Vorrichtung und Verfahren zum Vorspannen von Beton. Die Erfindung
betrifft im allgemeinen das Fachgebiet des Vorspannens verschiedener Betonbauteile
unter Verwendung von Vorspannungsgliedern, Wie beispielsweise Drähte, Stangen, litzenförmige
Seile oder Stangen und genauer, ein Spannverfahren und eine Spannvorrichtung zum
Zusammenziehen und Verbinden zweier im allgemeinen ausgerichteter und gegenüberliegender
Vorspannglieder.
Bei verschiedenen Arbeitsvorgängen zum Vorspannen
von Beton ist es nötig, daß Spannung auf langgestreckte Vorspannungsglieder aufgebracht
wird. Dies umfaßt entweder das Vorspannen oder Nachspannen solcher Vorspannungs-.glieder
bezüglich des vorzuspannenden Betons. Einige Vorspannungstechniken umfassen das
Befestigen einer Stange an einem ihrer Enden an einen ortsfesten Gegenstand und
dann das Ziehen der Stange von ihrem anderen Ende und das Befestigen der Stange
unter Spannung. Beim Armieren grosser zylindrischer Behälter oder dergl. ist es
üblich gewesen Draht oder Stangen um die äußere Seitenwand des Behälters zu wickeln,
um eine Nachspannung zu schaffen welche die gewün8--1#ten radial nach innen gerichteten
Vorspannungskräfte hervorruft. Ein Nachteil der Drahtwickeltechnik ist, daß die
Drähte verhältnismässig dünn sind und deshalb der Korrosion und dem Bruch ausgesetzt
sind, wodurch die Instandhaltung ein wesentliches Problem wird. Die Verwendung von
Stahlstangen beim Vorspannen von Behältern hat im allgemeinen zwei an ihren Enden
gegenüberliegend angeordnete axial ausgerichtete an ihren entfernten Enden befestigte
Stangen umfaßt, wobei eine Vorrichtung vorgesehen war, um die benachbarten Enden
der Stangen zusammen zu ziehen und sie unter Spannung anzubringen. Bisher
wurde dies durch die Verwendung von Spannschlössern
oder ähnlichen
Vorrichtungen erreicht, die Gewindekupplungen aufwiesen. Abgesehen von der langwierigen
Aufgabe des Festziehens eines Spannschlosses ist diese Art der Spannungsvorrichtung
nicht in der Lage, dieselbe hohe Größenordnung der Vorspannung zu erreichen, die
von modernen Stahlstangen aus Speziallegierung ausgehalten werden. Beispielsweise
sind Stangen erhältlich, die eine Zugfestigkeit von über 7030 kp pro qcm (900 000
pounds per square Inch) aufweisen und damit viel grösseren Zugkräften widerstehen
können als sie tatsächlich von Spannschloß-Vorrichtungen zu erreichen sind. Darüber
hinaus hat es sich als undurchführbar erwiesen, Kupplungsvorrichtungen zu verwenden,
worin Gewinde in den zu spannenden Stangen ausgebildet sind, da die Gewinde schwache
Schärflächen schaffen, die nicht in der Lage sind, hohen Zugkräften der oben erwähnten
Größe zu widerstehen. Eine andere Technik ist gewesen, Köpfe oder Vergrößerungen
auf den gegenüberdrehenden Enden der Vorspannglieder vorzusehen. Diese Köpfe werden
dann durch Platten erfaßt, welche durch eine hydraulische Vorrichtung zusammengezogen
werden, wonach Bolzen in den Platten befestigt werden, um sie zu verbinden und Muttern
auf den Bolzen angebracht werden, um die Platten gegen Auseinanderziehen infolge
des Abnehmens der hydraulischen Vorrichtung zu
halten. Die Platten
und Bolzen bilden somit einen Halterahmen oder eine Halterung für die Vorspannglieder.
Obwohl als eine Vorrichtung zum Halten der Vorspannglieder unter Belastung wirksam,
ist die vorhergehende Anordnung verhältnismäßig gross und umfangreich und recht
zeitraubend. Wo eine zentrale Belastung der Vorspannglieder in vorgespannten Bodenplatten
verwendet wird, ist die eben beschriebene Anordnung für eine brauchbare Verwendung
zu gross und sperrig. Kurz gesagt enthält die vorliegende Erfindung mittel zum Erfassen
zweier benachbarter Enden von gegenüberliegenden Vorspanngliedern, um sie unter
Spannung zusammenzuziehen und aneinander zu befestigen, um den gespannten Zustand
aufrecht zu erhalten. Die verwendete Vorrichtung enthält Verbesserungen der Keilklemmkupplungen
von der Art, wie sie in dem US-Patent Nr. 2 930 642 beschrieben worden sind und
um zusätzlich eine vollständige Vorrichtung zum Verbinden und Spannen gegenüberliegender
Vorspannglieder zu schaffen, enthält die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur
Erreichung derselben. Demgemäß ist es eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung
ein
verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zum Spannen von Stangen durch Zusammenziehen
und Verbinden derselben zu schaffen, wodurch die Stangen unter hohen Zugkräften
angebracht werden können, die deren maximale Zugfestigkeit erreichen. Eine andere
Aufgabe ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung der beschriebenen Art zu schaffen,
um zwei gegenüberliegende, einen Abstand zueinander aufweisende Stangen schnell,
einfach und wirksam zu verbinden und sie unter hoher Zugbelastung anzubringen. Eine
weitere Aufgabe ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung der beschriebenen Art
zu schaffen, die in der Lage sind, runde Behälter oder dergl. durch Aufbringen von
Zugspannung auf Stangen, die rund um die äussere Wand des Behälters angebracht sind,
vorzuspannen. Eine weitere Aufgabe ist es, eine neuartige und vorbesserte Keilklommkupplung
zu schaffen, um sie auf den Enden eines Vorspanngliedes zu befestigen und um eine
Stange oder einen Stab in einseitiger Klemmung axial aufzunehmen und gegen Rückkehrbewegung
zu halten.
