DE3127812C2 - Ausbauelement für den untertägigen Streckenausbau - Google Patents
Ausbauelement für den untertägigen StreckenausbauInfo
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Abstract
Das Ausbauelement (2) für den untertägigen Streckenausbau ist als mit seitlich wegkragenden Flanschen (3) versehenes W-Profil ausgebildet und mit Bezug auf die Y-Achse symmetrisch, während die mit der X-Achse zusammenfallende Schwerelinie etwa in der Mitte der Profilhöhe (H) liegt. Gegenüber zweistegigen Rinnenprofilen haben W-Profile den Vorteil, ein weniger stark voneinander abweichendes Biegetragvermögen aufzuweisen, je nach dem, ob sie mit den Flanschen zum Gebirge oder zum Streckeninneren hin eingebaut sind. Erfindungsgemäß sind die Form und die Wandstärkenverteilung des W-Profils (2) nunmehr derart gewählt, daß das Profil in beiden auf der Y-Achse einander entgegengesetzten Biegerichtungen ein wenigstens angenähert gleich hohes Biegetragvermögen im plastischen Verformungsbereich aufweist und mithin in für die Praxis ausreichendem Maße unabhängig von der jeweiligen Einbaurichtung ist. Der von der Einbaurichtung abhängige Schwankungsbereich des Biegetragvermögens läßt sich bei dem erfindungsgemäßen W-Profil so weitgehend minimieren, daß das Biegetragvermögen in beiden Biegerichtungen nur noch um höchsten etwa 15% voneinander abweicht.
Description
Die Erfindung richtet sich auf ein Ausbauelement für den untertägigen Streckenausbau mit den Merkmalen
des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
Ausbauelemente dieser Gattung sind für devi bogenförmigen
starren oder umfangsnachgiebigen Streckenausbau z. B. durch die FR-PS 10 17 752, FR-PS 8 02 413
oder FR-PS 9 67 283 prinzipiell bekannt Sie sind darüber hinaus auch als reine Kappen oder für den Verzug
beim Steckenausbau bekannt, etwa durch die GB-PS 23 736 oder durch »Stahl überall«, Heft 4,1935, Seite 38.
Abb. 63.
Diese gattungsgemäß bekannten Ausbauelemente haben sich zumindest für den Einsatz beim starren oder
umfangsnachgiebigen bogenförmigen Streckenausbau nicht gegenüber den zweistegigen Rinnenprofilen
durchsetzen können. Dies beruht in erster Linie darauf, daß man bei der Konzeption solcher W-Profile für Ausbauzwecke
davon ausgegangen ist, sie gewissermaßen aus zwei einschlägig bekannten zweistegigen Rinnenprofilen
zusammenzusetzen. Die auf diese Weise konzipierten W-Profile haben zwar etwa das doppelte Metergewicht
und a :ch ein etwa doppelt so hohes Widerstandsmoment mit Bezug auf die X-Achse wie das jeweils
einzeln betrachtete entsprechende zweistegige Rinnenprofil. Ihr Einsatz beim starren oder umfangsnachgiebigen
Bogenausbau wäre aber nur dort wirtschaftlich vertretbar gewesen, wo die Möglichkeit bestanden
hätte, den in Streckenrichtung gemessenen Abstand der Ausbaubögen entsprechend zu vergrößern,
d. h. praktisch ebenfalls zu verdoppeln. An dieser Voraussetzung fehlt es aber gerade dort, wo Rinnenprofile
mit höherem Metergewicht benötigt werden, nämlich in Strecken, insbesondere Abbaustrecken, die ständig einem
besonders hohen, im wesentliche! vom Abbau ausgehenden Gebirgsdruck ausgesetzt sind.
Man hat es daher in der Praxis vorgezogen, die einschlägig bekannten zweistegigen Rinenprofile in Verbindung
mit einem zunehmend höheren Metergewicht auf ein entsprechend höheres Widerstandsmoment, insbesondere
mit Bezug auf die X-Achse, auszulegen und die aus ihnen zusammengesetzten Ausbaubögen statt
dessen wieder in kürzerem Abstand zueinander zu setzen.
Auf diese Weise sind die gattungsgemäß vorbekannten W-Profile praktisch verdrängt und — rückschauend
betrachtet — zum papierenen Stand der Technik geworden.
Die vorliegende Erfindung greift diese in der Praxis zumindest für den Einsatz beim bogenförmigen Strekkenausbau
seit langem aufgegebenen Ausbauelemente mit W-förmiger Querschnittsform unter einem gänzlich
neuen Gesichtspunkt deswegen wieder auf, weil sie sich in einer anderen Hinsicht prinzipiell günstiger verhalten
als die üblichen zweistegigen Rinnenprofile, deren zunehmend mehr ins Gewicht fallender Nachteil bekanntlich
der ist, daß sie je nachdem, ob sie mit den Flanschen oder mit dem Boden zum Gebirge hin eingebaut werden,
ein in erheblichem Maße voneinander abweichendes Biegetragvermögen aufweisen. Der Unterschied im
Biegetragvermögcn kann dabei bis zu 100% betragen (vgl. »Streckenausbau in Stahl« von Dr. Spruth, Verlag
Glückauf GmbH, Essen, Ausgabe 1955, Seite 106. 2. Abs. in Verbindung mit Abb. 75 auf Seite 110).
