DE2726456B2 - Klemmvorrichtung für die reibungsschlüssige Gleitverbindung von geflanschten Rinnenprofilen - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Klemmvorrichtung für die reibungsschlüssige Gleitverbindung von geflanschten Rinnenprofilen, insbesondere beim umfangsnachgiebigen untertägigen Streckenausbau, bei welchem die vorzugsweise kongruenten Rinnenprofilsegmente mit ihren Enden gleichsinnig ineinanderliegen und im Überlappungsbereich unter gegenseitiger Abstützung mittels der Klemmvorrichtung nachgiebig miteinander verspannt sind, welche aus einer unter vorgegebener hoher Biegebeanspruchung aufbiegbaren einteiligen Klammer mit im Querschnitt etwa U-förmiger Grundform besteht, die einen etwa parallel zur

μ Hauptsymmetrieebene der miteinander zu verbindenden Profile ausgerichteten dickwandigen Steg mit sich an diesen an beiden Enden anschließenden, die Flansche des Profilpaares mindestens teilweise formschlüssig umgreifenden, ebenfalls dickwandigen Klauen aufweist.

Für die reibungsschlüssige Gleitverbindung von mit Flanschen versehenen Rinnenprofilen sind, insbesondere für die Zwecke des umfangsnachgiebigen Grubenausbaus, Klemmvorrichtungen der verschiedensten Ausführungen bekannt. Sie erfüllen ihre Aufgabe, die im Überlappungsbereich gleichsinnig ineinanderliegenden Rinnenprofilsegmente unter so hoher Klemmkraft miteinander zu verspannen, daß sie gegen den Reibungsschluß erst kurz vor Überschreitung ihres Verformungswiderstandes gegenüber Biegebeanspruchungen nachgeben, in der Praxis nur unvollkommen. Dies beruht in erster Linie darauf, daß die Rinnenprofilsegmente, insbesondere wenn es sich dabei um kongruente Profile handelt, unvermeidliche, von der Fertigung herrührende Abmessungstoleranzen aufweisen, die zum Teil auf Walzenverschleiß und zum Teil auf den Biegevorgang zurückgehen, und die dazu führen, daß sich die Profile bei der Montage nicht eindeutig reibungsschlüssig mittels der Flansche oder der Böden bzw. der Stege aufeinander abstützen, sondern zwischen ihren Abstützungsflächen ein Spalt verbleibt, der sich erst im Verlaufe einer mehr oder weniger großen, von der äußeren Gebirgsdruckbeanspruchung herrührenden Einschubbewegung im Sinne einer entsprechenden Umfangsverkürzung des Ausbaurahmens schließt. Infolgedessen sinkt die anfänglich bei der Montage aufgebrachte Klemmkraft im Verlaufe dieser ersten relativen Einschubbewegung der Rinnenprofilsegmente unkontrollierbar ab, und zwar unter Umständen auf ein Maß, daß die Klemmverbindung ihren eigentlichen Zweck nicht mehr erfüllt, den Verformungswiderstand der Rinnenprofilsegmente gegenüber den Gebirgsdruckbeanspruchungen soweit wie möglich auszunutzen, bevor die Verbindungen im Sinne einer Umfangsverkürzung des Streckenausbaurahmens nachgeben.

Um diesen Nachteil auszugleichen, ist es bei den meisten vorbekannten Klemmverbindungen bekannt und üblich, sie so auszubilden, daß sie hinsichtlich der Höhe ihrer Klemmkraft einstellbar und mithin auch nachstellbar sind. Diese Ausbildung ermöglicht es, die Klemmkraft wieder auf die vorbestimmte Höhe einzustellen, sobald sich die im Überlappungsbereich ineinanderliegenden Rinnenprofilsegmente nach der ersten Einschubbewegung unter entsprechender Verrin-

gerung der Klemmkraft innerhalb der Verbindung endgültig mittels ihrer dafür vorgesehenen Profilflächen aufeinander abgestützt haben und der Spalt zwischen ihnen folglich geschlossen ist

Nachteilig ist bei diesen bekannten mehrteiligen Klemmvorrichtungen, bei denen die Einstellung bzw. Regulierung der auf die Rinnenprofilsegmente ausgeübten Klemmkraft durch Spannschrauben, Keile od. dgL erfolgt, einerseits der Umstand, daß sie überhaupt -eine ständige Kontrolle und Nachstellung erfordern und andererseits der Umstand, daß es bei ihnen, auch z. B. unter Verwendung von Drehmomentschlüsseln, nur schwer möglich ist, innerhalb der verschiedenen Klemmvorrichtungen überall gleich hohe Klemmkraft sicherzustellen, und zwar ganz unabhängig davon, ob es sich dabei um die Erstmontage oder um das im Verlaufe der Einschubbewegungen in Abständen zu wiederholende Anziehen der Klemmvorrichtungen zwecks Wiederherstellung der ursprünglich vorgegebenen Klemmkraft handelt

Dieser Mangel ist grundsätzlich unabhängig davon, ob es sich um Klemmvorrichtungen handelt, die aus nur zwei das Rinnenprofilsegmentpaar insgesamt umschließenden Schellenhälften oder um solche Klemmvorrichtungen handelt, die von den Seiten her lediglich die beiden Flansche des Rinnenprofilsegmentpaars umschließen und ob die Mittel für das Anziehen der Klemmvorrichtungen im Einzelfalle Spannschrauben, Keile od. dgl. sind.

