EP0436580B1 - Klemmplattenvorrichtung - Google Patents
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- EP0436580B1 EP0436580B1 EP89910439A EP89910439A EP0436580B1 EP 0436580 B1 EP0436580 B1 EP 0436580B1 EP 89910439 A EP89910439 A EP 89910439A EP 89910439 A EP89910439 A EP 89910439A EP 0436580 B1 EP0436580 B1 EP 0436580B1
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- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- clamping plate
- support
- plate device
- clamping
- support zone
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-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
- E01B9/00—Fastening rails on sleepers, or the like
- E01B9/02—Fastening rails, tie-plates, or chairs directly on sleepers or foundations; Means therefor
- E01B9/28—Fastening on wooden or concrete sleepers or on masonry with clamp members
Definitions
- the invention relates to a clamping plate device according to the preamble of claim 1.
- the clamping plate 8 serves to fix a flange 6 of a railroad rail to a base plate 7, which rests on a wooden sleeper.
- the fastening element 14 is designed as a wood screw with a square head 16, under which a convex spherical coupling part 17 is formed.
- the coupling part 17 rests in an annular concave spherical support zone 12 of the clamping plate 8 and centers the clamping plate.
- At the inner edge of the support zone 12 there is an opening 13 with considerable play (page 1, lines 102, 103) with respect to the wood screw 14.
- the clamping plate 8 has no stiffening ribs on its upper side.
- the support skid 10 of the clamping plate 8 is convexly bent downward in its longitudinal direction (Fig. 5) and is therefore only in point contact on the base plate 7. Stop projections 11 on the clamping plate 8 are intended to restrict their rotation during operation.
- the entire outer surface of the clamping plate 10 is designed as a relatively slightly curved support zone 11, on which the disk-shaped coupling part 12 slides.
- the opening 13 for the fastening screw 20 in the clamping plate 10 is correspondingly elongated.
- the distances of the support runners 15, 16 from the longitudinal axis of the fastening screw 20 change (see FIGS. 4 and 5). .
- This is disadvantageous because the clamping force on the first support step 15 and the support force on the second support skid 16 change correspondingly for a given mounting prestressing force of the fastening screw 20.
- the known clamping plate 10 is formed as a narrow rectangle in plan view (FIGS. 2 and 3). This is unfavorable at least for those applications in which two clamping plates are rotated by 90 ° relative to one another on a common fastening screw and an intermediate plate representing the common second part is arranged between them. Then the support runners of each known clamping plate do not align with the other clamping plate, which leads to deformation stresses on the intermediate plate and correspondingly ample dimensions.
- a clamping plate 4 is known per se, on the rounded bearing surface 10 of which the nut 6 of a fastening screw 5 is directly connected Line contact rests. This leads to tension peaks along the line of contact and permanent deformations on the contact surface and / or the nut. The deformation and / or flattening on the contact surface leads to the nut being loosened by releasing the pretension. Cases are known in practice in which the nuts completely loosened and fell due to vibrations or the operation of a system equipped with clamping connections, so that the clamping became ineffective. In addition, with larger clamping heights (Fig. 3) there are undesirable bending stresses on the fastening screw 5.
- the clamping plate In other known clamping plate devices (supplied in the Federal Republic of Germany by PHB Weserburg Aktiengesellschaft, D-5000 Cologne), the clamping plate consists of the structural steel with the DIN short name St 60 or the tempered steel with the DIN short name C 45 and the Material number. 1.0503 according to the reference book “Stahlkey”, Verlag StahlKey Wegst GmbH, D-7142 Marbach, 14th edition 1986, pages 25 to 28.
- the fastening element has a hexagon screw and as a coupling part an annular disk according to DIN 7349 or DIN 7989.
- the washer is only in line contact with the support zone of the clamping plate on both sides of the opening.
- the fastening element has a rail anchor 16 which penetrates the clamping plate 18.
- a special nut 28 with concave recesses 29 (FIG. 9) on the underside serves as a coupling element between the rail anchor 16 and the clamping plate 18.
- the clamping plate 18 resiliently diverts downward for each recess 29 until one sufficient pretensioning force is reached and the nut 28 is seated with one of its recesses 29 on the convex bulge of the clamping plate 18. This will secure the nut against loosening.
- the clamping device consists of a clamping body 1 which can be displaced obliquely to the rail with an elongated hole 5, a threaded bolt 3 penetrating the elongated hole 5 and a special clamping disk 21 which can be pressed onto the clamping body 1 by a nut 4 of the threaded bolt 3. Bending stresses of the threaded bolt 3 are to be largely avoided .
- the opposing annular surfaces 4b, 21a of the nut 4 and the clamping disc 21 complementarily spherical.
- a clamping plate 13; 14 is known per se, which has a longitudinally continuous channel 15 on the outside.
- the channel 15 has a flat bottom surface (FIG. 4) on which a helical spring 12 surrounding the fastening element 10 and securing the nut 11 is supported. Pivots of the clamping plate relative to the fastening element are not provided, but relative adjustments in the longitudinal direction (FIG. 1), which are defined by the engagement of the support runners 17 in grooves 8 of the base plate 2, are provided. To enable these settings, a sufficiently long slot 16 is provided in the bottom surface of the channel 15.
- the channel 15 is bounded in the transverse direction on the outside by an upwardly extending stiffening rib.
- the invention is based, with the clamping plate device mentioned at the outset, even when the fastening element produces relatively high ones Preloading forces to avoid changes in shape and in particular permanent changes in shape of the clamping plate device as far as possible and to keep the distances of the support runners from the longitudinal axis of the fastening element at least approximately constant over the entire clamping height adjustment range of the clamping plate.
- the coupling part is preferably designed as a disk which is arranged between the fastening element and the clamping plate and is rectangular or at least approximately square in plan view. Even with the locally limited support zone, the surface pressure between the fastening element and the clamping plate can be kept at non-critical values. This prevents permanent deformation. There is the additional advantage that the support distances from the support runners to the longitudinal axis of the fastening element are approximately the same for all clamping heights and, as a result, the clamping forces for the two parts to be connected are also the same for each of these parts and are essentially constant over the entire clamping height range.
- the local limitation of the support zone and the relatively small opening in the clamping plate mean that the support runners can advantageously be formed continuously.
- the relatively small opening results in a correspondingly advantageously enlarged support zone.
- the slight play between the fastening element and the opening is such that it allows the relative pivoting of the clamping plate during operation without contact with the fastening element.
- the clamping plate and the coupling part are preferably drop-forged. Thanks to the stiffening ribs without compromising strength and dimensional stability the connecting part of the clamping plate be made relatively thin and / or narrow and / or short and / or have a relatively low weight.
- Such clamping plate devices are preferably used for hanging loads.
- steel structures as support and guide structures for conveyor systems, platforms, lifts, stationary or movable machine assemblies and the like are clamped under building or hall ceilings, to which neither drilling nor welding may be carried out.
- the appropriate size is selected from a range of available sizes of the clamping plate devices (e.g. for hexagon screws of sizes M10, M12, M16, M20 and M24) in accordance with the maximum payload (operating force) to be expected during operation.
- the maximum clamping force that can be achieved with any size of the clamping plate devices is determined by the permissible maximum mounting prestressing force of the fastening element.
- HV screws can now also be used for high-strength screw connections.
- Such screws are, for example, shaft screws (with a geometrical standard thread according to DIN 13 part 13 and head dimensions of hexagon screws DIN 931) of class 10.9.
- every coupling part and in general every part of the fastening element can be made of the same material and, if necessary, with the same heat treatment as the above-mentioned cap screws of class 10.9.
- the top view of the clamping plate is preferably at least approximately square. It is then very dimensionally stable and easy to handle.
- a washer can be saved under the nut and thus overall height.
- the coupling part is designed as the head of the fastening element designed as a screw.
- the features of claim 4 lead to a particularly large support surface and thus a correspondingly low surface pressure with a high load capacity of the clamping plate device.
- the shape of the coupling part can be concave or convex. In any case, a relative pivoting of the clamping plate and the fastening element about a pivot axis parallel to the support runners is made possible within predetermined limits. Such pivoting is particularly desirable when the clamping height of the clamping plate changes.
- the embodiment according to claim 5 makes the clamping plate device statically determined even if relative swivels between the clamping plate and the fastening element occur in any direction during operation.
- inclinations of the fastening element and / or the clamping plate in relation to the theoretical installation position are permissible within certain limits.
- the shape of the coupling part can be concave or convex.
- the centering section can be kept particularly tight, although a sufficient pivoting of the clamping plate is still guaranteed.
- a relative pivoting on all sides can e.g. can be achieved by a double forging cone, each forging cone widening outwards from the centering section with the smallest clear width of the opening
- the cross section at risk is Clamping plate particularly secured in the area of particularly high bending stresses and notch effects by the support runners.
- the workpieces are preferably forged and then normalized and tempered. They then have a high toughness, which is highly desirable for practical operation of the clamping device, essentially over the entire cross section.
