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Spannhülse für miteinander verspannbare Ausbauprofile, insbesondere für gleichsinnig ineinanderlegbare Rinnenprofile des Gleitbogenausbaus
Es sind Spannhülsen für miteinander verspannbare Ausbauprofile bekannt, welche die Profile umgrei- fen und aus zwei Teilen bestehen, die auf gegenüberliegenden Seiten der Profile an mehreren in Längs- richtung der Profile im Abstand zueinander angeordneten Stellen mittels Bolzen und Spannmuttern oder ähnlichen Spannelementen - gegebenenfalls mittelbar - gekuppelt sind.
Soweit es sich um Spannhülsen für gleichsinnig ineinanderlegbare Rinnenprofile des Gleitbogenausbaus handelt, welche insbesondere für den Ausbau untertägiger Grubenstrecken Verwendung finden, besitzt die Hülse meist einen Ober- und einen Unterteil, die an jeder Längsseite an mehreren in Einschubrichtung der Rinnenprofile im Abstand zueinander angeordneten Stellen durch derartige Spannelemente - gegebenenfalls unter Einschaltung von
Zwischenlagen - miteinander verbunden sind.
In den Fällen, in denen derartige Spannhülsen für die Ver- bindung von mit Flanschen versehenen Rinnenprofilen bestimmt sind, die an den gegebenenfalls aufein- anderliegenden Flanschen miteinander verspannt werden, werden HUlsenober- und -unterteil gleichfalls mit Flanschen ausgerüstet, so dass deckel- bzw. schalenartige Hülsenteile entstehen, die an ihren Flanschen durch mehrere verhältnismässig kurze und im Durchmesser klein gehaltene Schrauben verspannbar sind. Die Hülsen erhalten je nach der Art des Einbaus entweder am Deckel oder am Unter- bzw. Bodenteil einwärts gerichtete Vorsprünge oder Nasen, die sich vor die Stirnseite des einen der miteinander zu verbindenden Profile legen, damit bei der Relativverschiebung der Profile die Hülse von diesem Profil mitgenommen wird.
Beim Gleitbogenausbau können im Überlappungsbereich der gleichsinnig ineinandergelegten Rinnenprofile an beiden Enden der Überlappung derartige Spannhülsen vorgesehen werden, jedoch genügt in der Regel die Verwendung einer Spannhülse an einem Ende des Überlappungsbereiches, wogegen am andern Ende des Überlappungsbereiches ein geschlossener oder geteilter Führungsring vorgesehen wird, welcher das Abheben oder Spiessen des Profilendes von dem andern Profil verhindert. Derartige Spannhülsen können jedoch auch dazu verwendet werden, um mit ihren Enden stumpf gegeneinanderstossende oder aber in einem gewissen Abstand voneinander angeordnete Ausbausegmente starr oder aber um ein begrenztes Mass nachgiebig miteinander zu verbinden.
Bei mit ihren Enden gleichsinnig ineinandergelegten Profilen, insbesondere Rinnenprofilen, für den bogen- oder ringförmigen Streckenausbau, bei dem bogenförmige Profilabschnitte im Bereich der Spannhülse auf-oder ineinanderliegen und gleiten, lässt es sich in der Praxis nicht vermeiden, dass die Profile auch im Erfassungsbereich der Spannhülse nicht völlig satt ineinanderliegen, sondern unter einem gewissen, wenn auch meist kleinen Winkel gegeneinander abgewinkelt sind. Diese meist nur geringe Abweichung von der satten Aufeinanderlage der Profilabschnitte ist beim bogenförmigen Ausbau in den meisten Fällen dadurch bedingt, dass die Kappen- bzw. Firstsegmente und die Seitensegmente des Ausbaus nach einem unterschiedlichen Biegeradius gebogen sind.
Es können jedoch auch Biegetoleranzen die Ursache für ein derartiges nicht genaues Ineinanderliegen bzw. eine nicht völlig satte Abstützung der Profile sein.
