DE2548447A1

DE2548447A1 - Lagerkissen und brueckenkonstruktion

Info

Publication number: DE2548447A1
Application number: DE19752548447
Authority: DE
Inventors: Daniel E Czernik; Donald J Mcdowell
Original assignee: Felt Products Mfg Co LLC
Current assignee: Felt Products Mfg Co LLC
Priority date: 1974-10-29
Filing date: 1975-10-29
Publication date: 1976-05-13
Also published as: FR2289677B3; IT1048017B; FR2289677A1; JPS5526241B2; GB1479386A; US3924907A; ES442140A1; CA1025609A; BR7507077A; JPS5185238A; AU8603875A

Description

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29. Oktober 1975

T PSuIJD^-CTS MFG. GO. Skokie, 111. USA

k ü-SPjki 5^5_Η3ί^?:!Γϊ5^β nkons truk tion

Die Erfindung bezieht sich auf ein elastomeres Lagerkissen jener Art, das insbesondere bei Brückenkonstruktionen dazu dienen kann, Bewegungen eines lastaufnehmenden Brückenteils gegen ein Brükkentragwerk zu ermöglichen.

Schon seit vielen Jahren ist es allgemein üblich, zwischen dem lastaufnehmenden !Beil und dem Brückentragwerksteil mechanische Vorrichtungen verschiedener Art vorzusehen. Die am weitesten verbreiteten Vorrichtungen dieser Art sind Wälz- und Kipphebellager.

In neuerer Zeit ist man immer häufiger zur Verwendung von elastomeren Lagerkissen übergegangen. Elastomere Lagerkissen passen sich den Bewegungen des lastaufnehmenden teils leichter an/ "seien diese Bewegungen nun durch Temperatar&aderungen oder durch Schwankungen in der Verkehrsbelastung hervorgerufen. Durch Korrosion und durch Schmutzstoffe werden elastomere Lagerkissen nicht in Mitleidenschaft

gezogen

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gezogen. Ohne Folgen bleiben gegebenenfalls auch zusammengesetzte Bewegungen des lastaufnehmenden Teils gegen das Brückentragwerk, da das elastomere Lagerkissen ohne weiteres überhängen und sich schrägsteilen sowie Scherbewegungen ausführen kann, so daß eine mühelose Anpassung an komplexe Bewegungen erfolgen kann.

Allerdings Missen elastomere Lagerkissen Eelativbewegungen zwischen dem lastaufnehmenden 3Ja il und dem B rücke nt ragwerk zulassen* JOiesem Erfordernis wird für gewöhnlich dadurch Sechmuig getragen, daß man eise hiaxreiehesde Stärke ttea Elastomereη Torsielii, us alle auftretenden Bewegungen aufzunehmen.

3iese Bewegungen köiases aufgeiaosäiseii werden, indes man mir eine Blastoserstärke vorsieht, oder aber es können zusätzliche Scnerhewegungen ermöglicht werden., indem, man in das elastomere Lagerkissen entsprechend den toslegungskensdaten, die dem Fachmann bekannt sind, ein Bsilagstell oder laelire-re Beilageteile einfügt.

Oftmals ist es unter des gegebenes Umständen schwierig, ein elastomeres lagerkissen einzubauen, dessen Stärke hinreicht, um dem. lastaufnehmenden Teil nie nötige Bewegungsfreiheit zu "vermitteln. Aus diesem Grund wie ebenso auch zur Ersnoglichung· von Gleitbewegungen des lastaufnehmenden Teils gegen das Brückentragwerk war man bestrebt, Brücke nlage rkissenanordnungen zu entwerfen, bei denen gegenüberliegende Machen -vorgesehen sind, die sich gegeneinander in der Weise verschieben können, wie sich bei den älteren Konstruktionen Hollen gegen die Tragwerke hewegt haben. 2u diesem Zweck wurde verschiedentlieh die Möglichkeit ins Auge gefaßt, eine PoIytetrafluoräthylenflache in Gegenüberstellung zu einer komplementären fileitflache wie etwa einer Mäche von rostfreiem Stahl vorzusehen, um so Gleitbewegungen des lastaufnehmenden Teils in bezug auf das Brückentragwerk zu ermöglichen. Die handelsüblichen Polytetrafluorethylene seien im folgenden der Einfachheit halber als "Teflon" bezeichnet. Typische Konstruktionen mit Teflonflächen sind in den US-amerikanischen Patentschriften 3501609, 3243236, 3349418, 3397856 und 3484882 besehrieben. Bei einer weiteren Konstruktion dieser Art ist ein gepreßtes Polychloroprene ssen mit SGhichtenaufbau mit einer

Teflonschicht versehen, die auf seine obere Fläche auf vulkanisiert

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ist. Dieses Hissen liegt unterhalb eines polierten rostfreien Stahlblechs, das mit einem lastaufnehmenden Teil verbunden ist, so daß sich das lastaufnehmende Teil gegen die Teflonfläche des Lagerkissens gleitend verschieben kann.

Im Bahmen der Erfindung weist eine typische Brückenlagerkis se ns.no rdnung eine Gleitplatte auf, die mit einem lastaufnehmenden !Teil verbunden ist und die in Gegenüberstellung zu einem Brückenlage rki ssen vorge sehen ist, gegen das sie anliegt. Das BrIi ckenl age rkissen umfai-t einen Hauptkörperteil aus einem elaatomeren llaterial mit einem Durome ter-Eindruckwert von etwa 40 bis etwa 65, vorzugsweise sber von etwa 45 bis 55» eine Zwischenschicht aus einem relativ harten Elastomeren mit einem Eindruckwert von etwa 80 bis etwa 100 und vorzugsweise von etwa 85 bis S5j die mit der oberen Fische des Hauptkörperteils verbunden ist, sowie eine obere Schicht aus Teflon oder füllstofflialtigem Teflon, die mit der oberen Fläche der Zwischenschicht verbunden ist. Die obere Fläche der Teflonschicht stellt eine glätte Gleitfläche iia Kontakt mit der Gleitplatte dar.

Der elastomere Hauptkörperteil ist mit einer zwischen die obere und untere Fläche des Hauptkörperteils eingefügten Beilage oder Versteifungsplatte, von der mindestens eine vorgesehen ist, in einen Schichtenverbund gebracht, und falls nur ein solches Beilageteil vorgesehen ist, so ist es unmittelbar unter der Zwischenschicht angeordnet, mit der es zusammenwirkt, um deren Stützwirkung und begrenzte Dämpfungswirkung hervorzubringen. Die Wirkweise der Beilageteile ist im übrigen die nach dem Stand der Technik bekannte.

Die Zwischenschicht hält die Zugbeanspruchung des Teflons in Grenzen und trägt hierdurch dazu bei, den Zusammenhalt der Teflonschicht zu wahren. ¥enn Teflon mit dem Weichgummi der bekannten Lagerkissen verbunden wurde, so pflegte sich der Gummi beim Zusammendrücken und unter exzentrischen Belastungen, hervorgerufen beispielsweise durch Verdrehen eines Brückenbalkens, zu dehnen und in seitlicher Richtung· zu fließen, wodurch die Bindung zwischen dem Teflon und dem Gummi stark beansprucht und das Teflon auch unter Zugspannung gesetzt wurde, so daß es häufig bis über seine Elastizitätsgrenze gestreckt und die Teflonschicht und -fläche daher bleibend

verformt

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v&rforir.t wurde, was ait einer völligen Änderung dei- bei der üusle-.. ι n:- ins Äu,<je gefaßten Eigenschaften verbunden war.

Des seitliche Fließen des Gurani s bei den herkömmlichen weicheren Cummilage rki ssen wirkt sich zudem im. Sinne einer Umverteilung der """on dem L age rki ssen aufgenommenen Belastungen auf einen mittleren, von den Randkanten des Kissens einwärts versetzten Bereich aus. Die erfindungsgeiääße Zwischenschicht trägt zu einer gleichmäßigeren Lestenverteilung bei , so daß der Handbereich der Teflonfläche fest gegen die Gleitplatte gedruckt bleibt, was dem Lindringen von Sandteil ehe η und sonstigen Partikeln entgegenwirkt und mithin der Beibehaltung; öes erwünschten reibungsmindernden Verhaltens an der Grenzfläche dient. Im unterschied zu Stahlflächen, ait denen teflon bei einigen der nach dem Stand der Technik bekannten Lagerkissen verbunden wurde, ui;i einer Streckung und Zerstörung bei Belastung vorzubeugen und eine gleichmäßige Spannungsverteilung nach Möglichkeit bei- zubehalten, vermittelt die Zwischenschicht einen Grad der Kompressibilität, cQT dazu beiträgt, im gesaraten Kontaktbereich eine enge Berührung zwischen der Teflonfläche und der Gleitfläche zu gewährleisten und die an das Lagerkissen angelegten Spannungskräfte und Belastungen gleichmäßiger über das gesamte Lagerkissen zu verteilen als es im Fall der Verbindung von Teflon mit Stahl fläche η und anderen starren, relativ inkompre ssiblen Flächen inöglich ist.

Die obigen und. weitere Ziele , Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen im einzelnen aus der nachfolgenden Beschreibung und aus der. Zeichnungen hervor. Darin zeigen;

Fig. 1 eine teilgeschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Brückenlage rki ssenanordnung in einem im wesentlichen entlang der Linie 1-1 der Fig. 5 gelegten Schnitt?

Fig. 2 eine teil ge schnitte ne Seitenansicht einer Brückenkonstruktion, bei der die erfindungsgemäße Brücke nlage rki ssenanordnung vorgesehen ist;

Fig. 3 eine perspektivische Teilansicht der Lagerkissenanordnung der Fig. 1 und 2. wobei in der zeichnerischen Darstellung Teile weggebrochen sind* und

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Pig. 4 und 5 Seitenteilansichten zur Yeranschaulichung weiterer JLir.satznöglicbkeiten für die eriindungsgemäßeη Lagerkissenanordnungen.

