Auskleidung von unter innerem Flüssigkeitsdrnek stehenden Gerinnen. Gegenstand ,der vorliegenden Erfindung ist eine Auskleidung von unter innerem Flüs sigkeitsdruck stehenden Gerinnen, welche Auskleidung zwei Hüllen, eine äussere und eine innere, besitzt, von denen die äussere nur die Offenhaltung des Gerinnes gegenüber äu ssern Kräften, z. B. Gebirgsdruck, bezweckt.
Gemäss der Erfindung ist die innere Hülle so ausgebildet, dass sie durch Einwirkung der das Gerinne ausfüllenden Flüssigkeit unter peripherem Druck gehalten wird und daher bei Profilvergrösserungen des Gerinnes, die infolge des im Innern desselben herrschenden Flüssigkeitsdruckes auftreten, Dilatationsbe- wegungen ausführt, derart, da.ss sie stets in der äussern Hülle infolge der Profilvergrösse rungen sich bildende Risse automatisch ab dichtet.
Zwei Ausführungsbeispiele des Erfin dungsgegenstandes sind auf beiliegender Zeichnung :schematisch veranschaulicht.
Fig. 1 ist ein Querschnitt der ersten Aus- führungsform; Fig. 2 und 3 zeigen Teile der innern Hülle mit verschiedenen Ausführungsvarianten; Fig. 4, 5 und 6 stellen, Einzelheiten in grö sserem Massstab .dar; Fig. 7 ist ein Q.uersähnitt durch die zweite Ausführungsform; Fig. 8 ist eine Einzelheit dazu in grösse rem Massstab; Fig. 9 und 10 zeigen Varianten der Ein zelheit von Fig. B.
In Fig. 1 ist mit 1 die äussere, z. B. aus Beton bestehende, Hülle der Auskleidung eines Wasserstollens 2 bezeichnet. Als innere Hülle 3 dient die für .die Herstellung der äussern Hülle verwendete Verschalung, die aus' sorgfältig hergerichteten, gut trockenen Brettern konstruiert ist. Zum Festhalten der innern Hülle an der äussern dienen, wie Fig. 3 und 4 zeigen, Befestigungsleisten 4, die durch Bolzen 5 gehalten werden; letztere sind in der äussern Hülle verankert.
Wie in Fig. 3 ange deutet, kann entweder je ein Brett mit einer Befestigungsleiste, oder es können zwei und drei Bretter je mit einer Befestigungsleiste abwechseln, wobei in den beiden letzteren Fällen die benachbarten Bretter noch unter sich,durch Dorne 6 verbunden sind. Es könnte aber auch eine andere Verbindung, z. B. mit- telst Nut und Feder, vorgesehen sein. Wie Fig. 2 zeigt, können die Befestigungsleisten aber auch wegfallen, und durch Bretter er setzt sein, wobei die Bretter mit Nut und Fe- .der untereinander verbunden .sind.
In diesem Falle ist entweder jedes Brett, oder jedes zweite oder dritte Brett mit der äussern Hülle durch in dieser verankerte, in Fig. 2 je durch eine punktierte Linie angedeutete Bolzen 7 verbunden.
Die Befestigung der innern Hülle an der äussern wird so durchgebildet, dass die Dila- tationsbewegungen der innern gegenüber der ä ussern Hülle nicht beeinträchtigt werden. In den Fig. 1 bis 4 sind beispielsweise Befesti gungsbolzen in den betreffenden Elementen der innern Hülle stets nur einreihig in dersel ben Erzeugenden der Gerinnewandung ange ordnet, so dass das betreffende Element bei Vergrösserungen des Gerinneumfanges in der Richtung dieses Umfanges sich unbehindert von der Bolzenreihe aus nach beiden Seiten hin ausdehnen kann.
Für Bretter, welche nicht selber mittelst Bolzen in der äussern Hülle verankert sind, ist die Dilatationsmöglichkeit in jeder Richtung ohne weiteres gegeben.
Ein Beispiel der Stossausbildung an den Stirnenden der Bretter zeigen Fig. 5 und ö. Die beiden Bretter 8 und 9 sind einfach über blattet und werden durch Schraubenbolzen 10 zusammengehalten, wobei in jedes Brett ver senkte Eisenplättchen 11 den Köpfen und Muttern :der Bolzen 10 als Widerlager dienen. Diese Stossausbildung ist vollkommen hinrei chend, da eine Längsausdehnung der Bretter bei Feuchtigkeitsaufnahme praktisch nicht auftritt.
Alle Fugen zwischen den Brettern können mit irgend einer beispielsweise bituminösen Masse verstrichen sein.
Zwischen äusserer und innerer Hülle ist eine Zwischenschicht 12 vorgesehen, welche den Zweck hat, das absolute Festsitzen der innern Hülle au der äussern zu verhindern und eine möglichst gleichmässige Auflagerung der innern Hülle auf der äussern Hülle zu er zielen. Diese Schicht kann entweder einfach aus einem 01anstrich der an der Aussenseite gehobelten Bretter der innern Hülle bestehen, oder sie kann durch eine zähplastisehe, flüs sigkeitsundurchlässige, elastische und bestän dige Masse, z.
B. eine Teer-Asphaltmischung; gebildet sein, die entweder in dünner Schicht auf die Schalung gelegt wird, nachdem sie vorher auf einer oder auf beiden Seiten mit Sägespänen eingestäubt und glatt abgewalzt wurde, oder .man kann ein mit der genannten Mischung getränktes Gewebe (Filz oder Jute) in einer oder mehreren Schichten, nachdem es ebenfalls mit Siigespä.nen eingestäubt. und glatt gewalzt ist, zwischen die innere und :die äussere Hülle einlegen.
Ferner kann man auch die Zwischenschicht derart ausbilden, dass man auf dem Richtplatz eine Schicht aus der zähplastischen Masse auf die Aussenseite der Schalung walzt, mit Sägespänen einstäubt und zwischen diese Schicht und die äussere Hülle noch eine zweite Schicht einlegt, die durch ein Gewebe gebildet wird, das nach der oben beschriebenen Weise behandelt wurde. Endlich kann die Zwischenschicht 12 auch so ausgebildet sein, dass sie sowohl an der innern, wie an der äussern Hülle haftet.
Zu diesem Zweck kann man zum Beispiel die zähplasti- sehe Masse auf dem Richtplatz auf die Scha- lungsbretter auftragen und diese ohne vor heriges Einstäuben der Zwischenschicht im Stollen verlegen. Ferner sind in gewissen Abständen zwi schen der innern Hülle und der Zwischen schicht Rinnen 13 vorgesehen (Fig. 1 und 5), die in der äussern Hülle ausgespart sind und den Zweck haben, allfälliges bei der Unter drucksetzung des Gerinnes anfänglich auftre tendes Kondens- und Tropfwasser der Sohlen drainage 14 zuzuführen.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Ausführungsform beruht auf der Fähigkeit des lufttrockenen Holzes, bei Feuchtigkeits aufnahme unter beträchtlicher Ausdehnung quer zur Faser zu quellen und bei gehinderter Querausdehnung bedeutende Kräfte zu ent falten. Das Mass des Quellens quer zur Faser- richtung kann nach Hütte, Band I, Seite 614, 20. Auflage, für gebräuchliche Bauhölzer zu etwa 4 bis 6 % der Breitenabmessung ange nommen werden. Es habe beispielsweise ein Wasserstollen einen innern Umfang von 10,0 Meter, also bei keilförmigem Profil einen Durchmesser von 8,19 m.
Da die innere Hülle lufttrocken eingebracht wurde, so vermag sie bei 4 % Quellfähigkeit eine durch Nachgiebig keit des Gebirges gegen den innern Flüssig keitsdruck verursachte Umfangsvergrösserung des Stollens bis zu 40 cm zu decken, welche einer Vergrösserung des Stollendurchmessers von 13 am entsprechen würde. Eine derartige Umfangsvergrösserung ist aber wohl nur aus nahmsweise denkbar, und jedenfalls geht aus dem oben Gesagten das hervor, dass durch die bei der Quellung des Holzes auftretende Quer dehnung desselben recht bedeutende Umfangs vergrösserungen :des Stollens gedeckt und die dabei in der äussern Hülle auftretenden Risse gedichtet werden.
In allen Fällen, in denen die Nachgiebigkeit des Gebirges gegenüber dem innern Wasserdruck eine Umfangsver grösserung hervorruft, die kleiner ist als das Mass der Querausdehnung :des Holzes infolge Quellung, entsteht in der innern Hülle ein pe ripherer Druck, durch den die Bretter der innern Hülle sehr kräftig aneinander gedrückt und daher die Längsfugen der Bretter sehr dicht geschlossen werden. Dabei verhindert einerseits die beschriebene Verbindung der innern Hülle mit der äussern und anderseits der innere Wasserdruclr ein Werfen der Bret ter gegen das Stolleninnere. Der periphere Druck in der innern Hülle wird also ständig aufrecht erhalten.
