DE19737226A1 - Bauklammer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bauklammer gemäß dem Oberbegriff des An­ spruches 1.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf den Streckenausbau im Un­ tertagebetrieb. Dort dienen Bauklammern außer zur Verspannung der ineinandergelegten Enden von rinnenförmigen Ausbauprofilen als Auf­ hängevorrichtungen für Streckeneinrichtungen mit Hilfe von Zugmitteln, insbesondere von Ketten, für deren Anbringung an der Bauklammer die Traverse eine Anschlußmöglichkeit etwa in der Mitte zwischen den Aus­ sparungen für die zumeist hakenförmig die Ausbauprofile umfassenden Schrauben aufweist. Obwohl derartige Bauklammern auch zum Abtragen statischer Lasten auf dem Streckenausbau eingesetzt werden, wie sie bei­ spielsweise von Rohrleitungen, Kabeln oder dgl. ausgehen, müssen sie auch für schwellende Lasten vorgesehen werden, die insbesondere von aufgehängten Bahnschienen ausgehen, welche vorzugsweise das Fahr­ gleis von Einschienenhängebahnsystemen bilden. Diese Lasten erzeugen besonders hohe Kräfte, insbesondere, wenn das Bahnsystem zum Transport von Schildausbau verwendet wird, und sind darüber hinaus kritisch. Deshalb wird die Belastbarkeit von Bauklammern im Einsatz für statische Lasten, die beispielsweise 50 kN beträgt, beim Einsatz für schwellende Lasten auf z. B. 30 kN herabgesetzt. Das ist jedoch nicht aus­ reichend, vielmehr werden für schwellende Lasten nunmehr auch 50 kN gefordert.

Da in der Regel Bauklammern am nachgiebigen Streckenausbau einge­ setzt werden, der aus Rinnenprofilen mit Metergewichten von z. B. 34, 40 kg/m und mehr versehen ist, benutzt die Verschraubung regelmäßig Ha­ kenkopfschrauben, deren Gewindezylinder an einem abgekröpften Ha­ kenschaft ansetzt, dessen Haken sich auf dem Flansch des Ausbaupro­ files abstützt. Infolge der Kerbwirkung des Gewindes sind die Gewinde­ abschnitte beim Auftreten von zusammengesetzten Kräften hochbelastet. Daraus resultiert eine vergleichsweise starke Dimensionierung der Schrauben, insbesondere der Gewindeschäfte von Hakenkopfschrauben.

Es sind Bauklammern dieser Art bekannt (DE 32 00 085 A1), welche u. a. zur Vermeidung solcher zusammengesetzter Kräfte in den Schrauben in­ folge der von diesen übertragenen Verschraubungskräfte sogenannte Langlöcher in der Traverse vorsehen, deren längere Achse in der Längsmitte der Traverse angeordnet ist. Dadurch wird erreicht, daß sich die Gewindeabschnitte in den Langlochaussparungen der Traverse ver­ schieben und insbesondere bei einheitlicher Ausführung der Traverse für verschiedene Metergewichte der Ausbauprofile verwenden lassen. Ande­ rerseits ergibt sich hieraus häufig eine Verkantung der Muttern und da­ durch eine unzureichende Auflage der Ringfläche, mit der sich jede Mut­ ter auf der Traversenunterseite hauptsächlich auf den Längskanten der Langlochaussparung abstützen muß. Darüber hinaus erzwingen die Langlöcher eine verhältnismäßig große Länge der Traverse dieser Bauart der Bauklammern. Sie ist aus Gründen des Materialaufwandes, aber auch wegen Erschwerung der richtigen Montage untertage unerwünscht.

Die Erfindung geht demgegenüber einen anderen Weg, dessen Grundge­ danke im Anspruch 1 wiedergegeben ist. Weitere Merkmale der Erfin­ dung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Gemäß der Erfindung werden die Muttern der Verschraubungen infolge ihrer einteiligen Ausführung mit einem Ringflansch nicht nur zur Ab­ stützung der Verschraubungskräfte an der Unterseite der Traverse, son­ dern über diese Funktion hinaus als bewegliches Teil eines Drehgelenkes ausgebildet, das keine Momente übertragen kann und daher im Gewin­ deschaft der Schraube auch keine zusammengesetzten Reaktionskräfte auslöst. Beim Zusammenwirken mit der Traversenunterseite benutzen diese einteiligen Muttern die Traverse als stationäres Teil ihrer Gelenke. Innerhalb der Beweglichkeit des Gelenkes kann daher ohne Festig­ keitseinbuße der Schrauben das Profilgewicht bei Benutzung der gleichen Traverse unterschiedlich sein, so daß keine Verlängerung der Traverse bei ansteigenden Profilgewichten erforderlich ist. Davon unabhängig be­ lasten die Muttern die Verschraubung, d. h. die Schraubengewinde nur auf Zug.

