DE2711818C3

DE2711818C3 - Spannverbindung für ineinandergelegte Enden aneinander anschließender Rinnenprofile von strählernen Streckenausbaurahmen

Info

Publication number: DE2711818C3
Application number: DE19772711818
Authority: DE
Inventors: Ing.(Grad.) Christoph 4750 Unna Schaika
Original assignee: Ruhrkohle AG
Current assignee: RAG AG
Priority date: 1977-03-18
Filing date: 1977-03-18
Publication date: 1981-07-16
Also published as: DE2711818B2; DE2711818A1

Description

Die Erfindung betrifft eine .Spannverbindung für ineinandergelegte Enden aneinander anschließender Rinnenprofile von stählernen Streckenausbaurahmen, die mit Hilfe zweier das Außenprofilsegment umfassender Schellen zusammengehalten werden, von denen wenigstens eine als Halbschelle ausgebildet ist und den Gurten des Außenprofils zugeordnete Flanschen aufweist, die die Unterseite der Außenprofilgurte unterfangende Anlageflächen aufweisen, welche zum selbsttätigen Nachspannen der Spannverbindung als

ίο schiefe Ebenen bildende Aufgleitflächen ausgebildet sind und deren Hub zum Nachspannen der der Spannverbindung zugehörigen, sich auf den Gurten des Innenprofils abstützenden und die Halbschelle durchgreifenden Schrauben dient, wobei beide Schellen der Epannverbindung die Stirnseite des ihnen jeweils zugeordneten Profilendes umgreifende Anschläge aufweisen.

In fast allen Fällen sind die Profile des Innen- and des Außenprofiles kongruent. Innerhalb der Baue werden die Stempel in der Regel von Außenprofilsegmenten gebildet, während die Firste mit einem oder auch mehreren Profilsegmenten ausgebaut sein kann, welche an den Spannverbindungen der Stempel die Innenprofile bilden. In den Spannverbindungen liegen die einander zugeordneten Profilsegmente ineinander, d.h. sie überlappen sich und an den Enden der Überlappungen sitzt je eine Schelle, von denen die eine deswegen dem Innenprofilsegmentende und die andere dem Außenprofilsegmentende zugeordnet ist Der Streckenausbau ist praktisch unbegrenzt nachgiebig, wenn der Gebirgsdruck die von der Schraubenspannung erzeugte Reibung überwindet und durch Gleiten der Profilsegmente die Überlappungen vergrößert werden. Die Arretierungen sorgen für die Mitnahme der Schellen durch die ihnen jeweils zugeordneten Profilstirnseiten und damit dafür, daß die Profilenden sich in der Überlappung nicht voneinander trennen können.

Die Spannverbindungen sollen einen hinreichend großen Reibungswiderstand erzeugen, um den geforderten Ausbauwiderstand aufbringen zu können. Dafür ist eine bestimmte Vorspannung der Schrauben Voraussetzung. In der Praxis verwendet man deswegen Schlagschrauber, welche die Einhaltung geforderter Drehmomente ermöglichen. Im praktischen Betrieb zeigt sich jedoch, daß in der Spannverbindung zwangsläufig Spannungen auftreten, auch wenn man sich bemüht, die aus mehreren, meistens vier Schrauben zusammengesetzte Spannverbindung spannungslos anzuziehen, indem man die Schrauben einzeln und nacheinander mehrfach anzieht, bis alle Schrauben das volle Drehmoment aufgenommen haben.

