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Verbindungsvorrichtung für in verschiedenen Winkeln zueinander festzulegende
stab-oder balkenförmige Bauelemente Die Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung
für in verschiedenen Winkeln zueinander festzulegende, stumpf aneinander stoßende,
stab- oder balkenförmige Bauelemente, z. B. für das Widerlager einer mit Rollen
versehenen Antriebsstation für eine Strebgewinnungsvorrichtung im Bergbau, für die
Schienen einer Einschienenhängebahn und andere in Anpassung an die örtlichen Gegebenheiten
zu verlegende Laufschienen u. dgl.
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In der Technik ergibt sich häufig die Aufgabe, beispielsweise bei
der Herstellung von Verschalungen oder bei Transportvorrichtungen, Halte- oder Führungselemente
zu verwenden, die entweder auf dem Boden liegen oder aufgehängt sind und aus einzelnen,
aneinandergefügten Abschnitten bestehen. Die auf diese Weise gebildeten Führungen
oder Abstützungen müssen häufig dem Fortschritt der entsprechenden Arbeiten folgend
verlängert werden, wobei häufig die hierzu erforderlichen Abschnitte am gegenüberliegenden
Ende der Vorrichtung ausgebaut werden.
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Bei den bisher üblichen, zumeist schienenartigen Führungselementen
werden zur Verbindung Laschen verwendet, die die Stoßstelle überbrücken. Derartige
Laschenverbindungen gestatten es jedoch nicht, das vorzubauende Schienenelement
in einer von dem bereits eingebauten Element abweichenden Richtung zu befestigen.
Wenn es die örtlichen Gegebenheiten erzwingen, eine gewisse Abwinklung zwischen
aneinander grenzenden schienenartigen Elementen vorzusehen, entstehen in der Laschenverbindung
Spannungen, die die Herstellung und das Lösen der Verbindung erschweren, abgesehen
von den Verbiegungen an den Laschen, die entweder überhaupt nicht oder nur in gesonderten
Arbeitsvorgängen wieder zu beseitigen sind.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verbindungsvorrichtung
der eingangs genannten Art zu schaffen, welche für die verschiedensten Zwecke geeignet
ist und es gestattet, stab- oder ba3kenförmige Bauelemente mühelos und spannungsfrei
in verschiedenen Winkeln zueinander- zu befestigen. Die Größe der Abwinkelung ist
hierbei nicht unbegrenzt, sondern beschränkt sich auf die bei langgestreckten Führungsbahnen
oder Abstützungen in der Praxis vorkommenden Beträge, die insbesondere dann, wenn
an der Führung ein Wagen oder Schlitten gleitext, eine bestimmte Winkelgröße ohnehin
nicht überschreiten dürfen.
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Zur Lösung der genannten Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen,
daß jedes stabförmige Bauelement in der Nähe seiner Enden mit Ansätzen versehen
ist,
mit denen es um eine quer zur Längsachse des Bauelementes liegende Achse schwenkbar
in eine entsprechende Ausnehmung in einem die Stoßstelle überbrückenden Verbindungsstück
eingreift, daß jedes Ende des Bauelementes, von zwei einander gegenüberliegenden
Seiten ausgehend, mit konkaven Teilzylinderflächen versehen ist, deren Zylinderachsen
parallel zu der Achse verlaufen, um die das Bauelement zum Zwischenstück schwenkbar
ist, und daß an dem Zwischenstück ein die Stoßstelle durchgreifendes, in Querrichtung
verstellbares Druck- und Zugspannung übertragendes Element angeordnet istb das mit
konvexen Teilzylinderflächen an den entsprechenden Flächen an den Enden benachbarter
Bauelemente anliegt.
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Auf diese Weise wird erreicht, daß die Verbindung sowohl bei Abwinkelung
der aneinander grenzenden Bauelemente wie auch bei Winkelabweichung gegenüber dem
Verbindungsstück spannungsfrei hergestellt werden kann. Dies beruht darauf, daß
jedes Bauelement um eine bestimmte Achse im Zwischenstück drehbar gelagert und in
jeder Einstellung sowohl gegenüber dem Verbindungsstück wie auch gegenüber dem angrenzenden
Bauelement festgelegt werden kann.
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In vorteilhafter weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen,
daß die Ansätze von einer Seitenfläche des Bauelementes vorstehende, etwa zylindrische
Wulste sind, die über einen Steg mit dem Bauelement verbunden sind und deren Achsen
parallel zu den Flächen am Bauelement verlaufen, mit denen sie verbunden sind.
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Weiterhin ist vorgesehen, daß der Krümmungsmittelpunkt der konkaven
Teilzylinderflächen an den Enden des Bauelements außerhalb des betreffenden Bauelements
liegt. Hierdurch wird erreicht, daß die
Teilzylinderflächen einen
größeren Krümmungsradius aufweisen, als er etwa der halben Breite des Bauelements
entspricht. Wenn sich daher die aneinanderliegenden teilzylindrischen Flächen bei
der Winkelverstellung aufeinander abwälzen, bleiben stets ausreichend große Flächen
miteinander in Berührung, um den spezifischen Flächendruck, der beim Festziehen
der Verbindung auftritt, nicht unzulässig stark ansteigen zu lassen.
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Die an den Enden der Bauelemente angeordneten Teilzylinderflächen
brauchen zu den Stirnseiten bin nicht in einer Spitze zusammenzustoßen. Es hat sich
vielmehr als vorteilhaft erwiesen, zwischen den erwähnten konkaven Teilzylinderflächen
eine im wesentlichen ebene Reststirnfläche zu belassen. Hierdurch wird einerseits
der die Festigkeit bestimmende Mindestqnerschnitt des Bauelements nicht allzusehr
verringert und andererseits die Bearbeitung der Stirnflächen erleichtert..
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Eine unnötige Schwächung der Enden der Bauelement kann zusätzlich
dadurch vermieden werden, daß die konkaven Teilzylinderflächen eine geringere Breite
aufweisen, als die Höhe des Bauelements in der zur Krümmungsachse der Zylinderflächen
parallelen Richtung beträgt. Bei dieser Anordnung verbleiben somit auf einer oder
auf beiden Seiten der Teilzylinderflächen durchgehende Teile des Bauelements, die
für die Erhaltung der gewünschten Festigkeit sorgen Nach einem besonders vorteilhaften
Vorschlag der Erfindung ist das Verbindungsstück nach Art eines C-förmigen Bügels
ausgebildet, der an seinen beiden Enden je eine mindestens zur Ober- oder Unterseite
offene, im Querschnitt zylindrische Öffnung aufweist, die an der den zu verbindenden
Bauteilen zugewandten Seite zur Aufnahme der zwischen den zylindrischen Wulsten
und der Seitenfläche des Bauelements angeordneten Stege unter Berücksichtigung des
zur Winkelverstellung erforderlichen Spiels offen ist.
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Das Drnck- und Zugspannung übertragende Element am Verbindungsstück
ist vorteilhaft zwischen den zur Aufnahme der zylindrischen Wulste dienenden Öffnungen
angeordnet und besteht aus einem im Verbindungsstück undrehbar, jedoch gleitverschieblich
geführten Spindelteil und einem damit verbundenen, im Querschnitt etwa I-fönmgen
Abschnitt, dessen einander zugekehrten Flächen der an den Enden des Hauptsteges
angeordneten Querstege teilzylindrisch ausgebildet sind.
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Zur Erzielung der Undrehbarkeit des Spindelteils ist zweckmäßig zwischen
diesem und dem 1-förmigen Abschnitt ein im Querschnitt rechtecldges Zwischenstück
angeordnet, das in eine im Querschnitt entsprechende Ausnehmung im Verbindungsstück
ein greift. Zur Betätigung des Spindelteils, durch dessen Stellung die Winkelstellung
der miteinander verbundenen Bauelemente bestimmt wird, dient eine im Verbindungsstück
gegen Axialbewegungen gesichert angeordnete Mutter. Die Mutter ist zweckmäßig in
einer nach mindestens einer Seitenfläche des Verbindnngsstücks offenen Tasche angeordnet,
so daß sie von außen, beispielsweise mit Hilfe eines Schraubenschlüssels oder eines
in Öffnungen in der Mutter einführbaren Dorns, gedreht werden kann.