Bekannte Klemmvorrichtungen der Gattung, die aus zwei das Rinnenprofilsegmentpaar als Ganzes umschließenden Klemmhälften bestehen, die mittels Schrauben oder Keilen miteinander verspannbar sind, bilden z. B. die gemäß DE-PS 9 34 642, DE-PS 14 08 035 oder DE-PS 8 54 335.

Während die erstere Klemmvorrichtung stellvertretend für eine große Zahl ähnlicher Klemmvorrichtungen steht, bei denen die Regulierung der Klemmkraft sowohl bei der Erstmontage als auch beim Nachstellen der Verbindung durch mehr oder weniger weites Anziehen der Spannmuttern erfolgt, stehen die beiden weiteren Klemmvorrichtungen stellvertretend für eine größere Anzahl gattungsverwandter Klemmvorrichtungen, bei denen die Regulierung der Klemmkraft innerhalb der Verbindung statt dessen mittels Keilen erfolgt.

Zu den ebenfalls bekannten Klemmvorrichtungen, die das Rinnenprofilsegmentpaar beiderseits lediglich im Bereich ihrer Flansche umschließen, gehören z. B. diejenigen gemäß DE-PS 9 65 842, DE-OS 20 29 862 und DE-GM 18 91 811. Auch bei ihnen erfolgt die Regulierung der Klemmkraft innerhalb der Verbindung mittels Spannmuttern bzw. Spannschrauben.

Sie haben mithin ebenso wie die der vorbeschriebenen Gattung prinzipiell die weiter oben geschilderten Mängel, überhaupt eine Nachstellung zu erfordern, es auf der anderen Seite aber zu erschweren, innerhalb sämtlicher Klemmvorrichtungen annähernd gleich hohe Klemmkraft sicherstellen zu können. Sie sind schließlich sämtlich verhältnismäßig aufwendig und in der Handhabung umständlich.

Es ist zwar bereits eine einfachere Klemmverbindung bekannt (Fig. 6 der DE-PS 6 82 147), die aus einem des Rinnenprofilsegmentpaar von der offenen Seite her umspannenden einteiligen Klemmbügel besteht, der so ausgebildet ist, daß er sich einerseits mit seiner Innenfläche an der Außenseite der Flansche des InnenDrofilb abstützt und andererseits mittels klauenartig umgebogener Leisten die Flansche des Außenprofils auf der Unterseite umgreift Dabei sollen die Klauenleisten jedoch anschließend mit den Flanschen des Außenprofils verschweißt werden. Demgemäß schließt es diese Klemmvorrichtung aus, säe überhaupt nachzustellen, so daß ein sich zwischen den Abstützungsflächen der Rinnenprofilsegmente erst im Zuge der ersten Einschubbewegung schließender Spalt und eine damit einhergehende Abnahme der ursprünglich in die Klemmverbindung eingebrachten Klemmkraft nicht mehr ausgeglichen werden können.

In gewissem Gegensatz zu der vorbeschriebenen Bauart steht die mehrteilige Klemmvorrichtung gemäß DE-AS 11 67 293 deswegen, weil das Nachverspannen der Klemmverbindung dabei gewissermaßen selbsttätig durch Ausnutzung der Servowirltung von der Verspannung dienenden Schleppkeilen erfolgen soll. Diese ebenfalls stellvertretend für gattungsgleiche Klemmverbindungen stehende Klemmvorrichtung hat nur scheinbar den Vorteil einer selbsttätigen NachversteHung. Zwar findet eine Nachverspatinung im Zuge der Einschubbewegung der im Überlappungsbereich ineinanderliegenden Rinnenprofilsegmente statt; sie ist aber von den örtlich unterschiedlichen Reibungsverhältnissen der Oberflächen und vor allem davon abhängig, wie weit die Servo- bzw. Schleppkeile bereits bei der Erstmontage eingetrieben werden. Beide Einflüsse lassen sich im Gegensatz zu den Verhältnissen bei Spannschrauben nur schwer kontrollieren, so daß es auf diese Weise einerseits nicht möglich ist, innerhalb der verschiedenen Klemmvorrichtungen überall gleich hohe Klemmkraft sicherzustellen und andererseits ausgeschlossen ist zu verhindern, daß die im Zuge der Einschubbewegung der Profile mitgenommenen Schleppkeile eine so hohe Klemmkraft erzeugen, daß die Rinnenprofilsegmente unter den Biegebeanspruchungen der Gebirgsdruckbelastung bereits bleibend verformt werden, noch bevor sich diese im Überlappungsbereich relativ zueinander einschieben und durch Umfangsverkürzung des Ausbaurahmens nachgeben können.

Um die vorbeschriebenen Nachteile dieser bekannten Klemmvorrichtungen zu vermeiden, d. h. einerseits sowohl das Nachverspannen entbehrlich zu machen als auch andererseits nach Möglichkeit eine überall gleich hohe Klemmkraft sicherzustellen, ist bereits seit langem vorgeschlagen worden, die Federungseigenschaften entweder der Klemmvorrichtungen selbst oder statt dessen die von zusätzlich eingeschalteten Federelementen auszunutzen.

So ist es z. B. durch das DE-GM 16 69 961 bekannt, in die Klemmvorrichtung Tellerfedern einzuschalten und sie dadurch weitgehend mannunabhängig zu machen. Dieser Versuch hat sich jedoch in der Praxis hauptsächlich deswegen nicht bewährt, weil Tellerfedern eine zu harte Federcharakteristik aufweisen und folglich ein größerer Spalt zwischen den Profilen nicht mit der angestrebten Folge überbrückt werden kann, die ursprünglich aufgebrachte Klemmkraft über einen längeren Einschubweg in wenigstens angenähert gleicher, jedenfalls ausreichender, Höhe aufrechtzuerhalten.

Demgegenüber dienen auf die Schraubenschäfte der Spannschrauben aufgeschobene, plastisch verformbare Druckkörper gemäß der FR-PS IO 81 446 lediglich dazu, eine überall gleich hohe Klemmkraft bei der Erstmontage sicherzustellen. Die plastisch verformbaren, hohlen Druckkörper haben aber gegenüber den Tellerfeder!!

den noch größeren Nachteil, daß sie überhaupt keine elastische Rückstellkraft erzeugen und ihre bestimmungsgemäße Funktion überdies hinsichtlich der Höhe der Klemmkraft nur in engen Grenzen erfüllen können, die lediglich dahin geht, die Höhe der Klemmkraft über ihren Verformungsweg weitgehend unabhängig davon zu machen, wie weit im Einzelfalle die Spannmuttern der Schrauben angezogen sind.

Bei dem im Zuge des Übergangs zu immer schwereren Profilgewichtsklassen zunehmend wachsenden Klemmkraftbedarf innerhalb der Klemmverbindungen, der heute in einer Größenordnung von 10 t und darüber liegt, ist es außerdem nicht mehr möglich, mit elastisch oder plastisch verformbaren Druckkörpern zu arbeiten, die so hohen Klemmkräften noch über einen ausreichend langen Verformungsweg gewachsen wären.

Ähnlich verhält es sich auch mit den bereits eingangs erwähnten bekannten Klemmvorrichtungen, soweit bei diesen bewußt oder unbewußt zusätzlich die federnde Biegeverformung der Klemmvorrichtungen selbst bzw. von Teilen derselben dazu dient oder doch dahin wirkt, die durch das Schließen des Anfangsspalts zwischen den Abstützungsflächen der Rinnenprofilsegmente eintretende Klemmkraftabnahme gewissermaßen federnd auszugleichen (DE-PS 9 34 642, DE-PS 14 08 035 sowie DE-GM 18 91 811).

Die bei diesen bekannten Klemmvorrichtungen ausnutzbare Biegefederung ist entweder zu hart oder zu weich. Im ersteren Falle ist es zwar möglich, genügend hohe Klemmkräfte in die Verbindung einzubringen, dafür aber in der Regel ausgeschlossen, diese hohe Klemmkraft auch über einen genügend langen Federweg in ausreichender Höhe aufrechtzuerhalten. Im Falle einer zu weichen Biegefederung liegen die Verhältnisse umgekehrt, indem es bei ihnen zwar möglich ist, eine bestimmte Klemmkraft über einen längeren Federweg aufrechtzuerhalten, dafür aber ausgeschlossen, mit ihrer Hilfe so hohe Klemmkräfte in die Verbindung einzubringen, wie sie namentlich bei Rinnenprofilsegmenten der schwereren Profilgewichtsklasse erforderlich sind. Ausgerechnet bei Rinnenprofilsegmenten der schwereren Profilgewichtsklassen sind aber auch die herstellungsbedingten Abmessungstoleranzen zwischen den Rinnenprofilsegmenten so groß, daß die darauf zurückgehenden Anfangsspalte zwischen den Abstützungsflächen der Rinnenprofilsegmente besonders groß ausfallen und bei denen es folglich notwendig ist, die ohnehin höhere Klemmkraft auch über einen genügend großen Verformungsweg beim Schließen der Spalte in noch ausreichender Höhe aufrechtzuerhalten.

Um die in diesem Prinzip immerhin liegenden Möglichkeiten dennoch besser zu nutzen als es die bislang bekannten Klemmvorrichtungen dieser Gattung vermögen, ist es gemäß einem älteren, aber noch nicht bekannten Vorschlag (DE-AS 27 24 891) bereits angeregt worden, die damit zusammenhängenden Schwierigkeiten dadurch zu lösen, daß die Klemmvorrichtung bewußt als biegeelastischer Kraftspeicher ausgebildet wird, der die erforderliche hohe Klemmkraft auch über einen größeren Verformungsweg speichert bzw. in ausreichender Höhe aufrechterhält, wenn sich der Spalt zwischen den Profilen schließt.

Die vorliegende Erfindung bezweckt die Lösung der aufgezeigten Probleme auf einem von diesem vorerwähnten älteren Vorschlag grundsätzlich verschiedenen und dabei auch gegenüber bekannten Lösungen neuartigen Weg.

Zu diesem Zweck geht die Erfindung von der eingangs an erster Stelle beschriebenen bekannten Gattung solcher Klemmvorrichtungen aus (DE-ASlO 08 229), die aus unter vorgegebener hoher Biegebeanspruchung aufbiegbaren einteiligen Klammern bestehen und die bewußt darauf abgestellt sind, die Flansche der im Überlappungsbereich gleichsinnig ineinanderliegenden Rinnenprofilsegmente unter Verzicht auf jede Nachstellmöglichkeit lediglich aufgrund ihrer federnden Klemmkraft reibungsschlüssig miteinander zu verbinden.

