DE2849864C2 - Mehrschichtiges Lager mit elastischen Verformungseigenschaften - Google Patents
Mehrschichtiges Lager mit elastischen VerformungseigenschaftenInfo
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
- E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
- E04B1/36—Bearings or like supports allowing movement
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Description
Die Erfindung betrifft ein mehrschichtiges Lager mit elastischen Verformungseigenschaften für die Auflagerung
von Bauteilen.
Das erfindungsgemäße Lager ist zur Aufnahme von Bauteilen, z. B. zur Verbindung von Platten mit Balken
oder Stützkonsolen, Balken mit Balken oder Stützen vorgesehen und soll alle an Baulager dieser Art zu
stellenden technischen Anforderungen, insbesondere im Bereich des Stahlbetonfertigteilbaues erfüllen können.
An Lager dieser Art werden folgende Anforderungen gestellt:
1. Sichere Ableitung von senkrecht zur Lagerebene auftretenden Lasten (Eigengewicht und Verkehrslast) in die unteren Bauteile, ohne daß bauübliche
Verwölbungen oder" Rauhheiten der Lagerflächen der angrenzenden Bauteile und unzulässig hohe
Spannungsspitzen ergeben;
2. Verhinderung unzulässig hoher Kantenpressungen
infolge unvermeidlicher Maßabweichungen von der Parallelität zugehöriger Berührungsflächen bei
Fertigbauteilen und Maßabweichungen der Verdrehwinkel infolge vorgesehener Bautailverformungen;
3. Ermöglichung planmäßiger Bauteilverschiebungen in der Lagerebene mit minimalen Rückstellkräften
und
4. Wartungsfreiheit und lange Lebensdauer.
Es sind Lager der eingangs genannten Art und ähnlicher Bauweise bekannt die die vorgenannten
Anforderungen nicht oder nur teilweise erfüllen, so daß ein Bedürfnis besteht, die vorhandene Lücke durch eine
verbesserte Konstruktion auszufüllen.
Das DE-GM 7319 931 betrifft ein bewehrtes
Elastomerlager, dessen oberste und unterste Schichten Noppen oder dgl. aufweisen. Die hierdurch gebildeten
Hohlräume sollen den unter Belastung verdrängten Werkstoff aufnehmen. Solche Lager eignen sich
vorwiegend zur Aufnahme zentrischer Lasten. Exzentrische Lasten jedoch, wie sie in aller Regel auftreten,
führen hingegen zu Kantenpressungen. Das Verformungsverhalten solcher Lager führt zu der Gefahr, daß
nur ein Teil der gesamten Lagerfläche an der Lastübertragung beteiligt ist Dadurch werden die
Kantenpressungen noch größer und die angrenzenden Konstruktionsteile werden überlastet
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lager zu schaffen, das eine sichere gleichförmige Ableitung
der Last auch dann ermöglicht, wenn die einander zugeordneten Kontaktflächen erheblich von der Planparallelität
abweichen, und das relativ einfach herstellbar ist.
Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des
Anspruches 1 aufgeführten Merkmale. Ein solches Lager reagiert teils elastisch, teils plastisch auf ihm
aufgezwungene Kräfte bzw. Lasten. Diese Wirkung wird erzielt, da infolge der besonderen Gestaltung der
Tragschienten und/oder Elastomerschichten bei Erreichen einer vorbestimmten örtlichen Pressung eine
bestimmte, zugeordnete Verminderung der Lagerhöhe eintritt
Die erfindungsgemäßen Lagerkonstruktionen weisen nicht nur bei zentrischer Belastung in bestimmten
Spannungsintervallen näherungsweise lineare Spannungs-Stauchungs-Charakteristika
auf, sondern auch bei einer Lagerverdrehung wird es ermöglicht, daß bei Erreichen der zulässigen Lagerbelastung die tatsächliche
Spannungsverteilung etwa der mittleren rechnerischen Spannung entspricht Infolgedessen können
wesentlich höhere zulässige Drehwinkel als bei bekannten Lagern ohne Überschreitung der zulässigen
Maximalspannung erzielt werden. Dies wiederum hat zur Folge, daß bauübliche Toleranzen ausgeglichen
werden können.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform bestehen die Tragschichten aus Platten aus Metall, dessen
Streckgrenze relativ niedrig, etwa im Bereich a = 50—
150 N/mm2 und dessen Bruchdehnung sehr hoch, mindestens bei ε = 40% liegen. Anstelle der für
bewehrte Lager üblichen Stahlbleche aus Stählen mit hoher Streckgrenze können nun Bleche aus relativ
billigen Stählen oder auch aus anderen Metallen mit extrem niedriger, ausgeprägter Streckgrenze verwendet
werden. In Abhängigkeit von der Höhe der Streckgrenze und der Dicke der verwendeten Bleche
und Elastomerschichten tritt bei Erreichen bestimmter Lasten und/oder Verdrehwinkel ein örtliches Fließen
der als Tragschichten verwendeten Bleche ein. Hierdurch verringert sich irreversibel die Lagerdicke, und es
erfolgt eine Umlagerung der Spannung zum weniger belasteten Rand. Als Werkstoff für diese Tragschichten
eignet sich beispielsweise Reinsteisen mit einem Kohlenstoffanteil von 0,001%, weichgeglühtes
ARMCO-Eisen, Weicheisen in besonderer Zusammensetzung sowie manganhaltige Siliziumbronze
(CuSi2Mn).
