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Drehkeilverschluss einer Kupplung für Stahlrohrgerüste
Die Erfindung betrifft einen Drehkeilverschluss einer Stahlrohrgerüstkupplung, der einen über einen
Spannzapfen schwenkbaren, ringförmig geschlossenen Bügel besitzt. Das Bügelgelenk ist parallel zu dem von dem Verschluss fest verspannten Gerüstrohr angeordnet.
Bei einem derartigen Verschluss ist es bekannt, das Gelenk für den Drehkeil parallel zu dem Bügel- gelenk anzuordnen. Es ist dabei schwierig, dem Drehkeil eine solch kleine Keilsteigung zu geben, dass sich der Verschluss nicht von selbst lösen kann. Überdies ist bei dieser Anordnung die Handhabung des
Drehkeiles unbequem. Die Erfindung bezweckt, einen Drehkeilverschluss zu schaffen, der die genannten
Nachteile nicht aufweist.
Gemäss der Erfindung ist das Drehkeilgelenk um 900 gegenüber dem Bügelgelerk verdreht angeord- net.
In Weiterbildung der Erfindung ist es zweckmässig, den Drehkeil im Spannzustand auf den Rändern der Breitseite des Spannzapfens aufsitzen zu lassen, wobei es erforderlich ist, dass das Drehkeilgelenk zu- sammen mit dem Bügel um ein gewisses Mass querverschiebbar ist.
In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Sie zeigt in Ansicht, teilweise geschnitten, eine Stahlrohrgerüstkupplung mit darin eingespannten Rohren. Jedoch ist die untere Kupplungshälfte zur besseren Übersicht insofern nicht vollständig, als die hinter dem Bügel befindlichen Teile nicht gezeichnet sind und auch das untere Rohr nur angedeutet ist.
Zwei Gerilstrohre 1 und 2 kreuzen sich in einem Abstand a. Jedes von ihnen liegt in einer Mulde 3 eines geschmiedeten Kupplungsmittelstückes 4. Das Mittelstück hat hakenförmige Gelenkzungen 5 und 6.
Ein geschmiedeter Bügel 7 sitzt gelenkig mit einer rechteckigen Öffnung 8 auf der Zunge 6. Die Öffnung
8 wird gebildet aus zwei Schenkeln 9, einem Gelenkbolzen 10 und zwei Zapfen 11. Vor dem Zusammenstecken der Teile 6 und 7 sind die Schenkel 9 des Bügels ein wenig nach aussen gekrümmt. Nach dem Zusammenstecken der Teile wird der Bügel so gepresst, dass die Schenkel 9 geradlinig werden. Die Öffnung 8 ist dann so klein, dass der Bügel durch eine Warze 12 der Zunge 6 unverlierbar ist.
Das Bügelgelenk 6, 10 liegt parallel zu dem eingespannten Rohr 1 oder bei der unteren Kupplungshälfte zu dem Rohr 2. Der Bügel 7 ist über einen Spannzapfen 13 eines Kupplungsdeckels schwenkbar.
Die beiden Schenkel des Bügels sind am andern Ende durch ein Gelenkauge 14 miteinander verbunden, der Bügel ist also ringartig geschlossen.
Das Gelenkauge 14 des Bügels 7 mit seiner Bohrung für den Gelenkbolzen 15 ist um 900 gegenüber dem Bügelgelenk 6, 10 verdreht angeordnet. Auf den Enden des Gelenkbolzens 15 sitzen die freien Schenkel 16 eines U-förmig gebogenenBleches einesDrehkeils 18. Das Blech ist so zugeschnitten, dass nach der Abbiegung die Schenkel 16 zwei Exzenter bilden und der rückwärtige Teil 17 einen Handhabezapfen bildet, dessen Höhe etwa gleich seiner Breite ist. Auf den Handhabezapfen 17 kann man z. B. ein als Hebelverlängerung dienendes Rohr aufstecken. Die Teile 16 und 17 bilden einen Drehkeil 18. Der Drehkeil sitzt im Spannzustand auf Rippen 19 und 20 des Spannzapfens 13 auf.
Die Arbeitskante 21 des Drehkeils 18 hat im wesentlichen die Form einer archimedischen Spirale.
Das Verhältnis der gesamten Radiusdifferenz ruz-ri der Spirale zur Länge ihres Umfanges ist als Tangens eines Keilwinkels kleiner als der Tangens der Selbsthemmung. Bei dem beschriebenen Verschluss ist Platz genug vorhanden, die Spirale im Umfang so gross zu machen, dass auch bei einem verhältnismässig gro-
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ssen Spannhub die Bedingung der Selbsthemmung bequem erfüllbar ist. Der Anfangsbereich 21'der Ar.. beitskante 21 kann eine grössere Keilsteigung erhalten, weil in dem Bereich die Spannkraft klein ist.
- Gezeichnet ist der Zustand, dass der Drehkeil 18 noch nicht die volle Spannkraft ausübt, denn er sitzt nur auf der Rippe 19, nicht aber auf der gleich hohen Rippe 20 auf. In dem gemeinten Zustand müsste richtigerweise der Handhabezapfen 17 schräg nach links unten gerichtet sein. Die Zeichnung vernachläs- sigt dies zur besseren Erläuterung folgender Wirkungsweise : ZurAusübung einerSpannkraft verschiebt sich derDrehkeil lg ein wenig nach rechts, bis dass er auch auf der Rippe 20 aufsitzt. Dabei nimmt er den Bügel 7 mit, so dass der Gelenkbolzen 15 um das Mass b eineAusgleich-Querbewegung erfährt.
Der Bügel stellt sich entsprechend schief, und der Gelenkbolzen 10 hat, sofern er vorher eine Linienberührung mit der Zunge 6 hatte, nur noch im Punkt 22 Berührung mit der Zunge. Solange die Rippe 20 noch keine nennenswerte Kraft von dem Drehkeil erhält, stellt sich bei dieser beginnenden Verspannung ein Kräftedreieck 23,24, 25 ein. Die Kraft 23 bildet mit dem Zapfen 17
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nung eine Kniehebelwirkung aus ; denn wenn eine in Pfeilrichtung 26 auf denBügel oder den Drehkeil wir- kende Kraft versucht, den Bügel im Uhrzeigersinn zu schwenken, so vergrössert sich die Spannkraft des Drehkeils 18 so lange, bis das Kräftedreieck im Kulminationszustand zu einer Linie zusammenschrumpft.
Eine Kraft in Pfeillichtung 27 würde selbstverständlich überhaupt nicht in der Lage sein, die Verspannung des Drehkeils zu lösen.
Damit ist die Anordnung nicht nur durch die Selbsthemmung des Drehkeils, sondern auch noch durch Kniehebelwirkung gesichert. Erschütterungen einesGerüstes oderunfreiwilligeSchläge gegen die geschlossene Kupplung sind also völlig ungefährlich für den Spannzustand des Drehkeils. Bei einem geradlinigen Keil kann ein unfreiwilliger Schlag den Keil austreiben. Der Drehkeil 18 lässt sich nur durch Verdrehung lösen und das kann praktisch nur bewusst geschehen.
Das Kräftedreieck 23, 24, 25 bleibt resultierend auch dann bestehen, wenn der Drehkeil aus dem Zustand beginnender Verspannung fest verspannt wird. Dann erhalten die Rippen 19 und 20 in gleicher Weise die in Richtung der Achse wirkende Spannkraft, die sich den Kräften aus genanntem Dreieck überlagert.
Das Kräftedreieck wird breiter und damit für die Kniehebelwirkung noch günstiger, wenn der Gelenkbolzen 10 an der Zunge 6 eine ballige Auflage hat, denn dann wandert der Punkt 22 weniger weit aus der Achse 28 aus. Auch bei einer Längsverschiebung des Gelenkbolzens 10 zu der Zunge 6 wandert der Punkt 22 weniger weit aus dem Bereich der Achse 28 aus.
Der Spannzapfen 13 kann statt der Rippen 19 und 20 auch einen konkaven Drehkeilsitz haben. Der Krümmungsradius der konkaven Linie soll aber kleiner sein als der Krümmungsradius des Drehkeils im Festspannbereich. Dann nämlich erst besteht die Gewähr, dass der Drehkeil auf den Rändern der Breite des Spannzapfens aufsitzt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Drehkeilverschluss einer Kupplung für Stahlrohrgerüste, mit einem über einen Spannzapfen schwenkbaren, ringartig geschlossenen Bügel, der ein parallel zum einzuspannenden Rohr angeordnetes Gelenk und ein Gelenk für den Drehkeil besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehkeilgelenk (14,15) um 900 gegenüber dem Bügelgelenk (6, 10) verdreht angeordnet ist.