Bei der im Sinne einer Umfangsverkurzung der Ausbaurahmen erfolgenden Relativverschiebung der gleitend ineinandergefUhrten Ausbauprofile können weitere Veränderungen hinsichtlich der Lage der sich überlappenden Profilabschnitte eintreten, wodurch die durch unterschiedliche Biegeradien oder Biegetoleranzen bedingten Abweichungen von einer genau parallelen Lage der Profilabschnitte noch vergrössert werden.
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Durch eine derartige Schrägstellung der miteinander zu verspannenden Profilabschnitte treten in der Praxis häufig stark voneinander abweichende Belastungen der einzelnen Spannelemente der Spannhülsenverbindung ein, die sich mit zunehmender Relativverschiebung der Ausbauprofile in der Regel noch vergrössern. Derartige unterschiedliche Belastungen der einzelnen Spannelemente einer Spannhülse können auch bei mit ihren Enden stumpf gegeneinanderstossenden oder in einem gewissen Abstand voneinander angeordneten Ausbauprofilen auftreten, sofern die Spannhülse im Bereich jedes der miteinander zu verbindenden Profile durch mindestens zwei in deren Längsrichtung im Abstand voneinander angeordnete Spannelemente gekuppelt ist.
Mit ungleichmässigen Beanspruchungen der einzelnen Spannelemente muss bei derartigen, sich mit ihren Enden nicht überlappenden Ausbauprofilen insbesondere dann gerechnet werden, wenn die in die Spannhülse eingeführten Enden der Ausbauprofile - beispielsweise infolge einer Biegeverformung der Profile oder aber infolge einer Relativbewegung der Profilenden - gegeneinander abgewinkelt werden. Die Folge solcher ungleichmässiger Beanspruchungen der verschiedenen Verbindungschrauben oder äquivalenten Spannelemente der Spannhülse ist vielfach eine vorzeitige Zerstörung der besonders stark beanspruchten Spannelemente.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, bei derartigen Spannhülsen, die auf gegenüberliegenden Seiten der Profile an mehreren in Längsrichtung der Profile im Abstand voneinander angeordneten Stellen der Hülsenflansche durch Spannschrauben oder ähnliche Spannmittel-gegebenenfalls unter Einschaltung von Zwischenlagen - miteinander gekuppelt sind, eine möglichst gleichmässige Belastung sämtlicher Spannmittel zu gewährleisten und dadurch eine grössere Sicherheit gegen vorzeitige Zerstörungen einzel- ner Spannelemente zu erreichen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass zur Ermöglichung einer Verschwenkbewegung der beiden Htilsenteile um eine zur Profilachse normale Achse die
Spannmittel an einem wiegenartigen Teil angreifen, der durch einen besonderen Teil oder durch entsprechende Formgebung eines Hülsenteils gebildet wird.
Mit Hilfe eines derartigen, den Spannmitteln zugeordneten wiegenartigen Teils, welcher als zusätzliches Bauelement vorgesehen werden kann oder selbst einen Teil der Spannhülse bildet, wird bei einer Abwinklung der sich mit ihren Enden überlappenden oder aber fluchtend hintereinander angeordneten Profile die Belastung der einzelnen Spannmittel selbsttätig ausgeglichen, so dass unzulässig hohe Beanspruchungen einzelner Spannelemente, die zu deren vorzeitiger Zerstörung führen könnten, mit Sicherheit vermieden werden.
Bei Ausbauprofilen, die sich mit ihren Enden überlappen und im Überlappungsbereich durch eine Spannhülse gemäss der Erfindung verbunden sind, sind sämtliche auf derselben Profilseite angeordneten Spannmittel über einen gemeinsamen, als Ausgleicher wirkenden wiegenartigen Teil mindestens an einem der Hülsenteile abgestützt.