Diese bei der Montage des Streckenausbaus in den Spannverbindungen hervorgerufenen Spannungen lösen sich später von selbst, im größeren Umfang aber meistens erst dann, wenn die Verbindungen unter dem Einfluß des Gebirgsdruckes nachgeben. Das hat eine Lockerung einzelner oder aller Schrauben und damit ein starkes Nachlassen des Reibungsschlusses der ineinandergelegten Profilenden zur Folge. Im praktischen

μ Betrieb versucht man, den Ausbauwiderstand durch Nachziehen der Schrauben mit Schraubenschlüsseln oder Schlagschrauben wiederherzustellen. Das ist jedoch nicht nur mit einem beträchtlichen Mehraufwand an Handarbeit verbunden, sondern auch mit einer

hi erheblichen Gefährdung der beireifenden Arbeiter. Denn das Ansetzten von Schlagschraubern führt zu Erschütterungen im gesamten Bau und damit zu schlagartigen Auslösungen noch vorhandener Spannun-

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gen an den übrigen Spannverbindungen, was zu heftigen Ausschlägen an den betreffenden Streckenbauen oder sogar zum Herumfliegen von Ausbauteilen führen kann.

Es ist bekannt, die infolge ihrer Arretierung an den Stirnseiten der Ausbauprofilsegmente beim Nachgeben ϊ der Spannverbindung auftretenden Bewegungen der Schellen zum Nachspannen der betreffenden Schrauben einzusetzen (Spruth »Streckenausbau in Stahl« Verlag Glückauf GmbH, Essen, 1959, S. 155). Allerdings hat man diesen Gedanken bisher nur in Spann verbindungen ι ο verwirklicht, weiche nur eine mit Schrauben versehene Halbschelle aufweisen, die der Stirnseite des Innenprofi-Ies zugeordnet ist und die eine weitere Schelle aufweist, welche nicht nachstellbar ist. Entweder verwirklicht man die Aufgleitflächen auf Schleppkeilen, die zwischen ι s den Flanschen der Halbschelie und den Innenseiten der Profilgurte des Außenprofiles eingelegt und mitgeschleppt werden, oder mit keilförmigen Flanschen der Halbschelle, die mit einem das Innenprofil umfassenden Bügel zusammenwirkt, wobei man die Keilflächen auf den Ranschoberseiten anbringt, eine zusätzliche Keilscheibe vorsieht und Langlöcher für die Schrauben anbringt

Nachteilig ist hieran zunächst die große Zahl von Einzelteilen und die hierauf beruhenden Einbauschwie- 2) rigkeiten, weil sichergestellt werden muß, daß die Schleppkeile bzw. Keilscheiben richtig orientiert und die Schrauben in den Langlöchern zutreffend angeordnet werden. Das ist untertage kaum durchführbar, da erfahrungsgemäß bereits das ordnungsgemäße Anziehen der Schrauben in vielen Fällen nicht gewährleistet werden kann. Nachteilig ist ferner, daß die bekannten Spannverbindungen sich nur für flanschabgestützte Rinnenprofile benutzen lassen, während ein erheblicher Teil von den Rinnenprofilen ausgebauten Strecken aus sogenannten bodenabgestützten Rinnenprofilen besteht

Im wesentlichen die gleichen Nachteile hat eine andere der vorbekannten Spannverbindungen für flanschabgestützte Rinnenprofile (DE-AS 12 04 166). -to Hierbei ist nämlich das Rinnenprofil auf der Oberseite seiner Flanschen mit einem langgestreckten Segmentausschnitt versehen, so daß eine Keilfläche entsteht, auf der sich der Rücken der oberen Halbschelle der vorderen Klemmverbindung abstützen kann. Beim Einsetzen dar Relativbewegung der Segmente ergibt sich durch die Keilfläche die gewünschte Nachspannwirkung.

Die bodenabgestützten Rinnenprofile haben den erheblichen Vorteil, daß in ihren Verbindungen so Hakenschrauben verwendet werden können, was bei flanschabgeuützten Rinnenprofilen nicht möglich ist. Insbesondere ist es bekannt (DE-PS 24 37 988), bei derartigen Spannverbindungen für bodenabgestützte Rinnenprofile die Schellen durch die Innenprofilgurte umgreifende Hakenschrauben gegen das Außenprofil zu verspannen. Dem Innenprofilende ist an der Halbschelle ein Anschlag zugeordnet, der bei der bekannten Verbindung als Bügel ausgebildet ist. Er liegt vor den köpfen der Hakenköpfschrauben der betreffen- &o den Halb\chelle und hinter der Stirnseite des Innenprofils, wobt-'i ein über das Innenprofil vorstehender und in Richtung auf das AuDenprofil abgewinkelter Vorsprung des Bügels als Mitnehmer und als Verzugsabweiser dient. Dieser Bügel sstzt außerdem dem Aufweiten der Rinnenpfofile einen starken Widerstand entgegen. Diese Sp'annverbindung fi,* bodenabgestützte Rinnenprofile bittet jedoch keine Nachstellmöglichkeiten.

