Höhenverstellbares Lager zum Übertragen und Anheben bzw. Absenken schwerer Lasten von Bauwerken, insbesondere Brückenbauwerken

Abstract

 @ Höhenverstellbares Lagerzum Übertragen und Anheben bzw. Absenken schwerer Lasten von Bauwerken, insbesondere Brückenbauwerken, welches in einem aus Stahl hergestellten Behälter oder Topf auf dem Behälterboden aufliegende dicke Elastomere-Platte aufweist, auf welcher eine innerhalb der Behälterwandung höhenveränderlich bewegliche Deckplatte aufliegt, die der gelenkigen Übertragung der auflagernden Lasten über die Elastomere-Platte auf den Behälterboden dient, und die mit einem umlaufenden Dichtelement zum Abdichten des umlaufenden Spaltes zwischen der Deckplatte und der Bahälterwandung versehen ist, und bei dem zum Anheben der Deckplatte unter der Auflast eine das Elastomere örtlich verdrängende und das Volumen des allseitig umschlossenen Druckraumes, bestehend aus dem Behälterboden, der Deckplatte und der Behälterwandung, vergrößernde Menge eines Druckmediums mittels einer von außen durch den Behälterboden geführten Druckleitung einpreßbar ist, und bei welchem in die auf dem Behälterboden (2) aufliegende, den allseitig geschlossenen Druckraum (14) vollständig ausfüllende Elastomere-Platte (4) eine sich in paralleler Ebene zum Behälterboden (2) erstreckende Trennfolie (5) eingelassen ist, deren äußerer Umriß in einem bestimmten Abstand (15) von der Behälterwandung (3) verläuft, und die an mindestens einer Stelle eine Öffnung (16) aufweist, die mit der aus dem Behälterboden (2) ausmündenden Druckleitung (12) für das einzupressende Druckmedium verbunden ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein höhenverstellbares Lager zum Übertragen und Anheben bzw. Absenken schwerer Lasten von Bauwerken, insbesondere Brückenbauwerken.. Höhenverstellbare Lager dieser Art bestehen aus einem aus Stahl hergestellten Behälter oder Topf von kreisrundem oder auch rechteckigem Grundriß. In den Behälter oder Topf teilweise eingelassen ist eine ebenfalls aus Stahl bestehende Deckplatte, durch welche zusammen mit den Wandungen des Behälters oder Topfes und dessen Boden ein allseitig umschlossener Druckraum gebildet ist. In diesem Druckraum befindet sich eine diesen vollständig ausfüllende Platte aus einem Elastomere-Werkstoff, die sich unter Druckeinwirkung elastisch verformen kann. Damit sich in den Spalt zwischen der Umrißfläche der Deckplatte und der Wandung des Behälters oder Topfes der unter hohem Druck stehende Elastomere-Werkstoff nicht hineinzwängen und sogar nach oben austreten kann, sind besondere Dichtungs-Elemente angeordnet, die an der Unterseite der Deckplatte im Bereich des Spaltes zu der umgebenden Wandfläche angebracht bzw. in einer umlaufenden Vertiefung der Elastomereplatte eingelassen sind.

[0002] Diese Bauart von Lagern hat die Eigenschaft, daß sich die Deckplatte, auf welcher das Bauwerk bzw. das Brückenteil aufliegt, gegenüber der Horizontalen bis zu einer gewissen Winkelneigung durch Kippen verlagern kann, weil das Druckkissen aus dem Elastomere-Werkstoff sich einseitig elastisch zusammenpressen läßt und die Deckplatte in der Lage ist, sich infolge der Nachgiebigkeit der Rand-Dichtungselemente ohne Randreibung schrägzustellen.

[0003] Diese bekannten Lager können auch zum Anheben bzw. nachfolgenden Absenken einer schweren Last eines Bauwerkes oder einer Brücke verwendet werden, wenn sie mit einer Vorrichtung zum Einpressen eines mit dem Elastomere verträglichen Druckmediums von außen in den allseitig umschlossenen Druckraum eingerichtet sind. Durch dieses Einpressen wird die Elastomere-Platte örtlich verdrängt und das Volumen des allseitig umschlossenen Druckraumes vergrößert, so daß sich die Deckplatte mit dem auf ihr lagernden Bauwerk anhebt. Durch Ablassen des unter Druck stehenden Druckmediums kann das eingeschlossene Volumen wieder verkleinert und damit auch die Deckplatte mit dem Bauwerk wieder abgesenkt werden.