Die erfindungsgemäße .Brücke nl age rkissenanordnung 1 umfaßt eine (Jleitplattenanordnunf. 10 und ein Lagerkissen 12. Die Gleitplattenanordnung 10 kann an einem lastaufnehme nie η Teil wie etwa einem Brückenbalken 14 angebracht und fest mit diesem verbunden sein. Das Lagerkissen 12 kann auf einem Brücke η tragwerk steil wie beispielsweise einem Pfeiler 16 ruhen, mit de κ es verbunden ist.

Die Gleitplattenanordnung 10 kann erwünschtermaßen eine Aufbauplatte 20 einbegreifen, die aus kaltgewalztem Stahl bestehen kann, sowie eine Gleitplatte 22. Die Gleitplatte 22 besteht vorzugsweise'aus einem hochpolierten rostfreien Stahl. Die Gleitplatte 22 kann mit der Aufbauplatte 20 beispielsweise durch Terschweißung fest verbunden sein oder sie kann an der Aufbauplatte vorzugsweise vermittels einer elastomere η Dämp fungs schicht 24 befestigt sein, die auch durch ihre Haftkraft zur Verbindung der Aufbauplatte und der Gleitplatte beitrLgt. Die elastomer schicht 24 fungiert als eine Dämpfungsschicht· die geringfügige örtliche Vertikalbewegungen der Gleitplatte 22 und der Aufbauplatte 20 gegeneinander zuläßt, so daß örtlich ungleichmäßigen Spannungsve rhäl tni ssen Rechnung getragen und mithin eine gleichmäßigere Spannungsverteilung an der Grenzfläche des !Teflons und der aus rostfreiem Stahl bestehenden Gleitplatte herbeigeführt werden kann. Die Verwendung der elastomeren Dämp fungs schicht 24 trägt auch insgesamt zur Beibehaltung eines engen Zontakts zwischen der Gleitplatte und dem Lagerkissen 12 bei, besonders an den Eandkanten, was sich dahingehend auswirkt, daß dem Eindringen von Fremdstoffen wie etwa Sandteilchen vorgebeugt wird und das reibungsmindernde Verhalten der Lageranordnung geschützt bleibt. Für die Schicht 24 ist eine Stärke von etwa 1,59 W-⁸ etwa 6,35 mm erwünscht und vorzugsweise eine solche von etwa 2,38 bis etwa 3>18 i™· Bevorzugt wird eine Dämp fungs schi ch t aus Chlorbutadien, das auf die Platten 20 und 22 auf vulkanisiert ist.

Das Lagerkissen 12 weist einen elastomeren Hauptkörperteil 30 aus Gummi oder aus einem synthetischen Gummi auf, beispielsweise

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aus Cfclorbutadien, Ure than gummi o.ägl. Bei der "bevorzugten Ausführungsiom der Erfindung besteht das elastomere Material au IOC Prozent aus Roh-Chlorbutadien :rdt einem Eindruckivert von annähernd 50 nach der AS TK-PU- r te norm D224C ^n den elastomeren Hauptkörperteil sind mehrere expansive Stahlbeilagen oder Versteifungsplatten 32A bis 321 eingebettet, die aus gewalztem ilußstahl bestehen. Die Stärke und die iahl der vorgesehenen Seilage teile hängen von der Größe des Lagers und von den bei der Auslegung zu berücksichtigenden Schubspannungswerten ab, wobei das Bewegungsspiel des Brückenbalkens 14 in bezug auf das Tragwerks te il l6 in Betracht zu ziehen ist. In typischen Fall haben die Beilagen J2A bis J2D eine Stärke von etwa 2,38 bis 6,35 ^n·

Der Eauptkörperteil 30 ist vorzugsweise als rechteckiges Parallelepiped ausgeformt, wobei die Beilagen 32A bis 32D als allgemein rechteckige, vorzugsweise massive Teile in einer allgemein parallelen Anordnung zwischen der oberen und unteren Fläche des Hauptkörperteils 30 vorgesehen sind, -^s ist erwünscht, daß der Eauptkörperteil mindestens eine Stärke von 25,4 mm hat. An der oberen Fläche 34 äe s Hauptkörperteils ist eine relativ harte Zwi sch en schicht 36 aus einem härteren Gummi vorgesehen, beispielsweise aas ICOp ro sen. tigern Süh-Chlorbutadien, das im Rahmen einer "bevorzugten Äusführungsfoxm einen Barometer-Si ndrnckwext iron etwa 90 nach der ASSI-Mormvorsehrift 1*2240 hat. Deren Stärke kann variieren, doch ist erwünscht, daß sie sich auf einen i?srt von. etwa 1,59 M-⁵ ^,35 ^s und vorzugsweise auf einen $3ert von etwa 3jlß ^ie A1I& ^ belauft* ¥ärs die S-oMcht 36 bedeutend etärker_? so würde eis den bsi den meisten Brükkenko2is1;:ruktio2ien auftretenden Belastung&kräfien nicht in geeigneter "Weise standhalten und die durch die Zwischenschicht 36 zu vermittelnden Torteile wären so nicht zu erzielen. ¥äre die Schicht 36 hingegen wesentlich dünner, so wür-äe dies die Dämgfu&gsmivkung und. die sonstigen Sinkiiosen beeinträchtigen, denen die Schicht 3^ dienen soll» Me Schicht 36 kans Mt der oberen Mäche 34 beispielsweise iulkasisation mit ttem Hauptkörperteil 30 fest verbunden sein.