Eine andere Aufgabe ist es, eine verbesserte Keilklemmkupplung
zum Verbinden zweier Enden gegenüberliegender Stangen zu schaffen, die Keilteile
enthält, Welche einfach auf den Stangen angebracht Werden können und ein Kupplungsgehäuse,
Welches in schneller und einfacher Weise auf die Keilteile geschraubt Werden kann,
um eine Verbindung zwischen den zwei Stangen herzustellen, wobei die Kupplung in
der Lage ist, einen Spielraum aufzunehmen, wenn die Stangen darauffolgend unter
Zugspannung zusammengezogen werden. Eine weitere Aufgabe ist c@-, ein Keilklemm-Mutter
zu schaffen, die abnehmbar auf einem Stangenteil befestigt werden kann, um ein mittel
zum Aufbringen axialer Kraft auf die Stange zu schaffen. Figur 1 ist eine Seitenansicht
eines Betonbehälters und stellt auch das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden
Erfindung zum Nachspannen am Umfang angebrachter Stangen dar, die verwendet Werden,
um den Behälter vorzuspannen; ,Figur 2 ist eine teilweise geschnittene und abgeschnittene
Draufsicht der Spannvorrichtung der vorliegenden
Erfindung im vergrößerten
Maßstab; Figur 3 ist eine unvollständige Seitenansicht eines Teiles der Vorrichtung
längs der Linie 3-3 in Figur 2; Figur 4 ist eine Schnittansicht,'im wesentlichen
auf der Ebene längs der Linie 4-4 von Fig. 2; Figur 5 ist eine Schnittansicht längs
der Ebene 5-5 von Fig. 3 einer einseitig gerichteten Keilklemmkupplung, die einen
Teil der vorliegenden Erfindung bildet und wirksam an zwei Enden gegenüberliegender
Stangenteile angebracht ist; Figur 6 ist eine unvollständige Schnittansicht des
Keilteiles und des Kupplungsgehäuses im vergrößerten Maßstab, die die Stellung der
Teile während des Einsetzens des Stangenvorspanngliedes darstellt; Figur 7 ist im
wesentlichen dieselbe Ansicht wie in Fig. 6, veranschaulicht jedoch die Kupplung
nachdem das Vorspannglied unter Spannung eingebracht und durch das Keilteil befestigt
worden ist;
Figur 8-ist eine unvollständige teilweise weggeschnittene
Schnittansicht ähnlich der Fig. 2, veranschaulicht jedoch eine Spannungsvorrichtung,
die eine andere Ausführungsform der Erfindung bildet; Figur 9 ist eine unvollständige
Draufsicht ähnlich der Fig. 2 und 8 und stellt eine andere Ausführungsform der Erfindung
dar; Figur 10 ist eine Seitenansicht einer Keilklemm-Mutter, der in Fig. 8 und 9
dargestellten Ausführungsform; Figur 11 ist eine Querschnittsansicht längs der Linie
11-11 in Fig. 10; Figur 12 zeigt eine Schnittansicht entlang der Achse entsprechend
der Stange, wie in Fig. 10 gezeigt und gezeigt istj.ach der Linie 12 - 12 gemäß
Fig. 10 . Wie aus den Zeichnungen hervorgeht sieht des Gerät der vorliegenden Erfindung
eine Vorrichtung zum Zusammenziehen
und Spannen zweier im allgemeinen
ausgerichteter Vorspannglieder 11 und 12 vor, die gegenüberliegendes im Abstand
zueinander angeordnete Enden 13 und 14 aufweisen und enthält ein Stangenteil 16;
wenigstens ein Kupplungsglied 17 mit Klemmteilen 18 zum axialen Aufnehmen des Stangenteiles
16 und Halten desselben gegen Rücklaufbewegung; wobei eines der Teile 16 und 17
auf dem Vorspannglied 11 gegenüberliegend dem Vorspannglied 12 befestigt ist; eine
Vorrichtung zum Befestigen des anderen der Teile 16 und 17 auf dem Vorspannglied
11 in einer Stellung zum wirksamen Eingriff mit dem Teil auf dem Vorspannglied 12;
Angriffsteile 19 und 21, die jeweils auf jedem Vorspannglied 11 und 12 vorgesehen
sind und eine Spannvorrichtungg die Backen 23 und 24 zum Angreifen an die Angriffsteile
19 und 21 zum Drücken der Vorspannglieder 11 und 12 aufeinander zu und zum wirksamen
Verbinden der Teile 16 und 17, wodurch die Spannvorrichtung abgenommen werden
kanng um die Vorspannungsglieder und die Teile unter Spannung zurückzulassen. In
der in Fig. 1 bis 7 dargestellten Ausführungsform der Erfindung und besonders in
Fig. 2 enthält die Vorrichtung zum Befestigen der Stange 16 auf dem Vorspannglied
11 ein zweites Kupplungsglied 26= das auf dem Vorspannglied 11
befestigt
und geeignet ist, das Ende 27 des Stangenteils 16 in derselben Weise wie das Kupplungsteil
17 aufzunehmen. Die abgewandten Stirnflächen der Kupplungsglieder 17 und 26 stellen
in dieser Ausführungsform die oben erwähnten Angriffsteile 19 und 21 dar und die
Backen 23 und 24 greifen an diese Flächen an, um die Vorspannglieder zusammenzuziehen.