[0004] Höhenverstellbare Lager dieser Bauart können mehrere Aufgaben erfüllen. Sie können in den Fällen bei Brücken oder anderen schweren Bauwerken angewendet werden, bei denen im Laufe der Zeit mit Absenkungen des Untergrundes bzw. Fundamentes gerechnet werden muß. Diese Absenkungen können durch Erhöhen des Lagers wieder ausgeglichen werden. Wenn die Absenkungen zu groß werden und die Lagererhöhung nicht ausreicht, müssen die Lager ausgebaut und die Auflageflächen bzw. Widerlager erhöht werden. Dann werden höhenverstellbare Lager dazu verwendet, die Brücke oder das Bauwerk anzuheben, damit die bisherigen Lager entfernt werden können; dies kann auch erforderlich sein, um diese bisherigen Lager .einer Inspektion zu unterziehen oder sie auszuwechseln. Je nach den Verhältnissen kann es auch genügen, die neuen höhenverstellbaren Lager einzubauen und die alten Lager zu entfernen.

[0005] Bei einem bekannten Lager dieser Art nach der DE-PS 17 59 032 ist im Boden des Behälters oder Topfes eine in den Druckraum unterhalb der Elastomere-Platte mündende Druckleitung angeordnet. Durch die Druckleitung kann von außen ein plastisches oder elastisches Material eingepreßt werden, welches sich gleichmäßig dem Boden des Topfes oder Behälters und der Elastomere- Platte verteilt und dadurch diese Platte nach oben verschiebt. Es bildet sich ausgehend von der Mündung der Druckleitung unterhalb der Elastomere-Platte eine mehr oder weniger gleichmäßige Schicht aus dem eingepreßten Material. Wegen der Inkompressibilität des Elastomeres vergrößert sich durch das eingepreßte Material das Volumen des Druckraumes, wobei sich die Deckplatte unter der Last des darauf lagernden Bauwerks entsprechend dem Volumen der eingepreßten Flüssigkeit anhebt. Nachteilig ist, daß die Ausbreitung des eingepreßten Materials zwischen dem Behälterboden und der Elastomere- Platte völlig unkontrolliert verläuft. Bei einem größeren Maß der Erhöhung ist daher auch nicht stets zu vermeiden, daß trotz der Abdichtung das Druckmedium in den Spalt zwischen Topfwand und der Elastomere-Platte eindringt und nach oben steigt und unter ungünstigen Umständen aus dem Spalt austritt und nach außen entweicht. Dies kann vor allem dann der Fall sein, wenn bei einem durch Kippbewegungen der Deckplatte stark beanspruchten Lager nach längerer Zeit die Dichtungs-Elemente zum Abdichten des Spaltes abgenutzt sind.

[0006] Dieser Nachteil kann vermieden werden, wenn die Lagerkonstruktion nach der DE-AS 25 27 128 gewählt wird. Hier wird zwischen der Unterseite der Elastomere-Platte und dem Boden des Behälters oder Topfes eine das Druckmedium aufnehmende Membranblase aus einem elastischen Werkstoff angeordnet, die sich an die seitlichen Wandungen des Behälters anlegt, und die mittels der Druckleitung mit einer außenliegenden Druckquelle für das Druckmedium verbunden ist. In.diesem Falle ist vorzugsweise ein Hydrauliköl als Druckmedium geeignet.

[0007] Schwierigkeiten können sich bei dieser Lösung durch die an die Behälterwandung und in die Ecken gepreßte flexible Blase ergeben und auch der Anschluß der nach außen führenden Druckleitung kann Störungen verursachen.

[0008] Bei Kippbewegungen oder beim Anheben bzw. Ablassen der Deckplatte kann die unter hohem Druck fest an die Wandung des Behälters angepreßte Blase den Verschiebungen des Deckels gegenüber der Topfwandung nicht zwängungsfrei folgen. Hierdurch treten in dem flexiblen Material der Membranblase Überdehnungen und wegen der Reibung an der Topfwand Verschleißwirkungen auf. Diesen ist das flexible Material nicht gewachsen, vor allem, da es sich infolge der ständigen Kippbewegungen im wesentlichen um dynamische Überbeanspruchungen handelt, die sehr rasch zu Undichtigkeiten der Blase im Bereich der Topfwand führen können.

[0009] Das Lager wird damit für Anhebe- und Absenkvorgänge unbrauchbar. Zusätzliche Dichtungsprobleme treten am Anschluß der durch den Behälterboden verlaufenden Druckleitung an die Blase auf.

