DE2515166C2

DE2515166C2 - Spannverbindung fuer ineinander liegende enden bodenabgestuetzter rinnenprofile von grubenausbaurahmen

Info

Publication number: DE2515166C2
Application number: DE19752515166
Authority: DE
Inventors: Dipl-Volksw Dr Gelde Hans Vom
Original assignee: Bergbaustahl & Co GmbH
Current assignee: Fried Krupp AG Hoesch Krupp
Priority date: 1975-04-08
Filing date: 1975-04-08
Publication date: 1977-05-18
Also published as: DE2515166B1

Description

45 Die Erfindung betrifft eine Spannverbindung für die

ineinander liegenden Enden bodenabgestützter Rinnenprofile von Grubenausbaurahmen mit Halbschellen, die von außen nur an den Flanschen des Ausbauprofües anliegen und denen Hakenschrauben mit Spannmuttern zugeordnet sind, die sich auf Flanschen der Halbschellen abstützen, an denen Mitnehmer angeordnet sind, von denen die der einen Halbschelle dem Außenprofil anliegen und die der anderen Halbschelle von einem Bügel gebildet werden, der dem Innenprofil anliegt.

Solche Spannverbindungen verspannen die Rinnenprofilsegmente mit einer vorgegebenen Kraft. Bei entsprechender Belastung des Ausbaurahmens wird der dadurch hervorgerufene Reibungswiderstand der miteinander verspannten Profile überwunden, und der Ausbaurahmen gibt nach, weil sich die Profilenden gegeneinander verschieben. Die Spannverbindungen arbeiten aber nur dann einwandfrei, wenn u. a. dafür gesorgt wird, daß sich die Enden der Profile nicht von dem eingelelgten Profil entfernen können. Das wird üblicherweise als Verhinderung des »Spießens« der Verbindung bezeichnet. Diese setzt voraus, daß die Halbschellen und die ihnen zugeordneten Hakenschrauben von den Profilen be« ihrer Relativbewegung mitgenommen werden. Außerdem muß dafür gesorgt werden, daß die dem Innenprofil zugeordneten Verbindungsmittel unter den Verzug gleiten können.

Eine Spannverbindung mit den eingangs wiedergegebenen Merkmalen ist bekannt (DT-PS 12 37 967). An der dem Ende des lnnenprofiles zugeordneten HaIbscheile sind bei dieser Spannverbindung die Mitnehmer als prismatische Körper ausgebildet. Sie sind entweder aus dem Material der Halbschelle herausgeschmiedet oder an der Stirnseite der Halbschelle angeschweißt. Die Form dieser Mitnehmer ist jedoch relativ kompliziert, und deswegen ist hier Schmieden schwierig. Das Anschweißen von zwei Mitnehmern wäre ziemlich aufwendig. Daher ist bei einer ebenfalls vorbekannten, abgeänderten Ausführungsform der Spannverbindung ein Bügel an die Stirnseiten der betreffenden Halbschelle angeschweißt. Er stützt sich auf der Stirnseite des lnnenprofiles ab. Dadurch nimmt er bei Relativbewegung des lnnenprofiles die Halbschelle mit und sorgt auch da^für, daß die Verbindungsmittel unter den Verzug gleiten können.

Im allgemeinen haben sich solche Spannverbindungen gut bewährt, wenn sie nach Vorschrift eingebaut werden. Dazu gehört insbesondere, daß die Profile im Oberlappungsbereich parallel miteinander verspannt werden, daß die vorgeschriebenen Mindestüberlappungen eingehalten sind, daß die Hakenkopfschrauben nut dtr vorgeschriebenen Vorspannung angezogen werden und daß der betreffende Bau insbesondere auch im Bereich der Verbindungen so weit hinterfüllt ist, daß zwischen dem Ausbruch des debirges und der Außenkante der Profile keine Hohlräume vorhanden sind. Allerdings ist es in der Praxis schwierig, die Einhaltung dieser Einbauvorschriften durchzusetzen. Häufig zeigen die Baue deshalb eine zu geringe Überlappung, und außerdem werden Hohlräume im Bereich der Spannverbindung angetroffen. Bei derartigen Einbaufehlern kommt es leicht zu Schäden an den Verbindungen und zu an sich vermeidbaren Verformungen des Ausbaues. Denn unter entsprechender Belastung wandert der Überlappungsbereich in einen dahinter liegenden Hohlraum aus. Dann werden die Hakenkopfschrauben infolge der Biegebelastung der Profile hoch beansprucht und ziehen die Profilflansche nach außen, so daß sich die Profilenden aufweiten. Hiervon sind insbesondere die der Stirnseite des Innenprofils zugeordneten Verbindungsmittel betroffen, weil die Stirnkante des Außenprofiles als Drehgelenk wirkt und die bezeichneten Verbindungsmittel über den größeren Hebelarm belastet werden.

Außer den eingangs erwähnten, bodenabgestützten Rinnenprofilen sind auch flanschabgestützte Umnenprofile bekannt. Hakenkopfschrauben lassen sich zusammen mit solchen Profilen nicht einsetzen. Für die bodenabgestützien Rinnenprofile benutzt man deswegen Spannverbindungen mit sich um das Außenprofil legenden Halbschellen und flachen Bügeln, die mit ,Flanschen versehen sind; die Bügel werden mit den Halbschellen durch Schrauben verbunden, welche mit ihren Köpfen den Bügelflanschen und mit ihren Muttern den Halbschellenflanschen aufliegen. Für diese bekannten Spannverbindungen (DT-PS 12 01285) sind auch dem Ende des lnnenprofiles zugeordnete Verbindungsmittel mit einem Bügel bekannt, der eine die Länge des Flansches übersteigende Breite aufweist, so daß der Bügel über das Innenprofil hinausreicht. An dieser Stelle hat seine Stirnseite einen Vorsprung, dessen Vorderkan-

is-aLife

te in Richtung auf das AuSenproFil abgewinkelt ist und als Mitnehmer sowie als Verzugabweiser dient

Für solche Spannverbindungen gelten im Prinzip die gleichen Einbauvorschriften, jedoch führt deren Nichtbeachtung zu vergleichsweise größeren Nachteilen. Befinden sich nämlich hinter der Überlappung Hohlräume, in die der Ausbau bei Belastung ausweichen kann, so kommt es zr einem sehr schnellen Versagen der Verbindung, weil die die Bügel- und Halbschellenflansche durchdringenden Schrauben praktisch nicht nachgeben können und daher einfach abplatzen. Deswegen können die Enden der Hakenkopfschrauben so ausgebildet werden, daß eine gewisse Schwenkbewegung der Hakenschraube quer zur Symmetrieebene der bodenabgestf'tzten Rinnenprofile möglich ist Elastische For- ^änderungen der Halbschellen können bei diesen Schrauben ohne Beeinträchtigung der satten Anlage der Hakenschraube ausgeglichen werden.

Gemäß einem noch nicht zum Stande der Technik gehörenden älteren Vorschlag (Patentanmeldung P 24 37 988.2, DT-OS 24 37 988) ist die Aufgabe darin gesehen worden, bei Verstoßen gegen die Einbauvorschrift der eingangs bezeichneten Spannverbindung fur bodenabgestützte Rinnenprofile derart, daß eine zu geringe Überlappung der Profile und/oder Hohlräume hinter der Überlappung belassen worden sind, einen Widerstand der Profile gegen Aufweiten unter dsm Einfluß ihrer Belastungen durch die Hakenkopfschrau ben herbeizuführen. Deswegen wird gemäß dem älteren Vorschlag der Bügel so ausgebildet, daß er dem Innenprofil vor den Köpfen der Hakenschrauben der betreffenden Halbschelle anliegt und hinter der Stirnseite des Innenprofiles angeordnet werden kann, wobei ein über das Innenprofil vorstehender und in Richtung auf das Außenprofil abgewinkelter Vorsprung des Bügels als Mitnehmer und als Verzugabweiser dient

Da bei einer solchen Spannverbindung das Innenprofil von dem Bügel umfaßt wird, wobei die von dem Bügel umgriffene Breite lediglich um das Maß größer als die Querabmessung der überlappten Profile ist, das sich aus den Walz- und Fertigungstoleranzen der Profile ergibt, muß nach dem Auftreten der häufig nicht zu vermeidenden Verformungen mit Schwierigkeiten beim Rauben gerechnet werden, weil der Bügel und die ihm zugeordnete Halbschelle sich verklemmen und die Profilsegmente dann nicht mehr gelöst werden können.

Demgegenüber sieht die Erfindung die zu lösende Aufgabe darin, bei den oben bezeichneten Verstößen gegen die Einbauvorschrift der eingangs als bekannt bezeichneten Spannverbindungen fur bodenabgestützte Rinnenprofile das Ausweichen der Hakenköpfe der Schrauben nach außen zu unterbinden und ein Umfassen der miteinander verspannten Profilsegmentenden mit nicht lösbaren Teilen der Spannverbindung zu vermeiden.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei dem eingangs bezeichneten Gegenstand dadurch gelöst daß wenigstens der Halbschelle mit dem Bügel eine quer zum Ausbauprofil orientierte Lasche zugeordnet ist, welche für die Köpfe der beiden der Halbschelle zugeordneten Hakenkopfschrauben mindestens eine Ausnehmung aufweist, und daß die den Bugelenden zugeordneten Ränder der Ausnehmung Abstützflächen für Teilflächen der Hakenköpfe, die neben den auf den Ausbauprofilen abgestützten Teilflächen liegen und für Teilflächen der an die Hakenköpfe anschließenden Schraubenschäfte aufweisen.

Dadurch, daß die Lasche quer zum Ausbauprof·'

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60 orientiert ist, kann sie hauptsächlich mit Zugkräften belastet werden, die quer zum Ausbauprofil verlaufen. Die mindestens mit einer Ausnehmung für die beiden Hakenkopf schrauben, vorzugsweise aber mit je einer Ausnehmung für jede Hakenkopfschraube versehene Lasche wird vorzugsweise derjenigen Halbschelle zugeordnet, die der Stirnseite des Innenprofiles am nächsten liegt, weil diese Halbschelle infolge des vergleichsweise großen Hebelarmes in der Masse der zu erwartenden Belastungsfälle die größeren Kräfte aushalten muß. Dadurch, daß nur für die Teilflächen der Hakenkopfschraube, welche nicht an den auf den Flanschen der Ausbauprofile abgestützten Teilen der Schraube ausgebildet sind, Abstützflächen an der Lasche vorhanden sind, kann die Hakenkopfschraube sich, wie bekannt auf den Profilflanschen abstützen und ihre Verspannungsfunktion voll erfüllen. Andererseits führt die Abstützung von Teilflächen der Hakenköpfe dazu, daß die als getrenntes Teil der Spannverbindung ausgebildete Lasche mit Hilfe der Schrauben festgelegt wird, wobei eine Verspannung der Lasche nicht erreicht zu werden braucht Die Abstützung von nach außen orientierten Teilflachen der an die Hakenköpfe anschließenden Schraubenschäfte befähigt die Lasche dagegen, die Kräfte abzutragen, welche bei hohen Belastungen bisher das Ausweichen der Hakenköpfe nach außen und die im Gefolge solcher Abbiegungen auftretenden Aufbiegungen der Profilflansche herbeiführen konnten. Die abgetragenen Kräfte wirken ah Zugkräfte vorzugsweise in der Hauptebene der Lasche.

Die Erfindung hat deshalb den Vorteil, daß mit sehr geringem Materialaufwand dem Aufbiegen der Rinnenprofile über die Hakenköpfe ein praktisch nicht zu überwindender Widerstand entgegengesetzt werden kann. Versuche, bei denen die neue Spannverbir.dung als Träger zwischen zwei Stützen mit einer zwischen den Stützen angreifenden Einzellast beansprucht wurde, haben erwartungsgemäß gezeigt daß die Verbindung stärker als die von ihr umfaßten Profile ist, so daß nunmehr der Verformungswiderstand der an die Überlappung anschließenden Profilteile und nicht langer der Verformungswiderstand der Spannverbindung bzw. ihrer Einzelteile maßgeblich ist.

Andererseits behält die verbindungsgemäße Spannverbindung die bereits in der vorbekannten Spannverbindung für bodenabgestützte Rinnenprofile erzielten Vorteile, d. h. die mit dem Bügel erzielte Abweisung des Verzuges unter Mitnahme der betreffenden Halbschelle beim Einschieben der Profile.

Überdies hat die neue Spannverbindung den Vorteil, daß die Lasche als getrenntes Teil der Spannverbindung die Lösbarkeit der Hakenkopfschrauben und die dann mögliche Auflösung der Sparinverbindung in ihre Einzelteile nicht beeinträchtigt

Vorzugsweise wird die Lasche der neuen Spannverbindung so ausgebildet daß sich ein in einem Gesenk schmiedbares Teil ergibt Vorzugsweise weist deshalb die Lasche einen brillenförmigen Grundriß auf, dessen beiJe äußeren halbkreisförmigen Rundungen in einer Parallelebene zur Ebene des mittleren Laschenteiles ausgebildet sind, wobei die Absmtzflächen für die Hakenkopfteilflächen mit den Abstutzflächen für die an die Hakenköpfe anschließenden Teilflächen der Schraubenschäfte spitze Winkel einschließen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand des in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels naher erläutert;

F i g. 1 in abgebrochener Darstellung und teilweise im

Schnitt eine Spannverbindung gemäß der Erfindung in Seitenansicht,

F i g. 2 links die dem Ende des lnnenprofilsjzugeordneten Spannmittel und rechts die dem*" Ende des Außenprofils zugeordneten Spannmittel jeweils in Stirnansicht,

F i g. 3 eine Draufsicht auf die Spannmittel A und

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV der Fig. 3, wobei jedoch lediglich die Lasche gezeichnet ist.

Das dem Gebirge näher liegende Rinnenprofil 1 wird mit Innenprofil bezeichnet und liegt in dem sich mit ihm überlappenden Außenprofil 2. Die beiden Profile sind deckungsgleich, wie sich aus F i g. 2 erkennen läßt und slüt/en sich im bodennahen Bereich und an den allgemein mil 3 bzw. 4 bezeichneten Stegen aufeinander ab. An ihren Enden gehen die Stege in die Flansche 5 und 6 über.

Die Spannverbindung besteht aus zwei Spannmitteln A und B. Die Spannmittel A sind der Stirnseite des lnnenprofiles 1 zugeordnet, während die Spannmittel B der Stirnseite 7 des Außenprofiles 2 zugeordnet sind.

Die Spannmittel B bestehen aus einer Halbschelle 8. die Halbschellenflansche 9 aufweist. In jedem HaIbschellenflansch ist eine Bohrung 10 für den Schaft 11 einer mn einem Hakenkopf 12 versehenen Schraube angebracht. Der mit Gewinde versehene Schaftteil 14 der Schraube 11 trägt eine Mutter 13.

Angeschmiedet an die Halbschelle 8 bzw. an ihren Fbpsch 9 ist ein Mitnehmer 15, der sich der Stirnseite 7 des Ausbauprofiles 2 anlegt. Beim Einschieben der beiden Profile wird daher die Halbschelle 8 mitgezogen, so daß der Hakenkopf 12 der Schraube 11 auf der Oberseite des Flansches 15 des lnnenprofiles gleitet.

In der Verbindung A wird ebenfalls eine Halbschelle 20 verwendet. Die Halbschelle besitzt Flansche 21 mit Bohrungen rur Aufnahme des Schaftes je einer Hakenkopfschraube 23. Der Hakenkopf 24 geht übei einen Halsteil 24a in den teilweise mit Gewinde versehenen Schaft 25 der Schraube über. Die Hakenkopfe 24 stützen sich ebenfalls auf den Flanschen des innenprofiles 5 ab. Die Muttern 27 entsprechen in Funktion u"d Größe den Muttern 13 der Hakenkopfschrauben 11

An der Stirnseite 26 im Bereich der Flansche 21 weist die Halbschelle 20 je einen Vorsprung 28 auf. Beide Vorsprünge sind identisch ausgebildet und dienen zum Anschweißen eines bügeiförmigen Rundeisen:, 34. der sich der Stirnkante 39 des Profiles 1 bzw. seiner Flansche 5 anlegt und der als Mitnehmer sowie als Verzugabweiser dient Der Bügel 34 ist demnach mit der Halbschelle 20 einstückig ausgebildet

Wenn die Hakenkopfschrauben 23 mit der vorbeschriebenen Vorspannung gesetzt worden sind, erstreckt sich der Bügel 34 über das Außenprofil 2 und liegt unmittelbar an der Vorderkante 39 des lnnenprofiles 1 an. Werden die überlappten Profile auf Biegung beansprucht, so geraten insbesondere die vorderen Hakenkopfschfauben 23 unter verstärkte Zugbelastung. Sie versuchen dabei zunächst das Innenprofil 1, aber auch das Außenprofil 2 aufzuweiten und sich nach außen zu bewegen.

Dem wirkt eine allgemein mit 40 bezeichnete Lasche entgegen. Durch sie wird die eingangs erläuterte höhere Biegesteifigkeit der Verbindung erzielt.

Die Lasche 40 ist aus den Fig. 2 bis 4 genauer zu erkennen.

Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist sie der Halbschelle 20 der Verbindung A zugeordnet und verläuft quer zu den beiden Ausbauprofilen 1 und 2. Für die Köpfe 24 der Hakenkopfschrauben weist die Lasche

40 gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel zwei einander entsprechende Ausnehmungen 41 und 42 auf. Wie F i g. 3 zeigt, hat die Lasche einen brillenförmigen Grundriß, so daß sich ein mittlerer bügelfreier Abschnitt 42a von den beiden sich daran anschließenden Fassungen 43 und 44 unterscheiden läßt. Die äußeren Rundungen, die annähernd halbkreisförmig ausgebildet und mit 45 und 46 bezeichnet sind, liegen in einer zur Ebene des Bügels 42a parallelen Ebene 46a. wie F i g. 4 erkennen läßt. Die in den beiden Ebenen angeordneten Teile 42a bzw. 45 und 46 sind über Teilabschnitte 47 und 48 miteinander verbunden.

Dementsprechend lassen sich in jede/ Ausnehmung

41 und 42 zwei Teile voneinander unterscheiden, nämlich die dem Bügel 42a zugeordneten und bis zum Ende der Abschnitte 47 und 48 reichenden Ausnehmungsteile 49 und 50 von den restlichen Ausnehmungsteilen 50a und 51. Die Größe der Ausnehmungsteile 4^Q und 50 ist nun so gewählt daß die ihnen zugeordneten Teile der Hakenknnfe durch diese Ausnehmungen hindurchpassen, wodurch erreicht wird, daß sich die Hakenkopfe, wie eingangs beschrieben, auf den Flanschen 5 des Profiles 1 abstützen können. An den Teilabschnitten 50a und 51 sind dagegen Abstützflächen 52 bzw 53 ausgebildet, die einen spitzen Winkel miteinander einschließen. Die Abstützflächen 52 dienen als Widerlager für Teilflächen der Hakenköpfe 24. die neben den auf den Ausbauprofilen abgestützten Teilflächen der Hakenköpfe 24 liegen. Die Abstützflächen 53 dienen dagegen als Widerlager für Flächen der an die Hakenköpfe 24 anschließenden Hälse 24a bzw. Schraubenschäfte 25.

Beim Anbringen der Verbindungsmittel werden die Schäfte 25 von oben in die Ausnehmungen 41 bzw. 42 eingeführt. Dann kann die Lasche 40 nicht mehr abgezogen werden. Eine Verspannung der Lasche 40 mit dem Ausbauprofil 1 über die Flächen 52 ist dagegen nicht erforderlich.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

25 15 Patentansprüche:

1. Spannverbindung für die ineinander liegenden Enden bodenabgestiitzter Rinnenprofile von Grubenausbaurahmen mit Halbschellen, die von außen nur an den Flanschen des Ausbauprofües anliegen und denen Hakenschrauben mit Spannmuttern zugeordnet sind, die sich auf Flanschen der Halbschellen abstützen, an denen Mitnehmer angeordnet sind, von denen die der einen Halbschelle dem Auuenprofil anliegen und die der anderen Halbschelle von einem Bügel gebildet werden, der dem Innenprofil anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der Halbschelle (20) mit dem Bügel (34) eine Lasche (40) zugeordnet ist. welche für die Köpfe (24) der beiden der Halbschelle (20) zugeordneten Hakenkopfschrauben (23 bis 25) mindestens eine Ausnehmung (41, 42) aufweist und daß die Ränder der Ausnehmung (41,42) Abstützflächen (52,53) für Teilflächen der Hakenköpfe (24). die neben den auf den Ausbauprofilen abgestützten Teilflächen liegen und für Teilflächen der an die Hakenköpfe (24) anschließenden Schraubenschäfte (29,25) aufweisen.

2 Spannverbindung nach \nspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Lasche (40) einen brillenförmigen Grundriß aufweist, dessen beide äußeren, etwa halbkreisförmigen Rundungen (45, 46) in einer Parallelebene zur Ebene des mittleren Laschenteiles (42a) angeordnet sind, und daß die AbstützFlächen (52) für die Hakenkopfteilflächen mit den Abstützfläehen (53) für die an die Hakenköpfe anschließenden Teilflächen der Schraubenschäfte (25, 23) spitze Winkel einschließen.

J. Spannverbindung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Ebene des mittleren Laschenteiles (42a) liegenden und bis in die Ebene der annähernd halbkreisförmigen Rundungen (45, 46) der Lasche reichenden Teile (49, 50) der Ausnehmungen (41, 42) größer als die ihnen zugeordneten Teile der Hakenköpfe (24) sind.