Allerdings ergibt sich bei dem Einschieben von Hakenkopfschraubenverbindungen der bodenabgestützten Rinnenprofile ein Nachspanneffekt, wenn besondere Verzugsabweiser fehlen (DE-AS 21 42 547). Dieser beruht auf der Festigkeit des Verzuges, die beim Streckenausbau stark verbessert ist und zum Abbremsen der auf den Flanschen des Rinnenprofiles gleitenden Hakenköpfe führt Damit ist jedoch gleichzeitig eine hohe Biegebelastung der Schraubenschäfte verbunden, was unerwünscht ist; man versucht daher, diesen Effekt auszuschalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs beschriebene Nachspannprinzip für die als bekannt vorausgesetzten Spaniiverbindungen derart nutzbar zu machen, daß sämtliche Hakenkopfschrauben beim Einschieben der Verbindung nachgespannt werden.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bei einer an sich bekannten Spannverbindung für bodenabgestützte Rinnenpr₍-.nie deren Schellen durch die Innenprofilgurte umgreifende Hakenschrauben gegen das Außenprofil verspannt sind, die der dem Innenprofilende zugeordneten Halbschelie zugehörigen beiden Hakenschrauben an ihrer der Innenprofilgurtoberseite zugekehrten Hakenkopfunterseite gegen den Hakenkopf dachförmig einspringend und zwei winklig zueinander verlaufende schräge Aufgleitflächen bildend ausgebildet und beim Einbau der Spannverbindung mit ihrem mittleren, zurückspringenden Bereich vor die Innenprofilstirnkante setzbar sind, wobei der dem Innenprofilende zugehörige, an der Halbschelle vorgesehene Anschlag in einem das Ansetzen der Hakenschrauben ermöglichenden Abstand vor der Innenprofilstirnkante angeordnet ist, und daß die dem Außenprofilende zugeordnete Halbschelle auf der Oberseite ihrer den Außenprofilgurten zugewandten Flanschen jeweils zwischen einer den Außenprofilgurten beim Einbau der Spannverbinduns; als Auflager dienenden Fläche und dem beim Einschieben der Profile mit der Außenprofilstirnkante zusammenwiri snden Arretierungsanschlag eine schräge AufgleitfJäche aufweist

Gemäß der Erfindung sind somit die zum Nachspannen aller vier, in der Regel mindestens in einer Spannverbindung benutzten Hakenschrauben notwendigen Auflaufflächen entweder an den Hakenschrauben selbst bzw. an den Flanschen der Schellen ausgebildet. Im übrigen bleiben aber die Spannverbindungen unverändert Infolgedessen ergibt sich keine vermehrte Zahl von Einzelteilen und im Prinzip auch keine zusätzliche Einbauschwierigkeit Allerdings muß darauf geachtet werden, daß die Aufgleitflächen beim Einbauen der Verbindung den Schraubenköpfen bzw. den Stirnkanten der Außenprofilgurte gegenüber richtig orientiert sind.

Dazu schafft die Erfindung eine Erleichterung, welche eine Darstellung des Anfangs der Schrägflächen vorsieht, so daß beim Einbau die Lage der Auflaufflächen und ihre Stellung zu den übrigen Teilen der Verbindung sofort erkennbar wird. Gemäß der Erfindung ist für die der Stirnseite des Innenprofils zugeordnete Halbschelle daher vorgeseher., daß die auf der Unterseite der sich auf den Innenprofilgurten abstützenden Schraubenköpfe angeordneten Aufgleitflächen an die Mittekbine der Schrauben wiedergebenden Graten enden. Diese Ausführungsform hat zudem den Vorteil, daß die Hakenschrauben symmetrisch ausgebildet sind und sich daher an beiden Seiten der

Profile einsetzen lassen.

