(19)
(11) EP 0 122 474 A2

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
24.10.1984  Patentblatt  1984/43

(21) Anmeldenummer: 84102840.0

(22) Anmeldetag:  15.03.1984
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC)3E01D 19/04, E04B 1/36
(84) Benannte Vertragsstaaten:
AT CH DE FR IT LI

(30) Priorität: 13.04.1983 DE 3313372
20.07.1983 DE 3326068
20.08.1983 DE 3330143

(71) Anmelder: Schwäbische Hüttenwerke Gesellschaft mit beschränkter Haftung
D-73414 Aalen (DE)

(72) Erfinder:
  • Andrä, Wolfhart, Dr.-Ing.
    D-7000 Stuttgart 70 (DE)
  • Andrä, Hans-Peter, Dipl.-Ing.
    D-7000 Stuttgart 70 (DE)
  • Beyer, Erwin, Dr.-Ing.
    D-4000 Düsseldorf (DE)
  • Bayer, Karl
    D-7151 Grosserlach (DE)
  • Lohmann, Manfred
    D-7303 Neuhausen (DE)
  • Die andere Erfinder haben auf ihre Nennung verzichtet

(74) Vertreter: Allgeier, Kurt et al
Patentanwaltsbüro Allgeier & Vetter Postfach 14 27
79604 Rheinfelden
79604 Rheinfelden (DE)


(56) Entgegenhaltungen: : 
   
       


    (54) Hublager zum Übertragen und Anheben bzw. Absenken schwerer Lasten


    (57) Bei einem Hublager zum Übertragen und Anheben schwerer Lasten, z.B. im Brückenbau, wird zur Bildung eines allseitig umschlossenen Flüssigkeitsraumes (7) zwischen Topfboden (2) und Elastomere-Platte (4) und/oder zwischen Deckel (1) und Elastomere-Platte (4) eine Membranplatte (6) bzw. (8) aus zugfestem Material angeordnet, die längs ihres Umfanges unverschieblich und dicht mit dem Topfboden (2) undioder dem Deckel (1) verbunden ist (Figur 1).




    Beschreibung


    [0001] Hublager als Kippgelenke zur Übertragung schwerer Lasten, z. B. im Brückenbau, sind seit langem bekannt.

    [0002] Bekannt ist auch ein in der Höhe nachstellbares bzw. zum nachträglichen Anheben von Lasten geeignetes Hublager (DE-PS 17 59 032). Bei diesem wird über eine im Topfboden verlaufende und zwischen Topfboden und Elastomere-Platte mündende Druckleitung von außen her eine gummiartig aushärtende Druckflüssigkeit in den von Topf und Deckel umschlossenen, elastomeregefüllten Druckraum eingepreßt. Dabei wird das Elastomere örtlich verdrängt, so daß sich die Druckflüssigkeit von der Mündung der Druckleitung aus in einer mehr oder weniger gleichmäßigen Schicht in dem sich erweiternden Spalt zwischen Topf und Elastomere- Platte ausbreitet. Wegen der Inkompressibilität des Elastomeres vergrößert sich durch die eingepreßte Druckflüssigkeit das Volumen des Druckraumes, wobei sich der Deckel des Topflagers unter Last entsprechend der eingepreßten Flüssiqkeitsmenge hebt. In diesem Falle verläuft die Ausbreitung der Druckflüssigkeit zwischen Topf und Elastomere-Platte völlig unkontrolliert. Es ist bei größeren Anhebemassen nicht auszuschließen, daß die Druckflüssigkeit auch in den Spalt zwischen Topfwand und Elastomere-Platte eindringt. Hier kann die Druckflüssigkeit bis zum Ringspalt zwischen Topfwand und Deckel hochsteigen und unter Umständen nach außen entweichen, wenn die hier angeordnete Abdichtung bei flüssigen, unter hohem Druck stehenden Medien nicht ausreicht.

    [0003] Diese Nachteile versucht die DE-AS 25 27 128 zu vermeiden, indem sie zwischen der Elastomere-Platte und dem Topfboden eine ein Druckmittel aufnehmende Membranblase anordnet, die an der Topfwandung anliegt und mit einer außen liegenden Druckquelle verbunden ist.

    [0004] Problempunkte bleiben bei dieser Lösung die an die Topfwandung und in die Ecken gepreßte flexible Blase und der Anschluß der nach außen führenden Druckleitung.

    [0005] Bei Kippbewegungen oder beim Anheben bzw. Ablassen des Deckels kann die unter hohem Druck fest an die Topfwandung angepreßte Blase den Verschiebungen des Deckels gegenüber der Topfwandung nicht zwängungsfrei folgen. Hierdurch treten in dem flexiblen Blasenmaterial 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.

    [0006] Das Lager wird damit für Anhebe- und Absenkvorgänge unbrauchbar. Zusätzliche Dichtungsprobleme treten am Anschluß der durch den Topfboden verlaufenden Druckleitung an die Blase auf.

    [0007] Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden. Zu diesem Zweck schlägt sie vor, eine dünne, zunächst ebene Membranplatte aus zugfestem Material, z. B. aus Metall oder Kunststoff, konzentrisch auf dem Topfboden bzw. auf dem Deckel anzuordnen und die Membranplatte längs ihres Umfanges fest, d. h. dicht und unverschieblich mit dem Topfboden bzw. dem Deckel zu verbinden.

    [0008] Die zum Anheben des Lagers bzw. zur Vergrößerung des Druckraumes erforderliche Flüssigkeitsmenge wird über eine absperrbare Zuleitung von außen in den sich zwischen Topfboden und Membranplatte bzw. Deckel und Membranplatte bildenden allseitig zugfest umschlossenen Raum eingepreßt. Dabei verformt sich die Membranplatte elastisch und/oder plastisch etwa entsprechend einer Kugeloberfläche mit Ausnahme des schmalen mit dem Topfboden bzw. mit dem Deckel verbundenen Randbereiches.

    [0009] Die in der durch die Druckflüssigkeit ausgewölbten, dünnen Membranplatte auftretenden Membranzugspannungen werden durch den festen Anschluß längs ihres Umfanges auf den Topfboden bzw. Deckel übertragen.

    [0010] Der Plattenrand kann durch Klebung und/oder Verschraubung mit dem Topfboden bzw. Deckel verbunden sein. Bei einer Membranplatte aus Metall, z. B. aus einem dünnen Tiefziehblech, kann der Plattenrand auch durch eine Schweißung mit dem Topfboden bzw. Deckel verbunden sein.

    [0011] Die Verbindung der Membranplatte mit dem Topfboden bzw. dem Deckel kann auch durch einen längs des Plattenrandes aufgeschraubten Klemmring erfolgen, wodurch die Membranplatte an ihrem Umfang dicht schließend auf den Topfboden bzw. den Deckel gepreßt wird, ggf. unter Zwischenschaltung eines Dichtringes.

    [0012] Bei der hier dargestellten Lösung liegt.der sich bildende mit der Druckflüssigkeit gefüllte Raum in jedem Falle nur innerhalb der von der Elastomere-Platte abgedeckten Grundfläche. Bei einer Volumenänderung der Druckflüssigkeit treten keine Relativverschiebungen zwischen der Umschließung des Flüssigkeitsraumes und der Topfwandung auf. Es ist daher auch kein Verschleiß möglich.

    [0013] Bei den hier in Betracht kommenden Anhebe- bzw. Absenkmassen von wenigen Zentimetern bleiben die Membranspannungen in der ausgewölbten dünnen Membranplatte stets weit unter der Materialfestigkeit. Ein Undichtwerden des Flüssigkeitsraumes ist daher auch im Langzeitbetrieb praktisch ausgeschlossen.