dea aeisiea ^r im Brüokejäbaii in Betamelit koauaenden ist es STwünscht, daß die Zwischenschicht J^ unmittei-bar ^^n das oberste Beilagsteil 32A. anliegt, wiewolil sie voa der

Beilage

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Beilage unter Zwischenfügung eine s weicheren Gummis o.dgl. einen Abstand haben kann, 5er Ms zu etwa 50 Prozent der Stärke der Zwischenschicht 36 ausmachen kann, vorzugsweise jedoch geringer ist. Die Zwischenfügung einer größeren Stärke des den niederen -indruckwert aufweisenden Elastomeren des Eauptkörperteils zwischen die Beilage 32A uno die Schicht 36 würde die T/irkv/eise der Zwischenschicht nachteilig beeinflussen, was die durch diese vermittelten funktioneilen Vorteile entfallen ließe.

Ar., der oberen Fläche der Hartgummi schicht 36 ist eine obere Schicht 3S aus einem iluorkohlenwasserstof f-Folynerra;: te rial vorgesehen. Ir: der bevorzugter Ausführungsfor.u besteht die obere Schicht 5US polytetrafluoräthylen und es handelt sich dabei uk eine Schicht ..:it einer Stärke von ungefähr 1,59 ^I(im eis einem lOOprozentigen Roh-Teflonaaterial, das den Erfordernissen dar US-Iormvorschrift ^STLI DI457-69 entspricht. Bas l.aterial wird unter 'Värme- und Druckeinwirkung verformt und hierauf zu einer Schichtstärke von 1,59 ¹^¹ geschalt. Seine Shore-D-Härte beträgt bei 25,6 G etwa 50 bis 65. Die Tti'lonschicht wird vorzugsweise bei der Vulkanisation an die obere Guard schicht 3° gebunden und kann in geeigneter Weise vorgebeizt werden, um die Bindung zwischen ihr und der Zwischenschicht zu festigen u.i"c zu verstärken.

Durch Verwendung einer härteren Zwischenschicht 36 wird erreicht, daß die Bindung langfristig unversehrt bleibt, und es begünstigt dies auch den Vorgang der Bindung des Polytetrafluoräthylens an den Eauptkörperteil bei der Vulkanisation. Diese Bindung pflegt auch etwas flexibler zu sein als eine Bindung von Stahl an Teflon, v/äs bei der Beanspruchung des Lagers durch die Verkehrsbelastung ebenso vorteilhaft ist wie bei einer Beanspruchung infolge von Temperatu rände runge η.

Als geeignete Polytetrafluoräthylenmaterialien kommen weiterhin füllstoffhaltige Teflonmassen in Betracht, beispielsweise solche mit einem Gehalt an Molybdändisulfid oder Graphit oder mit einem Gehalt an Verstärkungsmitteln wie etwa Glasfasern und Gespinsten wie "Fasermatten oder Faservliesen. Teflongespinste enthalten Hohlräume, in welche die gelegentlich doch eindringenden Ab rieb teil ehe η aufgenommen

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noomen werden können, und unter den Gegebenheiten der Verwendung im Brückenbau behalten sie daher mitunter ihre reibungsmindernden Eigenschaften noch besser als Teflonschichten.

Im Rahmen der erfinderischen Bemühungen wurde festgestellt, daß die hier beschriebenen wesentlichen Vorteile durch eine Zwischenschicht aus einem relativ harten Elastomeren mit einem Durometer-Ei η druckwert von etwa 80 bis etwa 100 vermittelt werden können, doch gibt es auch andere nichtmetallische Stoffe, die hinsichtlich der Begrenzung der Zugbelastung der Teflonschicht ähnliche Wirkungen hervorbringen können wie jenes Elastomer, indem sie die Beibehaltung des engen Kontakts an der Grenzfläche des Teflons und der Gleitplatte gewährleisten und indem sie zu einer gleichmäßigen Lastverteilung aber das gesamte La.gerkissen beitragen, wodurch dem Eindringen von Fremdteilchen am ümfangsrand des Kissens vorgebeugt und eine örtlich begrenzte Kompression des Lagerkissens ermöglicht wird. Typisch für diese anderen Stoffe sind ein nichtstarres, flexibles Epoxyharz mit oder ohne Ge we be verstärkung, wie etwa einer GIa sf a serge webe verstärkung, sowie eine leder- und gummi gebundene Asbestschicht. Diese Materialien können in dem Lagerkissen mit einem geeigneten Haftmittel gebunden werden. Sie alle halten die seitliche Zugbelastung des Teflons in Grenzen, sie sind sämtlich kompre ssibel und zeigen ein gewisses Mickfederungsvermögen beim Nachlassen der Druckbelastung. Ebenso wie das Elastomer mit dem höheren Eindruckwert sind alle diese Materialien nichtmetallisch und zusammendrückbar, doch sind sie wesentlich weniger komprimierbar als das Elastomer mit dem niederen Eindruckwert und weisen.unter Druckbelastung eine höhere zugspannungsbegrenzende Festigkeit auf als der obere Teil des Elastomeren mit dem niederen Eindruckwert, so daß die Zugbelastung des Teflonsin Grenzen gehalten wird, wenn das Lagerkissen druckbelastet ist.