Vorzugsweise und mit den Merkmalen des Anspruches 2 werden die von den Muttern gebildeten beweglichen Teile des Drehgelenkes so ausgebil­ det, daß die Gelenke der Verschraubung ein allseitiges Bewegungsspiel erhalten. Dadurch ist es möglich, nicht nur die unterschiedlichen Ab­ stände der Schrauben, die durch unterschiedliche Profilgewichte erzwun­ gen werden, zu berücksichtigen, sondern auch Fehlstellungen der Tra­ verse gegenüber dem Ausbauprofilboden auszugleichen, ohne die Gewin­ deabschnitte zu gefährden.

In einfachster und daher bevorzugter Ausführung nach Anspruch 3 be­ nutzt man erfindungsgemäß bei der Verwirklichung dieser Vorteile Ku­ gelkalottenflächen als Gelenkflächen. Diese Flächen sind Rotationsflä­ chen und als Hohlkugelkalotten in der Traverse sowie als Kugelkalotten auf den Mutternflanschen ausgebildet. Dabei führt die einteilige Ausbil­ dung der Muttern dazu, daß zwischen den Mutterabschnitten, welche die üblichen Schlüsselflächen aufweisen, und den Ringflanschen mit den Berührungsflächen des Gelenkes keine Bewegungsmöglichkeit besteht und daher ein Verkanten dieser Teile zueinander mit allen nachteiligen Folgen für die Schrauben unterbleiben.

Insbesondere ermöglicht die Erfindung Auflagerflächen der Gelenke, auf denen sich die Muttern mit ihren Berührungsflächen abstützen, in Rundlochaussparungen, welche die Gewindeabschnitte der Schrauben aufnehmen. Durch diese Merkmale des Anspruches 4 entfallen die Lang­ löcher ersatzlos und damit auch ihre Nachteile, da bei den bekannten Ausführungen eine unvollständige Auflage der Ringflächen der Muttern bei Verkantungen der Traverse und/oder ihrer Verschraubung vorhanden ist, was zu erheblichen Flächenpressungen mit allen Nachteilen für die betreffenden Bauelemente führt.

Insbesondere ist deswegen die Ausführungsform nach Anspruch 5 zweckmäßig, weil sie die Kalotten der Berührungsflächen an der Unter­ seite der Traverse ansetzt und deswegen nur eine geringe Stärke der Traverse voraussetzt. Dadurch ermöglicht die Erfindung Traversenbau­ arten, die sich eines Blechausschnittes bedienen, aus dem die Traverse in U-Form abgekantet wird. Verhältnismäßig teure und ungünstig schwere Traversenbauarten, wie sie sich aus geschmiedeten Ausführungen erge­ ben, können dann ersatzlos entfallen.

Die Berührungsflächen lassen sich bei der Ausführungsform nach An­ spruch 6 anstelle der ebenen Ringflächen der Mutter anordnen und lie­ gen dann auf der nach oben gerichteten Stirnfläche der Mutter. Eine sol­ che Mutter hat gemäß dem Anspruch 7 oberhalb des mit den Schlüssel­ flächen versehenen Abschnittes einen zylindrischen Flansch, der einen nach außen vorstehenden Kragen bildet und in der Regel in einem Kegel­ stumpf ausläuft, der innen zylindrisch und mit dem Endabschnitt des Muttergewindes versehen ist.

