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Satz von belageisenähnlichen Grubenausbauprofilen, vorzugsweise für
den ring- oder bogenförmigen Streckenausbau Es sind stählerne Streckenausbaurahmen
bekannt, die aus mit Flanschen versehenen Rinnenprofilen bestehen und deren Enden
gleichsinnig ineinandergelegt und derart miteinander gekuppelt oder verspannt sind,
daß die Profile unter derWirkung des Gebirgsdruckes sich relativ zueinander in axialer
Richtung verschieben können, wodurch der Ausbau die wünschenswerte Nachgiebigkeit
erhält. Für diese als »Gleitbogenausbau« bezeichnete Ausbauart werden seit langem
Rinnenprofile benutzt, die sich im Überlappungsbereich mit den Bögen gegeneinander
abstützen und mit den Stegen federnd gegeneinander gepreßt sind. Um diese federnde
Klemmwirkung der Stege zu erreichen, sind bei diesen bekannten Ausbauprofilen die
äußeren Stegflächen des Innenprofils mit einem etwas größeren Winkel gegen die Senkrechte
geneigt als die inneren Stegflächen des Außenprofils. Dadurch bilden sich beim Ineinanderlegen
der Profile zwischen den Stegflächen zunächst keilförmige Spalte, die sich beim
radialen Ineinanderdrücken der Profile schließen, so daß unter Ausgleich von Walztoleranzen
die Stege gleichmäßig und federnd gegeneinander gepreßt werden.
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Bei dein bisher üblichen Streckenausbau dieser Art benutzte man ausnahmslos
zwei in ihren statischen Werten etwa gleiche, in ihrer geometrischen Form aber voneinander
abweichende Profile (Innenprofil und Außenprofil). Die unterschiedliche Querschnittsform
von Innenprofil und Außenprofil eines solchen Rahmen: war dadurch bedingt, daß man
bislang glaubte, die Profile möglichst senkrecht zum Profilboden (unter Berücksichtigung
der Walzschräge) stellen zu müssen, um der Gefahr des Aufklaffens der Profile unter
der Wirkung des Gebirgsdruckes zu begegnen. Die Anwendung eines solchen sehr kleinen
»Öffnungswinkels« zwischen den Profilstegen zwang dazu, das Innenprofil etwas schmaler
als das Außenprofil zu bemessen, um die Profile ineinander legen zu können. Die
Notwendigkeit, für einen Grubenausbaura!hmen mindestens zwei verschiedenartige Profile
zu verwenden, verteuerte nicht nur die Herstellung, sondern brachte auch betriebliche
Erschwerungen mit sich. Die Gefahr des Aufklaffens wurde aber für so sehverwiegend
angesehen, daß man diese Nachteile bewußt in Kauf nahm, obwohl für andere Zwecke
geflanschte Ri-nnenprofile bekannt waren, deren großer Öffnungswinkel zwischen den
Stegen die Verwendung kongruenter Profile hätte ermöglichen können.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Nachteile der vorbekannten
Ausbaurahmen zu beseitigen und kennzeichnet sich dadurch, daß die im Querschnitt
kongruenten Profile einen im Verhältnis zur Profilhöhe schmal bemessenen Boden besitzen
und daß die, einen Öffnungswinkel von mindestens 20° einschließenden Stege von den
Flanschen in Richtung auf den Profilboden zu keilförmig verjüngt sind derart, daß
beim Ineinanderlegen der Profile zwischen den einander zugekehrten Stegflächen zunächst
ein keilförmiger Spalt verbleibt, der sich bei der radialen Verspannung der Profile
schließt.
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Wie Versuche gezeigt haben, wird durch die Vereinigung der verschiedenen
Merkmale ein Ausbaurahmen geschaffen, der ohne Verschlechterung der statischen Eigenschaften
der bisherigen Rahmen die Verwendung kongruenter Profile ermöglichte, ohne daß entsprechend
der allgemein verbreiteten Auffassung die Vergrößerung des Öffnungswinkels zwischen
den Profilstegen zu einem Aufklaffen unter der Wirkung des Gebirgsdruckes Anlaß
gab. Die Profile nach der Erfindung haben eine gedrungene Querschnittsf.orm, bei
welcher die stark geneigten Stege des gebogenen Segments Kegelschalen bilden, diie
das Profil infolge ihrer »Sch@alenwi.rkung« gegen Querschnittsverformungen als Folge
axialer Druckbeanspruchungen oder als Folge von B iegebeansp ruchungen und bei solchen
infolge örtlicher Belastungen versteifen.
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Die einzelnen Merkmale der Erfindung sind an sich bekannt, doch werden
die vorteilhaften Wirkungen nur durch ihre Vereinigung erreicht. So waren bereits
lange vor der erstmaligen Anwendung von geflanschten Ruinenprofilen (auch »Belagseisen«
genannt) für den Streckenausbau unter der Bezeichnung »Zoreseisen« als Brückenbelag
oder dergleichen dienende geflanschte Rinnenprofile bekannt, deren großer Öffnungswinkel
zwischen den Stegen das Ineinanderlegen kongruenter Profile gestattete. Abgesehen
davon, daß solche Profile für den Gleitbogenausbau von der Fachwelt wegen ihres
zu großen Öffnungswinkels aus den vorstehend erwähnten Gründen als unbrauchbar abgelehnt
wurden,
stützen sich solche Profile ausschließlich mit den Stegen aufeinander ab, wodurch
nach den Feststellungen der Erfindung die Gefahr von Querschnittsverformungen noch
wesentlich größer ist als bei den vorstehend beschriebenen »paarigen« Profilen.
