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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Bauteilsatz zum Abdichten einer
Fuge zwischen Randflanschen von Tübbingen eines Tunnels, die
mit Schraubenbolzen, die in Querrichtung durch die Flansche hindurchgeführt sind
und über
dieselben vorstehen, miteinander verschraubt sind, wobei die miteinander
verschraubten Flansche eine gemeinsame Stirnseite bilden, mit einer
in der Fuge an der Stirnseite anzuordnenden Dichtung und wenigstens einem
im Wesentlichen U-förmigen
Bauteil zur Fixierung der Dichtung.
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Im
zeitgemäßen Tunnelbau
werden häufig Tübbinge zum
Ausbau bzw. zur Auskleidung des Tunnels verwendet. Beim Tübbing handelt
es sich um ein vorgefertigtes Bauteil, das üblicherweise aus Guseisen,
Stahl oder Beton besteht. Mehrere Tübbinge kön nen beispielsweise gemeinsam
zu einem ringförmigem
Tunnelsegment zusammengefügt
werden, wobei eine Vielzahl von solchen Tunnelsegmenten sich entlang
der Tunnellängsrichtung
hintereinander anschließen
lässt.
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Bekannte
Tübbinge
weisen konstruktiv an ihren Rändern
einen Randflansch auf, der in dessen Querrichtung mit Bolzenlöchern versehen
und so ausgebildet ist, dass dieser Flansch zu einem Randflansch
eines anderen Tübbings
zusammenpasst, so dass die beiden Tübbinge unter Einhaltung einer
vorgesehenen Bauform zusammenfügen
lassen. Mithilfe von Schraubenbolzen, die in die Bolzenlöcher durch
die beiden Randflansche hindurchgeführt sind und über die
Randflansche vorstehen, können
diese Tübbinge
dann miteinander verschraubt werden, wobei die aneinander liegenden
Randflansche eine gemeinsame Stirnseite bilden, die senkrecht zu
einer zwischen diesen beiden Randflanschen liegenden Fuge steht
und diese auch gleichzeitig begrenzt.
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Es
gibt unterschiedliche Maßnahmen,
die dazu dienen, die zwischen den Randflaschen von Tübbingen
befindlichen Fugen insbesondere wasserfest abzudichten. Es können beispielsweise
die Randflansche an denjenigen Flankenseiten, die im verschraubten
Zustand einander zugewandt sind und somit in der Fuge liegen, mit
einer Dichtungsnut versehen werden, die zur Aufnahme einer Dichtung dient,
welche aus einem flexiblen bzw. fließfähigen Material besteht; beim
Zusammenschrauben wird die Dichtung zusammengedrückt und diese sorgt für eine nachhaltige
Wasserdichtigkeit. Bei Stahl-Tübbingen
kann die Dichtigkeit auch durch Verschweißen der Fugen gewährleistet
werden. Darüber
hinaus werden Bauteilsätze
zum Dichtungszweck verwendet, die im Wesentlichen eine Dichtung,
die eine den Fugen angepasste Form aufweist, und ein U-förmiges Bauteil,
der an den Schenkeln mit Schraubenlöchern versehen ist, umfassen.
Die Dichtung wird an der Stirnseite der Randflansche gegen die Fuge
angebracht, während
das U-förmige
Bauteil mit der Öffnungsseite
zur Stirn- seite
der Randflansche gegen diese so eingeschoben wird, dass die Flansche
zwischen den beiden Schenkeln des U aufgenommen sind und der Steg
des U entlang dem Fugenverlauf gegen die Dichtung drückt. Um
das U-förmige
Bauteil in dieser Position zu sichern, wird dieser mit Schrauben,
die in die Randflansche hineingeschraubt werden, gegen die Randflansche
festgeschraubt. Die Herstellung und Verschraubung dieser U- förmigen Bauteile
ist sehr aufwendig und teuer.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bauteilsatz vorzustellen,
der einfach zu handhaben ist, während
die Dichtung der Fuge sichergestellt wird. Diese Aufgabe wird gelöst durch
die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs. Vorteilhafte Ausführungsformen
finden sich in den Unteransprüchen.
