专利名称:用于地下开采支架的钢铰接顶梁的制作方法
本发明涉及用于地下支架的钢铰接顶梁，它由一段一定长度的空心型材组成，其一端有一所谓尖形件、在另一端有一所谓叉形件作为插入件设置在那里，从而插入件和空心型材的连接结构为插入式连接。
通过德国实用新型8305874号，这样的钢铰接顶梁已是公知的。这种铰接顶梁价格合理，十分便于维护和修理，并易于现场装配。然而生产这样的顶梁对于相应的生产工艺过程的要求是相当高的，尽管如此，相应尖形和叉形件的插入并非完全没有间隙，以致于一方面可能发生所谓的摩擦腐蚀，另一方面也可能发生不希望出现的端压。
因此，从上述的那一类型的装置出发，本发明的目的在于进一步发展这类钢铰接顶梁使得插入件能无间隙地，牢固地固持在正确的位置上而并不丧失所述的优点。
本发明这一目的是通过以下手段而实现的，插入件在空心型材一侧的端部具有一个其横截面与空心型材横截面相应的成型插塞，它至少有着一个纵向倾斜的表面，每表面配置一个活动的楔形件，它可以在纵向倾斜的表面和空心型材内表面之间拉入空心型材内。通过运用楔表面与楔结合可以使插入件绝对牢固地固持在正确的位置上。如果采用不止一个倾斜表面而是采用两个彼此相对的对应倾斜表面，那么效果尤佳。这样两个表面的有利之处在于它们的倾斜相同，这两个表面跟相应的楔形件结合一道使用会使相应的插入件对准中心。这样，连接十分牢固同时又很容易松开。装配式的优点保存下来了。上述现有技术的公知的易于修理和维护的长处也得到保留。该连接不再容易受摩擦腐蚀所影响，同时也避免了不希望出现的端压以及与此相联系的插入件的错误定位。
按本发明的一个实施例，建议在插入件内纵向移动的方向上至少装有一个锚栓，它通过一个后置抓手从后面扣住每个活动的楔形件，同时这个锚栓设计成能从外部进行操纵。这是一种很简单的从外部可接触到的装置，通过它可以用所需的力驱进楔形件或将它们松开。
本发明的另一个实施例提供，锚栓设计成螺栓，它的头部可从外部接触到，它的螺纹部分有一个螺母作为抓手，该螺母被送进空心型材内防止转动。此螺栓通过它在外部可自由接触的头部很容易操纵。在这里，螺纹与作为后置抓手的螺母一道产生一个很大的力量传递，需要时楔形件可用很大力量拉入。由于在楔形件和插入件之间存在着通过锚栓的力短路，无须担心由伴随夹紧作用出现的张力或夹紧力引起的楔形件的不受欢迎的位移。
按本发明还可以建议，螺母应具有一个跟空心型材的内截面带间隙相匹配的截面外形，最好是矩形或接近于矩形或方形。如果螺母截面的外轮廓带间隙跟空心型材的内截面相匹配，则它们一方面不会旋转，另一方面却能够不受阻碍地进行必要的轴向运动。
按本发明还提供，每个楔形件与后置抓手相连，它相对于后置抓手径向可动，但轴向基本上不可动。这样做的优点在于，通过做成螺栓结构的锚栓，可用简便方式从外面把楔形件从它的固持位置重新向后推出以松开空心型材与插入件之间的连接。这时，螺栓被压入或敲入，因而带着螺母，螺母又轴向地带着楔形件，这样连结就松开了。
本发明还提供，做成叉形件的插入件沿跟叉形件表面平行的一个中心平面纵向分开。按本发明建议的固持方式，叉形件沿纵向分开而不影响叉形件的固持可靠性是可能的。这样，生产这类的叉形件成本较低，同时修理费用也较低，因为在出现损坏的情况下一般叉形件只有一半受损，而另一半仍然可以使用。因此在出现损坏时，可能只须替换叉形件的一半。由此也可以大大降低库存量，要进行修理时，要运输的物料重量也比较小。用分开的叉形件就可能给叉形件半部的的成型插塞的每个倾斜表面上配备一个分开的楔形件。这样，两个协同工作的叉形件半部的倾斜表面之间可能存在的微小的尺寸的不准确就会被补偿掉。所用的楔形件的这种分开应包括在本发明内。同样地既在分开的叉形件上又在不分开的叉形件和尖形件上将成型插塞的所有平的平面加工成斜面并配以楔形件，也是可能的。这样，在所有方向上都能取得良好的固定。但是特别是传送主力给协同工作的楔形件从而传递到空心型材的成型插塞的倾斜表面应当尽可能在整个宽度及尽可能大的表面上被拉入的楔形件所覆盖，以便在力量传递中达到尽可能小的表面压力。
