DE2339315A1 - Gusseiserner tuebbing - Google Patents

Description

GRÜN & BILFINGER AG
BUDERUS·SCHE EISENWERKE
PG 19-110 GP/Be/Z

Gußeiserner Tübbing

Die Erfindung betrifft einen gußeisernen Tübbing für Tunnelringe, die eine gelenkige Stoßverbindung aufweisen.

Es ist bekannt, daß Tunnelringe mit großem Verformungsvermögen eine geringere Biegebeanspruchung erfahren als solche mit kleinerem Verformungsvermögen. Da Gelenke das Verformungsvermögen eines Tunnelringes erhöhen ist man bestrebt, Mehrgelenkringe im Tunnelbau einzusetzen. Auch bei gußeisernen Tübbings ist eine solche Lösung bereits bekannt (brit. Patentschrift 840 262). Hierbei geht die gesamte Dicke des Stoßes in einen Teilzylinder über, der in einem Gegenstück mit gleich großem Radius gleitet. Ein derartiges Gelenk mit Gleitflächen gleicher Krümmung muß an den Gleitflächen mechanisch bearbeitet werden, um die Gleitung im Gelenk zu ermöglichen. Außerdem fehlt die Begrenzung für die Gelenkbewegung, so daß ein Durchschlagen des Ringes nicht verhindert werden kann.

Aus der DT-AS 1 943 367 ist es außerdem bekannt, auf einem Stoßflansch einen längs verlaufenden Wulst anzuordnen, der in eine Nut am benachbarten Stoßflansch eingreift.

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Der Wulst besitzt einen kleineren Radius als die Nut, sodaß jeweils nur eine lineare Berührung vorhanden ist. Eine separate Bearbeitung ist in diesem Fall nicht erforderlich. Weiterhin ist die Gelenkbewegung durch die Stoßflansche eindeutig begrenzt.

Der Nachteil dieser Konstruktion besteht darin, daß der Wulst und die gegenüberliegende Nut dem äußeren trapezförmigen Profil des betreffenden Tübbings folgen. Es entsteht nicht eine eindeutige Drehbewegung um eine gerade Drehachse sondern je nach Krafteinwirkung um die Basis

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oder des Trapezes unter Bildung eines Drehmomentes. Die Kräfte werden dabei nur an einigen Stellen auf die Stoßflansche übertragen, die nicht unbedingt zur Aufnahme großer Kräfte geeignet sind. Weiterhin handelt es sich bei der bekannten Konstruktion um einen verhältnismäßig weit vorspringenden Wulst, der keine großen Scherkräfte aufnehmen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei gußeisernen Tübbings eine Gelenkverbindung zu schaffen, welche wirtschaftlich hergestellt werden kann, d.h. ohne nachträgliche mechanische Bearbeitung der Gußoberfläche wirksam ist und nur eine beschränkte Gelenkbewegung zuläßt. Außerdem soll sie auf günstigste Weise die entstehenden Drehkräfte auffangen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Stoßflansche der Tübbings auf einer der Gelenkachse entsprechenden Geraden mindestens stellen-

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weise konkave Vertiefungen bzw. konvexe Erhöhungen besitzen, die beim Zusammenbau ineinandergreifen, wobei die Konvexen Erhöhungen in an sich bekannter Weise eine größere Abweichung gegenüber der Flanschebene und einen kleineren Krümmungsradius aufweisen als die konkaven Vertiefungen.

Zwischen zwei benachbarten Stoßflanschflächen verbleibt somit ein Spalt und an den Erhöhungen und Vertiefungen erfolgt auf einer geraden Gelenkachse eine punkt- bzw. linienförmige Berührung. Auf diese Weise kann sowohl durch Abrollen an den gekrümmten Flächen als auch durch Materialverformungen auf kleinsten Bereichen an den Berührungsstellen ohne Entstehung eines Drehmomentes die gelenkige Verbindung an den Stoßstellen bewirkt werden. Infolge der verhältnismäßig flach gehaltenen konvexen Erhöhungen und konkaven Vertiefungen können evtl. auftretende Scherkräfte einwandfrei aufgefangen werden.

Die Gußoberfläche kann unbearbeitet bleiben, und für die Ausbildung des Gelenkes sind keine besonderen zusätzlichen Bauteile erforderlich, da die Erhöhungen und Vertiefungen im Stoßflansch direkt mitgegossen werden. Da nach einer durch die Abmessungen von Erhöhung und Vertiefung bestimmten Gelenkbewegung die übrigen Stoßflanschflächen aneinanderstoßen, ist die Gelenkbewegung beschränkt und eine Sicherung gegen das Durchschlagen des Gelenkes gegeben.

