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Die Erfindung betrifft eine Anschlußvorrichtung zum Ver-
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binden eines Gehänges mit dem Grubenausbau gemäß dem Oberbegriff des
Anspruches 1.
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Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Verbindung von Kettengehängen
jeweils mit einem Bau oder mit mehreren Gebirgsankern. Dabei k-ann die Traverse
an einem Ausbauprofil mit zwei Hakenkopfschrauben befestigt werden, deren Bolzenenden
dann in den an den Traversenenden angeordneten Aussparungen liegen; eine dazwischenliegende
Traversenaussparung ist entweder gabel- oder ösenförmig zur Aufnahme des als Bolzen
bzw. Schäkel ausgebildeten Gehängeanschlußgliedes oder die Traverse ist mit ihren
außen liegenden Aussparungen auf die Enden von benachbarten Gebirgsankern aufgefädelt
und mit aufgedrehten Muttern verspannt. Derart angeschlossene Kettengehänge werden
zum Aufhängen von Rohren, Schienen, Kabelunterstützungen u.ä. Einrichtungen benutzt,
welche oberhalb der Sohle einer Strecke oder eines Tunnels verlegt werden müssen.
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Solche Lasten haben ihrerseits einen Anschluß für das Kettengehänge,
der meistens an der Last festgelegt ist und daher nicht mit der Anschlußvorrichtung
ausgefluchtet werden kann. Das führt in aller Regel zu einer mehr oder weniger von
der Senkrechten abweichenden Zugrichtung des Kettengehänges, dessen Glieder nur
auf Zug belastet werden sollen. Bei geringen Schrägwinkeln kommt es aber häufig
bereits zu Biegebelastungen des Anschlußketteng,ließes bzw.
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des ersten zum Anschluß benutzten Kettengliedes des Gehänges. Die
hierbei auftretenden Spannungen
führen insbesondere bei schwellenden
Lasten, wie sie u.a. von Fahrschienen übertragen werden, zu vorzeitigen Gehängebrüchen,
die unbedingt verhindert werden müssen. Im gleichen Umfang gelten diese Überlegungen
für die Anschlüsse an den Bolzenenden, beispielsweise von Hakenkopfschrauben, insbesondere
wenn diese mit Gewindeaversehen sind. Denn diese führen aufgrund ihrer Kerbwirkung
zu Brüchen der Bolzen, wenn diese nicht ausschließlich auf Zug beansprucht werden.
Beim An schluß von Traversen an benachbarte Gebirgsanker führen Ankerstellungen,
welche die Ankerachse mit der Traversenebene einen mehr oder weniger großen Winkel
einschließen lassen, zu Schwierigkeiten beim Auffädeln der Traverse, weil die Aussparungen
wegen der späteren Verschraubung die Ankerstangenenden verhältnismäßig eng umschließen
müssen.
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Im allgemeinen versucht man beim Anschluß des Gehänges an die Traverse
die Biegebelastung auszuschalten, indem man zwischen das Anfangsglied des Gehänges
und die Traverse ein Kreuzgelenk einschaltet. Das kann bereits durch einen Schäkel
erfolgen, der mit seinem Bolzen eine ösenartige Aussparung der Traverse durchgreift
und in seiner Rundung das Anfangskettenglied aufnimmt, das sich in der Rundung um
eine zur Bolzenachse senkrechte Achse verschwenken kann. Da ber die beiden Schwenkachsen
nicht zusammenfallen, treten im Anschlußkettenglied Biegebelastungen auf, die zwar
bei einem Kettenschäkel weniger bedenklich als im Anfangskettenglied sind, die aber
auch einen entsprechenden Materialmehraufwand für einen Kettenschäkel ausreichender
Festigkeit voraussetzen.
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Bei zum Stand der Technik gehörigen Anschlußvorrichtungen dieser Art
(DE-OS 30 39 937), von denen die Erfindung ausgeht, versucht man bisher Biegebelastungen
von den Gewindeenden von Hakenkopfschrauben durch Spezialmuttern und entsprechend
geformte Traversenaussparungen fernzuhalten. Die Traversenseite dieser Muttern besitzt
zu diesem Zweck einen kalottenförmigen Kopf, der sich auf einer Kegelfläche abstützt,
die die Aussparung auf einer Traversenseite begrenzt. Auf der gegenüberliegenden
Seite der Traverse hat die Aussparung dagegen Langlochform, so daß der Bolzen in
Richtung der größeren Achse des Langloches eingestellt werden kann.
