[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Querkraftdornlager, insbesondere für Treppenpodeste,
mit einer im Querkraftdornlager gehaltenen Querkraftdornhülse.
[0002] Querkraftdornhülsen sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Rein beispielsweise
wird hier auf die EP-A-609'783, die CH-A-629'272, die US-A-4'353'666 oder die EP-A-059'171
verwiesen. Die letztgenannte Querkraftdornhülse ist für Querkraftdorne mit rechteckigem
Querschnitt geeignet. Solche Querkraftdorne werden insbesondere dann verwendet, wenn
besonders hohe Uebertragungskräfte auftreten. Um dabei zu verhindern, dass die punktuell
sehr hohe Last zu Zerstörungen der Betonplatte im Bereich der Querkraftdornhülse führt,
ist diese mit Verstärkungsplatten versehen, die den Auflagedruck in der Betonplatte
verteilen. Die EP-A-059'171 offenbart auch die Verwendung von Schaumstoffeinlagen
seitlich des Querkraftdornes in der Querkraftdornhülse. Diese Schaumstoffeinlagen
sollen zumindest während des Einbaus den Querkraftdorn in der Querkraftdornhülse zentrieren.
Eine schwingungsdämmende Funktion haben diese Schaumstoffeinlagen nicht.
[0003] Des weiteren ist aus der EP-A-545'854 ein Querkraftdornlager bekannt, in dem eine
Querkraftdornhülse allseitig schwimmend gelagert ist. Die Querkraftdornhülse ist in
einem Gehäuse gehalten und allseitig von einem elastischen Element umgeben. Die Querkraftdornhülse
kann sich somit im Querkraftdornlager allseitig bewegen. Zur Begrenzung der Schwingungsamplitude
ist am Lagergehäuse ein äusserer Ring angeschweisst, der die Oeffnung des Querkraftdornlagergehäuses
verringert, und die Querkraftdornhülse weist einen nach aussen ragenden umlaufenden
Kragen auf. Zwischen dem vorgenannten Ring und dem Kragen verbleibt ein ringförmiger
Spalt, welcher der maximalen Schwingungsamplitude entspricht. Ein solches Querkraftdornlager
ist insbesondere geeignet für die Verbindung zwischen zwei freien Enden von Betonplatten,
die relativ zueinander in jeder Richtung schwingen können. Als sogenannte Auflager
für die Lagerung einer horizontalen Betonplatte zwischen vertikalen Bauteilen ist
ein solches Lager wenig geeignet. Da hier bereits eine hohe Grundlast vorherrscht,
ist eine erhebliche Einfederung bereits vorhanden und die einzig auftretende Schwingung
wird über diese Grundlast gelagert. Somit eignet sich ein solches Querkraftdornlager
beispielsweise für die Auflagerung eines Treppenpodestes nicht. Zudem treten bei Betonplatten,
die sich weitgehend nur auf Querkraftdorne abstützen gewisse Kippmomente auf, die
abgefangen werden müssen, um nicht unkontrollierbare resultierende Kräfte auftreten
zu lassen. Dies ist aber mittels Querkraftdornhülsen, die schwimmend gelagert sind,
nicht möglich. Trotzdem möchte man bei Anwendungen, wo Betonplatten weitgehend auf
den Querkraftdornen aufliegen vermeiden, dass die Schwingungen des einen Bauelementes
in das andere übergeleitet werden. Dies trifft natürlich insbesondere bei Treppenpodesten
zu, wo starke Wechselbelastungen durch die Treppenbenutzer üblich sind.
[0004] Die vorliegende Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, Querkraftdornlager zu schaffen
für Querkraftdorne, die sich unter relativ hoher Grundlast in den Querkraftdornhülsen
abstützen, wobei trotz erschwerter Bedingungen die Schalldämmung gewährleistet sein
soll.
[0005] Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, vorteilhafte Verwendungen des geschaffenen
Querkraftdornlagers aufzuzeigen. Die erstgenannte Aufgabe löst ein Querkraftdornlager
mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsformen
gehen aus den abhängigen Patentansprüchen 2 bis 9 hervor. Die erfindungsgemässe Verwendung
von Querkraftdornlagern nach den Ansprüchen 1 bis 9 wird in Anspruch 10 offenbart
und weitere vorteilhafte Verwendungen gehen aus den Ansprüchen 11 bis 13 hervor.
[0006] In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
sowie eine ebenfalls erfindungsgemässe, besonders vorteilhafte Verwendung dargestellt
und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigt:
- Figur 1
- - eine frontale Aufsicht auf ein Querkraftdornlager mit Blick auf die offene Seite
des Lagergehäuses.
