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Die Erfindung betrifft ein Kraftübertragungselement, im weiteren oft nur als Element bezeichnet, welches zur Verrichtung von Verformungsarbeit geeignet ist, bestehend aus einer sich im Innenraum verjüngenden Hülse mit einem stückigen Füllgut in Form von Kugeln und/oder eines Granulats und eines durch die Hülse hindurchgeführten gerippten Stabes.
In vielen Fällen ist es wünschenswert, dass tragende Konstruktionen über eine grosse Nachgiebigkeit bei Beibehaltung ihrer Tragfähigkeit verfügen. So werden im Tunnel-, Brd- und Bergbau tragende Konstruktionen angestrebt, die die Verformungen des Gebirges und von Erdkörpern
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dem Gebirge und einem Festpunkt am Anker ein Stauchkörper angeordnet ist. Derartige Anker können schlaff oder vorgespannt sein.
Im Tunnel- und Bergbau wurden weiters Tübbingkonstruktionen aus Stahl oder Stahlbeton vorgeschlagen, die zur Erhöhung der Verformungsfähigkeit des Ausbaus über Stauchzonen zwischen den Tübbingen verfügen. Beim Hereinwandern des Gebirges in den Hohlraum werden die Stauchzonen zwischen den Tübbingen zusammengedrückt. Ebenso können andere Ausbaumittel, wie Bögen, Stützen u. dgl. mit Stauchkonstruktionen ausgerüstet sein, um die stützende Wirkung auch bei Gebirgsdeformationen beizubehalten.
Die genannten nachgiebigen Konstruktionen werden im Berg- und Tunnelbau auch als Sicherung gegen Abplatzungen von Felsteilen und gegen Gebirgsschläge eingesetzt. Die kinetische Energie der Abplatzungen bzw. der Gebirgsschläge soll dabei durch die Verformungsenergie, die in der nachgiebigen Konstruktion aufgenommen wird, unschädlich gemacht werden. Den gleichen Zweck - der Umwandlung von kinetischer Energie in Verformungsenergie - verfolgen nachgiebige Konstruktionen im Verkehrswesen, z. B. in Form von nachgiebigen Halterungen von Personen in Fahrzeugen, von Stauchzonen am Fahrzeug oder in Form von Auffangkonstruktionen für Fahrzeuge, wie z. B.
Leitschienen, Auffangnetze und Prellblöcke mit gezielter Nachgiebigkeit. Ähnliche nachgiebige Konstruktionen werden zum Schutz gegen Lawinen, Steinschlag und andere herabfallende oder fliegende Körper eingesetzt.
Um die gewünschte Nachgiebigkeit zu erreichen, wurden bei Ankern Ankerköpfe bekannt, die sich unter der Belastung des Gebirges entlang einer Ankerstange verschieben. Ankerstange und Ankerkopf sind dabei ineinandergreifende Körper, die einen sich verjüngenden Zwischenraum bilden. In diesem befindet sich ein stückiges Füllgut, das in Richtung der Verjüngung des Zwischenraums druckbelastet ist. Wird nun die Ankerstange gegenüber dem Ankerkopf in Richtung der Verjüngung des Zwischenraums verschoben, so presst sich das stückige Füllgut, z. B. Kugeln, in das Material der Ankerstange oder des Ankerkopfes und der Ankerstange ein. Eine Verschiebung ist dadurch nur unter Krafteinwirkung möglich.
Die beschriebene Konstruktion aus Ankerkopf und Stab stellt ein Kraftübertragungselement dar, in dem Kräfte, vorzugsweise in der Längsrichtung des Stabes übertragen werden und in der bei Verschiebungen zwischen Ankerkopf und Stab Verformungsarbeit geleistet wird.
An das beschriebene Kraftübertragungselement wird bei Ankern wie auch bei Anwendung an den sonstigen eingangs erwähnten nachgiebigen Konstruktionen Forderungen gestellt, die dem jeweiligen Verwendungszweck entsprechen. Die Forderungen betreffen das Last-Verschiebungs-Verhalten des Kraftübertragungselements, seine Verlässlichkeit, die Montage, das Korrosionsverhalten, den Schutz vor unerwünschten äusseren Einflüssen und die wirtschaftliche Herstellung.