Wes die Bauart der Kupplungsglieder 17 und 26 speziell betrifft sei auf die Fig.
5 bis 7 verwiesen, worin eine Kupplung 28 dargestellt ist und ein Gehäuse 29 mit
einer Innenbohrung 31 zur Aufnahme der zu verbindenden Stangen- -enden 32 und 33
enthält. Eine Keilbuchse 34 enthält die oben erwähnten Klemmteile 18 und ist in
ihrem Innendurchmesser so bemessen, um in einem Reßsitz auf das Ende 33 zu passen.
Die Keilbuchse 34 weist eine Innenfläche 36 auf, die mit Zähnen 35 zum Eindrücken
und Klemmen der Stange 33 versehen ist und weist in Längsrichtung einen einzigen
Schlitz 37 auf, um die radiale Expansion und Kompression gegen die Stange möglich
zu machen. Eine Anzahl von im Längsabstand zueinander angeordneten ringförmigen,
geneigten und zusammenpassenden mitnehmerflächen 38 und 39 sind entsprechend auf
der Wand der Bohrung 31 und der Außenwand der Keilbuchse 34 ausgebildet, wodurch
axialer
Zug auf die Stange in radiale innere Klemmkräfte der Keilzähne auf die Stange übersetzt
werden. Auf diese Weise schafft der Klemmsitz zwischen der Stange und der Innenfläche
35 ein anfängliches Klemmen, um die Mitnehmertätigkeit zu beginnen. Die geneigten
und zusammenpassenden mitnehmerflächen 38 und 39 sind vorzugsweise als zusammenpassende
Spiralgeminds ausgebildet, wodurch die Keilbuchse 34 somit geeignet ist in
Längsrichtung in die und aus der Bohrung 31 geschraubt zu worden. Um die Stange
32 aufzunehmen, wird eine andere Keilbuchse 40, ähnlich der Keilbuchse 34, im allgemeinen
auf die gleiche Weise am anderen Ende der Bohrung 31 befestigt. Als ein wichtiges
Merkmal der vorliegenden Erfindung und wie oben erwähnt ist ein Preßsitz
zwischen der entsprechenden Stange und den Keilbuchsen vorgesehen. Genauer
ausgedrückt ist der äußere Durchmesser der Stangenenden 32 und 33 etwas grösser
als der normale unbelastete,Innendurchmesserder Keilbuchsen 34 und 40, so daß das
axiale Einsetzen-der Stangenenden eine elastische Expansion der Keilbuchsen
und ein Einkerbender Stangenumfangsflächen durch die Zähne 35 verursacht, die auf
der Innenfläche 36 der Keilbuchsen vorgesehen sind. Um für eine solche elastische
Expäneion der Keilbuchsen 34 und 40 zu sorgen,
ist der normale
unbelastete Außendurchmesser der Keilbuchsen an den mitnehmerflächen 39 kleiner
als der Innendurchmesser der damit zusammenpassenden mitnehmerflächen 38, die auf
der Innenwand des Gehäuses vorgesehen sind. Somit ist ein wichtiger radialer Spielraum
zwischen der Keilbuchse und dem Gehäuse vorgesehen, wenn das Stangenende, wie beispielsweise
das Ende 33 von Fig. 6, axial in die Keilbuchse eingesetzt wird, wie der Pfeil 40'
anzeigt. Der oben erwähnte Preßsitz zwischen dem Stangenende und der Keilbuchse
veranlaßt die Keilbuchse 34 durch die Bewegung des Stangenendes 33 nach innen verschoben
zu werden, wie durch Pfeil 40a dargestellt wird, bis die Stirnflächen 45 an den
axialen Enden der Spiralsegmenie, die die ineinandergreifenden mitnehmerflächen
38 und 39 definieren, aneinanderstoßen, wie in Fig. 6 dargestellt wird. In dieser
Stellung der Teile wird noch ein kleiner radialer Spielraum zwischen der Keilbuchse
und dem Gehäuse bestehen, um die Herstellungstoleranz aufzunehmen und ein genaues
Funktionieren des Gerätes vorzusehen. Wenn jedoch eine Umkehrspannung auf die Stange
33 gebracht wird, bewegt sich die Stange in einer umgekehrten Richtung, wie durch
Pfeil 40b in Fig. ? angezeigt wird und diese umgekehrte Bewegung der Stange nimmt
die sie umgebende Keilbuchse 34 mit, wie durch Pfeil 40c dargestellt
wird.
Die letztere Bewegung der Keilbuchse schließt den Spielraum zwischen den ineinanderpassenden
Mitnehmerflächen und der Buchse, welche gegen die Stange 33 drückt, worauf die Zähne
35 in die Umfangsfläche der Stange eindrücken und die letztere bei grosser Haltekraft
sicher festklemmen. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung besteht in groben Zügen
aus dem Befestigen des Kupplungsgliedes 17 auf dem Vorspannglied 12 und dem Anbringen
desStangenteiles 16 auf dem Ende des Vorspanngliedes 11, was in der in Fig. 2 dargestellten
Ausführungsform das Vorsehen eines Kupplungsgliedes 26 umfaßt, das an dem Vorspannglied
11 befestigt ist und das Ende 27 der Stange 16 klemmend aufnehmen kann. Durch die
Spannvorrichtung wird Kraft aufgebracht, um die Vorspannglieder zusammenzudrücken
und die Kupplungsteile 17 und 26 in klemmenden Eingriff mit der Stange 16 zu bringen.
In der In Fig. 2 dargestellten Ausführungsform wird die Stange 16 an--fänglich zwischen
die Kupplungsteile 17 und 26 unter Spielraum eingebracht, wonach die Kupplungsteile
zusammengezogen werden, um an die entsprechenden Enden der Stange anzugreifen. Die
Kraft auf die Spannvorrichtung wird dann langsam freigegeben, wodurch der Stange
ermöglicht wird, durch die Kupplungskeile sicher geklemmt
zu werden.
Es sei erwähnt, daß die anfänglich durch die Spannvorrichtung vorgesehene Spannung
sich vermindert, nachdem die Kraft freigegeben ist und wenn die Zähne der Keile
in die Stange eindringen. Genauer, wenn die Zähne radial in die Stange eindringen,
gibt es eine Längsverschiebung der Keile relativ zu der Kupplungsbohrung, welche
hauptsächlich von der relativen Bewegung der oben erwähnten mitnehmerflächen der
Keilbuchse und der Gehäusebohrung herrührt. Diese relative Bewegung wird durch Vergleich
der Fig. 6, die das Kupplungsglied zeigt wenn die Stange eingesetzt wird und der
Fig. ?, die das Kupplungsglied zeigt wenn die Stange unter Spannung steht, veranschaulicht,
wobei beobachtet wird, daß die Stange und die Keilbuchse relativ zu ihren Stellungen
in Fig. 6 nach links bewegt werden. Um eine maximie Zugspannung in den Stangen zu
erhalten, ist es häufig erwünscht, den durch die oben erwähnte Einspannung der Keilbuchsen
hervorgerufenen Spielraum zu entfernen. In der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform
wird dies durch erneutes Aufbringen von Kraft auf die Kupplungsglieder durch die
Spannvorrichtung erreicht, wodurch die Zugkräfte in der Stange 16 im wesentlichen
ausgeschaltet werden und sie in einen unbelasteten losen
Zustand
gebracht wird. Nachdem der Spielraum in der Stange 16 im wesentlichen.nachgestellt
worden ist, kann die Kraft der Spannvorrichtung wieder freigegeben werden, um die
Stangen in der gewünschten Spannung zu belassen. Hinsichtlich des Nachstellens des
Spieies in der Stange 16 sei daran erinnsd;, daß die Keilbuchse jeden Kupplungsgliedes
an ihrer Angriffsfläche als Gewinde ausgebildet ist, wodurch ein Verdrehen des Buchsenteiles
dasselbe in Längsrichtung relativ zu dem Kupplungsgbhäuse bewegt. Durch Versehen
der Buchsenteile der zwei Kupplungsglieder 17 und 26 mit entgegengesetzt verlaufenden
Gewinden kann die Stange 16, wenn sie sich in losem Zustand befindet, um ihre Achse
in einer Richtung verdreht werden, die die gegenüberliegenden Stangenenden dicht
in die zwei Kupplungsglieder zieht. Nachdem dann die Kraft der Backen freigegeben
wird, gibt es tatsächlich keine weitere Längsbewegung der Angriffsflächen der Kupplungsglieder,
wodurch die Stangen im wesentlichen unter der Spannung gehalten werden, die durch
das zweite Aufbringen von Kraft erreicht wurde. Während das Verdrehen der Stange
16 dem Beseitigen des Spielraumes mit einem Spannschloss ähnlich ist, gibt es keine
axiale Zugkraft auf der Stange, wenn der Spielraum nachgestellt ist. Die Stangen
werden durch die Backen der Spannvorrichtung in einem gespannten
Zustand
erhalten. Es ist einzusehen, daß die Kupplungsglieder 17 und 26 auf Vorspannglieder
verschiedener Arten verwendet werden können, wie beispielsweise litzenförmige Seile,
Stangen und dergl. Wie in der Ausführungsform der Fig. 2 dargestellt wird, sind
diese Kupplungsglieder jedes von doppelseitiger Art, wie ausführlicher im Zusammenhang
mit Fig. 5 beschrieben wird und sind somit geeignet, ein Stangen-Vorspannglied in
der beschriebenen Weise aufzunehmen. Es ist jedoch einzusehen, daß einseitige Kupplungsglieder
durch Schweißen oder andersartige Betstigung an die Vorspannglieder verwendet werden
können, sei es eine Stange, ein Seil oder eine andere Ausführung. In der oben erwähnten
Spannvorrichtung sind ein Paar von Armen 41 und 42 vorgesehen, die auf einem Zwischenglied
43 zur Schwenkbewegung relativ zueinander befestigt sind und freie Enden 44 und
46 aufweisen. Die oben erwähnten Backen 23 und 24 sind jeweils auf den Enden 44
und 46 befestigt und sind jeder mit einer Auflagefläche 47 und 48 versehen, um an
die entsprechenden Kupplungsglieder 17 und 26 in der Vorrichtung von Fig. 2 anzugreifen.