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 3 bis 7 angegeben.
Nachstehend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, und zwar
zeigt
F i g. 1 eine erste Ausführung eines Lagers gemäß der Erfindung;
F i g. 2 eine Weiterbildung des Lagers der Bauart nach Fig. 1;
F i g. 4 eine Weiterbildung des Lagers der Bauart nach Fig.3;
Fig.6—8 verschiedene Ausführungsformen einer
Tragschicht;
F i g. 1 zeigt eine einfache Ausführung eines Lagers gemäß der Erfindung, das sich zwischen zwei Bauteilen
1 und 2, beispielsweise zwei Stahlbetonfertigteilen, befindet und das aus mehreren aufeinanderliegenden
Schichten gebildet ist, die gemeinsam die Lagerwirkung hervorrufen.
Die oberen und unteren Begrenzungsschichten 3 bestehen, wie bei den bekannten Lagern aus je einer
dünnen Elastomcrschicht, beispielsweise aus Polychloropren, und dienen lediglich als Korrosionsschutzschicht für die darunter befindlichen Tragschichten 4
und nehmen selbst an der eigentlichen Lagerwirkung nicht teil. Sie können daher auch fortgelassen oder
durch einen anderen Korrosionsschutz ersetzt sein. Die Begrenzungsschichten 3 schließen zwischen sich je eine
Tragschicht 4 und' zwischen diesen eine Elastomerschicht 5 üblicher Art, z. B. eine Gummiplatte oder eine
besonders hergestellte Elastomerschicht ein, die noch näher erläutert wird.
Die Tragschichten 4 können gleichartig oder unterschiedlich sowohl hinsichtlich ihrer Dicke, Konstruktion als auch ihrer Festigkeit sein. Maßgebend ist
lediglich, daß sie nach anfänglich elastischem Verhalten im Bereich durchschnittlicher technischer Lagerbean-
- spruchung (Belastung) plastisch und/oder mindestens
eine Elastomerschicht 5 über ihren natürlichen plastischen Verformungsanteil an der Gesamtverformung
hinaus plastisch verformbar sind. Die Tragschichten 4 bestehen zweckmäßig aus Metallen oder auch aus
Fasern, deren Streckgrenze relativ gering, etwa im Bereich von σ = 50—150 N/mm2 und deren Bruchdehnung sehr hoch, d. h. mindestens ε =40% sind. Für den
Fall, daß die Tragschichten 4 aus Fasern dieser
Beschaffenheit bestehen, sollen diese fest mit mindestens einer benachbarten Elastomerschicht 5, z. B. durch
Vulkanisation, verbunden sein. Die Fasern können, als
Vlies vorliegen oder auch durch Weben, Wirken oder dgl. miteinander verbunden sein.
Wie Fig.2 zeigt, kann das Lager auch mehrere
Elastomerschichten 5 aufweisen, die mit Tragschichten 4 abw-schseln, wobei die oberen und unteren Tragschichten 4 nach außen jeweils von einer Begrenzungsschicht
3 bedeckt sind. Je nach Anwendungsaufgabe können ein
oder mehrere Tragschichten als normale, schubfest mit
einer benachbarten Elastomerschicht z. B. durch Vulkanisation, verbundene Blechplatten 6 ausgebildet sein
(F ig. 3 und 4).