最后，按本发明还提供，倾斜表面的倾斜角在2°-10°的范围内。这样，用较小的拉入力已能产生十分牢固的连结。
本发明将借助于展示实施例的附图作进一步的说明。
图1是带有尖形和叉形插入件的空心型材的纵剖面图;
图2是图1的分离图;
图3是锚栓、楔形件和后置抓手件的分解侧视图;
图4是沿图2Ⅰ-Ⅰ线看的视图;
图5是沿图1Ⅱ-Ⅱ线剖开的剖面图;
图6是沿图2Ⅲ-Ⅲ线看的视图;
图7是按图2箭头A的方向看向左旋转90°的视图。
图1示出钢铰接顶梁1的侧视图，其空心型材2制造成单体筒形型材。在这个空心型材2的一端装有一个尖形件3，在其另一端装有一个叉形件4，而这两个部件分别用一个成型插塞5或6插进空心型材2中。在例举的配置中，主负荷方向的作用线位于图面平面或与之平行的平面上。尖形件3的成型插塞有垂直于图面平面相对配置的两个纵向倾斜表面7与8，它们朝着空心型材2的内部会聚。此时它们各具有倾斜角α。此外，还可在成型插塞5上配置图面平面平行伸展的衬板或侧表面，它们有这样的彼此间的距离使得它们能以尽可能小的间隙从侧面装入空心型材2的相应的空间内。这样的一个表面配置由于前述的现有技术而众所周知。但是，这些衬板不是非有不可的，但它们是有好处的，可以想象出这些衬板是相应地倾斜的，跟纵向倾斜表面7和8一样。至少纵向倾斜表面7和8可在它们的端面相向地支撑在有一个开孔24的端板23上，这样，构成纵向倾斜表面7和8的板件彼此充分地支撑着;但是，未特别标明的侧板，却会大大加强整个装置的刚性。
叉形件4的成型插塞6的结构是完全相似的。这里，在成型插塞6上，也有相应的纵向倾斜表面9和10。这两个纵向倾斜表面9和10也具有倾斜角α，并向空心型材2的内部会聚。成型插塞6仍是实施例一种改型。仅仅是那里的纵向倾斜表面9和10由衬板25和26支撑着，使得端面留下一个自然形成开口27。图4至图6相应显示了空心型材2的横截面及插入件3和4，图5可观察到装入的尖形件3，而图4显示尖形件3在插入空心型材前的视图。图6显示叉形件4的相应视图。
要装配插入件3和4，首先把螺检17作为锚栓在开口20处纵向地装入插入件3内。为此，螺栓17穿过开孔28和开孔24，直到螺栓头部19靠着不动。现在螺母18被上到螺栓17的未加特别标明的螺纹部分上去，并让其停在一个能使螺母18能推进空心型材2的旋转位置上。螺母18的截面对应于空心型材2的内截面有适当的间隙，所以，装进空心型材2的螺母18内就不能再旋转了。此时，两个活动楔形件11和12的倾斜表面放置在成型插塞5的相应倾斜表面7和8上，并且还轴向地靠着螺母18支撑着。它们可以任何方式跟螺母18连接，只要它们至少能有微小的径向活动。螺母18在两个方向的轴向运动应带着活动的楔形件11和12，使楔形11和12锁定和松开。图3以分解图的形式示出装配的顺序，但是不带插入件3。
如果上述装置装配好，插入件3连同其成型插塞5可轴向地推入空心型材2内，直至插入件3的端面29靠上空心型材2的相应端面。达到了这个状态，起锚栓作用的螺栓17在其螺栓头19被转动。因为螺母18在空心型材2内不能转动，它就沿轴向向螺栓头19移动，从而把活动的楔形件11和12推在前头，使以成型插塞5的倾斜表面7和8为一方、和以空心型材2的相应内表面为另一方这两者之间的楔形缝隙被完全填满。这样，要用很大的力量才可以把活动的楔形件11和12拉进所述的楔形缝隙中去，从而形成一个异常牢固的连接，同时将插入件3定心在正确的位置上。这里，活动的楔形件11和12的宽度最好这样来确定，使它们尽可能复盖住纵向倾斜表面7和8的相应的总宽度以取得尽可能小的表面压力，尽管夹紧力很高。这些情况自然同样适用于活动的楔形件13和14的装置与它们跟成型插塞6的纵向倾斜表面9和10的关系。在该处，所述楔形件跟已描述的成型插塞5同样方式装配和使用。
此外，按本发明描述的将插入件3与4装固在空心型材2内以形成一根铰接顶梁的方式，进一步可能将叉形件4沿平行于其平面22的平面21分开。分离平面21在图4及图7中标出。将叉形件分开一方面具有相应的单件锻件比较简单因而生产成本较低的优点，这样由两半组成的叉形件4要比按常规方法生产的叉形件便宜一些，另一方面也较容易修理，因为损坏通常只是发生在叉形件的一半上。如果叉形件4是一整块，那么整个叉形件就失效，需进行更换。使用分开的叉形件的话，只有受损的一半不能工作，可以换上一个相应的较为便宜的新的半件。因为半个叉形件自然要比整体叉形件轻得多，修理工作本身也相应要容易一些。因此库存量，特别是现场的库存量可以减少。使用分开的叉形件，对活动的楔形件13和14也沿纵向分开可能是有利的，这样纵向倾斜表面9和10，现有是分成半件设置的，斜度上的微小差别也能够得到补偿。当纵向分成两半的纵向倾斜表面9和10具有足够精确的一致性时，这样的措施就是可有可无的了。
活动的楔形件11至14的外部不倾斜的表面通过拉入牢固地靠着空心型材的内表面15及16上，这样，在轴向就产生很大的锁紧力，而在径向就形成跟空心型材2的形状联锁的连接。通过这种连接，可取得具有焊接尖形件和叉形件的钢铰接顶梁的优点，而无须承受其严重的缺点。反而，通过本发明成功地把公知的焊接钢铰接顶梁的优点跟公知的插入联结钢铰接顶梁的优点结合起来，同时又能消除该两结构的缺点。这种革新的钢铰接顶梁具有选择制造材料的可能性、库存量小并因而仓库维持费用低、装配只需用简陋的工具，同时重量又轻等种种优越性，因而它首次可以在经常从事开采业的发展中国家使用，在那里，常采用木结构的支架，这会给这些国家造成危险的生态后果;采用按本发明的钢铰接顶梁要比采用那里迄今所使用的木结构支架更为经济。
权利要求
1.用于地下开采用支架的钢铰接顶梁由一块一定长度的空心型材组成，在它的一端上装有一个所谓的尖形件、另一端上装有一个所谓的叉形件作为插入件，从而插入件跟空心型材的连接结构为插入式连接，其特征在于，插入件(1，2)在其空心型材一侧的一端具有一个其横截面与空心型材(2)的横截面相应的成型插塞(5、6)，它至少带有一个纵向倾斜的表面(7-10)，每个表面配置一个被拉入空心型材(2)的纵向倾斜的表面(7-10)跟空心型材内表面(15、16)之间的活动楔形件(11-14)。
2.按权利要求
1的装置，其特征在于，在插入件(3、4)中至少各配置一个锚栓17纵向伸展，这一锚栓用一后置抓手(18)从后面扣住各个活动的楔形件(11-14)，该锚栓设计成可从外部进行操纵。
3.至少按权利要求
2的装置，其特征在于，锚栓设计成螺栓(17)，它的螺栓头部(19)可从外边接触到，它的螺纹部分有一螺母(18)作为后置抓手，它可送进空心型材(2)内防止转动。
4.至少按权利要求
3的装置，其特征在于，螺母(18)具有一个跟空心型材(2)内截面带间隙相匹配的横截面外形。
5.至少按权利要求
1至4中之一项的装置，其特征在于，每个楔形件(11-14)跟后置抓手(18)这样来连接使楔形件相对于后置抓手径向可动但轴向基本上不可动。
6.至少按权利要求
1至5中之一项的装置，其特征在于，设计成叉形件(4)的插入件在跟叉形件表面(22)平行的中心平面(21)上被纵向分开。
7.至少按权利要求
1至6中之一项的装置，倾斜表面(7-10)的倾斜角(α)达2-10°。
专利摘要
本发明涉及一种用于地下支架的由一定长度的 空心型材组成的钢铰接顶梁，空心型材一端有尖形件 另一端有叉形件作为插入件从而构成插入式连接。 这钢铰接顶梁应进一步发展使插入件能无间隙地牢 固地固装在正确位置上而不丧失其公知优点。按本 发明使插入件靠空心型材一端具有截面跟空心型材 内截面相应的、至少有一纵向倾斜表面的成型插塞， 每倾斜表面配置一活动楔形件在空心型材的纵向倾 斜面与空心型材内表面之间被拉入。
文档编号E21D17/00GK87108117SQ87108117
公开日1988年6月29日 申请日期1987年11月30日
发明者马撒-凯瑟, 琳娜·海力加 申请人:马撒-凯瑟, 琳娜·海力加导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan