DE1205930B

DE1205930B - Articulated connection on extension profiles of underground rooms

Info

Publication number: DE1205930B
Application number: DE1965P0036008
Authority: DE
Inventors: Friedrich Wilhelm Paurat
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1965-02-05
Filing date: 1965-02-05
Publication date: 1965-12-02

Description

Gelenkverbindung an Ausbauprofilen von Untertageräumen Gelenkverbindungen an Ausbauprofilen von Untertageräumen (z. B. an Ausbaurahmen, Ausbaukappen u. dgl.) sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Insbesondere sind scharnierartige Gelenkverbindungen bekannt, bestehend aus zwei Gelenkhälften aus an jedem der gelenkig verbundenen Ausbauprofile mit einer Schweißplatte oder einem Schweißfuß angeschweißtem Gelenkauge und durch die Gelenkaugen geführtem Gelenkbolzen. Werden mit derartigen Gelenken versehene Ausbauprofile extremen Beanspruchungen ausgesetzt, so scharniert bei Verforinung oder extremer Verstellung der angeschlossenen Ausbauteile das Gelenk häufig bis zum Ende des freien Gelenkwinkels, der durch aneinander anschlagende Gelenkteile oder Ausbauprofilteile definiert ist. Spätestens in diesem Belastungszustand treten Scherbeanspruchungen des Gelenkbolzens auf.Articulated connection on support profiles of underground rooms Articulated connections on extension profiles of underground rooms (e.g. on extension frames, extension caps, etc.) are known in various embodiments. In particular, are hinge-like Articulated joints are known, consisting of two joint halves from hinged at each of the connected expansion profiles with a welding plate or a welding foot welded on Hinge eye and hinge pin guided through the hinge eyes. Will with such Jointed expansion profiles exposed to extreme loads, so hinged in the event of deformation or extreme misalignment of the attached extension parts, the joint often up to the end of the free joint angle caused by abutting one another Joint parts or expansion profile parts is defined. At the latest in this stress state shear stresses occur on the hinge pin.

Bei der Gestaltung von Gelenkverbindungen des beschriebenen Aufbaus bemüht man sich im Rahmen der allgemeinen Tendenz, den Ausbau mit möglichst großer Tragfähigkeit auszurüsten, die Gelenkbolzen so zu gestalten, daß die Scherkräfte ohne Zerstörung des Gelenkbolzens aufgenommen werden. Das führt zu verhältnismäßig dicken Gelenkbolzen, entsprechend dimensionierten Gelenkaugen und damit schweren und materialaufwendigen Gelenkhälften. (Das Material der Schweißplatte mit dem Sockel, der das Gelenkauge trägt, macht bei bekannten Gelenkhälften etwa 45 % des Materialgewichtes einer Gelenkhälfte aus, während das Gelenkauge selbst etwa 55 % des Materialgewichtes ausmacht. Das Gewicht des Gelenkbolzens beträgt etwa 65 % des Gewichtes einer Gelenkhälfte.) Zur Aufnahme der Scherkräfte ist es außerdem bekannt, an den miteinander scharnierenden Gelenkhälften formschlüssige Ausbildungen vorzusehen, die Scherkräfte aufnehmen und den Gelenkbolzen von diesen entlasten. Das ist aufwendig und verformungstechnisch schwierig, wenn die Gelenkhälften beispielsweise im Gesenk geschlagen werden sollen. Alle bekannten Maßnahmen sind jedoch darüber hinaus funktionell nachteilig. Treten nämlich die beschriebenen extremen Beanspruchungen auf, so reißen oft die Gelenkhälften an den Ausbauprofilen in der oder im Bereich der Schweißnaht ab. Das ist offenbar eine schwerwiegende Zerstörung, die augenblicklich die Tragfähigkeit eines mit einer derartigen Gelenkverbindung ausgerüsteten Ausbaus auf Null reduziert, die Grubensicherheit gefährdet und aufwendige Reparaturarbeiten erforderlich macht. Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen.When designing articulated connections of the structure described, efforts are made within the framework of the general tendency to equip the expansion with the greatest possible load-bearing capacity, to design the hinge pins so that the shear forces are absorbed without destroying the hinge pin. This leads to relatively thick hinge pins, appropriately dimensioned hinge eyes and thus heavy and material-intensive hinge halves. (The material of the welding plate with the base, which carries the joint eye, makes up about 45% of the material weight of one joint half in known joint halves, while the joint eye itself makes up about 55 % of the material weight. The weight of the joint bolt is about 65 % of the weight of one joint half .) To absorb the shear forces, it is also known to provide form-fitting formations on the joint halves that hinge with one another, which absorb the shear forces and relieve the joint pin of these. This is complex and difficult in terms of deformation when the joint halves are to be punched in the die, for example. However, all known measures are also functionally disadvantageous. If the extreme stresses described occur, the joint halves often tear off on the extension profiles in or in the area of the weld seam. This is obviously a serious destruction, which instantly reduces the load-bearing capacity of an extension equipped with such an articulated connection to zero, endangers the safety of the pit and makes costly repair work necessary. The invention aims to provide a remedy here.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gelenkverbindung des beschriebenen grundsätzlichen Aufbaus so zu gestalten, daß auch bei extremen Beanspruchungen ein Abreißen der Gelenkhälften nicht eintritt.The invention is based on the object of an articulated connection of the to design the basic structure described so that even under extreme loads the joint halves will not tear off.

Die Erfindung betrifft eine Gelenkverbindung an Ausbauprofilen von Untertageräumen, bestehend aus zwei Gelenkhälften aus an jedem der gelenkig verbundenen Ausbauprofile mit einer Schweißplatte angeschweißtem Gelenkauge und durch die Gelenkaugen geführtem Gelenkbolzen, der am Ende des freien Gelenkwinkels auf Scherung beansprucht wird. Die Erfindung besteht darin, die absolute Festigkeit der Schweißverbindung, insbesondere deren Abreißfestigkeit, größer zu gestalten als die absolute Scherfestigkeit des Gelenkbolzens. Absolute Festigkeit bzw. absolute Scherfestigkeit bedeuten dabei, daß es sich nicht um auf bestimmte Normverhältnisse bezogene Werte handelt, sondern gleichsam um die Gestaltfestigkeit der Schweißverbindung, mit der die Schweißplatte mit dem Ausbauprofil verbunden ist, und um die Gestaltfestigkeit des Gelenkbolzens in bezug auf Scherbeanspruchung. Es soll also durch die erfindungsgemäße Gestaltuna einer Gelenkverbindung erreicht werden, daß bei auftretenden Scherbeanspruchungen, insbesondere bei extremen Beanspruchungen am Ende des freien Gelenkwinkels, zwar der Gelenkbolzen abschert, jedoch ein Abreißen im Bereich der Schweißverbindung oder in der Schweißverbindung nicht mehr eintritt. Dabei soll der Gelenkbolzen selbst selbstverständlich nicht aus einem leichtabscherenden Material bestehen, sondern vielmehr aus einem verhältnismäßig zähen Material hoher Kerbschlagzähigkeit, der beachtliche Scherbeanspruchungen, gegebenenfalls unter Verformung, aufzunehmen in der Lage ist, jedoch im Ergebnis abschert, bevor eine Gelenkhälfte im Bereich der Schweißnaht von dein zugeordneten Ausbauprofil abreißt. Es kann, worin ein besonderer Vorschlag der Erfindung besteht, zweckmäßig sein, den Gelenkbolzen mit einer Sollbruchstelle auszurüsten.The invention relates to an articulated connection on expansion profiles of Underground spaces consisting of two joint halves made of hingedly connected to each of the Extension profiles with a welded joint eye and through the joint eyes guided hinge pin, which is subject to shear at the end of the free hinge angle will. The invention consists in the absolute strength of the welded joint, in particular to make their tear strength greater than the absolute shear strength of the hinge pin. Absolute strength or absolute shear strength mean that it is not a question of values related to certain normative relationships, but rather as it were about the structural strength of the welded joint with which the welded plate is connected to the extension profile, and the structural strength of the hinge pin in terms of shear stress. It should therefore through the design according to the invention an articulated connection can be achieved that when shear stresses occur, especially with extreme loads at the end of the free joint angle, indeed the hinge pin shears off, but there is a tear in the area of the welded joint or no longer occurs in the welded joint. The hinge pin itself should Of course, they do not consist of a material that easily shears off, but rather rather, made of a relatively tough material with high impact strength, the Considerable shear stresses, possibly with deformation, to be absorbed in is able, however, as a result, shears off before one joint half is in the area of the Weld from your assigned expansion profile. It can be what a special suggestion the invention consists, be expedient, the hinge pin with a predetermined breaking point equip.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind zusammengefaßt darin zu sehen, daß bei der erfindungsgemäßen Gelenkverbindung auch bei extremen Beanspruchungen am Ende des freien Gelenkwinkels ein Abreißen der Gelenkhälften von den zugeordneten Ausbauprofilen nicht mehr eintritt. Der Ausbau im Ganzen wird so in seiner Tragfähigkeit beachtlich verbessert, zumal sich die Verhältnisse so wählen lassen, daß auch der auf Scherung beanspruchte und bereits verformte Gelenkbolzen noch beachtliche Beanspruchungen aufzunehmen in der Lage ist. Ist der Bolzen abgeschert oder auch nur durch Scherung deformiert, so läßt er sich im allgemeinen verhältnismäßig leicht durch einen neuen Gelenkbolzen ersetzen, jedenfalls sind die auftretenden Reparaturarbeiten beachtlich geringer als die, die erforderlich sind, wenn eine Gelenkhälfte im Bereich der Schweißverbindung von dem Ausbauprofil abgerissen ist. Von besonderem Vorteil ist jedoch die Tatsache, daß nach der erfindungsgemäßen Baulehre Gelenkhälften im Ganzen leichter gebaut werden können, als die bekannten, so daß trotz Verbesserung der Funktionssicherheit und Erhöhung der Gesamttragfähigkeit des mit der erfindungsgemäßen Gelenkverbindung ausgerüsteten Ausbaus eine Materialersparnis erreicht wird.The advantages achieved by the invention are summarized therein to see that with the articulated connection according to the invention even under extreme loads at the end of the free joint angle, the joint halves are torn off from the associated ones Extension profiles no longer occurs. The expansion as a whole is so in its load-bearing capacity considerably improved, especially since the ratios can be chosen so that the Hinge pins that are subjected to shear stress and are already deformed are still subject to considerable stresses is able to record. Has the bolt sheared or just sheared? deformed, it can generally be replaced relatively easily with a new one Replace the hinge pin, in any case the repair work that occurs is considerable less than that required if one joint half is in the area of the welded joint has been torn off from the extension profile. Of particular advantage, however, is the fact that that according to the construction theory according to the invention, joint halves are built lighter as a whole can be, as the known, so that despite improving the functional reliability and increasing the overall load-bearing capacity of the articulated joint according to the invention equipped expansion a material saving is achieved.

Im einzelnen läßt sich die Erfindung auf verschiedene Weise verwirklichen. Von besonderer Bedeutung ist eine Ausführungsform für Ein- oder Zweistegprofile als Ausbauprofile, die anschließt an bekannte Gelenkverbindungen, bestehend aus Schweißplatte, Gelenksockel mit Bett für die Aufnahme des Gelenkauges der anderen Gelenkhälfte und außermittig an die Schweißplatte über den Gelenkseckel angeschlossenem Gelenkauge. Derartige Gelenkverbindungen sind in der Praxis als Usspurwies-Gelenke oder Paurat-Gelenke bekannt. Hier schlägt die Erfindung vor, die Anordnung so zu treffen, daß Schweißplatte und Gelenksockel mit Bett etwa 65% des Materialgewichtes einer Gelenkhälfte, das Gelenkauge etwa 350,lo des Materialgewichtes ausmachen, während der Gelenkbolzen etwa 35 % des Gewichtes einer Gelenkhälfte ausmacht, und die Schweißplatte außenseitig an die Flanschen des Stegprofils und außerdem beidseits des Steges oder der Stege an das Stegprofil anzuschweißen. Man erkennt aus den angegebenen Zahlen, daß bei dieser Gestaltung der Gelenkverbindung zwar die Schweißplatte mit dem sogenannten Gelenksockel noch praktisch die gleiche Materialmenge aufweist wie bei dem in der Besehreibungseinleitung erwähnten bekannten Gelenk, das Gewicht des Gelenkauges ist jedoch beachtlich reduziert, während auch der Bolzen beachtlich schwächer ausgeführt ist. Diese Gestaltung empfiehlt sich insbesondere dann, wenn in Kombination dazu die Gelenkhälften aus einem Stahl der Qualität St 37, St 32 Mii 3, St 32 Mn 4, der Gelenkbolzen aus einem Stahl der Qualität St 37, bestehen. Gerade bei dieser Ausführungsform ergeben sich optimale Verhältnisse. Im übrigen wird ein besonderer Vorteil erreicht, weil hier infolge des Bettes für die Aufnahme des Gelenkauges der anderen Gelenkhälfte die Gelenkhälften selbst bei abgeschertem Gelenkbolzen noch scharnieren. Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert; es zeigt F i g. 1 die Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Gelenkverbindung bei einem Ausbauprofil, F i g. 2 eine Aufsicht auf den Gegenstand nach Fig. 1, F i g. 3 die Vorderansicht des Gegenstandes nach F i g. 1 bei entfernter zweiter Gelenkhälfte, F i g. 4 die Ansicht des Gelenk-bolzens in dem zu den F i g. 1 bis 3 gehörenden Maßstab und F i g. 5 den Gegenstand nach F i g. 1, wobei jedoch zusätzlich die Konturen der bekannten Gelenkverbindung eingetragen worden sind.In detail, the invention can be implemented in various ways. Of particular importance is an embodiment for single- or double-web profiles as expansion profiles, which connects to known articulated connections, consisting of a weld plate, hinge base with bed for receiving the hinge eye of the other half of the joint and an eccentric hinge eye connected to the weld plate via the hinge cover. Such joint connections are known in practice as Usspurwies joints or Paurat joints. Here the invention proposes to make the arrangement so that the welding plate and joint base with bed make up about 65% of the material weight of one joint half, the joint eye about 350, lo of the material weight, while the joint pin makes up about 35 % of the weight of one joint half, and the Welding plate to be welded on the outside of the flanges of the web profile and also on both sides of the web or webs to the web profile. It can be seen from the numbers given that with this design of the joint connection, although the welding plate with the so-called joint base still has practically the same amount of material as the known joint mentioned in the introduction to the description, the weight of the joint eye is, however, considerably reduced, while the bolt is also considerable is executed weaker. This design is particularly recommended when, in combination with this, the joint halves are made of a steel of the quality St 37, St 32 Mii 3, St 32 Mn 4, and the joint pin is made of a steel of the quality St 37 . This embodiment in particular results in optimal conditions. In addition, a particular advantage is achieved because here, due to the bed for receiving the joint eye of the other joint half, the joint halves still hinge even when the joint pin is sheared off. In the following the invention is explained in more detail with reference to a drawing showing only one embodiment; it shows F i g. 1 shows the side view of an articulated connection according to the invention in an extension profile, FIG. 2 shows a plan view of the object according to FIG. 1, FIG. 3 shows the front view of the object according to FIG. 1 with the second half of the joint removed, FIG . 4 the view of the hinge pin in the FIG . 1 to 3 belonging scale and F i g. 5 the subject of FIG. 1, although the contours of the known articulated connection have also been entered.

Die in den Figuren dargestellte Gelenkverbindung ist eine Gelenkverbindung an Ausbauprofilen 1, wie sie in Untertageräumen Verwendung finden. Sie besteht in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus zwei Gelenkhälften 2 aus an jedem der gelenkig verbundenen Ausbauprofile 1 mit einer Schweißplatte 3 angeschweißtem Gelenkauge 4. Das Ausbauprofil 1 ist im Ausführungsbeispiel ein Einstegprofil. In ähnlicher Weise wird die Erfindung bei Zweistegprofilen verwirklicht. Das Gelenkauge 4 ist dabei über einen Gelenksockel 5 in die Schweißplatte 3 angeschlossen und besitzt ein Bett 6 für die Aufnahme des Gelenkauges 4 der anderen Gelenkhälfte. Das Gelenkauge 4 ist in bezug auf die Schweißplatte 3 außermittig angeordnet. Erfindungsgemäß ist die absolute Festigkeit oder Gestaltfestigkeit der Schweißverbindung 7, insbesondere also deren Abreißfestigkeit, größer als die absolute Scherfestigkeit des Bolzens 8. Der Gelenkbolzen 8 besitzt eine Sollbruchstelle 9. Die Anordnung ist im ganzen so getroffen, daß Schweißplatte 3 und Gelenksockel 5 mit Bett 6 etwa 65 % des Materialgewichtes einer Gelenkhälfte, das Gelenkauge 4 etwa 3511/o des Materialgewichtes ausmachen, während der Gelenkbolzen 8 etwa 35l)/o des Gewichtes einer der dargestellten Gelenkhälften be- trägt. Dabei ist die Schweißplatte 3 außenseitig bei 7 an die Flansche des Stegprofils 1 angeschweißt, während außerdem beidseits des Stegs eine Schweißnaht 7 verläuft. Die Gelenkhälfte besteht aus einem Stahl der Qualität St 37, St 32 Mn 3, St 32 Mii 4 od. dgl. Der Gelenkbolzen 8 soll eine beachtliche Zähigkeit besitzen, aus welchem Grunde er zweckmäßig aus einem Stahl der Qualität St 37 besteht.The articulated connection shown in the figures is an articulated connection on extension profiles 1, as used in underground spaces. It consists in its basic structure of two joint halves 2 of welded on each of hinged expansion profile 1 with a welding plate 3 hinge eye 4. The expansion profile 1 in the embodiment is a Einstegprofil. The invention is implemented in a similar manner in the case of two-web profiles. The joint eye 4 is connected to the welding plate 3 via a joint base 5 and has a bed 6 for receiving the joint eye 4 of the other joint half. The hinge eye 4 is arranged eccentrically with respect to the welding plate 3. According to the invention, the absolute strength or structural strength of the welded joint 7, in particular its tear strength, is greater than the absolute shear strength of the bolt 8. The hinge pin 8 has a predetermined breaking point 9. The arrangement as a whole is such that the weld plate 3 and the hinge base 5 with bed 6 about 65% of the material weight of a hinge half, the hinge eye 4 is about 3511 / o of the material weight account, while the pivot pin 8 about 35l) / o of the weight of one of the joint halves shown carrying loading. The sealing plate 3 is welded at the outside 7 of the flanges of the ridge profile 1, while also passing a weld 7 on both sides of the ridge. The joint half consists of a steel of the quality St 37, St 32 Mn 3, St 32 Mii 4 or the like. The joint pin 8 should have considerable toughness, for which reason it is expediently made of a steel of the quality St 37 .