- Figur 2
- - zeigt eine Seitenansicht eines erfindungs-gemässen Querkraftdornlagers in der Einbaulage
in kleinerem Massstab;
- Figur 3
- - zeigt ein leicht vergrössertes Detail des Querkraftdornlagers nach Figur 1, während
- Figur 4
- - die Verwendung erfindungsgemässer Querkraftdornlager an einem Treppenpodest zeigt.
[0007] Das gesamte Querkraftdornlager ist mit 1 bezeichnet und der entsprechende darin lagernde
Querkraftdorn trägt die Bezugszahl 2, wie dies aus der Figur 2 ersichtlich ist. Aus
dieser Figur erkennt man auch, dass das Querkraftdornlager 1 in einem ersten Bauelement
eingebaut ist, hier beispielsweise eine Treppenpodestplatte P, während im zweiten
Bauelement, hier eine Wand W, eine einfache Querkraftdornhülse H eingebaut ist. Der
die beiden Bauelemente P und H verbindende Querkraftdorn 2 ist translatorisch beweglich
sowohl im Querkraftdornlager 1 wie auch in der Querkraftdornhülse H gelagert. Der
Querkraftdorn 2 dient folglich der Aufnahme der auftretenden Dehnbewegungen, die durch
den Doppelpfeil D angedeutet sind. Die einfache Querkraftdornhülse H lagert somit
im festen Bauteil W, während das erfindungsgemässe Querkraftdornlager 1 im beweglichen
Bauelement, beispielsweise dem Treppenpodest P eingelassen ist. An diesem können die
Schwingungen S auftreten. Damit diese Schwingungen S nicht vom Querkraftdornlager
1 über den Querkraftdorn 2 in das feste Bauelement W übergeleitet werden, muss das
Querkraftdornlager schwingungsdämmend ausgestaltet sein. Dies erfolgt dank einem Aufbau,
der aus der Figur 1 deutlich erkennbar ist.
[0008] Das Querkraftdornlager 1 umfasst ein Lagergehäuse 10, das äusserlich die Form eines
Quaders aufweist, dessen eine Stirnfläche offen ist. Im Lagergehäuse 10 ruht eine
Querkraftdornhülse 3, welche der Aufnahme eines Querkraftdornes 2 dient. Vorteilhafterweise
handelt es sich hierbei um ein zylindisches Rohr. Dieses zylindrische Rohr bestimmt
selbstverständlich den Querschnitt des Querkraftdornes 2. Die Wahl einer zylindrischen
Querkrafthülse 3 beruht darauf, dass hierdurch auf dem Markt bereits erhältliche Querkraftdorne
mit normiertem Querschnitt verwendet werden können. Die Querkraftdornhülse 3 liegt
auf einer Druckverteilungsplatte 4 auf. Seitlich der linienförmigen Auflage der Querkraftdornhülse
auf der Druckverteilungsplatte sind zwei verbindende Schweissnähte 5 angeordnet. Es
ist ausserordentlich wichtig, dass die Querkraftdornhülse 3 zentrisch auf der Druckverteilungsplatte
4 angebracht ist, so dass die Druckverteilung auf der Platte absolut ausgeglichen
ist und nicht ein eventuelles Kippmoment auftreten kann. Um dieses zu verhindern,
ist wie beschrieben die Querkraftdornhülse 3 lagestabil auf der Druckverteilungsplatte
4 befestigt. Unter Zwischenlage einer ersten Kunststoffplatte 6 ruht die Druckverteilungsplatte
4 auf dem Boden 11 des Lagergehäuses 10. Diese erste Kunststoffplatte 6 besteht aus
einem schwingungsdämmenden oder schwingungsabsorbierenden Kunststoff. Als geeignetes
Material hat sich beispielsweise Neopren (Warenzeichen) bestätigt. Dies ist ein hochfester,
langlebiger Kunststoff. Ein grosser Vorteil besteht darin, dass Neopren in sehr vielen
verschiedenen Härtegraden erhältlich ist. Die Wahl des korrekten Kunststoffes ist
selbstverständlich abhängig von der anliegenden Belastung und den zu erwartenden Schwingungen.
Die flächenmässige Grösse dieser ersten Kunststoffplatte 6 ist so gestaltet, dass
sie flächendeckend mit der Druckverteilungsplatte 4 ist. Die Dicke der ersten Kunststoffplatte
6 muss nach der statischen Belastung ausgelegt werden.
[0009] Die Breite der Druckverteilungsplatte 4 ist kleiner als die Breite des Lagergehäuses
10 des Querkraftdornlagers 1. Dies ist unbedingt erforderlich, weil bei der Einfederung
die genannte erste Kunststoffplatte 6 Raum zur seitlichen Ausbauchung haben muss.
Dies ist aus der Figur 3 ersichtlich. Dies hat damit zu tun, dass die hier in Betracht
kommenden Kunststoffe nur gering komprimierbar sind und sich somit bei der Einfederung
annähernd volumenstabil verformen. Die somit seitlich der Druckverteilungsplatte 4
und der ersten Kunststoffplatte 6 verbleibende Spalte ist mit einer zweiten Kunststoffplatte
20 ausgefüllt. Die zweiten Kunststoffplatten 20 sind entlang beiden Seitenwänden 12
an deren Innenfläche sowie an der oberen Wand an der Innenfläche angebracht und bevorzugt
mit diesen Wänden entsprechend verbunden. Am einfachsten erfolgt eine solche Verbindung
durch Kleben. Die zweiten Kunststoffplatten 20 bestehen aus einem wesentlich weicheren
Material, das auch komprimierbar ist. Dieses Material muss nicht so sehr Schwingungen
aufnehmen, als vielmehr lagestabilisierend wirken und soweit komprimierbar sein, dass
die Formveränderungen des annähernd volumenstabilen Materials der ersten Kunststoffplatte
6 problemlos in Form einer Ausbauchung 8 in das Material der zweiten Kunststoffplatten
20 einfedern können. Diese Situation zeigt die Figur 3 deutlich.
[0010] Der noch verbleibende Freiraum über der Druckverteilungsplatte 4, der einerseits
durch die Querkraftdornhülse 3 und andererseits durch die zweiten Kunststoffplatten
20 begrenzt ist, ist mit einem Füllmaterial 20 ausgefüllt. Das Füllmaterial 21 bedarf
keiner besonderen physikalischen Eigenschaften. Vorzugsweise wird jedoch ein relativ
formstabiles Material gewählt.
[0011] Die exakte Positionierung der Querkraftdornhülse 2 und somit der Druckverteilungsplatte
4 im Lagergehäuse 10 ist nicht von besonderer Bedeutung. Wichtig ist hingegen, dass
die Druckverteilungsplatte 4 exakt auf der ersten Kunststoffplatte 6 aufliegt, wiederum
um sicherzustellen, dass kein Kippmoment auftreten kann. Um dies zu gewährleisten,
wird vernünftigerweise die erste Kunststoffplatte 6 mit der Druckverteilungsplatte
4 fest verbunden. Dies kann wie im dargestellten Beispiel mittels einer Klebschicht
7 erfolgen. Je nach der Wahl des Kunststoffes kann aber die Verbindung zwischen der
Kunststoffplatte 6 und der Druckverteilungsplatte 4 auch durch Aufvulkanisieren geschehen.
Dies hat auch den Vorteil, dass eine leichtere korrekte Zusammenfügung der einzelnen
Teile des Querkraftdornlagers gewährleistet ist. Im Normalfall wird das Lagergehäuse
1 erst mit den zweiten Kunststoffplatten 20 beschichtet und danach die Einheit bestehend
aus Querkraftdornhülse 3, Druckverteilungsplatte 4, erster Kunststoffplatte 6 und
dem formstabilen Klotz aus Füllmaterial 21 als zusammenhängende Einheit eingeschoben.
[0012] Am Lagergehäuse 10, welches eine geschlossene Rückwand 17 aufweist, ist an den Seitenwänden
12 je ein seitlich abstehender Befestigungsflansch 14 angeformt. Die beiden Befestigungsflansche
14 haben Befestigungslöcher 15, um so das gesamte Querkraftdornlager 1 vor dem Vergiessen
der Betonplatte an der Schalung zu befestigen.
[0013] Wie bereits weiter oben erwähnt, ist das erfindungsgemässe Querkraftdornlager besonders
geeignet zur Verwendung als Halterung eines Treppenpodestes. Dies ist in der Figur
4 gezeigt. Das Treppenpodest P liegt via den Querkraftdornen verankert in den Wänden
W. Weil das Treppenpodest P gleich einem einarmigen Hebel gelagert ist, sind die Kräfte,
die in die Querkraftdornlager eingeleitet werden, im treppennahen Bereich grösser
als im treppenentfernteren Bereich. Damit bei Schwingungen das Treppenpodest P nicht
eine Kippbewegung, sondern lediglich eine parallele auf und ab Schwingung durchführt,
muss sichergestellt werden, dass die Einfederung in den Querkraftdornlagern möglichst
weitgehend gleichmässig erfolgt. Dies kann auf verschiedene Arten geschehen. Abhängig
von der Konstruktion können beispielsweise die der Treppe T näher liegenden Querkraftdornlager
1' grösser dimensioniert sein als die der Treppe T entfernteren Querkraftdornlager
1". Dies gilt selbstverständlich unter der Voraussetzung, dass in den Querkraftdornlagern
die erste Kunststoffplatte 6 immer die identische Shore-Härte aufweist. Naheliegenderweise
kann dasselbe Resultat selbstverständlich auch erreicht werden, indem alle Querkraftdornlager
1' und 1" baulich identisch sind, jedoch die ersten Kunststoffplatten 6 unterschiedliche
Shore-Härten aufweisen. Selbstverständlich müssen dann die der Treppe T näher liegenden
Querkraftdornlager 1' mit Kunststoffplatten 6 versehen sein, die eine höhere Härte
aufweisen.
[0014] Letztlich sei noch darauf hingewiesen, dass es aus sicherheitstechnischen Gründen
sinnvoll sein kann, die offene Seite des Lagergehäuses 10 bis auf eine Durchführungsöffnung
für den Querkraftdorn 2 vollständig durch eine Brandschutzplatte 22 abzudecken. Diese
Lösung ist in der Figur 2 angedeutet.
1. Querkraftdornlager, insbesondere für Treppenpodeste, mit einer im Querkraftdornlager
(1) gehaltenen Querkraftdornhülse (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Querkraftdornhülse
(3) lagestabil auf einer Mittenachse einer Druckverteilungsplatte (4) aufgeschweisst
(5) ist, die auf einer schwingungsabsorbierenden oder schwingungsdämmenden, mindestens
im unbelasteten Zustand annähernd deckungsgleichen ersten Kunststoffplatte (6) lagert,
wobei die Kunststoffplatte (6) auf einem Boden (11) eines Lagergehäuses (10) annähernd
zentrisch aufliegt und die verbleibenden Seitenräume zwischen den Lagergehäusewänden
(12) seitlich und oben (13) mit zweiten Kunststoffplatten (20) mit geringerer Shore-Härte
ausgekleidet sind und der Freiraum um die Querkraftdornhülse (3) mit einem Füllmaterial
(21) ausgefüllt ist.
2. Querkraftdornlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Querkraftdornhülse
(3) zylindrisch ist und seitlich der linienförmigen Auflage mittels zwei Schweissnähten
(5) mit der Druckverteilungsplatte (4) verschweisst ist.
3. Querkraftdornlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kunststoffplatte
(6) mit der Druckverteilungsplatte (4) verbunden ist.
4. Querkraftdornlager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kunststoffplatte
(6) auf der Druckverteilungsplatte (4) aufvulkanisiert ist.
5. Querkraftdornlager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kunststoffplatte
(6) auf der Druckverteilungsplatte (4) aufgeklebt (7) ist.
6. Querkraftdornlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Kunststoffplatten
(20) mit geringerer Härte als die erste Kunststoffplatte (6) an den anliegenden Wänden
(12,13) des Lagergehäuses (10) angeklebt sind.
7. Querkraftdornlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllmaterial
(21) aus einem formstabilen Material gefertigt ist.
8. Querkraftdornlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Kunststoffplatten
(20) aus elastisch verformbarem, komprimierbarem, geschlossenporigem Kunststoff gefertigt
sind.
9. Querkraftdornlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die offene Seite
des Lagergehäuses (10) bis auf eine Durchführungsöffnung für den Querkraftdorn (3)
vollständig durch eine Brandschutzplatte (22) abgedeckt ist.
10. Verwendung von Querkraftdornlagern nach mindestens einem der Ansprüche 1-9, dadurch
gekennzeichnet, dass diese zur Halterung eines Treppenpodestes (P) verwendet werden.
11. Verwendung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Querkraftdornlager (1',1'')
in den an das Treppenpodest (P) angrenzenden Wänden (W) eingelassen werden, wobei
die den Treppen (T) näher liegenden Querkraftdornlager (1') so ausgelegt werden, dass
sie trotz höherer Belastung als die den Treppen entfernteren Querkraftdornlager (1")
mindestens annähernd dieselben Federwege haben.
12. Verwendung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die den Treppen (T) näheren
Querkraftdornlager (1') grösser als die den Treppen (T) entfernteren Querkraftdornlager
(1'') sind.
13. Verwendung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass alle Querkraftdornlager
(1',1") am selben Treppenpodest (P) gleich gross sind, dass jedoch die den Treppen
(T) näheren Querkraftdornlager (1') mit härteren ersten Kunststoffplatten (6) versehen
werden als die den Treppen (T) entfernteren Querkraftdornlager (1").