DE2621361A1

DE2621361A1 - Verfahren zum ausbauen von raeumen und strecken, insbesondere strecken des berg- und tunnelbaus

Info

Publication number: DE2621361A1
Application number: DE19762621361
Authority: DE
Inventors: Franz Gantke; Gerd Radner; Harald Walter; Christoph Zillessen; Walter Zywietz
Original assignee: Ruhrkohle AG
Current assignee: RAG AG
Priority date: 1976-05-14
Filing date: 1976-05-14
Publication date: 1977-12-01
Also published as: BE854580A; US4100749A; GB1578845A; PL111694B1; JPS52139239A; DE2621361C3; PL198086A1; DE2621361B2; CA1053920A; FR2351245A1; FR2351245B1

Description

Euhrkohle Aktiengesellschaft, 4300 Essen, Rellinghauser Straße 1

"Verfahren zum Ausbauen von Räumen und Strecken, insbesondere Strecken des Berg- und !Tunnelbaus"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausbauen von Räumen und Strecken, insbesondere Strecken des Berg- und Tunnelbaus mit nachgiebigen Stahlausbaurahmen, die aus mehreren kastenförmigen Segmenten, die ineinandergeschoben werden können, bestehen und so zumindest im Überlappungsbereich ein geschlossenes Rohr bilden.

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Der Widerstand des Streckenausbaus gegen Formänderungen, die durch Verschiebungen oder sonstige lageänderungen des anstehenden Gebirges hervorgerufen werden, hängt beim nachgiebigen Ausbau von der Tragfähigkeit der Ausbauprofile und vom sogenannten Einschubwiderstand der nachgiebigen Bauteile ab. Bs sind'Ausbauelemente bekannt, die als nachgiebiger Ausbau im untertägigen Berg- und Tunnelbau eingesetzt werden, die aus mehreren gleichsinnig ineinandergelegten Profilsegmenten bestehen, und die sich in einem gewissen Bereich überlappen. Im Überlappungsbereich werden die Profilsegmente durch Klemmverbindungen aneinandergepreßt. Diese Verbindungen haben die Aufgabe, die Profilsegmente mit einer vorgegebenen Kraft, die durch Verschrauben erzeugt wird, zu verspannen, so daß bei Belastung des Ausbaurahmens infolge Gebirgsdruckes der Reibungswiderstand der miteinander verspannten Profile erst bei einem von der Verspannkraft abhängigen. Wert überwunden wird. Der Ausbaubogen schiebt dann .ruckartig jeweils nur um kleine Beträgen ein, indem die Profilsegmente ineinanderrutschen. Ein derartiger Ausbau ist z.B. aus der DT-PS 1 201 285 bekannt.

Der mit dem bekannten nachgiebigen Ausbau erzielbare Einschubwiderstand beträgt nach auch unter Tage durchgeführten Messungen 5-1Ot. Diese relativ ungünstigen Werte kommen dadurch zustande, daß die bisher verwendeten aufgrund von Reibungskräften arbeitenden Verbindungen die Kräfte aus dem Gebirge mehr oder wenig ungleichmäßig übertragen, weil die Reibungswerte sich ändern, die Schrauben, Schellen und sonstigen Befestigungselemente

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sich durch die auftretenden Belastungen dehnen, die Ausbauelemente Maßungenauigkeiten aufweisen oder die Schellen locker werden und ihre Lage ändern. Außerdem wird die Punktionstüchtigkeit von der Sorgfalt des Bedienungspersonals beeinflußt, da die Profilsegmente im Überlappungsbereich gleichsinnig ineinandergelegt miteinander verspannt werden und ausreichende Überlappungen und genügende Verspannkraft beim Anziehen der Laschenmuttern unbedingt beachtet werden müssen. Die bereits erwähnten Messungen zeigen jedoch, daß in der Regel die durch die Verspannung erzeugten Reibungskräfte nur zu einem geringen Einschubwider3tand führen.

Immer wieder ist versucht worden, den Einschubwiderstand durch Verbesserungen und Änderungen der Verbindungselemente zu erhöhen. Weiter besteht von selten des Bergbaus die Forderung, die Lastaufnahme bzw. den Einschubwiderstand durch entsprechende Vorrichtungen einstellbar oder zumindest beeinflußbar zu machen. Derartige Bestrebungen werden aber dadurch erschwert, daß der Ausbau im Berg- und !Tunnelbau einfach, robust und zweckmäßig sein muß.

