DE2125173A1

DE2125173A1 - Verfahren zum Herstellen eines Stützelementes, insbesondere für den Ausbau in untertägigen Grubenbetrieben, und Vorrichtung zu seiner Durchführung

Info

Publication number: DE2125173A1
Application number: DE19712125173
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Bell, Jack Wallwork, Bolton, Lancashire (Grossbritannien)
Priority date: 1970-05-28
Filing date: 1971-05-21
Publication date: 1971-12-09
Also published as: FR2091727A5; DE2125173B2; DE2044117A1; DE2125173C3; GB1348131A

Description

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R 1 - 3«tO

Jack Wallwork Bell

6 Windover Close, Ober Hulton,

Bolton, Lancashire, England

Verfahren zum Herstellen eines Stützelementes, insbesondere für den Ausbau in untertägigen Grubenbetrieben, und

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Stützelementes, insbesondere für den Ausbau in untertägigen Grubenbetrieben, wobei ein mindestens in einer Richtung ausdehn- bzw. verkürzbares Gefäß verwendet wird. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Gefäß zur Durchführung dieses Verfahrens.

Es ist bekannt, den senkrechten Zwischenraum zwischen zwei Widerlagern durch druckmittelgefüllte, mindestens in einer Richtung ausdehnbare Gefäße auszufüllen. Hierbei kann es sich um blasenartige oder sackartige Hüllen handeln, die mit Luft gefüllt werden oder um insbesondere zylindrische Gefäße, die aus zwei ineinander teleskopartig verschiebbaren Teilen bestehen und die mit einem flüssigen Druckmittel gefüllt werden. In beiden Fällen können die Gefäße jedoch nur so lange Last aufnehmen, wie in ihrem Inneren ein Druckmittelüberdruck vorhanden ist. Dieser muß ständig kontrolliert bzw. aufrechterhalten werden, so daß sich solche Gefäße für den Dauergebrauch nicht eignen.

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Ee ist weiterhin bekannt, Stützelemente dadurch herzustellen» daß ein fließfähiger Stoff, beispielsweise flüssiger Beton, in eine Form eingebracht wird und/dieser Form erhärtet. Die Herstellung des Stützelementes kann unmittelbar an der Verwendungestelle in einer dort für den vorgesehenen Fall eigene hergerichteten Form oder Schalung erfolgen oder auch, insbesondere in einer mehrfach verwendbaren Form, an einem anderen Ort. Die bekannten Verfahren gestatten es jedoch nicht, das Stützelement bereits vor dem Erhärten des Füllstoffes zu belasten. Außerdem ist es mit den bekannten Verfahren nur unter Schwierigkeiten möglich, ein sich zwischen zwei vorhandenen Widerlagern in senkrechter Richtung erstreckendes Stützelement ;an Ort und Stelle so herzustellen, daß es den in senkrechter Richtung zwischen den Widerlagern verlaufenden Zwischenraum vollständig ausfüllt.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines Stützelementes, insbesondere für den Ausbau in untertägigen Grubenbetrieben, wobei ein mindestens in einer Richtung ausdehn - bzw. verkürzbares Gefäß verwendet wird, wobei sich dieses Verfahren dadurch kennzeichnet, daß in das Gefäß ein fließfähiger Stoff eingefüllt wird, entsprechend dessen Menge das Gefäß in seinem Volumen verändert wird und der anschließend zumindest teilweise erhärtet.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ermöglicht es, insbesondere unmittelbar am Ort der Verwendung, in besonders einfacher Weise Bauelemente herzustellen, die vorgegebene Abstände, insbe sondere auch die senkrechten Abstände zwischen vorhandenen Widerlagern, vollständig ausfüllen.

Es kann zweckmäßig sein, nach dem Erhärten der Füllung das

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Gefäß ganz oder teilweise zu entfernen, insbesondere dann, wenn die Gefäßwände wieder verwendet werden sollen oder unansehnlich sind.

Als Füllstoffe für das Verfahren gemäß der Erfindung können Zementmilch, Zementmörtel oder Beton, ggf« unter Zusatz eines Quellmittels verwendet werden. Andererseits kann es auch vorteilhaft sein, als Füllstoff ein härtbares Harz zu verwenden, das in flüssiger Form oder in Form eines fließfähigen Pulvers in das Gefäß eingebracht und nach dem Einfüllen in das Gefäß durch Wärme und/oder Druck gehärtet wird, oder schließlich ein thermoplastisches Material, das vor dem Einfüllen in einen flüssigen oder fließfähigen Zustand gebracht wird und nach dem Einfüllen erhärtet.

Besondere zweckmäßig ist es, den Füllstoff in das Gefäß unter Druck einzubringen, so daß er das Gefäß während des Füllvorganges ausdehnt. Hierdurch wird die Anpassung der Größe des Stützelernenteβ an die zwischen anderen Bauteilen oder Widerlagern vorhandenen Abmessungen auf besonders einfache Weise erreicht.

Besonders zweckmäßig kann es sein, den Füllstoff in das Gefäß unter Druck einzubringen und/oder einen Füllstoff zu verwenden, der sich im Gefäß nach dem Füllen ausdehnt, so daß er das Gefäß während des Erhärtens des Füllstoffes gegen in seiner Ausdehnungsrichtung angeordnete Widerlager anpreßt. Auf diese Weise kann das erfindungsgemäß hergestellte Stützelement bereits vor dem Erhärten des Füllstoffes Belastungen aufnehmen und als tragendes Bauelement verwendet werden. Das Stützelement kann sogar dazu dienen, andere Bauteile in ihre vorbestimmte Lage zu heben oder zu schieben.

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Insbesondere wenn das Stützelement als Pfeiler verwendet werden soll, kann es zweckmäßig sein, das Gefäß so auszubilden, daß e 8 nur oder bevorzugt in Richtung einer seiner Achsen ausdehnbar ist. Ee' wird dann zweckmäßig sein, die Ausdehnungsrichtung des Gefäßes so anzuordnen, daß sie mit der Hauptbelastungsachse des fertigen Stützelementes zusammenfällt.

Zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit des Stützelementes kann es zweckmäßig sein, innerhalb des Gefäßes eine Bewehrung für das Stützelement zu errichten.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Gefäß zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, das sich dadurch kennzeichnet, daß es eine oder mehrere verschließbare Füllbzw. Auslaßöffnungen für fließfähiges Material besitzt. Die Füll- bzw. Auslaßöffnung kann mit einem durch eine Klemmvorrichtung absperrbaren Schlauch versehen sein, welcher als Absperrventil wirkt. Zur Verteilung des fließfähigen Materials im Inneren des Gefäßes kann dort im Bereich der Füll- bzw. 'Auslaßöffnung eine Ablenkvorrichtung für das fließfähige Material angeordnet sein. Weiterhin kann das Gefäß eine oder mehrere Entlüftungsöffnungen aufweisen, die ebenfalls verschließbar sein können. Der Verschluß der Entlüftungsöffnungen kann durch Körper erfolgen, die für Luft und/oder Wasser durchlässig aber für den flüssigen oder fließfähigen und festen Füllstoff undurchlässig sind. Diese Körper bestehen beispielsweise aus zwischen zwei Gittern eingebettetem faserigem Material.

Das Gefäß kann aus zwei ineinander teleskopartig verschiebbaren, flüssigkeitsleitend miteinander verbundenen Hohlkörpern bestehen. Hierbei kann es zweckmäßig sein, die Wände der Hohl-

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körper im Verschiebungebereich gegeneinander abzudichten.

Der Verschiebeweg der Hohlkörper gegeneinander kann auf einer geraden oder auf einer gekrümmten Linie liegen* Im letzteren Falle ist es zweckmäßig, die Hohlkörper so auszubilden, daft 8ie in der Verschiebungsrichtung gekrümmt sind. Mit Hilfe solcher Hohlkörper lassen sich bogenförmige Stutzelemente herstellen» wie sie beispielsweise zum Tunnelausbau oder zum Ausbau von Hohlräumen und Strecken im Bergbau dienen.

Weiterhin kann es zweckmäßig sein, die Ausziehwege der Hohlkörper durch Anschläge zu begrenzen, um ein unbeabsichtigtes Trennen der Hohlkörper voneinander und das Ausfließen des Füllstoffes zu verhindern, wie es auch zweckmäßig sein kann, die Wände der inneren Hohlkörper im Bereich der ständigen Überlappung durch die äußeren Hohlkörper mit Öffnungen zu versehen, um das vollständige Ausfüllen des Gefäßes mit dem fließfähigen Füllstoff zu beschleunigen.

Das Gefäß kann so ausgebildet sein, daß seine in der Ausdehnungsrichtung verlaufenden Wände aus gewelltem oder ziehharmonikaartig gefaltetem Material bestehen.

Das Gefäß kann aus voneinander trennbaren Schalen bestehen, deren Trennfugen etwa in der Ausdehnungsrichtung verlaufen. Dann läßt sich das Gefäß nach dem Erhärten des Füllstoffes auf einfache Weise von dem fertigen Stützelement entfernen, und es kann ggf. erneut verwendet werden.

Das Gefäß kann in seinem Inneren Bewehrungselemente für das Stützelement enthalten. Die Bewehrungselemente sind zweckmäßig teleskopartig gegeneinander verschiebbar und an den

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etwa senkrecht zur Ausdehnungsrichtung des Gefäßes verlaufenden Winden und/oder an den voneinander entfernten Endbereichen der etwa in Ausdehnungsrichtung verlaufenden Wände befestigt. Bei einer solchen Anordnung folgen die Bewehrungen der Ausdehnung des Gefäßes und erstrecken sich stets über die gesamte Länge des Stützelementeβ.

Weiterhin können an den Wänden» insbesondere den später entfernbaren Wänden des Gefäßes zum Verbleib im Stützelement bestimmte Teile, insbesondere Dübel und Leitungen befestigt sein.

