DE1990318U - Verbolzungselement fur den stählernen Streckenausbau - Google Patents

Description

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PATENTANWÄLTE

DR-ING.W.STUHLMANN — DIPL.-ING. R. WILLERT DR.-ING. P. H. OIDTMANN

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Gebr. Knippschild KG, Haßlinghausen, Uhlenberg 14 - 16 Verbolzungselement für den stählernen Streckenausbau

Die Neuerung betrifft ein Verbolzungselement für den stählernen Streckenausbau, welches aus einem Profilstahlabschnitt besteht, dessen Stirnflächen dem Profilquerschnitt der zugeordneten Ausbauprofile entsprechend ausgebildet sind, wobei im Bereich jedes Endabschnittes des Verbolzungselementes eine Verschraubung vorgesehen ist, welche zum gegenseitigen Verspannen zweier einander zugeordneter, beiderseits eines Ausbauprofils angeordneter Verbolz-ungselemente dient. Derartige Verbolzungselemente sind im untertägigen Grubenbetrieb allgemein gebräuchlich und werden in genormten Längen hergestellt. Sie bilden die Abstützung der einzelnen Ausbaurahmen untereinander bzw. verbinden diese miteinander/ so daß ein Tragwerk entsteht, das die in Streckenlängsrichtung wirksamen Schubkräfte aufnehmen kann. Demzufolge ist es erforderlich, daß die Verbolzungselemente relativ große Zug- und Druckkräfte aufnehmen können, ohne daß an ihnen bzw. an ihren Verschraubungen bleibende Verformungen oder gar Brüche auftreten.

Ein bekanntes Verbolzungselement dieser Art besteht aus einem gewalzten Doppel-T-Profil, dessen Stirnflächen der Außenfläche der zugeordneten Ausbauprofile in ihrer Form angepaßt sind, so daß die Stirnflächen des Verbolzungselementes im wesentlichen auf ganzer Fläche an der Außenfläche des Ausbauprofils anliegen. Ein Flansch des aus einem Doppel-T-Profil bestehenden bekannten Verbolzungselementes ist dabei dem Streckeninnern und der andere Flansch dem Gebirge zugekehrt.

Der dem Streckeninnern zugekehrte Plansch ist bei dem bekannten Verbolzungselement im Bereich seiner Stirnflächen unter einem Winkel von etwa 90° zum Streckeninnern hin abgebogen. Dieser abgebogene Endabschnitt des Flansches besitzt eine Durchgangsbohrung, die zur Aufnahme einer Schraube, vorzugsweise einer Sechskantschraube, dient. Mit Hilfe dieser Schraube wird das bekannte Verbolzungselement mit einem zweiten, in gleicher Weise ausgebildeten Verbolzungselement verschraubt, das sich auf der gegenüberliegenden Seite des Ausbauprofils an diesem abstützt. Mit der Verschraubung wird erreicht, daß die beiden einander zugeordneten Verbolzungselemente gegen das sich senkrecht zu deren Längsachse erstreckende Ausbauprofil verspannt werden können. Die Stirnflächen Jedes Verbolzungselementes sind dabei in solcher Weise ausgebildet, daß in eingebautem Zustand die Schraube auf der dem Streckeninnern zugekehrten Seite vor dem Ausbauprofil angeordnet ist.

Dieses bekannte Verbolzungselement besitzt den Nachteil, daß es den an dieses gestellten Anforderungen nicht gerecht wird, weil es sich bereits bei einer zu geringen Zugoder Druckkraft bleibend verformt oder gar bricht. Derartige bleibende Verformungen oder gar Brüche treten dabei im Bereich der abgebogenen Endabschnitte der Plansche auf, und zwar bereits bei Zug- oder Druckkräften von wenig mehr als 3 t. Aus Sicherheitsgründen wird jedoch gefordert, daß derartige Verbolzungselemente Zug- oder Druckkräfte von wenigstens 5 t aufnehmen bzw. übertragen können, ohne daß es zu bleibenden Verformungen oder gar Brüchen kommt. Diese Forderung kann das vorstehend beschriebene, bekannte Verbolzungselement nicht erfüllen, da sich bereits bei einer geringeren Belastung Verformungen oder gar Brüche an den abgebogenen Flanschabschnitten zeigen. Die Folge hiervon ist, daß das Verbolzungselement nicht mehr fest genug am Ausbauprofil anliegt, so daß ein Verrutschen gegenüber dem Ausbauprofil oder in extremen Fällen sogar ein völliges Herausfallen des Verbolzungselementes aus dem Aus-