Eine hydraulische Druckvorrichtung 49 ist angebracht, um die
Arme
zusammenzuziehen, wodurch die Kupplungsglieder 17 und 26 wie oben beschrieben in
Eingriff mit der Verbindungsstange 16 bewegt werden können. Die hydraulische Druckvorrichtung
49 ist von im allgemeinen herkömmlicher Konstruktion, wie am besten in Fig. 2 zu
ersehen ist und besteht aus einem Gehäuse 50, das einen inneren'2ylinder 51 vorsieht,
in dem ein Kolben 52 zur Hin- und Herbewegung befestigt ist. Ein Ende 53 des Gehäuses
ist durch eine Halterung 54 an dem Arm 41 befestigt, während der Kolben 52 mit dem
anderen Arm 42 durch eine Stange 55 verbunden ist, welche hier axial durch das Gehäuse
50 und den Kolben 52 vorsteht, um von einer Kolbenstange 56 vorzustehen, welche
sich durch das gegenüberliegende Gehäuseende 57 erstreckt. Eine Keilklamm-Mutter
58, die im folgenden ausführlicher beschrieben wird, bildet einen Vorsprung auf
dem äußeren Ende 59 der Stange 55, um gegen das benachbarte Ende der Kolbenstange
56 anzuliegen. Das gegenüberliegende Ende 60 der Stange 55 ist in gleicher Weise
durch eine Keilklamm-Mutter 61 mit dem Arm 42 " verbunden, welche angeordnet ist,
um gegen einen Flansch 62 anzuliegen, der auf einer an dem Arm 42 befestigten Halterung
63 vorgesehen ist. Vorzugsweise sind die Halterurggen 54 und 63 U-förmig und sind,
wie dargestellt, drehbar an den Armen 41 und 42 befestigt. Das Gehäuse 50
ist
hier mit Ein- und Auslaßanschlüssen 64 und 65 versehen, die neben den gegenüberliegenden
Enden 53 und 57 des Zylinders angebracht sind, um Flüssigkeit unter Druck in den
und aus dem Zylinder zu leiten. Wie zu ersehen ist bewirkt das Eintreten von Flüssigkeit
unter Druck in den Einlaßanschluß 64 ein Verschieben des Kolbens 52 nach links,
gesehen in Fig. 2, und bewirkt somit ein Schließen der Arme 41 und 42 sowie der
Backen 23 und 24. Umgekehrt wird das Einbringen von Flüssigkeit in den Zylinder
durch den Anschluß 65 und das Auslassen der Flüssigkeit durch den Anschluß 64 ein
Verschieben des Kolbens 52 nach rechts erlauben, wie in der Zeichnung zu ersehen
ist und ein Öffnen der Arme und Backen. Es sei erwähnt, daß die Stange 55 zwischen
dem Glied 43 und den freien Enden der Arme 41 und 42 und im@wesentlichen parallel
zu dem Glied 43 angeordnet ist. Die Stange 55 ist relativ zu dem Arm 41 bewegbar
dargestellt. Bei der weiteren Beschreibung der Arme und Backen der Spannvorrichtung
sei erwähnt, daß die zwei Arme symmetrisch und einander im wesentlichen identisch
sind. Somit wird nur auf den Arm 41 und die darauf befestigte Backe 23 verwiesen.
Insbesondere wird bevorzugt, daß das freie Ende 44 des Armes 41 ein Paar gabelförmiger
Teile
44a und 44b enthält, die geeignet sind auf das entsprechende Vorspannglied 11 zu
passen, wie im einzelnen in Fig. 3 und 4 dargestellt wird. In gleicher Weise enthält
die Backe 23 auch ein Paar gabelförmiger Teile 23a und 23b9 welche um das Vorspannglied
11 passen und im allgemeinen mit den Teilen 449 und 44b ausgerichtet sind. Wie dargestellt,
sind die Teile 23a und 23b enger zusammen angeordnet als die Teile 44a und 44b,
wodurch das Vorspannglied 11 fest in der Backe sitzt, während es in der Lage ist,
in der Öffnung des Armes verhältnismässig frei bewegt zu werden. Um einen dichten
Sitz der Kupplungsbieder durch die Backen sicherzustellen, ist jede Backe drehbar
auf ihrem entsprechenden Arm befestigt, wodurch die Backe und das Kupplungsglied
sich nicht relativ zueinander bewegen brauchen, wenn die Arme zusammengezogen werden.
Um ferner den hohen Kräften zu widerstehen, die beim Spannen von Stangen mit der
vorliegenden Vorrichtung auftreteng weisen die Backe 23 bzw. das freie Ende 44 sich
ergänzende bogenförmige Auflageflächen 66 und 67 auf. Auf diese Weise wird eine
Schwenkbewegung des Backens relativ zu dem Arm erlaubt, mährend eine ausreichende
Auflagefläche zwischen diesen zwei Teilen vorgesehen wird, um die große Kraft von
den Armen über die Backen zu den Kupplungsgliedern und Stangen
zu
übertragen. Vorzugsweise ist die Fläche 66 konvex und paßt sich der konkaven Fläche
67 an. Ein Paar von starr an die Teile 44a und 44b befestigte Streifenteile 68 und
69 nehmen mit Hilfe von Achsstümpfen 70 und 71 die Backe 23 drehbar auf, jedoch
brauchen infolge der bogenförmigen Auflageflächen diese Achsstümpfe nicht die volle
Last aufzunehmen, die auf die gespannten Stangen übertragen wird. Was ferner die
Konstruktion der Arme 41 und 42 betrifft, wird bevorzugt, daß diese Arme jeweils
aus Paaren von im Zwischenraum zueinander angeordneten Armteilen 72, 73 und 74,
76 bestehen, Beim Arm 41 sind die gabelförmigen Teile 44a und 44b als zusammenhängende
Erweiterungen der Teile 72 bzw. 73 ausgebildet. Die Armteile sind mit Hilfe von
Muttern 77, Bolzen 78 und Unterlegscheibe 79 fest aneinander befestigt. Die Stange
55 erstreckt sich durch die Räume zwischen den Armteilen und gleichermaßen ist das
Zwischenglied 43 drehbar zwischon den Armteilen befestigt. Es ist zu ersehen, daß
die Arme 41 und 42, wie dargestellt, im Abstand zueinander auf dem Zwischenglied
43 befestigt sind, wobei ihre Mitb3llinien parallel zueinander
verlaufen.
