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Die Erfindung betrifft eine Pressvorrichtung, die zwischen die gerüstseitige Gurtungsplatte und ein Kopfende einer Steife eingefügt ist, die dazu dient auf die Steife eine Vorspannung aufzubringen und diese über eine gewünschte Zeitdauer mittels eines mechanischen Verriegelungssystems aufrecht zu halten.
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Es ist bereits bekannt mittels einer verwendenden hydraulischen Einheit, die am Kopfende der Steife befestigt ist, eine Vorspannung auf die Steife aufzubringen. Die hydraulische Einheit besitzt darüber hinaus ein drahtloses Überwachungssystem für die Aufrechterhaltung des hydraulischen Drucks und ein mechanisches Verriegelungssystem in Form von einem seitl. Angeordneten Schraubensystem. Nachteilig bei dieser hydraulischen Einheit mit mechanischer Verriegelung ist, dass es zweier getrennter Systeme bedarf, um einerseits das Aufbringen der Vorspannung zu bewerkstelligen und andererseits eine mechanische Verriegelung, um die Vorspannung aufrecht zu erhalten bzw. abzusichern.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das Aufbringen der Vorspannung und das Aufrechterhalten der Vorspannung auf die Steife mittels einer einfachen, leicht handhabbaren mechanischen Vorrichtung zu bewerkstelligen.
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Die Lösung der Aufgabe besteht aus den Merkmalen des kennzeichnenden Teils der Ansprüche 1 und der Alternative des Anspruchs 3.
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Durch die Verwendung eines Keils und dem entsprechenden Backenpaar, die über weitgehend die gesamte Breite der Platte gehen, erhält man eine große Gleitfläche der Keil-Backenverbindung und reduziert dadurch den Flächendruck d.h. der Keil gleitet leichter in den Spalt. (Anspruch 1) Mittels des zentral angeordneten Gewindebolzen und der beiden darauf angeordneten Muttern und der Platte lässt sich der Keil an der gewünschten Stelle sicher einbringen und fixieren. Darüber hinaus kann bei einem Keil und einem dazu gehörigen Backenpaar eine zusätzliche Verbindung der Keile zur gemeinsamen Einbringung entfallen.
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Es gibt jedoch Einsatzvarianten für den Presskopf bei denen gewünscht wird, dass die Mittelachse der Steife für den Einsatz von anderen Werkzeugen z.B. Einsatz eines Hydraulikzylinders freibleibt. Zur Lösung dieser Aufgabe wird die Keil-Backenverbindung auf jeder Seite und im Abstand zur Steifenlängsachse angeordnet und jeder Seite mit einer eigenen Einzugseinrichtung ausgestattet (Anspruch 3). Die Mittellängsachse der Pressvorrichtung bleibt frei und es kann z.B. die Vorspannung mittels eines Hydraulikzylinders aufgebracht werden, der danach nach der Arretierung entnommen wird (Anspruch 8).
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Verbindung des Gewindebolzens mit einer weiteren Platte am Ende der Backen, also die Abstützung der Platte am Backenfuß, können mittels der Mutter auf den Gewindebolzen die Keile entlang der Gleitfläche der Backen nach unten geschraubt werden. Die Kronmutter am oberen Ende des Gewindebolzens dient dazu die Deckplatte auf das obere Ende der Keile zu drücken und den Gewindebolzen darauf zu fixieren. Dies ist eine einfache und sichere Vorrichtung um einmal die Keilflächen zwischen den Backen zu drücken und an der vorgesehenen Stelle fest zu halten (Anspruch 5).