- Fig. 1 shows a clamping plate 1 with a first support runner 2 and a second support runner 3, which are rigidly connected to one another by a connecting part 4.
- An outer surface 5 of the connecting part 4 facing away from the lower support skids 2, 3 has a convex circular-cylindrical support zone 6, a longitudinal axis of the circular cylinder running parallel to the support skids 2, 3.
- the support zone 6 is laterally delimited by a stiffening rib 44 and 45, which run approximately at right angles to the support skids 2, 3 along longitudinal sides 10 and 11 of the clamping plate 1.
- the support zone 6, as also shown in FIG. 3, is formed only in a central region of the outer surface 5 and in this exemplary embodiment extends transversely to the support runners 2, 3 over approximately 39% of the outer surface 5.
- the connecting part 4 has an opening 7 which interrupts the support zone 6 and which is almost circular and slightly elongated.
- the opening 7 has a slightly larger extension in the direction of a longitudinal axis 8 of the clamping plate 1 than in the direction of a transverse axis 9 of the clamping plate 1.
- the clamping plate 1 is drop-forged and provided with end faces 12 and 13 in addition to the longitudinal sides 10, 11.
- the opening 7 is essentially formed by two partial openings, each having a semicircular cross-sectional area and longitudinal axes 14 and 15, which are spaced apart in the direction of the longitudinal axis 8 on both sides of the transverse axis 9 are located.
- Fig. 2 illustrates that the opening 7 is made in the forging process by an upper forging cone 16 and a lower forging cone 17, which merge into one another with their smaller end faces in the interior of the connecting part 4.
- Fig. 2 also shows that the support runners 2, 3 are linearly designed in order to achieve the largest possible support.
- the first support skid 2 is supported on a first part 20, e.g. the foot of a running rail.
- the first part 20 has a clamping height 21 which can vary depending on the design of the first part 20.
- the clamping plate 1 is also produced accordingly in suitable size gradations and installed with a relatively small permissible pivoting angle about the transverse axis 9.
- the first part 20 is carried by a second part 22, in this case a steel plate, on the surface of which the second support skid 3 is supported.
- the second part 22 can naturally be designed in a very different manner in a similar way to the first part 20, as long as it can absorb a bearing force 23 and - via the first part 20 lying thereon - a clamping force 24 without damage.
- a fastening element 26 designed as a hexagon screw, of a clamping plate device designated overall by 27.
- the longitudinal axis of the fastening element 26 ideally coincides with the vertical axis 19.
- FIG. 3 clearly shows the convex, circular-cylindrical design of the support zone 6 with a radius 28.
- a coupling part 30 of the fastening element 26 is in sliding contact.
- the coupling part 30 is provided on its underside with a concave circular cylindrical shape 31 which is complementary to the support zone 6 and abuts on the underside of a head 32 of the screw of the fastening element 26.
- a nut 33 of the fastening element 26 is supported on a lower surface of the second part 22 via a washer 34.
- the clamping plate 1 can be fixed in the desired manner together with the first part 20 on the second part 22.
- this determination can be made in different ways.
- so-called high-strength screw connections are used, in which an assembly pretensioning force 35 is generated in the elastic deformation area when the screw is tightened.
- the operating force opposed to the assembly preload 35 reduces the assembly preload 35 but the amount by the desired collateral is smaller than the assembly preload 35.
- the aforementioned relative pivoting between the clamping plate 1 and the screw of the fastening element 26 can be permitted in the clamping plate device 27 without the size of the supporting surface 29 thereby being reduced. Rather, there is only a relative sliding between the clamping plate 1 and the coupling part 30, so that the favorable large-area power transmission between these two parts is retained in full. Unfavorably high surface pressures between the two parts are therefore excluded even with the relative pivoting mentioned.
- Such relative pivots can also occur if, e.g. due to the uneven underside of the second part 22, the longitudinal axis of the screw of the fastening element 26 should enclose an angle with the vertical axis 19. Such angles are also absorbed by the circular cylindrical coupling of the clamping plate 1 with the coupling part 30 without impermissible loads and without the risk of permanent deformation of the clamping plate device 27.
- the clamping plate 1 can be designed with its stiffening ribs 44, 45 depending on the selection of the material, the manufacturing process and any subsequent heat treatment in such a way that it is extremely dimensionally stable and can withstand all operating stresses without breakage or permanent deformation.
- the endangered cross-section is located approximately in the area of the section line IV-IV, not least because of the notch effect on an end 36 of the opening 7 facing one of the first support skids 2 each stiffening rib 44, 45 in the region of the end 36 has its greatest vertical extension 46 at right angles to the outer surface 5. This results in a particularly large stiffening and strength increase in the area of the endangered cross section of the connecting part 4.
- each stiffening rib 44, 45 decreases from the greatest height extension 46 on both sides on the outer surface 5 to the support skids 2, 3 to zero.
- the cross-sectional configuration of the stiffening ribs 44, 45 can be seen sufficiently from FIGS. 2, 4 and 5.
- the opening 7 is double-conical not only in the direction of the longitudinal axis 8 (FIG. 1) but also transversely thereto in the direction of the transverse axis 9 (FIG. 1).
- This double conicity in the sense of the forged cones 16, 17 actually consists in the perforation all around, so that the aforementioned relative pivoting of the clamping plate 1 and screw of the fastening element 26 is correspondingly universal.
- This universal relative pivotability is of particular importance in the embodiments to be described later with a spherical coupling between the fastening element and the clamping plate.
- Fig. 6 shows that the coupling part 30 is approximately rectangular or square in plan view.
- the coupling part 30 is forged dimensionally stable in the die in the same way as the clamping plate 1 and therefore, as can also be seen in FIG. 3, has an upper forging cone 37 and a lower forging cone 38 in the region of an opening in a similar manner to the clamping plate 1 39 on.
- a concave circular cylindrical support zone 40 is provided in the outer surface 5 of the clamping plate 1 between the stiffening ribs 44, 45.
- the fastening element 26 is entered.
- the coupling part 41 has a complementary, convex, circular-cylindrical design and is molded directly onto the underside of the head 32, preferably by forging.
- the embodiment according to FIGS. 7 and 8 also has sufficient freedom of movement in the event of a relative pivoting between the clamping plate 1 and the fastening element 26. With such a relative pivoting, the coupling part 41 slides with its radius 28 in the support zone 40.
- a standard screw of the fastening element 26 according to FIG. 3 can also be used in the embodiment according to FIGS. 7 and 8.
- a coupling part 42 according to FIGS. 9 and 10 which is essentially rectangular or square in plan view, is available. This also has on its underside a convex circular cylindrical shape 43 complementary to the support zone 40 and the opening 39.
- the clamping plate 1 of the embodiment according to FIGS. 11 and 12 starts from the clamping plate 1 according to FIGS. 7 and 8.
- a coupling part 47 engages in the concave circular cylindrical support zone 40.
- the coupling part 47 is designed as a nut with a screw of Fastening element 26 is screwed.
- the coupling part 47 has on its underside a convex circular cylindrical shape 48 with the radius 28 which is complementary to the support zone 40.
- the fastening element 26 and the coupling part 47 are shown in broken lines in FIGS. 11 and 12 for clarification.
- the plan view according to FIG. 11 shows the essentially rectangular or square design of the formation 48 and the essentially rectangular or square design of the coupling part 47 as a whole.
- coupling part 47 On the coupling part 47, key surfaces can also be provided to facilitate assembly in the upper region, as will be explained later in connection with FIGS. 23 and 25.
- the coupling part 47 can also be supported laterally on the stiffening ribs 44, 45 and thus additionally secured against rotation relative to the clamping plate 1.
- the clamping plate 1 of the clamping plate device 27 is provided on the outer surface 5 between the stiffening ribs 44, 45 with a convex spherical support zone 49 with a spherical radius 50.
- a coupling part 51 with a concave spherical shape 52 complementary to the support zone 49 is in sliding contact.
- 15 is designed as an annular disk and drop-forged. The coupling part 51 abuts the underside of the head 32 of the screw of the fastening element 26 at the top.
- this spherical coupling of the clamping plate 1 and coupling part 51 allows the universal relative pivotability of these components of the clamping plate device 27.
- the clamping plate device In this way, 27 can be installed without constraint under all assembly conditions that occur in practice.
- the screw of the fastening element 26 is freed from undesirable bending moments and, with sufficient security, can be subjected to a correspondingly higher tensile load.
- the clamping plate 1 has a concave spherical support zone 53 at the upper end of the opening 7.
- the sphere radius 50 is entered in FIG. 17.
- a coupling part 54 is in sliding contact with the support zone 53 and is provided with a convex spherical shape 55 which is complementary to the support zone 53.
- the coupling part 54 is designed as an annular disk with a central opening 33 in FIG. 17 (FIG. 17).
- the clamping plate device 27 according to FIGS. 16 and 17 also allows universal relative pivoting between the clamping plate 1 and the coupling part 54.
- the coupling part 54 is stamped in the die and then tempered to the desired characteristic values.
- FIGS. 18 to 25 show several coupling parts, each of which is designed as a nut for a screw of the fastening element.
- the length of the fastening element can be saved, because an annular standard washer must generally be provided between a standard nut and the opposite component.
- the overall height of this standard disk is saved in an embodiment according to FIGS. 18 to 25.
- the coupling part 56 is preferably rectangular or square.
- a coupling part 59 is provided with a convex spherical shape 60 which is concentric with the internal thread 58.
- it is provided on its side facing away from the formation 60 with opposing key surfaces 61 and 62 for a wrench (not shown).
- the coupling parts 59, 63 can be configured to be round, square or rectangular or in some other suitable manner.
- the application example according to FIGS. 26 and 27 represents a so-called double-clamp with an intermediate plate.
- I-beams 67 and 68 cross at 90 °.
- a foot flange of the I-beam 67 forms the first part 20 for opposite clamping plates 1.
- a top flange of the I-beam 63 forms the first part 20 for opposite further clamping plates 1.
- the intermediate plate 69 each represents the second part 22.
- each fastening element 26 there are two clamping plates 1 which face each other with their underside and are rotated through 90 °.
- the two clamping plates 1 of each fastening element 26 are essentially aligned with one another in the axial direction, as the illustration at the top right in FIG. 27 illustrates.
- the intermediate plate 69 can be dimensioned correspondingly small.
- the intermediate plate 69 is clamped to the I-beam 67 with four clamping plates 1, while the I-beam 68 is clamped under the intermediate plate 69 with a further four clamping plates 1.
- the first parts 20 to be clamped are not drilled into here either. Bores 25 for the screws of the fastening elements 26 are only made in the intermediate plate 69.
- the clamping plate 1 is essentially designed in accordance with the embodiment according to FIGS. 1 to 5.
- the outer surface 5 is opposite to an inner surface 70 of the clamping plate 1.
- a stop projection 71 and 72 extends downward from the inner surface to each side of the opening 7.
- Each stop projection 71, 72 has one of the first support skids 2 facing stop surface 73.
- the stop surface 73 cooperates with an end surface 74 of the first part 20 according to FIGS. 30 and 31.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Klemmplattenvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Bei einer bekannten Klemmplattenvorrichtung dieser Art (US-A-1 024 127) dient die Klemmplatte 8 zur Festlegung eines Flansches 6 einer Eisenbahnschiene an einer Unterlagsplatte 7, die auf einer Holzschwelle aufliegt. Das Befestigungselement 14 ist als Holzschraube ausgebildet mit einem Vierkantkopf 16, unter dem ein konvex kugelförmiger Kupplungsteil 17 angeformt ist. Der Kupplungsteil 17 ruht in einer ringförmigen konkav kugelförmigen Abstützzone 12 der Klemmplatte 8 und zentriert die Klemmplatte. Am inneren Rand der Abstützzone 12 befindet sich eine Durchbrechung 13 mit beträchtlichem Spiel (Seite 1, Zeile 102, 103) gegenüber der Holzschraube 14. Die Klemmplatte 8 weist an ihrer Oberseite keine Versteifungsrippen auf. Die Stützkufe 10 der Klemmplatte 8 ist in ihrer Längsrichtung nach unten hin konvex gebogen (Fig. 5) und liegt daher nur in Punktberührung auf der Unterlagsplatte 7 auf. Anschlagvorsprünge 11 an der Klemmplatte 8 sollen deren Drehung im Betrieb einschränken.
- Bei einer an sich bekannten Klemmplattenvorrichtung (DE-A1- 26 26 808) ist die gesamte Außenfläche der Klemmplatte 10 als relativ gering gekrümmte Abstützzone 11 ausgebildet, auf der das scheibenförmige Kupplungsteil 12 gleitet. Entsprechend langgestreckt rechteckig ist die Durchbrechung 13 für die Befestigungsschraube 20 in der Klemmplatte 10. Je nach der Klemmhöhe des zu klemmenden ersten Teils 18 ändern sich die Abstände der Stützkufen 15,16 von der Längsachse der Befestigungsschraube 20 (vgl. Fig. 4 und 5). Dies ist nachteilig, weil sich die Klemmkraft an der ersten Stützstufe 15 und die Auflagerkraft an der zweiten Stützkufe 16 bei gegebener Montagevorspannkraft der Befestigungsschraube 20 entsprechend ändern. Zu geringe Klemmkraft oder zu geringe Auflagerkraft können aber zu unerwünschtem Lösen der Klemmplattenvorrichtung im Betrieb führen. Ferner ist die bekannte Klemmplatte 10 in der Draufsicht als schmales Rechteck ausgebildet (Fig. 2 und 3). Dies ist zumindest für diejenigen Einsatzfälle ungünstig, in denen zwei Klemmplatte um 90° zueinander verdreht auf einer gemeinsamen Befestigungsschraube sitzen und zwischen ihnen eine das gemeinsame zweite Teil darstellende Zwischenplatte angeordnet ist. Dann fluchten die Stützkufen jeder bekannten Klemmplatte nicht mit der anderen Klemmplatte, was an der Zwischenplatte zu Deformationsspannungen und zu entsprechend reichlicher Dimensionierung führt.
- Aus der DE-A- 1 400 882 ist eine Klemmplatte 4 an sich bekannt, auf deren gerundeter Auflagefläche 10 die Mutter 6 einer Befestigungsschraube 5 unmittelbar mit Linienberührung aufliegt. Das führt entlang der Berührungslinie zu Spannungsspitzen und bleibenden Verformungen an der Auflagefläche und/oder der Mutter. Die Verformung und/oder Abflachung an der Auflagefläche führt zum Lösen der Mutter durch Nachlassen der Vorspannung. Aus der Praxis sind Fälle bekannt, bei welchen sich durch Erschütterungen oder den Betrieb einer mit Klemmverbindungen ausgerüsteten Anlage die Muttern vollends lösten und herabfielen, so daß die Klemmung unwirksam wurde. Außerdem ergeben sich bei größeren Klemmhöhen (Abb. 3) unerwünschte Biegebeanspruchungen der Befestigungsschraube 5.
- Bei anderen, an sich bekannten Klemmplattenvorrichtungen (in der Bundesrepublik Deutschland geliefert durch die PHB Weserhütte Aktiengesellschaft, D-5000 Köln) besteht die Klemmplatte aus dem Baustahl mit dem DIN-Kurznamen St 60 oder aus dem Vergütungsstahl mit dem DIN-Kurznamen C 45 und der Werkstoff-Nr. 1.0503 gemäß dem Nachschlagewerk "Stahlschlüssel", Verlag Stahlschlüssel Wegst GmbH, D-7142 Marbach, 14. Auflage 1986, Seite 25 bis 28. Das Befestigungselement weist eine Sechskantschraube und als Kupplungsteil eine kreisringförmige Scheibe gemäß DIN 7349 oder DIN 7989 auf. Auch hier steht die Scheibe mit der Abstützzone der Klemmplatte zu beiden Seiten der Durchbrechung nur in Linienberührung. Dies kann bei der Montage und im Betrieb durch wechselnde Lasten zu bleibenden und auch zu weiterführenden Formänderungen der Scheibe und/oder der Abstützzone und damit zu einer Beeinträchtigung der Klemmverbindung führen. Die Verformung und/oder Abflachung an der Auflagefläche führt zum Lösen der Mutter durch Nachlassen der Vorspannung. Aus der Praxis sind Fälle bekannt, bei welchen sich durch Erschütterungen oder den Betrieb einer mit Klemmverbindungen ausgerüsteten Anlage die Muttern vollends lösten und herabfielen, so daß die Klemmung unwirksam wurde.
- Aus der US-A- 3 164 323 ist es an sich bekannt, die in der Draufsicht langgestreckte Klemmplatte 18 federnd auszubilden. Das Befestigungselement weist einen Schienenanker 16 auf, der die Klemmplatte 18 durchdringt. Eine Spezialmutter 28 mit unterseitigen, über Kreuz angeordneten, konkaven Ausnehmungen 29 (Fig. 9) dient als Kupplungselement zwischen dem Schienenanker 16 und der Klemmplatte 18. Beim Anziehen der Mutter 28 weicht die Klemmplatte 18 für jede Ausnehmung 29 federnd nach unten aus, bis eine ausreichende Vorspannkraft erreicht ist und die Mutter 28 mit einer ihrer Ausnehmungen 29 auf der konvexen Auswölbung der Klemmplatte 18 sitzt. Dadurch wird die Mutter gegen Lösen gesichert.
- Aus der US-A- 2 161 259 ist es an sich bekannt, den Kopf 9 einer Befestigungsschraube 3 an einer ebenen Fläche der Klemmplatte 1 abzustützen. Die Außenfläche der Klemmplatte 1 weist eine U-förmig umlaufende, verhältnismäßig niedrige und dünne Wand 8 auf, deren Aufgabe es ist, ein Mitdrehen des Kopfes 9 beim Anziehen oder Lösen der Befestigungsschraube 3 zu verhindern.
- Aus der DE-C2- 33 38 257 ist eine Klemmvorrichtung für die Befestigung von Schienen einer Hängebahn an einer Deckenkonstruktion an sich bekannt. Die Klemmvorrichtung besteht aus einem schräg zur Schiene mit einem Langloch 5 verschiebbaren Klemmkörper 1, einem das Langloch 5 durchdringenden Gewindebolzen 3 und einer speziellen, durch eine Mutter 4 des Gewindebolzens 3 an den Klemmkörper 1 anpreßbaren Klemmscheibe 21. Biegebeanspruchungen des Gewindebolzens 3 sollen weitestgehend vermieden werden. Dazu sind die einander gegenüberliegenden ringförmigen Flächen 4b, 21a der Mutter 4 und der Klemmscheibe 21 komplementär sphärisch ausgebildet.
- Eine gleichwirkende Anordnung ist aus der DE-A1-34 12 213 an sich bekannt.
- Aus der US-A- 3 206 123 ist es an sich bekannt, die Flansche 6 einer Schiene mit federnden Clips 11 aus Blech an einer Schwelle 1 festzulegen. Die äußere Stützkufe 17 jedes Clips 11 ist kreiszylindrisch gerollt und ruht in einem speziellen, komplementären Lager 4 der Schwelle. Jeder Clip 11 weist an seiner Unterseite zwei quer zur Schiene verlaufende Versteifungsrippen 21 und Sicherungslappen 19 zur Drehsicherung auf.
- Aus der US-A-1 279 725 ist es an sich bekannt, die Flansche einer Schiene A an einer Unterlagsplatte 5 einer Schwelle B festzulegen. Eine spezielle Unterlegscheibe 19 wird durch eine Hohlschraube 32 axial belastet und stützt sich nur einseitig auf dem Schienenflansch ab. Die Unterlegscheibe 19 ist unten mit einem Stutzen 23 in einer Bohrung 9 der Unterlagsplatte 5 und einer Buchse 11 der Schwelle B geführt und weist oben radiale Versteifungsrippen 28 auf.
- Aus der US-A-2 175 453 ist es an sich bekannt, den Flansch eines I-Trägers 20 mit einer Platte 22 durch eine Klemmplatte 2 miteinander zu verbinden. Eine ebene Unterlegscheibe 30 einer Sechskantschraube 26 liegt auf einer ringförmigen Erhebung der Klemmplatte 2 auf und wird durch eine handelsübliche Sechskantmutter 32 belastet.
- Aus der US-A-2 132 572 ist eine Klemmplatte 13;14 an sich bekannt, die außen einen in Längsrichtung durchgehenden Kanal 15 aufweist. Der Kanal 15 besitzt eine ebene Bodenfläche (Fig. 4), auf der sich eine das Befestigungselement 10 umgebende, die Mutter 11 sichernde Schraubenfeder 12 abstützt. Schwenkungen der Klemmplatte relativ zu dem Befestigungselement sind nicht vorgesehen, wohl aber relative Einstellungen in Längsrichtung (Fig. 1), die durch den Eingriff der Stützkufen 17 in Nuten 8 der Unterlagsplatte 2 definiert sind. Um diese Einstellungen zu ermöglichen, ist in der Bodenfläche des Kanals 15 ein ausreichender langer Schlitz 16 vorgesehen. Der Kanal 15 ist in Querrichtung außen jeweils durch eine sich nach oben erstreckende Versteifungsrippe begrenzt.
- Aus der US-A-1 358 535 ist es an sich bekannt, eine Klemmplatte 11 um eine zu der Schiene 8 parallele Achse schwenken zu lassen, um die Schiene seitlich relativ zu einer Unterlagsplatte 6 zu verschieben. Die Klemmplatte 11 ist dazu mit einer in Querrichtung verhältnismäßig langen Durchbrechung 12 für das Befestigungselement 10 versehen. Die Klemmplatte 11 weist außen einen konkaven Sitz 19 für eine gerundete Fläche 20 einer Mutter 21 des Befestigungselements 10 auf.
- Aus der US-A-2 553 950 ist es an sich bekannt, eine Klemmplatte 16 einerseits mit einem unteren Fortsatz 21 in einer schlüssellochartigen Durchbrechung 15,15a,15b einer Unterlegsplatte 11 und andererseits mit einer Stützkufe 22 auf einem Schienenfuß 13 abzustützen. Die Klemmplatte 16 ist zur Anpassung weder schwenkbar noch quer zur Schiene 10 verschiebbar. Sie weist außen eine geneigte Sitzfläche 24 für eine an dem Befestigungselement 18 abgestützte Schraubenfeder 17 auf.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei der eingangs erwähnten Klemmplattenvorrichtung auch bei durch das Befestigungselement erzeugten verhältnismäßig hohen Vorspannkräften Formänderungen und insbesondere bleibende Formänderungen der Klemmplattenvorrichtung weitestgehend zu vermeiden und über den gesamten Klemmhöhen-Einstellbereich der Klemmplatte die Abstände der Stützkufen von der Längsachse des Befestigungselements zumindest annähernd konstant zu halten.
- Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorzugsweise ist das Kupplungsteil als eine zwischen dem Befestigungselement und der Klemmplatte angeordnete, in der Draufsicht rechteckige oder zumindest annähernd quadratische Scheibe ausgebildet. Auch mit der örtlich begrenzten Abstützzone kann die Flächenpressung zwischen dem Befestigungselement und der Klemmplatte auf unkritischen Werten gehalten werden. Bleibende Verformungen sind damit ausgeschlossen. Es ergibt sich der zusätzliche Vorteil, daß die Stützabstände von den Stützkufen zur Längsachse des Befestigungselements für alle Klemmhöhen annähernd gleich und dadurch die Klemmkräfte für die beiden zu verbindenden Teile ebenfalls für jedes dieser Teile gleich groß und über den gesamten Klemmhöhenbereich im wesentlichen konstant sind. Die örtliche Begrenzung der Abstützzone und die verhältnismäßig kleine Durchbrechung in der Klemmplatte führen dazu, daß in vorteilhafter Weise die Stützkufen jeweils durchgehend ausgebildet werden können. Die relativ kleine Durchbrechung ergibt eine entsprechend günstig vergrößerte Abstützzone. Das geringe Spiel zwischen Befestigungselement und Durchbrechung ist so bemessen, daß es die Relativschwenkung der Klemmplatte im Betrieb ohne Berührung mit dem Befestigungselement zuläßt. Zur Erzielung besonderer Festigkeit und Formstabilität sind die Klemmplatte und das Kupplungsteil vorzugsweise im Gesenk geschmiedet. Dank der Versteifungsrippen kann ohne Beeinträchtigung der Festigkeit und Formstabilität das Verbindungsteil der Klemmplatte verhältnismäßig dünn und/oder schmal und/oder kurz ausgebildet sein und/oder verhältnismäßig geringes Gewicht aufweisen.
- Solche Klemmplattenvorrichtungen dienen vorzugsweise zum Hochhängen von Lasten. Zum Beispiel werden Stahlkonstruktionen als Trag- und Führungskonstruktionen für Förderanlagen, Bühnen, Lifte, stationäre oder verschiebbare Maschinenbaugruppen und dergleichen unter Gebäude-oder Hallendecken, an denen weder gebohrt noch angeschweißt werden darf, geklemmt. Entsprechend der im Betrieb zu erwartenden maximalen Traglast (Betriebskraft) wird aus einer Reihe verfügbarer Größen der Klemmplattenvorrichtungen (z.B. für Sechskantschrauben der Größen M10, M12, M16, M20 und M24) die passende Größe ausgesucht. Die mit jeder Größe der Klemmplattenvorrichtungen erzielbare maximale Klemmkraft wird durch die zulässige maximale Montagevorspannkraft des Befestigungselements bestimmt. Die Erfindung gestattet es, besonders hohe Traglasten sicher zu klemmen, weil auch entsprechend hohe Klemmkräfte innerhalb der Klemmplattenvorrichtung ohne bleibende Formänderungen übertragen werden können. Es können jetzt auch sogenannte HV-Schrauben für hochfeste Schraubenverbindungen eingesetzt werden. Solche Schrauben sind z.b. Schaftschrauben (mit geometrischem Regelgewinde nach DIN 13 Teil 13 und Kopfabmessungen von Sechskantschrauben DIN 931) der Klasse 10.9. Eine solche Schraube der Klasse 10.9 und der Größe M16 läßt sich z.B. bei µG =0,12 als mittlerer Reibungszahl im Gewinde mit einem maximalen Anziehdrehmoment von 290 Nm anziehen, was zu einer maximalen Montagevorspannkraft von 110 kN führt. Immerhin darf die Betriebskraft an einer so vorgespannten Klemmplattenvorrichtung maximal 80 kN betragen. Selbst bei einer derart hohen Betriebskraft bietet die vorgespannte Klemmplattenvorrichtung noch erhebliche Sicherheiten. Eine solche hochfeste Klemmverbindung schafft die Möglichkeit, auch größte Lasten durch Klemmung sicher hochzuhängen. Grundsätzlich kann jedes Kupplungsteil und allgemein jeder Bestandteil des Befestigungselements aus dem gleichen Werkstoff und ggf. mit der gleichen Warmbehandlung wie die vorerwähnten Schaftschrauben der Klasse 10.9 gefertigt sein. Vorzugsweise ist die Klemmplatte in der Draufsicht zumindest annähernd quadratisch ausgebildet. Sie ist dann sehr formstabil und läßt sich leicht handhaben. In den zuvor erwähnten Einsatzfällen, bei denen zwei Klemmplatten um 90° zueinander verdreht auf gegenüberliegenden Seiten einer Zwischenplatte angeordnet werden, fluchten diese Klemmplatten im wesentlichen axial miteinander und verursachen daher nur minimale Deformationsspannungen in der Zwischenplatte, die entsprechend sparsamer dimensioniert werden kann.
- Gemäß Anspruch 2 bleibt man in allen Fällen immer noch unter der zulässigen Flächenpressung zwischen dem Kupplungsteil und der Abstützzone. Es ergeben sich sehr sichere Klemmverbindungen, weil auch bei unterschiedlichen Klemmhöhen an der ersten Stützkufe das einmal gewählte Verhältnis von Auflagerkraft und Klemmkraft weitestgehend erhalten bleibt. Man kann daher mit gewünschter Sicherheit auch HV-Schrauben einsetzen und für diese HV-Schrauben Tabellen für einheitliche und höchste Klemmwerte für den Einsatzfall unter Anwendung der weltweit zugelassenen DIN 18 800, Teil 1, oder DIN 15018 aufstellen.
- Gemäß Anspruch 3 kann eine Scheibe unter der Mutter und damit Bauhöhe eingespart werden. Gleiches gilt, wenn das Kupplungsteil als Kopf des als Schraube ausgebildeten Befestigungselements gestaltet ist.
- Die Merkmale des Anspruchs 4 führen zu einer besonders großen Abstützfläche und damit entsprechend geringer Flächenpressung bei hoher Belastbarkeit der Klemmplattenvorrichtung. Dabei kann die Ausformung des Kupplungsteils konkav oder konvex sein. In jedem Fall wird in vorher bestimmten Grenzen eine Relativschwenkung der Klemmplatte und des Befestigungselements um eine zu den Stützkufen parallele Schwenkachse ermöglicht. Eine solche Schwenkung ist insbesondere bei sich ändernder Klemmhöhe der Klemmplatte wünschenswert.
- Die Ausbildung gemäß Anspruch 5 macht die Klemmplattenvorrichtung auch dann statisch bestimmt, wenn Relativschwenkungen zwischen der Klemmplatte und dem Befestigungselement in irgendeiner Richtung im Betrieb auftreten. Dabei sind in bestimmten Grenzen Neigungen des Befestigungselements und/oder der Klemmplatte gegenüber der theoretischen Einbaulage zulässig. Auch hier kann die Ausformung des Kupplungsteils konkav oder konvex sein.
- Gemäß Anspruch 6 kann der Zentrierabschnitt besonders eng gehalten werden, wobei dennoch eine ausreichende Schwenkmöglichkeit der Klemmplatte gewährleistet ist. Eine allseitige Relativschwenkung kann z.B. durch einen doppelten Schmiedekonus erreicht werden, wobei sich jeder Schmiedekonus von dem Zentrierabschnitt mit der kleinsten lichten Weite der Durchbrechung nach außen hin erweitert
- Gemäß Anspruch 7 ergibt sich eine besonders intensive Versteifungswirkung für die Klemmplatte.
- Gemäß Anspruch 8 ist der gefährdete Querschnitt der Klemmplatte im Bereich besonders hoher Biegebeanspruchungen und Kerbwirkung durch die Stützkufen besonders abgesichert.
- Die Merkmale des Anspruchs 9 führen zu einer optimierten Ausgestaltung der Versteifungsrippen.
- Gemäß Anspruch 10 werden die Werkstücke vorzugsweise geschmiedet und anschließend normalisiert und vergütet. Sie weisen dann eine für den praktischen Betrieb der Klemmvorrichtung höchst wünschenswerte hohe Zähigkeit im wesentlichen über den gesamten Querschnitt auf.
- Mit den Merkmalen des Anspruchs 11 läßt sich eine Drehung der Klemmplatte relativ zu dem ersten Teil und dem zweiten Teil bei der Montage und im Betrieb weitestgehend verhindern.
- Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Es zeigt:
- Fig. 1 die Draufsicht auf eine erste Ausführungsform einer Klemmplatte mit konvex kreiszylindrischer Abstützzone und Versteifungsrippen,
- Fig. 2 die Stirnansicht gemäß Linie II-II in Fig. 1,
- Fig. 3 die Schnittansicht nach Linie III-III in Fig. 1 mit den übrigen Bestandteilen einer Klemmplattenvorrichtung und dem ersten und zweiten Teil,
- Fig. 4 die Schnittansicht nach Linie IV-IV in Fig. 3,
- Fig. 5 die Schnittansicht nach Linie V-V in Fig. 1,
- Fig. 6 die Draufsicht auf die Scheibe gemäß Linie VI-VI in Fig. 3,
- Fig. 7 die Draufsicht auf eine andere Ausführungsform der Klemmplatte mit konkav kreiszylindrischer Abstützzone und Versteifungsrippen,
- Fig. 8 den Längsschnitt gemäß Linie VIII-VIII in Fig. 7 mit einer Schraube mit speziellem Schraubenkopf,
- Fig. 9 die Draufsicht auf eine alternativ für die Klemmplatte gemäß Fig. 7 und 8 mit einer Normschraube verwendbare Scheibe,
- Fig. 10 die Schnittansicht nach Linie X-X in Fig. 9,
- Fig. 11 die Draufsicht auf eine andere Ausführungsform der Klemmplatte mit konkav kugelförmiger Abstützzone und Versteifungsrippen,
- Fig. 12 den Längsschnitt gemäß Linie XII-XII in Fig. 11 mit zusätzlich angedeuteter Schraube und zu der Abstützzone komplementärer Mutter,
- Fig. 13 die Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform der Klemmplatte mit konvex kugelförmiger Abstützzone und Versteifungsrippen,
- Fig. 14 den Längsschnitt gemäß Linie XIV-XIV in Fig. 13,
- Fig. 15 die Draufsicht auf eine Scheibe gemäß Linie XV-XV in Fig. 14,
- Fig. 16 die Draufsicht auf eine wiederum andere Ausführungsform der Klemmplatte mit konkav kugelförmiger Abstützzone und Versteifungsrippen,
- Fig. 17 den Längsschnitt gemäß Linie XVII-XVII in Fig. 16 mit angedeutetem Befestigungselement und komplementärer Scheibe,
- Fig. 18, 20, 22 und 24 jeweils eine Seitenansicht einer besonderen Ausführungsform einer Mutter der Klemmplattenvorrichtung,
- Fig. 19 den Längsschnitt gemäß Linie XIX-XIX in Fig. 18,
- Fig. 21 den Längsschnitt gemäß Linie XXI-XXI in Fig. 20,
- Fig. 23 den Längsschnitt gemäß Linie XXIII-XXIII in Fig 22,
- Fig. 25 den Längsschnitt gemäß Linie XXV-XXV in Fig. 24,
- Fig. 26 die Ansicht nach Linie XXVI-XXVI in Fig. 27 einer sogenannten Träger-Doppelklemmung mit einer Zwischenplatte,
- Fig. 27 die Schnittansicht nach Linie XXVII-XXVII in Fig. 26,
- Fig. 28 die Schnittansicht nach Linie XXVIII-XXVIII in Fig. 29 durch eine weitere Ausführungsform der Klemmplatte mit unterseitigen Anschlagvorsprüngen,
- Fig. 29 die Schnittansicht nach Linie XXIX-XXIX in Fig. 28,
- Fig. 30 schematisch zwei extreme Montagefälle der Klemmplatte gemäß Fig. 28 und 29 und
- Fig. 31 die Draufsicht auf Fig. 30.