Die Tragschichten 4 können auch aus einem
Kombinationselement bestehen, das aus einem Hohlräume 7,8 oder 9 bildenden Kernteil 10,11 oder 12 und
diesen abdeckenden, dünnen Flächenelementen 13 aus Metall, d. h. Blechen gebildet ist Dabei sind diese Bleche
13 zweckmäßig fest mit den Kernteilen 10,11 oder 12
z. B. durch Schweißung, verbunden. Die Kernteile 10,11,
12 können aus gelochten Blechplatten (F i g. 6) oder aus Metallplatten mit mindestens einachsigen Vertiefungen,
z. B. in der Form wellenförmiger oder trapezförmiger Vertiefungen (F i g. 7,8) bestehen.
Um eine geeignete Elastomerschicht 5, die auch plastisch verformbar ist, zu erhalten, kann diese
Hohlkugelelemente 14, z. B. Mikrohohlkugel!! enthalten,
die bei bestimmter Belastung plötzlichen Gestaltveränderungen, z. B. infolge Beulens oder Zerbrechens
unterliegen. Bei Erreichen bestimmter örtlicher Druckspannungen beulen die Wandungen der Hohlkugelelemente 14 oder brechen diese, wobei die Schalensteifigkeit naturgemäß verloren geht und eine vorübergehende oder bleibende Dickenverminderung des Lagers
eintritt
Eine solche Elastomerschicht 5 kann auch eine geeignete Bewehrung 15, z.B. in der Form einer
gewellten Blech- oder Kunststoffplatte aufweisen (Fig.5). Im Sonderfall kann eine solche Elastomer-
schicht 5 auch die Tragschicht 4 bilden.
Die Fig.9—12 zeigen Lager mit wenigstens einer
Elastomerschicht 5, wobei verschiedene Tragschichten 4 verwendet sind.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Mehrschichtiges Lager mit elastischen Verformungseigenschaften
für die Auflagerung von Bauteilen, gekennzeichnet durch Tragschichten
und/oder Elastomerschichten, wobei im Bereich durchschnittlicher Beanspruchung des Lagers die
Tragschichten (4) plastisch verformbar sind und/ oder mindestens eine Elastomerschicht (5) über
ihren natürlichen plastischen Verformungsanteil an der Gesamtverformung hinaus plastisch verformbar
ist
2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragschichten (4) aus Platten aus Metall
bestehen, dessen Streckgrenze relativ niedrig, etwa im Bereich σ = 50—150 N/mm2 und dessen Bruchdehnung
sehr hoch, mindestens bei ε = 40% liegen.
3. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragschichten (4) aus Fasern bestehen,
deren Streckgrenze relativ niedrig, etwa im Bereich a = 50—150 N/mm2 und deren Bruchdehnung sehr
hoch, mindestens bei ε = 40% liegen und die fest mit mindestens einer benachbarten Elastomerschicht (5)
z. B. durch Vulkanisation verbunden sind.
4. Lager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Tragschicht (4) aus einem
Kombinationselement besteht, das aus einem Hohlräume (7, 8, 9) bildenden Kernteil (10, 11, 12) und
dieses abdeckenden, dünnen Flächenelementen (13) gebildet ist
5. Lager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dünnen Flächenelemente (13) mit
mindestens einer benachbarten Elastomerschicht (5) schubfest verbunden sind.
6. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine
Elastomerschicht (5) vorgesehen ist, die Hohlkugelelemente (14) enthält, die bei bestimmter örtlicher
Beanspruchung plötzlichen Gestaltänderungen, z. B. Beulen oder Zerbrechen, unterliegen.
7. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet daß einzelne Tragschichten
aus normalen, schubfest mit einer benachbarten Elastomerschicht (5) verbundenen Blechplatten (6)
bestehen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19782849864 DE2849864C2 (de) | 1978-11-17 | 1978-11-17 | Mehrschichtiges Lager mit elastischen Verformungseigenschaften |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19782849864 DE2849864C2 (de) | 1978-11-17 | 1978-11-17 | Mehrschichtiges Lager mit elastischen Verformungseigenschaften |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE2849864A1 DE2849864A1 (de) | 1980-05-29 |
DE2849864C2 true DE2849864C2 (de) | 1982-08-05 |
Family
ID=6054903
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19782849864 Expired DE2849864C2 (de) | 1978-11-17 | 1978-11-17 | Mehrschichtiges Lager mit elastischen Verformungseigenschaften |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2849864C2 (de) |
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Also Published As
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