bau möglich ist. Dies kann dazu führen, daß die in Streckenrichtung benachbarten Ausbaurahmen nicht mehr in ausreichendem Maße zug- und druckfest miteinander verbunden sind, so daß es zu einem Verschieben oder gar zu einem Umkippen eines oder mehrerer Ausbaurahmen kommen kann, wodurch die Sicherheit der Fahrung und Förderung in der betreffenden Strecke erheblich beeinträchtigt wird. Die bei dem bekannten Verbolzungselement auftretenden Verformungen oder gar Brüche, die zu einem Verrutschen oder gar Herausfallen des Verbolzungselementes aus dem Ausbau führen, haben ihre Ursache vor allem darin, daß die abgebogenen Flanschabschnitte im Bereich der Stirnflächen des bekannten Verbolzungselementes in kaltem Zustand abgebogen werden. Die hierdurch verursachten inneren Spannungen, die ein Zurückbiegen der betreffenden Flanschabschnitte in die ursprüngliche gestreckte Stellung anstreben, treten als zusätzliche Belastungen neben den durch den Gebirgsdruck und die Spannkräfte der Verschraubung verursachten äußeren Belastungen auf. Diese Belastungen wirken gemeinsam auf jeden abgebogenen Flanschabschnitt des bekannten Verbolzungselementes ein, so daß dieser das Bestreben hat, sich wieder in seine ursprüngliche gestreckte Lage zurückzuverformen. Hierzu ist wegen der inneren Spannungen nur noch eine relativ geringe äußere Belastung des bekannten Verbolzungselementes notwendig. Die abgebogenen Flanschabschnitte verbiegen sich dann zueinander hin, was zu der erwähnten Lockerung der Verschraubung führt, wodurch naturgemäß auch die Verspannung der bekannten Verbolzungselemente gegen die zugeordneten Ausbauprofile gelockert wird, so daß ein'Verrutschen- oder gar Herausfallen möglich ist. Bei dem bekannten Verbolzungselement kommt es sogar vor, daß sich bereits beim Anziehen der Verschraubung die beiden abgebogenen Flanschabschnitte des Verbolzungselementes zueinander hinbiegen, so daß es erst gar nicht zu einer ausreichend festen Verspannung zwischen den zwei benachbarten Verbolzungselementen und dem zugeordneten Ausbauprofil kommt. Wird ein in dieser Weise verformtes Verbolzungselement dann noch durch den Ge-

birgsdruck belastet, so ist eine weitere Verformung oder gar ein Bruch des bzw. der betreffenden abgebogenen Flanschabsehnitte nicht mehr zu vermeiden.

