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Dokumentenidentifikation DE202006010908U1 26.10.2006
Titel Bauteilsatz zum Fugenabdichten
Anmelder FFG Fahrzeugwerkstätten Falkenried GmbH, 20251 Hamburg, DE
Vertreter Glawe, Delfs, Moll, Patentanwälte, 80538 München
DE-Aktenzeichen 202006010908
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 26.10.2006
Registration date 21.09.2006
Application date from patent application 14.07.2006
IPC-Hauptklasse E21D 11/38(2006.01)A, F, I, 20060714, B, H, DE

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bauteilsatz zum Abdichten einer Fuge zwischen Randflanschen von Tübbingen eines Tunnels, die mit Schraubenbolzen, die in Querrichtung durch die Flansche hindurchgeführt sind und über dieselben vorstehen, miteinander verschraubt sind, wobei die miteinander verschraubten Flansche eine gemeinsame Stirnseite bilden, mit einer in der Fuge an der Stirnseite anzuordnenden Dichtung und wenigstens einem im Wesentlichen U-förmigen Bauteil zur Fixierung der Dichtung.

Im zeitgemäßen Tunnelbau werden häufig Tübbinge zum Ausbau bzw. zur Auskleidung des Tunnels verwendet. Beim Tübbing handelt es sich um ein vorgefertigtes Bauteil, das üblicherweise aus Guseisen, Stahl oder Beton besteht. Mehrere Tübbinge können beispielsweise gemeinsam zu einem ringförmigem Tunnelsegment zusammengefügt werden, wobei eine Vielzahl von solchen Tunnelsegmenten sich entlang der Tunnellängsrichtung hintereinander anschließen lässt.

Bekannte Tübbinge weisen konstruktiv an ihren Rändern einen Randflansch auf, der in dessen Querrichtung mit Bolzenlöchern versehen und so ausgebildet ist, dass dieser Flansch zu einem Randflansch eines anderen Tübbings zusammenpasst, so dass die beiden Tübbinge unter Einhaltung einer vorgesehenen Bauform zusammenfügen lassen. Mithilfe von Schraubenbolzen, die in die Bolzenlöcher durch die beiden Randflansche hindurchgeführt sind und über die Randflansche vorstehen, können diese Tübbinge dann miteinander verschraubt werden, wobei die aneinander liegenden Randflansche eine gemeinsame Stirnseite bilden, die senkrecht zu einer zwischen diesen beiden Randflanschen liegenden Fuge steht und diese auch gleichzeitig begrenzt.

Es gibt unterschiedliche Maßnahmen, die dazu dienen, die zwischen den Randflaschen von Tübbingen befindlichen Fugen insbesondere wasserfest abzudichten. Es können beispielsweise die Randflansche an denjenigen Flankenseiten, die im verschraubten Zustand einander zugewandt sind und somit in der Fuge liegen, mit einer Dichtungsnut versehen werden, die zur Aufnahme einer Dichtung dient, welche aus einem flexiblen bzw. fließfähigen Material besteht; beim Zusammenschrauben wird die Dichtung zusammengedrückt und diese sorgt für eine nachhaltige Wasserdichtigkeit. Bei Stahl-Tübbingen kann die Dichtigkeit auch durch Verschweißen der Fugen gewährleistet werden. Darüber hinaus werden Bauteilsätze zum Dichtungszweck verwendet, die im Wesentlichen eine Dichtung, die eine den Fugen angepasste Form aufweist, und ein U-förmiges Bauteil, der an den Schenkeln mit Schraubenlöchern versehen ist, umfassen. Die Dichtung wird an der Stirnseite der Randflansche gegen die Fuge angebracht, während das U-förmige Bauteil mit der Öffnungsseite zur Stirn-seite der Randflansche gegen diese so eingeschoben wird, dass die Flansche zwischen den beiden Schenkeln des U aufgenommen sind und der Steg des U entlang dem Fugenverlauf gegen die Dichtung drückt. Um das U-förmige Bauteil in dieser Position zu sichern, wird dieser mit Schrauben, die in die Randflansche hineingeschraubt werden, gegen die Randflansche festgeschraubt. Die Herstellung und Verschraubung dieser U- förmigen Bauteile ist sehr aufwendig und teuer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bauteilsatz vorzustellen, der einfach zu handhaben ist, während die Dichtung der Fuge sichergestellt wird. Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs. Vorteilhafte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen.

Erfindungsgemäß umfasst der Bauteilsatz mehrere im Wesentlichen U-förmige Klammern, die an den Schenkeln des U mit zum Rand offenen schlitzförmigen Ausnehmungen zum Umgreifen der Schraubenbolzenköpfe versehen sind, von denen sich wenigstens ein Teil senkrecht zur Ebene des U erstreckt; weiter sind leistenförmige Elemente vorgesehen, die zum Abdecken der Dichtung an der Stirnseite der Flansche ausgebildet sind, und letztlich ist im Steg des U eine Gewindebohrung vorgesehen, in die eine Schraube einschraubbar ist, um die leistenförmigen Elemente gegen die Dichtung zu drücken.

Die Klammern sind im Wesentlichen U-förmig ausgebildet. D.h. sie weisen zwei im Wesentlichen parallel angeordnete Schenkel und einen diese Schenkel am Schenkelansatz miteinander verbindenden Steg auf, wobei der Übergang vom Schenkel zum Steg mehr oder weniger abgerundet sein kann. Eine Ebene, die „Ebene des U" genannt wird, ist dadurch definiert, dass sie die im Wesentlichen U-förmige Klammer durch den Steg und die Schenkel durchschneidet, wobei die Schnittfläche der Klammer der projizierten U-Form entspricht. Zwecks Erläuterung des konstruktiven Aufbaus dieser Klammern werden weiter drei jeweils zueinander senkrecht angeordnete Richtungen festgelegt: es handelt sich zum einen um eine nach oben senkrechte Richtung zur Ebene des U, d.h. eine Richtung, in der das Profil des U in der Höhe nach oben verlängerbar ist (nachfolgend „U-Höhenrichtung"), zum zweiten um eine innerhalb der Ebene des U liegende und sich von der Stegseite aus entlang der Längsrichtung der Schenkel des U erstreckende Richtung (nachfolgend „U-Längsrichtung") und zum dritten um eine ebenfalls innerhalb der Ebene des U liegende und sich von der Mitte des Stegs aus quer zur Längsrichtung der Schenkel des U nach außen erstreckende Richtung (nachfolgend „U-Querrichtung").

Aufgrund des U-förmigen Aufbaus der Klammern lassen sich diese in der U-Längsrichtung schenkelseitig auf die miteinander verschraubten Randflansche von Tübbingen aufstecken. Die erfindungsgemäß an den Schenkeln des U vorgesehenen schlitzförmigen Ausnehmungen dienen dazu, beiderseitig die von den Randflanschen in den U-Querrichtungen hervorstehenden Schraubenbolzenköpfe aufzunehmen, wobei die Schlitzbreite mindestens dem Durchmesser der Schraubenbolzenköpfe entspricht. Bei den Schraubenbolzenköpfen kann es sich sowohl um einen Kopf, als auch um eine Mutter oder einfach um einen hervorstehenden Teil der Schraubenbolzen handeln. Die schlitzförmigen Ausnehmungen erstrecken sich bis zum Rand der Schenkel, so dass die Schraubenbolzenköpfe von einem Schenkelrand aus in die schlitzförmigen Ausnehmungen hineingenommen werden können, wobei wenigstens ein Teil dieser Ausnehmungen in der U-Höhenrichtunng (also senkrecht zur Ebene des U) angeordnet ist, damit die Schraubenbolzenköpfe innerhalb der Schenkel des U wenigstens teilweise entlang bzw. entgegen dieser Richtung geführt werden können. Mit einem Greifarm, der sich an den Schenkeln zwischen der schlitzförmigen Ausnehmung und dem dem Steg abgewandten Schenkelrand ausbildet, werden die hervorstehen Schraubenbolzenköpfe jeweils umgriffen.

Die Dichtung, deren Breite die Fugenbreite geringfügig übersteigt, wird stirnseitig an der Fuge angebracht, bevor sie mithilfe von den erfindungsgemäß vorgesehenen leistenförmigen Elementen an der Stirnseite der Flansche abgedeckt wird, wobei eine der beiden flachen Seiten der leistenförmigen Elemente zur Stirnseite der Randflansche gerichtet ist. Wenn die Klammer an die vorgesehene Lage zum Umgreifen der Schraubenbolzenköpfe gebracht ist, befinden sich die leistenförmigen Elemente nun in einer Zwischenlage zwischen der Stirnseite der Randflansche und der Innenseite des Stegs des U. Mittels der Schraube, die erfindungsgemäß durch die im Steg des U vorgesehene Gewindebohrung in die U-Längsrichtung hindurchgeschraubt und mit der der Innenseite des Stegs des U zugewandten flachen Seite der leistenförmigen Elemente in Eingriff gebracht wird, wird eine in der U-Längsrichtung gerichtete Druckkraft auf die leistenförmigen Elemente ausgeübt, die ihrerseits in derselben Richtung einen Druck auf die Dichtung gegen die Stirnseite der Randflansche aufbaut, wodurch die Dichtung schließlich in der bzw. um die Fuge fixiert wird.

Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Bauteilsatzes besteht darin, dass es mittels der in der U-Längsrichtung erzeugten Druckkraft gewährleistet wird, dass die Dichtung zweckmäßig in die Fuge bzw. gegen die Stirnseite der Randflansche gedrückt: wird. Die mit der Erzeugung und Aufrechterhaltung des benötigen Drucks zusammenhängenden Komponenten, nämlich die Gewindebohrung am Stegs des U, die durch diese Gewindebohrung hindurchgeschraubte Schraube und die auf die Dichtung drückenden leistenförmigen Elemente, sind mit nur geringem Aufwand vorzusehen und lassen sich sehr einfach gestalten. Bei dem bekannten Bauteilsatz, bei dem die Innenseite des Stegs des U direkt gegen die Dichtung drückt, kann im Gegensatz zum erfindungsgemäßen Bauteilsatz von keinem ausreichenden Druck gegen die Dichtung ausgegangen werden, da konstruktiv keine Kraftkomponenten in der U-Längsrichtung vorgesehen sind: die Schrauben, mit deren Hilfe das U-förmige Bauteil gegen die Randflansche gesichert wird, sind zur Erzeugung und Aufrechterhaltung einer Druckkraft in der betreffenden Richtung primär nicht geeignet.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Bauteilsatzes ergibt sich daraus, dass die im Wesentlichen U-förmigen Klammern sehr einfach und schnell durch die in den U-Querrichtungen hervorstehenden Schraubenbolzenköpfe in der U-Längsrichtung gesichert werden, indem die Klammern mittels der schlitzförmigen Ausnehmungen die Schraubenbolzenköpfe aufnehmen und diese umgreifen. Die in der U-Querrichtung durch die Flansche hindurchgeführten Schraubenbolzen brauchen nicht dazu beizutragen, die Schenkel des U gegen die Flansche zu sichern, was mehr Flexibilität für die Installation bringt, da das Festschrauben dieser Schraubenbolzen nicht das Anbringen von Schenkeln des U an die Randflansche voraussetzt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise veranschaulicht sind. In den Zeichnungen zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht von einem zur Fugenabdichtung verwendeten erfindungsgemäßen Bauteilsatz mit zwei im Wesentlichen U-förmigen Klammern und einem leistenförmigen Element;

2 eine Querschnittsansicht des verwendeten Bauteilsatzes entlang der Schnittlinie A-A in 1, und

3 zwei Gestaltungsvarianten für die schlitzförmigen Ausnehmungen am Schenkel des U der erfindungsgemäßen Klammern.

Nach 1 wird ein Bauteilsatz mit zwei im Wesentlichen U-förmigen Klammern 1 und einem leistenförmigen Element 2 zum Fugenabdichten für Randflanschen 6 von Tübbingen 7 eines Tunnels verwendet. Es können auch mehr Klammern 1 zum Befestigen jeweils eines leistenförmigen Elementes 2 vorgesehen werden.

Der in 2 dargestellte Querschnitt des verwendeten Bauteilsatzes liegt innerhalb der Ebene des U. Die im Wesentlichen U-förmig ausgebildete Klammer 1 besteht vorzugsweise aus einem in die Form des U gekrümmten Flacheisen. Die Klammer 1 weist zwei parallel angeordnete Schenkel 11 und einen diese Schenkel 11 miteinander verbindenden Steg 12 auf. Der Übergang vom Schenkel 11 zum Steg 12 des U ist abgerundet.

Der Schenkel 11 des U ist mit einer schlitzförmigen Ausnehmung 111 versehen, die zum unteren Rand des Schenkels 11 offen ist und deren Schlitzbreite den Durchmesser der Schraubenbolzenköpfe 81, 82 geringfügig übersteigt. Diese schlitzförmige Ausnehmung 111 erstreckt sich vorzugsweise ausschließlich in der U-Höhenrichtung R1. Jenseits der schlitzförmigen Ausnehmung 111 ist am Schenkel 11 des U entlang der U-Längsrichtung R2 ein Greifarm 112 ausgebildet.

Die mit einem Bolzenloch 61 versehenen Randflansche 6 sind mittels Schraubenbolzen 8, die in der U-Querrichtung R3 durch die Flansche 6 hindurchgeführt sind, miteinander verschraubt. Die Schraubenbolzenköpfe, nämlich ein Kopf 81 und eine Mutter 82 des Schraubenbolzens 8, stehen in der U-Querrichtung R3 über die Randflansche 6 hervor. Zwischen den Flanschen 6 bildet sich eine Fuge 5 aus, die den Zwischenraum zwischen den beiden parallel angeordneten Flanschen 6 füllt. Die Flansche 6 bilden außerdem eine gemeinsame Stirnseite 62, die senkrecht zur Fuge 5 angeordnet ist und diese begrenzt. Eine zum Abdichten der Fuge 5 vorgesehenen Dichtung 4, deren Breite die Fugenbreite vorzugsweise geringfügig übersteigt, ist stirnseitig entlang der Fuge 5 angeordnet.

Die Klammer 1 ist in der U-Längsrichtung R2 schenkelseitig auf die Randflansche 6 aufgesteckt, wobei die Innenfläche des Stegs 12 der Stirnseite 62 zugewandt ist. Die in den U-Querrichtungen R3 hervorstehenden Schraubenbolzenköpfe 81, 82 werden beiderseitig vom unteren Rand der Schenkel 11 aus in die schlitzförmigen Ausnehmungen 111 aufgenommen und durch die Greifarme 112 umgriffen. Die Schraubenbolzenköpfe 81, 82 werden innerhalb der Schenkel 11 entlang der U-Höhenrichtung R1 solange geführt, bis sie ans Ende der schlitzförmigen Ausnehmungen 111 gelangen.

Das leistenförmige Element 2, das vorzugsweise im Wesentlichen starr ausgebildet ist und dessen Breite vorzugsweise die der Dichtung 4 um einiges übersteigt, wird zwischen die Innenfläche des Stegs 12 des U und die Stirnseite 62 der Flansche 6 angeordnet. Dabei sind die beiden flachen Seiten des leistenförmigen Elementes 2 parallel zur Stirnseite 62 angeordnet. Mithilfe des leistenförmigen Elementes 2 wird die Dichtung 4 an der Stirnseite 62 abgedeckt.

Vorzugsweise in der Mittellinie des Stegs 12 des U ist eine Gewindebohrung 121 vorgesehen, die in der U-Längsrichtung R2 angeordnet ist. Eine Schraube 3 wird durch die Gewindebohrung 121 hindurchgeschraubt, so dass sie mit dem leistenförmigen Element 2 in Eingriff gebracht wird, damit das leistenförmige Element 2 in der U-Längsrichtung R2 einen Druck auf die Dichtung 4 aufbaut, woraufhin die Dichtung 4 gegen die Stirnseite 62 der Randflansche 6 und teilweise in die Fuge 5 hineingedrückt wird, um eine nachhaltige Abdichtung der Fuge 5 herbeizuführen.

Während des Druckaufbaus von der Klammer 1 auf die Dichtung 4 wird die Klammer 1 aufgrund einer Gegenkraft gleichzeitig durch die Dichtung 4 entgegen der U-Längsrichtung R2 gedrückt. Um diese Kraftwirkung auszugleichen, wird von den Schraubenbolzenköpfen 81, 82 ausgehend entsprechend eine in der U-Längsrichtung R2 gerichtete Kraft auf die Greifarme 112 der Schenkel 11 des U ausgeübt, so dass die Klammer 1 in der U-Längsrichtung R2 festgehalten wird. Aufgrund dieser in der U-Längsrichtung gerichteten Kraftwirkung entsteht zwischen den schlitzförmigen Ausnehmungen 111 der Schenkel 11 des U und den Schraubenbolzenköpfen 81, 82 eine entgegen der U-Höhenrichtung R1 gerichtete Reibungskraft, durch die ein Verrutschen der Schenkel 62 in der U-Höhenrichtung R1 verhindert ist.

Die Klammern 1 weisen vorzugsweise in der U-Höhenrichtung R1 eine Abmessung bis zum Sechsfachen des Durchmessers der Schraubenbolzen 8 oder der Schraubenbolzenköpfe 81, 82 auf. Eine größere Höhendimensionierung der Klammer 1 wird kaum noch zur Festigkeit derselben beitragen und verursacht lediglich einen zusätzlichen Materialverbrauch.

Die Dichtung 4 kann unter Umständen erheblich länger ausgebildet sein als die leistenförmigen Elemente 2 eines erfindungsgemäßen Bauteilsatzes, die vorzugsweise feste Längen aufweisen. In diesem Fall werden die leistenförmigen Elemente 2 dann vorzugsweise so hintereinander angeordnet, dass sie die Gesamtlänge der Dichtung 4 lückenlos abdecken. Eine entsprechende Vielzahl von erfindungsgemäßen Klammern 1 ist entsprechend vorzusehen.

3 zeigt zwei relevante Gestaltungsvarianten der schlitzförmigen Ausnehmungen 111 an den Schenkeln 11 des U. Zum einen kann der Greifarm 112 des Schenkels 11, der zum Umgreifen der Schraubenbolzenköpfe 81, 82 vorgesehen ist, randseitig mit einem Haken 113 versehen werden, so dass ein Herausfallen der Schraubenbolzenköpfe 81, 82 aus den schlitzförmigen Ausnehmungen 111 verhindert oder zumindest erschwert wird. Zum anderen kann die schlitzförmige Ausnehmung 111 noch zusätzlich einen in der U-Längsrichtung R2 angeordneten Teil aufweisen, so dass die Schraubenbolzenköpfe 81, 82 auch teilweise in der Längsrichtung R2 innerhalb der schlitzförmigen Ausnehmung 111 geführt werden.


Anspruch[de]
Bauteilsatz zum Abdichten einer Fuge (5) zwischen Randflanschen (6) von Tübbingen (7) eines Tunnels, die mit Schraubenbolzen (8), die in Querrichtung durch die Flansche (6) hindurchgeführt sind und über dieselben vorstehen, miteinander verschraubt sind, wobei die miteinander verschraubten Flansche (6) eine gemeinsame Stirnseite (62) bilden, mit einer in der Fuge (5) an der Stirnseite (62) anzuordnenden Dichtung (4) und wenigstens einem im Wesentlichen U-förmigen Bauteil zur Fixierung der Dichtung (4),

dadurch gekennzeichnet, dass

er mehrere im Wesentlichen U-förmige Klammern (1), leistenförmige Elemente (2) und Schrauben (3) aufweist, dass

die Klammern (1) an den Schenkeln (11) des U mit zum Rand offenen schlitzförmigen Ausnehmungen (111) zum Umgreifen der Schraubenbolzenköpfe (81, 82) versehen sind, von denen sich wenigstens ein Teil senkrecht zur Ebene des U erstreckt, dass

die leistenförmigen Elemente (2) zum Abdecken der Dichtung (4) an der Stirnseite (62) der Flansche (6) ausgebildet sind, und dass

im Steg (12) des U eine Gewindebohrung (121) vorgesehen ist, in die die Schraube (3) einschraubbar ist, um die leistenförmigen Elemente (2) gegen die Dichtung (4) zu drücken.
Bauteilsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die schlitzförmigen Ausnehmungen (111) an den Schenkeln (11) des U sich ausschließlich senkrecht zur Ebene des U erstrecken. Bauteilsatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Klammern (1) aus in die Form des U gekrümmten Flacheisen bestehen. Bauteilsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die schlitzförmigen Ausnehmungen (111) an den Schenkeln (11) des U so ausgebildet sind, dass der die Schraubenbolzenköpfe (81, 82) umgreifende Teil (112) einen Haken (113) aufweist. Bauteilsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Klammern (1) senkrecht zur Ebene des U eine Abmessung bis zum Sechsfachen des Durchmessers der Schraubenbolzen (8) oder der Schraubenbolzenköpfe (81, 82) aufweisen. Bauteilsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die leistenförmigen Elemente (2) im Wesentlichen starr und wenigstens so breit wie die Dichtung (4) ausgebildet sind. Bauteilsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die leistenförmigen Elemente (2) so hintereinander angeordnet sind, dass sie die Gesamtlänge einer Dichtung (4) lückenlos abdecken. Bauteilsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindebohrung (121) im Steg (12) der Klammern (1) in der Mittellinie des Stegs (12) angeordnet ist. Bauteilsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils mehrere Klammern (1) zum Befestigen eines leistenförmigen Elementes (2) vorgesehen sind.






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