Es ist nun ein Profilstahl von im Querschnitt etwa U-förmiger Gestalt mit Profilboden, mit nach der offenen Profilseite leicht aufeinander zugeneigten Stegen und Flanschen bekannt. Der Profiiboden dieses Profils geht an seinen Längsseiten in eine zur offenen Profilseite hingerichtete Abstufung über, an die sich Stege anschließen. Die stegverstärkenden Plansche weisen zueinander hin» Bei der Zusammenstellung zu einem Ausbaurahmen 8.US dem Profilstahl werden die an den Verbindungs-

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laschen bzw. Verstärkur.gsstellen sich überlappenden Profilstahlsegmente ungloichsinnig ineinandergeschoben. Beim Ineinanderschieben korrespondieren die Innenflächen der Flansche des äußeren Profilstahlsegmentes mit den Außenflanschen der Abstufungen des inneren Profilstahlsegmentes, während die i'lansche des inneren Profilstahlsegmentes sich gegen die Innenflächen des Profilbodens des äußeren Profilstahlsegmentes abstützen und im Bereich der Stege eine Abstützung gegeneinander sowie gegen die Innenflächen der Abstufung des Profilbodens erfolgt. Hierdurch wird beim Ineinander-'schieben ein allerdings nicht genau vorherbsstiimnbarer Einschubwiderstand erzeugt. Ein derartiger für Ausbaurahmen geeigneter Profilstahl ist aus dem Patent (Patentanmeldung P 25 50 577*5) bekannt.

Um die Profile ineinander fügen zu können, wird das Ende des Profilstahlsegrnentes so weit aufgeweitet, daß das Ende des einzuschiebenden Profilstahlsegmentes, das zur besseren Anpassung zusammengedrückt ist, leicht hineingeschoben werden kann. Beim Einschub des zusammengedrückten Innensegmentes in das aufgeweitete Außensegment muß ein lOrmänderungswiderstand im Walzprofil überwanden werden, der das Ineinanderschieben erheblich erschwert und so einen merkbaren Einschubwiderstand erzeugt.

Versuche mit derartigen Ausbaurahmen haben jedoch gezeigt, daß der Einschubwiderstand nicht ausreichend ist. Er liegt nur geringfügig über oder ist dem des bekannten Ausbaues mit gleichsinnig ineinanderliegenden Profilen gleich.

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Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit der ein Ausbau geschaffen werden kann, der einen Einschubwiderstand aufweist, der erheblich über dem bisher erreichbaren Einschubwiderstand liegt. Außerdem seil der Einschubwiderstand möglichst weitgehendst einstellbar sein.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Profilsegmentenden aufgeweitet bzw. zusammengedrückt und dann ineinandergefügt werden, worauf das jeweils äußere Profilsegment im Bereich der Überlappung mechanisch wieder zusammengedrückt wird, bis die Ohren des Außenprofilsegmentes hinter die Sicken des Innenprofilsegmentes fassen und daß zwischen Außen- und Innenprofilsegment Hemmungs- bzw. Bremsmittel eingefügt und die jeweiligen Enden der Profile ira Überlappungsbereich mit Laschen versehen werden. Die Außen- und Innensegmente werden vor der Anlieferung jeweils in die entsprechende Länge gebracht, gebogen und an den Enden aufgeweitet bzw. an einem Ende zusammengedrückt. Wie beim bisherigen Ausbau müssen Stempel und Kappensegmente gefertigt und beim Einbau unter Tage auseinandergehalten werden. Durch das Wiederzusammendrücken der Außensegmente gemäß der Erfindung wird der Einschubwiderstand bereits deutlich gegenüber dem Belassen im Anlieferzustand erhöht, da die Reibung zwischen den sich berührenden Teilen von Außen- und Innensegment bereits bei geringstem Verschiebeweg sofort wirksam wird. Das Keilsystem und die Laschen dienen einer weiteren Erhöhung des Einschubwiderstandes und seiner planmäßigen Einstellung je nach

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den Erfordernissen. Das Keilsystem wird erfindungsgeEäß zwischen die Ohren des Innenprofils und die Planschen des Innen- und des Außenprofils geschoben. Durch das Einbringen des Keilsystems werden die Planschen des Außen- und Innenprofils beim Einschieben zusätzlich behindert« Die Laschen, die jeweils an den Enden der Profilsegmente angebracht v/erden, verhindern ein Auseinanderklappen bzw. Ausbeulen des Außenprofils* Hierdurch wird gewährleistet, daß beim Einschieben immer eine ausreichende Verformungsarbeit geleistet werden muß. Insgesamt bietet das neue Aus-"bauverfahren den Vorteil, daß damit ein Ausbau mit einem Einschubwiderstand von über 50 t geschaffen werden kann. Der Ausbau selbst kann wegen der besseren Steifheit aufgrund seines besonderen Profils leichter sein als der bisherige Ausbau mit einem ungefähr halbkreisförmigen Profil. Hierdurch wird der Ausbau insgesamt kostengünstiger bzw. eventuell höhere Walzkosten können durch die geringeren Materialkosten aufgefangen werden.

Die Fertigung der Außen- bzw. Innenprofilsegmente wird erfindungsgemäß dadurch vereinfacht, daß die über ihre gesamte Länge aufgeweiteten Außenprofilsegmente :J^ewe-l^s über ihre gesamte Länge wieder zusammengedrückt, während die über ihre gesamte Länge zusammengedrückten Innenprofilsegmente so belassen werden. Der Walzvorgang wird zwar dadurch geringfügig verlängert, aber regeltechnisch vereinfacht, weil der Vorgang des Zusammendrückens bzw. des

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Aufweitens niclit jeweils unterbrochen werden muß. Allerdings wird in Kauf genommen, daß das Außenprofilsegment unter den schwierigen Verhältnissen unter Sage nicht nur über ein relativ kurzes Stück von etwa einem Meter, sondern über die gesamte Länge wieder zusammengedrückt werden muß.

Die Gebirgsdrucksverhältnisse sind sehr unterschiedlich. Oft wechseln die Druckverhältnisse auf wenigen Metern, so daß die Stärke des Ausbaus theoretisch laufend geändert, bzw. bei nach dem Auffahren auftretenden Ver-'änderungen Zusatzausbau angebracht oder aber die gesamte Strecke nachgebaut werden muß. Das letztere ist häufig der Pail, weil es organisatorisch und vom Materialstransport her nicht möglich ist, die Ausbaustärke fortlaufend zu ändern. Es kommt hinzu, daß sich die Druckverhältnisse durch den Abbau der anstehenden Kohle in nicht vorauszuplanender Form ändern. Uia diesen Problemen zu entgehen, wird meist ein wesentlich stärkerer Ausbau eingebracht als notwendig ist. Die hierdurch entstehenden Kosten sind erheblich. Der Grund für diese Probleme ist, daß der Einschubwiderstand des jeweiligen Ausbaus nicht oder nur in ganz geringem Umfang variiert werden kann. Er ist meist nur in seiner Obergrenze festgelegt. Die Obergrenze wird allerdings nur bei optimalen Verhältnissen und einwandfreier Handhabung durch das Bedienungspersonal beim Einbringen des Ausbaus erreicht. Um den Ausbau den jeweiligen Druckverhältnissen anpaßbar zu machen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß bei großem Solleinschubwiderstand ein Keilsystem großer

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Länge und kleiner Neigung und/oder ein kurzer Keil mit großer Neigung und "bei kleinem Solleinscliubwiderstand ein kurzes Keilsystem und/oder ein Keil mit geringer Neigung verwendet werden. Bei einem langen Keil sind die Reibungskräfte höher und somit auch der Einschubwiderstand. Ebenso beeinflußt -die Neigung des Keils, der zwischen die Ohren des Innenprofils getrieben werden kann, den Einschubwiderstand. Insgesamt ist somit der Einschubwiderstand durch die Form und Länge des Keilsystems bzw. des Keils zu beeinflussen und einzustellen. Nicht der Ausbau insgesamt muß den sich ändernden Ge-'birgsverhältnissen angepaßt worden, sondern es müssen lediglich Keile mit anderer Form bzw. Neigung eingesetzt werden.

Beim bisher bekannten Ausbau haben die Laschen eine überragende Bedeutung, weil sie die gleichsinnig ineinandergelegten ProfilSegmente gegeneinanderpressen und so den Einschubwiderstand festlegen. Auch nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann der Einschubwiderstand durch die Umschließungskraft der Laschen festgelegt.werden, Entscheidend ist jedoch nur die ümschließungskraft der Verformungslasche, d.h. der Lasche, die über dem Ende des vom Außenprofilsegment umgebenen Innenprofilsegmente3 sitzt und den Querschnitt festlegt oder doch zumindest entscheidend beeinflußt, durch den das Innenprofilsegment sich durchzwängen muß_? wenn der Ausbau aufgrund des tTberschreitend des vorgesehenen Einschubwiderstandes einschiebt. Die ümschließungskraft der Führungslasche braucht dagegen nur so groß zu sein, daß das Außenprofilsegment

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zusammengehalten wird. Mit der Verforroungslasche dagegen wird nach dem oben geschilderten Zusammenhang die beim Einschieben zu erbringende Verformungsarbeit festgelegt und damit der Einschubviiderstand.

Das Außenprofilsegment wird im Bereich der Überlappung nach dem Einlegen des Innenprofilsegmentes wieder zusammengedrückt. Um dieses Verfahren unter den beengten Verhältnissen unter lage einfach zu gestalten, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das Äußenprofilsegment im Bereich der Einbauüberlappung durch hydraulische Zangen oder eine Klemmvorrichtung und/oder über eine z.B. hydraulisch wirkende Zug- oder Klemmvorrichtung beim Anbringen der späteren Lasche zusammengedrückt wird. Vorteilhaft ist dabei insbesondere das gleichzeitige Zusammendrücken durch Klemmvorrichtung und Lasche, da dann die aufzubringenden Kräfte je Vorrichtung geringer sein können.

Aus Gründen einer zweckmäßigen Fertigung sind die Außenprofilsegmente entweder über ihre gesamte Länge oder zumindest an beiden Enden aufgeweitet. Um auch die Segmente des vierteiligen Ausbaus auf die gleiche Weise fertigen und verwenden zu können, wird nach einem v/eiteren Vorschlag der Erfindung vorgesehen, daß bei allen Ausbaux'ahmen, deren Segmentzahl durch zwei teilbar ist, ein kurzes aus einem zusammengedrückten Profil bestehendes Verbindungselement ein-

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gefügt v/ird. Die beiden aufgeweiteten Segmentenden können so einfach miteinander verbunden werden und der Grundausbau selbst bleibt einheitlich erhalten.

Die Kastenprofile werden nach dem Walzen zweckmäßig auch über Tage weiterverarbeitet, d.h. also in entsprechende Längen aufgeteilt und anschließend gebogen. Diese Arbeit kann aber auch unter Tage vorgenommen werden. Der Aufwand für diese Arbeiten soll jedoch möglichst im Rahmen bleiben. Daher wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die kastenförmigen Profilsegmente gleichzeitig mit dem Verformen von der Biegeeinrichtung aufgeweitet bzw. zusammengedrückt werden. Die für die Verarbeitung des Ausbaue notwendigen Einrichtungen sind also geringfügig zu verändern.

Zur Lösung der Aufgabe und zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient ein Ausbau und Vorrichtung, bei dem die kastenförmigen Profilsegmente ungleichsinnig ineinandersteckbar sind, im Überlappungsbereich eine Pührungs- und eine Verformungslasche sowie ein zwischen die ineinanderge3teckten Profilsegmente einsteckbares Bremsmittel vorgesehen sind·. Die Kastenform der Profile ist besonders geeignet, weil sie mehrere Berührungsflächen aufweist, an denen unterstützt durch die Laschen und Bremsmittel beim Einschieben eine so große Reibung hervorgerufen wird, daß ein Einschubwiderstand von über 50 t erreicht werden kann. Aufgrund der Kastenform und der zumindest im Bereich der Überlappung

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erreichten Rohrform, ist ein solcher Ausbaurahmen zugleich biegesteifer und gegen Verdrillung mehr
gesichert als bisherige Ausbaurahmen. Die für den Ausbau von Grubenräumen notwendigen Zusatzelemente wie Bolzen und Matten können aufgrund der Kastenform einfach angebracht werden.

Als Bremsmittel dient erfindungsgemäß ein selbsthemmendes Keilsystem und/oder Einziehkeile. Keilsystem und Einziehkeil erschweren das Ineinanderschieben von Außen- und Innenprofilsegment. Durch die Keilform mit über· 6° Neigung ist das gesamte
System als selbsthemmend zu bezeichnen.

Einsei- und Zubehörteile des Ausbaus gehen leicht unter Tage verloren. Alis ßationalisierungsgründen werden die Ausbauteile satzweise angeliefert. Dabei sind kleine Teile unhandlich. Um außerdem auch die Handhabung einfach zu gestalten und zugleich sicherzustellen, daß die als Bremsmittel dienenden Keile richtig eingesetzt werden, ist das Keilsystem erfindungsgemäß kammartig ausgebildet und zwischen und über die Planschen des Innen- und Außenprofilsegmentes einführbar.

Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird zur Verbesserung der Handlichkeit außerdem vorgeschlagen, das kammartige Keilsystem um ein Keilteil zu ervsitern, das zwischen die Ohren des Innenprofilsegmentes einführbar ist. Besonders vorteilhaft ist hierbei, daß ein weiteres Einzelteil entfallen kann.

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Der Einschubwiderstand ist auch nach dem Einbau, d.h. dann, wenn sich die Druckverhältnisse im Gebirge infolge des Abbaus verändert haben, durch Einsetzen von Keilsystemen mit anderer Länge bzw. Neigung zu verändern. Aber auch ohne Auswechseln der Keilsysteme ist eine spätere Änderung des .Einschubwiderstandes möglich, wenn wie vorgeschlagen wird, der Einsiehkeil mit einer Zug- und/oder Schubvorrichtung versehen ist. Damit kann die lage des Einziehkeils zwischen den Ohren des Innenprofilsegmentes je nach Bedarf verändert werden.

•Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung weist der Einziehkeil sowohl in Einziehrichtung als auch in Richtung Einschub der^egmente eine dem gewünschten Ein.soh.ubwiderstand entsprechende Neigung auf. Hiermit wird einedoppelte Wirkungsweise des Einziehkeils erreicht.

Es kann notwendig werden, kurzfristig den Einschubwiderstand zu ändern. Daher werden zweckmäßig Keilsysteme verschiedener Art auf Vorrat gehalten. Um diese gut und schnell auseinanderhalten m.i können, wird vorgeschlagen, die Keilsysteme und den Einziehkeil jeweils entsprechend dem zu erreichenden Einschubwiderstand farblich oder durch entsprechende Markierungen zu kennzeichnen.

Die Führungslasche hat die Aufgabe, ein Aufbördeln des Außenprofilsegmentes zu verhindern. Um diese Aufgabe wahrnehmen zu können, muß sie jeweils von dem Ende des Profils mitgenommen werden. Dieses wird

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erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Führungslasche mit einem Kragen versehen ist, der die Stirnfläche des Außenprofilsegmentendes umfaßt. ]Jurch den Kragen.wird in vorteilhafter Weise sichergestellt, daß die Pührungslasche beim Einschieben vom Außenprofilsegment jeweils mitgenommen wird.

Ebenso muß sichergestellt sein, daß die Verforraungslasche ihren Sitz über dem Profilende des Innensegmentes behält, da durch sie der Querschnitt festgelegt ist, durch den das Innenprofil sich durchzwängen muß. Um das sicherzustellen, besitzt die Verformungslasche erfindungsgemäß Anschlagelemente, die ein Mitnehmen über das Innenprofil hinaus verhindern.

Nach den Versuchsergebnissen ist es für die Erreichung der gesteckten Ziele ausreichend, wenn als 3führungs- und a.uch als Verformungslaschen einfaches Bandeisen verwendet wird. Aufgrund der allgemeinen Sicherheitsvorschriften wird es aber zweckmäßig sein, die Laschen stabiler auszuführen. Eine besonders gute Wirkung wird erzielt, wenn, wie die Erfindung vorsieht, die Laschen dem Profil der Segmente angepaßt sind.

Das aufgeweitete Außenprofilsegment wird durch eine mechanische Vorrichtung nach dem Einbau wieder zusammengedrückt. Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung besteht die IQemmvorrichtung aus Pederstahl, d.h. es werden mehrere aus Pederstahl bestehende Klemmen

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auf den zusammenzudrückenden Teil des Außenprofilsegment es aufgesetzt und dadurch ein Zusammendrücken bewirkt. Die federkraft der Klemmen ist dabei größer als die für das Zusammendrücken notwendige Kraft.

Die kastenförmigen Profilsegmente werden nach, dem Vfelzen auf einer Biegeeinrichtung in die vorgesehene Bogenfom) gebogen. Sie durchlaufen dazu z.B. eine aus mehreren Rollensystemen bestehende Vorrichtung, bis sie die vorgesehene ]?orm erreicht haben. Wegen der beengten Verhältnisse unter Tage werden Bogensegmente zweckmäßig auch über Tage aufgeweitet bzw. zusammengedrückt. Um große Investitionen zu vermeiden, ist die Biegeeinrichtung erfindungsgemäß um eine Einrichtung erweitert, die die ProfilSegmente aufweitet oder zusammendrückt. Vorteilhaft ist, daß hierdurch die Verformung des kastenförmigen Profils nicht mit zu hohen Kosten belastet ist.

Die Einrichtung wird weiter verbessert, indem sie aus einem Rollensystem besteht, das der Form der Kastenprofile nachgebildet bzw. angepaßt ist und das das Kastenprofil stufenweise erweitert bzw. zusammendrückt.

Hach einer weiteren zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung haben die Biegeeinrichtung und die zusätzlichen Einrichtungen den gleichen Antrieb.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert, das in den Figuren der Zeichnung wiedergegeben ist? es zeigen:

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Pig. 1 einen dreiteiligen Stahlausbaubcgen,

Pig. 2 einen vierteiligen Stahlausbaubogen,

Pig. 3 Teilansicht des Überlappungsbereiches,

Pig ο 4 Profilstahl im Querschnitt mit Klemme,

Pig. 5 eine# Qaegtt durch das Keilsystem^

Pig. 6 den Profilstahl im Querschnitt mit Keilsystem,

Pig. 7 einen Querschnitt des Profilstahles mit Pührung s la s cli e und

Pig. 8 einen Einziehlceil mit Zug- und Schutzvorrichtung.