Um die jeweiligen Forderungen erfüllen zu können, sind spezielle Gestaltungen des Kraftübertragungselements erforderlich.
So kann z. B. gefordert werden, dass die übertragbaren Kräfte eines nicht vorbelasteten Kraft- übertragungselements bei den anfänglichen Verschiebungen in dem Element stark ansteigen und dass grosse Verschiebungswege, z. B. von 40 cm, bei hoher Kraftübertragung ohne Brucherscheinungen im Kraftübertragungselement erreicht werden. Derartige Forderungen an das Kraftübertragungselement werden, z. B. bei dessen Verwendung für Ankerungen gestellt, die eine grosse Nachgiebigkeit aufweisen sollen, und deren Tragkraft bei den anfänglichen Gebirgsverformungen stark ansteigen soll.
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Durch die DE-OS 2330801 ist ein Verfahren zum Verankern eines Ankerbolzens in einem Bohrloch bekanntgeworden, wobei das Bohrloch vollständig mit Zementmörtel einer Mischung gefüllt wird und gleichzeitig mit dem Zementmörtel ein Gefäss mit dem Schnellbindemittel, Kugeln aus Keramik, Kunststoff od. dgl. oder Steinsplitt im Bohrlochtiefsten deponiert wird, und das Gefäss durch Einschieben des Ankerbolzens zertrümmert wird.
Durch die DE-OS 2425524 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Reibungs- und Scherverbundes zwischen Spannstählen für Spannbeton und Kontaktflächen an diese aufnehmenden Klemmkörpern, wobei für die Kontaktflächen ein Material mit geringerer Oberflächenhärte als die der Spannstähle verwendet wird und zwischen den Spannstählen und den Kontaktflächen ein Granulat angeordnet wird, dessen Körner härter als die Spannstähle sind, bekanntgeworden.
Durch die GB-PS Nr. 651, 556 ist die Verankerung eines Stabes in einer konischen Hülse unter Zwischenschaltung von Kugeln unterschiedlicher Grösse bekanntgeworden, wobei die kleineren Kugeln am verjüngten Ende angeordnet sind.
Schliesslich ist durch die GB-PS Nr. 777, 318 die Verankerung eines aufgespleissten Endes einer als Spannstahl verwendeten Litze in einer konischen Öffnung eines Ankerkopfes unter Verwendung eines Gemisches aus grob-und feinkörnigem Sand, mit welchem die Zwischenräume der Litzendrähte ausgefüllt werden, bekanntgeworden.
Alle bekannten Konstruktionen sind den erwähnten Forderungen nicht oder zumindest nicht ausreichend nachgekommen.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Kraftübertragungselements, welches obige Forderungen erfüllt.
Dies wird bei dem eingangs erwähnten Kraftübertragungselement erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass das stückige Füllgut in an sich bekannter Weise zumindest zwei unterschiedliche Grössen aufweist und die grösseren Stücke des Füllguts im wesentlichen beim sich verjüngenden Ende des Innenraums angeordnet sind, und dass zumindest einzelne Stücke des Füllguts grösser als die Erhebungen der Rippen des Stabes sind.
Die Bezeichnung Stab ist im weitesten Sinne seines Begriffes zu verstehen ; so muss der Stab nicht voll sein, sondern kann auch als Rohr ausgebildet sein.
Das geforderte Tragverhalten des Kraftübertragungselements wird demnach durch einen geschichteten Aufbau des stückigen Füllguts erreicht. Die einzelnen Schichten innerhalb des stückigen Füllguts haben unterschiedliche Aufgaben. Die Schicht, die aus den kleineren Einzelstücken besteht, übt bei den anfänglichen Verschiebungen in dem Kraftübertragungselement eine Druckbelastung auf die Schicht mit den grösseren Einzelstücken aus. Die Druckbelastung entsteht, wie bekannt und aus Fig. 1 erkennbar, durch das Anspannen eines Schraubverschlusses und durch die Mitnahmewirkung des gerippten Stabes auf das stückige Füllgut bei dessen Verschiebung in dem Element.