Die Neuerung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verbolzungselement für den stählernen Streckenausbau zu schaffen, das wesentlich größere Zug- und Druckkräfte aufnehmen bzw. übertragen kann als die bekannte Bauart. Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß das Verbolzungselement an seinen beiden Endabschnitten jeweils mindestens einen angeschweißten Winkel besitzt, von dem der eine Schenkel etwa parallel zur Längsachse des Verbolzungselementes verläuft und fest mit diesem verschweißt ist, während der andere freie Schenkel sich etwa senkrecht zur Längsachse des Verbolzungs» elementes erstreckt und eine Durchgangsbohrung zum Einsetzen einer Schraube aufweist. Es hat sich überraschend gezeigt, daß eine derartige Ausbildung des Verbolzungselementes in der Lage ist, bedeutend höhere Zug- und Druckkräfte aufzunehmen als das Verbolzungselement der bekannten Bauart. Die durch die neuerungsgemäße Ausbildung des Verbolzungselementes möglichen Belastungen sind etwa doppelt so groß wie die Belastungen, die das bekannte Verbolzungselement aushält, bevor es zu bleibenden Verformungen oder gar Brüchen kommt. Die erreichbaren Werte liegen dabei beträchtlich oberhalb der behördlicherseits geforderten Werte, so daß eine besonders zuverlässige zug- und druckfeste Abstützung der Ausbaurahmen mit Hilfe des neuerungsgemäßen Verbolzungselementes erzielt wird. Ein Verrutschen oder gar Herausfallen der Verbolzungselemente aufgrund einer ungenügend festen Verspannung durch aufgebogene oder gar gebrochene, die Verschraubung haltende Flanschabsohnitte sind nicht zu befürchten. Außerdem ist es bei dem neuerungsgemäßen Verbolzungselement nicht mehr - wie bei der bekannten Bauart - möglich, daß mit Hilfe der Verschraubung die die Verschraubung haltenden abgebogenen Flanschabschnitfe zueinander hingebogen werden, was ein ungleichmäßiges Anliegen der Stirnflächen des Verbolzungselementes an der Außenfläche des Ausbauprofils und

damit ein leichtes Lösen von diesem zur Folge hat. Bei dem neuerungsgemäßen Verbolzungselernent sind die mit den Durchgangsbohrungen zur Aufnahme einer Schraube versehenen Schenkel des angeschweißten Winkels derart fest ausgebildet, daß ein solches Zueinanderhinbiegen zweier einander zugeordneter Schenkel von zwei benachbarten Verbolzungselementen und damit ein ungleichmäßiges Anliegen ihrer Stirnflächen an dem Ausbauprofil nicht zu befürchten ist. Die Schenkel des bei dem neuerungsgemäßen Verbolzungselement angeschweißten Winkels sind vor allem deshalb gegen ein solches Zueinanderhinbiegen wesentlich widerstandsfähiger, weil die Winkel des neuerungsgemäß ausgebildeten Verbolzungselementes nicht - wie bei der bekannten Bauart - durch Biegen in kaltem Zustand, sondern in anderer Weise hergestellt sind, wie beispielsweise durch eine entsprechende Warmverformung.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Neuerung ist jeder angeschweißte Winkel eines Verbolzungselementes durch mindestens ein sich senkrecht zu beiden Schenkeln des Winkels erstreckendes Knotenblech versteift. Ein derartiges Knotenblech bewirkt eine besonders zuverlässige Abstützung des sich senkrecht zur Längsachse des Verbolzungselementes erstreckenden Schenkels des angeschweißten Winkels, so daß ein Verbiegen oder Brechen eines solchen Schenkels weitgehend ausgeschlossen ist. Bei einem in dieser Weise ausgebildeten Verbolzungselement ist demnach auch ein besonders festes Verspannen zweier benachbarter Verbolzungselemente gegeneinander sowie gegen das gemeinsame Ausbauprofil möglich, ohne daß sich beim Anziehen"der Verschraubung oder bei normaler Belastung bereits die sich senkrecht zur Längsachse des Verbolzung se lement es erstreckenden Schenkel der beiden Verbindungselemente zueinander hin verbiegen.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, das Knotenblech jedes Winkels im Bereich jeweils einer Stirnfläche des Winkels an beiden Schenkeln desselben anzuschweißen. Dabei können nach

β -

einem weiteren Merkmal der Neuerung die Knotenbleche der beiden Winkel eines Verbolzungselementes wechselseitig, d.h. im Bereich von einander gegenüberliegenden Stirnflächen der beiden Winkel, angeordnet sein. Ferner ist es ratsam, daß die dem Ausbauprofil zugekehrte Außenfläche des freien Schenkels eines jeden Winkels im wesentlichen eine gemeinsame Ebene mit der Stirnfläche des Verbolzungselementes bildet. Hierdurch wird einerseits die Länge der notwendigen Verbindungsschraube in vorteilhafter Weise möglichst klein gehalten und andererseits vermieden, daß die beiden einander zugekehrten Außenflächen der freien Schenkel zweier einander zugeordneter Winkel einer Verbolzungsverschraubung eher aneinander anliegen als die Stirnflächen der beiden zugehörenden Verbolzungselemente am Ausbauprofil.