Wird am Ende des freien Gelenkwinkels, wenn Ausbauprofilteile oder Gelenkteile anschlagartig gegeneinanderstoßen, der Bolzen 8 auf Scherung beansprucht, wobei beachtliche Kräfte auch in den Schweißnähten 7 auftreten, so schert bei dem erfindungsgemäßen Gelenk zunächst der Gelenkbolzen 8, beispielsweise im Bereich der Sollbruchstelle 9, ab, ohne daß eine Gelenkhälfte von dem Ausbauprofil 1 abreißt.If at the end of the free hinge angle, when extension profile parts or hinge parts abut against each other, the bolt 8 is subjected to shear, with considerable forces also occurring in the weld seams 7 , the hinge pin 8 in the joint according to the invention first shears off, for example in the area of the predetermined breaking point 9 without a joint half tearing off the extension profile 1.

Claims

Claims: 1. Articulated connection to support profiles of underground spaces, consisting of two joint halves of each of the hinged support profiles welded with a welding plate, a joint eye and a joint bolt guided through the joint eyes, which is subjected to shear at the end of the free joint angle, characterized in that the absolute Strength of the welded connection (7), in particular its tear-off strength, is greater than the absolute shear strength of the hinge pin (8). 2. Articulated connection according to claim 1, characterized in that the hinge pin (8) has a breaking point (9) . 3. Articulated connection according to claims 1 and 2, in the embodiment for single or double web profiles, consisting of welding plate, joint base with bed for receiving the joint base of the other joint half and eccentrically connected joint eye, characterized in that the welding plate ( 3) and joint base ( 5) with a bed (6) about 65 0/9 of the material weight of a hinge half (2), the hinge eye (4) make up about 35% of the material weight, while the pivot pin (8) has a weight of 35 1 / o the weight of a joint half ( 2), and that the welding plate (3) is welded on the outside to the flanges of the web profile (1) and also on both sides of the web or the webs to the web profile (1) . 4. Articulated connection according to spoke 3, characterized in that, in combination with this, the joint halves (2) made of a steel of the quality St 37, St 32 Mn 3, St 32 Mn 4, the hinge pin (8) made of a steel of the quality St 37, exist.