DE102007008686B3 - Klemmverbindung für rinnenförmige Profilsegmente eines untertägigen Gleitbogenausbaus - Google Patents

Klemmverbindung für rinnenförmige Profilsegmente eines untertägigen Gleitbogenausbaus Download PDF

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Abstract

Bei der Klemmverbindung (4) für rinnenförmige Profilsegmente (2, 3) eines untertägigen Gleitbogenausbaus (1) stützen sich die mit Kehlen (8) versehenen Flansche (7) der Profilsegmente (2, 3) aneinander ab. Außerdem sind einander zugeordnete Hakenelemente (10a) und Druckstücke (19) sowie Schraubbolzen (14) und Muttern (15) vorgesehen. Die Hakenelemente (10a) bestehen aus Flanschhaken (11a), Hakenschenkel (12) sowie den in Ausnehmungen (13) der Hakenschenkel (12) eingeschweißten Schraubbolzen (14) mit zugeordneten Muttern (15). Die Druckstücke (19) sind V-förmig ausgebildet und weisen Spannschenkel (20) sowie sich an den Schraubbolzen (14) abstützende Druckschenkel (21) auf. In den Spannschenkeln (20) sind Löcher (24) für die Schraubbolzen (14) vorgesehen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Klemmverbindung für rinnenförmige Profilsegmente eines untertägigen Gleitbogenausbaus gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Eine derartige Klemmverbindung zählt beispielsweise durch die DE 195 10 133 C1 zum Stand der Technik. Sie umfasst L-förmige Hakenelemente, welche die Flansche eines innenliegenden Profilsegments übergreifen. In den senkrecht zu der Symmetrieebene der Profilsegmente verlaufenden Schenkeln der Hakenelemente sind Aussparungen für speziell gestaltete Köpfe von Schraubbolzen vorgesehen. Ferner umfasst die Klemmverbindung laschenartige Druckstücke, die mit endseitigen Wulsten in die Kehlen der Flansche des übergreifenden Profilsegments fassen. Darüber hinaus sind in den Laschen Löcher zu Aufnahme der Schäfte der Schraubbolzen sowie zur Aufnahme der Enden von sich parallel zur Symmetrieebene erstreckenden Schenkeln der Hakenelemente vorgesehen.
  • Mit Hilfe von Muttern, die sich an den Laschen abstützen, können die ineinander liegenden Profilsegmente mit einem vorbestimmten Anzugsmoment miteinander verspannt werden.
  • Eine Eigenart der bekannten Klemmverbindung ist der Sachverhalt, dass sie nur für eine bestimmte Profilklasse ausgelegt ist. Für andere Profilklassen sind speziell hierfür gebildete Klemmverbindungen erforderlich. Darüber hinaus kann die bekannte Klemmverbindung nur bei einem Gleitbogenausbau eingesetzt werden, bei welchem die Flansche der Profilsegmente zum Gebirge hin gerichtet sind. Für einen Gleitbogenausbau mit zu einer Strecke oder zu einem Tunnel hin gerichteten Flanschen sind für die verschiedenen Profilklassen wiederum diverse, hierauf exakt abgestimmte Klemmverbindungen erforderlich.
  • Im Umfang der DE 298 00 940 U1 zählt eine Klemmverbindung für rinnenförmige Profilsegmente eines untertägigen Gleitbogenausbaus zum Stand der Technik, bei welcher die Hakenelemente Bestandteile einer U-förmigen Lasche bilden, die sich quer über die Flansche des innenliegenden Profilsegments erstreckt. In den Hakenelementen befinden sich Aussparungen zur Aufnahme von speziell ausgebildeten Köpfen von Schraubbolzen. Die Schraubbolzen durchfassen mit ihren Gewindeabschnitten Löcher in quer abstehende Flanschen eines U-Profils, welches das außen liegende Profilsegment umgreift. Das U-Profil besitzt wulstartige Bereiche, welche in die Kehlen der Flansche des übergreifenden Profilsegments fassen. Mit Hilfe von Muttern, welche gegen die Flansche des U-Profils anliegen, können die ineinander liegenden Profilsegmente im Bereich ihrer sich überlappenden Endabschnitte mit einem vorbestimmten Anzugsmoment verspannt werden.
