DE2602209B2

DE2602209B2 - Klemmschellenverbindung fuer rinnenprofilsegmente

Info

Publication number: DE2602209B2
Application number: DE19762602209
Authority: DE
Inventors: Dieter; Turowski Rudolf; 4630 Bochum Moebus
Original assignee: Bochumer Eisenhütte Heintzmann GmbH & Co, 4630 Bochum
Priority date: 1976-01-22
Filing date: 1976-01-22
Publication date: 1977-12-22
Also published as: PL105492B1; FR2339056A1; ZA767686B; DE2602209C3; DE2602209A1; GB1569165A; BE850170A

Description

Die Erfindung betrifft eine Klemmschellenverbindung für die Verspannung mehrerer einen Streckenausbaurahmen bildender Rinnenprofilsegmente, welche im Überlappungsbereich über mindestens eine aus Ober- wi und Unterlasche sowie Verbindungsschrauben und -muttern zusammengesetzte Klemmschelle reibungsschlüssig verspannt sind, wobei zumindest zwischen den Verbindungsmuttern und den ihnen frontal gegenüberliegenden Abschnitten der Klemmschellen Mittel zur hi Verbesserung des Einschubwiderstandes eingelegt sind.

Die zur Verbindung von Rinnenprofilsegmenten verwendeten Klemmschellen weisen in der überwiegenden Mehrzahl der Fälle etwa U-förmig gebogene Laschen mit seitlich in Streckenlängsnchtung abstehenden Flanschen auf. Die sogenannte Oberlasche hinterfaßt das streckenstoßseitige Rinnenprofil, während die Unterlasche das streckenseitige Rinnenprofil, überereift Bei Anlage der Laschen an den Rinnenprofilen befinden sich die Flansche der Ober- und Unterlasche im Abstand voneinander. Zur Verbindung der Laschen bzw zur Verspannung der Rinnenprofile werden Schraubbolzen verwendet, die durch entsprechende öffnungen in den Flanschen hindurchgesteckt und durch aufgeschraubte Muttern festgelegt werden. Das an den Muttern bzw. an den Schraubbolzen aufzubringende Anzugsdrehmoment soll dabei so groß sein, daß die ineinanderliegenden Rinnenprofile dem zu erwartenden Gebirgsdruck den notwendigen Einschubwiderstand entgegensetzen.

Obschon diese Art der Verspannung von im Querschnitt etwa U-förmigen Rinnenprofilen zu in Längsrichtung begrenzt nachgiebigen Streckenausbaurahmen in der Regel mit Erfolg angewendet wird, sind in der Praxis, und zwar im Bereich der miteinander in Kontakt befindlichen Flächen, insbesondere im Bereich zwischen den Verbindungsmuttern und den ihnen gegenüberliegenden Oberflächen der Unterlaschenflansche, dennoch häufig erhebliche Verschleißschäden zumeist in Form von Einfressungen zu beobachten.

Ein Grund für diese Oberflächenschäden sowohl an den Unterlaschen als auch an den Muttern ist die unterschiedliche Beschaffenheit der jeweiligen Oberflächen. Während die Oberflächen der aus gewalzten Blechen, aus Walzprofilen oder im Schmiedeverfahren hergestellten Unterlaschen relativ rauh sind besitzen die Verbindungsmuttern auf den den Unterlaschen zugewendeten Seiten weitgehend ebene Oberflächen, die auf eine spanlose oder spanabhebende Verformung zurückzuführen sind. Ein anderer Grund für die Oberflächenschäden ist der durch das große Anzugsdrehmoment hervorgerufene hohe Flächenpressungsdruck, um die ineinandergelegten Rinnenprofile im Hinblick auf den zu erwartenden Gebirgsdruck einwandfrei verspannen und damit den notwendigen Einschubwiderstand errichten zu können. Die Oberflächenschäden werden überdies dadurch noch weiter vergrößert, daß die Mutter nur auf einem relativ kleinen Teil ihres Umfanges mit der Unterlasche in Kontakt gelangt. Infolgedessen werden hohe spezifische Linien- bzw. Punktbelastungen erzeugt.

Die Ursache für die nur teilweise Anlage der Verbindungsmutter an der Unterlasche ist der sogenannte weiche Schraubfall. Hierbei liegen die miteinander zu verspannenden Teile, also die frei vorkragenden Flansche der Ober- und der Unterlasche, im Abstand voneinander, wodurch beim Anziehen der Muttern die Flansche dann nicht parallel zueinander verlagert werden, sondern eine V-förmige Relativstellung einnehmen.

Ein weiterer wesentlicher Nachteil neben den Oberflächenschäden besteht darin, daß das geforderte Anzugsdrehmoment zur Verspannung der ineinanderliegenden Rinnenprofile zwar an den Verbindungsschrauben aufgebracht wird, jedoch aufgrund der großen Reibungswiderstände zwischen den Verbindungsmuttern und/oder -schrauben und/oder den Laschen nicht in vollem Umfang in die Verbindung eingeht. Ein nicht definierbarer Teil des aufgebrachten Anzugsdrehmomentes wird durch die Reibung, insbesondere zwischen den Verbindungsmuttern und den

i«rhen vernichtet und geht somit dem wirksamen ^«drehmoment zur exakten bergbaugerechten _AnZu_:gsdren ^ _Rinnenpronie verloren. Der im Verspannung ^ _Anzugsdre;-_imoment bestimmte ^We h bwiderstand _{wird a}lso um einen nicht näher ■ Eßbaren Betrag herabgesetzt.
B*V allerdings auch schon vorgeschlagen worden, v, den Verbindungsmuttern und den ihnen ^ZWlS!^:,i aeeenüberliegenden Abschnitten der Klemmfron al ψ _llerfedern oder axial verformbare Ringkör- ι» ^schel verbesserung des Einschubwiderstandes einzu^{per ZU}Rri Verwendung dieser Mittel ist es jedoch nicht ^le?^er h Ue Reibung zwischen den Verbindungsmut- ^mOg AAm ihnen gegenüberliegenden Abschnitten der Γtschelenzu⁶sinken. Vielmehr wird ein nicht r, ^Kle hTre Teil des an den Verbindungsmuttern ^de 'Trachten Anzugsdrehmomente, auch hierbei aufgebrachten _{Reibwiderstände} zwischen diesen

^dUt ι einerseits und den Klemmschellen bzw. den AuTg muttern andererseits vernichtet. Damit ,

μ aber dem wirksamen Anzugsdrehmoment zur

^gvpkten bergbaugerechten Verpannung der Rinnenpro-

nprin nicht unbeträchtlicher Betrag verloren, was sich

? f Jh Seiner Verringerung des Einschubwiderstan-

L^0lgK Jirkbar macht Ferner kann mit diesen Mitteln : _des bemerkbar m_ac _{nach dem Grad ihrer}

Ä es noch zum Stand der Technik einander gegenüberliegenden Flanschen riemmschX -ibungserhöhende Mittel einzu-Hedern welche den Bestrebungen der Laschen der S !^schellen entgegentreten sollen, be. durch Ge-SSS heivorgfnffenen Relativverlagerungen der Sandergelegten Rinnenprofilsegmente mitzuwan-

Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, die Wirksamkeit einer Klemmschellenverbindung der eingangs vorausgesetzten Bauart hinsichtlich der 4» Erhöhung des Einschubwiderstandes des Streckenausbaurahmens sowie der Genauigkeit des Anzugsdrehmomentes zu verbessern.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen den Verbindungsmuttern und/oder 4, den Köpfen der Verbindungsschrauben einerseits und/oder den ihnen frontal gegenüberliegenden Abschnitten der Klemmschelle andererseits mindestens bereichsweise Mittel mit reibungsniindernden Eigenschaften vorgesehen sind. )ll

Durch die Eingliederung von Mitteln mit reibungsmindernden Eigenschaften zwischen die miteinander in Kontakt stehenden Teile, z. B. zwischen die Verbindungsmutter un die Unterlasche, wird der Reibungswiderstand zwischen den Kontaktteilen beträchtlich v gesenkt Versuche haben den technischen Fortschritt des erfindungsgemäßen Gedankens bestätigt. Der Einschubwiderstand konnte bis zu 25% im Vergleich zu dem bislang erreichten Einschubwiderstand erhöht werden, weil die bislang durch die Reibung zwischen t> den Kontaktteilen aufgezehrte Energie des Anzugsdrehmomentes nunmehr in einem wesentlichen Umfang in die Klemmschellenverbindung der Rinnenprofile eingeht. Die Folge hiervon ist eine mit einem hoher, Genauigkeitsgrad definierbare Bestimmung bez. Ge- r währleistung des Einschubwiderstandes und damit ein sicherer Streckenausbau.