Durch die Zwischenschicht 12 wird die von der Quellung verursachte Dilatationsbe- wegung der Bretter relativ zur äussern Hülle nicht gehemmt, auch wenn die Zwischen schicht an beiden Hüllen festhaftet. Infolge ihrer zäliplastischen Natur vermag sie den ge nannten Dilatationsbewegungen der Bretter ohne weiteres zu folgen, da die bei der.Q.uel- lung des Holzes auftretenden Kräfte so bedeu tend sind, dass sie die innere Reibung der Zwi schenschicht leicht überwinden.
Ist die Zwi schenschicht so ausgebildet, dass sie nicht an den beiden Hüllen haftet, so ist natürlich der Widerstand gegen die Dilatationsbewegungen der Bretter noch geringer.
Hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit der beschriebenen Ausführungsform ist zu be merken, dass die durch sorgfältigere Ausfüh rung der Schalung, die Befestigungsmittel für die innere Hülle und die Zwischenschicht ver- ur.saclhten Kosten mehr als aufgewogen wer den, dadurch, dass der übliche Zementglatt strich und, wenigstens in einem Gebirge, des sen Formänderungen in endlichen Grenzen bleiben, auch die Eisenarmierungen fortfallen. Der Stollen ist nach Entfernung der Lehr bögen. vollständig fertig. Die Dauer der Holz auskleidung ist jedenfalls eine sehr bedeu tende, -da sie sich stets unter Wasser befindet. Ausserdem ist eine Auswechslung schadhaft gewordener Teile leicht möglich.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 und 8 ist die innere Hülle durch Spezialwellbleche 1.5 gebildet, die so geformt sind, dass ebene, parallel zur Gerinneaxe verlaufende Längs teile 16 mit zylinderflächenförmigen Längs teilen 17 abwechseln, deren Bogenlänge we niger als 180 Bogengrade beträgt. Die Dicke der Teile 16 ist vorzugsweise grösser als die der Teile 17. Zur Verbindung der einzelnen Blechtafeln untereinander und mit der äussern Hülle 1 dienen Klemmleisten 18 und Befesti gungsleisten 19.
Letztere haben U-förmigen Querschnitt und sind mit ihren Schenkeln in die äussere Hülle eingebettet und ausserdem noch in dieser durch Schlaudern 20 verankert. Durch die Befestigungsleisten 19 greifen Sühraubenholzen 21 hindurch, deren Köpfe 22 in Ausnehmungen der äussern Hülle ver sankt sind. Mittelst der Bolzen 21 sind die Längsränder benachbarter Blechtafeln zwi schen den Befestigungsleisten 19 und den Klemmleisten 18 festgehalten, wobei .diese Ränder der Blechtafeln gegen die Seitenflä chen von Rippen 23 stossen, die auf den Stegen cier Befestigungsleisten 19 ausgebildet sind. Die genannten Seitenflächen jeder Rippe 23 sind normal zum betreffenden Steg gestellt.
Auch bei dieser Ausführungsform ist zwi schen innerer und äusserer Hülle eine zähpla- stische Zwischenschicht 12 angebracht, und die Ableitung von Tropf- und Kondenswasser zur Stellendrainage 14 durch Rinnen 13 vor gesehen.
Auch auf die Innenseite der Bleche kann ein Anstrich aus zähplastischem Material aufgebracht sein.
Statt mittelst der Schlaudern 20 in der äussern Hülle verankert zu sein, können die Befestigungsleisten 19 auch gegen die äussere Hülle divergierende Schenkel 24 aufweisen, wie dies in Fig. 8 punktiert angedeutet ist. Wenn diese Schenkel einmal in die äussere Hülle eingebettet sind, ist ein unbeabsichtigtes Loslösen der Leisten 19 nicht mehr möglich.
Bei der Variante nach Fig. 9 sind die Be festigungsleisten 25 mittelst Schlaudern 26 in der äussern Hülle verankert. Auf ihrer Innen- =seite weisen sie zwei parallele Rippen 27 auf, deren einander zugekehrte Seiten abgeschrägt und je mit einem zu der betreffenden Seite normal stehenden Absatz 28 versehen sind, welcher dem freien Längsrand eines zylinder- flächenförmigen Längsteils einer Blechtafel als M'iderlager dient.
Die Klemmleisten 29 drücken die Längsränder zweier benachbarter Blechtafeln gegen die schrägen Flächen der Rippen 27 dicht an und sind zu diesem Zweck mit entsprechend abgeschrägten Flächen 30 versehen. Der Winkel, den jede Fläche 30, so wie die zugehörige Rixpenschrägflä.che mit dem Steg der Befestigungsleiste bildet, ist so bemessen, da.ss der zwischen beiden Flächen fF:stgel#:
lemmte Randteil jeder Blechtafel sich tangential zum anstossenden Teil des betref fenden zylin.derflächenförmigen Längsteils einstellt. Ausserdem besitzt die gezeichnete Variante ausser der Zwischenschicht 12 noch einen aus ebenfalls nähplastischem Material bestehenden Anstrich 31 auf ihrer dem Stel leninnern zugekehrten Seite. Wie Fig. 9 er kennen lässt, ist die von den zylinderflächen- förmigen Längsteilen 17 überdeckte Fläche der äussern Hülle wesentlich grösser als die von den ebenen Längsteilen überdeckte.
Bei :der Variante nach Fig. 10 sind die im Querschnitt im wesentlichen U-förmigen Befestigungsleisten 32 in die äussere Hülle derart versenkt, dass die freien Enden ihrer Schenkel dem Stelleninnern zugekehrt sind. Ausserdem sind die Schenkel im Querschnitt keilförmig derart ausgebildet, dass nach dem Einbetonieren die Befestigungsleisten sich nicht mehr von der äussern Hülle ablösen kön nen.
Die durch die Leisten zu verbindenden Längsränder je zweier benachbarter Blech tafeln weisen tangential zu den zylin.derfl,ii- chenförmigen Längsteilen 17 gestellte Ver längerungen 36 auf, die durch die Klemmlei sten 33 dicht gegen die Innenseiten der Schen kel der Befestigungsleisten 32 gepresst wer den, und für welche im Steg der letzteren Auflagerflächen 35, die als Widerlager die nen, vorgesehen sind. Auch bei dieser Variante ist die dem Stelleninnern zugekehrte Seite der Blechtafeln mit einem Überzug 31 aus näh- plastischer Masse versehen.
Die Befestigungsleisten der Fig. 8 bis 70 sind so ausgebildet, dass der Gewö lbesehub der anstossenden Wölbungen der Blechtafeln in Form von normal und parallel zur Unterlage gerichteten Kräften übertragen wird.
Infolge der anhand von Fig. 8 bis 10 be schriebenen Ausbildung der Befestigung der innern Hülle an der äussern, sind die Blech tafeln bis auf ihre eingeklemmten Ränder ge genüber der äussern Hülle beweglich.
Die sämtlichen Metallteile, insbesondere Blechtafeln, Befestigungs- und Klemmleisten. können in üblicher Weise aus Eisen, ohne cder mit besonderem Rostschutz, oder aus an dern, eventuell nicht rostenden Metallen oder Metallegierungen hergestellt sein. Ihre Län gen bestimmen sich nach ,den Erfordernissen der hüttentechnischen Herstellungsweise.
Bei der Ausführungsform nach. Fig. 7 und 8 und deren Varianten ist es der innere Flüs sigkeitsdruck, der durch direkte statische Wirkung die innere Hülle unter peripheren Druck setzt und bei Vergrösserung des Stel lenumfanges infolge Nachgiebigkeit des Ge- birges Dilatationsbewegungen der innern Hülle hervorruft, die .durch die zylinderflä- chenförmigen Längsteile der Bleche ermög licht werden.