Daß die gleichzeitige Anwendung der Boden- und Stegabstützung bei paarigen Profilen
bekannt ,ist, wurde bereits vorstehend erwähnt.
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Des weiteren waren lange vor der erstmaligen An-,vendung von geflanschten
Rinnenprofilen für den Streckenausbau belageisenähnliche Rinnenprofile kongruenter
Quersdhnittsform als Walzträger für andere Zwecke bekannt, bei welchen Flansche
und Böden der Profile gleiche Wandstärke besaßen derart, daß die- ineiinandergelegten
Profile sich außer mit dien Stegen gleichzeitig auch mit den Flanschen und
Böden berühren sollten. Abgesehen davon, daß es sich dabei um eine andereAufgabe
handelt, nämlich darum, die Profile so auszubilden, daß sie sich ohne jeden Zwischenraum
beliebig aufeinander stapeln lassen, sind derartige Profile für einen Streckenausbau
im Sinne der Erfindung deswegen ungeeignet, weil es auf Grund der Walztoleranzen
praktisch nicht ohne weiteres möglich ist, die Profile gleichzeitig mit den Böden
und den Flanschen aufeinander abzustützen, so da.ß es dem Zufall überlassen bleibt,
mit welchen Flächen sich die Profile bei ihrer radialen Verspannung berühren.
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Die Verjüngung der Profilstege von den Flanschen zum Boden hin ist
bei einem Grubenau.sbaurahmen aus Winkelprofilen bekannt, doch kann hierbei dne
Wirkung der Erfindung deswegen nicht eintreten, weil bei diesen Profilen die Stege
sich nicht berühren und im übrigen auch alle anderen der Erfindung bei diesen vorbekannten
Ausbaurahmen fehlen.
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Durch, die Verjüngung der Profilstege von den Flanschen zum Boden
hin wird eine gleichmäßige federnde Klemmwirkung zwischen dien Profilstegen im Überlappungsbereich
erzielt. Diese Wirkung kann bei kongruenten Profilen nach der Erfindung durch die
bei den bekannten nicht kongruenten Profilen benutzte, umgekehrt gerichtete Verjüngung
der Stege vom Boden zu den Flanschen hin deswegen nicht erreicht werden, weil dann
in dem dem Profilboden zugekehrten Bereich der Profilstege übermäßige Flächenpressungen
auftreten.
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Die geflanschten R:innenprofile nach der Erfindung sdnd in erster
Linie für den ring- oder bogenförmigen Streckenausbau bestimmt, können jedoch auch
für andere Zwecke, insbesondere als Innen- und Außenstempel für Grubenstempel, Anwendung
finden.
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Die Profile nach der Erfindung haben im übrigen den bekannten Vorteil
von geflanschtenRinnenprofilen, daß es möglich ist, die Widerstandsmomente irr dem
beiden Hauptachsen Wx und Wy gleich zu halten oder einander anzunähern, wobei im
Regelfalle Unterschiede zwischen diesen Momenten von mehr als 5001o vermieden werden
sollen. Demgegenüber beträgt bei anderen Grubenausbauprofilen, z. B. I-Profile .n,
das Widerstandsmoment in der X-Achse stets ein Mehrfaches desjenigen in der Y-Achse.
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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung an einem Ausführungsbeispiel
dargestellt.
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Fig. 1 und 2 zeigen die Profile im Querschnitt durch den überlappungsbereich
in verschiedenen Stellungen; Fig. 3 zeigt schematisch einen dreiteiligen Grubenausbaurahmen
; Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch die Verhindungsste:lle.
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Die Profilstege sind mit 1, der Boden mit 2, die Flansche mit 3 und
der Öffnungswinkel zwischen den Stegen mit a bezeichnet. Die Profile besitzen einen
im Ver'hältni's zur Profilhöhe schmal bemessenen Baden 2, und der Üffnungswimkel
u zwischen den Stegen soll mindestens 20° betragen.
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D.ie Stetige 1 verjüngen sich heilförmig in Richtung vom Flansch zum
Boden hin, so daß beim Beginn des Inei,nanderschiebens der Profile gemäß Fig.1 zunächst
ein keilförmiger Spalt ,s zwischen den Stegen entsteht, der sich beim weiteren Einschieben
des inneren Profils gemäß Fig. 2 schließt. In der Zeichnung ist die Verjüngung der
Keilstege etwas übertrieben gezeichnet.
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Fig. 2 zeigt die Arbeitsstellung der Profile in verspanntem Zustand.
Dadurch, daß die Dicke des Bodens 2 größer gewählt ist als die Stärke der Flansche,
verbleibt im verspannten Zustand zwischen den Flanschen ein Spalt t.
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Fig. 3 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines dreiteiligen
bogenförmigen Grubenausbaus aus Profilen gemäß Fig. 1 und 2. Die Profile liegen
im Bereich Z überlappt ineinander und sind hier durch d'ie Laschen 4, 5 und Schrauben
6 miteinander verspannt. Laie in diesen Figuren gezeigte Art der Verbindung bildet
nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung.