PL188637B1 - Klamra - Google Patents

Abstract

1. Klamra, z belka poprzeczna, polaczona za pomoca polaczenia srubowego zwlaszcza z jednym lub wieksza liczba lezacych jeden w drugim profilo- wych elementów obudowy i majaca na kazdym kon- cu belki poprzecznej po jednym okraglym otworze na srube, której nakretka jest umieszczona u spodu belki poprzecznej, przy czym kazda nakretka ma czasze kulista z powierzchnia stykowa, która tworzy przegub z powierzchnia stykowa utworzona na spo- dzie belki poprzecznej, do przenoszenia bez momen- tu obrotowego sil skrecajacych na gwintowany trzpien sruby, przy czym czesc nieruchoma tego przegubu tworzy belka poprzeczna, z tym ze po- wierzchnia stykowa belki poprzecznej skojarzona z powierzchnia stykowa czaszy kulistej umozliwia wyrównanie przekoszenia belki poprzecznej wzgle- dem elementów profilowych obudowy za pomoca luzu ruchowego sruby we wszystkie strony w belce poprzecznej, znamienna tym, ze przez dogniatanie kazdego otworu (19) belki poprzecznej (1) nad górna powierzchnia (39) belki poprzecznej w kazdym jej otworze (19) jest utworzona stozkowa po- wierzchnia (44), a skierowana ku górze krawedz (45) kazdego jej otworu (19) jest swobodna wzgledem gwintowanego trzpienia sruby (20). FIG 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest klamra z belką poprzeczną, połączoną za pomocą połączenia śrubowego zwłaszcza z jednym lub większą liczbą leżących jeden w drugim profilowych elementów obudowy i mającą na każdym swoim końcu po jednym otworze na śrubę, której nakrętka jest umieszczona u spodu tej belki poprzecznej.

Wynalazek dotyczy przede wszystkim obudowy chodników w przemyśle górniczym. Klamry służą tam nie tylko do spinania wkładanych jeden w drugi końców rynnowych elementów obudowy, lecz ponadto również do podwieszania urządzeń chodnikowych za pomocą cięgieł, a zwłaszcza łańcuchów, do mocowania których na klamrze, belka poprzeczna ma możliwość ich zaczepienia mniej więcej pośrodku między wybraniami pod śruby, zwykle śruby hakowe, obejmujące profilowe elementy obudowy. Chociaż tego rodzaju klamry stosuje się także do przenoszenia obciążeń statycznych obudowy chodnika, spowodowanych na przykład ciężarem rurociągów, kabli itp., muszą one być przewidziane również dla obciążeń dynamicznych, pochodzących w szczególności od podwieszonych szyn kolejowych, zwłaszcza tworzących tor jednoszynowej kolei wiszącej. Te obciążenia wywołują szczególnie duże siły, zwłaszcza, kiedy kolej jest używana do transportu tarcz obudowy, przy czym dodatkowo obciążenia te są krytyczne. Dlatego obciążalność klamer w zastosowaniu do obciążeń statycznych, wynosząca na przykład 50 kN, ulega przy zastosowaniu do obciążeń dynamicznych zmniejszeniu do na przykład 30 kN. Nie jest to jednak wystarczające, i dlatego dla obciążeń dynamicznych wymaga się teraz także obciążalności wynoszącej 50 kN.

Z tego względu, iż klamry są stosowane z reguły na podatnej obudowie chodnika, zaopatrzonej w kształtowniki korytkowe o ciężarach metra bieżącego na przykład 34, 40 kg/m i więcej, stosuje się do jej ześrubowania w regularnych odstępach śruby z łbami hakowymi, mające część walcową z gwintem sięgającą do podwójnie zakrzywionego trzonu hakowego, którego hak opiera się na kołnierzu profilowego elementu obudowy. Skutkiem działania karbu w gwincie odcinki gwintowane są w razie wystąpienia sił złożonych naprężone bardzo mocno. Stąd wynikają stosunkowo duże wymiary śrub a zwłaszcza rdzeni gwintów śrub z łbami hakowymi.

Z DE 32 00 085 Al są znane tego typu klamry, które między innymi dla uniknięcia w śrubach takich sił złożonych, spowodowanych przenoszeniem przez śruby sił przy dokręcaniu połączenia śrubowego, są zaopatrzone w otwory, tak zwane wzdłużne, w belce poprzecznej, rozmieszczone w niej tak, że ich oś wzdłużna lezy na wzdłużnej osi belki. Osiąga się przez to możliwość przesuwania gwintowanych odcinków śrub w podłużnych otworach belki poprzecznej a zwłaszcza stosowania jednakowo wykonanych belek poprzecznych do mających różne ciężary na metr bieżący profilowego elementu obudowy. Z drugiej strony wynika z tego często tak zwane „przekoszenie” czyli skośne ustawienie nakrętek, a wskutek tego niedostateczny styk powierzchni pierścieniowej, jaką każda nakrętka musi się opierać na spodzie belki poprzecznej, głównie na wzdłużnych krawędziach podłużnego otworu. Podłużne ponadto otwory wymuszają stosunkowo dużą długość belki poprzecznej tego rodzaju klamer, co jest niepożądane z powodu nie tylko nadmiernego zużycia materiału, ale też występuje tu pod ziemią utrudniony prawidłowy montaż.

W przeciwieństwie do rozwiązań znanych ze stanu techniki według wynalazku opracowano klamrę z belką poprzeczną, połączoną za pomocą połączenia śrubowego zwłaszcza z jednym lub większą liczbą leżących jeden w drugim profilowych elementów obudowy i mającą na każdym końcu belki poprzecznej po jednym okrągłym otworze na śrubę, której nakrętka jest umieszczona u spodu belki poprzecznej, przy czym każda nakrętka ma czaszę kulistą z powierzchnią stykową, która tworzy przegub z powierzchnią stykową utworzoną na spodzie belki poprzecznej, do przenoszenia bez momentu obrotowego sił skręcających na gwintowany trzpień śruby, przy czym część nieruchomą tego przegubu tworzy belka poprzeczna, z tym ze powierzchnia stykowa belki poprzecznej skojarzona z powierzchnią stykową czaszy kulistej umożliwia wyrównanie przekoszenia belki poprzecznej względem elementów profilowych obudowy za pomocą luzu ruchowego śruby we wszystkie strony w belce poprzecznej, która charakteryzuje się tym, że przy dogniataniu każdego otworu belki poprzecznej nad górną powierzchnią belki poprzecznej w każdym jej otworze jest utworzona stożkowa powierzchnia, a skierowana ku górze krawędź każdego jej otworu jest swobodna względem gwintowanego trzpienia śruby.

188 637

Według wynalazku, nakrętki połączeń śrubowych, dzięki ich wykonaniu w postaci jednej części konstrukcyjnej wraz z kołnierzem pierścieniowym, służą, nie tylko do przenoszenia sił połączenia śrubowego na dolnej części belki poprzecznej, lecz także stanowią ruchomą część przegubu obrotowego, który nie może przenosić żadnych momentów i dlatego również nie wyzwala żadnych złożonych sił reakcji w rdzeniu gwintu śruby. Przy współpracy z dolną częścią belki poprzecznej nakrętki tego typu wykorzystują belkę poprzeczną jako nieruchomą, stacjonarną część swoich przegubów. Dlatego mieszcząc się zakresie luzu dla ruchu w przegubach, ciężary elementów mogą być różne przy użyciu tej samej belki poprzecznej bez zmniejszenia wytrzymałości śrub tak, że nawet coraz większym ciężarze profilowych elementów nie ma potrzeby przedłużania belki poprzecznej. Niezależnie od tego nakrętki obciążają połączenie śrubowe, to znaczy gwinty śrub, tylko na rozciąganie. Z tego względu, że przeguby połączenia śrubowego mają ze wszystkich stron luz dla ruchu śrub w belce poprzecznej, a zatem przeguby połączenia śrubowego uzyskują swobodę ruchu na wszystkie strony nie tylko można uwzględniać różne odstępy śrub, wymuszone przez różny ciężar profilowych elementów obudowy, lecz również można kompensować błędy w ustawieniu belki poprzecznej względem dna rynnowego elementu obudowy bez naruszenia całości odcinków gwintowanych.