Der gleiche Einbauvorteil wird für die der Stirnseite des Außenprofiles zugeordnete Halbschelle dadurch erreicht, daß deren Flanschen an den unteren Enden der von den Aufgleitflächen gebildeten schiefen Ebenen Vorsprünge aufweisen, die mit den Stirnseiten der Profile abscherbar sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in Seitenansicht und in abgebrochener Darstellung eine Spannverbindung gemäß der Erfindung nach ihrem Einbau,

Fig. 2 den Gegenstand nach Fig. I, nachdem die Schrauben nachgespannt worden sind und

F i g. 3 in Stirnansicht, in einer Ansicht von unten und in einem Schnitt längs der Linie IV-IV eine der Hakenkopfschrauben. die in der erfindungsgemäßen Spannverbindung benutzt werden.

Die Enden von zwei Rinnenprofilsegmenten 1 und 2 sind ineinandergelegt. Es handelt sich um Profile, welche jeweils einen Profilboden 3. zwei daran anschließende Flansche 4 und an den Enden der Flansche nach außen weisende Gurte 5 aufweisen. Die allgemein mit 6 bezeichnete Spannverbindung besitzt je eine Halbschelle 7 bzw. 8. Die Halbschelle 7 ist der strichpunktiert wiedergegebenen Stirnseite 9 des Innenprofils 1 zugeordnet. Die Halbschelle 8 ist dementsprechend der Stirnseite 10 des Außenprofiles 2 zugeordnet. Die beschriebenen Halbschellen dienen dazu, die ineinandergelegten Enden der Profilsegmente 1 und 2 zusammenzuhalten. Den Halbschellen ist gemeinsam ein das Außenprofil 2 umfassender Bügelteil 11 mit verstärkten Kanten 12 bzw. 13 und an jeder Profilseite angeordnete Flansche 14 mit Bohrungen 15 für die Schäfte von Hakenkopfschrauben.

Die der Stirnseite 10 des Außenprofils 2 zugeordnete Halbschelle 8 weist an jedem ihrer Flansche 17 einen Anschlag 18 für die Stirnseite des dem betreffenden Flansch zugeordneten Außenprofilgurtes 19 auf. Der Anschlag 18 sorgt dafür, daß bei Vergrößerung der Überlappung in der Spannverbindung 6 die Schelle 8 i"iig».riOrriiVicii »hu. u.M. sn.ii iiiviit weiter von der Stirnseite 10 entfernt, als dies in F i g. 2 ersichtlich ist.

Dementsprechend hat auch die Halbschelle 7 einen Anschlag, der mit einem die beiden Gurte 5 des Innenprofils 1 übergreifenden Büge! 20 verwirklicht ist. Der Bügel 20 hat eine vordere Nase 21, deren Zweck es ist. Verzug abzuweisen und sitzt im übrigen an Vorsprüngen 22. welche beiderseits des Profiles an der Stirnseite der Schelle 7 ausgebildet sind.

Beide Schellen J und 8 weisen auf der Oberseite ihrer Flansche Auflageflächen 23 bzw. 24 auf. Diese Auflageflächen verlaufen eben und dienen im wesentlichen als Gegenflächen zur Übertragung des von den Schrauben ausgeübten Druckes auf die Unterseite 25 des betreffenden Außenprofilflansches 19. Bei der Halbschelle 8 enden jedoch die beiden jeweils an einer Seite angebrachten Flächen 24 an Aufgleitflächen 27, weiche schiefe Ebenen bilder.. Der Ansatz der Aufgleitflächen an der betreffenden Auflagefläche 24 ist durch einen Anschlag 28 dargestellt Der Anschlag 28 ist einstückig mit der Halbschelle ausgebildet Er dient dazu, beim Einbauen die Stirnseite 10 des Außenprofils abzustützen und sorgt dementsprechend dafür, daß die Aufgleitfläche 27 zunächst freibleibt

