Klemmkupplung
Die Erfindung betrifft eine Kupplung zum Verbinden eines Rohres mit einem weiteren Element, insbesondere einem Rohr, und werden derartige sich kreuzende Rohre unter einem rechten Winkel miteinander verbunden, so handelt es sich um eine Normalkupplung.
Derartige Klemmkupplungen dienen im Gerüstbau zur schnell auf- und abbaubaren kraftschlüssigen Verbindung von Rohren, insbesondere Stahlrohren. Die Klemmkupplungen bestehen in der Regel aus einem sogenannten Sattelstück, mit dessen Hilfe beispielsweise das Querrohr am Standrohr aufgesattelt wird und zwei an jeweils einer Seite der Sattelstücke verschwenkbar angeschlossenen Schließbügeln, die je ein Rohr umfassen. Der Verschluss des jeweiligen Schließbügels mit dem Sattelstück erfolgt in bekannter Weise über eine Hammerkopfschraube oder eine Keilverbindung.
Wird zur Verbindung von sich kreuzenden Gerüstrohren eine Normalkupplung verwendet, so werden die zu verbindenden rechtwinklig zueinander ausgerichteten Gerüstrohre jeweils in die Ausnehmung einer Sattelstückhälfte gelegt, und der jeweilige Schließbügel wird um das jeweilige Gerüstrohr geklappt. Eine Hammerkopfschraube, die mit ihrem Kopf am Sattelstück drehbar befestigt ist, wird mit ihrem freien Ende in eine Gabelöffnung am freien Ende des Schließbügels geklappt oder eingeführt und anschließend wird die Mutter auf die Hammerkopfschraube so weit aufgeschraubt, bis das jeweilige Gerüstrohr fest in der Normalkupplung gehalten ist.
Solche Gerüstkupplungen üblicher Bauart sind vor allem auf Erzielung von Rutschlasten in Längsrichtung der Rohre hin optimiert. Gerüstkupplungen sollten aber auch im ausreichenden Maß alle auf eine Kupplung wirkenden Schnittgrößen übertragen können. Die bekannten Gerüstkupplungen können die an einer Kupplung wirkenden Kräfte und Momente nur in begrenztem Umfang aufnehmen, weil diesen Gerüstkupplungen konstruktiv bedingt Grenzen gesetzt sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Klemmkupplung mit erhöhten Trageigenschaften zu schaffen, die sowohl die Verbindung eines Rohres mit einem anderen Bauteil als auch die Verbindung von zwei Rohren ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass am Sattelstück beiden Ends jeweils eine erste und zweite Schellenhälfte angelenkt ist, deren freie Endbereiche über ein Verschlusselement, wie Schraube oder Keil, miteinander verbindbar sind.
Die erfindungsgemäße Klemmkupplung hat damit den wesentlichen Vorteil, dass durch die Anbringung von zwei Schellenhälften eine etwa gleichmäßige Beanspruchung der Kupplung durch auf sie wirkende Kräfte und Momente erreicht wird. Das zu fassende Rohr wird, über den Umfang des Rohres gesehen, gleichmäßiger gespannt gefasst, wodurch eine steifere Verbindung mit größerer Tragfähigkeit geschaffen wird.
Alle im Raum wirkenden Kräfte Fx, Fy, F2, sowie das Biegemoment Mz und die Torsionsmomente Mx, My können von der erfindungsgemäßen Klemmkupplung als Halbkupplung verbessert aufgenommen werden und je nach Kupplungsart auf eine andere Kupplungshälfte oder ein anderes Bauteil übertragen werden.