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In der Praxis zeigt sich, daß die sich aus den Einsatzbedingungen
ergebenden Schrägzüge der Kettengehänge häufiger das Maß überschreiten, welches
die Grenze der Biegebelastung der ANfangskettenglieder darstellt. Obwohl die Gelenkigkeit
der Bolzenenden infolge der auf den Muttern vorgesehenen Kalotten in der Regel ausreicht,
um bei den unterschiedlichen Breiten von Ausbauprofilen gleicher Profilform, jedoch
unterschiedlichen Profilgewichtes eine zwängungsfreie Lagerung der Hakenkopfschraubenschäfte
zu gewährleisten, genügt sie häufig nicht zur Überbrückung grösserer Schrägzüge.
Das ist insbesondere bei Anwendung der Traverse auf die Verbindung benachbarter
Gebirgsanker der Fall, wenn die Achsen der Ankerstangen schräg zur Traversenebene
verlaufen. Häufig müssen dann eigens für die Befestigung der Traverse zusätzliche
Gebirgsanker gesetzt werden.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, bei einer Anschlußvorrichtung
der als bekannt vorausgesetzten Art auf einfache Weise Biegebelastungen von Anschluß-bzw.
Anfangskettengliedern von insbesondere Kettengehängen oder von Schraubenbolzen,
wie sie zur Verbindung von Ausbauprofilen verwendet werden, in den praktisch vorkommenden
Schrägzugbereichen fernzuhalten bzw. bei in solchen Bereichen liegenden Schrägstellungen
von Gebirgsankern den Anschluß der Traverse an deren Gewindeenden zu ermöglichen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches
1 gelöst. Zweckmäßige Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Gemäß der Erfindung bestimmt die axiale Erstreckung der Ringfläche
zusammen mit dem Durchmesser der Lagerkugel bei vorgegebenen Stärken des mit dieser
verbundenen Endes eines Anschlußkettengliedes bzw.
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einer Ankerstange oder eines Schraubenbolzens den äußersten Winkel,
den die Zugrichtung des Gehänges bzw. des Bolzens oder die Achse des Ankers mit
der Traversenebene bzw. der Senkrechten einschließen darf, um durch Verschwenken
der Kugel in der betreffenden Lagerpfanne den Schräg zug oder die Schrägstellung
auszugleichen. Da diese Lagerglieder in der Traverse praktisch frei wälbar sind,
können die Winkel ausreichend groß bemessen werden.
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Die Erfindung hat den Vorteil, daß sie eine Anschlußvorrichtung ermöglicht,
die unter praktischen Bedingungen Biegebelastungen von Anschluß- bzw. Anfangskettengliedern
von Kettengehängen oder der Gewindeenden
von Anschluß schrauben
fernhält und bei Anwendung der Traverse auf benachbarte Gebirgsanker praktisch von
deren Verlauf unabhängig ist, sofern nur der Abstand der Anker stangen im Anschlußbereich
dem Abstand der Aussparungen in der Traverse entspricht. Da die bei Schrägzug auftretenden
Kräfte relativ groß sind, nehmen die Lagerkugeln von selbst ihre jeweils richtige
Stellung in den jeweiligen Lagerpfannen ein und können daher ebenso wie diese mit
relativ großen Toleranzen entsprechend einfach gefertigt werden.
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Gemäß einer den Gegenstand des Anspruches 2 bildenden Ausführungsform
der Erfindung versperrt man auf-einfache Weise die Kugel in der betreffenden Lagerpfanne,
indem man die Teilung der Ringebene ausnutzt. Dabei können die Ringe als von der
Traverse getrennte Teile ausgebildet sein.
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Das vermeidet indessen eine Ausführungsform, die Gegenstand des Anspruches
3 ist, weil man in diesem Fall mit den Teilen der Traverse die Lagerflächen der
Kugelpfanne ausbildet.
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Die Verbindung des Bolzen- bzw. Stangenendes mit der betreffenden
Lagerkugel erleichtern die Merkmale des Anspruches 4.
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Die Einzelheiten, weiteren Merkmale und andere Vorteile der Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform anhand der
Figuren in der Zeichnung; es zeigen
Fig. 1 im teilweisen Längsschnitt
eine erste Ausführungsform einer Anschlußvorrichtung gemäß der Erfindung, die zur
Verbindung eines Kettengehänges mit benachbarten Gebirgsankern dient, wobei eine
abgeänderte Ausführungsform strichpunktiert wiedergegeben ist, Fig. 2 eine Draufsicht
auf den Gegenstand der Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt längE der Linie III-III der
Fir. 2, Fig. 4 in der Fig. 1 entsprechender Darstellung eine abgeänderte Ausführungsform
der Traverse, Fig. 5 im wesentlichen in der Fig. 1 entsprechender Darstellung eine
weiter abgeänderte Ausführungsform der Erfindung, die ebenfalls für ein Kettengehänge
vorgesehen ist, Fig. 6 eine Draufsicht auf den Gegenstand der Fig. 5 in Richtung
des Pfeiles VI der Fig. 5, Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie VII-VII der Fig.