- Fig. 1 zeigt eine Klemmplatte 1 mit einer ersten Stützkufe 2 und einer zweiten Stützkufe 3, die durch einen Verbindungsteil 4 starr miteinander verbunden sind. Eine von den unterwärtigen Stützkufen 2, 3 abgewandte Außenfläche 5 des Verbindungsteils 4 weist eine konvex kreiszylindrische Abstützzone 6 auf, wobei eine Längsachse des Kreiszylinders parallel zu den Stützkufen 2, 3 verläuft. Die Abstützzone 6 ist seitlich durch jeweils eine Versteifungsrippe 44 und 45 begrenzt, die etwa rechtwinklig zu den Stützkufen 2,3 entlang Längsseiten 10 und 11 der Klemmplatte 1 verlaufen. Die Abstützzone 6 ist, wie auch Fig. 3 zeigt, nur in einem mittleren Bereich der Außenfläche 5 ausgebildet und erstreckt sich in diesem Ausführungsbeispiel quer zu den Stützkufen 2,3 etwa über 39% der Außenfläche 5.
- Der Verbindungsteil 4 weist eine die Abstützzone 6 unterbrechende Durchbrechung 7 auf, die fast kreisförmig und geringfügig langlochartig ausgebildet ist. Die Durchbrechung 7 weist in Richtung einer Längsachse 8 der Klemmplatte 1 eine geringfügig größere Erstreckung auf als in Richtung einer Querachse 9 der Klemmplatte 1. Die Klemmplatte 1 ist im Gesenk geschmiedet und außer mit den Längsseiten 10, 11 mit Stirnseiten 12 und 13 versehen.
- In der Praxis ist die Durchbrechung 7 im wesentlichen durch zwei Teildurchbrechungen mit jeweils halbkreisförmiger Querschnittsfläche und Längsachsen 14 und 15 ausgebildet, die sich in Richtung der Längsachse 8 zu beiden Seiten der Querachse 9 in einem Abstand voneinander befinden.
- Fig. 2 verdeutlicht, daß die Durchbrechung 7 im Schmiedeverfahren durch einen oberen Schmiedekonus 16 und einen unteren Schmiedekonus 17 hergestellt wird, die mit ihren kleineren Stirnflächen im Inneren des Verbindungsteils 4 ineinander übergehen. An diesem Übergang befindet sich ein im Anschluß an das Schmieden als gestanzte Gratnaht ausgebildeter Zentrierabschnitt 18 von verhältnismäßig geringer Erstreckung in Richtung einer zentralen Hochachse 19 der Klemmplatte 1.
- Fig. 2 zeigt auch, daß zueckmäßigerweise die Stützkufen 2,3 linear ausgebildet sind, um eine möglichst großflächige Abstützung zu erzielen.
- Gemäß Fig. 3 stützt sich die erste Stützkufe 2 an einem ersten Teil 20, z.B. dem Fuß einer Laufschiene, ab. Das erste Teil 20 weist eine Klemmhöhe 21 auf, die je nach Ausbildung des ersten Teils 20 variieren kann. Entsprechend variabel wird auch die Klemmplatte 1 in geeigneten Größenabstufungen hergestellt und mit verhältnismäßig geringem zulässigem Schwenkwinkel um die Querachse 9 eingebaut.
- Das erste Teil 20 wird von einem zweiten Teil 22, in diesem Fall einer Stahlplatte, getragen, auf dessen Oberfläche sich die zweite Stützkufe 3 abstützt. Das zweite Teil 22 kann naturgemäß in ähnlicher Weise wie das erste Teil 20 in sehr unterschiedlicher Weise ausgebildet sein, solange es eine Auflagerkraft 23 und - über das aufliegende erste Teil 20 - eine Klemmkraft 24 schadlos aufnehmen kann.
- Durch die Durchbrechung 7 der Klemmplatte 1 und eine Bohrung 25 des zweiten Teils 22 erstreckt sich ein als Sechskantschraube ausgebildetes Befestigungselement 26 einer insgesamt mit 27 bezeichneten Klemmplattenvorrichtung. Die Längsachse des Befestigungselements 26 fällt im Idealfall mit der Hochachse 19 zusammen. Abweichungen treten, wie erwähnt, erst dann auf, wenn sich aus Änderungen der Klemmhöhe 21 eine Schwenkung der Klemmplatte 1 um die zweite Stützkufe 3 und damit eine Relativschwenkung zu dem Befestigungselement 26 ergibt. Solche Relativschwenkungen sind nur begrenzt in dem durch die Geometrie der Durchbrechung 7 definierten Rahmen möglich.
- Fig. 3 zeigt deutlich die konvex kreiszylindrische Ausbildung der Abstützzone 6 mit einem Radius 28. Längs eines Teils der Abstützzone 6, nämlich an einer kreiszylindrischen Abstützfläche 29, steht ein Kupplungsteil 30 des Befestigungselements 26 in Gleitberührung. Das Kupplungsteil 30 ist dazu an seiner Unterseite mit einer zu der Abstützzone 6 komplementären, konkav kreiszylindrischen Ausformung 31 versehen und liegt oben an der Unterseite eines Kopfes 32 der Schraube des Befestigungselements 26 an. Eine Mutter 33 des Befestigungselements 26 stützt sich über eine Scheibe 34 an einer Unterfläche des zweiten Teils 22 ab. Wenn die Mutter 33 und/oder der Kopf 32 der Schraube angezogen wird, läßt sich die Klemmplatte 1 in der gewünschten Weise zusammen mit dem ersten Teil 20 an dem zweiten Teil 22 festlegen. Je nach Art des Befestigungselements 26 kann diese Festlegung in unterschiedlicher Weise erfolgen. Vorzugsweise wird, insbesondere bei höheren zu klemmenden Lasten, mit sogenannten hochfesten Schraubenverbindungen gearbeitet, bei denen beim Anziehen der Schraube eine Montagevorspannkraft 35 im elastischen Verformungsbereich erzeugt wird. Die der Montagevorspannkraft 35 entgegengerichtete Betriebskraft mindert die Montagevorspannkraft 35, ist aber vom Betrag her um die geuünschten Sicherheiten kleiner als die Montagevorspannkraft 35.
- Dank der kreiszylindrischen Ausbildung der Abstützzone 6 können bei der Klemmplattenvorrichtung 27 die vorerwähnten Relativschwenkungen zwischen der Klemmplatte 1 und der Schraube des Befestigungselements 26 zugelassen werden, ohne daß dadurch die Größe der Abstützfläche 29 abnimmt. Vielmehr tritt dabei nur eine Relativgleitung zwischen der Klemmplatte 1 und dem Kupplungsteil 30 ein, so daß die günstig großflächige Kraftübertragung zwischen diesen beiden Teilen in vollem Umfang erhalten bleibt. Ungünstig hohe Flächenpressungen zwischen den beiden Teilen sind daher auch bei der erwähnten Relativschwenkung ausgeschlossen. Solche Relativschwenkungen können sich im übrigen auch dann ergeben, wenn, z.B. aufgrund unebener Unterseite des zweiten Teils 22, die Längsachse der Schraube des Befestigungselements 26 einen Winkel mit der Hochachse 19 einschließen sollte. Auch solche Winkel werden durch die kreiszylindrische Kupplung der Klemmplatte 1 mit dem Kupplungsteil 30 ohne unzulässige Belastungen und ohne die Gefahr bleibender Verformungen der Klemmplattenvorrichtung 27 aufgefangen.
- Die Klemmplatte 1 kann mit ihren Versteifungsrippen 44,45 in Abhängigkeit von der Auswahl des Werkstoffs, des Herstellungsverfahrens und einer eventuellen nachfolgenden Warmbehandlung derart gestaltet werden, daß sie extrem formstabil ist und allen Betriebsbeanspruchungen ohne Bruch oder bleibende Verformung standhält. Bei der in Fig. 3 dargestellten Querschnittsausbildung der Klemmplatte 1 befindet sich etwa im Bereich der Schnittlinie IV-IV der gefährdete Querschnitt, nicht zuletzt aufgrund von Kerbwirkung an einem der ersten Stützkufe 2 zugewandten Ende 36 der Durchbrechung 7. Deshalb weist jede Versteifungsrippe 44,45 im Bereich des Endes 36 ihre größte Höhenerstreckung 46 rechtwinklig zu der Außenfläche 5 auf. Dadurch ergibt sich im Bereich des gefährdeten Querschnitts des Verbindungsteils 4 eine besonders große Versteifung und Festigkeitssteigerung. Entsprechend den Biegebeanspruchungen der Klemmplatte 1 nimmt jede Versteifungsrippe 44,45 von der größten Höhenerstreckung 46 nach beiden Seiten an der Außenfläche 5 bis zu den Stützkufen 2,3 auf Null ab. Die Querschnittsausgestaltung der Versteifungsrippen 44, 45 ist aus den Fig. 2, 4 und 5 hinreichend zu erkennen.
