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Einzelstabverbindung
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Die Erfindung betrifft eine Einzelstabverbindung für die Längsgurte
von gitterartigen Segmenten für Tunnelausbaurahmen, bei der das Gurtende einen mit
einem Haken versehenen Kupplungsabschnitt aufweist, sowie einen mit zwei Schenkeln
versehenen Endabschnitt, der mit dem Kupplungsabschnitt fest verbunden ist, welcher
mit dem Kupplungsabschnitt des mit diesem Haken in formschlüssigen Eingriff bringbaren
Gegenhakensdurch einen gemeinsamen Schraubenbolzen zusammenhaltbar ist.
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Eine derartige Einzelstabverbindung ist beispielsweise aus dem DE-GM
82 06 277 bekannt und wird dort in Verbndung mit einem gitterartigen Ausbaurahmen
eingesetzt.
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Die Klauen dieser Einzelstabverbindungen sind mit krallenförmigen
Vorsprüngen versehen, die in an sie angepaßte Kehlen der Gegenklauen eingreifen.
Auf diese Weise wird eine formschlüssige Verzahnung der Verbi-ndungsstelle erreicht,
die jedoch zu keiner günstigen Verteilung der in der Verbindungsstelle zwischen
den Kupplungsabschnitten zu übertragenden Zug- und Druckkräften führt. Darüber hinaus
besteht bei sehr hohen Zug- und Schubbeanspruchungen die Möglichkeit, daß sich die
Krallen verbiegen und der Schraubenbolzen abgeschert wird. Ferner sind durch die
relativ hohe Bauweise der Verbindungsstelle und die damit verbundene Abweichung
der Kraftübertragungsflächen von der idealen, in Richtung der Gurtenden verlaufenden
Mittellinie nicht unerhebliche Biegemomente zu erwarten, die den Einsatz besonderer
Stähle erfordern, um die Gefahr von Rißbildungen auf ein vertretbares Maß zu senken.
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Schließlich ist die Herstellung der Klauen und Gegenklauen aufgrund
der verlangten Formschlüssigkeitder Verzahnung der krallenartigen Vorsprünge besonders
aufwendig.
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Bei einer anderen aus dem DE-GM 82 33 216 bekannten Einzelstabverbindung
sind die stabförmigen Gurtenden auf dem Boden der konvex gekrümmten Oberflächen
schalenförmiger Endabschnitte der Kupplungsabschnitte aufgeschweißt. Hierzu sind
in der neutralen Längsebene jedes Gurtendes zwei parallele Schweißnähte gelegt.
Die Mulde der schalen- oder muldenförmigen Ausbildung dieses Befestigungsabschnitts
ist halbkreisförmig und bezüglich ihrer Größe an den Durchmesser gängiger Längsgurte
angepaßt. Ihre Tiefe ist so bemessen, daß die Schweißnähte in der Zug/Schubebene
liegen, in die sich auch die Anlageflächen der Kupplungsabschnitte erstrecken.
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Auch diese Konstruktion ist jedoch insofern aufwendig, als die Kupplungsabschnitte
flache, langgestreckte rechteckige Basiskörper bilden, die zapfenartige Vorsprünge
und daran angepaßte Ausnehmungen aufweist, welche in einer polygonalen Konfiguration
um eine zentrale Durchbrechung angeordnet sind, wodurch sich ein erheblicher Herstellungs-
und Montageaufwand ergibt, da die zapfenartigen Vorsprünge genau in die zugehörigen
Ausnehmungen des Kupplungsgegenstücks passen müssen.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, die Einzelstabverbindung
der genannten Art so auszubilden, daß im Hinblick auf die Biegesteifigkeit und Zugfestigkeit
eine noch bessere Kopplung der miteinander zu verbindenden Kupplungsabschnitte erreicht
wird, bei der die Kraftführung in der Stabebene liegt, so daß bei Zug und Druck
keine Zusatzmomente auftreten, wodurch die Fähigkeit zur Lastübertragung zwischen
den miteinander zu kuppelnden Längsgurten erhöht wird, ohne die Material querschnitte
vergrößern zu müssen. Darüber hinaus soll die Vorrichtung so beschaffen sein, daß
ein möglichst großes Montagespiel erreicht wird, auf extreme Paßgenauigkeit der
miteinander in Eingriff zu bringenden Kupplungsteile also kein besonderer Wert gelegt
werden muß.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kupplungsabschnitt
des Gegenhakens ein separater, mit dem Endabschnitt unverbundener, plattenförmiger
Körper ist und die beiden Schenkel des Endabschnitts an ihrem vorderen Ende ein
sie verbindendes Bogenstück bilden, das in den Haken und Gegenhaken einlegbar und
durch den Schraubenbolzen festspannbar ist.
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Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung ist somit die Ausbildung des
einen Kupplungsabschnitts und dessen Haken als separater, vom zugehörigen Endabschnitt
des Längsgurtes unabhängiger Bestandteil der Einzelstabverbindung, der erst bei
der Herstellung des Kupplungszustandes mit. dem anderen Haken des fest mit seinem
Endabschnitt verbundenen anderen Kupplungsabschnitts in Eingriff gebracht wird und
dabei das vordere Ende des zugehörigen Endabschnitts, das zu diesem Zweck als Bogenstück
ausgebildet ist, welches zwischen die einander gegenüberliegenden Oberflächen der
beiden Haken eingelegt wird, durch den Schraubenbolzen festklemw,t, so daß'ein kette-nschioßähnliches
Gebilde entsteht.
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Durch diese Einzelstabverbindung wird eine Kraftübertragung auf Zug,
Druck und Biegung in allen Ebenen garantiert.
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Die Montage erfolgt mit einem relativ großen Spiel, da zunächst das
Bogenstück des nicht mit dem Kupplungsabschnitt fest verbundenen Endstücks in den
einen Haken eingelegt wird und daraufhin der Gegenhaken als separater Körper auf
diesen Haken aufgesetzt wird. Durch Anschrauben der plattenförmigen Gegenklaue mit
Hilfe des Schraubenbolzens an dem anderen Haken wird der Endabschnitt mit seinem
Bogenstück festgeklemmt und das Spiel zwischen den drei beteiligten Körpern, also
Haken, Gegenhaken und Bogenstück, auf nahezu Null reduziert. Nach dem erfolgten
Festklemmen verlaufen die Kraftlinien in der Stabebene, so daß bei Zug und Druck
keine Zusatzmomente auftreten.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
gekennzeichnet.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsform beispielshalber näher erläutert. In der Zeichnung zeigt: Fig. 1
eine Längsschnittansicht der erfindungsgemäßen Einzelstabverbindung im Kupplungszustand,
Fig. 2 eine Draufsicht des einen mit dem Endabschnitt fest verbundenen Kupplungsabschnitts
mit Haken Fig. 3 eine Draufsicht des anderen Endabschnitts ohne Kupplungsabschnitt,
Fig. 4 eine Draufsicht des separaten, zum Endabschnitt von Fig. 3 gehörenden Kupplungsabschnitts
mit Gegenhaken und Fig. 5 eine Schnittansicht der Einzelstabverbindung von Fig.
1 längs der Linie V-V in Fig. 1.
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Die in Fig. 1 im Längsschnitt dargestellte Einzelstabverbindung besteht
aus einem Kupplungsabschnitt la, der Bestandteil eines Endabschnitts 2 ist, welcher
sich an das hintere Ende des Kupplungsabschnitts anschließt und aus zwei parallelen
Schenkeln 2a und 2b gebildet ist, die zwischen sich das stabförmige Gurtende 4 aufnehmen,
das an den'Endabschnitt so angeschweißt ist, daß es in der Längsachse des Kupplungsabschnitts
la liegt. Letzterer weist einen Haken 5 auf, der mit einem Gegenhaken 6, wie aus
der Zeichnung ersichtlich, in Eingriff bringbar ist und einen separaten, mit dem
Endabschnitt 3 (Fig. 3), zu dem er gehört, unverbundenen plattenförmigen Körper
bildet, der mit Hilfe des Schraubenbolzens 8 an den
Haken 5 angeschraubt
werden kann. Zu diesem Zweck befinden sich in dem Haken 5 und dem Gegenhaken 6 je
eine Durchgangsbohrung 7 Dzw. 16, die miteinander in Oberdeckung bringbar sind.