Die Vorteile dieser vorbekannten Klemmvorrichtung liegen zwar in ihrer baulichen und handhabungstechnischen Einfachheit sowie schließlich darin, daß sie eine Nach verspannung entbehrlich machen; diesen Vorteilen steht aber wiederum der Nachteil gegenüber, daß es mit Hilfe solcher einteiliger Federklammern nicht möglich ist, ausreichend hohe Klemmkräfte auch über einen genügend langen Verformungsweg hin aufrechtzuerhalten, wie es insbesondere bei Rinnenprofilsegmenten der schwereren Profilgewichtsklassen allerdings unerläßlich ist, um alle an solche Klemmvorrichtungen zu stellenden Anforderungen wirklich befriedigend zu erfüllen.

Die danach bekannten Klemmvorrichtungen, die die Rinnenprofilsegmente im Bereich ihrer Flansche teilweise umgreifen und bügel- bzw. klammerförmig ausgebildet sind, sind dabei derart keilförmig geformt, daß ihre Schrägflächen auf die Endkanten zumindest eines der Rinnenprofilsegmente, insbesondere auf die Endkanten der Flansche derselben, während der Einschubbewegung fortlaufend eine Keilwirkung ausüben. Auch mit Hilfe dieser während der relativen Einschubbewegung der Rinnenprofilsegmente ständig ausgeübten Keiiwirkung ist es nicht möglich, den sich erst nach einer gewissen Einschubbewegung schließenden Spalt zwischen den Abstützungsflächen der Profile ohne entsprechende Einbuße an federnder Klemmkraft auszugleichen.

Ausgehend von dieser bekannten Klemmvorrichtung liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese so auszubilden, daß sie es ermöglicht, die ursprünglich aufgebrachte Klemmkraft weitgehend unabhängig von Abmessungstoleranzen der Rinnenprofilsegmente aufrechtzuerhalten und den Einschubwiderstand der Rinnenprofilsegmente durch konstruktive Mittel dennoch in genau vorausbestimmbarer Höhe vorzugeben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Klammer als einseitig offene Hülse ausgebildet ist, deren sich in Richtung ihrer Längsachse leistenförmig erstreckenden, im Querschnitt U- bzw. wulstförmig

so gestalteten Klauen zueinander sowie mit Bezug auf die von ihnen umgriffenen Flansche des Profilpaares parallele Wirkflächen aufweisen und die Querabmessungen der Klammer unter Einhaltung eines wesentlichen Untermaßes derart auf den Abstand der einander abgekehrten Flanschkonturen der fest gegeneinander abgestützen Profile abgestimmt sind, daß sie diese nur im den elastischen Verformungsbereich mit sicherem Abstand Oberschreitenden plastischen Aufbiegungszustand umspannt

ω Die erfindungsgemäße Klemmvorrichtung beruht mithin im Gegensatz zu den vorstehend behandelten vorbekannten bzw. älteren Vorschlägen für die Lösung des aufgezeigten Problems auf der Ausnutzung des Biegeverformungswiderstandes im ausschließlich plasti-

sehen Verformungsbereich der Klammer. Bei entsprechender Werkstoffauswahl und Dimensionierung ist die klammerförmige Klemmvorrichtung gemäß der Erfindung, wie Versuche überraschend gezeigt haben, in der

Lage, auch außerordentlich hohe Klemmkräfte in einer Größenordnung von 10 t oder mehr über einen wesentlich größeren Verformungsbereich bzw. -weg in wenigstens angenähert gleicher, jedenfalls ausreichender Höhe aufrechtzuerhalten. Das auf den Abstand der einander abgekehrten Flanschkonturen der fest gegeneinander abgestützen Profile zugeschnittene und konstruktiv bewußt vorgegebene Untermaß der Klammer ist dabei so groß gewählt, daß auch unier Berücksichtigung toleranzbedingter Maßabweichungen der Profile der elastische Verformungsbereich der Klammer mit genügend sicherem Abstand überschritten wird und dieser rein plastische Aufbiegungszustand auch in jeder denkbaren späteren Betriebsphase mit Sicherheit aufrechterhalten bleibt. Natürlich bleibt auch in diesem rein plastischen Aufbiegungszustand der Klammer eine für die Funktion wesentliche, werkstoffspezifische federnde Restspannung bestehen, die im wesentlichen unabhängig von dem Grad des plastischen Aufbiegungszustandes ist und daher in jedem Falle wesentlich über derjenigen liegt, die im rein elastischen Verformungsbereich wirksam wäre.

Durch das bewußte Überschreiten der elastischen Dehngrenze wird, unabhängig von der jeweiligen Position, unabhängig von den Toleranzen und auch unabhängig von der Handhabung, eine der gewünschten Lastaufnahme entsprechende Klemrnkraft zwischen den Rinnenprofilsegmenten erzeugt, die ausschließlich vom Material und der Querschnittsbemessung abhängt.

Unter diesen Voraussetzungen bietet die erfindungsgemäße Klemmvorrichtung nicht nur den Vorteil baulicher Einfachheit und völliger Wartungsfreiheit bzw. Marinünabhärigigkcit, solider
chen Vorzug, die Klemmkraft in genau voraus bestimmbarer Höhe vorgeben und unabhängig von jeglichen Toleranzen in den Abmessungen der Profile weitgehend aufrechterhalten zu können.

Natürlich setzt dies voraus, daß die Klammer im Gegensatz zu der gattungsgemäß vorbekannten Klammer über ihre ganze Länge flächig an den jeweils umspannten Flanschflächen der Rinnen profilsegmente anliegt und dadurch auf ihrer ganzen Länge die volle Spannkraft ausgenutzt werden kann.