An den Wänden des Gefäßes können Nuten und/oder Federn angeordnet sein, die zur Verbindung des Stützelementes mit einem benachbarten Stützelement dienen, oder Wände des Gefäßes können die Form von Nuten und/oder Federn aufweisen. Auch kann das Gefäß Befestigungselemente zum Befestigen an benachbarten Stützelementen aufweisen.

Schließlich kann das Gefäß so ausgebildet sein, daß seine senkrecht zur Ausdehnungsrichtung verlaufenden, zur Abstützung gegen Widerlager bestimmten Wände ganz oder teilweise fehlen und an den dadurch entstandenen Kanten Dichtungen angeordnet sind, die zum Zusammenwirken mit dem bzw. den Widerlagern bestimmt sind. Diese Ausbildung kann insbesondere dann zweckmäßig sein, wenn sich Bewehrungen von Widerlagern in das Gefäß hineinerstrecken sollen. Bei dieser Ausbildung des Gefäßes ist es zweckmäßig, dem Gefäß Antriebsvorrichtungen zum Aus dehnen des Gefäßes zuzuordnen, um eine ständige Anpressung der Dichtungen an das bzw. die Widerlager zu erreichen. Bei unebenen Widerlagarn, wie sie zum Beispiel durch Hangendes und Liegendes in untertägigen Grubenbetrieben gebildet werden,

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ist es zweckmäßig, daß mehrere mit Dichtungen versehene Kanten etwa in Ausdehnungsrichtung unabhängig voneinander verschiebbar und schwenkbar sind. Diese Kanten können dann den Unebenheiten des Widerlagers angepaßt werden.

Im folgenden sind das erfindungsgemäße Verfahren und Ausführungs· beispieIe von Vorrichtungen zu seiner Durchführung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch ein pfeilerartiges

Stützelement bzw. das zu seiner Herstellung dienende Gefäß;

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch ein abgewandeltes Gefäß;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Abwandlung des Gefäßes gemäß Fig. 1 und 2;

Fig. ·* und 5 perspektivische Ansichten von Bewehrungen im Inneren des Gefäßes gemäß Fig. 1-3;

Fig. 6 eine Draufsicht auf die Bewehrung gemäß Fig. 5;

Fig. 7 und 8 perspektivische Ansicht und senkrechten Schnitt eines Gefäßes mit an eine unebene Auflagefläche anpaßbaren Unterteil;

Fig. 9 ein Stützelement als Mittelpfeiler eines Gewölbes;

Fig. 10 die perspektivische Ansicht eines gekrümmten, plattenförmigen Stützelementes bzw. des zu seiner Herstellung dienenden Gefäßes;

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Fig. 11 zu einer Tunnel- oder Streckenwandung zusammengesetzte Stützelemente gemäß Fig. 10;

Fig. 12 im senkrechten Schnitt eine weitere AuefUhrungsform

eines pfeilerartigen Stützelementes bzw. des zu seiner Herstellung dienenden Gefäßes;

Fig. 13 in perspektivischer Ansicht zu einer röhrenförmigen Wandung zusammengesetzte Stützelementei

Fig. 14 - 19 die einzelnen Schritte bei der Herstellung der Wandung gemäß Fig. 13;

' Fig. 20 - 22 Absperrventile für die Füllöffnungen von er-

findungsgemäßen Gefäßen, teilweise im Schnitt»

Fig. 23 eine perspektivische Ansicht eines Filterkörpers,

der für Luft und Wasser, nicht jedoch für Feststoffteilchen durchlässig ist.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform besteht das ausdehnbare Gefäß aus zwei teleskopartig ineinander verschiebbaren Hohlkörpern. Der innere Hohlkörper ist mit 10 und der äußere Hohlkörper mit 11 bezeichnet. Zwischen den Hohlkörpern 10 und 11 befindet sich eine flüssigkeitsdichte Dichtung Die Hohlkörper 10 und 11 sind an den einander gegenüberliegenden Seiten durch eine Fußplatte 13 bzw. eine Kopfplatte 14 abgeschlossen. Im oberen Teil des Gefäßes ist eine durch ein Ventil IS verschließbare Füllöffnung angeordnet, in deren Bereich sich im Inneren des Gefäßes eine Ablenkplatte 16 befindet, die dazu dient, den durch das Ventil IS eintretenden Strom des Füllstoffes zum Boden des Gefäßes zu lenken.

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Abweichend von der in Fig. 1 dargestellten Form kann jedoch die Füllöffnung auch in der Nähe des Bodens des Gefäßes angeordnet sein. Weiterhin ist in der Nähe der Kopfplatte 1*» dee Gefäßes eine Entlüftungsöffnung angeordnet, die durch einen Filterkörper 17 verschlossen ist. Der Filterkörper 17 ist für Luft und/oder Wasser, nicht jedoch für den Füllstoff durchlässig. Anstelle des Filterkörpers 17 kann auch ein den gleichen Zweck erfüllendes mechanisches Ventil verwendet werden.