Die Drehwinkelsteifigkeit bei Normalkupplungen wird mit der erfindungsgemäßen Klemmkupplung erheblich verbessert, weil eine einseitige Beanspruchung der bei bekannten Kupplungen vorgesehenen Hammerkopfschraube (Keil) nicht gegeben ist. Bei bekannten Kupplungen kann die Hammerkopfschraube so stark auf Biegung beansprucht werden, dass Materialfließvorgänge in der Schraube die Vorspannung, die zur Erzielung einer ausreichenden Rutschlast benötigt wird, kompensiert werden kann. Die an bekannten Kupplungen mit einseitiger Hammerkopfschraube auftretenden Torsionsmomente Mx, My bewirken ein unterschiedliches Tragverhalten in positiver und negativer Beanspruchungsrichtung. Mit der erfindungsgemäßen Kupplung wird dieses unterschiedliche Tragverhalten vermieden.
Eine erfindungsgemäße Normalkupplung kann zwei Rohre besonders stabil verbinden und ist auch für Einsätze geeignet, bei denen die bisher in der Normung festgelegten Belastungswerte der Klassen A und B überschritten werden. Bei der Normalkupplung als bevorzugter Ausführungsform besteht das Sattelstück aus einer ersten Sattelstückhälfte und einer zweiten Sattelstückhälfte, die zur Aufnahme jeweils eines Rohres ausgeformt sind, und an jeder Sattelstückhälfte ist eine erste und zweite Schellenstückhälfte angelenkt. Mit dieser Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Klemmkupplung lassen sich auch Stoßkupplungen und Parallelkupplungen herstellen, die auch die besseren Trageigenschaften aufweisen. Die Anlenkungs- punkte für die Schellenstückhälften an den Sattelstückhälften sind bevorzugt spiegelsymmetrisch angebracht.
Sind in einer weiteren alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klemmkupplung die Sattelstückhälften drehbar miteinander verbunden, so können erfindungsgemäße Vorteile auch auf eine Drehkupplung übertragen werden.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Klemmkupplung umgreifen das Sattelstück oder die Sattelstückhälften ein zu umfassendes Rohr oder
zu umfassende Rohre über den halben Rohrumfang des oder der Rohre. Dies hat den Vorteil, dass mit dieser Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kupplung die Tragfähigkeit der geschaffenen Verbindung noch weiter erhöht werden kann. Die auf die Kupplung wirkenden Kräfte und Momente werden gleichmäßiger in die Kupplung eingeleitet.
Bei einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Kupplung sind mit einem Rohr in Verbindung kommende Kontaktflächen des Sattelstücks oder der Sattelstückhälften oder der Schellenhälften ausgerundet. Dies hat den Vorteil, dass mit der erfindungsgemäßen Kupplungsausgestaltung das Rohr besonders gleichmäßig, über den Umfang eines zu haltenden Rohres gesehen, gehalten werden kann.
In einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplung sind auf den zum haltenden Rohr hinweisenden Flächen des Sattelstücks, der Sattelstückhälften und/oder der Schellenhälften, in Umfangsrichtung gesehen, begrenzte Kontaktflächenabschnitte, insbesondere drei Kontaktflächenabschnitte, vorgesehen, wobei die Summe der Länge der Kontaktflächenabschnitte, als Abwicklung gesehen, kleiner ist als die Länge des als Abwicklung gesehenen Rohrumfangs. Dies hat den Vorteil, dass ein definierter Kraftfluss in der Verbindung zwischen Rohr und Kupplung gegeben ist.
Sind die zu einem haltenden Rohr hinweisenden Flächen des Sattelstücks, der Sattelstückhälften und/oder der Schellenhälften aufgerauht, so verbessert dies zusätzlich die Haftung zwischen Rohr und Kupplung, so dass die erfindungsgemäße Kupplung erhöhte Rutschlasten aufnehmen kann.
Werden bei einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kupplung die ersten und/oder zweiten Schellenhälften so ausgebildet, dass sie über die Anlenkung am Sattelstück oder den Sattelstückhälften vorstehen und im geöffneten Zustand der Kupplung in die Sattelstückhälften bzw. in das Sattelstück hineinragen, so können mit dieser Kupplung zu haltende Gerüstrohre besonders vereinfacht montiert werden. Werden bei einer derartigen Ausgestaltung der Kupplung Gerüstrohre in die Kupplung eingelegt, so verschwenken die Schellenhälften aufeinander zu und umgreifen
das zu haltende Gerüstrohr, so dass die Schellenhälften nur noch über das vorhandene Verschlusselement miteinander verspannt werden müssen.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung der beigefügten Figuren der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln oder in beliebigen Kombinationen miteinander verwendet werden. Die in den Figuren beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter.