Obschon es bei entsprechender Gestaltung der Klammer und entsprechend großem, konstruktiv vorgegebenem Untermaß möglich ist, die miteinander reibungsschlüssig zu verbindenden Profile bereits beim stirnseitigen Aufschieben oder anderweitigen Aufbringen der Klammer infolge deren hohen Aufbiegungswiderstandes so fest miteinander zu verspannen, daß sich die Profile bereits von Anfang an eindeutig mittels ihrer dafür vorgesehenen Flächen aufeinander abstützen, kann es sich bei Anwendung der klammerförmigen Klemmvorrichtung gemäß der Erfindung empfehlen, diesen Zustand vor dem Anbringen der Klammer künstlich mittels mechanischer oder hydraulischer Hilfsvorrichtungen herbeizuführen und die Klammer erst dann auf die Profile aufzubringen, wenn auf diese Weise deren eindeutige Abstützung sichergestellt ist.

Dabei ist es für die erfindungsgemäße Klemmvorrichtung prinzipiell ohne Bedeutung, ob sich die reibungsschlüssig miteinander zu verbindenden geflanschten Rinnenprofile im Verbindungsbereich mittels der Flansche, mittels der Bögen und/oder mittels der Stege aufeinander abstüzten.

Auch bei größeren, z. B. durch Walzenverschleiß bedingten, Toleranzen in den Abmessungen der Profile ist die mit ihrer Hilfe innerhalb der Verbindung aufbringbare Klemmkraft innerhalb praktisch relevanter Grenzen gleich groß, so daß die Klemmvorrichtung auch während des Betriebes weitgehend sich selbst überlassen bleiben kann, ohne daß sie bei der Montage oder später einer Nachkontrolle oder gar einer Nachverspannung bedarf.

Im übrigen ist die Größe der aufzubringenden Klemmkräfte über das konstruktiv vorgegebene Untermaß hinaus ausschließlich vom Werkstoff sowie von der Querschnittsbemessung abhängig und folglich in weiten Grenzen von der konstruktiven Auslegung her an den gegebenenfalls unterschiedlich hohen Klemmkraftbedarf von Profilpaaren verschiedener Querschnittsgröße bzw. Profilmetergewichts anpaßbar.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist die Klammer in den Endbereichen mindestens ihrer oberen, den Flansch des Innenprofils übergreifenden Klauenleiste derart im Querschnitt zu den Enden hin verjüngt, daß sie sich in diesem Längenbereich ohne oder ohne nennenswerte Aufbiegung vom Ende her auf die beiden Flansche der im Überlappungsbereich aufeinander abgestützen Profile aufschieben läßt. Die auf diese Weise geschaffenen innen- und endseitig vorgesehenen geneigten Auflaufflächen können dabei zum jeweiligen Flansch hin leicht konvex gewölbt sein, um das Aufschieben der Klammer dadurch noch weitgehender zu erleichtern.

Obschon es in der Regel zweckmäßig ist, die beiden Klammern bzw. Klammerhülsen für jede Seite des im Überlappungsbereich miteinander verspannten Profilpaars voneinander zu trennen, kann es sich in manchen Fällen gleichwohl empfehlen, die auf beiden Seiten vcrgsssherie" K!a™rr.errs in an sich bekannter Welse (DE-PS 9 65 842) miteinander zu verbinden, und zwar bevorzugt durch eine biegeweiche, aber im Verspannungszustand zugfeste Lasche, die zusammen mit den beiden Klammern einteilig ausgebildet ist. Die im Verspannungszustand auf Zug beanspruchte Verbindungslasche trägt auf diese Weise mit dazu bei, ein Aufklaffen der Rinnenprofilsegmente unter Biegebeanspruchungen durch den Gebirgsdruck zu verhindern oder doch wesentlich zu erschweren.

Um im Falle der Anwendung beim umfangsnachgiebigen Streckenausbau eine sichere Zwangsmitnahme der Klammern im Zuge der relativen Einschubbewegung zu gewährleisten, kann es sich ferner empfehlen, die Klammern bzw. Klammerhülsen selbst oder die durch diese miteinander verspannten Profile mit z. B. aufgeschweißten nasenartigen Vorsprüngen zu versehen.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung können den schlitzhülsenförmigen Klammern zum Zwecke der Anpassung an unterschiedliche Profilgewichtsklassen und mithin auch an verschiedene Flanschabmessungen sowie Flanschabstände des jeweiligen Rinnenprofilsegmentpaars das jeweilige Untermaß bestimmende Füllstücke zwischen Profiiflansch und zugehöriger Klauenleiste zugeordnet seien. Während die Klammern dabei für verschiedene Verhältnisse gleich ausgebildet sein können, werden lediglich die das jeweils erforderliche Untermaß bestimmenden Füllstükke ausgetauscht, um die Klemmvorrichtung an verschiedene Profilgewichtsklassen bzw. unterschiedliche Flanschabmessungen und -abstände anpassen zu können. Auf diese Weise braucht nur ein entsprechender Satz im Querschnitt unterschiedlich bemessener und gestalteter Füllstücke auf Lager gehalten zu werden, während die Klammern bzw. Klammerhülsen selbst für verschiedenartige Bedarfsfälle einheitlich ausgebildet sind.

Im Gegensatz zu den bekannten, auf der Ausnutzung von Servorwirkung beruhenden Schleppkeilen sind die Füllstücke im vorliegenden Falle in ihrer Längsrichtung nicht keilförmig gestaltet, abgesehen davon, daß dabei statt der Klammerhülsen die Füllstücke die endseitig geneigten bzw. schwach gewölbten Auflaufflächen aufweisen können, mittels welcher das Aufschieben der Klammerhülsen auf die Profile erleichtert werden soll. Auch im übrigen müssen die Füllstücke in ihrem Querschnitt selbstverständlich auf der dem Flansch zugekehrten Seite dessen Kontur und auf der der Klaue zugekehrten Seite deren Kontur angepaßt sein.