Die Bewegung der Arme aufeinander zu und voneinander weg erfordert somit ein Minimum
von Drehbewegung der Backen 23 und 24 relativ zu ihren entsprechenden Armen, wodurch
die Reibung auf ein Minimum beschränkt wird, die entsteht, wenn die Arme aufeinander
zu bewegt werden. Da die zu verbindenden Vorspannglieder 11 und 12 nicht immer den
gleichen Abstand zueinander aufweisen, ist es erwünscht, daß die Länge des Zwischengliedes
43 einstellbar ist, um die oben erwähnte, im allgemeinen parallele Anordnung der
Arme vorzusehen.
Wie hier dargestellt, ist das Zwischenglied 43 aus einem Rohrteil
80 und einem Paar von abnehmbaren Seitenteilen 81 und 82 zusammengesetzt, welche
ihrerseits durch Bolzen 83 und 84 drehbar mit den benachbarten Enden der Arme 41
und 42 verbunden sind. Da die Kraft auf das Zwischenglied während der Betätigung
der Vorrichtung eine Druckkraft ist, sind die Seitenteile 81 und 82 mit Flanschen
versehen, wie aus Fig. 2 hervorgeht, um an die gegenüberliegenden Enden des mittleren
Rohrteiles 80 anzustoßen. Vorzugsweise sind Ringklemmen 85 und
86 um die gegenüberliegenden Enden des Rohrteiles befestigt, um die eingesetzten
Seitenteile 81 und 82 einzuklemmen und die letzteren in ihrer Stellung zu halten,
wobei die gegenüberliegenden Enden des mittleren Rohrteiles geschlitzt
sind,
um ein Zusammendrücken durch die Ringklemmen gegen die Seitenteile zu erlauben.
Die Einstellung der Länge des Zwischengliedes 43 wird demgemäß geeignet durch das
Auseinandernehmen-des mittleren Rohrteiles 80 der Seitenteile 81 und 82 und das
Ersetzen des mittleren Teiles durch ein anderes von geeigneter (längerer oder kürzerer)
Länge durchgeführt. Eine andere Spannvorrichtung, die geeignet ist, die Backen in
gewünschter Weise parallel zu halten, kann anstelle der eben beschriebenen drehbaren
Backenanordnung verwendet werden. Genauer, kann bei nicht drehbaren Backen auf den
freien Enden der Spannarme anstelle des Zwischengliedes 43 ein einstellbares Zwischenglied
vorgesehen werden, das aus einem herkömmlichen hydraulischen Kolben und Zylinder
besteht, wie er in der bereits beschriebenen hydraulischen Druckvorrichtung 49 enthalten
ist. Bei der Verwendung eines solchen Zwischengliedes kann Kraft auf die Backen
ausgeübt werden, um dieselben zusammenzuziehen, wie oben beschrieben, außer in kurzen
Zunahmen, wo das einstellbare Zwischenglied nach jeder Zunahme entsprechend verkürzt
wird, um die Arme in der gewünschten parallelen Stellung zu halten. Das Verkürzen
des Zwischengliedes wird auf eine einfach
Weise erreicht durch
die Anordnung eines Ventils, um, wenn nötig, Flüssigkeit von einer Seite des Kolbens
auf die andere zu übertragen. Eine andere Ausführungsform der Erfindung wird in
Fig. 8 dargestellt, worin das Stangenstück 16a direkt auf dem Ende des Vorspanngliedes
11a vorgesehen ist. Wie dargestellt ist das Stangenstück 16a und das Vorspannglied
11a zusammenhängend als eine einzige Stange ausgebildet, obwohl zu erkennen ist,
daß das Stangenstück 16a auch an andere Arten von Vorspanngliedern befestigt werden
kann. Das Kupplungsglied 17a ist, wie aus Fig. 8 hervorgeht, wiederum an das Vorspannglied.12a
befestigt,und enthält vorzugsweise ein doppelseitiges Kupplungsglied von der in
Fig. 5 beschriebenen Art. Getrennte Angriffsteile 19a und 21a der Spannvorrichtung
sind hier als vorstehende Teile auf den Vorspanngliedern 11a und 12a vorgesehen,
unabhängig von den Stirnflächen des Kupplungegliedes 17a. Vorzugsweise sind die
vorstehenden Teile als abnehmbare Keilklemm-Muttern ausgebildet, ähnlich den oben
erwähnten Muttern 58 und 61, die noch ausführlicher zu beschreiben sind. Um die
Vorspannglieder 11a und 12a zu verbinden, drückt die Spannvorrichtung die Vorapannglieder
zusammen und in Eingriff mit den zwei Enden des Kupplungsgliedes 17a, worauf die
Keile des Kupplungsgliedes die
Vorspannglieder klemmend erfassen
und sie gegen eine rückkehrende Bewegung halten. Wenn die Kraft der Spannvorrichtung
freigegeben wird, verursacht die Stellung der mitnehmerflächen die anfängliche Zugspannung
in den Vorspanngliedern, wie im Zusammenhang mit der Ausführungsform in Fig. 2 beschrieben
wurde. Jedoch ist es wieder in dieser Ausführungsform möglich, durch erneutes Aufbringen
von Kraft den durch diese Einstellung verursachten Spielraum aufzunehmen, wodurch
die Enden der Vorspannglieder zwischen den Klemmmuttern in einem losen unbelasteten
Zustand angebracht werden. Durch Anbringen entgegengesetzt verlaufender Spiralgewinde
auf den Klemmmuttern des Kupplungsgliedes 179 veranlaßt ein Verdrehen der
Kupplung ein dichtes Zusammenziehen der Enden der Vorspannglieder. Wenn dann die
Kraft der Spannvorrichtung freigegeben wird, werden die Vorspannglieder im wesentlichen
in dem gewünschten Spannungszustand verbleiben. Eine dritte Ausführungsform der
Erfindung wird in Fig. 9 dargestellt, wo wieder das Kupplungsglied 17b auf dem Ende
des Vorspanngliedes 12b und das Stangenteil 16b am Ende des Vorspanngliedes 11b
vorgesehen ist. Anders als in der Ausführungsform von Fig. 8 braucht jedoch das
Kupplungsglied 17b nicht doppelseitig zu sein, obwohl es als solches dargestellt
ist und könnte beispielsweise
durch Schmeißen oder auf andere Weise
an dem Vorspannglied 12b befestigt sein. Das Angriffsteil 21b der Spannvorrichtung
ist hier durch eine Stirnfläche des Kupplungsgliedes 17b vorgesehen, mährend eine
abnehmbare Klemm-Mutter 19b, die auf der Stange 16b in einem Abstand von ihrem Ende
befestigt ist, vorzugsweise als der andere Angriffsteil der Spannvorrichtung dient.