Die Brückenlagerki ssenanordnung 1 kann zwischen ein lastaufnehmendes Teil wie etwa einen Brückenbalken 14 und ein Brückentragwerksteil wie etwa einen Stützpfeiler 16 eingebaut werden. Die erfindungsgemäße Brücke nlagerki ssenanordnung kann dank ihrer charakteristischen Eigenschaften bei jeder Temperatur eingebaut werden, wobei es nicht nötig ist, eine Vorspannung oder einen Überhang zu geben oder sonstige besondere Maßnahmen zu treffen, wie sie bei den

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nach den Stand der Technik bekannten Lagerkonstruktionen oftmals erforderlich waren.

Sie kann in der gezeigten ^feise eingebaut werden, doch kann sie erwünschtenfalls auch mit der Oberseite nach unten eingebaut werden, wenngleich dies allerdings 'Ue Problematik des möglichen Eindringens von Fremdstoffen, Sandteilchen u.dgl. aufwirft, v/enn also im folgenden von der oberen und der unteren Mache die Hede ist, so ist dies lediglich auf den Zusammenhang der Beschreibung zu beziehen.

In Flg. 2 i st eine erfindungsgemäße Brückenlageranordnuns; 1 im Einbauzustand und unter Belastung gezeigt, in der Darstellung ist gezeigt, wie das Lagerkissen unter der Einwirkung der Belastung eine Scherbewegung ausführt. Bei einer weiteren Erhöhung der Schubspannung niifimt nun die Scherverformung nicht etwa ihren Fortgang, sondern der Reibungswiderstand gegen ein Verschieben der Gleitplatte 22 auf der Teflonschicht 38 wird schließlich überwunden und die Platte 22 sowie der Brückenbalken 14 führen in bezug auf das Lagerkissen 12 und den Stützpfeiler 16 eine Gleitbewegung aus. Es ist zu bemerken, daß die Gleitplatte 22 lang und breit genug ist, so daß sie unabhängig von der Temperatur beim Einbau und von dem jeweiligen Bewegungsspiel die gesamte Schicht 38 stets vollständig bedeckt und ständig im Kontakt mit dieser verbleibt.

Die Tatsache, daß eine Gleitbewegung ausgeführt wird, erübrigt ein Torspannen des Lagerkissens zum Zeitpunkt des Einbaus, etwa im Hinblick auf den zu erwartenden mittleren Temperaturbereich. Dies bedeutet, daß das Lagerkissen bei jeder Temperatur eingebaut werden kann, ohne daß mit der Möglichkeit einer Beschädigung infolge von Bewegungen eines Brückenbalkens in bezug auf das Brückentragwerk gerechnet werden müßte, doch gilt dies natürlich nur innerhalb der Au si egungs grenzen. Es bedeutet ferner, daß eine Bewegung erfolgt, bevor der Hauptkörperteil 30 durch Schub Spannungsüberbeanspruchung beschädigt wird, was sich als Sicherheitsfaktor für die Gesamtkonstruktion auswirkt und die Möglichkeit bietet, den Hauptkörperteil und das gesamte Lagerkissen 12 schmaler auszulegen. Bevorzugt werden elastomere Lagerkissen, die elastomere Körperteile mit einer Stärke

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von mindestens 25»4 m aufweisen und die mit einer Zwischenschicht und einer Teflonschicht der obengenannten Stärken versehen sind. Der Hauptköroerteil könnte· aber natürlich auch eine viel größere Stärke haben, etwa bis zu 127 nun oder noch mehr.

Ein typisches Lagerkissen mit einer Beschaffenheit gemäß den ilrfindungsprinzipien ν.1εs einen Hauptkörperteil mit den Abmessungen 305 x 305 Z- 63,5 ^mm auf, bestehend aus Chlorbutadien mit dem tiindruckwert 55« Die Zwischenschicht hatte eine Stärke von 3? 18 mm, besta.nd aus Chlorbutadien mit einem Eindruckwert von 90 und hatte von dem obersten Beilageteil 32A einen Abstand von nicht mehr als 1,59 mm· Das Polytetrafluorethylen hatte eine Schichtstärke von 1,59 ^ram· In den Hauptkörperteil waren vier Stahlbeilageplatten mit den Abmessungen 298,5 χ 298,5 χ 3,18 iron eingebettet, die an den Seitenkanten des Lage rki see ns praktisch unbedeckt waren. Sie Ge samtanoxdiiang· wurde vulkanisiert,.

Ais ei33g Gleitplatte aus hochpolieirteia rostfreien Stahl mit einer jEruckepannung· von 35 kg/cm"" gegen die iJfeflonschicht niedergedrückt und in seitlicher Sichtung verschoben wurde, führte der Hauptkörperteil eine Scherbewegung (gemäß der Darstellung der Fig. 2) iibex eine Strecke aus, die unter der Au sie gungs grenze verblieb _} d«h. die sich also auf weniger als 20 Prozent der effektiven Gummi stärke des Hauptkorperteils belief, da der fieibungswideTstand noch vox Erreichen die sex Grenze ~(ä/beTwunden wurde.

Bein Überwinden des SeibungsWiderstandes zwischen dem Teflon und dem rostfreien Stahl erfolgte eine fiüokbeweguiag -des 3feflons und des Hauptkörperteils aus der typenhaft in 3?ig. 2 gezeigten scherbe ansprach ten. -Stellung in die Sntspaimungsstellung¹ der Wig* I*

Sollte die Be we gang in. der gleichen Sichtung fortdauern, so würde der Hauptkörperteil esaent sclierbeariSpruoht wsrdsiij Ms de:r Beibungswiderstarid abermels überwunden ψ/χχύ and der Hauptkorperteil wieder in die ilntspannungsstelliing der FIg-. 1 zurückfedert. Es ist dieser Torgang, der es ermöglicht, die Lagerkissenanordmmg bei einer beliebigen Temperatur innerhalb des Auslegungsbereichs einzubauen, ohne daß der Ä'öwexchung· von. der UurahseJhnitisteiaperatio* darcli eiz^^ entsprechende Korrektur Sechnung getragen werden muß te _t sofexn nur

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'die Gleitplatte eine hinreichende Größe hat. Da die Schub beanspruchung aufgehoben wird, bevor das Auslegungsmaximum der Scherspannung erreicht ist, können die Elastomerkissen nun natürlich dünner ausgebildet werden, ohne ihre I'unktionse igenschaf ten zu beeinträchtigen, die sich in Hahinen der Auslegungskenngrößen halten, wie sie der Brückenbauer festlegt. Je dünner das Kissen ist, um so kleiner kann es auch in der Draufsicht sein. '±>s ist dann schließlich auch in der Herstellung weniger aufwendig, da wesentlich weniger Material benötigt wird.

Beim Entwurf eines Brüclcenlagerkissens sind viele Faktoren zu berücksichtigen. Linige dieser Faktoren wurden bereits erwöhnt. Hin solcher Umstand ist auch die Pahrbahnneigung, da oftmals gerade Brücken Steigungen oder Gefälle a.ufweisen. In diesen Fällen können die Lager am vorderen Hand starker belastet werden als am hinteren Eand, venn das lastaufnehmende Teil vom Vorder- zum Hinterrand nach oben geneigt ist. Diese ITeigung kann zu einer Drucküberlastung an dem einen Rand des Lagers beitragen. Sie kann auch zu einem Abheben unter der Verkehxsbelastung führen, genauer zu einem Abheben der Gleitplatte aus dem Kontakt mit der Lagerkissenfläche unter statischer wie auch unter dynamischer Belastung, etwa am hinteren Sand des L-gers. Dies hätte zur Folge, daß Verunreinigungen und Fremdstoffe in dem Zwischenraum zwischen den Gleitflächen eindringen könnten, was das reibungsmindernde Verhalten beeinträchtigen würde. Beim Hntwurf einer Lageranordnung für den Einsatz unter bestimmten Gegebenheiten kann es daher erforderlich sein, die obere Fläche des Lagerkissens 12 geneigt verlaufen zu lassen oder die Gleitplattenanordnung zu neigen, indem man die Aufbauplatte 20 mit einer Verjüngung ausbildet, um so die Drucklasten gleichmäßiger zu verteilen und dem Abheben vorzubeugen. Im erstgenannten Fall wurden sich die Beilageteile 32 nicht notwendig parallel zur oberen wie auch zur unteren Fläche des Hauptkörpers 30 des Lagerkissens 12 erstrecken, sondern nur annähernd parallel.