[0010] Zur Vermeidung dieses Nachteils wäre es möglich, die flexible, elastische Membranblase so auszubilden, daß sie aus nur einer zunächst ebenen flexiblen, elastischen Membranplatte besteht, die konzentrisch auf dem Boden des Behälters angeordnet und an ihrem Umfang unverschieblich und flüssigkeitsdicht mit der Bodenfläche verbunden ist. Wird nun durch den Boden des Behälters oder Topfes das Druckmedium, vorzugsweise Hydrauliköl, eingepreßt, dann wölbt sich die Membranplatte nach oben und verdrängt die Elastomere-Platte ebenfalls nach oben. Je nach der Menge des eingepreßten Druckmediums hebt sich der die Deckplatte unter Last um ein bestimmtes Maß an. Zum Absenken wird eine Menge an Druckmedium auf dem Wege über die Druckleitung aus dem unter Druck stehenden Membranraum wieder abgelassen, die dem gewünschten Maß an Absenkung entspricht.

[0011] Die Erfindung bezieht sich auf ein derartiges höhenverstellbares Lager zum Übertragen und Anheben bzw. Absenken schwerer Lasten von Bauwerken, insbesondere Brückenbauwerken, welches in einem aus Stahl hergestellten Behälter oder Topf eine auf dem Behälterboden aufliegende dicke Elastomere-Platte aufweist, auf welcher eine innerhalb der Behälterwandung höhenveränderlich bewegliche Deckplatte aufliegt, die der gelenkigen Übertragung der auflagernden Lasten über die Elastomere-Platte auf den Behälterboden dient, und die mit einem umlaufenden Dichtelement zum Abdichten des umlaufenden Spaltes zwischen der Deckplatte und der Behälterwandung versehen ist, und bei dem zum Anheben der Deckplatte unter der Auflast eine das Elastomere örtlich verdrängende und das Volumen des Druckraumes, bestehend aus dem Behälterboden, der Deckplatte und der Behälterwandung, vergrößernde Menge an Druckmedium mittels einer von außen durch den Behälterboden geführten Druckleitung einpreßbar ist, und daß zum Absenken der Auflast eine die Höhe des allseitig umschlossenen Druckraumes verringernde Menge an Druckmedium abgelassen werden kann. Die Erfindung besteht darin, daß in die auf dem Behälterboden aufliegende, den allseitig geschlossenen Druckraum ausfüllende Elastomere-Platte eine sich in paralleler Ebene zum Behälterboden erstreckende Trennfolie eingelassen ist, deren äußerer Umriß in einem bestimmten Abstand von der Behälterwandung verläuft, und die an mindestens einer Stelle eine Öffnun.g aufweist, die mit der aus dem Behälterboden ausmündenden Druckleitung für das einzupressende Druckmedium verbunden ist.

[0012] Durch diese Lösung werden alle Schwierigkeiten überwunden, welche sich bei den bisher bekannten und hier weiter oben beschriebenen höhenverstellbaren Lagern dieser Bauweise ergeben können. Eine besondere Membranblase aus einem flexiblen bzw. elastischen Werkstoff wird nicht mehr benötigt, und daher fallen die damit verbundenen oder verursachten Störungen weg. Auch wird ein ähnliches, jedoch mit dem Behälterboden fest verbundenes Membran-Element vermieden, welches zu Undichtigkeiten neigt und ebenfalls Störungen verursachen kann. Vielmehr wird die Elastizität und damit die Dehnbarkeit der Elastomere-Platte ausgenutzt, die mittels der Trennscheibe zu einem Aufnahmeraum für das einzupressende Druckmedium ausgestaltet wird. Das Druckmedium kann eine Flüssigkeit, beispielsweise Hydrauliköl, oder aber auch ein pastenförmiges Qruckmedium sein.

[0013] Bei sehr großen höhenverstellbaren Lagern nach der Erfindung können flächenverteilt auch mehrere Öffnungen zum Einführen des Druckmediums in den Raum oberhalb der Trennfolie vorhanden sein, um eine raschere und gleichmäßigere Verteilung des Druckmediums in dem Hohlraum innerhalb der Elastomere-Platte zu erzielen.

[0014] Eine weitere Ausbildung besteht noch darin, daß jede vorhandene Öffnung der Trennfolie,aus welcher das einzupressende Druckmedium austreten kann und die mit der Druckleitung verbunden ist, mit dem Austrittskanal eines Mündungsstutzens in Verbindung steht, der am Behälterboden lösbar befestigt ist, und der in eine entsprechende Ausnehmung an der Unterseite der Elastomere- Platte paßt.

