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Ausbaurahmen für den Grubenausbau
Die Erfindung betrifft Ausbaurahmen für den untertägigen Grubenausbau und bezieht sich insbesondere auf einen aus mehreren, an ihren Enden ineinandergelegten und unter flächigem Reibungsschluss nach- giebig miteinander verspannten Segmenten bestehenden Ausbau von rinnenartigem Profil, von gleichem oder gleichartigem Querschnitt, dessen äussere und innere Hüllkurve einen parabolischen Verlauf haben.
Die Segmente eines derartigen, Rinnenprofil aufweisenden Ausbaues besitzen bekanntlich einen kongruenten oder verhältnisgleichen Querschnitt, dessen Hüllkurvenverlauf die Voraussetzungen dafür schafft, dass die einzelnen Segmente in beliebiger Reihenfolge ineinander zu legen sind.
Die ineinanderliegendenEnden zweier Segmente werden mittels sie mehr oder weniger weit umgreifender Verbindungselemente fest gegeneinander verspannt, wobei die Innenseite des einen Profils ganz oder teilweise auf der Aussenseite des andern Profils zur Auflage gelangt, so dass ein teleskopartiges Ineinanderschieben der einzelnen Segmente in Richtung ihrer Längsachse unter der Wirkung des Gebirgsdruckes nur unter Überwindung des durch die Verspannung hervorgerufenen Reibungswiderstandes der einander aufliegenden Teile der beiden Segmente möglich ist.
Die Verspannung kann jedoch nur so weit getrieben werden, wie dies die Materialeigenschaften der Verspannungsmittel, insbesondere deren Elastizität, gestatten, da bei Verwendung der bekannten Rinnenprofile diese im Bereich ihrer Boden- oder Flanschflächen aufeinander zur Auflage gelangen, so dass bei einer solchen Verbindung lediglich die tatsächliche Auflagefläche der beiden Segmente als Reibungsfläche zur Verfügung steht.
Die bereits bekannten Ausbildungsformen rinnenförmigen Ausbaues haben sich sowohl in ihrer unpaarigen Form als auch in der heute fast ausschliesslich angewendeten Form des Einprofiles von gleichem oder verhältnisgleichem Querschnitt ausserordentlich gut bewährt. Allerdings erfordert ihre Herstellung die Einhaltung verhältnismässig enger Walztoleranzen, da sich bei ihnen entweder die Profilflanschen und Teile der Seitenstege der Profile, oder aber die Profilböden und gegebenenfalls wiederum Teile der Profilstege aufeinander abstützen, woraus bei mangelndem Passsitz der miteinander zu verspannenden Profile eine von zahlreichen Zufälligkeiten abhängende Auflage-, d. h. Reibungsfläche und demzufolge die unterschiedlichsten Belastungsverhältnisse resultieren.
Bei den bekannten kastenartigen Einprofilformen wirken sich beispielsweise ein negativer Toleranzunterschied des äusseren und ein positiver Toleranzunterschied des inneren Profils dahingehend aus, dass um die Auflagerkanten des Innenprofils an den Stegen des Aussenprofils sich die Stege des ersteren unter der Wirkung der Verspannung nach aussen und die des letzteren nach innen verbiegen, ohne dass es hiebei jedoch zu einer satten Auflage der beiden Flächen aufeinander kommt.
Demgegenüber ist bei den glockenartig ausgebildeten Einprofilen die Kraftübertragung zwischen zwei ineinandergelegten Profilen eine gleichmässigere, wenn auch hier infolge der diskontinuierlich verlaufenden äusseren Hüllkurve des Profils erst die Einhaltung relativ enger Walztoleranzen eine satte Auflage von Profilstegen und-böden sicherstellt.
Die Erfindung schafft in Erkenntnis dieser Zusammenhänge bei den bisher gebräuchlichen nachgiebigen Grubenausbauformen von Rinnenprofil einen Ausbau, der in besonders kostensparender Weise unter Ausserachtlassung geringer Toleranzgrenzen beim Walzen der Profile herzustellen ist und dennoch die wirkenden Kräfte des Gebirgsdruckes aufzunehmen und diesen den gewünschten Widerstand entgegenzusetzen in der Lage ist, ohne dass hiedurch die im Zuge der Druckaufnahme zur Wirkung gelangende Nachgiebigkeit des Ausbaues eine Einschränkung erfährt.
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Gemäss der Erfindung wird das Ausbauprofil so gestaltet, dass die innere Parabel der Hüllkurve des
Rinnenprofils bis zum Scheitelpunkt des Profilbodens geführt ist, während die äussere Parabel der Hüllkur- ve im Bereich des Profilbodens in einen Kreisbogen übergeht, so dass die ineinandergelegten Profile sich ausschliesslich im parabolischen Bereich ihrer Stege flächig berühren.
Dadurch, dass die Hüllkurve des Querschnittes, insbesondere die äussere, bei dem neuen Profil einen kontinuierlichen Verlauf nimmt, werden die in einem besonders hohen Widerstand gegen die verschie- denartigen und in unterschiedlichster Weise gerichteten Belastungen liegenden Vorteile des Rinnenprofils mit aus Parabeln gebildeter Hüllkurve dadurch um einen weiteren vermehrt, dass ausser der Reibung nun- mehr in weit stärkerem Masse die Materialelastizität der Ausbausegmente ausgenutzt wird, indem näm- lich die beiden ineinanderliegenden Profile mit ihren Stegen satt einander aufliegen und mit zunehmen- der Verspannung bzw.
Druckaufnahme sich mehr und mehr quer zur Längsachse der Segmente elastisch zusammenschieben, wobei das jeweils äussere Profil in divergierendem Sinne und das jeweils innenlie- gende Profil in konvergierendem Sinne innerhalb des Bereiches elastischer Verformung beansprucht wer- den. Unter diesen Verhältnissen findet bis in den Bereich bleibender Verformung der Profile weder eine
Berührung der seitlichen Flanschen derselben noch eine solche der Profilböden statt, welche in jedem Falle die Ausnutzung der dem Material eigenen Elastizität vermindern, wenn nicht gar beseitigen würde.
Der hiebei wirksam werdende Aufklaffwiderstand in der X-Achse der Profile ist infolge der bei einem derartigen Profil ausserordentlich günstigen Massenverteilung gross genug, um in vollem Umfang den an ihn gestellten Anforderungen gerecht zu werden.
Gemäss einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des neuen Profils ist die Hüllkurve des Profil- querschnittes so ausgebildet, dass ihre äussere Parabel unterhalb der im Scheitelpunkt des Profilbodens an die innere Parabel der Hüllkurve angelegten Tangente in einen Kreisbogen übergeht.
Ein besonderer wirtschaftlicher Vorteil des erfindungsgemässen Ausbaues ist darin zu sehen, dass die Ausgestaltung der Hüllkurve des Profils es gestattet, das neue Profil ohne weiteres mit jedem entsprechenden, eine parabolische Hüllkurve aufweisenden andern Profil, insbesondere einem solchen, dessen Flanschen undioder Böden beim gegenseitigen Verspannen aufeinander zur Auflage kommen, einzusetzen, wobei sich die Vorteile der bisher gebräuchlichen glockenartigen Ausbauprofile um einen weiteren, besonders wesentlichen vermehren.
Die neue Ausbildung des glockenartigen Profils bietet weiterhin die ausserordentlich vorteilhafte Mög- lichkeit der Verlagerung der X-Achse in die Mittellinie des Profils, so dass die Wu- fund die Wy-Werte ebenso wie die entsprechenden Trägheitsweite im Sinne eines maximalen Ausgleiches derselben weitgehend einander angenähert werden können.
Auf der Zeichnung ist ein Schnitt durch ein gemäss der Erfindung ausgebildetes Ausbauelement für den Grubenausbau von rinnenförmigem Profil dargestellt.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, sind die Innenseiten 1 sowie die Aussenseiten 2 der beiden ineinandergelegten Profile 6 und 7 nach einer Parabel geformt, die vorteilhaft der Formel 0,4 x2 gehorcht.
Hiebei ist die innere Parabel 1 der Hüllkurve des Profils bis zum Scheitelpunkt 3 des Profilbodens 4 geführt, wohingegen die äussere Parabel 2 der Hülkurve im Bereich des Profilbodens 4 in einen Kreisbogen 5 übergeht, dessen Ansatz unterhalb der im Scheitelpunkt 3 des Profilbodens 4 an die innere Parabel 1 der Hüllkurve angelegten Tangente liegt. Aussen- und Innenseite der Hüllkurve des Profils divergieren in Richtung des Profilbodens 4.
Das Aussenprofil 6 und das Innenprofil 7 stützen sich im Bereich ihrer Stege 8 flächig aufeinander ab, wobei die Berührungsfläche zwischen beiden umso grösser ist, je wirksamer die Verspannung der Profile 6 und 7 ist. Hiebei stehen weder die Profilböden 4 noch die Profilflanschen 9 miteinander in Berührung.
Das neue Rinnenprofil kann fUr beliebig viele Gewichtsklassen unter Verwendung gleicher Walzen hergestellt werden, indem lediglich der Abstand der beiden Flächen der Walzen voneinander verändert wird.
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