IVpische Gefälle- oder Neigungsverhältnisse sind in Fig. und 5 gezeigt, in denen lasttragende !Teile L und Stützen oder Pfeiler S dargestellt sind. In Fig. 4 weist die Gleitplattenanordnung Pl

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eine Gleitplattenfläche auf, die allgemein horizontal verläuft, und auch die Lage rkis se nano r dnung Bl weist eine komplementäre, allgemein horizontale Gleitfläche auf, wobei es sich auch hier bei der Anordnung Bl allgemein um ein rechteckiges Parallelepiped handelt. In Pig. 5 sind die komplementären Gleitflächen der Anordnung P2 und der Anordnung B2 allgemein im gleichen Winkel geneigt wie das lasttragende Teil L. In diesem Fall ist zumindest das eine der Beilageteile, vor allem die oberste Beilage , ebenfalls mit einer Neigung anzuordnen und kann sich daher nicht genau parallel zur oberen wie auch zur unteren Fläche des Hauptkörperteils der Lagerkissenanordnung erstrekken.

Die Zwischenschicht 36 ermöglicht eine Funktionsweise des elastomeren Hauptkörperteils 30 und der Teflonschicht 38 in dem Sinne, wie dies vorgesehen ist. Üe Schicht 36 vermittelt eine Dämpfungswirkung, wodurch die Einheitlichkeit der Spannungs- und Lastverteilung über das gesamte Lager begünstigt und die Paßfähigkeit der einander gegenüberliegenden Gleitflächen erhöht wird, so daß der Kontakt zwischen diesen Flächen aufrechterhalten bleibt. Die Zwischenschicht 36 fungiert als Brücke zwischen dem Hauptkörper und der re ibungsmindernden Schicht und vermittelt sowohl Gefügefe stigkeit zur Begrenzung der Zugbelastung des Teflons als auch die Fähigkeit zur örtlichen Verformung, wie sie jeweils nötig werden mag. Sie wirkt auch dem Eindringen von Fremdstoffen in die Polytetrafluoräthylenschicht entgegen, da sie das Bestreben hat, den vollen Flächenkontakt zwischen der Oberfläche der Teflonschicht und der Gleitfläche aufrechtzuerhalten. Sie begünstigt überdies die Gleichmäßigkeit der Lastverteilung bei der Belastung des Hauptkörperteils 30 und der Teflonschicht durch den Brückenbalken 14· Sie trägt dazu bei, die Unversehrtheit der Teflonschicht zu gewährleisten, deren Zerstörung, die mit einer Verstärkung des fieibungswi der stände s verbunden wäre und die möglicherweise die Beschädigung des Lagerkissens insgesamt nach sich zöge , hierdurch verhindert wird. Der Hauptkörperteil 30 führt natürlich Scherbewegungen aus und läßt Mpp- und Seitenneigungsbewegungen ebenso zu wie die nach dem Stand der Technik bekannten elastomeren Lagerkissen.

P a te η tan sp r ü ehe

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Claims

Patent ensprüche

1.) Lagerkissen zui.i Abstützen des Gewichts eines lastaufnehmenden !teils puf einen Tragwerk und zum Ausgleichen und Zulassen der Bewegungen eines lastaufnehmenden Teils in bezug auf ein Tragwerk iüi Einnehmen einer Gegenüberstellung zu einer Gleitplattenfläche und im Anliegen gegen diese, gekennzeichnet durch einen Hauptkörperteil (30), eine Zwischenschicht (36) und eine Schicht (38) aus Polytetrafluoräthylen. wobei der Hauptkörperteil (30) aus einem elastoneren Material mit einem Büro neter-Eindruckwert von etwa 4C bis etwa 65 besteht und zwischen das las tauf nehmende Teil (14) und das Tragwerk (l6) einfügbar ist, wobei der Hauptkörperteil (3C) eine obere und eine untere Fläche aufweist und mindestens eine expansive Beilageplatte (32A-D) einbegreift, die zwischen der oberen und der unteren Fläche liegt und unmittelbar unterhalb der Zwischenschicht (36) angeordnet ist, wobei die Zwischenschicht (36) ein. nichtmetallisches kompre ssibles Material umfaßt, das wesentlich weniger kompressibel ist als das elastomere Material und unter Druckbelastung eine größere zugspannungsbegrenzende Festigkeit aufweist als der obere Teil des elastomeren La te rials,- wobei die Zugbelastung des Poly te traf luoräthylens im druckbelasteten Zustand des Lagerkissens (12) be^-renzbar ist, wobei die Zwischenschicht (36) in unmittelbarer Hähe der obersten expansiven Beilageplatte (32A) an die obere Fläche des Hauptkörperteils (30) gebunden ist und wobei die Schicht (38) aus Poly te trafluoräthylen cn die obere Fläche der Zwischenschicht (36) gebunden ist und eine obere Gleitfläche bildet, die zum Zulassen von Gleitbewegungen des lastaufnehmenden Teils (14) i*i bezug auf das Tragwerk (l6) zum gleitenden Angreifen an einer in Gegenüberstellung vorgesehenen Gleitplattenfläche betätigbar ist.

2. La^erkissen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (36) aus einem relativ harten Elastomeren mit einem Durcmeter-Ziindruckwert von etwa 80 bis etwa 100, aus Leder, aus einem gummi gebundene η Asbestschichtmaterial oder aus einem nichtstarren flexiblen Spoxymaterxal besteht.