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Erfindungsgemäß umfasst
der Bauteilsatz mehrere im Wesentlichen U-förmige Klammern, die an den
Schenkeln des U mit zum Rand offenen schlitzförmigen Ausnehmungen zum Umgreifen
der Schraubenbolzenköpfe
versehen sind, von denen sich wenigstens ein Teil senkrecht zur
Ebene des U erstreckt; weiter sind leistenförmige Elemente vorgesehen,
die zum Abdecken der Dichtung an der Stirnseite der Flansche ausgebildet
sind, und letztlich ist im Steg des U eine Gewindebohrung vorgesehen,
in die eine Schraube einschraubbar ist, um die leistenförmigen Elemente
gegen die Dichtung zu drücken.
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Die
Klammern sind im Wesentlichen U-förmig ausgebildet. D.h. sie
weisen zwei im Wesentlichen parallel angeordnete Schenkel und einen
diese Schenkel am Schenkelansatz miteinander verbindenden Steg auf,
wobei der Übergang
vom Schenkel zum Steg mehr oder weniger abgerundet sein kann. Eine
Ebene, die „Ebene
des U" genannt wird,
ist dadurch definiert, dass sie die im Wesentlichen U-förmige Klammer
durch den Steg und die Schenkel durchschneidet, wobei die Schnittfläche der
Klammer der projizierten U-Form entspricht. Zwecks Erläuterung des
konstruk tiven Aufbaus dieser Klammern werden weiter drei jeweils
zueinander senkrecht angeordnete Richtungen festgelegt: es handelt
sich zum einen um eine nach oben senkrechte Richtung zur Ebene des
U, d.h. eine Richtung, in der das Profil des U in der Höhe nach
oben verlängerbar
ist (nachfolgend „U-Höhenrichtung"), zum zweiten um eine innerhalb der
Ebene des U liegende und sich von der Stegseite aus entlang der
Längsrichtung
der Schenkel des U erstreckende Richtung (nachfolgend „U-Längsrichtung") und zum dritten um eine ebenfalls
innerhalb der Ebene des U liegende und sich von der Mitte des Stegs
aus quer zur Längsrichtung
der Schenkel des U nach außen
erstreckende Richtung (nachfolgend „U-Querrichtung").
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Aufgrund
des U-förmigen
Aufbaus der Klammern lassen sich diese in der U-Längsrichtung schenkelseitig
auf die miteinander verschraubten Randflansche von Tübbingen
aufstecken. Die erfindungsgemäß an den
Schenkeln des U vorgesehenen schlitzförmigen Ausnehmungen dienen
dazu, beiderseitig die von den Randflanschen in den U-Querrichtungen
hervorstehenden Schraubenbolzenköpfe
aufzunehmen, wobei die Schlitzbreite mindestens dem Durchmesser
der Schraubenbolzenköpfe
entspricht. Bei den Schraubenbolzenköpfen kann es sich sowohl um
einen Kopf, als auch um eine Mutter oder einfach um einen hervorstehenden
Teil der Schraubenbolzen handeln. Die schlitzförmigen Ausnehmungen erstrecken
sich bis zum Rand der Schenkel, so dass die Schraubenbolzenköpfe von
einem Schenkelrand aus in die schlitzförmigen Ausnehmungen hineingenommen
werden können,
wobei wenigstens ein Teil dieser Ausnehmungen in der U-Höhenrichtunng
(also senkrecht zur Ebene des U) angeordnet ist, damit die Schraubenbolzenköpfe innerhalb
der Schenkel des U wenigstens teilweise entlang bzw. entgegen dieser
Richtung geführt
werden können. Mit
einem Greifarm, der sich an den Schenkeln zwischen der schlitzförmigen Ausnehmung
und dem dem Steg abgewandten Schenkelrand ausbildet, werden die
hervorstehen Schraubenbolzenköpfe
jeweils umgriffen.