Beim Ziehen der Vorspannglieder aufeinander zu wird die Stange 16b axial bewegt
und in Klemmeingriff mit dem Kupplungsglied 17b gebracht, wodurch die Vorspannglieder
unter Zugspannung gehalten werden.
Obwohl ersichtlich ist, daß diese Ausführungsform der Erfindung nicht
das Merkmal der Spielbeseitigung durch Verdrehen bietet, wie es oben hinsichtlich
der zwei anderen Ausführungsformen beschrieben wurde, wird nichts desto weniger
erkannt werden, daß hier eine geringere Anzahl von Teilen benötigt wird, um die
gegenüberliegenden Vorspannglieder zu verbinden als in den anderen Ausführungsformen.
Da in manchen Fällen eine Spielbeseitigung durch Verdrehen nicht nötig ist, ist
die Verminderung der Teile natürlich vorteilhaft. Keilklemm-Muttern 19a, 21a, 191ü,
59 und 61 sind hier alle von gleicher Konstruktion dargestellt.. Eine dieser Muttern,
bezeichnet als 19a, wird ausführlich in Fig. 10, 11, und 12 veranschaulicht. Die
Mutter ist besonders für die Befestigung entweder dauernd
oder
zeitweise auf eine Stange oder einen Stab konstruiert und ist für diesen Zweck in
Längsrichtung geschlitzt, um in zwei Hälften von der Stange abgenommen zu werden.
Demgemäß wird das Muttergehäuse aus einem Paar von halbzylindrischen Gehäuseteilen
91 und 92 gebildet und diese passen auf ein Paar von halbzylindrischen Keilbuchsenteilen
96 und 97, wobei die letzteren zusammenwirkend die Stange 12a in derselben Weise
umgebän, wie die-Keilbuchse 34. Die Keilbuchsenteile 96 und 97 weisen Innenflächen
98 auf, die mit Zähnen ausgebildet sind, um in den Umfang der Stange gedrückt zu
werden und dieselbe einzuklemmen. Ähnlich der oben beschriebenen Kupplungskonstruktion
sind die Buchsen- und Gehäuseteile auch mit einer Anzahl von in Längsrichtung verteilten
ringfürmigen, geneigten Mitnehmerflächen versehen, die auf den Innenflächen 93 und
94 der Gehäuseteile und den Aussenwänden 99 der Klemmbuchsenteile ausgebildet sind,
um einen axialen Zug auf die Stange relativ zu der Mutter in radiale Klemmkräfte
der Keilbuchsenteile 96 und 97 auf die Stange zu übersetzen. Die Gehäuseteile 91
und 92 sind hier durch ein Paar von Gewindebolzen 101 und 102 aneinander befestigt,
welche sich durch Bohrungen 103 in dem Teil 91 zum Eingriff mit Gewindebohrungen
104 in dem Gehäuseteil 92
erstrecken. Es ist aus dem Vorhergehenden
zu ersehen, daß die Keilklemm-Mutter leicht in jeder Zwischenstellung auf einem
Stangenbil befestigt werden kann und somit ihre Verwendung mit der hydraulischen
Druckvorrichtung 49 und den Ausführungsformen von Fig. 8 und 9, wie sie oben beschrieben
wurden, ermöglicht. Ein wichtiges Merkmal der Mutter ist, daß sie nach der Verwendung
leicht von der Stange abgenommen werden kann. Demzufolge können die Keilklemm-Muttern
in den Ausführungsformen von Fig. 8 und 9 von den Vorspanngliedern entfernt werden,
nachdem sie verbunden worden sind, wodurch eine anderweitige Verwendung der Muttern
ermöglicht wird. In Fig. 1 wird die vorliegende Erfindung, die die oben beschriebenen
Verfahren und die Vorrichtung ümfaßt, im Betrieb beim Spannen einer Anzahl von Stangen
106 um einen runden Behälter 107 dargestellt. Eine Halterung 108 ist auf dem Arm
41 der Spannvorrichtung vorgesehen, um derselben zu ermöglichen, durch ein Seil
(nicht dargestellt) von einem geeigneten Kran oder dergl. gehalten zu werden, der
auf dem Behälter 107 angebracht und geeignet ist, sich längs dem Behälterumfang
zu bewegen. Beim Anbringen der Stangen 106 rund um den Behälter wird eine Anzahl
von Stangen an den benachbarten Enden einfach
durch eine Kupplung
28 miteinander verbunden, wie in Fig. 5 dargestellt wird. Dies wird im allgemeinen
am besten erreicht, indem zuerst die Keilbuchsen getrennt auf.den Stangen befestigt
werden, wonach das Gehäuse auf die Paare von gegenüberliegenden Keilbuchsen geschraubt
wird. Diese verbundenen Stangen werden dann rundum den Behälter mit den gegenüberliegenden