Es ist weiter von Vorteil, wenn die Winkel des Verbolzungselementes aus einem Abschnitt eines gewalzten, gleichschenkligen oder ungleichschenkligen Winkelprofils bestehen. Derartige Winkelprofile stehen als Stabmaterial zur Verfugung, so daß zur Herstellung derartiger Winkel lediglich ein Abschneiden eines entsprechend lang bemessenen Winkelstahlabschnittes notwendig ist, was eine besonders wirtschaftliche Fertigung des Verbindungselementes gewährleistet. Außerdem besitzen derartige gewalzte Winkelprofile ein besonders großes Widerstandsmoment gegen ein Auseinander- oder Zusammenbiegen der beiden Schenkel, was eine entsprechend bessere Stabilität des neuerungsgemäßen Verbindungselementes, insbesondere seiner die Verschraubung tragenden Winkel, zur Folge hat.

In der Zeichnung ist die Neuerung anhand eines Ausführungsbeispieles veranschaulicht. Es zeigen;

Fig. 1 zwei einander benachbarte Verbolzungselemente in der Draufsicht!

Fig. 2 die Verbolzungselemente nach Fig. 1 in der Seitenansicht .

In Fig. 1 und 2 sind zwei mit 1 bezeichnete Verbolzungseleraente dargestellt, die sich in Längsrichtung einer Strecke im untertägigen Grubenbetrieb erstrecken, sowie ein mit 2 bezeichnetes Ausbauprofil, welches quer zur Streckenlängsrichtung angeordnet ist. Bei dem dargestellten Ausführungs· beispiel handelt es sieh bei dem Ausbauprofil 2 um ein Schienen· profil. Stattdessen kann jedoch auch eine andere Querschnittsform eines Einstegprofils verwendet werden. Schließlich ist es auch möglich, das neuerungsgemäß vorgeschlagene Verbolzungselement bei einem rinnenförmigen Ausbauprofil zu verwenden.

Die Verbolzungselemente 1 bestehen aus einem Abschnitt eines gewalzten Doppel-T-Profils sowie aus zwei im Bereich seiner beiden Endabschnitte angeschweißten, ebenfalls aus Walzstahlabschnitten bestehenden Winkel 3· Die Winkel 3 sind mit einem Schenkel 3^{a a}*i einer gemeinsamen Planschaußenfläche eines jeden Verbolzungselementes 1 angeschweißt. Der zweite, mit jb bezeichnete Schenkel eines jeden Winkels 3 verläuft dabei etwa senkrecht zur Längsrichtung seines Verbolzungselementes 1, wobei außerdem die Außenfläche dieses freien Schenkels 3b des Winkels 3 im wesentlichen eine gemeinsame Ebene mit der mit 4 bezeichneten Stirnfläche des Verbolzungselementes 1 bildet. Die Stirnfläche A jedes Verbolzungselementes 1 ist - wie insbesondere in Fig. 2 veranschaulicht - in solcher Weise ausgebildet, daß sie sich im wesentlichen dem Profilquerschnitt des Ausbauprofils 2 anpaßt.

Die freien Schenkel 3b eines jeden Winkels 3 besitzen Durchgangsbohrungen 5, die zur Aufnahme einer Sechskantschraube β dienen. Jede Sechskantschraube 6 bildet zusammen mit einer Mutter 7 eine Verschraubung, die- zum gegenseitigen Verspannen der beiden einander zugeordneten, beiderseits des Ausbauprofils 2 angeordneten Verbolzungselemente 1 dient. In verspanntem Zustand werden die beiden einander zugekehrten Stirnflächen 4 der beiden benachbarten Verbolzungselemente 1 gemeinsam gegen

die Außenflächen des Ausbauprofils 2 angepreßt. Dabei verbleibt zwischen den einander zugekehrten Außenflächen der freien Schenkel Jb der beiden einander zugeordneten Winkel 3 ein Spalt 8, welcher sicherstellt, daß die Stirnflächen 4 gegen das Ausbauprofil 2 und nicht die beiden einander zugekehrten Außenflächen der freien Schenkel j5b gegeneinander verspannt werden.