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Der Endabschnitt 3 weist zwei parallele Schenkel 3a und 3b auf, die
an ihrem vorderen Ende ein sie verbindendes Bogenstück 9 bilden, das mit den Schenkeln
ein einheitliches Ganzes darstellt.und zwischen den Haken 5 und Gegenhaken 6 eingelegt
werden kann, um zwischen den beiden genannten Haken festgespannt zu werden.
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Zu diesem Zweck sind die beiden einander gegenüberliegenden Oberflächen
12 und 13 des Hakens 5 bzw. Gegenhakens 6 im Bereich der Durchgangsbohrungen 7 und
16 des Schraubenbolzens 8 so angeordnet, daß sie in mit einem geringen Abstand parallel
verlaufenden Ebenen liegen. In diesen Ebenen bzw. zwischen ihnen erstrecken sich
die Längsachsen 19a und 19b der aneinandergekoppelten Kupplungsabschnitte 2 und
3 bzw. stabförmigen Gurtenden 4 derart, daß die beiden Längsachsen aufeinander fluchtend
ausgerichtet sind und in der Meridianebene des Bogenstück 9 liegen, wie aus Fig.
1 ersichtlich.
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Der Haken 5 und Gegenhaken 6bildn,wie aus den Fig. 2 und 4, insbesondere
Fig. 1 ersichtlich ist, in den einander gegenüberliegenden Oberflächen 12 und 13
Vertiefungen 14 und 15 zur Aufnahme des Bogenstücks 9 und eines Teils der parallelen
Schenkeln 3a und 3b. Diese Vertiefungen sind ihrer Größe und Form nach an die Konfiguration
des Bogenstücks und der parallelen Schenkel angepaßt.
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Das stabförmige Gurtende 4 ist auch am Endstück 3 angeschweißt, wie
aus Fig. 3 ersichtlich, so daß die Einzelstabverbindung, abgesehen von dem Schraubenbolzen
8 aus drei separaten Teilen besteht, nämlich dem Endstück 3
mit
dem Bogenstück 9, dem Endstück 2 mit dem mit dem Haken 5 versehenen Kupplungsabschnitt
la und dem Kupplungsabschnitt Ib, der den Gegenhaken 6 bildet Das Ganze ähnelt einem
Kettenschloß, das zwecks Verspannung des Endabschnitts 3 und insbesondere seines
Bogenstücks 9 im rückwärtigen, dem Kupplungsabschnitt 2 zugewandten Bereich des
Hakens Seine nutförmige Aussparung 18 mit einem vorspringenden, hakenförmigen Randkörper
17 aufweist, in die ein flanschförmiger Umfangsrandkörper 11 des Gegenhakens 6 so
eingreift, daß sich der hakenförmige Randkörper 17 gegen den Umfangsrandkörper 11
legt und beim Anziehen des Schraubenbolzens 8 als Widerlager für das Verspannen
des Bogenstücks 9 dient, das in dem in Fig. 1 gezeigten Kupplungszustand der Einzelstabverbindung
in einer Ebene senkrecht zur Richtung des Schraubenbolzens 8 angeordnet ist. Im
übrigen bildet bei dieser Ausführungsform der Kupplungsabschnitt 1b einen plattenförmigen,
rechteckigen Körper, wie aus Fig. 4 ersichtlich, dessen nutförmige Aussparung 1O.in
Anpassung an den Umfang des Bogenstücks 9 gerundet ist. Die gleiche Rundung findet
sich in der nutförmigen Vertiefung 15 des Kupplungsabschnitts la.
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Durch diese Konstruktion ist eine Montagemöglichkeit mit großem Spiel
gegeben, wobei das Spiel zwischen den oben genannten drei Bestandtetlen der Verbindung
umso kleiner wird, je stärker der Schraubenbolzen 8 angezogen wird, wobei sich der
Abstand zwischen den einander gegenüberliegenden Oberflächen 12 und 13 der Kupplungsabschnitte
la und 1b bis auf Null reduzieren kann. Desweiteren ist durch diese Konstruktion
eine Kraftübertragung auf Zug, Druck und Biegung in allen Ebenen garantiert, wobei
der Kraftlinienverlauf in der Stabebene sicherstellt, daß bei Zug und Druck keine
Zusatzmomente auftreten. Darüber hinaus zeichnet sich diese Konstruktion im Kupplungsbereich
durch eine extrem geringe Bauhöhe aus.