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Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert Es zeigt
F i g. 1 eine Draufsicht auf eine mit
Hilfe der erflndungsgemäß vorgeschlagenen Vorrichtung aus mehreren Bauelementen
zusammengesetzte Laufbahn, beispielsweise für eine Hängebahn, wobei die Laufbahn
konvex gekrümmt ist, F i g. 2 die gleiche Anordnung wie F i g. 1, jedoch bei konkavem
Verlauf der Laufbahn, F i g. 3 eine vergrößerte Darstellung einer Verbindungsstelle,
F i g. 4 einen Schnitt durch F i g. 3 auf der Linie IV-IV und F i g. 5 einen Schnitt
durch F i g. 3 auf der Linie V-V.
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In F i g. 1 ist eine aus mehreren Bauelementen 2, z. B. Schienenstücken,
zusammengesetzte Laufbahn für eine Einschienenhängebahn dargestellt. Von der Hängebahn
ist hierbei nur das Fahrgestell 1 gezeigt.
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Die einzelnen Bauelemente 2 sind an den Stoßstellen mit Hilfe besonders
ausgebildeter Verbindungsvorrichtungen, die später näher erläutert werden, mit einer
gewissen Abwinkelung miteinander verbunden.
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Um diese Art der Verbindung zu erreichen, ist jedes der Bauelemente
2 an seinen Enden mit seitlich vorstehenden Ansätzen 4 ausgestattet, die in entsprechende
Ausnehmungen in einem etwa C-förmigen Verbindungsstück 3 eingreifen. Am Verbindungsstück
3 ist ferner ein Zug- und Druckkräfte übertragendes Element s vorgesehen, das mit
gegensinnig gekrümmten konvexen Zylinderflächen an entsprechend konkaven Zylinderflächen
an den Enden der Bauelemente 2 anliegt.
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Die Anordnung nach Fig.2 unterscheidet sich von derjenigen nach F
i g. 1 lediglich dadurch, daß die aneinander grenzenden Bauelemente 2 an den Stoßstellen
nach der entgegengesetzten Richtung wie in F i g. 1 gegeneinander abgewinkelt sind.
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Wie sich aus F i g. 3 ergibt, sind an den der Lauf-oder Führungsfläche
abgewandten Seiten der Bauelemente 2 in kurzem Abstand von deren Enden Ansätze 4
befestigt, die im Querschnitt etwa zylindrisch gestaltet sind, wobei die Achse des
Zylinders parallel zu der Seitenfläche des Bauelements 2 verläuft, mit der die Ansätze
4 über eine Art Steg 4 a verbunden sind. Um das Einführen der Ansätze 4 in die zu
ihrer Aufnahme vorgesehenen Ausnehmungen 10 im Verbindungsstück3 zu erleichtern,
können die Seiten flächen 7 der Ansätze4, wie sich insbesondere aus F i g. 4 ergibt,
zu den Außenseiten hin leicht konisch gestaltet sein.
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Die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel balkenförmigen Elemente,
die zu einer durchlaufenden Schiene oder Laufbahn zusammengebaut werden können,
weisen an ihren Enden teilzylindrísche Fläden 8 auf, die konkav gekrümmt sind. Die
teilzylindrischen Flächen 8 gehen von zwei einander gegenüberliegenden Seitenflächen
des Bauelements 2 aus und enden an der Stirnfläcbe, wo ein kurzer gerader Abschnitt
9 verbleibt Der Krümmungsmittellpunkt der teilzylindrischen Flächen 8 liegt vorzug
weise außerhalb des Profils des Bauelements 2.
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Das Verbindungsstück3 mit dessen Hilfe zwei aneinander grenzende
Bauelemente 2 innerhalb gewisser Grenzen mit verschiedenen Winkeln zueinander fest
verbunden werden können, weist, wie bereits erwähnt, zwei zylindische Ausnehmungen
10 auf, die zur Aufnahme der Ansätze 4 an den Enden der miteinander zu verbindenden
Elemente 2 dienen.