Die Winkel 3 eines jeden Verbolzungselementes 1 sind mit einem Knotenblech 9 versehen, das an beiden Schenkeln 3& und yo des Winkels J5 fest angeschweißt ist. Das Knotenblech 3 ist dabei an einer Stirnfläche des Winkels 3 angesehweißt. Wie insbesondere in Pig. 1 zu erkennen ist, sind die Knotenbleche 9 wechselseitig, d.h. im Bereich voneinander gegenüberliegenden Stirnflächen der beiden Winkel 3 eines Verbolzungselementes I₃ angeordnet.

Claims (6)

P.A.297 02ίί*22.5.68 PATENTANWÄLTE DR.-ING.W.STUHLMANN- DIPL.-ING. R. WlLLERT DR.-ING. P. H.OIDTMANN AKTEN-NR. 1/22217 463 BOCHUM, 21.5.1968 XS/D1 Ihr Zeichen Postschließfach 245Ο Fernruf 6 65 31 und 6 4314 Bergstraße 159 Telegr.: Stuhlmannpatent Gebr. Knippschild KG, Haßlinghausen Schutzansprüche:

1. Verbolzungselement für den stählernen Streckenausbau, welches ais einem Profilstahlabschnitt besteht., dessen Stirnflächen dem Profilquerschnitt der zugeordneten Ausbauprofile entsprechend ausgebildet sind, wobei im Bereich jedes Endabschnittes des Verbolzungselementes eine Verschraubung vorgesehen ist, welche zum gegenseitigen Verspannen zweier einander zugeordneter, beiderseits eines Ausbauprofils angeordneter Verbolzungselemente dient, dadurch g e k e η η ■ ze i ohne t , daß das Verbolzungselement (1) an seinen beiden Endabschnitten jeweils mindestens einen angeschweißten Winkel (3) besitzt, von dem der eine Sehenkel (Ja) etwa parallel zur Längsachse des Verbolzungselementes (1) verläuft und fest mit diesem verschweißt ist, während der andere freie Schenkel (3b) sich etwa senkrecht zur Längsachse des Verbolzungselementes (1) erstreckt und eine Durchgangsbohrung (5) zum Einsetzen einer Schraube (6) aufweist.

2. Verbolzungselement nach Anspruch 1, dadurch g e kenn ze i c h η e t , daß jeder angeschweißte Winkel (>) eines Verbolzungselementes (.1) durch mindestens ein sieh senkrecht zu beiden Schenkeln (3a* Jb) des Winkels (3) erstreckendes Knotenblech (9) versteift ist.

3. Verbolzungselement nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e η η ζ e ic h η e t , daß das Knotenblech (9) jedes Winkels (3) im Bereich jeweils einer Stirnfläche des Winkels (3) an beiden Schenkeln (3a, 3b) desselben angeschweißt ist.

4. Verbolzungselement nach Anspruch j5, dadurch gekennzeichnet , daß die Knotenbleche (9) der beiden Winkel (3) eines Verbolzungselementes (1) wechselseitig, d.h. im Bereich von einander gegenüberliegenden Stirnflächen der beiden Winkel (j5), angeordnet sind.

5. Verbolzungselement nach Anspruch 1 oder einem der

folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Ausbauprofil (2) zugekehrte Außenfläche des freien Schenkels (Jb) eines jeden Winkels (3) im wesentlichen eine gemeinsame Ebene mit der Stirnfläche (4) des Verbolzungseleraentes (1) bildet.

6. Verbolzungseleraent nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkel (J) des Verbolzungselementes (1) aus einem Abschnitt eines gewalzten, gleichschenkligen oder ungleichschenkligen Winkelprofils bestehen.