[0015] Es ist zweckmäßig, wenn die aus einem Kunststoff oder aus Metall bestehende Trennfolie mit ihrer Erstreckung parallel zum Behälterboden einen Abstand ihrer Umrißlinie von der Behälterwandung einhält, der etwa 1/8 bis 1/12 des freien Innenmaßes des Druckraumes beträgt. Dadurch wird eine Überbeanspruchung im Randbereich der Elastomere-Platte durch eine zu starke Kerbwirkung infolge der Aufblähung des Materials vermieden. Selbst wenn eine solche Überbeanspruchung eintreten und dadurch die Elastomere-Platte örtlich in ihrem Randbereich zerreißen und dadurch eine Austrittsmöglichkeit für das Druckmedium geschaffen würde, könnte ein Schaden nicht eintreten. Das im Spalt zwischen Elastomere- Platte und Behälterwandung nach oben tretende Druckmedium würde durch die umlaufende Dichtung zurügkgehalten. Es bestände aber auch die Möglichkeit, daß das Druckmedium diese Dichtung überwindet und nach außen austritt. Auch in diesem Fall ist ein Schaden nicht zu befürchten, denn dadurch würde lediglich das Lager etwas absinken, bis die undichte Stelle durch Zusammenpressen wieder geschlossen wird. Das Lager bliebe aber voll funktionsfähig.

[0016] Um den Randbereich der Elastomere-Platte noch besser gegen Überbeanspruchung durch Kerbwirkung zu schützen, wird erfindungsgemäß weiter vorgeschlagen, daß die Trennfolie an ihrem Umriß mit einem umlaufenden Ring aus Metall oder Kunststoff versehen ist. Bei einer Trennfolie aus Kunststoff kann ferner der umlaufende Außenrand mit einer nach oben -gerichteten Wulst versehen sein, in welcher ein umlaufender Metallring einvulkanisiert ist.

[0017] I n der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt, die anschließend näher erläutert werden.

[0018] Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein höhenverstellbares Lager, in der linken Hälfte im abgesenkten und in der rechten Hälfte in angehobenem Zustand,

Fig. 2 eine Einzelheit aus Fig. 1 in vergrößertem Maßstab im Schnitt und

Fig. 3 eine Alternative zu der Einzelheit gemäß Fig. 2.

[0019] In der linken Hälfte der Fig. l ist das höhenverstellbare Lager im abgesenkten Zustand dargestellt. Die Deckplatte ist mit 1 bezeichnet, der Behälterboden mit 2 und die Behälterwandung mit 3; durch diese Teile ist der Druckraum 14 gebildet.

[0020] Auf dem Behälterboden 2 und umgeben von der Behälterwandung 3 ist die Elastomere-Platte 4 angeordnet.

[0021] In die Elastomere-Platte 4 ist parallel zum Behälterboden 2 verlaufend die Trennfolie 5 eingelassen, die bei der Fertigung der Elastomere-Platte 4 mit einem Trennmittel beschichtet wird, damit keine Verbindung zwischen dem Elastomere-Material und Trennfolien-Material entsteht. Mit ihrer Unterseite ist die Trennfolie 5 mit dem Mündungsstutzen 9 verbunden, der mittig mit einem Einpreßkanal 12 für das Druckmedium versehen ist. Der Mündungsstutzen 9 mit der Trennfolie 5 ist durch die Schraubbefestigung 11 mit dem Behälterboden 2 lösbar verbunden.

[0022] Die Öffnung in der Elastomere-Platte 4, aus welcher das einzupressende Druckmedium austritt und den Raum oberhalb der Elastomere-Platte 4 erfüllt ist mit 16 bezeichnet.Die infolge der eintretenden Volumenvergrößerung des Druckraumes eintretende Erhöhung des Lagers durch Vergrößerung der Höhe des Druckraumes ist mit 14 bezeichnet. Mit 15 ist der Abstand der Umrißerstreckung der Trennfolie 5 von der Wandung 3 des Behälters gekennzeichnet.

[0023] Über den Einpreßkanal 12 wird ein Druckmedium von außen her eingepreßt. Das Druckmedium tritt nach oben aus der mittigen Öffnung der Trennfolie 5 aus und verteilt sich oberhalb der Trennfolie 5 in dem dadurch zwischen Trennfolie und im Inneren der Elastomere-Platte 4 entstehenden Hohlraum 13. Dadurch wird eine Vergrößerung des Volumens des Druckraumes 14 hervorgerufen und die Deckplatte 1 mit der Auflast wird angehoben.

[0024] Das Lager in angehobenem Zustand ist in der rechten Hälfte von Fig. 1 gezeigt. Erkennbar ist hier der mit dem Druckmedium ausgefüllte Hohlraum 13 in der Elastomere-Platte 4.

[0025] Oberhalb der mittigen Ausnehmung der Trennfolie 5 ist in das Elastomere eine Schutzscheibe lo eingeklebt, die die Aufgabe hat, das Elastomere vor Erosion durch das eingepreßte Druckmedium zu schützen.

[0026] Die Trennfolie 5 kann aus Kunststoff oder Metall hergestellt sein.

[0027] An der Peripherie der in diesem Ausführungsbeispiel kreisrunden Trennfolie 5 ist ein Ring 6 angeordnet. Diese Einzelheit ist in Fig. 2 dargestellt. Der Ring besteht zweckmäßigerweise aus dem gleichen Material wie die Trennfolie. Dieser Ring 6 soll die Kerbwirkung auf das umgebende Elastomere verhindern.

[0028] In Fig. 3 ist anstelle des umlaufenden Ringes der Außenrand der Trennfolie 5 mit einem oberseitigen Wulst 7 versehen, in den ein umlaufender Ring 8 aus Metall eingelassen ist. Bei dieser Variante bestehen Trennfolie 5 und Wulst 7 aus Kunststoff.

Ansprüche

1. Höhenverstellbares Lager zum Übertragen und Anheben bzw. Absenken schwerer Lasten von Bauwerken, insbesondere Brückenbauwerken, welches in einem aus Stahl hergestellten Behälter oder Topf au dem Behälterboden aufliegende dicke Elastomere-Platte aufweist, auf welcher eine innerhalb der Behälterwandung höhenveränderlich bewegliche Deckplatte aufliegt, die der gelenkigen Übertragung der auflagernden Lasten über die Elastomere-Platte auf den Behälterboden dient, und die mit einem umlaufenden Dichtelement zum Abdichten des umlaufenden Spaltes zwischen der Deckplatte und der Behälterwandung versehen ist, und bei den zum Anheben der Deckplatte unter der Auflast eine das Elastomere örtlich verdrängende und das Volumen des allseitig umschlossenen Druckraumes, bestehend aus dem Rehälterboden, der Deckplatte und der Behälterwandung, vergrößernde Menge eines Druckmediums mittels einer von außen durch den Behälterboden geführten Druckleitung einpreßbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß in die auf dem Behälterboden (2) aufliegende., den allseitig geschlossenen Druckraum (14) vollständig ausfüllende Elastomere-Platte (4) eine sich in paralleler Ebene zum Behälterboden .(2) erstreckende Trennf:olie (5) eingelassen ist, deren äußerer Umriß in einem bestimmten Abstand (15) von der Behälterwandung (3) verläuft, und die an mindestens einer Stelle eine Öffnung (16) aufweist, die mit der aus dem Behälterboden (2) ausmündenden Druckleitung (12) für das einzupressende Druckmedium verbunden ist.

2. Lager nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet,
daß jede vorhandene Öffnung (16) der Trennfolie (5), aus welcher das einzupressende Druckmedium austreten kann und die mit der Druckleitung (12) verbunden ist, mit dem Austrittskanal eines Mündungsstutzens (9) in Verbindung steht, der am Behälterboden lösbar befestigt ist, und der in eine entsprechende Ausnehmung an der Unterseite der Elastomere-Platte (4) paßt.

3. Lager nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet,
daß die Trennfolie (5) aus Kunststoff oder aus Metall besteht.

4. Lager nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet,
daß der Abstand (15) zwischen dem Umriß der Trennfolie (5) und der Behälterwandung (3) etwa 1/8 bis 1/12 des freien Innenmaßes des Druckraumes (14) beträgt.

5. Lager nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet,
daß die Trennfolie (5) an ihrem Umriß mit einem umlaufenden Ring (6) aus Metall oder Kunststoff versehen ist.

6. Lager nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet,
daß der umlaufende Außenrand der aus Kunststoff bestehenden Trennfolie (5) mit einer nach oben gerichteten Wulst (7) versehen ist, in welchem ein umlaufender Metallring (8) einvulkanisiert ist.

Zeichnung