesen, dass auch bei einer derartigen Lageranordnung, die als Festlager ausgeführt ist, die Oberlager und das mindestens eine Unterlager als solche jeweils einen translatorischen Freiheitsgrad in x-Richtung aufweisen können. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass Kräfte entlang der x-Achse zwischen dem Monorail-Träger und dem Unterbau (nur) über die Vorsprünge der Trägerplatte und die Aussparungen der Stützstrukturen übertragen werden - und nicht über die Ober- bzw. Unterlager. Damit werden die Ober- und Unterlager geringeren Belastungen ausgesetzt, was sich vorteilhaft in deren Lebensdauer niederschlägt und eine kompaktere Konstruktion ermöglicht.It should be pointed out again at this point that even with such a bearing arrangement, which is designed as a fixed bearing, the upper bearing and the at least one lower bearing as such can each have a translational degree of freedom in the x direction. In this way, it can be achieved that forces along the x-axis between the monorail support and the substructure are (only) transmitted via the projections of the support plate and the recesses in the support structures - and not via the upper or lower bearings. This means that the upper and lower bearings are exposed to lower loads, which has an advantageous effect on their service life and enables a more compact design.
Alternativ kann gemäß einer anderen Ausführungsform vorgesehen sein, dass die Trägerplatte in Querrichtung auf den Seiten keine Vorsprünge aufweist und die Lageranordnung einen translatorischen Freiheitsgrad in Längsrichtung (x-Richtung) des Monorail-Trägers aufweist und somit als Loslager wirkt.Alternatively, according to another embodiment, it can be provided that the carrier plate has no projections on the sides in the transverse direction and the bearing arrangement has a translational degree of freedom in the longitudinal direction (x-direction) of the monorail carrier and thus acts as a floating bearing.
Die beiden Varianten der Lageranordnung (Festlager vs. Loslager) unterscheiden sich demnach nur dadurch, dass die Trägerplatte besagte Vorsprünge aufweist bzw. nicht aufweist.The two variants of the bearing arrangement (fixed bearing vs. floating bearing) only differ in that the carrier plate has or does not have said projections.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Bauwerk zur Führung einer Monorail-Bahn gemäß Anspruch 23, welches umfasst
- - einen als Monorail-Träger ausgeführten Überbau,
- - zwei Unterbauten auf denen der Monorail-Träger abgestützt ist, und
- - eine erste als Festlager ausgeführte Lageranordnung gemäß Anspruch 20 und eine zweite als Loslager ausgeführte Lageranordnung gemäß Anspruch 21, wobei die Lageranordnungen jeweils zwischen dem Monorail-Träger und einem der beiden Unterbauten angeordnet sind.
- - a superstructure designed as a monorail support,
- - two substructures on which the monorail carrier is supported, and
- - a first bearing arrangement designed as a fixed bearing according to
claim 20 and a second bearing arrangement designed as a floating bearing according toclaim 21, wherein the bearing arrangements are each arranged between the monorail support and one of the two substructures.
Nachfolgend werden fünf Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt
-
1 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Bauwerks in einer frontalen Schnittansicht, -
2 eine Lageranordnung eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Bauwerks in einer perspektivischen Schrägansicht, -
3 dieLageranordnung gemäß 2 in einer frontalen Schnittansicht, -
4 dieLageranordnung gemäß 2 in einer seitlichen Schnittansicht, -
5 dieLageranordnung gemäß 2 in einer Draufsicht, -
6 einen vergrößerten Ausschnitt der frontalen Schnittansicht gemäß3 des rechten Unterlagers der Lageranordnung, -
7 einen vergrößerten Ausschnitt des linken Oberlagers der Lageranordnung gemäß2 einer seitlichen Schnittansicht, -
8 eine perspektivische Schrägansicht der linken Klauenplatte und der linken Stützstruktur der Lageranordnung gemäß2 , -
9 eine Lageranordnung eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Bauwerks in einer perspektivischen Schrägansicht, -
10 dieLageranordnung gemäß 9 in einer frontalen Schnittansicht, -
11 eine Lageranordnung eines vierten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Bauwerks in einer seitlichen Schnittansicht, und -
12 eine Lageranordnung eines fünften Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Bauwerks in einer frontalen Schnittansicht.
-
1 a first exemplary embodiment of the building according to the invention in a front sectional view, -
2 a bearing arrangement of a second embodiment of the invention Building in a perspective oblique view, -
3 the storage arrangement according to2 in a frontal sectional view, -
4 the storage arrangement according to2 in a side sectional view, -
5 the storage arrangement according to2 in a top view, -
6 an enlarged detail of the frontalsectional view 3 the right sub-bearing of the bearing arrangement, -
7 an enlarged section of the left upper bearing according to the bearing arrangement2 a side sectional view, -
8th a perspective oblique view of the left claw plate and the left support structure of thebearing arrangement 2 , -
9 a bearing arrangement of a third exemplary embodiment of the structure according to the invention in a perspective oblique view, -
10 the storage arrangement according to9 in a frontal sectional view, -
11 a bearing arrangement of a fourth exemplary embodiment of the structure according to the invention in a side sectional view, and -
12 a bearing arrangement of a fifth exemplary embodiment of the structure according to the invention in a front sectional view.
Wie in
Die Lageranordnung 4 ist zwischen dem Monorail-Träger 2 und dem Unterbau 3 angeordnet. Die Lageranordnung 4 weist eine Trägerplatte 5 und eine Lagerbasis 6 auf, die jeweils fest mit dem Unterbau 3 bzw. mit dem Monorail-Träger 2 verbunden sind.The
Insbesondere in den
Die Trägerplatte 5 ist fest mit zwei parallel zueinander angeordneten Trägerschwertern 9 verschweißt und bildet mit diesen eine U-förmige Aufnahme 10, in die der Monorail-Träger 2 eingebettet ist, indem der Monorail-Träger 2 an zwei gegenüberliegenden Querseiten teilweise von den Trägerschwertern 9 umschlossen ist.The
Zwischen den Trägerschwertern 9 und der Trägerplatte 5 sind jeweils Stützleisten 11 eingeschweißt, um die Stabilität der Verbindung der Komponenten weiter zu erhöhen.Support strips 11 are welded between the
Die Trägerschwerter 9 sind jeweils als rechteckige Platten mit zwei langen Kanten 9.1 und zwei kurzen Kanten 9.2 ausgeführt und in einer Trägerschwertebene angeordnet, die durch die x-Achse und die z-Achse aufgespannt wird. Die Ausrichtung der Trägerschwerter 9 wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung durch die Ausrichtung der langen Kanten 9.1 definiert. Die langen Kanten 9.1 der Trägerschwerter 9 (und somit auch die Trägerschwerter 9) verlaufen parallel zur Normalen auf der x-y-Ebene. Der Längsneigungswinkel sowie der Querneigungswinkel der Trägerschwerter 9 beträgt demnach jeweils 0°.The
Die Trägerplatte 5 und die Trägerschwerter 9 weisen Ankerbolzen 8.2 auf, mittels denen die Trägerplatte 5 und die Trägerschwerter 9 fest am Monorail-Träger 2 durch Verguss verankert werden können.The
Die Lageranordnung 4 weist ferner zwei Stützstrukturen 12 und zwei als Klauenplatten 13 ausgeführte Klauen auf. Die Lagerbasis 6, eine der beiden Stützstrukturen 12 und eine der beiden Klauenplatten 13 sind jeweils mittels Gewindestangen 14 fest miteinander verschraubt. Jede Stützstruktur 12 umfasst dabei eine Stützplatte 15, eine senkrecht zur Stützplatte 15 angeordnete Trägerplatten-zugewandte innere Stützwand 16, zwei senkrecht zur inneren Stützwand angeordnete Stützrippen 17 und zwei Trägerplatten-abgewandte Stützsäulen 18, wobei die einzelnen Komponenten untereinander und/oder mit der Stützplatte 15 verschweißt sind. Die Stützplatten 15 und die Lagerbasis 6 weisen in ihren jeweiligen Kontaktbereichen 19 korrespondierende nutförmige Ausnehmungen 20 auf, wobei jeweils eine der nutförmigen Ausnehmungen 20 der Lagerbasis 6 und die korrespondierende rillenförmige Ausnehmung 20 der Stützplatten 15 gemeinsam eine Passfeder aufnehmen. Insbesondere in der Detailansicht der
Die Stützstrukturen 12 - und insbesondere die beiden inneren Stützwände 16 - fassen die Trägerplatte 5 in Querrichtung (des Monorail-Trägers 2) an zwei gegenüberliegenden Seiten ein. Die Trägerplatte 5 weist dabei in Querrichtung auf beiden Seiten jeweils einen Vorsprung 5.1 auf, der jeweils von einer korrespondierenden Aussparung 16.1 in den beiden Stützwänden 16 aufgenommen wird, sodass durch das Ineinandergreifen von Vorsprüngen 5.1 und Aussparungen 16.1 die Lageranordnung 4 die Translation der Trägerplatte 5 in Längsrichtung (x-Richtung) des Monorail-Trägers 2 unterbindet und somit als sogenanntes Festlager wirkt. Im Bereich der Aussparungen 16.1 der Stützwände 16 sind jeweils aus Edelstahl ausgeführte Gleitbleche 21 vorgesehen, um einen unmittelbaren Kontakt zwischen den Stützwänden und der Trägerplatte zu verhindern.The support structures 12 - and in particular the two inner support walls 16 - surround the
Die Klauenplatten 13 ragen über die Stützwände 16 hinaus in Richtung Monorail-Träger 2 und überlappen damit in Querrichtung teilweise die Trägerplatte 5. Zwischen den Klauenplatten 13 und der Trägerplatte 5 sind an Aufnahmen 22 befestigte Transportsicherungen 23 zu erkennen, die nach der erfolgten Anbindung der Lageranordnung 4 an Unterbau 3 und Oberbau 2 vor Aufnahme des bestimmungsgemäßen Betriebs zu entfernen sind.The
Gemäß
Zwischen der Trägerplatte 5 und der Lagerplatte 7 der Lagerbasis 6 sind zwei als Kalottenlager ausgeführte Unterlager 24 angeordnet. Zwischen den Klauenplatten 13 und der Trägerplatte 5 ist auf in Querrichtung gegenüberliegenden Seiten des Monorail-Trägers 2 seitlich neben diesem jeweils ein als Zylinderlager ausgeführtes Oberlager 25 angeordnet.Two sub-bearings 24 designed as spherical bearings are arranged between the
Wie insbesondere im in
Die Gleitplatte 28 ist gegenüber der Lagerplatte 7 der Lagerbasis 6 mittels einer ersten Schubscheibe 30.1 gegen translatorische Verschiebung gesichert. Hierzu weisen die Gleitplatte 28 und die Lagerplatte 7 der Lagerbasis auf den einander zugewandten Seiten entsprechende Ausnehmungen auf, die geeignet sind die erste Schubscheibe 30.1 (vergleichbar mit einer Passfeder) gemeinsam aufzunehmen.The sliding
Auf analoge Weise wird das Oberteil 26 mittels einer zweiten Schubscheibe 30.2 gegenüber der Trägerplatte 5 gegen translatorische Verschiebung gesichert. Auch hier weisen das Oberteil 26 und die Trägerplatte 5 entsprechende Ausnehmungen für die zweite Schubscheibe 30.2 auf. Um den Abstand zwischen der Trägerplatte 5 und der Lagerbasis 6 an die anwendungsspezifischen Anforderungen anzupassen, ist zusätzlich zwischen dem Oberteil 26 und der Trägerplatte 5 eine Ausgleichsplatte 31 angeordnet, die ebenfalls eine Ausnehmung für die zweite Schubscheibe 30.2 vorsieht.In an analogous manner, the
Die als vorspannbare Zylinderlager ausgeführten Oberlager 25 sind jeweils zwischen einer Klauenplatte 13 und der Trägerplatte 5 angeordnet und weisen jeweils ein konkaves Unterteil 32 mit einer zylindersegmentförmigen konkaven Ausnehmung, ein konvexes Oberteil 33 mit einer zylindersegmentförmigen konvexen Ballung und zwei Keilplatten 34 auf. Zwischen der Klauenplatte 13, dem Oberteil 33 und dem Unterteil 32 ist jeweils ein aus PTFE oder UHMWPE ausgeführter Gleitkörper 35 vorgesehen. Die Gleitkörper 35 sind jeweils in eine korrespondierende Kammer der Klauenplatte 13 bzw. des konkaven Unterteils 32 aufgenommen und dort mittels Schrauben 36 zusätzlich fixiert.The
Das konkave Unterteil 32 weist auf seiner Trägerplattenzugewandten Seite zwei keilförmige Ausschnitte auf, in denen jeweils eine der beiden Keilplatten 34 angeordnet ist. Der Abstand zwischen den beiden Keilplatten 34 kann mittels einer Vorspannvorrichtung 37 verändert werden, wobei Pins 38 den Minimal- bzw. Maximalabstand beschränken. Wird nun der Abstand zwischen den beiden Keilplatten 34 mittels der Vorspannvorrichtung 37 verringert, wird das Unterteil 32 angehoben, was mit einer Vorspannung des Oberlagers 25 (und somit der gesamten Lageranordnung 4) einhergeht.The concave
Die
- Die Lageranordnung des zweiten Ausführungsbeispiels (gemäß
2 ) wird auch als in-situ-Variante bezeichnet. Dabei sind dieTrägerschwerter 9 und dieTrägerplatte 5 miteinander verschweißt und dieU-förmige Aufnahme 10aus Trägerschwertern 9 und Trägerplatte 5 fungiert als Schalung, in die der Monorail-Träger 2 vor Ort einbetoniert wird.
- The bearing arrangement of the second exemplary embodiment (according to
2 ) is also known as the in-situ variant. Thesupport swords 9 and thesupport plate 5 are welded together and theU-shaped receptacle 10 made ofsupport swords 9 andsupport plate 5 acts as formwork into which themonorail support 2 is concreted in on site.
Bei der Lageranordnung 4 gemäß des dritten Ausführungsbeispiels (gemäß den
Die in
Die in
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- CN 103696362 A [0009]CN 103696362 A [0009]
Zitierte Nicht-PatentliteraturNon-patent literature cited
- DIN EN 1990:2010-12 [0024, 0025, 0026, 0027, 0028]DIN EN 1990:2010-12 [0024, 0025, 0026, 0027, 0028]
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Non-Patent Citations (1)
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|---|
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