Die insbesondere mit der Schelle 7 zusammen

verwendeten Hakenkopfschrauben sind allgemein mit 30 bezeichnet und in vergrößerter Darstellung in F i g. 3 wiedergegeben. Jede Hakenkopfschraube hat einen zylindrischen Schaft 31, dessen freies Ende mit einem ■ Außengewinde 32 für eine Mutter 33 versehen ist. Der zylindrische Schaft geht in einen konischen Teil 34 über, aus dem ein allgemein mit 35 bezeichneter Hakenkopf herausgeschmiedet ist. Der Hakenkopf weist eine gekrümmte Oberseite 36 auf und erstreckt sich über die

in Breite des Obergurtes 5 des Innenprofils 1. Für diesen Zweck weist er eine allgemein mit 36a bezeichnete Auflagerflache auf. Diese der Oberseite des Gurtes 5 aufliegende Fläche überträgt den Verspannungsdruck und ist dachförmig einspringend ausgebildet. Sie weist dementsprechend einen inneren First 37 auf, der sich etwa in der bei 38 (linke Darstellung der Fig.3)

wiedergegebenen Mittelebene befindet. Von dem First 37,7 gehen die beiden Schrägflächen 39 bzw. 40 aus.

Die Hakenschraube besitzt außerdem eine Nase 41.

.»η welche in den Profilinnenraum ragt und verhindert, daß die Hakenkopfschraube beim Anziehen ihrer Mutter 33 vom Profil abrutscht.

Wie F i g. 1 zeigt, wird die der Stirnseite 9 des Innenprofils 1 zugeordnete Schelle 7 so angebracht, daß

2ί die Stirnseite 41a der Gurte 5 vor dem vom First 37a ausgehenden vorspringenden Gurt 37 zu liegen kommt. Beim Anziehen der Hakenkopfschrauben 30 stellen sich diese, w^;e in F i g. 1 angedeutet, entsprechend der Neigung der Schrägfläche 39, schräg. Die Darstellung

J» der Schräge ist übertrieben wiedergegeben. In Wirklichkeit ist die Schräge geringer und jedenfalls nicht größer als es für die Übertragung der Anzugskräfte schädlich wäre. Wenn die Verbindung angebracht ist, liegt die Schrägfläche 19 also vor dem in Bügel 20 angeordneten

ti Anschlag. Außerdem liegt die Stirnfläche 42 der Außenprofilgurte 19 an dem Vorsprung 28.

Sobald die Verbindung unter Druck gerät, vergrößert sich die Überlappung. Da die Profilstirnseiten zunächst nicht arretiert sind, bewegen sich die Stirnseite 10 des

■»■ι Außenprofiles 2 gegenüber der zugeordneten Halbscheibe 8 und die Stirnseite gegenüber der zugeordneten Halbschelle 7. Bei der Halbschelle 8 ist das damit verbunden, liaG tier Vorsprung 25 abgeschert wird und die Stirnkante der Außenprofilgurte 19 auf die Schrägflächen 27 aufgleiten. Dadurch entsteht ein Hub, der zum Nachspannen der allgemein mit 45 bezeichneten Hakenkopfschrauben der Schelle 8 führt

Auch die Schelle 7 bleibt gegenüber der Stirnseite 9 des Innenprofils 1 bei Vergrößerung der Überlappung zunächst zurück. Dadurch werden die Stirnseiten 41a der Gurte 5 des Innenprofil gezwungen, nach Abscheren des Grates 37 die Schrägfläche 40 hinaufzugleiten. Das bewirkt seinerseits einen Hub, der zum Nachspannen der Hakenkopfschrauben 30 führt Bei weiterem Einschieben der Verbindung 6 gelangt die Stirnfläche 9 des Innenprofils 1 schließlich vor die Gegenfläche im Bügel 20, wodurch die Halbschelle 7 arretiert wird Weiteres Einschieben der Verbindung 6 führt dazu, daß die Halbschellen 7 und 8 sich nicht weiter vor den Stirnseiten 9 bzw. 10 der ihnen jeweils zugeordneten Profile 1 bzw. 2 entfernen können.