    [0014] Da der Topfboden im Gegensatz zur 'Blasenlösung' selbst die untere Begrenzung des Flüssigkeitsraumes bildet, in dem auch die von außen kommende Druckleitung verläuft, entfallen hier alle Dichtungsprobleme. Entsprechendes gilt natürlich auch bei Anordnung des Flüssigkeitsraumes zwischen Deckel und Elastomere-Platte und der von außen kommenden in der Dicke des Deckels verlaufenden Druckleitung.

    [0015] Eine weitere Variante besteht darin, daß sowohl eine Membranplatte mit dem Topfboden als auch mit dem Deckel verbunden ist. Mit entsprechenden Druckleitungen im Topfboden und im Deckel sind dann größere Anhebemasse oder das- Anheben mit aushärtenden oder nicht aushärtenden Druckflüssigkeiten zu verschiedenen Zeitpunkten möglich.

    [0016] Ein weiterer Erfindungsgedanke besteht darin, daß die längs ihres Umfanges mit dem Topfboden und/oder dem Deckel verbundene Membranplatte kleine Profilierungen oder Riffelungen aufweist. Hierdurch kann z. B. bei Beginn des Einpressens eine gleichmäßigere Verteilung der Flüssigkeit über die Rillen auf die ganze Plattenfläche erreicht werden. Weiter wird die Verformungsfähigkeit der Platte bei größeren Auswölbungen gesteigert.

    [0017] Die in den Flüssigkeitsraum mündende Druckleitung kann in bekannter Weise durch ein Rückschlagventil abgeschlossen werden.

    [0018] Eine andere Ausführung des Erfindungsgedankens besteht darin, daß zwischen Topfboden und Elastomere-Platte oder auch zwischen Deckel und Elastomereplatte zwei oder mehrere Membranplatten mit verschiedenen Durchmessern übereinander angeordnet und jeweils längs ihres Umfanges mit dem Topfboden oder dem Deckel fest verbunden sind und daß die zum Anheben erforderliche Flüssigkeitsmenge über voneinander unabhängige Druckleitungen sowohl zwischen Topfboden/Deckel und unterer/ oberer Membranplatte als auch zwischen die aufeinanderliegenden Membranplatten eingepreßt wird.

    [0019] Eine andere Weiterführung des Erfindungsgedankens besteht darin, die Elastomere-Platte mit der Membran- platte z. B. durch Verklebung oder Vulkanisation zu einer Einheit miteinander zu verbinden. Dies bietet sich vor allem dann an, wenn als Material für die Membranplatte ebenfalls ein Elastomere gewählt wird, was z. B. eine besondere Widerstandsfähigkeit gegen aggressive Bestandteile der Druckflüssigkeit (ölbeständigkeit) aufweist.

    [0020] Wenn die Elastomere-Platte von Haus aus schon die erforderliche Widerstandsfähigkeit besitzt, so kann schließlich auf eine besondere Membranplatte ganz verzichtet werden. Die Elastomere-Platte übernimmt dann auch die Funktion der Membranplatte. Sie wird dementsprechend längs ihres Umfanges fest mit dem Topfboden bzw. dem Deckel verbunden. Diese Verbindung kann z. B. in einer ringförmigen Verklebung oder in einer entsprechenden Anvulkanisierung der Elastomere-Platte am Topfboden bzw. am Deckel bestehen.

    [0021] Eine weitere Möglichkeit zur Realisierung des Erfindungsgedankens wird darin gesehen, die Elastomere- Platte längs ihres Umfanges nicht direkt am Topfboden bzw. Topfdeckel, sondern an einer an ihrer Unterfläche bzw. ihrer Oberfläche angeordneten Abschlußplatte, z. B. aus Metall, anzuvulkanisieren.

    [0022] Der allseitig umschlossene Flüssigkeitsraum bildet sich dann zwischen der Elastomere-Membran-Platte und der bzw. den Abschlußplatten aus. Hierzu muß die von außen kommende, im Topfboden und/oder im Topfdeckel verlaufende Druckleitung kurz vor ihrem Ende nach oben bzw. nach unten durch die Abschlußplatte(n) hindurchgeführt werden, so daß sie in dem sich zwischen Elastomere- und Abschlußplatte bildenden Flüssigkeitshohlraum einmündet.

    [0023] Um zu verhindern, daß die Druckflüssigkeit in den Spalt zwischen Topfboden bzw. Topfdeckel und Abschlußplatte eindringt, wird hier am Druckleitungskanal eine z. B. ringförmige Dichtung zwischen den beiden Metallteilen erforderlich, die jedoch keine technischen Probleme mit sich bringt.

    [0024] So kann z. B. der Dichtungsring in eine entsprechende Nut im Boden (Deckel) und/oder in der Abschlußplatte eingesetzt werden und die beiden Metallteile von außen her so miteinander verschraubt werden, daß der Dichtungsring fest in die Nut eingepreßt wird und damit auch für höchste Drücke in der Zuleitung wirksam bleibt.

    [0025] In den Zeichnungen sind einige Beispiele und Einzelheiten der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen

    Fig. 1 einen Schnitt durch ein Hublager mit einer am Boden verschweißten Membranplatte,

    Fig. 2 einen Schnitt durch ein Hublager mit am Boden und am Deckel angeschweißten Membranplatten,

    Fig. 3 einen Teilschnitt durch ein Hublager mit einer durch einen aufgeschraubten Ring an den Topfboden angepreßten Membranplatte.

    Fig. 4 einen Schnitt durch ein Hublager mit zwei übereinanderliegenden, mit dem Topfboden verschweißten Membranplatten,

    Fig. 5 einen Teilschnitt durch ein Hublager mit einer Membranplatte nach Anspruch 5,

    Fig. 6 einen Schnitt durch das Hublager mit zu einer Einheit zusammenvulkanisiertem Elastomere und Membranplatte,

    Fig. 7 einen Schnitt durch das Hublager mit unter und über der Elastomere-Platte angeordenten Abschlußplatten,

    Fig. 8 in einem Teilschnitt die Abdichtung des Druckleitungskanals am Übergang zwischen Boden und Abschlußplatte.



    [0026] In Fig. 1 ist mit 1 der Deckel bezeichnet, der um das Anhebemaß x verschoben dargestellt ist. Die Ausgangslage ist gestrichelt angegeben. Der ursprünglich nur von der Elastomere-Platte 4 gefüllte Druckraum zwischen Deckel 1, Topfboden 2 und Topfwandung 3 ist durch die über die Druckleitung 5 mit Rückschlagventil 9 eingepreßte Druckflüssigkeit vergrößert. Dabei ist der Flüssigkeitsraum 7 durch die dünne, ausgewölbte und an ihrem Umfang 6 a angeschweißte Membranplatte 6 allseitig umschlossen. Entsprechend der Ausbauchung der Membranplatte 6 hat sich die Elastomere-Platte 4 verformt, wobei das Material von der Mitte nach dem Rand hin verdrängt ist.

    [0027] In Figur 2 ist der Anhebevorgang bei Anordnung einer Membranplatte 6 zwischen Topfboden 2 und Elastomere- Platte 4 und einer weiteren Membranplatte 8 zwischen Deckel 1 und Elastomere-Platte 4 dargestellt. Die beiden Membranplatten 6, 8 sind jeweils an ihrem Umfang 6 a bzw. 8 a mit dem Topfboden 2 bzw. mit dem Deckel 1 durch Schweißung oder Verschraubung fest verbunden. In den Spalt zwischen 2 und 6 mündet die von außen kommende Druckleitung 5 und in den Spalt zwischen 1 und 8 mündet die Druckleitung 10. Wie in Figur 2 dargestellt, hat sich der Deckel 1 nach dem Einpressen der Druckflüssigkeit in den Raum 7 zwischen 2 und 6 und den Raum 7 a zwischen 1 und 8 um daß Maß 2 x gehoben.