3· Lagerkissen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der

Hauptkörperteil

Hauptkörperteil (30) eine Stärke ve η mindestens 25,4 im«, die Beilageölatte (J2A) eine Stärke von etwa 2,3^Ö ^- ⁷°i s etwa 6,35 i"nm und die Zwischenschicht (36) eine Stärke von etwa 1,59 ^™ Ms etwa 6,35 ma haben und es sich bei dem Polytetrafluorethylen u;:i eine Schicht sit einer StLrke von mindestens etwa 1,59 üiei handelt.

4· Ls^erki ssen nach Anspruch 3) dadurch gekennzeichnet, daß es sich "bei der Zwischenschicht (36) um ein Elastomer uit einem Durome teriiindruckwert von etwa 8 5 his etwa 95 handelt, wobei die Zwischenschicht (36) von einer Beilageplatte (32a) einen Abstand hat, der nicht mehr beträgt als his etwa 50 Prozent der Stärke der Zwischenschicht (36).

5· Lagerkissen nach Anspruch 4> dadurch gekennzeichnet, daß das elastomere i-.Iaterial 2 ine η Lurometer-oiindruckwert von etwa 45 Ms etwa 55 hat.

6. Srücl-enkonstruktion, gekennzeichnet durch ein festes Brückentragwerksteil (l6) und ein zur Ausführung von Bewegungen in bezug auf das feste Brücken trafwerk steil (l6) angeordnetes lasttragendes Brückenteil (14) sowie eine zum Ausgleichen und zum Zulassen wechselseitiger Bewegungen zwischen dem Brücke ntragwe rk steil (l6) und dem Brückenteil (14) angeordnete L e ge rki s se nano r dnung (l), wobei die Lagerkissenanordnung· (l) ein an dem Brücke ntmgwerkste il (l6) oder an dem Brückenteil (14) befestigtes Lagerkissen (12) und eine an dem anderen dieser beiden Teile befestigte und in Gegenüberstellungzu dem Lagerkissen (l2) vorgesehene Gleitplatte (22) umfaßt, wobei das Lagerkissen (l2) einen Eauptkörperteil (3O)₅ eine Zwischenschicht (36) und eine Schicht (38) aus Poly te traf luoräthylen einbegreift, wobei der Hauptkörperteil (30) ein elastomeres Material mit einem Durometer-Eindruckwert von etwa 40 his etwa 65 einbegreift, wobei der Hauptkörperteil (30) eine obere und eine untere Fläche sowie mindestens eine zwischen der oberen und der unteren Fläche liegende und unmittelbar unterhalb der Zwischenschicht (36) angeordnete expansive Beilageplatte (32A-I)) aufweist, wobei die Zwischenschicht (36) an den Hauptkörperteil (30) gebunden ist und ein nichtmetallisches kompressible s Material umfaßt, , das wesentlich weniger kompressibel ist als das elastomere Mate-

G 0 9 8 2 U / Cl 7 3 7

rial und unter Druckbelastung eine größere zugspannungsbegrenzende Festigkeit aufweist als der obere Teil des elastomere η ilaterials. wobei die Zugbelastung· des Polytetrafluoräthylens im druckbelasteten Zustand des Lagerkissens (12) begrenzbar ist und eine gleichmäßige Lastverteilung unter der Belastung durch das lasttragende 3rückenteil (14) herbeiführbar ist, und eine obere Schicht (38) aus Polytetrafluoräthyleη, die an die obere Fläche der Zwischenschicht (36) gebunden ist und eine obere Gleitfläche bildet, die zuci Ausgleichen und Zulassen von Bewegungen des lasttragenden Brückenteils (14) in bezug auf das Brückentragwerksteil (l6) in gleitbarer Gegenüberstellung zu der Gleitplatte (22) vorgesehen und zum Angreifen an dieser angeordnet ist.

7· Brückenkonstruktion nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (36) aus einem relativ harten Elastomeren mit einem Durometer-Eindruckwert von etwa 80 bis etwa 100, aus Leder, aus einem gummi ge bun dene η Asbestschichtmaterial oder aus einem nichtstarren flexiblen Epoxymaterial besteht.

8. Brückenkonstruktion nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Gleitplatte (22) um hochpolierten rostfreien Stahl handelt und die Gleitplatte (22) an dem lasttragenden Brückenteil (14) befestigt ist.

9. Brückenkonstruktion nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß cie Gleitplatte (22) an eine zwischengefügte elastomere Dämpfungsschicht (24) gebunden ist, die ihrerseits an dem lasttragenden Bxückenteil (14) befestigt ist.

10. Brückenkonstruktion nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die zwischengefügte Dämpfungsschicht (24) an eine Aufbauplatte (20) gebunden ist, die an dem lasttragenden Brückenteil (14) befestigt ist.

11. Brückenkonstruktion nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß

. das Lagerkissen (12) an dem festen Brückentragwerksteil (l6) befestigt ist und die Gleitplatte (22) an dem lasttragenden Brückenteil (14) befestigt ist.

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