Die druckbelasteten grösseren Einzelstücke pressen sich in das Material des Stabes und/oder der Hülse und des Stabes ein und bewirken die Kraftübertragung auch bei grossen Verschiebungen des Stabes in dem Element.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Kraftübertragungselements im Querschnitt, und Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Elements ebenfalls im Querschnitt.
In Fig. 1 bezeichnet --1-- einen gerippten Stab, welcher von einer Hülse oder Muffe - umgeben ist. Ein Schraubverschluss --3-- schliesst den Innenraum der Muffe --2-- ab, welcher sich in diesem Beispiel vom Schraubverschluss --3-- weg verjüngt und in einer Abrundung - endet. Der Innenraum der Muffe --2-- ist mit stückigem Füllgut gefüllt. Das stückige Füllgut besteht vorzugsweise aus einem Haufwerk kleinerer Kugeln --4-- und aus einer Lage grösserer Kugeln --5--. Das Kugelmaterial ist z. B. Stahl.
Die Kugeldurchmesser sind so gewählt, dass sich beim Einpressen der Kugeln in den sich verjüngenden Zwischenraum die einzelnen grösseren Kugeln --5-- sowohl in das Material der Muffe --2-- wie auch in das der Stange-l-einpressen können, während die einzelnen kleineren Kugeln --4--, die auf die grösseren Kugeln --5-- eine Druckbelastung ausüben sollen, entweder nur mit der Muffe --2-- oder nur mit dem Stab - in Berührung sind.
Die kleinen Kugeln --4--, die zum Schraubverschluss --3-- hin ; gelagert sind, bringen gegen- über grossen Kugeln --5-- den Vorteil, dass sie beim Anspannen des Schraubverschlusses --3-- eine
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gleichmässigere Einleitung der Druckkräfte in das Kugelgefüge bewirken. Das Anspannen selbst erfolgt bei den kleinen Kugeln --4-- auch weniger ruckartig. Die Kugeln --4-- dürfen jedoch nicht so klein gewählt werden, dass sie sich in den Spaltraum zwischen dem Schraubverschluss --3-- und dem Stab-l-verkeilen bzw. durch den genannten Spaltraum hindurch können.
Die Grösse der Kugeln --4-- ist vor allem auch so zu wählen, dass sie den gerippten Stab --1-- dicht umschliessen können und dieser bei einer Verschiebung in der Kupplung eine möglichst grosse Mitnehmerwirkung und Druckbelastung auf das Kugelgefüge ausübt.
Die grösseren Kugeln --5-- bewirken bei der Verschiebung des Stabes-l-gegenüber der Muffe --2-- im überwiegenden Ausmass die Verformungen am Stab --1-- und an der Muffe --2--.
Haben sich die grösseren Kugeln --5-- so weit in den sich verjüngenden Zwischenraum zwischen Muffe Stab-l-eingepresst, dass sie in die Abrundung --6-- des Zwischenraumes zu liegen kommen, so haben sie ihre endgültige Lage in der Muffe --2-- erreicht und bilden eine Art Düse für den Stab --1--. Der Stab-l-formt sich durch die in ihn eingedrungenen Kugeln - um, wobei Längsrillen in der Staboberfläche entstehen. Erfindungsgemäss sind die Abmessungen der grösseren Stücke zumindest eineinhalb mal grösser als die Erhebungen der Rippen des Stabes, und das Einzelvolumen der grösseren Stücke beträgt zumindest das Eineinhalbfache des Einzelvolumens der kleineren Stücke.