Dzięki temu, że powierzchnie stykowe są powierzchniami obrotowymi, wykonanymi jako wklęsłe powierzchnie w belce poprzecznej i jako wypukłe powierzchnie w postaci czasz kulistych na kołnierzach nakrętek i dzięki wykonaniu nakrętek jako jednej części konstrukcyjnej ich odcinki z powierzchniami do chwytania kluczem, jak też kołnierze pierścieniowe z powierzchniami stykowymi przegubu, nie mają możliwości przemieszczania się i skośnego ustawienia względem siebie, dzięki czemu śruby są zabezpieczone przed wszelkimi szkodliwymi skutkami takich przemieszczeń.

Wynalazek umożliwia umieszczenie powierzchni styku przegubów, na których opierają się nakrętki swoimi powierzchniami stykowymi, w wybraniach w postaci okrągłych otworów, obejmujących gwintowane odcinki śrub. Zatem dzięki temu, ze obszary styku parami powierzchni stykowych z powierzchniami oporowymi przegubów znajdują się w okrągłych otworach belki poprzecznej, a luz dla ruchu przegubów występuje nad wklęsłymi powierzchniami w postaci czasz kulistych, nie trzeba stosować podłużnych otworów, w związku z czym unika się ich wad. W znanych rozwiązaniach konstrukcyjnych przy przekoszeniach belki poprzecznej i/lub jej złącza śrubowego pierścieniowe powierzchnie nakrętek przylegają niecałkowicie, co prowadzi do znacznych nacisków powierzchniowych ze wszystkimi ujemnymi skutkami dla elementów konstrukcyjnych takiego znanego urządzenia.

Korzystnie wklęsłe powierzchnie w postaci czasz kulistych są utworzone od spodu belki poprzecznej, ponieważ kuliste części powierzchni stykowych stykają się z dolną częścią belki poprzecznej, wskutek czego grubość tej belki może być niewielka. Dzięki temu jest możliwe zastosowanie belki wykonanej z jednego wykroju blaszanego, kształtowanego następnie na krawędziarce dla uzyskania kształtu w postaci litery U. Dzięki temu nie trzeba stosować stosunkowo drogich i ciężkich belek poprzecznych kutych albo walcowanych.

Korzystnie powierzchnie stykowe jako wypukłe powierzchnie w postaci czasz kulistych są uformowane na zewnętrznych pierścieniowych powierzchniach kołnierzy pierścieniowych nakrętek.

Korzystnie kołnierze pierścieniowe nakrętek mają przylegający do powierzchni „pod klucz” odcinek walcowy i połączoną z nim powierzchnię w postaci czaszy kulistej. Ten odcinek walcowy z reguły przechodzi w stożek ścięty z wewnętrznym gwintem walcowym, stanowiącym końcowy fragment gwintu nakrętki.

Pod obciążeniami dynamicznymi dochodzi także do drgań w belce poprzecznej, przenoszących się na połączenie śrubowe. Korzystnie jest zatem, zapobiegać powodowanemu przez drgania niezamierzonemu odkręcaniu się nakrętki, pociągającemu za sobą poluzowanie połączenia śrubowego i dlatego nakrętki śrub są według wynalazku ukształtowane jako samozakleszczające. Ma to duże znaczenie, w przypadku, gdy profilowe elementy obudowy są wsuwane na nakładkę i przy tym „zaskakują” one zwłaszcza, gdy klamra jest sama odsądzoną na nakładkę. Korzystnie zatem nakrętki mają żebra na powierzchni w postaci czaszy kulistej

188 637 tworzące samozakleszczenie tych nakrętek, ponieważ do tego jest potrzebne, bez żadnych dodatkowych środków, jedynie dodatkowe ukształtowanie przegubu na powierzchni styku.

Korzystnie żebra są rozmieszczone jako rozchodzące się promieniście z osi środkowej gwintowanej wewnętrznej powierzchni walcowej nakrętek.