Unter schwellenden Lasten kommt es auch zu Schwingungen in der Tra­ verse, die sich auf die Verschraubung übertragen. Es ist daher zweckmä­ ßig, gemäß Anspruch 8 ein unbeabsichtigtes Losdrehen der Mutter zu verhindern, was mit einem Nachlassen der Verspannung der Verschrau­ bung verbunden ist. Das ist dann von erheblicher Bedeutung, wenn die Rinnenprofile des Ausbaus in der Überlappung einschieben und dabei "springen", insbesondere wenn die Bauklammer an der Überlappung selbst angesetzt ist. Eine solche Selbstsicherung der Mutter bieten die Merkmale des Anspruches 9, da hierfür keine zusätzlichen Mittel, son­ dern lediglich eine zusätzliche Formgebung auf der Berührungsfläche des Gelenkes erforderlich ist. Insbesondere kommen dafür Formgebungs­ maßnahmen in Betracht, wie sie beispielsweise im Anspruch 10 vorgese­ hen sind. Die Optimierung der Bauklammer gemäß der Erfindung setzt eine gegenseitige Abstimmung der Berührungsflächen und der Auflager­ flächen und damit der Muttern voraus, die im Anspruch 11 wiedergege­ ben ist.

Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf Kugelkalotten, sondern kann auch kegel- bzw. kegelstumpfförmige Gelenkflächen benutzen. Je­ doch können die günstigeren, aber schwerer herstellbaren Kalotten mit den Merkmalen des Anspruches 12 erreicht werden. Hierbei sind die Auflagerflächen der Gelenke auf Hohlkugelkalotten ausgebildet, die aus jeder Bohrung der Traverse an die Oberseite der Traverse herausge­ drückt sind. Solche Hohlkugelkalotten hinterlassen einen endseitigen Konus, dessen endseitige Kanten nicht in das Gewinde einschneiden, so­ lange das Gelenk nicht seine maximale Gelenkigkeit in jeder Richtung ausgeschöpft hat.

Die Einzelheiten, weiteren Merkmale und andere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsfor­ men anhand der Figuren in der Zeichnung; es zeigen

Fig. 1 eine Bauklammer gemäß einer ersten Ausführungsform der Er­ findung in Draufsicht,

Fig. 2 eine Stirnansicht der Traverse nach Fig. 1,

Fig. 3 in der Fig. 1 entsprechender Darstellung eine weitere Ausfüh­ rungsform,

Fig. 4 den Gegenstand der Fig. 3 in einer der Fig. 2 entsprechenden Darstellung und

Fig. 5 eine Mutter der Verschraubung in Ansicht und zwei Draufsich­ ten.

Die in Fig. 1 dargestellte Bauklammer ist im rechten Teil der Darstellung auf einem rinnenförmigen Ausbauprofil und im linken Teil der Darstel­ lung in der Überlappung der Enden zweier gleicher Ausbauprofile darge­ stellt. Die Bauklammer weist eine allgemein mit 1 bezeichnete Traverse auf, welche aus einem mehreckigen Blechausschnitt durch Umformen in eine allgemein U-förmige Traversenform gebracht ist. Die beiden U-Flan­ sche 2, 3 weisen je eine Bohrung 4, 5 auf. Beide Bohrungen sind fluch­ tend angeordnet, so daß sich ein Bolzen einführen läßt, der eine An­ schlußmöglichkeit für die Aufhängung einer Last bietet. Der Blechaus­ schnitt weist etwa in der Mitte eine Aussparung 6 auf, mit der zwei ein­ ander gegenüberstehende Lappen 7, 8 erzeugt werden, welche zusammen mit den Aussparungsrändern das Auflager für den Boden 9 eines Ausbauprofils mit divergierenden Flanschen 10, 11 bilden, deren freie Ende mit Gurten 12 verstärkt sind. Im Überlappungsbereich werden zwei identische Ausbauprofile 14, 15 ineinandergelegt und mit ihren Flanschen aufeinander abgestützt.

An jedem Ende 17, 18 des Traversenbodens 16 befindet sich eine Boh­ rung 19 für eine Schraube 20. Jede dieser Schrauben hat einen Gewinde­ abschnitt 21 mit einer anschließenden Abkröpfung 22 nach außen und einem daran ansetzenden Hakenschaft 23. Unter dem Hakenrücken 24 ist eine Berührungsfläche 25 als Auflager für den Gurt 12 des zugeordne­ ten Ausbauprofilflansches 11 vorgesehen. Die Fläche 25 befindet sich hin­ ter der Hakenspitze 26.

Der Gewindeabschnitt 21 dient zum Aufdrehen einer Mutter 27, die sich auf der Unterseite 28 der Traverse abstützt.

Die Ausführung der beiden für die Traverse benutzten Muttern ebenso wie die mit diesen Muttern zusammenwirkenden Teile sind identisch ausgebildet.

Danach bildet jede Mutter eine Baueinheit mit einem Ringflansch 29, der der Traversenunterseite 28 zugeordnet ist. Die Ringfläche 30 des Ring­ flansches 29 bildet die Berührungsfläche des mit der Baueinheit der Mut­ ter einteilig ausgebildeten beweglichen Teiles eines Gelenkes 31, welches zur momentenfreien Übertragung der Verschraubungskräfte auf den Gewindeschaft 21 der Schraube 20 dient. Der stationäre Teil des Gelen­ kes wird dagegen von der Bohrung der Traverse 1 gebildet.

Die beiden Gelenke 31 der beschriebenen Verschraubung lassen ein all­ seitiges Bewegungsspiel der Schrauben 20 in der Traverse 1 zu. Die Paa­ rung der Berührungsflächen 25 mit den Auflagerflächen 16 erfolgt auf Kugelkalottenflächen.

Die Paarung der Berührungsflächen 25 und der Auflagerflächen 16 der Gelenke 31 liegen in der Rundlochbohrung 19 der Traverse 1 an jedem Traversenende 17, 18. Das Bewegungsspiel der Gelenke in den Zylindern der Bohrungen 19 ist so groß gewählt, daß innerhalb des Bewegungs­ spiels keine Berührung der Gewinde auf den Schraubenschäften stattfin­ den kann.

Die Mutternflansche 29 setzen außen an den mit Schlüsselflächen 35 ver­ sehenen Innengewindezylindern der Muttern an, die mit 36 bezeichnet sind. Die Flansche selbst weisen einen Zylinderabschnitt 37 auf, der einen über die Schlüsselflächen 35 vorstehenden Kragen bildet. Auf dem Zylinderabschnitt 37 ist in Baueinheit die Berührungsfläche 25 aufge­ setzt.

In der mittleren Darstellung der Fig. 5 ist eine Selbstsicherung der Mut­ tern 35 wiedergegeben. Diese Selbstsicherung befindet sich auf der Ka­ lottenfläche 35, die die Berührungsfläche bildet, und besteht aus Rippen 52, die strahlenförmig ausgehend von der Mittelachse 50 des Gewindezy­ linders der Muttern angeordnet ist.

Die Rippen 52 auf den Kalottenflächen 35 sind derart auf die Höhe der Auflagerflächen 16 in den Traversenbohrungen 19 abgestimmt, daß sie sich beim Anziehen der Muttern 27 in Auflagerflächen 16 eingraben kön­ nen.

Die Traverse 1 ist ein Warmblechstanzteil, dessen U-Profil einen Steg aufweist, der an beiden Enden die Rundlochbohrungen 19 aufweist. Der umgebende Werkstoff ist symmetrisch zur Achse 38 der Bohrung durch Drücken nach oben verformt, um die Hohlkugelkalotte 39 des stationä­ ren Teiles des Drehgelenkes 31 auszuformen, dessen beweglicher Teil von der in Fig. 5 angeordneten Kalotte 40 jeder Mutter 27 gebildet wird, de­ ren Radius R auf der Mittelachse 50 der Mutter liegt.

Beim Drücken der Ränder der Bohrung 19 entsteht ein nach oben gerich­ teter Grat 43 von selbst, der überraschend eine gegenüber der Kalotte 16 umgekehrte Kalotte oder Konus 44 erzeugt. Das ist von erheblichem Vorteil, weil der Innengrat 45 der Kalotte 44 dadurch einen allseitigen Abstand von dem Schaft 46 über dem Gewinde 21 der zugeordneten Schraube einhält, der ihrer Verschwenkung im Drehgelenk entspricht. Dieses Bewegungsspiel sorgt dafür, daß der Innengrat 45 den Schaft auf Biegung belastet und deswegen die Schraube von zusammengesetzten Kräften freihält, gegen die sie wegen der Kerbwirkung des Gewindes bruchempfindlich ist.