  • Auch diese Klemmverbindung ist mit der Eigenart behaftet, dass für jede Profilklasse eine genau hierfür ausgelegte Klemmverbindung erforderlich ist. Auch kann diese Klemmverbindung nur bei solchen Gleitbogenausbauen eingesetzt werden, bei welchen die Profilsegmente zum Gebirge hin offen sind.
  • Zum technologischen Hintergrund des Standes der Technik wären noch die DE 20 29 862 A1 und die DE 96 42 26 C zu nennen.
  • Der Erfindung liegt – ausgehend vom Stand der Technik – die Aufgabe zugrunde, eine Klemmverbindung zu schaffen, die universell für mehrere Profilklassen sowie für Profilsegmente geeignet ist, die sowohl mit ihren Flanschen zum Gebirge hin weisen als auch vom Gebirge weg gerichtet sind.
  • Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in den Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Danach bestehen die Hakenelemente aus Flanschhaken, Hakenschenkel sowie in Ausnehmungen der Hakenschenkel eingeschweißten Schraubbolzen. Die Druckstücke sind V-förmig ausgebildet und weisen Spannschenkel sowie sich an den Schraubbolzen der Hakenelemente abstützende Druckschenkel auf. In den Spannschenkeln sind Löcher für die Schraubbolzen vorgesehen.
  • Unabhängig davon, wie die Profilsegmente in einer Strecke eines untertägigen Grubenbetriebs oder in einem Tunnel verbaut werden sollen, das heißt, ob sie zum Gebirge oder zur Stecke bzw. zum Tunnel hin offen sind, fassen die Flanschhaken der Hakenelemente über die Flansche des jeweils innen liegenden Profilsegments. Hierbei liegen die Hakenelemente mit sich an die Flanschhaken anschließenden Hakenschenkeln außen an den Flanschen des innen liegenden Profilsegments. Die Druckstücke greifen mit den Spannschenkeln in die Kehlen der Flansche des übergreifenden Profilsegments, wobei sich die Druckschenkel der Druckstücke an den Schraubbolzen abstützen, die in Ausnehmungen der Hakenschenkel eingeschweißt sind. Auf diese Weise wird bei entsprechend bemessenen Längen der Schraubbolzen den unterschiedlichen Höhen der Flansche in den verschiedenen Profilklassen Rechnung getragen. Die Vielzahl an Klemmverbindungen wird deutlich reduziert. Der logistische Aufwand zur Bereitstellung an Klemmverbindungen wird verringert.
  • Die Druckstücke sind den Profilsegmenten grundsätzlich so zugeordnet, dass sie ein freies Widerlager neben den Schraubbolzen bilden und folglich für verschiedene Profilklassen verwendbar sind.
  • Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung wird in den Merkmalen des Anspruchs 2 erblickt. Hierbei sind die Flanschhaken der Hakenelemente bogenförmig gekrümmt. Folglich sind an jeder Seite der Profilsegmente einander paarweise zugeordnete Hakenelemente und Druckstücke vorhanden.
  • Im Umfang der Ausführungsform des Anspruchs 3 sind die Flanschhaken U-förmig gekrümmt. In diesem Fall übergreifen die Flanschhaken die Flansche des innen liegenden Profilsegments in Querrichtung.
  • Entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 4 weisen die Druckschenkel der Druckstücke von ihren Stirnseiten ausgehende Aussparungen auf, mit denen sie die Schraubbolzen und die Hakenschenkel umgreifen. Hierbei handelt es sich insbesondere um rechteckige Aussparungen. In ihrer Breite sind sie an die Breite der Hakenschenkel angepasst. In der Tiefe entsprechen sie im Wesentlichen dem Durchmesser der Schraubbolzen, welcher etwa der zweifachen Dicke der Hakenschenkel entspricht. Diese Bauart von Druckstücken kann sowohl bei den bogenförmig gekrümmten Flanschhaken als auch bei U-förmig gekrümmten Flanschhaken eingesetzt werden.
  • Eine weitere Ausführungsform der Druckschenkel besteht in den Merkmalen des Anspruchs 5. Danach sind die Druckschenkel der Druckstücke schalenförmig gekrümmt und umfassen die gegenüber den Hakenschenkeln vorstehenden Umfangsabschnitte der Schraubbolzen. Sowohl diese Bauart als auch die Bauart gemäß Anspruch 4 verhindern bei einer Relativverschiebung der ineinander liegenden Profilsegmente ein gegenseitiges Verrutschen der Hakenelemente und der Druckstücke.
  • Für eine einwandfreie Abstützung der Spannschenkel der Druckstücke in den Kehlen der Flansche des übergreifenden Profilsegments ist nach Anspruch 6 vorgesehen, dass endseitig der Spannschenkel der Druckstücke in Richtung zu den Flanschhaken abgebogene Druckleisten vorgesehen sind. Ferner sind die Konturen der Druckleisten an die Konturen der Kehlen angepasst.
  • Eine einwandfreie Einleitung der Spannkräfte in die Klemmverbindung ist nach Anspruch 7 dann gewährleistet, wenn die Längsachsen der Schraubbolzen zu einander V-förmig verlaufen. Hierbei divergieren die Längsachsen in Richtung zu den Böden der Profilsegmente.
  • Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 im schematischen vertikalen Querschnitt zwei ineinander liegende rinnenförmige Profilsegmente mit zwei Klemmverbindungen in der Seitenansicht;
  • 2 eine Frontalansicht auf eine Klemmverbindung gemäß dem Pfeil II der 1;
  • 3 im schematischen vertikalen Querschnitt zwei ineinander liegende rinnenförmige Profilsegmente gemäß einer weiteren Ausführungsform mit zwei Klemmverbindungen in der Seitenansicht;
  • 4 in der Seitenansicht ein Druckstück der Klemmverbindungen der 1 bis 3;
  • 5 eine Ansicht auf das Druckstück der 4 in Richtung des Pfeils V gesehen;
  • 6 im schematischen vertikalen Querschnitt zwei ineinander liegende rinnenförmige Profilsegmente gemäß einer dritten Ausführungsform mit zwei Klemmverbindungen in der Seitenansicht;
  • 7 eine Frontalansicht auf eine Klemmverbindung gemäß dem Pfeil VII der 6;
  • 8 in der Frontalansicht ein Hakenelement einer Klemmverbindung entsprechend den 1 und 6;
  • 9 eine Seitenansicht auf das Hakenelement der 8 gemäß dem Pfeil IX;
  • 10 einen horizontalen Querschnitt durch die Darstellung der 9 entlang der Linie X-X in Richtung der Pfeile Xa gesehen;
  • 11 eine Seitenansicht auf ein Druckstück einer Klemmverbindung gemäß den 6 und 7;
  • 12 eine Draufsicht auf das Duckstück der 11 in Richtung des Pfeils XII gesehen und
  • 13 eine Rückenansicht des Druckstücks der 11 und 12 in Richtung des Pfeils XIII der 11 gesehen.
  • In der 1 ist mit 1 ein Gleitbogenausbau (nachgiebiger Ausbau) für den untertägigen Bergbau bezeichnet, der sich aus mehreren rinnenförmigen Profilsegmenten 2, 3 zusammensetzt. Zwei in Umfangsrichtung jeweils aufeinander folgende Profilsegmente 2, 3 überlappen sich mit ihren Endabschnitten und sind in diesen Endabschnitten mittels nachfolgend noch näher erläuterter Klemmverbindungen 4 so miteinander verspannt, dass sich die Profilsegmente 2, 3 bei Gebirgsbewegungen zu einander relativ verschieben können.
  • Die identisch ausgebildeten Profilsegmente 2, 3 weisen jeweils einen Boden 5, vom Boden 5 aus sich bogenförmig erstreckende Schenkel 6 sowie endseitig der Schenkel 6 angeordnete Flansche 7 auf. Die Flansche 7 weisen bezüglich der Symmetrieebene SE der Profilsegmente 2, 3 nach außen und besitzen unterseitig Kehlen 8, so dass sich die gerundeten Oberseiten 9 der Flansche 7 in den Kehlen 8 gleitfähig abstützen können.
  • Bei der Ausführungsform gemäß 1 sind die Profilsegmente 2, 3 in Richtung zum nicht näher dargestellten Gebirge hin offen. Sie können aber auch so angeordnet sein, dass die Böden 5 der Profilsegmente 2, 3 in Richtung zum Gebirge weisen.
  • Die Klemmverbindungen 4 umfassen ein Hakenelement 10 mit einem U-förmig gekrümmten laschenartigen Flanschhaken 11, Hakenschenkel 12 sowie in Ausnehmungen 13 der Hakenschenkel 12 eingeschweißte Schraubbolzen 14 mit zugeordneten Muttern 15 (siehe auch 2 und 8 bis 10). Während der Flanschhaken 11 die Oberseiten 9 der Flansche 7 des innen liegenden Profilsegments 2, 3 übergreift, liegen die an dem Flanschhaken 11 angrenzenden Hakenschenkel 12 an den Außenseiten 16 der Flansche 7. Die Schraubbolzen 14 sind mit ihren zylindrischen Schäften 17 so in die Ausnehmungen 13 der Hakenschenkel 12 eingeschweißt, dass die Innenseiten der Hakenschenkel 12 mit einer an die Schäfte 17 angelegten Tangente in einer Ebene verlaufen. Der Durchmesser der Schäfte 17 entspricht etwa der doppelten Dicke der Hakenschenkel 12. Wie die 9 erkennen lässt, sind die Hakenschenkel 12 schmaler als der Flanschhaken 11 ausgebildet.
  • Zu der aus den 1 und 2 erkennbaren Klemmverbindung 4 zählen ferner (siehe 1 bis 5) V-förmig ausgebildete Druckstücke 19 mit Spannschenkeln 20 und Druckschenkeln 21. In den Druckschenkeln 21 sind von den gerundeten Stirnseiten 22 ausgehend rechteckige Aussparungen 23 vorgesehen, welche die Schäfte 17 der Schraubbolzen 14 und die Hakenschenkel 12 umgreifen. In den Spannschenkeln 20 sind Löcher 24 für den Durchtritt der Gewindeabschnitte 25 der Schraubbolzen 14 vorgesehen. Endseitig der Spannschenkel 20 befinden sich in Richtung zu dem Flanschhaken 11 abgebogene und stirnseitig gerundete Druckleisten 26. Deren Kontur ist an die Kehlen 8 der Flansche 7 angepasst.
  • Die Längsachsen 27 der Schraubbolzen 14 verlaufen V-förmig zueinander, wobei die Längsachsen 27 von dem Flanschhaken 11 ausgehend in Richtung auf die Muttern 15 divergieren.
  • Bei der Installation der Klemmverbindung 4 werden mit Hilfe der Muttern 15 der Flanschhaken 11 gegen die Flansche 7 des innen liegenden Profilsegments 2 und die Druckstücke 19 mit ihren Druckleisten 26 in die Kehlen 8 sowie mit den Stirnseiten 22 der Druckschenkel 21 gegen die Außenseiten 16 der Flansche 7 des übergreifenden Profilsegments 3 gezogen. Hierbei ist erkennbar, dass in Abhängigkeit von der Profilklasse und den damit verbundenen unterschiedlichen Höhen der Flansche 7 lediglich in Abhängigkeit von der Länge der Schraubbolzen 14 sich die Druckstücke 19 entlang der Schraubbolzen 14 verlagern können.
  • Die Ausführungsform der 3 unterscheidet sich von derjenigen der 1 und 2 dadurch, dass die Flanschhaken 11a der Hakenelemente 10a bogenförmig gekrümmt sind und lediglich die Flansche 7 des innen liegenden Profilsegments 2 übergreifen. Alle anderen Bauteile entsprechen der Ausführungsform der 1 und 2, so dass eine nochmalige Erläuterung entbehrlich ist.
  • Bei der Ausführungsform der 6, 7 und 11 bis 13 gelangt einerseits, wie in den 6 und 7 dargestellt, ein U-förmig gekrümmter Flanschhaken 11 zur Anwendung oder es werden bogenförmig gekrümmte Flanschhaken 11a gemäß der Ausführungsform der 3 eingesetzt. Im Unterschied zu den vorangehend beschriebenen Ausführungsformen werden jetzt Klemmverbindungen 4a mit V-förmig ausgebildeten Druckstücken 19a verwendet, bei denen die Druckschenkel 21a schalenförmig gekrümmt sind und die gegenüber den Hakenschenkeln 12 vorstehenden Umfangsabschnitte der Schäfte 17 der Schraubbolzen 14 umfassen.