    [0028] In Figur 3 ist die Membranplatte 6 an ihrem Umfang durch einen aufgeschraubten Ring (15, 16) an den Topfboden angepreßt. Der Innenrand des Ringes ist entsprechend der Verformung der Membranplatte abgefaßt. Die Membranplatte besteht in diesem Falle z. B. aus einem flexiblen Kunststoff.

    [0029] Figur 4 z eigt zwei übereinander angeordnete Membranplatten 6 und 13, die in 6 a und 13 a an den Topfboden 2 z. B. angeschweißt sind. Die Druckflüssigkeit im Raum 7 b zwischen den beiden Membranplatten 6 und 13 wird dabei durch die Druckleitung 14 und die Druckflüssigkeit im Raum 7 zwischen der unteren Membran- platte 6 und dem Topfboden 2 durch die Druckleitung 14 a eingepreßt.

    [0030] In Figur 5 ist der Anschluß der Membranplatte 6 am Topfboden 2 und der Eintritt der Druckleitung 5 in den sich erweiternden Spalt zwischen 2 und 6 in vergrößertem Maßstab dargestellt. Die Membranplatte 6 weist hier Profilierungen 17 auf. Die Ausgangslage der Membranplatte 6 ist gestrichelt angegeben. Durch die Schweißnaht 6 a ist die Membranplatte 6 mit dem Topfboden 2 fest verbunden.

    [0031] In Figur 6 ist die zu einer Einheit mit der Membran- platte verbundene Elastomere-Platte 4 + 6 dargestellt. Sie ist längs ihres Umfanges 18 an den Topfboden 2 anvulkanisiert. Das Lager ist in angehobenem Zustand dargestellt, d. h. nach dem Einpressen der Druckflüssigkeit in den zwischen 2 und 4 + 6 entstandenen, fest umschlossenen Flüssigkeitsraum. Die Elastomere- Platte 4 + 6 hat sich dementsprechend verformt.

    [0032] Auch in Fig. 7 bildet die Elastomere-Platte mit der unteren und oberen Membranplatte eine Einheit. Dabei ist angenommen, daß die Membranplatten aus dem gleichen Elastomere bestehen wie die eigentliche Elastomere- Platte 4. Die somit einheitliche Elatstomere-Platte ist längs ihres Umfanges 18 bzw. 18 a mit den Abschlußplatten 19 bzw. 19 a zusammenvulkanisiert. Die Druckleitung 5 bzw. 10 wird etwa in der Mitte des Lagers nach oben bzw. unten abgeknickt und durch die Abschlußplatte hindurch bis in den sich bildenden Flusskeitsraum weitergeführt. Das Lager ist in angehobenem Zustand dargestellt, wobei sich der Flüssigkeitsraum 7 bzw. 7 a sowohl zwischen der unteren Abschlußplatte 19 als auch der oberen Abschlußplatte 19 a und der einheitlichen Elastomere-Platte 4 + 6 ausgebildet hat. In Fig. 8 ist die im Boden 2 nach oben angeknickte Druckleitung 5 und ihr Übergang in die AbschluBplatte 19 in größerem Maßstab dargestellt. Der Spalt zwischen 2 und 19 ist durch eine elastische, ringförmige Dichtung 20 gegenüber der Druckleitung 5 abgeschlossen. Es ist dabei angenommen, daß die Abschlußplatte 19 im Bereich der Dichtung durch von außen zugängliche Schrauben 21 an die Bodenplatte 2 angepreßt wird, wobei der Dichtring 20 in eine entsprechende Ringnut im Topfboden und der Abschlußplatte 19 mit hohem Druck eingepreßt ist.


    Ansprüche

    1. Hublager zum Übertragen und Anheben bzw. Absenken schwerer Lasten, z. B. im Brückenbau, bei denen in einem durch einen stählernen Topf mit Deckel und Dichtung allseitig umschlossenen Druckraum eine dicke Elastomere-Platte zur gelenkigen Übertragung der Lasten vom Deckel auf den Topfboden eingelegt ist und bei denen zum Anheben unter Last über eine Druckleitung von außen her zwischen Topfboden und Elastomere-Platte eine das Elastomere örtlich verdrängende und damit die Höhe des allseitig umschlossenen Druckraumes vergrößernde Flüssigkeitsmenge eingepreßt wird bzw. zum Absenken eine die Höhe des allseitig umschlossenen Druckraumes verringernde Flüssigkeitsmenge abgelassen wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung eines allseitig umschlossenen Flüssigkeitsraumes (7) zwischen Topfboden (2) und Elastomere-Platte (4) und/oder zwischen Deckel (1) und Elastomere-Platte (4) eine zunächst ebene Membranplatte (6) bzw. (8) aus zugfestem Material,
    konzentrisch auf dem Topfboden (2) angeordnet ist und längs ihres Umfanges unverschieblich und dicht mit dem Topfboden (2) oder dem Deckel (1) verbunden ist.
     
    2. Hublager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranplatte (6, 8) aus Metall besteht und längs ihres Umfanges (6 a, 8a) am Topfboden (2) und/oder am Deckel (1) durch Schweißung, Vulkanisation, Verklebung, Verkeilung oder Verschraubung verbunden ist.
     
    3. Hublager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranplatte (6, 8) aus Kunststoff besteht und längs ihres Umfanges mit dem Topfboden (2) bzw. mit dem Deckel (1) durch Vulkanisation, Verklebung, Verkeilung oder Verschraubung verbunden ist.
     
    4. Hublager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranplatte (6, 8) an ihrem Umfang durch einen aufgeschraubten Klemmring (15, 16) an den Topfboden (2) und/oder an den Deckel (1) angepreßt ist.
     
    5. Hublager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranplatte (6) Profilierungen oder Riffelungen (17) aufweist.
     
    6. Hublager nach den Ansprüchen 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß der allseitig umschlossene Flüssigkeitsraum (7, 7 a) durch eine oder mehrere zusätzliche Membranplatten (6, 13 in Fig. 4) unterteilt ist, die längs ihres Umfanges (6 a, 13 a) mit dem Topfboden (2) und/oder mit dem Deckel (1) verbunden sind und daß die Druckflüssigkeit sowohl zwischen Topfboden (2) und/oder Deckel (1) und der unteren Membran- platte (6) als auch zwischen die übereinanderliegenden Membranplatten (6, 13) eingepreßt wird.
     
    7. Hublager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranplatte (6) aus einem gummiartigen Kunststoff (Elastomere) besteht und mit der Elastomere-Platte (4) zu einer Einheit (4 + 6) verbunden ist, und daß diese Einheit längs ihres Umfanges (18) an den Topfboden (2) und/oder den Topfdeckel (1) anvulkanisiert ist.
     
    8. Hublager nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Elastomere-Platte (4) und der Membranplatte (6) eine einheitliche Elastomere-Platte (4 + 6) gebildet ist, die auf ihrer Unter- und/oder Oberseite längs ihres Umfanges (18) an eine bzw. je eine Abschlußplatte (19), z. B. aus Metall, anvulkanisiert ist, und daß der allseitige umschlossene Flüssigkeitsraum (7, 7 a) sich zwischen der Elastomere-Platte (4 + 6) und der/den Abschlußplatte(n) (19) ausbildet.
     
    9. Gummitopflager nach Anspruch 1., 6. und 7., dadurch gekennzeichnet, daß die im Topfboden bzw. Topfdeckel verlaufende Druckleitung (5) bzw. (10) nach oben bzw. nach unten durch die Abschlußplatte(n) (19) hindurch bis in den sich bildenden Flüssigkeitsraum (7) bzw. (7 a) geführt ist und am Übergang zwischen Topfboden (2) bzw. Topfdeckel (1) und Abschlußplatte(n) mit einer Dichtung (20) versehen ist.
     




    Zeichnung