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Die
Dichtung, deren Breite die Fugenbreite geringfügig übersteigt, wird stirnseitig
an der Fuge angebracht, bevor sie mithilfe von den erfindungsgemäß vorgesehenen
leistenförmigen
Elementen an der Stirnseite der Flansche abgedeckt wird, wobei eine
der beiden flachen Seiten der leistenförmigen Elemente zur Stirnseite
der Randflansche gerichtet ist. Wenn die Klammer an die vorgesehene
Lage zum Umgreifen der Schraubenbolzenköpfe gebracht ist, befinden
sich die leistenförmigen
Elemente nun in einer Zwischenlage zwischen der Stirnseite der Randflansche
und der Innenseite des Stegs des U. Mittels der Schraube, die erfindungsgemäß durch
die im Steg des U vorgesehene Gewindebohrung in die U-Längsrichtung
hindurchgeschraubt und mit der der Innenseite des Stegs des U zugewandten
flachen Seite der leistenförmigen
Elemente in Eingriff gebracht wird, wird eine in der U-Längsrichtung
gerichtete Druckkraft auf die leistenförmigen Elemente ausgeübt, die
ihrerseits in derselben Richtung einen Druck auf die Dichtung gegen
die Stirnseite der Randflansche aufbaut, wodurch die Dichtung schließlich in
der bzw. um die Fuge fixiert wird.
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Der
wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Bauteilsatzes besteht darin,
dass es mittels der in der U-Längsrichtung
erzeugten Druckkraft gewährleistet
wird, dass die Dichtung zweckmäßig in die Fuge
bzw. gegen die Stirnseite der Randflansche gedrückt: wird. Die mit der Erzeugung
und Aufrechterhaltung des benötigen
Drucks zusammenhängenden Komponenten,
nämlich
die Gewindebohrung am Stegs des U, die durch diese Gewindebohrung
hindurchgeschraubte Schraube und die auf die Dichtung drückenden
leistenförmigen
Elemente, sind mit nur geringem Aufwand vorzusehen und lassen sich
sehr einfach gestalten. Bei dem bekannten Bauteilsatz, bei dem die
Innenseite des Stegs des U direkt gegen die Dichtung drückt, kann
im Gegensatz zum erfindungsgemäßen Bauteilsatz
von keinem ausreichenden Druck gegen die Dichtung ausgegangen werden, da
konstruktiv keine Kraftkomponenten in der U-Längsrichtung vorge sehen sind:
die Schrauben, mit deren Hilfe das U-förmige Bauteil gegen die Randflansche
gesichert wird, sind zur Erzeugung und Aufrechterhaltung einer Druckkraft
in der betreffenden Richtung primär nicht geeignet.
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Ein
weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Bauteilsatzes ergibt sich
daraus, dass die im Wesentlichen U-förmigen Klammern sehr einfach
und schnell durch die in den U-Querrichtungen hervorstehenden Schraubenbolzenköpfe in der
U-Längsrichtung
gesichert werden, indem die Klammern mittels der schlitzförmigen Ausnehmungen
die Schraubenbolzenköpfe
aufnehmen und diese umgreifen. Die in der U-Querrichtung durch die
Flansche hindurchgeführten
Schraubenbolzen brauchen nicht dazu beizutragen, die Schenkel des
U gegen die Flansche zu sichern, was mehr Flexibilität für die Installation
bringt, da das Festschrauben dieser Schraubenbolzen nicht das Anbringen
von Schenkeln des U an die Randflansche voraussetzt.
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Weitere
Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden ausführlichen
Beschreibung und den beigefügten
Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
beispielsweise veranschaulicht sind. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht von einem zur Fugenabdichtung verwendeten
erfindungsgemäßen Bauteilsatz
mit zwei im Wesentlichen U-förmigen
Klammern und einem leistenförmigen Element;
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2 eine
Querschnittsansicht des verwendeten Bauteilsatzes entlang der Schnittlinie
A-A in 1, und
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3 zwei
Gestaltungsvarianten für
die schlitzförmigen
Ausnehmungen am Schenkel des U der erfindungsgemäßen Klammern.
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Nach 1 wird
ein Bauteilsatz mit zwei im Wesentlichen U-förmigen
Klammern 1 und einem leistenförmigen Element 2 zum
Fugenabdichten für Randflanschen 6 von
Tübbingen 7 eines
Tunnels verwendet. Es können
auch mehr Klammern 1 zum Befestigen jeweils eines leistenförmigen Elementes 2 vorgesehen
werden.
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Der
in 2 dargestellte Querschnitt des verwendeten Bauteilsatzes
liegt innerhalb der Ebene des U. Die im Wesentlichen U-förmig ausgebildete Klammer 1 besteht
vorzugsweise aus einem in die Form des U gekrümmten Flacheisen. Die Klammer 1 weist
zwei parallel angeordnete Schenkel 11 und einen diese Schenkel 11 miteinander
verbindenden Steg 12 auf. Der Übergang vom Schenkel 11 zum Steg 12 des
U ist abgerundet.
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Der
Schenkel 11 des U ist mit einer schlitzförmigen Ausnehmung 111 versehen,
die zum unteren Rand des Schenkels 11 offen ist und deren
Schlitzbreite den Durchmesser der Schraubenbolzenköpfe 81, 82 geringfügig übersteigt.
Diese schlitzförmige Ausnehmung 111 erstreckt
sich vorzugsweise ausschließlich
in der U-Höhenrichtung
R1. Jenseits der schlitzförmigen
Ausnehmung 111 ist am Schenkel 11 des U entlang
der U-Längsrichtung
R2 ein Greifarm 112 ausgebildet.
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Die
mit einem Bolzenloch 61 versehenen Randflansche 6 sind
mittels Schraubenbolzen 8, die in der U-Querrichtung R3
durch die Flansche 6 hindurchgeführt sind, miteinander verschraubt.
Die Schraubenbolzenköpfe,
nämlich
ein Kopf 81 und eine Mutter 82 des Schraubenbolzens 8,
stehen in der U-Querrichtung R3 über
die Randflansche 6 hervor. Zwischen den Flanschen 6 bildet
sich eine Fuge 5 aus, die den Zwischenraum zwischen den
beiden parallel angeordneten Flanschen 6 füllt. Die
Flansche 6 bilden außerdem
eine gemeinsame Stirnseite 62, die senkrecht zur Fuge 5 angeordnet
ist und diese begrenzt. Eine zum Abdichten der Fuge 5 vorgesehenen
Dichtung 4, deren Breite die Fugenbreite vorzugsweise geringfügig übersteigt,
ist stirnseitig entlang der Fuge 5 angeordnet.
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Die
Klammer 1 ist in der U-Längsrichtung R2 schenkelseitig
auf die Randflansche 6 aufgesteckt, wobei die Innenfläche des
Stegs 12 der Stirnseite 62 zugewandt ist. Die
in den U-Querrichtungen
R3 hervorstehenden Schraubenbolzenköpfe 81, 82 werden beiderseitig
vom unteren Rand der Schenkel 11 aus in die schlitzförmigen Ausnehmungen 111 aufgenommen
und durch die Greifarme 112 umgriffen. Die Schraubenbolzenköpfe 81, 82 werden
innerhalb der Schenkel 11 entlang der U-Höhenrichtung
R1 solange geführt,
bis sie ans Ende der schlitzförmigen
Ausnehmungen 111 gelangen.
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Das
leistenförmige
Element 2, das vorzugsweise im Wesentlichen starr ausgebildet
ist und dessen Breite vorzugsweise die der Dichtung 4 um
einiges übersteigt,
wird zwischen die Innenfläche
des Stegs 12 des U und die Stirnseite 62 der Flansche 6 angeordnet.