Da sowohl die Halbschellen 7 und 8 wie auch die Hakenkopfschrauben 30 und 45 geschmiedet werden, können die Schrägflächen und die Anschläge 28 bzw. 37 bei der Herstellung vorgesehen werden. Hierdurch werden zusätzliche Aufwände für die erfindungsgemäße Spannverbindung vermieden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1, Spannverbindung für ineinandergelegte Enden aneinander anschließender Rinnenprofile von stählernen Streckenausbaurahmen, die mit Hilfe zweier das Außenprofilsegment umfassender Schellen zusammengehalten werden, von denen wenigstens eine als Halbschelle ausgebildet ist und den Gurten des Außenprofils zugeordnete Flanschen aufweist, die die Unterseite der Außenprofilgurte unterfangende Anlageflächen aufweisen, welche zum selbsttätigen Nachspannen der Spannverbindung als schiefe Ebenen bildende Aufgleitflächen ausgebildet sind und deren Hub zum Nachspannen der der Spannverbindung zugehörigen, sich auf den Gurten des Innenprofils abstützenden und die Halbschelle durchgreifenden Schrauben dient, wobei beide Schellen der Spannverbindung die Stirnseite des ihnen jeweils zugeordneten Profilendes umgreifende Anschläge aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer an sich bekannten Spannverbindung für bodenabgestützte Rinnenprofile (1, 2) deren Schellen (7, 8) durch die Innenprofilgurte (5) umgreifende Hakenschrauben (30,45) gegen das Außenprofil (2) verspannt sind, die der dem Innenprofilende zugeordneten Halbschelle (7) zugehörigen beiden Hakenschrauben (30) an ihrer der Innenprofilgurtoberseite zugekehrten Hakenkopfunterseite gegen den Hakenkopf (35) dachförmig einspringend und zwei winklig zueinander verlaufende schräge Aufgleitflächen (40, 39) bildend ausgebildet und beim Einbau der Spannverbindung mit ihrem mittleren, zurückspringenden Bereich (37) vor die Innenprofilstimkante (41a,) setzbar sind, wobei der den. Innenprofilende zugehörige, an der Halbschelle (7) vorgesehene Anschlag (20) in einem das Ansetzen der Hakenschrauben (30) ermöglichenden Abstand vor der Innenprofilstirnkante (4Ia) angeordnet ist, und daß die dem Außenprofilende (10) zugeordnete Halbschelle (8) auf der Oberseite ihrer den AuBenprofilgurten (19) zugewandten Flanschen (17) jeweils zwischen einer den Außenprofilgurlen (19) beim Einbau der Spannverbindung als Auflager dienenden Fläche (24) und dem beim Einschieben der Profile mit der Außenprofilstirnkante zusammenwirkenden Arretierungsanschlag (18) eine schräge Aufgleitfläche (27) aufweist
2. Spann Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Unterseite der sich auf den Innenprofilgurten (5) abstützenden Schraubenköpfe (35) Grate (37) angeordnet sind, die mit der Mittelebene (38) der Schrauben (30) zusammenfallen und von denen die Aufgleitflächen (39, 40) ausgehend von innen nach außen geneigt sind.

.1. Spannverbindung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Flanschen (17) der Außenprofilseile (10) zugeordneten Halbschellen (8) Einbauhilfen bildende Vorsprünge (28) angeordnet sind, welche zwischen den Auflagerflächen (24) und den Äufgieilfiächen (27) angebracht und mit den Stirnkanten (42) der Außenprofilgurte (19) abscherbar sind.