Innerhalb des Gefäßes befindet sich eine Bewehrung, die aus mindestens zwei zylindrisch geformten Baustahlnatten 18 und 19 besteht. Diese zylindrischen Körper sind koaxial angeordnet und an der Fußplatte 13 bzw. der Kopfplatte 14 befestigt, und ihre Länge ist so gewählt, daß sie sich auch im voll ausgezogenen Zustand des Gefäßes Überlappen. Anstelle der zylindrisch geformten Körper können jedoch auch kammartig angeordnete, sich überlappende ebene Matten oder andere Bewehrungen verwendet werden.

Die Verwendung des obenbeschriebenen Gefäßes zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt derart, daß zunächst das Gefäß unmittelbar an diejenige Stelle gebracht wird, an der das Stützelement entstehen und verwendet werden soll. Hierbei wird das Gefäß mit seiner Fußplatte 13 auf ein Widerlager oder einen Boden gesetzt. Dann wird durch das Ventil 15 hindurch flüssiger Beton unter Druck in das Gefäß eingepreßt. Der Beton füllt zunächst das Gefäß, wobei im Gefäß befindliche Luft und/oder Wasser durch den Filterkörper 17 entweichen. Weiterer in das Gefäß eingepreßter Beton dehnt das Gefäß in seiner Längsrichtung aus, wobei die Hohlkörper 10 und 11 sich teleskopartig gegeneinander verschieben, bis die Kopfplatte 14

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die gewünschte Höhe oder ein Widerlager erreicht hat und sich mit der gewünschten Kraft gegen das Widerlager anpreßt. Dann wird das Ventil 15 geschlossen. Nach dem Erhärten des als Füllstoff dienenden Betons kann das Ventil 15 entfernt werden.

Wenn auch das Stützelement erst nach dem Erhärten des als Füllstoff dienenden Betons seine größte Tragfähigkeit erreicht, so kann es doch schon während seiner Herstellung als tragendes Bauelement dienen. Sobald das Gefäß vollständig mit flüssigem Beton gefüllt ist und sich auszudehnen beginnt, wird die Tragfähigkeit des Stützelementes durch den Druck des in ihm befindlichen flüssigen Betons, der dem Druck der Füllvorrichtung entspricht, bestimmt. Nach dem Schließen des Ventils 15 bestimmt sich die Belastbarkeit des Stützelementes durch den höchstzulässigen Innendruck, der wiederum von den Wandstärken des Gefäßes und den Eigenschaften der Dichtungen abhängt. Es können auch während des Füllvorganges oder schon vorher andere Bauteile, beispielsweise Träger, Balken oder Decken auf die Kopfplatte 11 des Gefäßes aufgelegt werden, die dann während des Füllens des Gefäßes mit großer Genauigkeit auf die gewünschte Höhe angehoben werden.

Das durch das erfindungsgemäße Verfahren herstellbare Stützelement kann auch mit Vorteil dort errichtet werden, wo eine vorhandene Abstützung nicht mehr ausreicht. Seine Herstellung erfordert keinerlei Schalungsaufwand und ist daher platzsparend.

Die in Fig. 2 dargestellte AusfUhrungsform eines Gefäßes, das ebenfalls zur Herstellung eines pfeilerartigen Stützelementes dient, unterscheidet sich von der in Fig. 1 dargestellten dadurch, daß in denjenigen Teilen der Wände des unteren Hohlkörpers 10, die ständig von den Wänden des oberen

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/ Hohlkörpers 11 überlappt werden, Durchbrüche 20 angeordnet sind. Diese Durchbrüche haben die Wirkung, daß der durch das Ventil 15 in das Gefäß eingefüllte flüssige Beton, sobald er von Boden aufsteigend die Höhe der Durchbrüche 20 erreicht, den zwischen den Höhlkörpern 10 und 11 befindlichen Ringraum sofort und vollständig ausfüllt.

Das in Fig. 3 dargestellte Gefäß dient wiederum zur Herstellung eines Stützpfeilers und unterscheidet sich von dem in Fig. 1 dargestellten Gefäß im wesentlichen dadurch, daß die in Ausdehnungsrichtung verlaufenden Wände des oberen Hohlkörpers 11 aus zwei Halbschalen bestehen. Die Halbschalen sind miteinander über Flansche 21 verbindbar. Die Flansche sind vorzugsweise paarweise an gegenüberliegenden Seiten des Gefäßes angeordnet. Nach dem Erhärten des in das Gefäß eingepreßten Betons können nach dem Lösen der Flanschverbindungen die den oberen Hohlkörper 11 bildenden Halbschalen entfernt werden. Es ist möglich, die Halbschalen erneut zu verwenden, wie es auch möglich ist, daß der untere Hohlkörper 10 aus Halbschalen besteht, die nach dem Erhärten des Betons entfernt werden können.

Weiterhin sind auf der Kopfplatte It des in Fig. 3 dargestellten Gefäßes Bolzen 22 angeordnet, die zur Sicherung eines auf die Kopfplatte 11 aufgelegten weiteren Bauteils, beispielsweise •ines Trägers, eines Balkens oder einer Decke gegen Verschiebung dienen. Hierzu kann das weitere Bauteil mit entsprechenden Bohrungen zur Aufnahme der Bolzen 22 versehen sein. Auch die Fußplatte 13 des Gefäßes kann mit in ähnlicher Weise angeordneten Bolzen oder anderen Befestigungsvorrichtungen für ein benachbartes Bauteil versehen sein.

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In Fig. t* ist abweichend von Figo 1 eine weitere Ausführungsform einer stählernen Bewehrung dargestellt. Die Bewehrung besteht aus oberen Bewehrungstäben 23 und unteren Bewehrungsstäben 2«*,' die jeweils an der Kopfplatte 1Λ bzw. der Fußplatte 13 dee Gefäßes befestigt sind, sich gegenseitig überlappen und an ihren freien Enden mit Ringen 25 versehen sind, die die jeweiligen gegenüberliegenden oberen bzw. unteren Bewehrungsstäbe 23 bzw. 2<t umgreifen. Die oberen Bewehrungsstäbe 23 sind daher gegenüber den unteren Bewehrungsstäbeη 2¹* unter gegenseitiger Führung verschiebbar.

Eine weiter© Ausführungsform einer Bewehrung ist in Fig. 5 und 6 dargestellt» Hier sind zur Bewehrung innere Längsstäbe 26 bzw. äußere Längsstäbe 27 vorhanden, die an der Kopfplatte If bzw. der Fußplatte 13 des Gefäßes befestigt sind. Die inneren Längsstäbe 26 sind durch eine rechteckig gewundene Querbewehrung 28 und die äußeren Längsstäbe 27 durch eine rechteckig gewundene Querbewehrung 29 miteinander verbunden.

Bei einer weiteren, in d@r Zeichnung nicht dargestellten Ausführungsform des Gefäßes fehlen die Fußplatte 13 und/oder die Kopfplatte IU. An den entsprechenden Rändern sind die Hohlkörper 10 und 11 mit Dichtungen versehen, die gegen an | die Stelle der Fuß» bzw. Kopfplatte 13 bzw. 14 tretende Widerlagers, zum Beispiel Hangendes und Liegendes im untertägigen Grubenbetrieb j dichtend angepreßt werden. In diesem Fall verbindet sich der in das Gefäß eingebrachte fließfähige Stoff unmittelbar mit den Widerlagern. Die Dichtungen können aus Gummi, Pappe oder anderem geeignetem Material oder auch aus einem plastischen Dichtungsmittel bestehen, das vor dein eigentlichen Füllstoff in das Gefäß eingebracht wird.

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In der Ausführungsform nach Fig. 7 und 8 ist am unteren Hohlkörper 10 des Gefäßes statt einer Fußplatte eine Anordnung aus vier beweglichen Seitenteilen 30 vorgesehen, die an den Seitenwänden des unteren Hohlkörpers 10 des Gefäßes anliegen* Die Seitenteile 30 passen sich Unebenheiten der Auflagefläche des Gefäßes an. Zur Abdichtung des Inneren des Gefäßes gegen die Auflagefläche dient ein Dichtungsring 31.

In Fig. 9 ist die Verwendung eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Stützelementes als Stützpfeiler eines Gewölbes oder als Brückenpfeiler dargestellt.

Das in Fig. 10 und 11 dargestellte Gefäß dient zur Herstellung eines Stützelementes für den Tunnelausbau oder für den Ausbau von Strecken im Untertagebergbau. Es besteht, ähnlich wie das in Fig. 1 dargestellte Gefäß, aus zwei teleskopartig ineinander verschiebbaren Hohlkörpern 32 und 33, wobei jedoch diese Hohlkörper gekrümmt und entlang der KrUmmungskurve gegeneinander verschiebbar sind» Die Einfüllöffnung für den Füllstoff ist mit 34 bezeichnet. Die Entlüftungsöffnungen sind in der Zeichnung nicht dargestellt. Die obere Entflache des Hohlkörpers 33 ist mit Nut 35 und Feder 36 versehen, so daß zwei gleichartige Gefäße, die zusammen einen Bogen bilden, unverschiebbar zusammengefügt werden können, wie in Fig. 11 dargestellt ist. Zum Anschluß weiterer Gefäße in Längsrichtung dienen Zapfen 37 und Bohrungen 38, die an den Schmalseiten des unteren Hohlkörpers 32 angebracht sind.

Der Ausbau von Hohlräumen, beispielsweise von Tunneln oder von Strecken im untertägigen Bergbau, mit Stützelementen, die mit Hilfe der in Fig» 10 und 11 dargestellten Gefäße hergestellt werden, erfolgt derart, daß zumindest zwei Gefäße

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an den einander gegenüberliegenden Seiten des Hohlraumes aufgestellt und so lange mit flüssigem Beton gefüllt werden, bis sich die Nuten und Federn 35, 36 beider Gefäße miteinander verbinden. Die Krümmungsradien der Gefäße sind so gewählt, daß sie sich der Gestalt des Hohlraumes anpassen. Bei weiterem Einpressen von Beton in die Gefäße üben diese eine dem Innendruck des Betons entsprechende Stützwirkung auf die Wände des Hohlraumes schon dann aus, wenn der Beton nochhicht erhärtet ist. Der Ausbau des Hohlraumes in Längsrichtung erfolgt durch Anschließen weiterer Gefäße an die Schmalseiten der bereits verbauten Gefäße_o Insbesondere wenn die Größe des ^ Querschnittes des auszubauenden Hohlraumes es erfordert,

können auch zur Auskleidung des Querschnittes mehr als zwei Gefäße verwendet werden, und es können auch zwischen zwei Gefäßen, insbesondere am First, konventionelle starre Bauteile eingefügt werden.

Bei dem in Figo 12 dargestellten Gefäß, das wiederum zur Herstellung eines pfeilerartigen Stützelementes dient, werden gegenüber Fig. 1 die in der Ausdehnungsrichtung verlaufenden, teleskopartig ineinander verschiebbaren Wände der Hohlkörper 10 und 11 durch eine einzige Wand 39 ersetzt, die aus gewelltem oder ziehharmonikaartig gefaltetem Material besteht und auf diese Weise eine Abstandsänderung der Fuß- und Kopf-" platten 13 und 1Λ gegeneinander zuläßt.

Ih Fig. 13 ist eine Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einem röhrenförmigen Querschnitt eines Tunnels, Stollens oder dergleichen dargestellt» Dessen Ausbau besteht in diesem Fall® aus mehreren Cin Fig. 13 drei) Gefäßen, die jeweils sin@n äußeren bogenförmigen Hohlkörper HO und einen inneren bogenförmigen Hohlkörper 41 aufweisen, welche ähnlich

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wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 10 teleskopartig ineinander angeordnet sind. Die in tangentiale Richtung weisenden Schmalseiten der inneren Hohlkörper 41 sind mit Federn 42 und die entsprechenden Schmalseiten der äußeren Hohlkörper 40 mit Muten 43 versehen, so daß die einzelnen Gefäße in tangentialer Richtung aneinander angesetzt werden können. Die äußeren Hohlkörper 10 sind mit Füllöffnungen 44 versehen.

Um einen röhrenförmigen Ausbau zu errichten, wie er in Fig. 13 als Ganzes dargestellt ist, wird zunächst ein Gefäß entsprechend Fig. 14 angeorndet und dann entsprechend Fig. 15 gefüllt Und ausgefahren. Anschließend wird an das ausgefahrene Stützelement ein weiteres Gefäß entsprechend Fig. 16 angesetzt und dann wiederum entsprechend Fig. 17 ausgefahren. Schließlich wird entsprechend Fig. 18 an das erste Stützelement ein drittes Gefäß angesetzt und entsprechend Fig. 19 ausgefahren, wodurch eich der ringförmige Querschnitt schließt.

Fig. 20 zeigt eine Klemmvorrichtung zum Abklemmen eines flexiblen Schlauches 45, durch den Beton in den Einlaß 15» 34 oder 44 eines der erfindungsgemäßen Gefäße eingebracht wird. Die Klemmvorrichtung weist einen Rahmen 46 auf, der über den Schlauch 45 geschoben werden kann. In den Rahmen 46 ist eine Gewindespindel 48 eingeschraubt, die auf der Innenseite des Rahmens 46 ein Klemmstück 4? und auf der Außenseite des Rahmens 46 einen Handgriff 49 trägt. Das Klemmstück 47 ist an der Gewindespindel 48 drehbar gelagert, jedoch unverdrehbar im Rahmen 46 geführt.

In der Klemmvorrichtung kann nach dem Einbringen des Betons in das Gefäß der Schlauch 45 zwischen Klemmstück 47 und einem Gegenstück 50 eingeklemmt und damit abgeschlossen werden.

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Nach dem Erhärten des Betons wird der Schlauch 45 vom Gefäß abgezogen. Es bleibt dann eine Art Gießzapfen aus erhärtetem Beton übrig, der abgeschlagen werden kann.

Xn Fig. 21 ist eine weitere Ausf uhrungsform einer Klemmvorrichtung dargestellt, bei der der Schlauch 45 durch einen «it einem Handgriff 52 verbundenen Nocken Sl abgeklemmt werden kann.

Die in Fig. 22 gezeigte weitere Klemmvorrichtung ist ähnlich der nach Fig. 20 aufgebaut, jedoch fällt hier die Achse des Klemmstückes 47 mit der Achse eines Teils des Schlauches 45 zusammen.

In Fig. 23 ist eine zweckmäßige Ausführungsform des weiter obenerwähnten Filterkörpers 17 dargestellt. Der Filterkörper gemäß Fig. 23 weist einen Filterblock S3 aus faserigem Material, zum Beispiel Holzwolle, Drahtwolle oder Fiberglaswolle auf, der zwischen einem Metallrost 54 und einem Metallsieb SS eingebettet ist.

Selbstverständlich sind noch weitere, oben nicht beschriebene Querschnitte für das erfindungsgemäße Gefäß denkbar.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die durch seine Anwendung erhaltenen Stützelernente lassen sich abgesehen von den obenbeschriebenen Anwendungen beispielsweise auch dann mit Erfolg !verwenden, wenn es infolge von Bodensenkungen, beispielsweise in Bergschadensgebieten, erforderlich ist, Bauwerke oder ihre Fundamente nach der Absenkung des Baugrundes oder eines Teiles des Baugrundes zu heben oder neu auszurichten.

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Die· geidiieht überlicherweise durch Verwendung hydraulischer Arbeitszylinder, mit denen die Bauwerke in die gewünschte Lage gehoben werden und die dann durch feste Unterlagen ersetzt werden· Demgegenüber, kann das erfindungsgemäfie Verfahren derart verwendet werden, da£ das Bauelement während seiner Herstellungι also während des Füllvorganges als Hubzylinder und nach den Erhärten als standige Unterlage dient.

In ähnlicher Weise kann das Verfahren auch zum Ausrichten von Maschinen und Werksanlagen dienen· Hierzu ist insbesondere das in Fig« 12 dargestellte GeflA geeignet, und als Füllung kann mit Vorteil ein thermoplastischer oder durch Wärme härtbarer Kunststoff verwendet werden· Die Wärmezufuhr kann insbesondere durch einen um das Gefäft gelegten Mantel erfolgen.

Das Verfahren eignet sich zur Herstellung von Bau- und Stützelementelt der verschiedenartigsten Formen und Gestalten, die stets durch die Form der Qefäse bestimmt sind. Bei Verwendung von tafelförmigen QefäAen lassen sich Wände grofter Abmessungen herstellen. Zn allen Fällen können die GefäBe als T^iI des Stützelementeβ an diesem verbleiben oder auch entfernt werden. Die Wände der ßefäfte können aus Blech, aber auch aus anderen Materialien, beispielsweise Kunststoffplatten oder Kunststoffolien oder aus Beton bzw.ahnIiehern Material bestehen.

Zn gewissen Fällen kann es vorteilhaft sein, für eine Luftzufuhr zu dsm in das Gefäft eingefüllten Material zu sorgen, um dessen Trocknen bzw. Erhärten zu erleichtem.

Falls es erwünscht ist» dal das Stützelement durch Ablassen yon flieifählgem Stoff verkürzbar ist, ist eine entsprechende

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Auelaßaöglichkei t vorsuiehen.

Das erfindungsgemSfte Verfahren und die nach ihm hergestellten StQtzelemente haben u.a. folgende Vorteile:

1. Anwendbarkeit zwischen beliebig vorntinander entfernten Fliehen oder Bauteilen _v ohne daft eine mechanische Justierung, zu« Beispiel durch Keile» Schrauben» hydraulische Zylinder uzw. nötig iet;

2. Möglichkeit der Lastaufnähme schon vor dem Erhärten des fließfähigen Stoffes;

3. beliebige Querschnittsfom des Stfltzelementes;

<t. Bewehrung des Stützelement β β durch das Gefäß, vor und nach de« Erharten des fließfähigen Stoffes}

8. verschiedenartige Anwendungsgebiete;

8. RerstellungsnOgliohkeit des Gefäftes entfernt vom Einbauort;

7. leichte und billige Herstellung, obwohl hohe Ansprüche erfüllt werden, können;

·. Anwendbarkeit auch unter Wasser, sub Beispiel als Brückenpfeiler» durch Absenkung unter die Wasseroberfläche und Auffüllung mit Beton von oberhalb ά$ν Wasseroberfläche her, ohne daft Ünterwasserarbeiten erforderlich sind.

Patentansprüche:

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Claims

PATENTANWALT BODE - 4033 HÖSEL · POSTFACH ■ TELEFON 02102-61701 · TELEX 8585166 Patentansprüche;

1. Verfahren zum Herstellen eines Stützelementes, insbesondere für den Auebau in untertägigen Grubenbetrieben, wobei ein mindestens in einer Richtung ausdehn- bzw. verkürzbares Gefäß verwendet wird, dadurch gekennzeichnet« daft in das Gefäß ein fließfähiger Stoff eingefüllt wird» entsprechend dessen Menge das Gefäß in seinem Volumen verändert wird und der anschließend zumindest teilweise erhärtet.

2. Verfahren nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß nach dem Erhärten der Füllung ganz oder teilweise entfernt wird.

3* Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff Zementmilch, ZementmQrtel oder Beton ist und ggf. ein Quellmittel enthält.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff ein härtbares Harz ist, insbesondere in flüssiger Form oder in Form eines fließfähigen Pulvers, das nach dem Einfüllen in das Gefäß durch Wärme und/oder Druck gehärtet wird*

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff ein thermoplastisches Material ist, das vor dem Einfüllen in einen flüssigen oder fließfähigen Zustand gebracht wird und nach dem Einfüllen erhärtet.