Wie dies z. B. von den Verfahren zum Ziehen von Drähten bekannt ist, muss der Winkel zwischen den Wandungen der Ziehdüse und der Drahtachse innerhalb bestimmter Bereiche liegen, damit die Fliessverformungen am Draht stattfinden. Wird der Winkel zu gross, so führt dies zu Sprödbrüchen im Draht. Analog dazu sind auch bei dem gegenständlichen Kraftübertragungselement geeignete Verhältnisse für die Umformungen am Stab-l-zu schaffen, so dass Sprödbrüche des Stabes vermieden und grosse Verschiebungswege bei hoher Kraftübertragung in dem Element ermöglicht werden. Bei einer vorgegebenen Eindringtiefe der Kugeln --5-- in den Stab --1-- bestimmt die Grösse der Kugeln --5-- die Winkel zwischen der Stabachse und den Kugelflächen, entlang denen sich die Staboberfläche verformt.
Um auch bei grossen Verschiebungen in dem Kraftübertragungselement eine annähernd gleichmässige Materialumformung an der Staboberfläche zu gewährleisten, und um zu verhindern, dass Kugeln --5-- aus ihrer Bettung in der Muffe --2-- herausgezogen werden, sind entsprechend grosse Kugeln --5-- erforderlich. Der geschichtete Aufbau des Kugelgefüges berücksichtigt, dass der geeignete Durchmesser für die Kugeln --5--, an denen die Stabverformungen stattfinden, im allgemeinen grösser ist als der Durchmesser jener Kugeln --4--, die, wie vorher beschrieben, der Erhöhung der Druckbelastungen auf das Kugelgefüge dienen.
Für den Fall, dass die Schicht der grösseren Kugeln --5-- nur aus einer Lage von Kugeln besteht, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, finden die Materialumformungen am Stab im überwiegenden Ausmass an dieser Kugellage statt. Gegenüber einer mehrlagigen Schicht aus grösseren Kugeln - bringt dies Vorteile. Bei der mehrlagigen Schicht überlagern sich die Materialumformungen in der Staboberfläche an den einzelnen Kugellagen. Derartige Überlagerungen würden zu Verformungsbehinderungen und zu einer Versprödung des Stabmaterials führen, die einen Stabbruch begünstigen würden.
Die Wirkungsweise und die konstruktive Gestaltung des geschichteten stückigen Füllguts wurde am Beispiel eines Kugelgefüges aus Stahl erläutert. Die Einzelstücke des stückigen Füllguts können auch eine andere Form als die Kugelform aufweisen und aus einem andern harten und festen Material als Stahl bestehen. So kann die Schicht aus den kleineren Einzelstücken aus einem Granulat bestehen, das so beschaffen ist, dass es im beschriebenen Zusammenwirken mit den andern Teilen des Kraftübertragungselements eine Druckbelastung auf die Schicht mit den grösseren Einzelstücken ausübt.
Die Form und das Material dieser grösseren Einzelstücke ist derart zu wählen, dass diese in das Material des Stabes --1-- oder des Stabes --1-- und der Muffe --2-- eindringen können, dass sie sich so in der Muffe --2-- betten, dass sie nicht aus dieser herausgezogen werden, und dass die Umformungen an der Staboberfläche hohe Kraftübertragungen bei grossen Verschiebungswegen in dem Kraftübertragungselement erlauben.
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Um die Montage von Ankerköpfen, die zum Zwecke der Kraftübertragung stückiges Füllgut enthalten, auf Ankern zu erleichtern, sind Montagehilfen bekanntgeworden. Diese Montagehilfen sollen gewährleisten, dass das stückige Füllgut vor und während der Montage nicht aus dem Ankerkopf fällt. So wurde z. B. ein Stoppel im Ankerkopf, der das stückige Füllgut im Ankerkopf hält, vorgeschlagen. Beim Aufschieben des Ankerkopfes auf die Ankerstange wird der Stoppel durch die Ankerstange aus dem Verankerungselement ausgeschoben. Ebenso wurde als Montagehilfe ein hohlzylindrischer Körper bekannt, der das stückige Füllgut im Ankerkopf einschliesst. Beim Montagevorgang legt sich dieser hohlzylindrische Körper an die Ankerstange an und wird unter Belastung vom stückigen Füllgut zerstört.
Weiters wurde vorgeschlagen, das stückige Füllgut durch erhärtbares Material so weit zu binden, dass ein Herausfallen des stückigen Füllguts während der Montage verhindert wird. Unter Belastung wird das Bindematerial zerdrückt und das stückige Füllgut zerfällt wieder in seine einzelnen Teile.
Durch die beschriebenen Massnahmen kann erreicht werden, dass das gesamte stückige Füllgut in dem Kraftübertragungselement enthalten bleibt. Um jedoch ein bestimmtes Tragverhalten des Elements zu gewährleisten, können weitere konstruktive Massnahmen getroffen werden, durch die die Vorgänge im stückigen Füllgut bei der Montage und unter Belastung gezielt beeinflusst werden. Diese weiteren Massnahmen sollen verhindern, dass ungewünschte Umschichtungen und Umlagerungen im stückigen Füllgut auftreten, bzw. sie sollen geplante Anordnungen von Einzelstücken im stückigen Füllgut gewährleisten.
Dies kann erfindungsgemäss durch ein oder mehrere Einlagen aus festem und gleichzeitig verformbarem Material in dem Kraftübertragungselement erreicht werden, die alle oder ein Teil der Einzelstücke des Füllgutes einzeln oder in Gruppen halten. Die Festigkeit dieses Halterungsmaterials ist erforderlich, um dem stückigen Füllgut einen entsprechenden Halt zu bieten ; die Verformbarkeit, um dem stückigen Füllgut jene Bewegungsfreiheit zu geben, die für die Montage und den Einpressvorgang des stückigen Füllguts erforderlich ist. Es ist zweckmässig, ein Material mit einem grossen Anteil von Poren oder Hohlräumen, z. B. einen aufgeschäumten Kunststoff, für die Halterung zu verwenden.
Ein derartiges Material ist an den Druckstellen stark zusammenpressbar und stört dadurch das Zusammenwirken des stückigen Füllguts und der sonstigen Teile des Kupplungselements praktisch nicht.
Fig. 2 stellt beispielhaft eine derartige Halterung --7-- in einem Kraftübertragungselement dar, bei der der Schraubverschluss --3-- noch nicht angespannt wurde. In der Halterung - stecken die grösseren Kugeln --5-- eines aus zwei Kugelgrössen bestehenden, geschichteten Kugelgefüges u. zw. erfindungsgemäss derart, dass sie einen Kranz bilden.
Die Form und das Material der Halterung --7-- kann dem jeweiligen Verwendungszweck und einer geeigneten Herstellungsmethode angepasst werden. Die in Fig. 2 dargestellte Halterung - -7-- ist z. B. in ihrem Zustand vor dem Einbau ein ebener gelochter Streifen, in den die einzelnen Kugeln-5-eingesteckt wurden, und der in den Ringraum zwischen der Muffe --5-- und der Stange-l-eingelegt wurde. Erfindugsgemäss ist auch vorgesehen, dass vorzugsweise die grösseren Kugeln in einer elastisch und/oder plastisch verformbaren Halterung eingebettet sind.
Um das Kraftübertragungselemet vor dem Eindringen von störenden Substanzen, so z. B. im Falle von Bergankern vor Wasser oder Mörtel, zu schützen, können die Fugen zwischen dem Stab - und den Enden der Hülse --2-- und des Schraubverschlusses --3-- gedichtet werden. Erfindungsgemäss ist die Dichtung vorzugsweise beim sich verjüngenden Ende der Hülse --2-- ausge- bildet. Neben andern Möglichkeiten der Dichtung können auch die Halterungselemente der Kugeln für die Dichtung des Kraftübertragungselements herangezogen werden.
Die in Fig. 2 dargestellte Hal- terung-7-bewirkt neben dem Festhalten der grösseren Kugeln --5-- auch, dass die kleineren Kugeln --4-- nicht durch die Zwischenräume der grösserenfallen können, und so der Aufbau des geschichteten Kugelgefüges aufrecht erhalten bleibt.
Die Trennung von einzelnen Schichten innerhalb des stückigen Füllguts voneinander kann erfindungsgemäss auch durch eine Einlage zwischen den grösseren und kleineren Stücken des Füllguts erreicht werden.