- In Fig. 5 ist zu erkennen, daß die Durchbrechung 7 nicht nur in Richtung der Längsachse 8 (Fig. 1), sondern auch quer dazu in Richtung der Querachse 9 (Fig. 1) doppelkonisch ausgebildet ist. Diese doppelte Konizität im Sinne der Schmiedekonen 16, 17 besteht tatsächlich in der Durchbrechung ringsum, so daß entsprechend universell die vorerwähnte Relativschwenkung von Klemmplatte 1 und Schraube des Befestigungselements 26 ermöglicht ist. Diese universelle Relativschwenkbarkeit hat besondere Bedeutung bei den später zu beschreibenden Ausführungsformen mit kugeliger Kupplung zwischen dem Befestigungselement und der Klemmplatte.
- Fig. 6 zeigt, daß das Kupplungsteil 30 in der Draufsicht etwa rechteckig oder quadratisch gestaltet ist. Das Kupplungsteil 30 ist in der gleichen Weise wie die Klemmplatte 1 formstabil im Gesenk geschmiedet und weist daher, wie auch in Fig. 3 zu erkennen ist, in ähnlicher Weise wie die Klemmplatte 1 einen oberen Schmiedekonus 37 und einen unteren Schmiedekonus 38 im Bereich einer Durchbrechung 39 auf.
- In allen Zeichnungsfiguren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszahlen versehen.
- Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 7 und 8 ist in der Außenfläche 5 der Klemmplatte 1 zwischen den Versteifungsrippen 44,45 eine konkav kreiszylindrische Abstützzone 40 vorgesehen. In diesen Figuren ist, wiederum gestrichelt, das Befestigungselement 26 eingetragen. In diesem Fall ist das Kupplungsteil 41 komplementär konvex kreiszylindrisch ausgebildet und unmittelbar an die Unterseite des Kopfes 32, vorzugsweise durch Schmieden, angeformt.
- Im Betrieb hat auch die Ausführungsform nach Fig. 7 und 8 ausreichenden Bewegungsspielraum bei einer Relativschwenkung zwischen Klemmplatte 1 und dem Befestigungselement 26. Bei einer solchen Relativschwenkung gleitet das Kupplungsteil 41 in der Abstützzone 40 mit ihrem Radius 28.
- Anstelle des in die Schraube integrierten Kupplungsteils 41 kann bei der Ausführungsform nach den Fig. 7 und 8 auch eine Normschraube des Befestigungselements 26 entsprechend Fig. 3 verwendet werden. In diesem Fall steht ein in der Draufsicht im wesentlichen rechteckiges oder quadratisches Kupplungsteil 42 gemäß den Fig. 9 und 10 zur Verfügung. Dieses besitzt ebenfalls an seiner Unterseite eine zu der Abstützzone 40 komplementäre, konvex kreiszylindrische Ausformung 43 und die Durchbrechung 39.
- Die Klemmplatte 1 des Ausführungsbeispiels nach den Fig. 11 und 12 geht aus von der Klemmplatte 1 gemäß den Fig. 7 und 8. In die konkav kreiszylindrische Abstützzone 40 greift ein Kupplungsteil 47 ein. Das Kupplungsteil 47 ist als Mutter ausgebildet, die mit einer Schraube des Befestigungselements 26 verschraubt ist. Das Kupplungsteil 47 weist an seiner Unterseite eine zu der Abstützzone 40 komplementäre, konvex kreiszylindrische Ausformung 48 mit dem Radius 28 auf. Das Befestigungselement 26 und das Kupplungsteil 47 sind in den Fig. 11 und 12 zur Verdeutlichung gestrichelt eingetragen. In der Draufsicht nach Fig. 11 erkennt man die im wesentlichen rechteckige oder quadratische Ausbildung der Ausformung 48 und die im wesentlichen rechteckige oder quadratische Ausgestaltung des Kupplungsteils 47 insgesamt. An dem Kupplungsteil 47 können zur Erleichterung der Montage im oberen Bereich noch Schlüsselflächen vorgesehen sein, wie dies später im Zusammenhang mit den Fig. 23 und 25 erläutert werden wird. Das Kupplungsteil 47 kann ferner seitlich an den Versteifungsrippen 44, 45 abgestützt und damit zusätzlich gegen Drehung relativ zu der Klemmplatte 1 gesichert sein.
- Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 13 und 14 ist die Klemmplatte 1 der Klemmplattenvorrichtung 27 an der Außenfläche 5 zwischen den Versteifungsrippen 44,45 mit einer konvex kugelförmigen Abstützzone 49 mit einem Kugelradius 50 versehen. Mit der Abstützzone 49 steht ein Kupplungsteil 51 mit einer zu der Abstützzone 49 komplementären, konkav kugelförmigen Ausformung 52 in Gleitberührung. Das Kupplungsteil 51 ist gemäß Fig. 15 als ringförmige Scheibe ausgebildet und im Gesenk geschmiedet. Das Kupplungsteil 51 liegt oben an der Unterseite des Kopfes 32 der Schraube des Befestigungselements 26 an.
- Wie zuvor schon angedeutet, gestattet diese kugelförmige Kupplung von Klemmplatte 1 und Kupplungsteil 51 die universelle relative Schwenkbarkeit dieser Bestandteile der Klemmplattenvorrichtung 27. Die Klemmplattenvorrichtung 27 kann auf diese Weise unter allen in der Praxis auftretenden Montagebedingungen zwängungsfrei montiert werden. Insbesondere ist die Schraube des Befestigungselements 26 von unerwünschten Biegemomenten befreit und bei ausreichender Sicherheit entsprechend höher auf Zug belastbar.
- Die Klemmplatte 1 gemäß den Fig. 16 und 17 ist wiederum mit Versteifungsrippen 44,45 versehen. Die Klemmplatte 1 weist eine konkav kugelförmige Abstützzone 53 am oberen Ende der Durchbrechung 7 auf. Der Kugelradius 50 ist in Fig. 17 eingetragen. Mit der Abstützzone 53 steht ein Kupplungsteil 54 in Gleitberührung, das mit einer zu der Abstützzone 53 komplementären, konvex kugelförmigen Ausformung 55 versehen ist.
- Wie in Fig. 16 gestrichelt angedeutet, ist das Kupplungsteil 54 als in der Draufsicht ringförmige Scheibe mit zentraler Durchbrechung 33 (Fig. 17) ausgebildet.
- Auch die Klemmplattenvorrichtung 27 gemäß Fig. 16 und 17 gestattet universelle relative Schwenkung zwischen der Klemmplatte 1 und dem Kupplungsteil 54. Das Kupplungsteil 54 ist im Gesenk geschlagen und anschließend auf die gewünschten Kennwerte vergütet.
- Die Fig. 18 bis 25 zeigen mehrere Kupplungsteile, die jeweils als Mutter für eine Schraube des Befestigungselements ausgebildet sind. Grundsätzlich kann man mit dieser Ausbildung Baulänge des Befestigungselements sparen, weil nämlich zwischen einer Normmutter und dem gegenüberliegenden Bauteil in der Regel eine ringförmige Normscheibe vorzusehen ist. Die Bauhöhe dieser Normscheibe wird bei einer Ausgestaltung gemäß den Fig. 18 bis 25 eingespart.
- In den Fig. 18 und 19 sieht man ein Kupplungsteil 56 mit konkav kreiszylindrischer Ausformung 57 und Innengewinde 58. In der Draufsicht ist das Kupplungsteil 56 vorzugsweise rechteckig oder quadratisch.
- Die Fig. 20 und 21 zeigen das schon im Zusammenhang mit Fig. 12 erläuterte Kupplungsteil 47.
- Gemäß den Fig. 22 und 23 ist ein Kupplungsteil 59 mit einer zu dem Innengewinde 58 konzentrischen, konvex kugelförmigen Ausformung 60 versehen. Um bei Montage und Demontage des zugehörigen Befestigungselements ein Mitdrehen des Kupplungsteils 59 zu verhindern, ist dieses an seiner von der Ausformung 60 abgewandten Seite mit gegenüberliegenden Schlüsselflächen 61 und 62 für einen nicht gezeichneten Schraubenschlüssel versehen.
- Die Fig. 24 und 25 zeigen ein Kupplungsteil 63 mit einer zu dem Innengewinde 58 konzentrischen, konkav kugelförmigen Ausformung 64. Auch hier sind Schlüsselflächen 61, 62 als Montage- und Demontagehilfe vorgesehen.
- In der Draufsicht können die Kupplungsteile 59, 63 rund, quadratisch oder rechteckig oder in anderer geeigneter Weise ausgestaltet werden.
- Das Anwendungsbeispiel nach den Fig. 26 und 27 stellt eine sogenannte Träger-Doppelklemmung mit einer Zwischenplatte dar. Hierbei kreuzen sich I-Träger 67 und 68 unter 90°. Ein Fußflansch des I-Trägers 67 bildet jeweils das erste Teil 20 für gegenüberliegende Klemmplatten 1. In ähnlicher Weise bildet ein Kopfflansch des I-Trägers 63 jeweils das erste Teil 20 für gegenüberliegende weitere Klemmplatten 1. Für alle Klemmplattenvorrichtungen 27 stellt die Zwischenplatte 69 jeweils das zweite Teil 22 dar.