Enden der zwei noch zu verbindenden Stangen angebracht. Wie dargestellt, wird ein
Paar von Kupplungsgliedern 17 und 26 und ein Stangenstück 16 verwendet, um die verbleibenden
Enden in der im Zusammenhang mit der Ausführungsform von Fig. 2 beschriebenen Art
zu verbinden und somit jede der umfassenden Stangenanordnungen unter Zugspannung
anzubringen. Ein Kompressor 109 für hohen Flüssigkeitsdruck ist mit den Ein- und
Auslaßanschlüssen 64 und 65 der hydraulischen Druckvorrichtung 49 durch ein Paar
von Leitungen 111 und 112 verbunden. Der Kompressor 109 ist vorzugsweise transportabel,
um zusammen mit der Spannvorrichtung rund um den Behälter bewegt zu werden. Der
veranschaulichte Kompressor wurde von der Firma Lincoln Engineering Company aus
St. Louis, missouri hergestellt und wird gewöhnlich als Hochdruck-Schmiermittel-Pumpe
verkauft. Dies Bauteil wird durch Luftdruck angetrieben und ist mit einem Übersetzungsverhältnis
von 70:1 versehen, so daß 7kp pro qcm (100 pounds per square Inch)
Luftdruck
einen Öldruck von 490kp pro qcm (7000 pounds per square inch) zum Aufbringen auf
die hydraulische Spannvorrichting erzeugen. Natürlich kann jegliche geeignete handelsübliche
hydraulische Hochdruckquelle verwendet Werden. Es wird erkannt werden, daß bei einem
verhältnismäßig großen Behälter das miteinanderverbinden der Kupplungsglieder 17
und 26 nicht die gewünschte Zugspannung in den Vorspannungsgliedern rund um den
ganzen Behälter schaffen wird, da Wahrscheinlich infolge Reibung die Zugspannung
ungleichmäßig wird. Demzufolge ist es erwünscht, jedes Paar von gegenüberliegenden
Vorspanngliedern zusammen zu ziehen, um sie zu spannen anstatt sie nur, wie dargestellt,
zu verbinden, zusätzlich zu dem Aufbringen von Zugkraft auf das letzte Paar der
zu verbindenden Enden. Um dies durchzuführen werden die Keilbuchsen des Kupplungsgliedes
einzeln und getrennt von dem Kupplungsgehäuse auf den Enden der Vor-"spannglieder
befestigt, jedoch gerade weit genug, um sie während der anfänglichen Spannung zu
halten. Dann wird das Kupplungsgehäuse auf die Klemmbuchsen in der beschriebenen
Weise geschraubt, um die Verbindung zu bilden. Durch Befestigen der getrennten Keilmuttern
auf
jedem Ende des Vorspanngliedes, wie in Fig. 8 dargestellt Wird,
ist es dann möglich, die Spannorrichtung an jeder Verbindungsstelle anzubringen
und die Vorspannglieder den gesamten Weg in die Buchsen zu ziehen, wodurch der Spielraum
an jeder Verbindungsstelle beseitigt wird. Nachdem alle Verbindungsstellen auf diese
Weise nachgezogen worden sind, kann ein weiteres Entfernen des Spielraumes wie oben
beschrieben durchgeführt werden, indem auf jede Verbindungsstelle ein zweites mal
eine Kraft aufgebracht und die Kupplung verdreht wird, um die Enden der Vorspannglieder
so dicht wie möglich zusammenzuziehen. Jede der Verbindungsstellen kann natürlich
in Übereinstimmung mit der in Fig. 2 und 9 dargestellten Ausführungsform der Erfindung
hergestellt werden. Um die Zugspannung in den Stangen zu messen und um sicherzustellen,
daß die gewünschten Belastungszustände erreicht worden sind, wird vorzugsweise ein
Gerät wie beispielsweise ein Dehnungsmesser in Verbindung mit jeder Stelle zu beseitigenden
Spieles verwendet, um die Zugspannungsk-räfte zu beobachten, wenn die Spannvorrichtung
betätigt wird. Vorzugsweise wird das Gehäuse der vorliegenden Kupplung aus Stahl
hoher Festigkeit hergestellt, um die ihm erteilten Belastungen aufzunehmen und die
Keilbuchsenteile Werden vorzugsweise aus gehärtetem
Stahl hergestellt,
um sich geeignet in die Stangen einzudrücken. Aus dem Vorhergehenden ist ersichtlich,
daß die vorliegende Erfindung ein höchst geeignetes Verfahren und eine Vorrichtung
zum Verbinden und Anbringen von Vorspanngliedern unter Zugspannung bietet, welche
vorteilhaft beim Vorsehen äußerst hoher Zugkräfte verwendet werden kann, die die
maximale Zugfestigkeit der gestreckten Teile erreichen.