Die Hohlkugelkalotte kann in weiterer Ausbildung der Erfindung so hoch über die Oberseite der Traverse gedrückt werden, daß bei Schrägzügen eine Abstützung ihres Randes zwar auf dem Schaft 46, nicht aber auf dem Gewindeabschnitt 21 eintritt. Da dieser frei von Kerben ist, tritt keine Beeinträchtigung der Festigkeit ein.

In der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 sind die Auflagerflächen 16 in den Bohrungen 19 ausgebildet.

Claims (13)

1. Bauklammer, bei der eine Traverse (1) mit einem oder mehreren ineinanderliegenden Ausbauprofilen (14, 15) verschraubt ist und an jedem Traversenende (17, 18) je eine Aussparung (19) für eine Schraube (20) aufweist, deren Mutter (27) an der Unterseite (28) der Traverse (1) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß jede Mutter (27) in Baueinheit einen der Unterseite der Traverse (1) zu­ geordneten Ringflansch (29) aufweist, dessen Ringfläche (30) die Berührungsfläche des mit der Baueinheit der Mutter (27) einteilig ausgebildeten beweglichen Teiles eines Gelenkes (31) zur momen­ tenfreien Übertragung der Verschraubungskräfte auf den Gewinde­ schaft (21) der Schraube (20) bildet und der stationäre Teil des Ge­ lenkes (31) von der Traverse (1) gebildet wird.

2. Bauklammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenke (31) der Verschraubung ein allseitiges Bewegungsspiel der Schrauben (20) in der Traverse (1) aufweisen.

3. Bauklammer nach einem oder mehreren der vorausgehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Paarungen der Berüh­ rungsflächen (30) mit den Auflagerflächen (32) die Gelenkflächen Kugelkalotten sind.

4. Bauklammer nach einem oder mehreren der vorausgehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Paarung der Berüh­ rungsflächen (25) und der Auflagerflächen (16) der Gelenke (31) in Rundlochbohrungen (19) der Traverse (1) ausgebildet sind und das Bewegungsspiel der Gelenke (31) über den Hohlkugelkalotten (39) liegt.

5. Bauklammer nach einem oder mehreren der vorausgehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkugelkalotten (39) von der Unterseite (28) der Traverse (1) ausgehen.

6. Bauklammer nach einem oder mehreren der vorausgehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Berührungsflächen (25) der Kalotten auf den äußeren Ringflächen der Mutternringflansche (29) ausgebildet sind.

7. Bauklammer nach einem oder mehreren der vorausgehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutternringflansche (29) einen an die Schlüsselflächen (35) ansetzenden Zylinder (36) und die mit diesem die Baueinheit bildende Kugelkalotte aufweisen.

8. Bauklammer nach einem oder mehreren der vorausgehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Muttern (35) der Schrau­ ben selbstsichernd ausgebildet sind.

9. Bauklammer nach einem oder mehreren der vorausgehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Selbstsicherung der Mut­ tern aus Rippen (52) der Kalottenfläche besteht.

10. Bauklammer nach einem oder mehreren der vorausgehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (52) strahlenförmig ausgehend von der Mittelachse (50) des Gewindezylinders (36) der Muttern (35) angeordnet sind.

11. Bauklammer nach einem oder mehreren der vorausgehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkugelkalotten (39) der Mutternringflansche (29) im Verhältnis zu den Auflagerflächen (32) in den Traversenbohrungen (16) derart aufeinander abge­ stimmt sind, daß beim Anziehen der Muttern (27) die Mut­ ternkalotten (28) sich in die Hohlkugelkalotten (39) eingraben.

12. Bauklammer nach einem oder mehreren der vorausgehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkugelkalotten (35) durch Drücken der Bohrungen (33) der Traverse (1) über die Oberseite (39) der Traverse derart geformt sind, daß die Kanten (40) in solchem Abstand von den Gewindezylindern angeordnet sind, daß sie innerhalb des Bewegungsspieles in den Gelenken (31) die Gewindezylinder nicht belasten.

13. Bauklammer nach einem oder mehreren der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beim Andrücken der Kalotten (39, 40) die zylindrischen Bohrungen so verformt sind, daß die Kanten (40) im oberen Bereich konisch zu den Kanten im unteren Traversenbereich verlaufen.