Im übrigen ist es bei dieser Ausführungsform der Erfindung möglich, das Füllstück für die Zwangsmitnahme durch die Profile zu nutzen, und zwar dadurch, daß das Füllstück an seinen in der Länge aus der Klammerhülse herausragenden Enden nach entgegengesetzten Richtungen um etwa 90° derart abgewinkelt ist, daß sein eines abgewinkeltes Ende an der freien Stirnfläche des Profils anliegt und das entgegengesetzt abgewinkelte, gegenüberliegende Ende stirnseitig an der Klammerhülse anliegt. Auf diese Weise ist es möglich, bei der Einschubbewegung der Profile die Zwangsmitnahme sowohl des Füllstücks als auch der Klammerhülse zu gewährleisten.

Nachstehend sind Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

Fi g. 1 einen Querschnitt durch eine mittels umfangsnachgiebiger Streckenausbaurahmen ausgebauten Grubenstrecke;

Fig.2 und 3 in Draufsicht und Seitenansicht den Überlappungsbereich zweier gleichsinnig ineinanderliegender Rinnenprofilsegmente gemäß F i g. 1 im Ausschnitt und vergrößertem Maßstab;

F i g. 4 eine Symmetriehälfte eines Querschnitts durch die Verbindung nach den Linien IV-IV der F i g. 2 und 3 in nochmals vergrößertem Maßstab;

Fig.5 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Verbindung gemäß F i g. 4;

F i g. 6 eine weitere Ausführungsform der Verbindung im Querschnitt;

Fig. 7 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Klemmverbindung gemäß F i g. 6 und

F i g. 8 die Kraftdehnungskennlinie der erfindungsgemäßen Klemmvorrichtung.

In F i g. 1 sind der lichte Streckenquerschnitt mit 1, die Streckensohle mit 2 und das den Streckenausbruch umgebende Gebirge mit 3 bezeichnet.

Der umfangsnachgiebige Streckenausbaurahmen 4 ist aus drei Rinnenprofilsegmenten 5,5a und 5b zusammengesetzt, von denen die Profilsegmente 5 und 56 die sogenannten Seitenschenkel und das Profilsegment 5a das Kappen- bzw. Bogensegment bilden.

Die Rinnenprofilsegmente 5, 5a und 5b bestehen aus untereinander gleichen Walzprofilabschnitten, so daß sie, von gewissen Walztoleranzen abgesehen, identische Querschnittsform aufweisen, d. h. kongruent sind.

Wie aus F i g. 1 ersichtlich ist, sind die Rinnenprofilsegmente 5, 5a und 5b in ihrem endseitigen Überlappungsbereich 6 gleichsinnig ineinandergelegt und in jedem Überlappungsbereich 6 mittels je zwei jeweils an den Profilenden angreifender Klemmvorrichtungen 7 und 7a miteinander reibungsschlüssig verspannt

Die Klemmvorrichtungen 7 bzw. 7a üben auf die sich im Überlappungsbereich mittels der Flansche (oder mittels der Böden bzw. des bodennahen Stegbereichs) aufeinander abstützenden Rinnenprofilsegmente eine so hohe Klemmkraft aus. daß sie unter ihrem gegenseitigen Reibungsschluß erst dann im Sinne einer Umfangsverkürzung des Ausbaurahmens 4 nachgeben, wenn der auf den Ausbaurahmen 4 von außen einwirkende Gebirgsdruck so groß wird, daß sich die Profilsegmente andernfalls plastisch verformen würden. Dadurch, daß die im Überlappungsbereich ineinanderliegenden und reibungsschlüssig miteinander verspannten Profilsegmente im Sinne einer Vergrößerung ihres Überlappungsbereiches aneinander längsverschieblich

ίο sind, können sie auf diese Weise vor Eintritt bleibender plastischer Verformungen nachgeben, solange die höhere Gebirgsdruckbeanspruchung anhält, während sie nach der Umfangsverkürzung des Rahmens wieder ihre volle Tragkraft entfalten.

In den Fig.2 und 3 ist der Überlappungsbereich 6 zwischen den Profilsegmenten 5 und 5a in vergrößertem Maßstab sowohl in der Draufsicht vom Gebirge her (F i g. 2) als auch in der Seitenansicht (F i g. 3) veranschaulicht.

Aus F i g. 4 ist ersichtlich, daß sie die Rinnenprofilsegmente 5 und 3a im Überlappungsbereich mittels ihrer Flansche 8 und 8a reibungsschlüssig aufeinander abstützen, wohingegen zwischen ihren Böden 9 und 9a ein Spalt verbleibt. Die den Boden mit den Flanschen verbindenden Stege 10 und 10a der Profile sind vom Boden zu den Flanschen hin leicht einwärts gekrümmt und in der Wandstärke verjüngt Die beiden Stege jedes Profils sind unter einem öffnungswinkel λ von etwa 40° zu den Flanschen hin nach außen geneigt.

Wie aus Fig.4 in Verbindung mit Fig. 5 hervorgeht, sind die im Überlappungsbereich 6 gleichsinnig ineinanderliegenden und sich dabei mittels der Flansche 8 und 8a aufeinander abstützenden kongruenten Profiisegmente 5 und 5a mitteis Klemmverbindungen 7 bzw. 7a miteinander verspannt, die als einteilige, in Längsrichtung hülsenförmig gestaltete Klammern 11 ausgebildet sind. Sie weisen einen im wesentlichen in der Ebene parallel zur Hauptsymmetrieachse y-Y ausgerichteten, verhältnismäßig dickwandigen Steg 12 auf, an den sich am oberen Ende eine im Querschnitt im wesentlichen U-förmig gestalte Klaue bzw. Klauenleiste 13 und am unteren Ende eine im Querschnitt im wesentlichen wulstförmig gestaltete Klaue bzw. Klauenleiste 14 anschließen.

Die auf diese Weise im Querschnitt ebenfalls etwa U-förmig ausgebildete Klammer bzw. Klammerhülse 11 besteht aus hochwertigem Stahl mit ausreichenden Federungseigenschaften und ist im unverspannten Zustand, wie die strichpunktierten Linien in F i g. 4 und 5 andeuten, so ausgelegt daß sie gegenüber dem Abstand der einander abgekehrten Flanschkonturen der gegeneinander abgestützen Profile ein wesentliches Untermaß aufweist Mit Rücksicht auf dieses konstruktiv vorgegebene Untermaß ist es beim Aufbringen der Klammerhülse il auf die Profilflansche 8 und 8a notwendig, mindestens die obere Klaue und das sich an diese anschließende obere Ende des Steges 12 aufzubiegen. Dieser Zustand ist in den F i g. 4 und 5 in ausgezogenen Linien veranschaulicht

Das konstruktiv vorgegebene Untermaß ist so groß bemessen, daß die Klammer 11 die beiden Flansche 8 und 8a des Profilpaars 5, 5a nur in diesem, über den elastischen Verformungsbereich mit sicherem Abstand hinausgehenden plastischen Aufbiegungszustand umspannt.

Die Werkstoffqualität und die Dimensionierung der Klammer 11 ist dabei zugleich so gewählt daß sie in dem den Betriebszustand verkörpernden plastischen Aufbie-

gungszustand eine Klemmkraft auf die Profile ausübt, die dem der Profilgewichtsklasse angepaßten, gewünschten ReibungsschluD zwischen den Profilen entspricht und bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel etwa 101 beträgt

Mit IS bzw. 13a sind zum Profilflansch 8a hin leicht konvex gewölbte Auflaufflächen bezeichnet, die innen- und endseitig der oberen Klauenleisten 13 vorgesehen sind und die das Aufschieben der Klammer vom Profilende her erleichtern sollen.

Wie aus Fig.4 in Verbindung mit Fig.5 ferner hervorgeht, ist die den Flansch 8a des Innenprofils 5a von außen übergreifende und in Verbindung mit einer entsprechenden Biegeverformung des Steges 13 in erster Linie aufbiegbare Klaue 13 zusammen m'ii ihrem Ansatzbereich im Steg im wesentlichen U-förmig gestaltet, während die den Kehlbereich 16 an der Unterseite des Flansches 8 des Außenprofils S hintergreifende andere Klaue 14 eine diesem Kehlbereich 16 in der Außenkontur wenigstens angenähert angepaßte Wulstform besitzt

Die in den Fig.6 und 7 veranschaulichte Ausführungsform unterscheidet sich von derjenigen gemäß F i g. 4 und 5 lediglich dadurch, daß das für den Betriebszustand erforderliche Untermaß Δχ der hülsenförmigen Klammer nicht durch die Klammer 11a selbst bestimmt wird, sondern statt dessen durch eine zwischen der Klammer 11a und dem Flansch 8a des Innenprofils angeordnetes Füllstück 17, das im übrigen dazu dient, die einteilige Klammerhülse 11a an verschiedene Profilgewichtsklassen und mithin verschiedene Flanschabmessungen sowie Flanschabstände des jeweiligen Profilpaars anpassen zu können, ohne deswegen unterschiedlich dimensionierte Klammerhülsen 11a bereithalten zu müssen. Statt dessen brauchen nur noch im Querschnitt entsprechend unterschiedlich bemessene Füllstücke 17 auf Lager gehalten zu werden. Das Füllstück 17 ist, wie insbesondere aus F i g. 6 hervorgeht, in seiner Querschnittsform auf der dem Flansch zugekehrten Seite dessen Außenkontur und auf der der oberen Klauenleiste 13a der Klammer 11a zugekehrten Oberseite deren Querschnittsform angepaßt, in seiner Längsrichtung aber im übrigen nicht keilförmig, sondern planparallel ausgebildet, lediglich mit mit Ausnahme des Endbereichs, der in diesem Falle die schräg geneigte Auflauffläche 18 bildet. Während die Klauenleiste 13a der Klammer 11a, wie aus Fig.4 ersichtlich ist, keine solche geneigte Auflauffläche aufweist, sondern der das Aufschieben der Klammer Ha erleichternde Spalt ζ nur durch die geneigte Auflauffläche 18 des Füllstücks gebildet wird, ist die Klammer 11a am entgegengesetzten Ende wiederum mit der Auflauffläche 13a an der Innenstite sowie endseitig der Klauenleiste 13a versehen.

Im übrigen ist aus der Fig. 7 ersichtlich, daß das Füllstück 17 an seinen in der Länge aus der Klammerhülse 11a herausragenden Enden 17a bzw. 17f> nach entgegengesetzten Richtungen um etwa 90° derart abgewinkelt ist, daß sein eines abgewinkeltes Ende 17a an der freien Stirnfläche des Profils 5a und das entgegengesetzt abgewinkelte gegenüberliegende Ende I/o stirnseitig an der Klammerhüise 11a anliegt. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß bei der Einschubbewegung der Profile sowohl die Zwangsmitnahme des Füllstücks 17 selbst als auch die Zwangsmitnahme der Klammerhüise 11a erfolgt

Im Falle der Klammerhülsen 11 gemäß Fig.4 und 5 sind nicht diese, sondern statt dessen die Profile mit aufgeschweißten Nasen 19 bzw. 19a versehen, die auf diese Weise die sichere Mitnahme der Klammern 11 beim Einschieben der Profile gewährleisten.

Aus dem Verlauf der Kraftdehnungskennlinie gemäß F i g. 8 ist ersichtlich, daß die Klemmkraft P, die in diesem Fall 10 t betragen soll, über einen sehr großen Verformungsweg bzw. Toleranzbereich s von mehreren Millimetern nur in sehr engen Grenzen schwankt.

Wesentlich ist dabei, daß der dem Betriebszustand entsprechende plastische Aufbiegungszustand mit genügender Sicherheit oberhalb des elastischen Verformungsbereiches liegt Dieser Sicherheitsbereich, der in keinem Falle unterschritten werden darf, ist in F i g. 8 schraffiert gezeichnet Daraus ergibt sich zugleich, daß das konstruktiv vorgegebene Untermaß dabei mindestens 1,5 mm betragen muß. In jedem darüber hinausgehenden Verformungsgrad der Klammer bleibt die gewünschte Klemmkraft in einer Größenordnung von angenähert 10 t dann erhalten, und zwar ganz unabhängig davon, wie groß das darüber hinausgehende toleranzbedingte üpiel in den Profilabmessungen ist.

Um auch während aller denkbaren Betriebszustände mit genügendem Abstand im plastischen Aufbiegungsbereich zu bleiben, äst die Klammer in der Praxis mindestens mit einem Untermaß von etwa 3.0 mm versehen.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Klemmvorrichtung für die reibungsschlüssige Gleitverbindung von geflanschten Rinnenprofilen, insbesondere beim umfangsnachgiebigen untertägigen Streckenausbau, bei welchem die vorzugsweise kongruenten Rinnenprofilsegmente mit ihren Enden gleichsinnig ineinanderliegen und im Überlappungsbereich unter gegenseitiger Abstützung mittels der Klemmvorrichtung nachgiebig miteinander verspannt sind, welche aus einer unter vorgegebener hoher Biegebeanspruchung aufbiegbaren einteiligen Klammer mit im Querschnitt etwa ü-förmiger Grundform besteht, die einen etwa parallel zur Hauptsymmetrieebene der miteinander zu verbindenden Profile ausgerichteten dickwandigen Steg mit sich an diesen an beiden Enden anschließenden, die Flansche des Profilpaares mindestens teilweise formschlüssig umgreifenden, ebenfalls dickwandigen Klauen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Klammer (11; Ua)als einseitig offene Hülse ausgebildet ist, deren sich in Richtung ihrer Längsachse leistenförmig erstreckenden, im Querschnitt U- bzw. wulstförmig gestalteten Klauen (13, 14; 13a; XAa) zueinander sowie mit Bezug auf die von ihnen umgriffenen Flansche des Profilpaares parallele Wirkflächen aufweisen und die Querabmessungen der Klammer unter Einhaltung eines wesentlichen Untermaßes (Δχ) derart auf den Abstand der einander abgekehrten Flanschkonturen der Fest gegeneinander abgestützen Profile (5, Sa) abgestimmt sind, daß sie diese nur im den elastischen Verformungsbereich mit sicherem Abstand überschreitenden plastischen Aufbiegungszustand umspannt.

2. Klemmvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klammer (11, Wa) in den Endbereichen mindestens ihrer oberen, den Flansch (Sa) des Innenprofils (5a) übergreifende«) Klauenleiste (13; 13a,)derart im Querschnitt zu den Enden hin verjüngt ist, daß sie sich in diesem Längenbereich ohne oder ohne nennenswerte Aufbiegung vom Ende her auf die beiden Flansche (8, Sa) der im Überlappungsbereich (6) aufeinander abgestützen Profile (5,5a) aufschieben läßt.

3. Klemmvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die innen- und endseitig vorgesehenen geneigten Auflaufflächen (15, 15a,) zum jeweiligen Flansch (Sa) hin leicht konvex gewölbt sind.

4. Klemmvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Klammer (Wa)ein das jeweilige Untermaß bestimmendes Füllstück (17) zwischen Profilflansch (8, Sa) und zugehöriger Klauenleiste (13a bzw. Ha^ zugeordnet ist.

5. Klemmvorrichtung nach Anspruchs dadurch gekennzeichnet, daß das auf der dem Profilflansch (8a^ zugekehrten Seite dessen Querschnittsform angepaßte Füllstück (17) auf seiner Oberseite endseitig geneigte bzw. schwach gewölbte Auflaufflächen (18) für das erleichterte Aufschieben der Klammer (Wa) aufweist.

6. Klemmvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllstück (17) an seinen in der Länge aus der Klammerhülse (Wa) herausragenden Enden nach entgegengesetzten Richtungen um etwa 90° derart abgewinkelt ist, daß sein eines abgewinkeltes Ende (Ma) an der freien

Stirnfläche des Profils (5ajund das entgegengesetzt abgewinkelte, gegenüberliegende Ende (Vb) stirnseitig an der Klammer (Ha,)anliegt