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6. Verfahren nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff in das Gefäß unter Druck eingebracht wird und das Gefäß während des FUlivorgangee ausdehnt.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1-6,dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff in das Gefäß unter Druck eingebracht wird und/oder sich im Gefäß nach dem Füllen ausdehnt und das Gefäß während des Erhärtens des Füllstoffes gegen in seiner Ausdehnungsrichtung angeordnete Widerlager anpreßt«

8. Verfahren nach den Ansprüchen 1-7,dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß nur oder bevorzugt in Richtung einer seiner Achsen ausdehnbar ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausdehnungsrichtung des Gefäßes mit der Hauptbelastungsachse des fertigen Stützelementes zusammenfällt·

10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Gefäßes

* eine Bewehrung für das Stützelement errichtet wird·

11. Gefäß zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 - 10, gekennzeichnet durch eine oder mehrere verschließbare Füll- bzw. Auslaßöffnungen. (15, 3*, HH) für fließfähiges Material.

12. Gefäß nach Anspruch 11,dadurch gekennzeichne t, daß die Füll- bzw. Auelaßöffnung (15, 34, »»«Ο mit einem durch eine Klemmvorrichtung (16 - 50J 51, 52)

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absperrbaren Schlauch (45) versehen ist.

13. Gefäß nach Anspruch 11 ,dadurch gekennzeichnet, daß in seinem Inneren im Bereich der Füll· bzw. Auelaßöffnung (IS) eine Ablenkvorrichtung (16) für das fließfähige Material angeordnet ist.

14. Gefäß nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine oder mehrere Entlüftungsöffnungen (17).

15. Gefäß nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsöffnungen (17) verschließbar sind.

16. Gefäß nach Anspruch If, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsöffnungen (17) mit Körpern (53, Sf, 55) verschlossen sind, die für Luft und/ oder Wasser durchlässig, aber für den flüssigen oder fließfähigen und festen Füllstoff undurchlässig sind.

17. Gefäß nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Körper (53, 54, 55) aus zwischen zwei Gittern (54, 55) eingebettetem faserigem Material (53) bestehen.

18. Gefäß nach den Ansprüchen 11 -17, dadurch gekennzeichnet, daß es aus zwei ineinander teleskopartlg verschiebbaren, flüssigkeitsleitend miteinander verbundenen Hohlkörpern (10, 11} 32, 33; 40, 41) besteht.

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19. Gefäß nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände der Hohlkörper (10, 11} 32, 33; 40, 41) im Verschiebungsbereich gegeneinander abgedichtet sind (12).

.20. Gefäß nach den Ansprüchen 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkörper (32, 33; 40, 41) in der Verschiebungsrichtung gekrümmt sind.

21. Gefäß nach den Ansprüchen 18 - 20, dadurch

ge kenzeichnet, daß die Ausziehwege der Hohlkörper durch Anschläge begrenzt sind*

22. Gefäß nach den Ansprüchen 18 -21,dadurch gekennzeichnet, daß die Wände der inneren Hohlkörper (10) im Bereich der ständigen Überlappung durch die äußeren Hohlkörper (11) mit Offnungen (20) versehen sind.

23. Gefäß nach den Ansprüchen 11 -17, dadurch gekennzeichnet, daß seine in der Ausdehnungs· richtung verlaufenden Wände (39) aus gewelltem oder ziehharmonikaartig gefaltetem Material bestehen.

21. Gefäß nach den Ansprüchen 11 - 23, dadurch gekennzeichnet, daß es aus voneinander trennbaren Schalen besteht, deren Trennfugen (21) etwa in Auedehnungsrichtung verlaufen.

25. Gefäß nach den Ansprüchen 11 - 2t, dadurch gekennzeichnet, daß es in seinem Inneren Bewehrungeelemente (18, 19} 23 - 25j 26 - 29) für das Stützelement enthält.

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26. Gefäft nach Anspruch 25 ,dadurch gekennzeichnet, daft die Bewehrungen (18, 19) teleskopartig gegeneinander verschiebbar sind und an den etwa senkrecht zur Ausdehnungsrichtung des Gefäßes verlaufenden Wanden (13, 14) und/oder an den voneinander entfernten Endbereichen der etwa in Ausdehnungsrichtung verlaufenden Wände befestigt sind.

27. Gefäß nach den Ansprüchen 11 -26, dadurch gekennzeichnet, daß an seinen Wänden zum Verbleib im Stützelement bestimmte Teile, insbesondere Dübel und Leitungen befestigt sind.

28. Gefäß nach den Ansprüchen 11 -27,dadurch gekennzeichnet, daß an seinen Wänden Nuten (36, 13) und/oder Federn (35, 42) angeordnet sind, die zur Verbindung des Stützelementes mit einem benachbarten Stützelement dienen.

29. Gefäß nach den Ansprüchen 11 -28,dadurch gekennzeichnet, daß es Befestigungselemente (37, 38) zum Befestigen an benachbarten Stützelementen aufweist.

30. Gefäß nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 - 29, dadurch gekennzeichnet, daß seine etwa senkrecht zur Ausdehnungsrichtung verlaufenden, zur Abstützung gegen Widerlager bestimmten Wände ganz oder teilweise fehlen und an den dadurch entstandenen Kanten Dichtungen angeordnet sind, die zum Zusammenwirken mit dem bzw, den Widerlagern bestimmt sind.

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31. Gefäß nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere mit Dichtungen (31) versehene Kanten (30) etwa in Ausdehnungsrichtung unabhängig voneinander verschiebbar und schwenkbar sind.

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