ELASTOMER POT BEARING FOR STRUCTURES

Abstract: 1. An elastomer cup-type bearing for structures, in particular bridges, comprising a cup (5) and a cover (6) which engages into the cup, as well as an elastomer disc (2) which is enclosed between the cup and the cover and which forms the deformable part of the bearing upon loading thereof, characterised in that the elastomer disc (2) is connected by vulcanisation on both sides to respective steel plates (3) and is thus formed as a reinforced elastomer bearing in which the steel plates (3) on the two sides thereof project beyond the edge (4) adjoining same of the elastomer layer (2), wherein the faces (1) thereof, which extend therearound uncovered freely in an outward direction, are of a concave configuration.

Description: Elastomeres Topf lager für Bauwerke Die Erfindung betrifft ein elastomeres Topflager für Bauwerke, insbesondere Brücken, mit einem Topf und einem in ihn eingreifenden Deckel sowie einer zwischen ihnen eingeschlossenen, den verformbaren Teil des Lagers bei dessen Beanspruchung bildenden Elastomer Scheibe. Solche Topflager dienen bekanntlich der Aufnahme der vertikalen Auflast, z.B. einer Brücke, der Aufnahme von Verdrehungen des Auflagerpunktes, von Horizontalverschiebungen und von Horizontalkräften, wenn das Lager als Festpunkt des betreffenden Bauwerkes wie einer Brücke geplant ist. Bisher bekannte Topflager dieser Art bestehen aus einem Zylindertopf mit einem Deckel. In dem Zylindertopf liegt eine kreisrunde Elastomer-Scheibe, die den verformbaren Teil des Lagers ausmacht. Bei Beanspruchung des Topflagers durch das Gewicht der Brücke drückt der Deckel auf die Elastomer-Scheibe, die nicht ausweichen kann, da sie in dem Topf eingeschlossen ist. Es stellt sich ein Spannungszustand in der Elstomer-Scheibe, ähnlich dem einer eingeschlossenen Flüssigkeit ein. Bei Beanspruchung durch eine Verdrehung des Auflagerpunktes der Brücke verformt sich die Elastomer-Scheibe keilförmig, indem die eine Hälfte keilförmig dicker und die andere Hälfte keilförmig dünner wird. Auch auf die Verdrehung ist das Modell der eingeschlossenen Flüssigkeit übertragbar. Diese Funktionsweise ist Jedoch nur dann möglich, wenn gewährleistet ist, dass am Scheibenrand das Elastomer nicht in den Spalt zwischen der Innenwand des Zylindertopfes und dem Deckel gepresst wird. An dem Modell der eingeschlossenen Flüssigkeit bedeutet das, dass der Deckel am Druckzylinder dicht abschliessen muss.Die aufzunehmende Verdrehung erfordert aber eine Mindestbreite des Spaltes zwischen Deckel und Zylindertopf. Dieses Problem hat man bisher mit Hilfe von Dichtungsbändern, die im Randbereich der Elastomer-Scheibe eingelegt werden, zu lösen versucht. Es werden verschiedene Varianten von Dichtungsbändern verwendet wie z.B. Bänder aus Metall oder Kunststoff, Bänder mit rechteckigen oder winkelförmigen Querschnitten oder Bänder als Ketten, die aus einzelnen miteinander verbundenen Kettengliedern bestehen. Diese Dichtungsbänder bleiben Jedoch immer ein schwacher Punkt des Topflagers. Bei hoher Belastung versagen als erstes die Dichtungsbänder. Besonders bei den wiederholten Verdrehungen schleift der Scheibenrand entlang der Zylinderwand und wird in dem Spalt zwischen Zylinderwand und Deckel eingeklemmt und zerstört. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elastomeres Topflager der eingangs definierten Art so auszugestalten, dass die eingefügte Elastomer-Scheibe nicht in den Spalt zwischen Topfwandung und Deckel einklemmen und zerstört oder sonstwie in ihrer Funktionsweise beeinträchtigt werden kann. Diese Aufgabe ist bei einem solchen elastomeren Topflager erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Elastomer-Scheibe beidseitig mit je einer Stahlplatte durch Vulkanisation verbunden und so als bewehrtes Elastomer Lager ausgebildet ist, dessen beidseitigen Stahlplatten über den an sie angrenzenden Rand der Elastomer-Schicht hinausragen. Aufgrund dieser Ausbildung kann die Elastomer Schicht nicht in den Spalt zwischen TopSinnan- wandung und Deckel eindringen. Dies wird in noch erhöhterem Mass dadurch verhindert, dass die frei umlaufenden Stirnflächen der Elastomer-Schicht konkav ausgebildet sind. Hierbei kann das bewehrte Elastomer-Lager einschichtig oder für grössere Verdrehungen auch mehrschichtig ausgebildet sein. Es ist zwar bereits ein elastomeres Topflager bekannt (DE-OS 1 806 628), bei dem die Elastomer-Schicht gegenüber Topf und Deckel zurück versetzt ist. Aufgrund dieser Massnahme ist Jedoch bei hoher Belastung des Lagers keine sichere Gewähr dafür gegeben, dass kein Elastomer in den Spalt zwischen Topf und Deckel eindringen kann. Bei diesem Topflager ist ausserdem das Elastomer-Kissen nicht mit beidseitigen aufvulkanisierten Stahlplatten ausgerüstet. Auch bei einem ferner bekannten Gummilager ("Der Bauingenieur, 39 (1964), Heft 2, Seite 63 Abb. 29) sind mit ihm die beidseitigen Stahlplatten nicht vulkanisiert, demnach kein Bestandteil desselben und dienen daher auch nicht dessen Bewehrung. Vielmehr sind die beiden Stahlplatten dort Bestandteil der stählernen Festhaltekonstruktion. Die Stahlplatten des bewehrten Elastomer Lagers lassen einem Topflager gemäss der Erfindung einen geringen Spalt zur Topfwand frei, damit bei Verdrehungen keine Klemmkräfte entstehen. Durch den Ersatz der Elastomer-Scheibe durch ein bewehrtes Elastomer-Lager mit den Konstruktionsmerkmalen der überkragenden Stahlplatten und evtl. konkaven Stirnflächen wird das Problem der Dichtigkeit gelöst und damit der schwache Punkt der bisherigen Ausführungsform beseitigt, denn das Elastomer kommt nicht mehr in Berührung mit dem Spalt zwischen Topfwandung und den Bewehrungsplatten bzw. Deckel und läuft nicht Gefahr, in den Spalt eingeklemmt zu werden. Die Funktionsweise der eingeschlossenen Flüssigkeit wird von dem Elastomer auch bei dieser Bauart beibehalten, sie wird aber durch die Bewehrungsplatten erzwungen und ist nicht auf eine komplizierte Dichtung angewiesen. Bei Belastung des Lagers wölbt sich die Randfläche des Lagers aus, ohne die Topfwand und den Spalt zwischen Topfwand und Stahlplatte zu erreichen. Erst bei grösserer Belastung erreicht die Auswölbung den Topfrand, der dann ein weiteres Auswölben vermeidet. Es entsteht dadurch bei hohen Belastungen eine zusätzliche Einfassung des Elastomers, ohne dass dabei das Elastomer den Spalt zwischen Topf und Stahlplatte bzw. Deckel erreicht und eventuell hier eingeklemmt wird. In der Zeichnung ist ein elastomeres Topflager der erfindungsgemässen Art in einer beispielsweise gewählten Ausführungsform in einem abgerissenen Querschnitt schematisch veranschaulicht. Es zeigen: Fig. 1 das Topflager in unbelastetem Zustand und Fig. 2 das Topflager in belastetem Zustand. Das hier für ein solches elastomeres Topflager verwendete bewehrte Elastomer-Lager ist so ausgebildet, dass die frei umlaufenden Stirnflächen 1 der Elastomer-Scheibe 2 konkav ausgebildet sind und deren beidsei- tigen Stahlplatten 3 über den an sie angrenzenden Rand 4 der Elastomer-Schicht 2 hinausragen. Dieses so ausgebildete Elastomer-Lager sitzt zwischen dem Zylindertopf 5 und dem in ihm eingreifenden Deckel 6. Solange dieses Topflager unbelastet ist (Fig. 1), behält die umlaufende Stirnfläche 1 der Elastomer-Schicht 2 ihre konkave Gestalt. Wird das Lager nun aber belastet (Fig. 2), wird die Stirnfläche 1 der Elastomer-Schicht 2 - beginnend aus ihrer Ausgangslage 1' - allmählich nach aussen gewölbt, bis sie - bei grosser Belastung des Lagers in ihrer Endlage 1" zur Anlage an die innere Zylinderwandung des Topfes gelangt. Wenn auch bereits in den meisten Fällen genügt, dass die Stahlplatten, nämlich die untere Stahlplatte 3 über den an sie angrenzenden Rand 4 der Elastomer-Schicht 2 des bewehrten Elastomer Lagers hinausragt, um ein Eindringen von Elastomermaterial in den Spalt 7 zwischen Topf 5 und Deckel 6 zu verhindern, wird dies umso mehr erreicht durch die konkave Ausbildung der frei umlaufenden Stirnflächen 1 der Elastomer Schicht 2 des Elastomer-Lagers.

Claims: Patentansprüche: 1. Elastomeres Topflager für Bauwerke, ins besondere Brücken, mit einem Topf und einem in ihn eingreifenden Deckel sowie einer zwischen ihnen eingeschlossenen, den ver formbaren Teil des Lagers bei dessen Bean spruchung bildenden Elastomer-Scheibe, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomer Scheibe (2) beidseitig mit Je einer Stahl platte (3) durch Vulkanisation verbunden und so als bewehrtes Elastomer-Lager ausge bildet ist, dessen beidseitigen Stahlplatten (3) über den an sie angrenzenden Rand (4) der Elastomer-Schicht (2) hinausragen. 2. Topflager nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass die frei umlaufenden Stirn flächen (1) der Elastomer-Schicht (2) konkav ausgebildet sina. 3. Topflager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das bewehrte Elastomer Lager mehrschichtig ausgebildet ist.

Inventors: HINZ, KARL-OTTO, POIER, PETER, DIP.-ING., TOPALOFF, BORIS, DR.ING.
Applicants: VORSPANN-TECHNIK GMBH
Application year: 1982
Main classification: E04B1
IPC codes: E01D19, E04B1