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Geflanschtes Rinnenprofil, insbesondere für den Grubenausbau
Die Erfindung betrifft ein geflanschtes Rinnenprofil solcher Art, bei welchem die sich vom Boden her zu den Flanschen hin verjüngenden Stege einen Öffnungswinkel von weniger als 450 einschliessen und die
Stege auf der Innen- und Aussenseite der Rinne kurvenförmige Begrenzungslinien aufweisen, deren Krüm- mungsradius sich vom Boden zu den in der Höhe stärker als der Boden bemessenen Flanschen hin vergrö- ssert und wie es vorzugsweise für den nachgiebigen Ausbau von'Grubenstrecken (Gleitbogenausbau) Ver- wendung findet, bei welchem gleichsinnig ineinandergelegte, kongruente Rinnenprofile, die sich mittels der Flanschen aufeinander abstützen, im Überlappungsbereich miteinander verspannt sind.
Bei einem bekannten Rinnenprofil dieser Gattung ist der Profilboden auf der Aussenseite durch stetig in die Stegkrümmung übergehende Kurvenlinien mit kleinem Radius begrenzt, während er innenseitig eine Abflachung aufweist, deren Breite etwa doppelt so gross wie die in der Bodenmitte bemessene Stärke des Bodens ist. Durch diese der aussenseitigen kurvenförmigen Begrenzungslinie gegenüberliegende innenseitige Abflachung wird die grösste Stärke des Bodens in den Bereich der Bodenmitte verlegt, wohingegen der Boden zu den Endbereichen, d. h. zu den Wurzelbereichen der Stege hin, in der Stärke abnimmt.
Die Erfindung kennzeichnet. sich diesem bekannten Prinzip gegenüber durch die umgekehrte Anord- nung, nämlich dadurch, dass der Profilboden auf der Innenseite durch stetig in die Stegkrümmung übergehende Kurvenlinien mit kleinem Radius begrenzt ist und aussenseitig eine Abflachung aufweist, deren Breite höchstens 2. 5 mal so gross wie die Stärke der Bodenmitte ist. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die nach dem bekannten.
Vorbild im Bereich der Bodenmitte konzentrierte Werkstoffan-' häufung für die Stabilität des Profils gegen Querschnittsverformungen weitgehend wertlos ist, da der Widerstand, den die Stege einem seitlichen Aufklaffen unter Biegeverformungen des Profils entgegensetzen, nicht von dem Materialquerschnitt im Bereich der Bodenmitte, sondern in erster Linie von dem Materialquerschnitt im Bereich der Ansatzpunkte der Stege, d. h. in den Wurzelbereichen der Stege, abhängt.
Durch die Verlegung der Abflachung an die Aussenseite des Profilbodens wird demgegenüber auf einfache Weise erreicht, dass der Profilboden seine grösste Stärke in den Wurzelbereichen der Stege besitzt, wohingegen diese zur Bodenmitte hin abnimmt und dadurch ohne Inkaufnahme eines höheren Metergewichtes ein erheblich grösserer Widerstand gegen ein Aufklaffen der Stege bei Biegebeanspruchungen des Profils erreicht.
Durch die auf die Bodenaussenseite verlegte Abflachung werden darüber hinaus eine Reihe weiterer Vorteile bedingt. So werden hiedurch, neben dem Vorteil einer besseren Führung des Profils in den Walzkalibern, die bei Biegeverformungen in der äusseren Phase auftretenden Spannungsspitzen bzw. Randspannungen auf eine breitere Zone verteilt, wobei gleichzeitig ohne wesentliche Verringerung des Widerstandsmomentes in der x-Achse (Wx) eine Steigerung des Widerstandsmomentes in der y-Achse (Wy) eintritt.
Weitere Vorteile liegen schliesslich darin, dass hiedurch die Anbringung der Verbindungsmittel erleichtert und hiebei etwa auftretende Flächenpressungen zufolge der grösseren Auflagefläche vermindert werden.