Es zeigt:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Gerüstkupplung, wie sie als Normalkupplung ausgebildet ist;
Fig. 2 eine erfindungsgemäße Klemmkupplung, wie sie als Halbkupplung ausgebildet ist;
Fig. 3 eine erfindungsgemäße Klemmkupplung mit verlängerten Schellenhälften im Sattelstückbereich;
Fig. 4 die an einer Klemmverbindung von zwei Rohren auftretenden Kräfte und Momente.
Die einzelnen Figuren der Zeichnung zeigen die erfindungsgemäßen Klemmkupplungen stark schematisiert und sind nicht maßstäblich zu verstehen. Mit den erfindungsgemäßen Klemmkupplungen können beliebige Gerüstrohre, wie Standrohre, Querrohre und auch beliebig im Raum ausgerichtete Rohre mit erhöhter Tragfähigkeit gehalten werden.
Fig. 1 zeigt eine Normalkupplung 10, die erfindungsgemäß aus einer ersten Sattelstückhälfte 11 und einer zweiten Sattelstückhälfte 12 sowie aus daran angelenkten ersten Schellenhälften 13 und zweiten Schellenhälften 14 besteht. Im Endbereich der vier Schellenhälften 12, 13 sind Ausnehmungen 15 vorgesehen, in die
eine Hammerkopfschraube 16 eingelegt werden kann. Über eine Mutter 17 können die ersten Schellenhälften 13 mit den zweiten Schellenhälften 14 zusammengehalten werden, indem die Schellenhälften 13, 14 miteinander verschraubt werden.
Innerhalb der Normalkupplung 10 werden von der ersten Sattelstückhälfte 11 und der zweiten Sattelstückhälfte 12 sowie von den jeweiligen ersten Schellenhälften 13 und zweiten Schellenhälften 14 Gerüstrohre 18, 19 umfasst, die in der Normalkupplung 10 sowohl rutschfest wie biegesteif gehalten werden.
Die ersten Schellenhälften 13 und die zweiten Schellenhälften 14 werden über Anlenkungen 20 verschwenkbar an der ersten Sattelstückhälfte 11 und an der zweiten Sattelstückhälfte 12 gehalten. Konstruktiv können die Anlenkungen so mit einem Scharnierbolzen 21 oder über eine Nietverbindung verwirklicht werden. Über die Anlenkungen 20 lassen sich die ersten und zweiten Schellenhälften 13, 14 in Pfeilrichtungen 22, 23 verschwenken.
Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Halbkupplung 30 mit einem Sattelstück 31 , das an einem beliebigen Bauelement 32 über Verschweißungspunkte 32' befestigt ist. An dem Sattelstück 31 sind eine erste Schellenhälfte 33 und eine zweite Schellenhälfte 34 angelenkt. Im Freien-Endbereich der Schellenhälfte 33, 34 sind Ausnehmungen 35 ausgebildet. In diese Ausnehmungen 35 kann eine in der Fig. nicht gezeigte Hammerkopfschraube zum Verschließen und Verspannen der Schellenhälften 33, 34 an einem Gerüstrohr 38 eingelegt werden. Über Anlenkungen 40 lassen sich die erste Schellenhälfte 33 und die zweite Schellenhälfte 34 in Pfeilrichtungen 42, 43 verschwenken.
Auf der Innenseite des Sattelstücks 31 und auf den Innenseiten der ersten Schellenhälfte 33 und der zweiten Schellenhälfte 34 sind zum Gerüstrohr 38 hin gerichtet Kontaktflächenabschnitte 44, 45, 46 ausgebildet, die bei einem Verschließen der Kupplung formschlüssig an der Außenumfangfläche des Gerüstrohres 38 anliegen. Wird das Gerüstrohr 38 in die Halbkupplung 30 über das in der Fig. nicht gezeigte Verschlusselement eingespannt, so ist über die definierten Kontaktflächenabschnitte 44, 45, 46 eine gezielte Kraftübertragung, d.h. ein bestimmter Kraftfluss gewährleistet, der sicherstellt, dass das Gerüstrohr 38 besonders rutschfest und biegesteif in der
Halbkupplung 30 gehalten ist.. Es versteht sich, dass die in der Fig. gezeigten Kraft- flächenabschnitte 44, 45, 46 auch an jeder anderen erfindungsgemäßen Klemmkupplung ausgebildet sein können.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausbildung einer erfindungsgemäßen Halbkupplung 50 mit einem Sattelstück 51 , das an einem beliebigen Bauelement 52 über Verschwei- ßungspunkte 52' befestigt ist. Eine erste Schellenhälfte 53 und eine zweite Schellenhälfte 54 sind an dem Sattelstück 51 angelenkt. In den freien von dem Sattelstück 51 wegweisenden Endbereichen der ersten und zweiten Schellenhälften 53, 54 sind Ausnehmungen zum Einfügen einer nicht gezeigten Hammerkopfschraube vorgesehen.
In die Halbkupplung 50 kann ein Gerüstrohr 58 in Pfeilrichtung 59 eingelegt werden. Die erste und zweite Schellenhälfte 53, 54 sind über Anlenkungen 60 an dem Sattelstück 51 befestigt und lassen sich über die Anlenkungen so in Pfeilrichtungen 62 und 63 verschwenken.
Wird ein Gerüstrohr 58 in die Halbkupplung 50 eingelegt, so drückt die Außenoberfläche des Gerüstrohres 58 auf Vorsprünge 64, 65 der ersten und zweiten Schellenhälften 53, 54, und die erste und die zweite Schellenhälfte 53, 54 klappen aufeinander zu und umschließen das Gerüstrohr 58. Mit dieser Ausgestaltung der ersten und zweiten Schellenhälfte 53, 54 wird eine Montagevereinfachung erreicht. Die in der Fig. 3 gezeigten Vorsprünge 64, 65 können auch an den Kupplungen, wie sie in den Fign. 1 und 2 gezeigt sind, verwirklicht sein und an weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Klemmkupplung.
Fig. 4 zeigt die an der erfindungsgemäßen Klemmkupplung auftretenden Kräfte und Momente an einer stark schematisierten Verbindungsdarstellung von zwei Rohren, die über einem Block 70 rechtwinklig verlaufend miteinander verbunden sind, der in dieser Figur die Klemmverbindung verkörpert.
Das horizontal geführte Gerüstrohr 71 muss gegen eine Kraft Fx und ein Torsionsmoment Mx abgesichert werden und das vertikal geführte Gerüstrohr 72
gegen eine Kraft Fy und ein Torsionsmoment My. Zusätzlich ist an der Verbindung durch den Block 70 noch die Kraft Fz und das Biegemoment Mz zu beachten.
Mit der erfindungsgemäßen Klemmkupplung, vorzugsweise einer Normalkupplung, lassen sich alle in der Fig. 4 dargestellten Kräfte und Momente verbessert aufnehmen, und es ergibt sich für die erfindungsgemäße Klemmkupplung eine erhöhte Trageigenschaft, aus der eine erhöhte Sicherheit resultiert.
Eine Klemmkupplung 10 für insbesondere Gerüstrohre 18, 19 ist aus Sattelstückhälften 11 , 12 gebildet, an deren Enden jeweils Schellenhälften 13, 14 über die Anlenkungen 20 schwenkbar befestigt sind. Über die bevorzugt symmetrisch zueinander ausgebildeten Anlenkungen 20 lassen sich Gerüstrohre 18, 19 besonders rutschfest und biegesteif halten. Die erfindungsgemäße Klemmkupplung 10 weist erhöhte Trageigenschaften auf.