Demgegenüber stützen sich bei mit ihren Enden fluchtend hintereinander angeordneten Ausbauprofilen die im Bereich jedes der beiden Profile auf derselben Profilseite angeordneten Spannmittel durch einen derartigen gemeinsamen wiegenartigen Teil mindestens an einem der Hillsenteile ab, Während bei sich mit ihren Enden überlappenden Ausbauprofilen die Belastung sämtlicher auf derselben Profilseite angeordneter Spannmittel unter Anpassung an die jeweiligen Verhältnisse selbsttätig ausgeglichen wird, erfolgt bei Ausbauprofilen, die mit ihren Enden stumpf gegeneinandersto- ssend oder aber in einem gewissen Abstand voneinander angeordnet sind, der selbsttätige Belastungsausgleich zwischen denjenigen Spannmitteln, die auf derselben Profilseite und im Bereich desselben Profils angeordnet sind.
Durch die hiedurch erzielte Vermeidung einer Überbeanspruchung einzelner Spannelemenge wird deren vorzeitige Zerstörung mit Sicherheit vermieden und damit die Betriebssicherheit wesentlich verbessert.
Bei einer zweckmässigen Ausführungsform sind die Spannmittel auf beiden Seiten der Profile über ein wiegenartiges Verbindungsglied an einem der Hülsenteile oder an beiden Hülsenteile abgestützt. Dieses wiegenartige Verbindungsglied, welches als zusätzliches Bauelement ausgebildet werden oder selbst einen Teil der Spannhülse darstellen kann, überträgt bei einem Anwachsen der Schrägstellung eines der beiden Profile, d.
h. bei dem Versuch einer Spreizung der Hülse, die Spannkraft des oder der stärker belasteten Spannelemente auf das wiegenartige Verbindungsglied, das infolge der ungleichförmigen Belastung durch die einzelnen Spannelemente eine Kipp- oder Wippbewegung ausführt, wodurch ein Teil der Belastung der jeweils stärker beanspruchten Spannelemente auf die jeweils weniger stark belasteten Spannelemente übertragen und damit ein Ausgleich der Spannkräfte herbeigeführt wird.
Die Erfindung kann in verschiedener Weise ausgeführt werden, wobei jedoch in jedem Falle die Form und die Abmessungen der Hülse der Querschnittsform der zu verspannenden Ausbauprofile angepasst werden. Bei Rinnenprofilen ist es in der Regel zweckmässig, wenn der Ober- und Unterteil der Hülse an
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Rinnenprofile. Den in solchen Fällen gleichfalls mit Flanschen ausgerüsteten Ober- und Unterteilen der Hülse wird dann auf jeder Seite der Profile mindestens ein wiegenartiges Verbindungsglied zugeordnet, welches als besonderes Zwischenglied zwischen den Spannelementen, insbesondere den Spannmuttern, und den Flanschen des einen Hülsenteils eingeschaltet und mit ihrer in Längsrichtung wiegenartig gewölbten Oberfläche gegen den Hülsenflansch abgestützt ist.
Zwischen den Köpfen und den Muttern der Spannschrauben und den angrenzenden Teilen der Flansche bzw. des Zwischengliedes können kalottenförmig ausgebildete Unterlegscheiben vorgesehen sein, die eine aussermittige Beanspruchung der Spannbolzen bzw. der Spannmuttern verhindern.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, dass die Flansche des einen Hülsenteils, insbesondere die des unteren Hülsenteils, selbst als die Spannstellen verbindende wiegenartige Verbindungglieder ausgebildet sind. Hiebei genügt in vielen Fällen die Verbindung dieser besonderen Flansche durch einen schmalen Bügel, der an keiner Stelle an dem Rinnenprofil, u. zw. dem Aussenprofil, anliegt und dadurch selbst in Abhängigkeit von der Schwenkbewegung des Zwischengliedes beweglich ist. Es kann aber auch für diesen HUlsenteil eine Laschenform beibehalten werden. In diesem Fall wird der Boden bzw. der Deckel einer solchen Lasche in Längsrichtung ebenfalls entsprechend der Form einer Wiege gewölbt, damit die durch die Belastung der verschiedenen Spannschrauben erforderlich werdenden Einstellbewegungen stattfinden können.
Die Einstellmöglichkeit einer solchen Verbindung auf die günstigsten Spannverhältnisse kann dadurch weiter unterstützt werden, dass die Flansche des einen oder des andern Hülsenteils, insbesondere die des Htilsenoberteils, mindestens in bezug auf die Längsrichtung als Kreisringabschnitt ausgebildet sind. dass für jede Htilsenseite als Spannmittel ein die Gewindebolzen der beiden Spannstellen verbindender, auf
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gleichzeitig ein Drehgelenk bildet. Im Zusammenhang mit der Wiege, die durch einen Flansch des andern Hülsenteils oder einen Zusatzkörper gebildet sein kann, ist diese Verbindung in der Lage, sich auch starken, unerwarteten Lageveränderungen der Profile weitestgehend anzupassen, u. zw. unter Vermeidung örtlicher Überbelastungen.
Der als Gelenk dienende Bügelteil der Spannschrauben trägt weiterhin zu einer Entlastung des als Gelenkauflage dienenden Hülsenflansches bei. Auch der für diese Auflage der Bügelschraube dienende gewölbte Flansch arbeitet im Sinne einer Wiege, welche durch Lageveränderung einen Belastungsausgleich auf beide Gewindeschenkel bewirken kann, so dass in manchen Fällen auch diese Wiege für sich allein brauchbar ist. Auch in diesem Fall können zusätzlich zu den HUlsenflanschen noch die Boden-und/oder die Deckelfläche der Hülse wiegenartig gewölbt sein. Hiedurch wird das Einstellen der Htilsenteile zueinander zusätzlich unterstützt. Es ist ferner möglich, in besonderen Fällen entweder nur den Boden oder den Hülsenflansch als Wiege zu verwenden.
In der Zeichnung sind mehrere AusfUhrungsformen der Spannhtilsen nach der Erfindung veranschau- licht. Fig. 1 zeigt einen Abschnitt eines Rahmens des Gleitbogenausbaus, Fig. 2 zeigt das Verspannen von ineinanderliegenden Rinnenprofilen mittels einer Spannhtilse in Seitenansicht, Fig. 3 ist ein Schnitt nach Linie III-III der Fig. 2, Fig. 4 zeigt in derselben Darstellung wie Fig. 2 ein zweites Ausftihrungsbeispiel der SpannhUlse, Fig. 5 ist ein Schnitt nach Linie V-V der Fig. 4, Fig. 6 zeigt, wiederum entsprechend der Darstellung nach Fig. 2, ein weiteres Ausführungsbeispiel der Spannhülse, und Fig. 7 ist ein Schnitt nach Linie VII-VII der Fig. 6.
Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen bestehen das Innen-bzw. Kappenprofil l und das Aussenprofil 2 aus dem gleichen Walzprofil. Die Profile legen sich mit ihren kurz bemessenen Flanschen 3 aufeinander, wogegen zwischen den Profilböden 4 ein Zwischenraum verbleibt. Die ineinanderliegenden Rinnenprofile werden in dem aus Fig. 1 ersichtlichen Überlappungsbereich, d. h. in dem Bereich, in welchem die gegeneinandergerichteten Endabschnitte der beiden Profile ineinanderliegen, durch eine aus einem Oberteil 5 und einem Unterteil 6 bestehende SpannhUlse und einem Fuhrungsring 7 verbunden und gegeneinandergepresst bzw.
aneinander gefUhrt. Der Oberteil der Spannhülse besitzt einen niedergezogenen Ansatz 8, gegen welchen die Stirnseite des Innenprofils 1 anliegt, derart, dass bei der Relativerschiebung der Profile 1 und 2 die Spannhülse von dem Profil 1 mitgenommen und auf dem andern Profil verschoben wird. Am Ende des Aussenprofils 2 ist der Spannring vorgesehen, welcher verhindert, dass sich dieses Profilende von dem andern Profil abhebt. Die Anordnung von SpannhUlse und Spannring kann auch in umgekehrter Weise erfolgen. In diesem Fall ist eine dem Ansatz 8 entsprechende Stützfläche am HUl- senunterteil vorzusehen.
In Fig. 1 ist in vergrössertem Massstab gezeigt, dass das Kappenprofil innerhalb des Überlappungsbereiches nicht genau flächig auf dem Aussenprofil 2 aufliegt. Das im Bereich der Spannhülse zwischen den
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beiden Profilen ersichtliche Winkelmass kann sich im Verlauf der Relativbewegung der beiden Profile weiter ändern, insbesondere vergrössern, wodurch eine unterschiedliche Belastung der zum Verbinden von
Oberteil 5 und Unterteil 6 der Hülse vorgesehenen, über die Länge der HUlse verteilt angeordneten Spann- schrauben eintritt.
Bei dem in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Hülsenoberteil 5 als Deckel ausgebildet, welcher Seitenflansche 9 besitzt. Der Hülsenunterteil 6 hat die Form einer Schale oder Rin- ne, die gleichfalls mit Flanschen 10 ausgerüstet ist. Der Oberteil 5 legt sich mit seiner Deckelfläche 5a auf die Flansche 3 des Innenprofils auf. Der Hülsenunterteil 6 besitzt in Höhe der Flansche 10 Leisten 11, die sich gegen die Unterseite der Flansche des Aussenprofils 2 abstützen. Die Flansche 9 und 10 der Hülsenteile 5 und 6 sind auf jeder Seite durch zwei Schrauben 12 verspannt. Die Schraubenköpfe sind im Oberteil 5 auf einem Teil ihres Umfangs in Ausschnitten 13 geführt und gesichert, so dass sie sich nicht verdrehen können und auch nicht verloren werden.
In den Flanschen 10 sind Bohrungen oder sonstige Ausnehmungen 14 vorgesehen, die wesentlich grösser sind als die Durchmesser der Bolzen 12. Auch die Einstecklöcher in den Flanschen 9 können grösser als die Bolzendurchmesser sein. Unter dem Flansch 10 ist ein wiegenartiges Verbindungsglied 15 angeordnet, welches sich über die gesamte Länge des Hülsenunterteils, insbesondere des Flansches 10, erstreckt. Das Verbindungsglied 15 besitzt Ausnehmungen, durch welche die Schraubenbolzen 12 hindurchgreifen. Diese Ausnehmungen können grösser als die Bolzendurchmesser gehalten sein. Die gewölbte Fläche des Verbindungsgliedes 15 ist gegen den Flansch 10 abgestützt. Auf der abwärtsgerichteten Aussenseite des Verbindungsgliedes sind die Muttern 16 abgestützt.
Zwischen den Muttern 16 und dem Verbindungsglied 15 können Unterlegscheiben mit kalottenartigen Stützflächen vorgesehen sein. Bei einem stärkeren Verspannen des einen Schraubenbolzens wird über den wiegebalkenartigen Zwischenkörpern 15 die Spannkraft gleichzeitig auf den zweiten Schraubenbolzen übertragen, so dass selbsttätig ein Spannungsausgleich stattfindet. Dieser Ausgleich ist aber nicht nur beim ersten Verspannen der Hülse erreichbar, sondern hält sich auch während des Betriebszustandes der Hülse aufrecht. Bei der in Verbindung mit Fig. 1 geschilderten Veränderung der Lage der beiden Profile zueinander kann der Fall eintreten, dass die an der rechten Seite der Hülse nach Fig. 2 befindliche Spannschraube 12 einen Spannungszuwachs erfährt.
Durch Verwendung des wiegenartigen Verbindungsgliedes 15 überträgt diese Spannschraube aber sofort einen Teil ihrer Spannkraft auf die zweite Spannschraube. Bei diesem Spannungsausgleich stellen sich auch Htilsenober-und-unterteil auf die Lage der Profile ein.
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