  • Die Ausbildung der Spannschenkel 20 entspricht derjenigen der Ausführungsform der 1 bis 5. Eine nochmalige Erläuterung ist mithin nicht notwendig.
  • Auch diese Bauart stellt sicher, dass in den diversen Profilklassen mit unterschiedlichen Flanschhöhen dieselben Klemmverbindungen 4a zum Einsatz kommen können und zwar sowohl bei mit zum Gebirge hin offenen Profilsegmenten 2, 3 als auch bei denjenigen Profilsegmenten 2, 3, bei denen die Böden 5 zum Gebirge gerichtet sind.
  • 1
    Gleitbogenausbau
    2
    Profilsegment
    3
    Profilsegment
    4
    Klemmverbindungen
    4a
    Klemmverbindungen
    5
    Böden v. 2, 3
    6
    Schenkel v. 2, 3
    7
    Flansche v. 2, 3
    8
    Kehlen an 7
    9
    Oberseiten v. 7
    10
    Hakenelemente v. 4
    10a
    Hakenelemente v. 4a
    11
    Flanschhaken v. 10
    11a
    Flanschhaken v. 10a
    12
    Hakenschenkel
    13
    Ausnehmungen in 12
    14
    Schraubbolzen
    15
    Muttern
    16
    Außenseiten v. 7
    17
    Schäfte v. 14
    18
    Innenseiten v. 12
    19
    Druckstücke
    19a
    Druckstücke
    20
    Spannschenkel v. 19
    21
    Druckschenkel v. 19
    21a
    Druckschenkel v. 19a
    22
    Stirnseiten v. 21
    23
    Aussparungen in 21
    24
    Löcher in 20
    25
    Gewindeabschnitte v. 14
    26
    Druckleisten an 20
    27
    Längsachsen v. 14
    SE
    Symmetrieebene v. 2, 3

Claims (7)

  1. Klemmverbindung für rinnenförmige Profilsegmente (2, 3) eines untertägigen Gleitbogenausbaus (1), die sich mit ihren mit Kehlen (8) versehenen Flanschen (7) aneinander abstützen, wobei einander zugeordnete Hakenelemente (10, 10a) und Druckstücke (19, 19a) sowie Schraubbolzen (14) und Muttern (15) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Hakenelemente (10, 10a) aus Flanschhaken (11, 11a), Hakenschenkel (12) sowie in Ausnehmungen (13) der Hakenschenkel (12) eingeschweißten Schraubbolzen (14) mit zugeordneten Muttern (15) bestehen und die V-förmig ausgebildeten Druckstücke (19, 19a) Spannschenkel (20) sowie sich an den Schraubbolzen (14) abstützende Druckschenkel (21, 21a) aufweisen, wobei in den Spannschenkeln (20) Löcher (24) für die Schraubbolzen (14) vorgesehen sind.
  2. Klemmverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanschhaken (11a) der Hakenelemente (10a) bogenförmig gekrümmt sind.
  3. Klemmverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanschhaken (11) der Hakenelemente (10) U-förmig gekrümmt sind.
  4. Klemmverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckschenkel (21) der Druckstücke (19) von ihren Stirnseiten (22) ausgehende Aussparungen (23) aufweisen, mit denen sie die Schraubbolzen (14) und die Hakenschenkel (12) umgreifen.
  5. Klemmverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckschenkel (21a) der Druckstücke (19a) schalenförmig gekrümmt sind und die gegenüber den Hakenschenkeln (12) vorstehenden Umfangsabschnitte der Schraubbolzen (14) umfassen.
  6. Klemmverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass endseitig der Spannschenkel (20) der Druckstücke (19, 19a) in Richtung zu den Flanschhaken (11, 11a) abgebogene Druckleisten (26) vorgesehen sind.
  7. Klemmverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachsen (27) der Schraubbolzen (14) V-förmig zueinander verlaufen.
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