Korzystnie wklęsłe powierzchnie pierścieniowych kołnierzy nakrętek w stosunku do powierzchni oporowych w otworach belki poprzecznej są tak dobrane względem siebie, że przy dociąganiu nakrętek wypukłe nakrętek wrzynają się we wklęsłe powierzchnie w postaci czasz kulistych.

Wynalazek nie ogranicza się jednak do powierzchni w postaci czaszy kulistej, gdyż jest możliwe wykorzystanie również powierzchni w kształcie powierzchni stożka albo stożka ściętego. Można też uzyskać korzystniejsze ale trudniejsze do wykonania wklęsłe powierzchnie w postaci czasz kulistych, wyoblone z otworów belki poprzecznej ponad górną stroną belki poprzecznej w taki sposób, że krawędzie znajdują się w odstępie od walca obwiedniowego gwintu, uniemożliwiającym obciążanie gwintu przez te krawędzie w zakresie luzu na ruch w przegubach.

Korzystnie przy dociskaniu powierzchni w postaci czasz kulistych, wklęsłej i wypukłej, otwory walcowe są tak zniekształcone, że krawędzie w górnej strefie przebiegają stożkowo względem krawędzi w dolnej strefie belki poprzecznej.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia klamrę w pierwszym przykładzie wykonania w widoku z góry, fig. 2 belkę poprzeczną z fig. 1 w widoku czołowym, fig. 3 - klamrę w drugim przykładzie wykonania, fig. 4 - belkę poprzeczną z fig. 2 w widoku czołowym, fig. 5 - nakrętkę połączenia śrubowego w widoku z boku i dwóch widokach z góry.

Klamra, pokazana na fig. 1, jest przedstawiona po prawej stronie rysunku na elemencie obudowy, mającym postać rynny a po lewej stronie rysunku na nakładce końców dwóch jednakowych profilowych elementów obudowy. Klamra ma belkę poprzeczną 1, stanowiącą poprzeczkę zwykle w kształcie litery „U” wykonaną drogą przeróbki plastycznej z wielokątnego wykroju z blachy. Oba kołnierze 2 i 3 mają po jednym otworze 4 i 5. Oba otwory są rozmieszczone naprzeciw siebie w jednej linii tak, że można przez nie przesunąć sworzeń, dający możliwość zaczepienia zawiesia ciężaru. Wykrój z blachy ma wybranie 6 usytuowane zasadniczo w środku, tworzące dwie przeciwległe łapy 7 i 8, które razem z brzegami wybrania tworzą podporę pod dno 9 profilowego elementu obudowy z rozbieżnymi kołnierzami o swobodnych brzegach, wzmocnionych pasami 12. W obszarze nakładania są włożone jeden w drugi dwa identyczne profilowe elementy 14 i 15 obudowy, wspierające się wzajemnie swoimi kołnierzami.

Na każdym końcu 17 i 18 dna belki poprzecznej znajduje się otwór 19 na śrubę 20. Każda z tych śrub ma gwintowany trzpień 21 z łączącym się z nim wygięciem 22 skierowanym na zewnątrz, przechodzącym w trzon 23 haka. Pod grzbietem 24 haka jest przewidziana powierzchnia stykowa 25' stanowiąca oparcie dla pasa 12 przyporządkowanego kołnierza 11 profilowego elementu obudowy. Powierzchnia stykowa 25' znajduje się za wierzchołkiem 26 haka.

Gwintowany trzpień 21 służy do nakręcania nań nakrętki 27, opierającej się o spód 28 belki poprzecznej.

Obie nakrętki stosowane do belki poprzecznej, jak i części współpracujące z tymi nakrętkami mająjednakowe kształty.

W ślad za tym, każda nakrętka tworzy jako jedna całość element konstrukcyjny zespolony z kołnierzem pierścieniowym 29, który jest przyporządkowany do spodu 28 belki poprzecznej. Powierzchnia pierścieniowa 30 kołnierza pierścieniowego 29 tworzy powierzchnię stykową wykonanej jako jedna całość z zespołem nakrętki ruchomej części przegubu 31, służącego do przenoszenia bez momentu obrotowego sił skręcających przy łączeniu połączenia gwintowego na gwintowany trzpień 21 śruby 20. Natomiast część nieruchomą przegubu tworzy otwór w belce poprzecznej 1.

Oba przeguby 31 opisanego połączenia gwintowego pozwalają na swobodę ruchu śrub 20 w belce poprzecznej 1 we wszystkie strony. Kojarzenie powierzchni stykowych 25 w pary z powierzchniami oporowymi 16 następuje na powierzchniach w postaci czasz kulistych.

188 637

Styki parami powierzchni stykowych 25 z powierzchniami oporowymi 16 przegubów 31 znajdują się na brzegach okrągłych otworów 19 na każdym z końców 17 i 18 belki poprzecznej. Luz przegubów w cylindrycznych przestrzeniach otworów 19 jest dobrany tak, że w zakresie ruchu przegubów nie jest możliwe zetknięcie gwintów na śrubach ze ściankami otworów.

Kołnierze 29 nakrętek przylegają od zewnątrz do walcowych odcinków nakrętek 36 z gwintem wewnętrznym, mających powierzchnie 35 „pod klucz”. Same kołnierze mają odcinek walcowy 37, stanowiący występ kołnierzowy wystający nad powierzchnie 35 „pod klucz”. Z odcinkiem walcowym 37 jest połączona powierzchnia stykowa 25.

W środkowej części rysunku fig. 5 pokazano nakrętki wykonane jako nakrętki samozakleszczające. Samozakleszczenie nakrętek zrealizowano za pomocą żeber 52 znajdujących się na powierzchni w postaci czaszy kulistej, tworzącej powierzchnię stykową 25 i wychodzących promieniowo z osi środkowej 50 gwintowanej wewnętrznej powierzchni walcowej nakrętek.

Żebra 52 na powierzchniach w postaci czasz kulistych mają wysokość tak dobraną względem wysokości powierzchni oporowych 16 w otworach 19 w belce poprzecznej, że przy dociąganiu nakrętek 27 mogą wcinać się w powierzchnie oporowe 16.

Belka poprzeczna 1 jest wytłoczką blaszaną na gorąco w kształcie litery' „U” mająca mostek na obu końcach, którego znajdują się przelotowe otwory 19 o kołowym przekroju poprzecznym. Otwory są otoczone występami skierowanymi do góry i symetrycznymi względem osi 38 z utworzeniem wklęsłej powierzchni 39 w postaci czaszy kulistej nieruchomej części obrotowego przegubu 31, którego część ruchomą stanowi utworzona przez pokazaną na fig. 5 wypukłą powierzchnię 40 każdej nakrętki 27, w postaci czaszy kulistej, mającej promień R o początku, leżącym na osi środkowej 50 nakrętki.

Przy tłoczeniu brzegów otworu 19 sama z siebie powstaje skierowana w górę wypływka 43, która nieoczekiwanie tworzy wklęsłą albo stożkową powierzchnię 44 odwróconą względem powierzchni oporowej 16. Jest to znaczną korzyścią, ponieważ krawędź 45 powierzchni 44 zachowuje przez to ze wszystkich stron odstęp od odcinka 46 nad trzonem gwintowanym 21 odpowiedniej śruby, odpowiadający jej skrętowi w przegubie obrotowym. Ten luz ruchowy sprawia, że krawędź 55 nie obciąża trzonu na zginanie i dzięki temu uwalnia śrubę od działania na nią złożonych sił, na działanie których jest ona wrażliwa, co w przeciwnym przypadku mogłoby grozić zerwaniem z powodu oddziaływania karbu w jej gwincie.

Wklęsła powierzchnia może być w innym przykładzie wykonania wynalazku wytłoczona ponad powierzchnię górną belki poprzecznej na taką wysokość, że przy obciążeniach ukośnych nastąpi oparcie jej brzegu wprawdzie na odcinku 46, ale nie na gwintowanym trzonie 21. Ponieważ odcinek jest pozbawiony karbów, więc nie występuje w tym przypadku osłabienie wytrzymałości.

W przykładzie wykonania wynalazku pokazanym na fig. 1 i 2 powierzchnie oporowe 16 są ukształtowane w otworach 19.