Auf diese Wölbungen 17 wirkt der innere Flüssigkeitsdruck in jedem Punkte normal zur Tangentialebene an die Wölbungsmantel fläche im betrachteten Punkte und erzeugt daher in den Wölbungen einen Druck, der sieh als Gewölbeschub im Anschlusspunkt jedes Gewölbeschenkels an die ebenen Blech streifen 16 auf diese letzteren überträgt, und zwar zerlegt sich der Gewölbeschub, der im Anschlusspunkt des Wölbungsschenkels die Richtung der Tangente an die Wölbung be sitzt,
in eine normal zur Auflagerfläche ste- hende und in eine parallel zu derselben ge- ric#lete#t@# Komponente. Die normale Kompo- nente#wird voll dem genügend stark ausgebil- de#1c#n, ebenen Blechstreifen 16 als praktisch eichmässige Auflagerpressung auf die äussere Hülle 1 übertragen,
während die pa rallel zur Auflagerfläche gerichtete Schub komponente eines zum Beispiel links ansto ssenden Wölbungsschenkels der gleich grossen.. entgegengesetzt gerichteten Schubkomponente des rechts anstossenden Wölbungsschenkels das Gleichgewicht hält, woraus hervorgeht, dass auch die zwischen den Wölbungen 17 lie genden ebenen Blechstreifen 16 in Richtung des Gerinneumfanges auf Druck beansprucht werden. Ein Ausknicken dieser Streifen ge gen das Stolleninnere wird durch die Gegen wirkung des Flüssigkeitsdruckes verhindert. Die Auflagerung der Bleche in den Leisten 18, 19 bezw. 25, 29 und 32, 33 ist nach dem gleichen Prinzip ausgebildet.
Jeder einzelne Teil der innern Hülle 15 (Fig. 7) wird also durch die Wirkung des Flüssigkeitsdruckas direkt unter peripheren Druck gesetzt. Bei Profilvergrösserungen des Gerinnes infolge innern Flüssigkeitsdruckes entsteht daher in der innern Hülle nicht das Bestreben des Kl.affens irgend welcher Fugen;
es folgt viel mehr die innere Hülle 15 (Fig. 7) infolge der statischen Einwirkung desselben Flüssigkeits druckes, der die Profil- und Umfangsvergrö sserungen der äussern Hülle 1 (Fi.g. 7) verur sacht, diesen Umfangsvergrösserungen auto matisch, indem eine Pfeilverminderung und eine Spannweitenvergrösserung bei den einzel nen Wölbungen 17 eintritt. Wird bei einer Entleerung des Gerinnes die Profil- und Um fangsvergrösserung rückgängig, so folgt auch hier die innere Hülle automatisch, indem die Wölbungen auf ihre frühere Form zurück gehen.
Die Breitenabmessung der ebenen Blech streifen 16 (Fig. 8 und 9) kann auf ein Mi nimum reduziert werden, das nur vom zuläs sigen Grösstwert der Pressung abhängt, wel che diese Blechteile auf die äussere Hülle 1. (Fig. 7) zu übertragen haben. Da, dieser Wert ein Vielfaches des im .Stallen herrschenden Flüssigkeitsdruckes sein kann, erhellt, dass, wenn es erwünscht ist, der weitaus grösste Teil des Gerinneumfanges durch Kreiszylinder wölbungen 17 überdeckt werden kann.
Die Anpassungsfähigkeit der zweiten Ausführungsform an UmfangAvergrösserun- gen des Stollens ist daher noch grösser als die der ersten Ausführungsform, weil das Ver hältnis des durch die Spannweiten der Kreis zylinderwölbungen 17 überdeckten Anteils des Gerinneumfanges zum restlichen Teil die ses Umfanges sieh innerhalb weiter Grenzen variieren lässt. Dabei können die Bleche be deutend schwächer gehalten werden, als die Wandungen von genieteten Druckrohren, die den Wasserdruck in Form von peripherem <B>Zug</B> aufnehmen. Die Bleche sind sehr leicht auswechselbar.
Die Wirkungsweise dieser zweiten Aus führungsform ist grundsätzlich verschieden von einer bekannten Auskleidung, bei der mit Dilatationsausbiegungen versehene Blechta feln miteinander verschweisst sind. Bei dieser Auskleidung tritt in der abdichtenden Hülle, in den einzelnen Blechen, peripherer Zug auf, der, verstärkt durch die Reibungskräfte, wel che bei Profilvergrösserung und Rissbildung in der äussern Hülle, in der Berührungsfläche zwischen äusserer Hülle und abdichtender Blechauskleidung auftreten,
unter Umständen zum Zerreissen oder sonstigen Undichtwerden der Schweiss- oder sonstigen Nähte führen kann. Auch sind die Dilatationsausbiegungen nicht, wie vorliegend bei der zweiten Ans führungsform die zylinderflächenförmigen Längsteile, nach strengen, statischen Gesichts punkten durchgebildet. Für geringe innere Wasserdrücke bann die innere Hülle aus gewöhnlichen, genügend starken Wellblechplatten zusammengesetzt sein.