Erfindungsgemäss ist auch eine Einbettung des stückigen Füllguts in organische oder synthetische Fette vorgesehen, die innerhalb jenes Temperaturbereiches, der für die Anwendung der
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gegenständlichen Kraftübertragungselemente vorgesehen ist, nicht erhärten. Dies kann in mehrerer Hinsicht vorteilhaft sein. Der Zusammenhalt des stückigen Füllguts, der durch dessen Einbettung im Fett entsteht, kann die Montage der Kraftübertragungselemente erleichtern bzw. eine ordnungsgemässe Montage ermöglichen.
Wird die Hülse die ein in Fett oder fettähnliches Material eingebettetes stückiges Füllgut enthält, auf den Stab --1-- aufgeschoben, so verhindert bei geeigneter Wahl der Konsistenz des Fettes der Zusammenhalt des stückigen Füllguts, dass sich dieses unter Eigengewichtsbelastung umschichtet oder örtlich verdichtet. Der gleiche Effekt könnte z. B. wie bereits vorgeschlagen, durch erhärtbares Material als Bettungsmaterial erzielt werden. Ein derartiges Bettungsmaterial muss jedoch in der Kraftübertragung erst wieder zerbrochen werden, damit das stückige Füllgut in seine Einzelteile zerfällt. Dies könnte z. B. bei den in Fig. 1 und 2 dargestellten Kraftübertragungselementen durch das Anspannen des Schraubverschlusses - erfolgen.
Dazu sind jedoch Kraftaufwendungen erforderlich, die für den Fall, dass nicht erhärtendes Fett als Bettungsmaterial verwendet wird, entfallen. Die Bettung des stückigen Füllguts in ein Fett oder ein fettähnliches Material bewirkt zumindest eine teilweise Schmierung jener Berührungsflächen des stückigen Füllguts mit der Muffe --2-- und dem Stab --1--, an denen die Umformungen des Stab- und Muffenmaterials auftreten.
Die Schmierung der Berührungsflächen erneuert sich auch bei grösseren Verschiebungswegen des Stabes-l-im Kraftübertragungselement zumindest teilweise, da der Stab --1-- das ihn umgebende Fett bei seiner Verschiebung mit sich zieht. Die Schmierung senkt die Oberflächenkräfte in den Berührungsflächen und setzt die Rissbildung an den belasteten Oberflächen herab bzw. verringert die Bruchneigung. Die Schmierung ermöglicht grössere Materialumformungen in dem Kraftübertragungselement, ohne dass es zu Brucherscheinungen kommt, bzw. sie vergleichmässigt den Verlauf der Materialumformungen und damit den Verlauf der Kraftübertragung im Element.
Wird Fett als Bettungsmaterial für das stückige Füllgut verwendet, so bietet es bei geeigneter Wahl des Fettes selbst oder der Zusätze zum Fett dem stückigen Füllgut sowie den Flächen des Kraftübertragungselements, mit denen es in Berührung ist, einen Korrosionsschutz. Korrosionsvorgänge im Element, die zu einer Veränderung des Tragverhaltens führen könnten, werden dadurch zumindest verzögert. Ein derartiger Korrosionsschutz ist z. B. bei Tunnelankern in feuchtem Gebirge von wesentlicher Bedeutung.
Das gleiche Fett, das als Bettungsmaterial für das stückige Füllgut verwendet wird, kann auch gleichzeitig, sofern es dafür geeignet ist, zur Schmierung und als Korrosionsschutz von Gewinden des Kraftübertragungselements dienen.
An das gegenständliche Kraftübertragungselement kann die Anforderung gestellt werden, dass wesentliche Verschiebungen in dem Element erst ab einer vorgegebenen Last auftreten.
Ein derartiges Verhalten der Kraftübertragungselemente kann erfindungsgemäss durch Vorbelastung der Elemente vor ihrer eigentlichen Verwendung erreicht werden. Eine Vorbelastung kann dadurch erzeugt werden, dass z. B. in einem komplett zusammengesetzten Element, wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, eine Verschiebung des Stabes so erzwungen wird, dass sich das stückige'Füll- gut dabei in die Muffe und/oder den Stab einpresst. Derartige Vorbelastungen können bereits im Zuge der Herstellung der Elemente durchgeführt werden. Infolge der Vorbelastung treten bei der eigentlichen Verwendung der Elemente wesentliche Verschiebungen in diesen erst bei Überschreitung einer Grenzbelastung auf, wobei bei dieser Verschiebung die Fähigkeit der Elemente zur Kraft- übertragung im vorgegebenen Bereich aufrecht erhalten bleibt.
Ein Anwendungsbeispiel dafür sind vorgespannte Anker, die sich über das gegenständliche Kraftübertragungselement z. B. auf das Gebirge, das Erdreich, eine Stahl- oder Betonkonstruktion usw. abstützen und bei denen wesentliche Verschiebungen im Kraftübertragungselement erst beim Überschreiten der vorgesehenen Spannkraft, aber auch dort unter Beibehaltung der vorgegebenen Tragfähigkeit, auftreten sollen. Ebenso kann bei schlaffen Ankern gefordert werden, dass die Nachgiebigkeit der Kraftübertragungselemente bis zu einer vorgegebenen Belastung möglichst gering ist. Das Element bewirkt bei den genannten Beispielen einen Überlastungsschutz für die eigentlichen Ankerstäbe und erhöht die Verformungsreserven der gesamten Ankerkonstruktion.
Ebenso soll z ; B. im Tunnel- und Bergbau bei gewissen Gegebenheiten und bei Verwendung von Tübbingen deren Konstruktion so ausgebildet sein, dass die Tübbinge sich gegenseitig
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über eine druckübertragende Stauchzwischenlage abstützen, von der aber gefordert wird, dass sie sich erst ab einer vorgegebenen Mindestdruckbeanspruchung zu verformen beginnt. Diese Forderung wird durch Verwendung der vorbelasteten gegenständlichen Kraftübertragungselemente als Stauchzwischenlage erfüllt.
Hiebei erfolgt die Kraftübertragung z. B. zwischen zwei Stahlbeton-Tübbingen über die einseitig in dem einen Tübbing einbetonierten Stäbe der Kraftübertragungselemente, die ihrerseits den Druck über die Muffen auf die Stirnflächen des andern Tübbings übertragen. Bei einer Stauchung schieben sich die aus den Muffen herausragenden, nunmehr spannungsfreien Enden der Stäbe in entsprechende Öffnungen dieses Tübbings ein. Auch hier ist wieder durch die Vorbelastung der Kraftübertragungselemente die Forderung erfüllt, dass wesentliche Verschiebungen erst ab einer vorgegebenen Belastung eintreten.
Die gleichen Forderungenkönnen z. B. auch bei Senkstützen im Bergbau, bei Stütz- oder Zugkonstruktionen als Lawinenschutz-Verbauungen und bei andern, ähnlich beanspruchten Konstruktionen zum Schutz vor Einwirkung von Bewegungsenergien erfüllt werden, wenn sie mit gegenständlichen Kraftübertragungselementen ausgerüstet sind.
Es versteht sich, dass sich die Erfindung nicht nur auf die erwähnten, als Beispiele angeführten Anwendungsmöglichkeiten beschränkt, sondern überall dort eingesetzt werden kann, wo kinetische Energie - zumindest teilweise - in Verformungsarbeit umgesetzt werden soll.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Kraftübertragungselement, geeignet zur Verrichtung von Verformungsarbeit, bestehend aus einer sich im Innenraum verjüngenden Hülse mit einem stückigen Füllgut in Form von Kugeln und/oder eines Granulats und einem durch die Hülse hindurchgeführten, gerippten Stabes, dadurch gekennzeichnet, dass das stückige Füllgut in an sich bekannter Weise zumindest zwei unterschiedliche Grössen aufweist und die grösseren Stücke des Füllguts im wesentlichen beim sich verjüngenden Ende des Innenraums angeordnet sind, und dass zumindest einzelne Stücke des Füllguts grösser als die Erhebungen der Rippen des Stabes (1) sind.
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