Da beim Biegen der Profile zur Herstellung von Bogensegmenten der Biegedruck im Bereich des Bodens auf eine grössere Fläche verteilt wird, wird ferner der Verschleiss der Biegewalzen gering gehalten und das bei Biegewalzen mit gewölbten Kalibern sonst leicht eintretende Ausbrechen verhindert. Schliesslich lässt sich das Profil gemäss der Erfindung wegen des durch die aussenseitige Abflachung in der Stärke vermin-
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derten Bodens nicht nur leichter walzen, sondern auch gleichmässiger vergüten.
Es hat sich gezeigt, dass die untere Grenze für die Breitenbemessung der Abflachung etwa mit der Stärke der Bodenmitte zusammenfällt, während die möglichst anzustrebende obere Grenze dort liegt, wo die Breite der Abflachung die Stärke der Bodenmitte um wesentlich mehr als das Doppelte übersteigen würde. Besonders günstige Abmessungsverhältnisse ergeben sich dann, wenn die Breite der Bodenabflachung gleichzeitig etwa einem Viertel der über die Flanschen gemessenen Breite und einem Drittel bis einem Viertel der Höhe des Profils entspricht.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich dadurch, dass die Krümmungsradien der Profilstege auf der Profilinnen-und-aussenseite gleich bemessen sind, so dass sich die Stege der ineinandergelegten Profilabschnitte unter Vermeidung einer Klemmwirkung auf zumindest einem wesentlichen Teil ihrer Länge lediglich berühren. Hiedurch befinden sich die für die Nachgiebigkeit der Ausbaurahmen massgeblichen Reibungsflächen lediglich zwischen den Flanschen, die den Einflüssen der Walztoleranzen in wesentlich geringerem Umfang unterworfen sind als die übrigen Profilflächen, woraus sich die Möglichkeit zur Einstellung kontrollierbarer Reibungsverhältnisse ohne Überschreitung der zulässigen Flächenpressung herleitet.
Zur feinfühligeren Regulierung, des Reibungswiderstandes gegen ein Gleiten der Profile können die den im Überlappungsbereich angeordneten Verbindungsmitteln zugeordneten Schraube11 mit einer verhältnismässig kleinen Gewindesteigung versehen werden.
Obschon das Profil gemäss der Erfindung für den umfangsnachgiebigen Gleitbogenausbau von Grubenund Tunnelstrecke bevorzugt Verwendung findet, kann es mit Vorteilen auch beim starren Bogenausbau benutzt werden, bei welchem die Profilabschnitte innerhalb der Verbindungsstellen unter Verzicht auf eine Überlappung in den Endbereichen innerhalb der Verbindungsmittel, z. B. Laschen od. dgl., stirnseitig stumpf aneinander liegen. Die Querschnitte der Profilabschnitte sind bei Anwendung für den Gleitbogenausbau in an sich bekannter Weise zweckmässig kongruent, doch können die beim Gleitbogenausbau im Überlappungsbereich gleichsinnig ineinander liegenden Profilabschnitte auch eine untereinander um geringes abweichende Querschnittsform aufweisen.
Im allgemeinen ist es zweckmässig, wenn die Widerstandsmomente des Profils in den beiden Haupt- trägheitsachsen (W und W einander angenähert sind.
In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung an dem Ausführungsbeispiel eines Gleitbogenaus-
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Linie II-II in Fig. 1.
Gemäss Fig. 1 besteht der Bogenausbau aus drei segmentförmig ,. gebogenen Profilabschnitten 1, 2 und 3, welche im Überlappungsbereich gleichsinnig ineinandergelegt und mittels der im Abstand angeordneten bügelförmigen Klemmschellen 4,4a miteinander verspannt sind.
Fig. 2 zeigt in vergrössertem Massstab einen Querschnitt durch den Überlappungsbereich der Profile.
Die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel untereinander kongruenten Profile weisen sich vom Boden 5 zu den Flanschen 6 hin verjüngende Stege 7 auf, die einen Öffnungswinkel et von etwa 400 einschliessen.
Die Stege weisen an der Innen- und Aussenseite des Profils kurvenförmige Begrenzungslinien 8, 9 auf, wobei der Boden auf der Innenseite durch eine stetig in die Stege übergehende Kurvenlinie 10 begrenzt ist, während die Aussenseite des Bodens 11 im wesentlichen geradlinig abgeflacht ist. Das Verhältnis zwischen der Stärke a des Bodens 5 und der Breite b der Abflachung 11 beträgt hiebei etwa 0,5.