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Die Erhöhungen und Vertiefungen können von einzelnen zylindrischen oder kugelkalottenförmigen Abschnitten gebildet werden. Diese sitzen dann zweckmäßig an den den inneren Versteifungsrippen zugekehrten Partien der Stoßflansche; da der Tubbing hier die größten Kräfte aufnehmen kann. Auch ist ein durchgehender Wulst mit entsprechender Rille geeignet. Durch Abschrägung der Stoßflanschflächen gegenüber der Radienebene des Tunnelrings kann die möglich£Gelenkbewegung vergrößert und eine satte Auflage in Endstellung erreicht werden.

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 zwei Tübbings in perspektivischer Darstellung, Fig. 2 einen gegenüber Fig. 1 vergrößerten Schnitt durch die Gelenkstelle zweier aneinanderstoßender Tübbings,

Fig. 3 eine Gelenkstelle mit abgeschrägten Flanschebenen in Ausgangsstellung,

Fig. 4 in Endstellung nach der Gelenkbewegung und

Fig. 5 einen Tübbing in perspektivischer Sicht mit Kugelkalotten als Gelenk am Stoßflansch.

Der gußeiserne Tübbing 1 weist die Stoßflansche 2 und die Ringflansche 3 auf, welche beim Zusammenbau der Tunnelauskleidung zur gegenseitigen Befestigung der Tübbings und Kraftübertragung dienen. Die Stoßflansche 2 sind mit Erhöhungen 4 und Vertiefungen versehen, die derart angeordnet sind, daß sie beim Zusammenbau der Tübbings zu einem Ring ineinandergreifen. Die konvexe Erhöhung hat eine größere Abweichung a^ von

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der Flanschebene und einen kleineren Krümmungsradius r₁ als die konkave Vertiefung 5 (a₂,r₂).

Auf diese Veise berühren sich die beiden Stoßflansche nur punkt- bzw. linienförmig und es bleibt im übrigen ein Spalt s zwischen ihnen frei.

Die gekrümmten Flächen der Erhöhung 4 und Vertiefung 5 können gegeneinander abrollen, bis die ebenen Flächen der Stoßflansche aneinanderliegen. Die unter dem Winkeler gegeneinander geneigten Flächen erlauben eine vergrößerte Gelenkbewegung und sorgen bei Abstimmung auf die übrigen Maße für eine gegenseitige satte Auflage.

Die Erhöhung 4 und Vertiefung 5 kann aus einem durchgehenden Wulst bestehen. Es sind aber auch nur stellenweise im Bereich der Ringflansche 3 und Ringrippen 6 liegende Kugelkalotten 7 für die Funktion brauchbar (Fig. 5).

Die bei Tunnelringen auftretenden Verdrehungen und Querkräfte sind erfahrungsgemäß gering. Dagegen können die Normalkräfte Jedoch von erheblicher Größe sein. Deshalb erhalten im Bereich der Lastübertragung im Gelenkbereich sowohl der Stoßflansch 2 als auch der Ringflansch 3 bzw. die Ringrippen 6 gleichartig ausgebildete Vouten

Versuche haben erwiesen, daß durch die erfindungsgemäße Gelenkverbindung, die keinerlei zusätzliche mechanische Bearbeitung des Gußstückes erfordert, sehr große Normalkräfte ohne Brucherscheinungen übertragbar sind.

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Claims (4)

1. GRÜN & BILFINGER AG ^.OJOO I Ό

   BUDERUS'SCHE EISENWERKE - 6 PG 19-110 GP/Be/Z

   Patentansprüche

   Gußeiserner Tübbing für Tunnelringe mit gelenkiger Stoßverbindung, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßflansche (2) auf einer der Gelenkachse entsprechenden Geraden »indestens stellenweise konkave Vertiefungen (5) bzw. konvexe Erhöhungen (4) besitzen, die beim Zusammenbau der Tunnelringe (1) ineinandergreifen, wobei die konvexen Erhöhungen (4) in an sich bekannter Weise eine größere Abweichung (*·]) gegenüber der Flanschebene aber einen kleineren Radius (r^) als die konkaven Vertiefungen (5) aufweisen.
2. 2. Gußeiserner Tübbing nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Kugelkalotten (7) oder Teilzylinder im Bereich der die Stoßflanschen (2) stützenden Ringflansche (3) und / oder Ringrippen (6).
3. 3. Gußeiserner Tübbing nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen sich über die gesamte Länge der Stoßflansche (2) erstreckenden Wulst mit entsprechender Rille.
4. 4. Gußeiserner Tübbing nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch gegenüber der Radienebene des Tunnelringes abgeschrägte, in der Endstellung satt aufliegende Stoßflanschebenen.

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