Der in Pig. 1 gezeigte dreiteilige Streckenausbaubogen besteht aus z^rei Stenrpel-Innenprofilsegmenten 2 und einen) Kappen-Außenprofilsegraent 1. Derartige Bögen 0 werden unter Tage aus den drei Teilsegmenten 1, 2 zusammengesetzt und so eingerichtet, daß sie bankrecht und raöglichst dicht am Streckenstoß stehen. Die oberen Enden der beiden Innenprofilsegmente 2 sind zusammengedrückt, so daß die aufgeweiteten Enden des Außenprofilsegmentes darübergestülpt bzw. die Innenprofilsegrcentenden 2 in die aufgeweiteten Außenprofilsegmentenden 1 eingelegt werden können. Der Überlappungsbereich 7 kann weitgehendst den jeweiligen Verhältnissen angepaßt werden, z.E. wenn zu viel Nebengestein ausgeschossen wurde oder aber derartiges Gestein nachgefallen ist oder auch umgekehrt, wenn zu wenig ausgeschossen wurde. Die Haximalmaße werden jedoch durch die Porrn des Bogcns %^rorgegeben.

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Fig. 2 zeigt einen vierteiligen Ausbaubogen 0, der aus zv/ei Innen- und zwei Außenprofil segment en 1, 2 zusammengesetzt ist. In der Firste stoßen zwei aufgeweitete Außenprofilsegraente 1 gegeneinander. Der Ausbaubogsn ist durch das Verbindungselemente 13 verbunden, das aus einem zusammengedrückten Innenprofilstüek besteht und auf diese Weise in die aufgeweiteten Enden der Aiißenprofilsegmente eingelegt werden kann. Im Regelfall ist im Firstbereich ein Ineinanderschieben der Segmente nicht erforderlich oder sogar nicht erwünscht. Aus diesem Grunde können die aufgeweiteten Enden gegen-"einanderstoßen, ohne nach dem Einbau zusammengedrückt werden zu müssen. Das Verbindungselement 13 dient dann nur zur Verbindung« Soll dagegen ein Einschieben der Segmente auch im Firstbereich ermöglicht v/erden, so wird ein der Länge des erwarteten Einschubweges entsprechend langes Verbindungselement 13 eingesetzt. Im letzteren Fall werden wie in den anderen Überlappungsbereichen Führungs— und Verformungslaschen verwendet, wogegen im Falle einer starren Verbindung nur einfache Haltelaschen bzw. Sandeisen genügen, um die Enden der Außenprofilsegmente 1 zusammenzuhalten.

Ein Ausschnitt eines Überlappungsbereiches wird in Fig. 3 gezeigt. Auf das bereits wieder zusammengedrückte Außenprofilsegment 1, in das das Innenprofil segment 2 eingeführt ist, sind die Verformungslasche 10 und die Führungslasche 11 aufgesetzt. Die Laschen 10, 11 sind durch Schrauben 19 a, b zusammengehalten. Die Verformungslasche 10 hat Anschlagelemente 28,

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die ein Mitnehmen über das Innenprofi lsegrnent hinaus verhindern, so daß sie ihren Sitz im Verhältnis zum sich einschiebenden Innenprofilsegmentcnde nicht verändert. Der fixierte Sitz der VerformungDlasohe ist deshalb wichtig, weil sie den Querschnitt festlegt, durch den das zusammengedrückte Innenprcfilsegment beim Einschieben hindurchgezwängt werden muß.

Me Pührungslasche 11 sitzt auf dem Ende 17 des Außenprofils egment es 1 und trägt einen Kragen 18, um sicherzustellen, daß die Führungslasche 11 jeweils über dein Ende 17 verbleibt und nicht durch das einschiebende Innenprofilsegment 2 verschoben wird.

Das Ende 16 des Innenprofilsegmentes 2 ist zusammengedrückt. Aus zeichentechnischen Gründen imd um dieses kennzeichnend zu verdeutlichen, ist der Bereich, in dem das Segment 2 zusammengedrückt ist, als solches nur kurz gezeichnet. Auf das Ende 16 ist das Keilsystem 8 aufgesetzt, das das Einschieben in dem gewünschten Maß verhindert bzw. erschwert, um den vorgesehenen ^JEinschubwiderstand zu erhalten. Die Elanken des Keilsystems 8 weisen eine Neigung von mindestens 6° auf, so daß eine Selbsthemmung erreicht wird und sichergestellt ist, daß das Keilsystem S beim ruckartigen Einschieben nicht abgeschleudert wird.

Nach dem Ineinanderlegen von Außen- und Innenprofilsegment werden die Plansche 5 des Außenprofilsegnientes durch eine Vorrichtung wieder zusammengedrückt, so daß

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geändert

die Ohren 4 des Außenprofilsegmentes 1 in die Sicken 3 des Innenprofilsegmentes 2 eingreifen. Dieses Zusammendrücken kann auch durch eine oder mehrere z.B. aus Federstahl bestehende Klemmen 12 (Fig. 4) erwirkt werden, wobei die IQemme zweckmäßig auch nach Fertigstellung des gesamten Ausbaubagens nicht abgenommen wird. Ein Abrutschen der Klemme 12 wird zweckmäßig dadurch verhindert, daß die auf das Außenprofilsegment aufzusetzenden Flächen der Klemme 12 eine den Flanschen gleiche Neigung aufweisen bzw. daß die Klemmenenden 23 zum Klemmenboden 24 hin umgebogen sind.

Fig. 5 zeigt ein Keilsystein 8, das z.B. aus zwei Außenkeilen 20 und einem Verbindungsteil 21 besteht. Dieses Verbindungsteil 21 ist aus Fertigungsgründen kompakt, kann aber auch hohl bzw. nach unten hin offen sein. Zweckmäßig ist dabei auf der durchgehenden Seite des Keilsystems 8 eine Ausnehmung 22 vorgesehen, in der das Teil 25 der Hub- und Zugvorrichtung 14 des Einziehkeils 9 geführt werden kann.

Die Lage des Keilsystems 8 zeigt Fig. 6, wobei in das Keilsystem der Einziehkeil 9 integriert ist. Das Keilsystem wird nach Aufstellen des Ausbaubogens in die Hohlräume zwischen die Flanschen 5 a» b des Außen- und Innenprofilsegmentes 1, 2 und die Ohren 4<*cLes Innenprofilsegmentes 2 mechanisch gedrückt bzw. geschlagen, bis es die für den Zieleinschubwiderstand notwendige liefe bzw. lage erreicht hat. Durch das Eintreiben des Keils 8, 9 werden die Reibungsflächen 26 a - e geschaffen. Die

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abgeflachte Spitze des Keils 9 bzw« Keilteils 9 sttfßt gegen den Boden 6 des Außenprofilsegmentes 1. Beim Eintreiben des Keilsystems 8 wird dieses mit den vorgesehenen Einkerbungen 27 auf den Flanscht^/6 es Innenprofilsegmentes 2 gezv/ängt, wodurch die Lage des Keil-Systems 8 zusätzlich gesichert ist.

Der Einziehkeil 9 ist aber nicht unbedingt in das Keilsystem 8 integriert. Pig. 8 zeigt einen Einziehkeil 9, dessen Lage, über eine Hub- und Zugvorrichtung 14 verändert werden kann. Das Teil 25, das Hub- und Zugvorrichtung 14 mit dem Einziehkeil 9 verbindet, wird dabei zweckmäßig in der in Fig. 5 dargestellten Ausnehmung 22 des hier nicht dargestellten Keilsystems 8 geführt« Eine zweckmäßige, weil einfache Ausführungsform, der Hub- und Zugvorrichtung 14 ist eine auf dem mit einem Gewinde 15 versehenen Ende des Teils 25 sitzende Mutter,

Eine Führungslasche 11 zeigt Pig. 7. Derartige Laschen können aus zwei Teilen und zwei Schrauben 19 a oder aus einem Teil und einer Schraube 19 bestehen. Beide Laschenformen sind4ngedeutet bzw. gezeichnet, wobei in beiden Fällen eine Lasche wiedergegeben ist,die der Form des Kastenprofils des Ausbaus angepaßt ist. Um sicherzustellen, daß die Führungslasche 11 immer am Ende des Außenprofilsegmentes 1 verbleibt, trägt die Führungslasche 11 einen Kragen 18. Durch den Kragen 18 nimmt das einschiebende Außenprofilsegment 1 die Führungslasche 11 mit, wodurch ein ungewolltes Öffnen des Außenprofil-

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Segmentes 1 verhindert wird. Das gleiche gilt für die Verformungßla-sche 10, die über ein Anschlagelement 28 verfügt, durch das sichergestellt ist, daß die Verformungslasche jeweils ihren Sitz über dem Ende des zusammengedrückten Innenproiilsegmentes behält.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zum Ausbauen von Räumen und Strecken, insbesondere Strecken des Berg- und Tunnelbaues mit nachgiebigen Stahlausbaurahmen, die- aus mehreren kastenförmigen Segmenten, die ineinandergeschoben werden können, bestelmund so zumindest im Überlappungsbereich ein geschlossenes Rohr bilden,

dadurch gekennzeichnet, daß die Profilsegmentenden (1, 2) aufgeweitet bzw. zusammengedrückt und dann ineinandergefügt werden, worauf das jeweils äußere Profilsegment (1) im Bereich der Überlappung (7) mechanisch wieder zusammengedrückt wird bis die Ohren (4) des Außenprofilsegmentes (1) hinter die Sicken (3) des Innenprofilsegmentes (2) fassen und daß zwischen Außen- (1) und Innenprofilsegment (2) Hemmungs- bzw. Bremsmittel (8, 9) eingefügt und die jeweiligen Enden der Profile im Überlappungsbereich (7) mit Laschen (10, 11) versehen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die über ihre gesamte länge aufgeweiteten Außenprofilsegmente (1) jeweils über ihre gesamte Iiänge wieder zusammengedrückt, während die über ihre gesamte Länge zusammengedrückten Innenprofilsegmente (2) so belassen werden.

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3. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß hei großem Solleinschubwiderstand ein Keilsystem (8) großer Länge und kleiner lieigung und/oder ein kurzer Keil (9) mit großer ITeigung und bei kleinem Solleinsehubwiderstand ein kurzes Keilsystem (8) und/oder ein Keil (9) mit geringer Neigung verwendet werden.
4· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschließungskraft der Verformungslasche (10) gemäß dem geforderten Einschubv/iderstand festgelegt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß d.as Außenprofilsegment (1) im Bereich der Einbauüberlappung (7) durch eine hydraulische Zange oder Klemmvorrichtung (12) und/oder über eine z.B. hydraulische Zug- oder Klemmvorrichtung beim Anbringen der späteren Lasche (10, 11) zus.ammengedrückt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei allen Ausbaurahmen, deren Segmentzahl durch 2 teilbar ist, ein kurzes aus einem zusammengedrückten Profil bestehendes Verbindungselement (13) eingefügt wird.

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nachträglich geändert
7. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die kastenförmigen Profilsegmente (1, 2) gleichzeitig mit dem Verformen von der Biegeeinrichtung aufgeweitet bzw. zusammengedrückt werden.
8. Ausbau und Vorrichtung zur Durchführung de3 Verfahrens nach Anspruch 1 und/oder Anspruch 2 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die kastenförmigen Profilsegmente (1, 2) ungleichsinnig ineinandersteckbar sind, im Überlappungsbereich (7) eine F-ührungs- und eine Verformungslasche (10, 11) sowie ein zwischen die ineinandergesteckten Profilsegmente (1, 2) einsteckbares Bremsmittel (8, 9) aufweisen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsmittel ein selbsthemmendes Zeilsystem (8) und/oder Einziehkeile (9) sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 und 9» dadurch gekennzeichnet, daß das Keilsystem (8) kammartig ausgebildet und zwischen und über die Planschen £|^r des Innen- und Außenprofilsegmentes (1, 2) einführbar ist.

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11. Vorrichtung nach Anspruch 8 und 10,
dadurch gekennzeichnet, daß das Keilsystem (8) um ein Einziehkeil (9) erweitert ist, das zwischen die Ohren (A-S^)
des Innenprofilsegmentes (2) einführbar ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 8 und 9,
dadurch gekennzeichnet, daß der Einziehkeil (9) mit einer Zug- oder
Senkvorrichtung (14) versehen ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 8, 9 und 11,
dadurch gekennzeichnet, daß der Einziehkeil (9) sowohl in Einziehrichtung als auch in Richtung Einschub der Segmente eine dein gewünschten Einschubwiderstand entsprechende Neigung aufweist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 13»
dadurch gekennzeichnet, daß das Keilsystem (8) und Einziehkeil (9)
jeweils entsprechend dem zu erreichenden Einschubwiderstand farblich oder durch Markierungen gekennzeichnet sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Führungslasche (11) mit einem Kragen (18) versehen ist, der die Stirnfläche des Außenprofilsegnentendes (1) umfaßt.

- 25 -709848/0148
16. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, da,ß die Verformungslasche (10) AnschHageleioente (28) besitzt, die ein Mitnehmen über das innenprofil (2) hinaus verhindern.
17. Vorrichtung nach Anspruch 8 und 15» 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Laschen (10, 11) dem Profil der Segmente (1, 2) angepaßt sind.
18. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine oder mehrere Klemmvorrichtungen (12) aus Pederstahl.
19. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegeeinrichtung um Einrichtungen erweitert ist, die Profilsegmente (1, 2) aufweiten oder zusammendrücken.
20. Vorrichtung nach Anspruch 8 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung aus einem Rollensystem besteht, das der Form des Kastenprofils (1, 2) nachgebildet bzw. angepaßt ist und das das Kastenprofil (1, 2) erweitert bzw, zusammendrückt.

- 26 7O9848/OU0
21. Vorrichtung nach. Anspruch 8, 19 und 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegeeinrichtung und die zusätzlichen Einrichtungen den gleichen Antrieb haben.

709 84 8/0148