Der etwa parabelartige Krümmungsverlauf der inneren Begrenzungslinie des Profils wird in dem den Flanschen zugekehrten Bereich der Stege gegenüber dem dem Boden zugekehrten Bereich durch einen grö- sseren Krümmungsradius bestimmt. wobei die Krümmungsradien der Profilstege auf der Innen- und Aussen - seite in beiden Bereichen etwa gleich gross bemessen sind. In der Zeichnung sind die oberen grösseren Radien mit r, und die kleineren Radien im unteren Bereich mit r2 bezeichnet. Der Bogenradius im Schei-
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stellten Ausführungsbeispiel untereinander etwa wie 20 : 8 : 1.
An den den Flanschen zugekehrten Enden der Stege 7 gehen diese mit konvexen bzw. konkaven Be- grenzungslinien in die etwa senkrecht zur Symmetrieachse des Profils gerichteten Flanschflächen 12 und 13 über.
Der Profilboden 5 weist in den beiden Wurzelbereichen 14 der Stege 7 seine stärkste Bemessung auf, wobei die Wandstärke zu den den Flanschen zugekehrten Enden der Stege hin etwa gleichförmig abnimmt. Die Höhe h der Flanschen 6 verhält sich zu der Stärke a des Bodens 5 etwa wie 3 : 2, während die mittlere Breite bl der Flanschen 6 etwa gleich der in der Hauptsymmetrieachse y-y des Profils gemessenen Stärke a des Bodens 5 bemessen ist.
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In bezug auf die Aussenabmessungen des Profils entspricht die Breite der Bodenabflachung 11 einerseits etwa 1/4 der über die Flanschen 6 gemessenen Breite B und anderseits 1/3-1/4 der Höhe H des Profils.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, werden die gleichsinnig im Überlappungsbereich ineinander geleg ten Profilabschnitte 1 und 2 durch den Verbindungsbügel 4 unter Abstützung ihrer Flanschflächen 12 bzw.
13 verspannt, während sich die Stege 7 im wesentlichen auf ganzer Länge unter Vermeidung einer Klemmwirkung lediglich berühren. Eine Abstützung im Bereich der Böden 5 erfolgt hiebei nicht.
Das Verspannungsmittel besteht aus einer die Profile auf der Oberseite umgreifenden, etwa U-förmig ausgebildeten Bügelschraube 4c und einer die Aussenseite des Aussenprofils umgreifenden, etwa entsprechend der Profilform gekröpften Lasche 4d. Die Verspannung der beiden Bügelhälften 4c und 4d erfolgt unter Vermittlung eines die Bügelenden bildenden Gewindeabschnittes 1. 5 mit geringer Gewindesteigung durch die Spannmuttern 16.
Die Verspannung der Profilabschnitte im Überlappungsbereich kann auch in anderer Weise erfolgen, beispielsweise unter Verwendung einer Keilverbindung.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Geflanschtes Rinnenprofil, bei welchem die sich vom Boden zu den Flanschen hin verjüngenden Stege einen Öffnungswinkel von weniger als 450 einschliessen und die Stege auf der Innen-und Aussenseite der Rinne kurvenförmige Begrenzungslinien aufweisen, deren Krümmungsradius sich vom Boden zu den in der Höhe stärker als der Boden bemessenen Flanschen hin vergrössert, vorzugsweise für den nachgiebigen Ausbau von Grubenstrecken (Gleitbogenausbau), bei welchem gleichsinnig ineinander gelegte, kongruente Rinnenprofile, die sich mittels der Flanschen aufeinander abstützen, im Überlappungsbereich miteinander verspannt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Profilboden (5)
auf der Innenseite durch stetig in die Stegkrümmung übergehende Kurvenlinien mit kleinem Radius begrenzt ist und aussenseitig eine Abflachung (11) aufweist, deren Breite (b) höchstens 2,5 mal so gross wie die Stärke (a) der Bodenmitte ist.