Die Anordnung der reibungsmindernde Eigenschaften aufweisenden Mittel zwischen den in Kontakt befindlichen Teilen kann in verschiedener Weise erfolgen. Eine vorteilhafte Ausführungsform besteht gemäß der Erfindung darin, daß die Mittel in Ausnehmungen der einander zugewendeten Oberflächen der Verbindungsmuttern und/oder -schrauben und/oder der Klemmschelle eingebettet sind. Solche Ausnehmungen können durch Ringnuten gebildet sein. Es sind aber auch in der Länge begrenzte, z. B. nierenförmige Nuten oder napfförmige Vertiefungen denkbar, die dann um die Durchtrittsöffnungen für die Verbindungsbolzen herum aufeinanderfolgend angeordnet werden können. Die Ausnehmungen dienen zweckmäßigerweise als Verankerungen bzw. als taschenartige Widerlager für die Mittel mit reibungsmindernden Eigenschaften, welche dann als Ganzes infolge ihrer Gestalt und ihrer Zusammensetzung oder aufgrund von auf- bzw. eingebrachten Substanzen den Reibungswiderstand zwischen den in Kontakt befindli- > chen Teilen, z. B. zwischen der Verbindungsmutter und der Unterlasche, herabsetzen.

Eine andere ebenso vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, daß die Mittel durch Unterlegscheiben gebildet sind. Solche Unterlegscheiben können zwi-■'. sehen eben ausgebildeten Flächen der Kontaktteile eingegliedert werden. Sie können aber auch in Ausnehmungen der einander zugewendeten Oberflächen der Kontaktteile eingebettet sein, welche in Form und Größe den Unterlegscheiben angepaßt sind. v< In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung bestehen die Mittel aus einem mit einer schmier- bzw. gleitfähigen Substanz zumindest angereicherten und unter Druck fließfähigen Kunststoff. Ein derartiger Kunststoff quetscht sich aufgrund des Anzugsdrehmo-)"i mentes und des hierdurch hervorgerufenen Druckes aus dem Spalt zwischen den Kontaktteilen seitlich heraus. Dies gilt dabei gleichermaßen für den Fall, daß eine Unterlegscheibe aus Kunststoff verwendet oder daß der Kunststoff direkt in Ausnehmungen der Kontaktteile 411 eingebettet wird. Jedenfalls wird aufgrund der Druckbelastung die schmier- bzw. gleitfähige Substanz aus dem gewissermaßen als Speicher wirkenden Kunststoff herausgetrieben und gelangt dadurch zwischen die Kontaktteile, so daß der Reibungswiderstand zwischen diesen Teilen herabgesetzt wird. Auch wenn der Kunststoff direkt in Ausnehmungen der Kontaktteile eingebracht wird, kann schmier- bzw. gleitfähige Substanz stets wieder austreten, da aufgrund des wenn auch geringen Verschleißes bi.w. der Abnutzung der Kontaktteile auch der Kunststoff noch mit erfaßt und auf diese Weise veranlaßt wird, weiterhin Schmiermittel

abzugeben.

Als Kunststoff gelangen nach der Erfindung in vorteilhafter Weise Epoxydharze zur Anwendung, die mit Molybdändisulfid oder mit Substanzen auf Grafitbasis zumindest angereichert, gegebenenfalls sogar getränkt sind. Epoxydharze eignen sich gut zur Aufnahme und Speicherung der erwähnten schmier- bzw. gleitfähigen Substanzen. Ferner ist es gemäß der Erfindung 1 möglich, Duromere in Form von Hartgeweben oder mit Textilschnitzeln gefüllte Formmassen zu verwenden.

Erfindungsgemäß kann es in bestimmten Einsatzfällen von Vorteil sein, daß die Mittel aus einem mit einer schmier- bzw. gleitfähigen Substanz zumindest angerei-, cherten hochfesten textlien Werkstoff bestehen. Auch dieser Werkstoff kann in Form einer Unterlegscheibe eingefügt oder direkt in entsprechende Ausnehmungen der Kontaktteile eingebracht werden. Das mit schmier-

bzw. gleitfähigen Substanzen versetzte textile Material gibt dann unter dem durch das Anzugsdrehmoment bewirkten Anpreßdruck bei Formänderung die jeweilige Substanz ab und vermindert auf diese Weise die Reibung zwischen den Kontaktteilen, wie z. B. zwischen der Verbindungsmutter und der Unterlasche.

In wiederum anderen Einsatzfällen ist es zweckmäßig, daß die von Unterlegscheiben gebildeten Mittel aus einem porösen Metall mit einer darin eingebetteten schmier- bzw. gleitfähigen Substanz bestehen. Bei Unterlegscheiben aus Metall werden vorteilhafterweise Werkstoffe poröser Art, beispielsweise Sintermetalle verwendet, in die schmier- bzw. gleitfähige Substanzen mit Druck eingebracht worden sind. Beim Anziehen z. B. der Verbindungsmutter behalten die Unterlegscheiben zwar ihre vorgegebene Form bei, aufgrund der beim Anziehen entstehenden Reibungswärme dehnt sich aber die schmier- bzw. gleitfähige Substanz und tritt aus der Unterlegscheibe aus.

Schließlich ist es gemäß der Erfindung denkbar, daß die von Unterlegscheiben gebildeten Mittel aus einem Metall/Kunststoff-Verbundwerkstoff bestehen, bei welchem ein mit einer schmier- bzw. gleitfähigen Substanz zumindest angereicherter und unter Druck fließfähiger Kunststoff aus einer Metallschicht aufgebracht ist. In diesem Zusammenhang kann beispielsweise eine normale Unterlegscheibe aus Metall verwendet werden, auf die ein Kunststoff mit der vorstehend geschilderten Charakteristik aufgebracht ist.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen vertikalen Querschnitt durch eine Strecke mit einem schematisiert gehaltenen vierteiligen Streckenausbaurahmen in der Seitenansicht und

F i g. 2 einen Teilquerschnitt durch den Verbindungsbereich zwischen zwei ineinandergelegten Rinnenprofilen gemäß der Linie H-II der F i g. 1.

Mit 1 ist in der F i g. 1 der Querschnitt einer Strecke bezeichnet, welche durch in Streckenlängsrichtung im Abstand nebeneinander angeordnete vierteilige Strekkenausbaurahmen 2 offengehalten wird. Jeder Streckenausbaurahmen besteht aus vier segmentartigen Rinnenprofilen 3 bis 6 mit einem etwa U-förmigen Querschnitt. Verzugsmittel und andere den Streckenausbau vervollständigende Einrichtungen sind zwecks Erhaltung der Zeichnungsübersichtlichkeit absichtlich fortgelassen worden.

Die innerhalb des Rahmens 2 jeweils aufeinanderfolgenden Rinnenprofile 3—4, 4—5, 5—6 sind mit ihren benachbarten Endabschnitten in der aus F i g. 2 näher erkennbaren Weise ineinandergelegt und reibungsschlüssig miteinander verspannt Die Mittel zum Verspannen werden durch Klemmsohellen 7 gebildet, wobei pro Überlappungsbereich mindestens eine Klemmschelle vorgesehen ist.

Die F i g. 2 zeigt daß jede Klemmschelle 7 eine etwa U-förmige Oberlasche 8 aus einem Blechstreifen aufweist welche das dem Streckenstoß 9 näherliegende

Rinnenprofil, z. B. 5, stoßseitig hintergreift. Der Steg to der Oberlasche liegt dabei mit seiner Innenseite an den Flanschen 11 des inneren Rinnenprofils 5 an. Die Schenkel 12 der Oberlasche sind vom Steg 10 etwa rechtwinkelig abgebogen und befinden sich in einem nur geringen Abstand von den Seitenflächen 13 der Profilflansche 11. An die Laschenschenkel 12 schließen sich etwa parallel zu den Laschenstegen verlaufende Flansche 14 an, die seitwärts in Streckenlängsrichtung gerichtet sind. In den Schenkeln 12 und den Flanschen 14 der Oberlasche 8 sind Ausnehmungen 15 für nachstehend noch näher beschriebene Schraubbolzen

16 vorhanden.

Ferner weist jede Klemmschelle 7 eine Unterlasche

17 auf, die evenfalls weitgehend U-förmig gestaltet und dabei der Außenkontur der Rinnenprofile angenähert ist Die Unterlasche übergreift in jedem Überlappungsbereich das äußere Rinnenprofil, z. B. 6, und stützt sich mit den Endabschnitten 18 der Laschenschenkel 19 auf den Flanschen 20 dieses Rinnenprofils ab. Auch die Unterlasche besitzt in Streckenlängsrichtung abstehende Flansche 21, welche etwa parallel zu den Flanschen 14 der Oberlasche 8 verlaufen. Die Flansche 21 weisen ebenfalls Ausnehmungen 22 für den Durchtritt der Schraubbolzen 16 auf.

Die bei der Klemmschelle 7 gemäß dem Ausführungsbeispiel verwendeten Schraubbolzen 16 besitzen besonders gestaltete Köpfe 23, die sich an die Übergangsbereiche zwischen den Schenkeln 12 und den Flanschen 14 der Oberlasche 8 anschmiegen. Zur Verbindung der Laschen 8 und 17 und damit zur reibungsschlüssigen Verspannung der ineinandergelegten Rinnenprofile, z. B. 5 und 6, werden auf die Gewindeabschnitte 24 der Schraubbolzen 16 entsprechend bemessene Muttern 25 aufgedreht Zwischen die Muttern und die Unterlaschenflansche 21 sind Unterlegscheiben 26 eingegliedert Die Unterlegscheiben bestehen aus einem Basiswerkstoff aus Kunststoff, Textil oder Metall bzw. einem Verbundwerkstoff. Diese Basiswerkstoffe sind mit einer schmier- bzw. gleitfähigen Substanz zumindest angereichert gegebenenfalls gesättigt Beim Anziehen der Muttern 25 tritt die schmier- bzw. gleitfähige Substanz aufgrund des aufgebrachten Anzugsdrehmomentes bzw. der hierdurch hervorgerufenen Erwärmung aus den Unterlegscheiben aus, wobei diese je nach Art des Basiswerkstoffes gegebenenfalls verquetscht werden und die Substanz in den Bereich zwischen der Verbindungsmutter und der Unterlasche gelangt und dadurch den Reibungswiderstand vermindert

Wie in Fig.2 ferner dargestellt ist können die einander zugewendeten Flächen 27 der Verbindungsmuttern 25 und/oder die Flächen 28 der Unterlaschen 21 mit Ringnuten 29 versehen sein. Die Ringnuten diener dann der Aufnahme des mit einer schmier- bzw gleitfähigen Substanz angereicherten Mittels, und zwai entweder in Form einer Unterlegscheibe, die dieser Ringnuten weitgehend angepaßt ist oder das Mitte wird direkt in die Ringnuten eingebettet

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Klemmschellenverbindung für die Verspannung mehrerer einen Streckenausbaurahmen bildender "' Rinnenprofilsegmente, welche im Überlappungsbereich über mindestens eine aus Ober- und Unterlasche sowie Verbindungsschrauben und -muttern zusammengesetzte Klemmschelle reibungsschlüssig verspannt sind, wobei zumindest zwischen den '<· Verbindungsmuttern und den ihnen frontal gegenüberliegenden Abschnitten der Klemmschellen Mittel zur Verbesserung des Einschubwiderstandes eingelegt sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Verbindungsmuttern (25) und/ '■ oder den Köpfen (23) der Verbindungsschrauben (16) einerseits und/oder den ihnen frontal gegenüberliegenden Abschnitten (z. B. 21,14) der Klemmschelle (7) andererseits mindestens bereichsweise Mittel (z. B. 26) mit reibungsmindernden Eigenschaf- -'" ten vorgesehen sind.

2. Klemmschellenverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel in Ausnehmungen (29) der einander zugewendeten Oberflächen (27,28) der Verbindungsmuttern (25) und/oder -^v"> -schrauben und/oder Klemmschelle (17) eingebettet sind.

3. Klemmschellenverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel durch Unterlegscheiben (25) gebildet sind. ·'·

4. Klemmschellenverbindung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (26) aus einem mit einer schmier- bzw. gleitfähigen Substanz zumindest angereicherten und unter Druck fließfähigen Kunststoff bestehen. ^r>

5. Klemmschellenverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (26) aus einem mit einer schmier- bzw. gleitfähigen Substanz zumindest angereicherten hochfesten textlien Werkstoff bestehen. -">

6. Klemmschellenverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die von Unterlegscheiben (26) gebildeten Mittel aus einem porösen Metall mit einer darin eingebetteten schmier- bzw. gleitfähigen Substanz bestehen. ·»">

7. Klemmschellenverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die von Unterlegscheiben (26) gebildeten Mittel aus einem Metall/Kunststoff-Verbundwerkstoff bestehen, bei welchem ein mit einer schmier- bzw. gleitfähigen Substanz >< > zumindest angereicherter und unter Druck fließfähiger Kunststoff auf einer Metallschicht aufgebracht ist.