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Da die Ansätze 4 auf ihrem Außenurnfang in einem
Bereich
von mehr als 1800 umfaßt werden müssen, gleichzeitig aber auch eine gewisse Drehbarkeit
der Elemente 4 in den durch die Ansätze 4 und die Ausnehmungen 10 gebildeten Gelenken
gewährleistet sein muß, greift das Verbindungsstück 4 an seinen Endteilen lt mit
gerundeten hakenartigen Verlängerungen teilweise hinter die Ansätze 4. In entsprechender
Weise sind auch am mittleren Teil des Verbindungsstückes bei tla gerundete Vorsprünge
angeordnet. Die Ansätze 4 können daher nur in zur Zeichenebene der F i g 3 senkrechter
Richtung in das Verbindungsstück eingeführt werden.
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Im mittleren Bereich des in der Draufsicht etwa C-förmigen Verbindungsstücks
3 ist ein Zug- und Druckkräfte übertragendes Element 5 angeordnet. Es besteht aus
einem als Spindel ausgebildeten Teil 12, an den sich nach innen zur Stoßstelle zwischen
den zu verbindenden Elementen 2 ein Führungsstück 13 anschließt, welches im Querschnitt
rechteckig ist und in einer entsprechend rechteckigen Ausnehmung 14 im Verbindungsstück
3 gleitet. An das Führungsstück 13 schließt ein mit vier teilzylindrischen Flächen
15 versehener Abschnitt an, der zwischen den Enden der miteinander verbundenen Elemente
2 liegt. Die teilzylindrischen Flächen 15 entsprechen hinsichtlich ihrer Anordnung
und ihres Krümmungsradius den Flächen s an den Enden der Elemente 2.
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Es bildet sich daher ein Körper aus etwa zwei Halbzylindern, deren
geraden Seitenflächen nach außen liegen, während zwischen den zylindrischen Flächen
an der Stelle ihrer größten Annäherung ein Verbindungssteg 16 vorgesehen ist, dessen
Höhe etwa der Breite des geraden Abschnitts9 9 an den Stirnseiten der Elemente 2
gleich ist.
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Die Anordnung wird durch eine Mutter 6 ergänzt, die auf dem Spindelteil
12 sitzt und in einer taschenförmigen Ausnehmung im am weitesten nach außen vorgewöibten
Teil des Verbindungsstücks 3 untergebracht ist. Die Mutter 6 ist an ihrem Umfang
mit Löchern 17 zum Einstecken eines Dorns ausgestattet und liegt, wie sich aus F
i g 5 ergibt, an beiden Seiteaflächen an Beilegscheiben 18 an Wie sich insbesondere
aus F i g. 3 ergibt, sind die beiden aneinander grenzenden Elemente 2 dann in gerader
Linie miteinander verbunden, wenn das Element 5 mit Hilfe des Spindeltriebs 6, 12
in einer mittleren Stellung steht. Eine Bewegung beispielsweise des rechten Elements
2 in der Verbindung ist deshalb nicht möglich, weil sich beispielsweise bei einer
Belastung, die eine Drehung um den Ansatz4 im Uhrzeigersinn hervorrufen würde, die
obere Teilzylinderfläche 8 gegen die gegenüberliegende Teilzylinderfläche 15 am
Element 5 legt und dadurch lmbewegbar abgestützt ist. Entsprechende Verhältnisse
treten auf, wenn sich das rechte Element 2 gegen den Uhrzeigersinn um den Ansatz
4 im Verbindungsstüclt?l zu drehen suchen würde. In diesem Falle legt sich die am
Ende des Elements 2 angeordnete untere Teilzylinderfläche 8 an die gegenüberliegende
zylindrische Fläche 15 des Elements 5 an. Da das Element 5 durch den Spindeltrieb
6, 12 in Querrichtung zu den Bauelementen 2 unverrückbar gehalten ist, bleibt auch
in diesem Falle die Verbindung starr.
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Eine Abwinkelung der Bauelemente 2 an der Verbindungsstelle zueinander
ist aber dadurch möglich, daß die Mutter 6 gedreht und das Element 5 mit Hilfe der
Spindel 12 in Querrichtung aus seiner Mittellage verschoben wird. Wird beispielsweise
die Mut-
ter 6 so gedreht, daß sich das Element 5, bezogen auf F i g. 3, nach oben
verschiebt, drücken die Flächen 15 unterhalb des Steges 16 auf die gegenüberliegenden
Flächen 8 an den Enden der Elemente 2 und diese letzteren drehen sich mit den Ansätzen
4 in den AusnehmungenlO. In entsprechender Weise ergibt sich eine Abwinkelung nach
der anderen Seite, wenn durch Drehen der Mutter 6 das ElementS in das Verbindungsstück
3 hereingezogen wird. Hierbei drücken die am oberhalb des Steges 16 liegenden Teil
des Elements 5 vorgesehenen Flächen 15 auf die gegenüberliegenden Flächen 8 an den
Enden der Elemente 2 und bewirken eine Drehung der Elemente in den Ausnehmungen
10, wobei wiederum die Ansätze 4 als Drehzapfen wirken.
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Es ergibt sich hieraus, daß nicht nur der Winkel, den zwei miteinander
verbundene schienenartige Elemente 2 miteinander biIden, mit Hilfe des Verbindungsstücks
3 geändert werden kann, sondern das Verbindungsstück 3 kann auch an bereits unter
einem Winkel aneinander grenzenden Elementen 2 zur sicheren und spannungsfreien
Verbindung der genannten Elemente venvendet werden. Die Größe des größtmöglichen
Winkels zwischen zwei aneinander grenzenden Elementen wird durch die Beweglichkeit
der Ansätze 4 in den Ausnehmungen 10 bestimmt. Diese Beweglichkeit kann ohne weiteres
auf die im praktischen Betrieb vorkommenden Fälle abgestimmt werden. Zweckmäßig
ist es, den Zylinderflächen 15 und 8 einen möglichst großen Radius zu geben, damit
bei allen Stellungen der Elemente Z zueinander, die die Verbindung zuläßt, ausreichend
große Flächenberührung zwischen den erwähnten Flächen herrscht.
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Die erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung kann für die verschiedensten
Zwecke eingesetzt werden. Sie hat sich beispielsweise bei Abstützungen für Antriebsstationen
von Strebgewinnungsvorrichtungen im Bergbau bewährt. Insbesondere bei halbsteiler
oder steiler Lagerung kann die Antriebsstation mit Rollen versehen sein, mit denen
sie auf einer ein Widerlager bildenden Führung läuft. Diese Führung besteht aus
balkenförmigen Elementen, die mit dem Fortschritt des Abbaus verlängert werden.
Die am hinteren Ende der Führung überflüssig gewordenen Bauelemente werden dabei
jeweils am vorderen Ende vorgebaut. Da die an den Streb angrenzende Strecke wegen
der Unregelmäßigkeiten des Schichtenverlaufs normalerweise keinen genau geraden
Verlauf aufweist, ist es erforderlich, die gleichzeitig als Führung dienende Abstützung
den Abweichungen des Strekkenveriaufs von der geraden Linie anzupassen. Dies kann
auf einfache Weise mit Hilfe der vorstehend erläuterten Verbindungsvorrichtung geschehen.
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Bei der Verlegung von Einschienenhängebahnen im Grubenbetrieb treten
ähnliche Schwierigkeiten auf, weil entweder die Strecken von vornherein nicht geradlinig
aufgefahren werden können oder weil sich nachträglich durch Gebirgsbewegungen Knicke
und Krümmungen in den bereits vorhandenen Strecken ergeben. Auch hierbei bietet
die erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung ein einfaches Mittel, derartige Bahnen
bequem und betriebssicher zu verlegen oder den sich verändernden örtlichen Bedingungen
anzupassen.