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An Stelle des Einziehens der Keile in die Backenpaaranordnung mittels eines Schraubvorgangs kann dieser Einpressvorgang auch mittels einer Hydraulikpresse erfolgen, zur Sicherung der Keile muss dann die Mutter bis zur gewünschten Stelle, zum Festzurren, hoch geschraubt werden. (Anspruch 6)
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Die Anordnung eines Linienlagers, bzw. eines Karlottenlagers zwischen der steifennahen Platte der Pressvorrichtung und der Kopfplatte der Steife hat den Vorteil, dass dadurch geringfügige Winkelabweichungen (ein bis zwei Grad) in der senkrechten bzw. bei Einsetzen eines Karlottenlagers sowohl in der Senkrechten wie auch in der Waagrechten aufgefangen werden können. (Anspruch 7)
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Um die Vorspannung auf die Steife aufzubringen besteht auch die Möglichkeit den Raum zwischen den links und rechts von der Steifenlängsachse angeordneten Backen - und Keilpaare dazu zu nutzen eine Hydraulikzylinder anzuordnen, der beide Platten der Pressvorrichtung auseinander drückt und der, nachdem der Abstand durch das Hereinziehen der Keile in den Spalt und das Verschrauben der Mutter, der Abstand gesichert ist, also die Vorspannung erhalten bleibt, leicht entnehmbar ist.
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Die Vorspannung erfolgt zwar hydraulisch, gleich wohl erfolgt die Sicherung mechanisch.
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Das Einziehen des Keils zwischen die Backenpaaren erfolgt mittels der Gewindestange und der auf ihr angeordneten Muttern. Zum Abbau der Steife muss die Vorspannung mittels der Keilbackenverbindung gelöst werden. Dies geschieht dadurch, dass die obere Mutter nach oben gedreht wird und mittels der unteren Mutter die untere Platte nach oben geschraubt wird. Dadurch werden die Keile bezw. Der Keil aus den Backenpaaren herausgedrückt, d.h. die Vorspannung wird vollständig gelöst. (Anspruch 10)
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Die Anordnung einer Passfeder zwischen Keilgleitflächen und Backenkeilfläche dient dazu, dass beim Einschrauben des Keils zwischen das Backenpaar sich der Keil in der Gleitfläche nicht schräg verkeilt, er ist geführt. Die Paßfeder ist in Backen einer Nut fest verankert. Die Nut auf der Seite des Keils ist mindestens Paßfeder plus maximaler Hub der Verschiebung lang. Dies ist nötig um den Einschraub- oder Einschiebvorgang des Keils nicht zu behindern und sicherzustellen, dass der Einschieb- bzw. Einschraubprozess während des gesamten Vorgangs sicher von der Passfeder geführt wird.
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Nachfolgend ist eine Ausführungsform der Erfindung bei der die beiden Keile und die zugehörigen Backen beidseitig und im Abstand zur Steifen Längsachse angeordnet sind dargestellt. Es zeigt:
- 1 Befestigung der Pressvorrichtung an der Gurtungsplatte unter Zwischenschaltung eines Linienlagers an der Kopfplatte der Steife (Seitenansicht)
- 2 Draufsicht auf die befestigte Pressvorichtung zwischen Gurtungsplatte und Kopfplatte der Steife
- 3 Schnitt A - A durch die Pressvorrichtung nach 1
- 4 Anordnung des Keils in der Pressvorrichtung bei kleiner Spaltgröße
- 5 Lage des Keils in der Pressvorrichtung bei mittlerer Spaltgröße
- 6 Lage des Keils bei maximaler Spaltgröße
- 7 Anordnung einer Passfeder in Keil bzw. Backen/ gestrichelte Linie
- 8 Schnitt B in 7
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In der 1 ist die Befestigung der Steife 1 an der Gurtung 2 der Baugrube dargestellt. Das Kopfende der Steife ist mit der Kopfplatte 4 unter Zwischenschaltung eines Linienlagers 5 an einer Platte 10 der Pressvorrichtung befestigt. Die andere Platte 9 der Pressvorrichtung ist z.B. über Krallen an der Gurtung 2 festgemacht. Futterbleche können zwischen Gurtung und Pressvorrichtung eingefügt werden, um eventuelle Längendifferenzen bei der Befestigung von Pressvorrichtung plus Steife auszugleichen, so dass die Steife straff eingesetzt werden kann. Die Verbindung Gurtungsplatte mit der Pressvorrichtung, sowie die eingefügten Futterbleche kann mittels einer Kralle 13 erfolgen. Nach der Montage der Steife wird über die Pressvorrichtung eine Vorspannung auf die Steife und damit auch auf die Gurtung ausgeübt. Die Pressvorrichtung 7 besteht (s. 1-3) aus zwei parallelen Platten 9/10 die über Gewindebolzen 11, die am steifenseitigen Ende eine Spiralfeder 12 tragen, federnd miteinander verbunden. Die Platte 9 ist einerseits direkt oder über einen Adapter oder Futterbleche fest mit der Gurtung verbunden. Dies kann über Verschraubung oder Verschweißung oder wie in 1 dargestellt über Krallen 13 erfolgen. Die Platte 10 hingegen ist über ein Lager 5 oder direkt mit der Kopfplatte 4 der Steife verbunden. Zwischen den Platten 9/10 ist die Pressvorrichtung mittig zur Längsachse der Steife angeordnet. Die Pressvorrichtung besteht aus einem mechanischen Press- und Verriegelungssystem (s. 1 bis 3). Das Press- und Verriegelungssystem dient einmal dazu, das mittels eines oder mehrerer Keile 19 eine Vorspannung auf die Steife 1 und Gurtung aufgebracht wird und andererseits die Vorspannung durch eine mechanische Verriegelung der Keile 19 aufrechterhalten bleibt.
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Die mechanische Press- und Verriegelungsvorrichtung besteht aus beidseitig und in seitlichem Abstand zu der Längsmittelachse der Steife paarweise angeordneten Backen 17, die fest mit der Innenseite der Platten 9/10 verbunden sind und je einem Keil 19, der zwischen den Backenpaaren angeordnet ist (s. 1 bis 3). Die jeweiligen Backenpaare (ein Backenpaar besteht aus je einem Backen auf der gerüstseitigen Innenplatte Platte 9 und einem weiteren Backen auf der steifenseitigen Innenseite der Platte (10)) zeigen an der Innenseite 18 einen von oben nach unten stetig zunehmenden Keilverlauf, sodass von oben her in die Öffnung je ein zugeordneter Keil 19 einbezogen werden kann. Die Keile des Backenpaares die beidseitig der Mittelachse angeordnet sind, sind über je eine Deckplatte 21 fest miteinander verbunden, sodass sie wie ein einzelner Keil wirken. Die Keilfläche weißt einen Winkel zwischen senkrechter Mittelachse und Keilaußenfläche von ca. 10 Grad auf. Zwischen den Keilen jeder Seite der Mittelachse, ist eine Gewindestange 20 angeordnet. Die Gewindestange dient dazu die Keile jeder Seite mittels der Deckplatte 21 und der Mutter 23 zwischen die Backen 17 zu schrauben, sobald die auf der Gewindestange sitzende Mutter 23 nach rechts gedreht wird. Da die Platte 22 sich am unteren Teil 15 der Backen abstützt, wird der Keil bzw. die Keile gleichmäßig in den Spalt zwischen den Backen gezogen. Damit die Deckplatte 21 nicht nach oben ausweichen kann wird sie von der Kronmutter 24 auf der Gewindestange gehalten.
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Der oder die Keile können aber auch mittels aufgesetzten Hydraulikpressen eingepresst werden. Die Mutter 23 mit der Platte 22 dient als Sicherung gegen das herausgleiten der Keile. Je nach der Eindringtiefe des Keils bzw. der Keile muß die Mutter 23 mit Platte 22 nach oben geschraubt werden, damit sich der Keil, bei Wegnahme des von der Hydraulikpresse ausgeübten Drucks, nicht lösen kann, d.h. nicht seine Stellung verändern kann. Die Vorspannung bleibt erhalten. Wie insbesondere 1 zeigt ist der untere Teil der Backen 17 gerade ausgebildet. Die Höhe H (5 und 6) ist der maximale Weg den der Keil bzw. die Keile zurücklegen können. Allein die Eindringtiefe (s. 4 bis 6) sowie, etwa der Steigungswinkel der Keilflanken (+/- 10 Grad) bestimmen den erzeugten Vorspanndruck auf die Steife bzw. Gurtung.
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Um beim Einsetzen der Steife in der Vertikalen geringfügiger Winkelabweichungen in der Vertikalen von +/- 2 Grad unschädlich zu machen, empfiehlt es sich, wie in 1 dargestellt, zwischen Kopfplatte 4 der Steife und Lagerplatte 3, die als Anschlussplatte der Pressvorrichtung dient, ein Linienlager 5 anzuordnen. Um auch Abweichungen in anderen Richtungen aufzufangen kann an beiden Enden der Steife ein Linienlager oder an einem Ende ein Kalottenlager angeordnet sein.
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Die Pressvorrichtung funktioniert wie folgt:
- Die Seiten des Keils 19 bzw. der Keile und die berührenden Flächen in den Backenpaaren haben gleiche Steigungen, sodass beim hineinschrauben der Keile 19 zwischen die Backen der einzelnen Backenpaare die beiden Flächen von Keil und Backen, natürlich unter Schmiermitteleinfluss, aneinander gleiten. Das Hineinziehen des gleichschenkligen Keils bzw. der Keile bewirkt, dass die Platte 9 gegen die Spiralfeder 12 zur Kopfplatte 4 der Steife gedrückt wird. Die Spiralfeder 12 dient allein dazu, dass die Platte 9,10 mit Backen auch im Montagezustand, also vor Aufbringen einer Kraft zusammengehalten werden. Durch die Verschiebung der Platte 9 wird eine Vorspannung auf die Steife aufgebracht. Um zu verhindern, dass die bzw. der eingeschraubte Keil nach oben gedrückt wird, wird die Lage des Keils, bzw. der Keile mittels der Platte 22 und der Mutter 23 gesichert. Die Platte 22 stützt sich am unteren Teil 15 der Backen 17 ab. Das andere Ende der Steife wird mit den anderen, den der Preßvorrichtung gegenüberliegenden Ende mit der Gurtung direkt verbunden. Am anderen Ende der Steife ist, wie 1 zeigt, eine Pressvorrichtung angeordnet, die einerseits mit der Gurtung 2, andererseits mit der Kopfplatte 4 der Steife verbunden ist. Mittels der Pressvorrichtung wird nach dem Einbau eine Vorspannung auf die Steife aufgebracht. Dies geschieht dadurch, dass der Keil bzw. die Keile der Pressvorrichtung mittels der Gewindestange nach unten geschraubt werden, so dass durch Vergrößerung des Abstands zwischen den Backen, also durch das tiefere Eindringen des Keils/ der Keile ein Druck auf die Steife ausgeübt wird. (s. 4 bis 6) Der Abstand zwischen den Backen 17 wird hierbei von etwa 20mm auf etwa 60 bis 100mm, gemessen am oberen Rand, der Backen erweitert. Um den gewünschten Abstand zwischen den Backen zu halten, wird der Keil bzw. werden die Keile in die Öffnung zwischen den Backenpaaren eingeschraubt. Der jeweils erweiterte Abstand der Backenpaare durch Einschrauben der Keile bzw. des Keils zwischen die Backenpaare, dient als Messgröße für die Vorspannung. Natürlich kann der Keil bzw. die verbundenen Keile ebenso mittels Hydraulikzylinder eingepresst werden und anschließend erfolgt die Sicherung in der bereits beschriebenen Art. Das Einpressen des Keils mittels Hydraulikzylinder ist einfacher, setzt jedoch voraus, das oberhalb des Keils genügend Raum zum Aufsetzen eines Hydraulikzylinders ist. Eine andere Möglichkeit um die Keile in die gewünschte Lage zu bringen ist die Verwendung eines Hydraulikzylinders um den Abstand zwischen den Backen 17 zu vergrößern. Hierbei wird zwischen die Backen/Keilverbindungen rechts und links der Steifenmittelachse, ein Hydraulikzylinder 16 in möglichst waagrechter Lage eingesetzt (s. 1, gestrichelt gezeichnet). Die Sicherung des so erweiterten Abstands und der erzeugten Vorspannung erfolgt wie oben beschrieben über den Keil, bzw. die Keile die ebenfalls mit Hilfe der Gewindestange und der Verschraubung gesichert wird.
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Die Verschraubung der Gewindestange mit der Backen/Keilverbindung hat noch eine weitere Aufgabe. Beim Abbau der Steife muss der Keil bzw. müssen die Keile in der Pressvorrichtung gelöst werden, um die Steife leicht entnehmen zu können. Da die Gewindestange in den Keil eingeschraubt ist kann/ können nun durch Lösen der unteren Mutter 23 und das Lösen der Kontermutter 24 der Keil bzw. die Keile nach oben gepresst werden. Auch eine hydraulische Unterstützung zum Herauspressen des Keils ist nach der Lösung der Mutter 24 möglich.
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Die 1 bis 6 zeigen ein Beispiel bei dem auf beiden Seiten der Steifenlängsachse je ein Spannelement aus Backenpaaren und Keil eingesetzt wird. Das Einziehen der Keile wird im Beispiel mit je einer Gewindestange 20 Deckplatte 21 und der Kronmutter 24 insbesondere durch die Mutter 23 bewirkt. Die durch Schrauben den Einzug bewirkt. Damit nun kein Verdrehen der Keile in den Backen, z.B. durch ungleiche Belastung erfolgt, ist eine Passfeder 6 in einer Nut 8 im Keil und den jeweiligen Backen (7 gestrichelte Linie und 8) angeordnet. Die Passfeder 6 liegt in den Backen in einer Nut die der Länge der Passfeder entspricht. Die Nut bzw. Nuten keilseitig hingegen sind länger, nämlich mindestens um den Betrag H, die max. Eindringtiefe. Der Keil kann auch zwei Nuten haben und zwei Passfedern haben, nämlich je eine für jeden Backen.
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An Stelle von zwei getrennten Keil/Backen- Verbindungen besteht auch die Möglichkeit einen Keil und eine Backenverbindung zu verwenden, wobei der Keil über eine mittig angeordnete Gewindestange betätigt wird. Die Deckplatte 21 könnte bei Verwendung eines Keils und eines Backenpaares entfallen, jedoch ist zur Abstützung der Kontermutter 24 von Vorteil die Deckplatte 21 zu belassen. Der Vorteil einer derartigen Konstruktion liegt einmal darin, das die Gleitflächen von Keil und Backen vergrößert werden können, weil der Zwischenabstand entfällt. Damit verringert sich der Flächendruck auf den Keil. Zum anderen wird durch den zentralen Einzug der Keil gleichmäßig in die Backen eingezogen und so die Gefahr für ein Verklemmen, gerade zwischen Passfeder und Nut verringert.
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Auch bei der Konstruktion die in den 1 bis 6 dargestellt ist, können die beiden Gewindestangen 20 durch eine mittig angeordnete ersetzt werden. Hierbei verbinden Deckplatte 21 und die Platte 22 sozusagen beide Seiten. Die Gewindestange 22 steht senkrecht auf der Längsachse der Steife. Klargestellt muss auch noch werden die Durchführung der Gewindestange durch den Keil bzw. die Keile erfolgt in einer Bohrung in die die Gewindestange eingesteckt wird, sie muss also nicht eingeschraubt sein. Bei der Ausführung mit einem Keil und einem Backenpaar wird möglichst die gesamte Breite der Platten 9/10 ausgenutzt. Die Möglichkeit in der Mitte einen Hydraulikzylinder zur Aufbringung einer Vorspannung einzusetzen (s. 1) ist dann nicht möglich.
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- 1,
- Steife
- 2,
- Gurtung
- 3,
- Lagerplatte presskopfseitig
- 4,
- Kopfplatte
- 5,
- Linienlager
- 6,
- Paßfeder
- 7,
- Pressvorrichtung
- 8,
- Nut
- 9,
- Gerüstseitige Platten der Pressvorrichtung
- 10,
- steifenseitige Platte der Pressvorrichtung
- 11,
- Gewindebolzen
- 12,
- Spiralfeder
- 13,
- Kralle
- 14,
- Kopfseitige Lagerplatte
- 15,
- untere Teil der Backen
- 16,
- Hydraulikzylinder
- 17,
- Backe
- 18,
- Innenseite
- 19,
- Keil/ Keile
- 20,
- Gewindestange
- 21,
- Deckplatte
- 22,
- Platte
- 23,
- Mutter
- 24,
- Kontermutter
- 25,
- Keilgleitbahn
- H =
- maximale Eindringtiefe des Keils