- Auf der Schraube jedes Befestigungselements 26 sitzen zwei mit ihrer Unterseite gegeneinander gekehrte und um 90° gegeneinander verdrehte Klemmplatten 1. Die obere Klemmplatte 1 greift an dem I-Träger 67 und die untere Klemmplatte 1 jeweils an dem I-Träger 68 an.
- Wegen der annähernd quadratischen Ausbildung der Klemmplatten 1 fluchten die beiden Klemmplatten 1 jedes Befestigungselements 26 in axialer Richtung im wesentlichen miteinander, wie die Darstellung rechts oben in Fig. 27 verdeutlicht. Dadurch werden nur äußerst geringe Deformationsspannungen in die Zwischenplatte 69 eingeleitet, so daß die Zwischenplatte 69 entsprechend gering dimensioniert werden kann.
- Bei den Fig. 26 und 27 wird also die Zwischenplatte 69 mit vier Klemmplatten 1 an den I-Träger 67 angeklemmt, während der I-Träger 68 mit weiteren vier Klemmplatten 1 unter die Zwischenplatte 69 geklemmt wird. Wie in allen Anwendungen dieser Klemmplattenvorrichtungen 27 werden die zu klemmenden ersten Teile 20 auch hier nicht angebohrt. Bohrungen 25 für die Schrauben der Befestigungselemente 26 sind lediglich in der Zwischenplatte 69 angebracht.
- Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 28 bis 31 ist die Klemmplatte 1 im wesentlichen entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 5 ausgebildet. Der Außenfläche 5 liegt eine Innenfläche 70 der Klemmplatte 1 gegenüber. Von der Innenfläche erstreckt sich zu jeder Seite der Durchbrechung 7 ein Anschlagvorsprung 71 und 72 nach unten. Jeder Anschlagvorsprung 71, 72 weist eine der ersten Stützkufe 2 zugewandte Anschlagfläche 73 auf. Die Anschlagfläche 73 wirkt jeweils mit einer Stirnfläche 74 des ersten Teils 20 gemäß den Fig. 30 und 31 zusammen.
- In den Fig. 30 und 31 sind zur Verdeutlichung zwei erste Teile 20 mit stark unterschiedlicher Klemmhöhe gegenüber dem zugehörigen zweiten Teil 22 abgebildet. Bei dem in Fig. 30 gezeigten ersten Teil 20 mit der größeren Klemmhöhe ergibt sich die maximale Schwenkung der Klemmplatte 1 um die waagerechte Querachse 9 (Fig. 1) im Uhrzeigersinn. Dabei liegt die Anschlagfläche 73 mit nur noch einem geringen Zwischenraum der Stirnfläche 74 gegenüber. Dieser Zustand ist in den Fig. 30 und 31 mit voll ausgezogenen Linien dargestellt. Beim Festziehen des Befestigungselements 26 und bei im Betrieb auftretenden Schwingungen kann die Klemmplatte 1 sich daher praktisch überhaupt nicht mehr um die zentrale Hochachse 19 drehen. Günstig wirkt sich hierbei der Zentrierabschnitt 18 aus, der verhindert, daß die Klemmplatte 1 relativ zu dem Befestigungselement 26 seitlich ausweicht, und es dann doch noch zu einer unerwünschten Drehung der Klemmplatte 1 kommen könnte.
- In den Fig. 30 und 31 ist mit strichpunktierten Linien ein anderer Grenzfall dargestellt, bei dem das erste Teil 20 nur eine minimale Klemmhöhe aufweist. In diesem Fall würde sich ein verhältnismäßig großer Spalt zwischen der Anschlagfläche 73 und der Stirnfläche 74 ergeben was zu der aus Fig. 31 ersichtlichen maximalen Drehung der strichpunktierten Klemmplatte um die zentrale Hochachse 19 führen kann. Diese maximale Drehung ist aber immer noch zur Erzielung oder Aufrechterhaltung einer sicheren Klemmverbindung geeignet.
Claims (11)
- Klemmplattenvorrichtung (27) mit einer metallischen Klemmplatte (1) zur lösbaren Befestigung eines ersten Teils (20) an einem das erste Teil (20) tragenden zweiten Teil (22),
wobei die Klemmplatte (1) mit einer sich an dem ersten Teil (20) abstützenden ersten Stützkufe (2) und einer sich an dem zweiten Teil (22) abstützenden zweiten Stützkufe (3) und mit einem die Stützkufen (2,3) starr miteinander verbindenden Verbindungsteil (4) versehen ist,
wobei eine von den Stützkufen (2,3) abgewandte Außenfläche (5) des Verbindungsteils (4) eine ein Befestigungselement (26) der Klemmplattenvorrichtung (27) abstützende, gekrümmte Abstützzone (6;40;49;53) aufweist,
wobei ein metallisches Kupplungsteil (30;41;42;47;51; 54;56;53;63) des Befestigungselements (26) mit einer zu der Abstützzone (6;40;49;53) komplementär gekrümmten Ausformung (31;43;48;52;55;57;60; 64) mit der Abstützzone (6;40;49;53) längs einer Abstützfläche (29) in Gleitberührung steht,
wobei der Verbindungsteil (4) eine die Abstützzone (6;40; 49;53) unterbrechende Durchbrechung (7) zur Aufnahme des Befestigungselements (26) aufweist,
wobei die Durchbrechung (7) derart bemessen ist, daß sie eine begrenzte Relativschwenkung von Klemmplatte (1) und Befestigungselement (26) gestattet,
und wobei die Abstützzone (6;40;49; 53) nur in einem mittleren Bereich der Außenfläche (5) des Verbindungsteils (4) ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechung (7) mit einem nur geringes Spiel gegenüber dem Befestigungselement (26) aufweisenden Zentrierabschnitt (18) versehen ist,
daß die Durchbrechung (7), ausgehend von dem Zentrierabschnitt (18), in Richtung der Längsachse (19) des Befestigungselements (26) zunehmend erweitert (16,17) ist,
daß die Klemmplatte (1) und das Kupplungsteil (30;41; 42;47;51;54;56;59;63) so ausgebildet sind, daß sie sich im Betrieb zumindest annähernd formstabil verhalten,
und daß sich von der Außenfläche (5) des Verbindungsteils (4) wenigstens eine Versteifungsrippe (44,45) nach außen erstreckt und zumindest annähernd rechtwinklig zu den Stützkufen (2,3) verläuft. - Klemmplattenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß - quer zur Längserstreckung der Stützkufen (2,3) gesehen - die Abstützzone (6) sich nur etwa über 25 bis 60 % der Außenfläche (5) erstreckt.
- Klemmplattenvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsteil (47;56; 59;63) als Mutter ausgebildet ist, die mit dem als Schraube ausgebildeten Befestigungselement (26) verschraubt ist.
- Klemmplattenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützzone (6;40) und die Ausformung (31;43;48;57) komplementär kreiszylindrisch ausgebildet sind, wobei die Längsachse des Kreiszylinders parallel zu und im Abstand von den Stützkufen (2,3) verläuft.
- Klemmplattenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützzone (43) konvex kugelförmig und die Ausformung (52;55;60; 64) komplementär konkav kugelförmig ausgebildet sind.
- Klemmplattenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechung (7) sich von ihrem Zentrierabschnitt (18) nach beiden Seiten hin erweitert (16,17).
- Klemmplattenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß je eine Versteifungsrippe (44,45) entlang Längsseiten (10,11) der Klemmplatte (1) zumindest annähernd rechtwinklig zu den Stützkufen (2,3) verläuft.
- Klemmplattenvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede Versteifungsrippe (44,45) im Bereich eines der ersten Stützkufe (2) zugewandten Endes (36) der Durchbrechung (7) ihre größte Höhenerstreckung (46) rechtwinklig zu der Außenfläche (5) aufweist.
- Klemmplattenvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede Versteifungsrippe (44,45) von der größten Höhenerstreckung (46) nach beiden Seiten bis zu den Stützkufen (2,3) auf Null abnimmt.
- Klemmplattenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmplatte (1) und/oder das Kupplungsteil (30;41;42;47;51;54;56; 59;63;66) im Gesenk geschmiedet ist und aus normalisiertem und vergütetem Stahl mit dem DIN-Kurznamen 45 Cr 2 und der Werkstoff-Nr. 1.7005 gemäß dem Nachschlagewerk "Stahlschlüssel", 14. Auflage 1986, Seite 41 bis 44, besteht.
- Klemmplattenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich von einer der Außenfläche (5) gegenüberliegenden Innenfläche (70) der Klemmplatte (1) zu jeder Seite der Durchbrechung (7) ein Anschlagvorsprung (71,72) erstreckt, der mit dem ersten Teil (20,73) zusammenwirkt, um bei der Montage und im Betrieb eine Drehung der Klemmplatte (1) relativ zu den Teilen (20,22) zumindest annähernd zu verhindern.
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