6 und Fig. 8 eine der Ausführungsformen nach Fig. 5 entsprechend abgeänderte Traversenausführung.
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Gemäß der Darstellung der Fig. 1 sind in der Firste 1 einer Strecke
Ankerbohrlöcher 2, 3 für benachbarte Gebirgsanker 4 bzw. 5 vorgesehen, die mit ihren
mit Außengewinden 6 versehenen Enden 7 bzw. 8 aus dem Gebirge 9
in
den Streckenhohlraum 10 vorstehen. Muttern 11 bzw.
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12 stützen sich auf kalottenförmigen Ankerplatten 13 bzw. 14 ab, die
mit ihren Rändern Drahtverzugmatten 15 bekannter Ausbildung mit der Firste 1 verspannen.
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Auf die Enden 7, 8 ist als Anschlußvorrichtung zur Verbindung eines
allgemein mit 16 bezeichneten Kettengehänges mit dem von den Gebirgsankern 4, 5
gebildeten Streckenausbau eine Traverse 17 vorgesehen. In der Traverse sind Aussparungen
18 bzw. 19 vorgesehen, mit denen die Gewindeenden 7, 8 der Ankerstangen jenseits
der Befestigungsmuttern 11, 12 festgelegt werden.
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Zwischen den beiden außenliegenden Aussparungen 18, 19 liegt eine
dritte Aussparung 20. Sie dient zur Festlegung des Gehänges 16. Die in den Traversenaussparungen
18 bis 20 angeordneten Teile sind ebenso wie die Aussparungen selbst identisch,
so daß diese Teile im folgenden gemeinsam beschrieben werden können.
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Gemäß dem in Fig. 1 wiedergegebenen Ausführungsbeispiel ist die Traverse
mit zwei aufeinandergelegten Blechen 21, 22 verwirklicht, welche an ihren Längsrändern
23, 24 (Fig. 2) mit Kehlnähten 25, 26 und an ihren gekrümmten Verbindungskanten
27, 28 mit Fortsetzungen dieser Kehlnähte bei 29, 30 (Fig. 3) verschweißt sind.Die
Verbindung der beiden Bleche 21, 22 besteht demnach aus einer um den gesamten Traversenumfang
reichenden Kehlnaht. Die beiden Bleche 21, 22 sind im übrigen identisch ausgebildet,
jedoch umgekehrt aufeinandergelegt. Sie sind zunächst entsprechend den Aussparungen
18 bis 20 gelocht worden, worauf durch Kümpeln der die Lochungen umgebenden Kanten
nach einer Blechseite in jeder Aussparung wie beispielsweise anhand der Fig. 3 je
eine Ringfläche 29, 30 entstanden ist. Die beiden Ringflächen 29, 30 bilden eine
nach
außen gewölbte größere Ringfläche, die allerdings durch den
Zwickel 32 im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 unterbrochen, zum besseren Verständnis
jedoch allgemein mit 33 bezeichnet ist. Diese Ringfläche 33 begrenzt die betreffende
Aussparung 18 bis 20. Sie dient als Lagerfläche einer Kugelpfanne, die durch die
Kümpelungen, d.h. die aufgebogenen Ränder 34, 35 entstanden ist, nachdem die beiden
Bleche 21, 22 entsprechend aufeinandergelegt wurden. Diese Kugelpfanne ist allgemein
mit 36 bezeichnet.
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Sie umfaßt eine Lagerkugel 37 auf einem breiten Stegterialstreifen
und damit zwischen deren Polen. Die Kugel hat ihrerseits eine Aussparung 38, welche
an den Kugelpolen bzw. auf abgeplatteten Polflächen 39 bzw. 40 austritt.
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Bevor man die Bleche 21, 22 in der beschriebenen Weise miteinander
verschweißt, legt man die Lagerkugeln 37 in die Kugelpfannen 36 ein. Im Falle der
Aussparung 20 ist die Lagerkugel 37 jedoch vorher mit dem Schaft 41 eines allgemein
mit 42 bezeichneten Schraubenbolzens versehen worden, der mit je einer Kehlnaht
43-, 44 formschlüssig mit der Kugel verbunden ist. Das Gewindeende 45 des Bolzens
42 paßt in das Innengewinde einer Aussparung 47 in dem Schaft 48 einer in sich geschlossenen
Öse 49. Schaft 42 und Öse 49 bilden zusammen ein Kettenanschlußglied, das allgemein
mit 50 bezeichnet ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wirkt das Kettenanschlußglied
mit einem Schäkel 51 zusammen, in den das Anfangsglied 52 des Kettengehänges 16
derart eingehängt ist, daß es sich in der Schäkelrundung abstützt. Eine Mutter 53,
die auf den Gewindeschaft des
Bolzens 42 aufgedreht ist, wirkt
als Losdrehsicherung für die Öse 49 und kann bereits nach Anbringen der Öse 49 in
der Fabrik aufgedreht werden.
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Bei der in der Mitte der Fig. 1 in strichpunktierter Linienführung
dargestellten abgeänderten Ausführungsform ist dagegen anstelle der Kehlnähte 43,
44, die die Schraube 42 formschlüssig mit der Kugel 37 verbinden, ein Sechskantkopf
54 gezeichnet, der nach Einführen des Schaftes der Schraube 42 in die Aussparung
38 der Kugel 37 die Schraube auf der abgeplatteten Polfläche 40 abstützt, die dann
gegebenenfalls mit einer weiteren Mutter verspannt werden kann.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 sind die Ankerstangen 4, 5
mit einem parallelen Verlauf der Stangenachsen 56, 57 gezeichnet, jedoch können
durch Auslenken der Kugeln 37 kn den Aussparungen 18, 19 auch schräg verlaufende
Achsen 56, 57 das Einführen der Ankerstangen 3, 4 in die betreffenden Aussparungen
38 der Kugeln 37 nicht behindern. Danach werden durch Muttern 58, 59 die Enden 7,
8 der Ankerstangen 4, 5 in den Aussparungen 38 der Kugel 37 gesichert.
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Wie sich aus der strichpunktierten Darstellung eines Kegels bei 60
ergibt, kann sich die Kugel 37 in der Aussparung 20 allseitig verschwenken, so daß
beliebiger Schrägzug im Kettengehänge 16 ohne die Übertragung von Biegemomenten
in dem Gehänge 16 von der Traverse 17 abgetragen werden kann.
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Im Ausführungsbeispiel der Fig. 4 ist die Traverse 17 dagegen einteilig,
d.h. mit einem Flacheisen 62 verwirklicht. Hierbei ist die nach außen gewölbte Ringfläche
32 für jede der Kugeln 37 in den betreffenden Aussparungen 18 bis 20 aus dem Vollmaterial
geräumt.
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Die Kugeln lassen sich durch eine vergrößerte Ringnut 63, die entsprechend
der Zugrichtung des Gehänges 16 in der Oberseite 66 der Traverse 62 ausgearbeitet
ist, bzw. durch Ringnuten 64, 65, die entsprechend der umgekehrten Zugrichtung in
den Aussparungen 18 und 19 in der Unterseite 67 der Traverse 62 ausgearbeitet sind,
in die Aussparungen 18 bis 20 einsetzen.
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Die Ausführungsform der Traverse 17 nach dem Ausführungsbeispiel gemäß
den Fig. 5 bis 7 entspricht der Ausführungsform der Traverse nach Fig. 1 mit der
Ausnahme, daß der zwischen den Aussparungen 18, 19 liegende mittlere Traversenabschnitt
69 bei 70 und 71 abgekröpft ist und daß zur Abstützung der Traverse 17 auf einem
rinnenförmigen Ausbauprofil 72 Stege 73, 74 auf der Innenseite 66 der Traverse 17
befestigt sind, welche eine am besten aus Fig. 5 ersichtliche Aussparung 75 aufweisen,
deren Begrenzungslinie der Kontur des Profilbodens 76 und der anschließenden ProfiLstege
77 bzw. 78 entspricht. Anstelle der Gebirgsanker 4, 5 werden Hakenkopfschrauben
79, 80 benutzt, deren Gewindeschäfte jedoch den Schäften 7, 8 der Gebirgsanker entsprechen,
wobei die Befestigungsmutter 58, 59 zur Verspannung mit den Lagerkugeln dienen.
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Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 entspricht der Ausführungsform
nach Fig. 4, wobei allerdings das
Flachprofil 62 der Traverse 17
entsprechend der Ausführungsform nach Fig. 5 bei 70 und 71 abgekröpft ist und die
aufgesetzten Stege zur Abstützung auf dem Ausbauprofil aufweist, von denen einer
bei 74 gezeichnet ist.
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Bei Anwendung der Anschlußvorrichtung auf ein Ausbauprofil nach Art
der Ausführungsform der Fig. 5 kann die Vorrichtung ebenfalls mit bereits angeschlossener
Öse 49 angeliefert werden. Die Hakenköpfe der Schrauben 79 und 80 werden zunächst
zwischen die Profilflansche 81, 82 und das anstehende Gebirge eingetrieben. Dann
lassen sich die Kugeln in den Aussparungen 18 und 19 auf die Gewindeenden 7, 8 der
Hakenkopfschrauben schieben und mit Hilfe der Muttern 58, 59 verspannen.
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