Dabei sind die beiden flachen Seiten des leistenförmigen Elementes 2 parallel
zur Stirnseite 62 angeordnet. Mithilfe des leistenförmigen Elementes 2 wird
die Dichtung 4 an der Stirnseite 62 abgedeckt.
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Vorzugsweise
in der Mittellinie des Stegs 12 des U ist eine Gewindebohrung 121 vorgesehen,
die in der U-Längsrichtung
R2 angeordnet ist. Eine Schraube 3 wird durch die Gewindebohrung 121 hindurchgeschraubt,
so dass sie mit dem leistenförmigen
Element 2 in Eingriff gebracht wird, damit das leistenförmige Element 2 in
der U-Längsrichtung
R2 einen Druck auf die Dichtung 4 aufbaut, woraufhin die Dichtung 4 gegen
die Stirnseite 62 der Randflansche 6 und teilweise
in die Fuge 5 hineingedrückt wird, um eine nachhaltige
Abdichtung der Fuge 5 herbeizuführen.
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Während des
Druckaufbaus von der Klammer 1 auf die Dichtung 4 wird
die Klammer 1 aufgrund einer Gegenkraft gleichzeitig durch
die Dichtung 4 entgegen der U-Längsrichtung R2 gedrückt. Um
diese Kraftwirkung auszugleichen, wird von den Schraubenbolzenköpfen 81, 82 ausgehend
entsprechend eine in der U- Längsrichtung
R2 gerichtete Kraft auf die Greifarme 112 der Schenkel 11 des
U ausgeübt,
so dass die Klammer 1 in der U-Längsrichtung
R2 festgehalten wird. Aufgrund dieser in der U-Längsrichtung
gerichteten Kraftwirkung entsteht zwischen den schlitzförmigen Ausnehmungen 111 der
Schenkel 11 des U und den Schraubenbolzenköpfen 81, 82 eine
entgegen der U-Höhenrichtung R1
gerichtete Reibungskraft, durch die ein Verrutschen der Schenkel 62 in
der U-Höhenrichtung
R1 verhindert ist.
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Die
Klammern 1 weisen vorzugsweise in der U-Höhenrichtung
R1 eine Abmessung bis zum Sechsfachen des Durchmessers der Schraubenbolzen 8 oder
der Schraubenbolzenköpfe 81, 82 auf. Eine
größere Höhendimensionierung
der Klammer 1 wird kaum noch zur Festigkeit derselben beitragen und
verursacht lediglich einen zusätzlichen
Materialverbrauch.
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Die
Dichtung 4 kann unter Umständen erheblich länger ausgebildet
sein als die leistenförmigen
Elemente 2 eines erfindungsgemäßen Bauteilsatzes, die vorzugsweise
feste Längen
aufweisen. In diesem Fall werden die leistenförmigen Elemente 2 dann
vorzugsweise so hintereinander angeordnet, dass sie die Gesamtlänge der
Dichtung 4 lückenlos abdecken.
Eine entsprechende Vielzahl von erfindungsgemäßen Klammern 1 ist
entsprechend vorzusehen.
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3 zeigt
zwei relevante Gestaltungsvarianten der schlitzförmigen Ausnehmungen 111 an
den Schenkeln 11 des U. Zum einen kann der Greifarm 112 des
Schenkels 11, der zum Umgreifen der Schraubenbolzenköpfe 81, 82 vorgesehen
ist, randseitig mit einem Haken 113 versehen werden, so dass
ein Herausfallen der Schraubenbolzenköpfe 81, 82 aus
den schlitzförmigen
Ausnehmungen 111 verhindert oder zumindest erschwert wird.
Zum anderen kann die schlitzförmige
Ausnehmung 111 noch zusätzlich
einen in der U-Längsrichtung
R2 angeordneten Teil aufweisen, so dass die Schraubenbolzenköpfe 81, 82 auch
teilweise in der Längs richtung
R2 innerhalb der schlitzförmigen
Ausnehmung 111 geführt werden.