188 637

FIG.4

FIG.5

188 637

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (10)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Klamra, z belką poprzeczną, połączoną za pomocą połączenia śrubowego zwłaszcza z jednym lub większą liczbą leżących jeden w drugim profilowych elementów obudowy i mającą na każdym końcu belki poprzecznej po jednym okrągłym otworze na śrubę, której nakrętka jest umieszczona u spodu belki poprzecznej, przy czym każda nakrętka ma czaszę kulistą z powierzchnią stykową, która tworzy przegub z powierzchnią stykową utworzoną na spodzie belki poprzecznej, do przenoszenia bez momentu obrotowego sił skręcających na gwintowany trzpień śruby, przy czym część nieruchomą tego przegubu tworzy belka poprzeczna, z tym że powierzchnia stykowa belki poprzecznej skojarzona z powierzchnią stykową czaszy kulistej umożliwia wyrównanie przekoszenia belki poprzecznej względem elementów profilowych obudowy za pomocą luzu ruchowego śruby we wszystkie strony w belce poprzecznej, znamienna tym, że przez dogniatanie każdego otworu (19) belki poprzecznej (1) nad górną powierzchnią (39) belki poprzecznej w każdym jej otworze (19) jest utworzona stożkowa powierzchnia (44), a skierowana ku górze krawędź (45) każdego jej otworu (19) jest swobodna względem gwintowanego trzpienia śruby (20).
2. 2. Klamra według zastrz. 1, znamienna tym, że powierzchnie stykowe (25) jako wypukłe powierzchnie czasz kulistych są uformowane na zewnętrznych pierścieniowych powierzchniach kołnierzy pierścieniowych (29) nakrętki.
3. 3. Klamra według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że kołnierze pierścieniowe (29) nakrętek mają przylegający do po wierzchni (35) „pod klucz” odcinek walcowy (36) i połączoną z nim powierzchnię czaszy kulistej.
4. 4. Klamra według zastrz. 2, znamienna tym, że nakrętki śrub są ukształtowane jako samozakleszczające.
5. 5. Klamra według zastrz. 3, znamienna tym, że nakrętki śrub są ukształtowane jako samozakleszczaj ące.
6. 6. Klamra według zastrz. 4 albo 5, znamienna tym, że na krętki mają żebra (52) na powierzchni w postaci czaszy kulistej tworzące samozakleszczenie tych nakrętek.
7. 7. Klamra według zastrz. 6, znamienna tym, że żebra (52) są rozmieszczone jako rozchodzące się promieniście z osi środkowej (50) gwintowanej wewnętrznej powierzchni walcowej nakrętek.
8. 8. Klamra według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że powierzchnie stykowe (25) jako wypukłe powierzchnie czasz kulistych kołnierzy pierścieniowych (29) nakrętki w stosunku do powierzchni oporowych (16) w otworach belki poprzecznej są tak dobrane względem siebie, że przy dociąganiu nakrętek (27) powierzchnie stykowe (25) w postaci czasz kulistych kołnierzy pierścieniowych (29) nakrętki wrzynają się w powierzchnie oporowe (16).
9. 9. Klamra według zastrz. 3, znamienna tym, że powierzchnie stykowe (25) jako wypukłe powierzchnie czasz kulistych kołnierzy pierścieniowych (29) nakrętki w stosunku do powierzchni oporowych (16) w otworach belki poprzecznej są tak dobrane względem siebie, że przy dociąganiu nakrętek (27) powierzchnie stykowe (25) w postaci czasz kulistych kołnierzy pierścieniowych (29) nakrętki wrzynają się w powierzchnie oporowe (16).
10. 10. Klamra według zastrz. 6, znamienna tym, że powierzchnie stykowe (25) jako wypukłe powierzchnie czasz kulistych kołnierzy pierścieniowych (29) nakrętki w stosunku do powierzchni oporowych (16) w otworach belki poprzecznej są tak dobrane względem siebie, że przy dociąganiu nakrętek (27) powierzchnie stykowe (25) w postaci czasz kulistych kołnierzy pierścieniowych (29) nakrętki wrzynają się w powierzchnie oporowe (16).

    * * *

    188 637