Alle Bemühungen, diesen Kardinalmangel der zwei-
stegigen Rinr.enprofile auf dem Wege reiner Optimierung der Profilform zu beheben oder doch entscheidend
zu mildern, sind gescheitert. Man hat sich daher mit
diesem Nachteil abgefunden und den Kompromiß gewählt, die zweistegigen Rinnenprofile bevorzugt mit
den Flanschen zum Gebirge hin anzuordnen. Im Bereich der Firste wird auf diese Weise zwar nur das wesentlich
kleinere Biegetragvermögen (Arbeitsvermögen) ausgenutzt, dafür aber der Vorteil erzielt, das wesentlich höhere
Biegetragvermögen im Bereich der beiden Seitenstöße zur Verfügung zu haben.
Dabei ist man von der Erwägung ausgegangen, daß sich die von außen einwirkenden Biegebeanspruchungen
im Firstbereich des Ausbaubogens als Resultierende des Teufendrucks in den weit überwiegenden Fällen
radienvergrößernd auswirken, im Bereich der beiden stoßseitigen Seitenschenkel dagegen überwiegend radienverkleinernd.
In den Bogenbereichen radienvergrößernder Belastung, d.h. in erster Linie in der Firste,
wurde es als ausreichend angesehen, wenn die Profilflansche die Druckzone bilden, weil man dana im Bereich
der beiden Seitenstöße das wesentlich höhere Biegetragvermögen der Seitenschenkel gegenüber dem gegensinnigen
Biegemoment ausschöpfen kann, bei denen nicht die Flansche, sondern statt dessen der Boden die
Druckzone bfldet
Es wäre mit Rücksicht auf das stark voneinander abweichende Biegetragvermögen, je nachdem, ob die
Flansche oder der Boden in der Druckzone liegen, natürlich wünschenswert, die zweistegigen Rinnenprofile
im Firstbereich sowie in den beiden Stoßbereichen entgegengesetzt einzubauen, doch ließe sich dies allenfalls
nur beim mehrteiligen starren Bogenausbau realisieren, dagegen nicht beim ümfangsnachgiebigen Bogenausbau,
bei dem die Rinnenprofilsegmente bekanntlich funktionsgemäß gleichsinnig ineinanderiiegend angeordnet
sein müssen.
Hiervon abgesehen, stieße eine solche Lösung in der Praxis auch deswegen auf Schwierigkeiten, weil es unmöglich
ist, vorherzusagen, an welcher Stelle des Ausbaubogens der Bereich des positiven Biegemoments in
den Bereich des negativen Biegemoments übergeht, da der jeweilige Ort des Biegemomentenwechsels allein
von den äußeren Beanspruchungsverhältnissen durch den Gebirgsdruck abhängt und die davon ausgehende
Biegebeanspruchung im Regelfall nicht zentrisch, sondern gerade exzentrisch angreift, und zwar ohne daß das
Maß dieser Exzentrizität im vorhinein bestimmbar ware.
Es bildet vor dem Hintergrund der vorstehend aufgezeigten Problemstellung Aufgabe der Erfindung, die für
die genannten Zwecke bestimmten gattungsgemäßen Ausbauelernente mit im wesentlichen W-förmigem
Querschnitt so zu optimieren, daß sie sich weitgehend unabhängig von der jeweiligen Einbaulage auch im plastischen
Verformungsbereich im wesentlichen gleich verhalten, d. h. in beiden auf der V-Achse einander entgegengesetzten
Biegerichtungen ein wenigstens angenähert gleich hohes Biegetragvermögen im plastischen
Verformungsbereich aufweisen.
Diese Aufgabe wird mit den im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Mitteingelöst.
Die Erfindung beruht auf der durchaus überraschenden Erkenntnis, daß es mit den kennzeichnenden Merkmalen
der vorliegende,! Erfindung bei vierstegigen W-Profilen
— im Gegensatz zu den Verhältnissen bei den zweistegigen Rinnenprofilen — möglich ist, die Formgebung
und darauf abgestimmte Wandstärkenverteilung so zu wählen, daß ihr Biegetragvermögen im plastischen
Verformungsbereich in den beiden einander entgegengesetzten Biegerichtungen nur in einer Größenordnung
von weniger als 10%. höchstens aber 15%. voneinander abweicht. Die erfindungsgemäß gestalteten
Ausbauelemente machen es mithin möglich, sie praktisch unabhängig von dem On des Biegemomentenwechsels
zwischen dem im Firstbereich positiven und in den Stoßbereichen negativen Biegemoment in
ίο günstigerer Weise mit den Böden zum Gebirge hin anzuordnen,
ohne deswegen ein im Ergebnis zu geringes Biegetragvennögen, insbesondere im Bereich der beiden
Streckenstöße, in Kauf nehmen zu müssen.
Zwar erfordert das erfindungsgemäße Ausbauelement gegenüber vergleichbaren zweistegigen Rinnenprofilen einen um etwa 25% größeren Materialeinsatz, der naturgemäß zu einer entsprechenden Erhöhung des Biegetragvermögens führt; dieser Mangel wird jedoch unter der "Voraussetzung der Einhaltung eines gleich großen Abstands zwischen den Proii'flanschen der in Streckenlängsrichtung zueinander benacnbarten Ausbaurahmen infolge der wesentlich größeren Profilbreite dadurch wieder ausgeglichen, daß der MaterialeLisatz, bezogen auf den Meter ausgebauter Strecke, in beiden Fällen eiiva gleich groß ist.
Zwar erfordert das erfindungsgemäße Ausbauelement gegenüber vergleichbaren zweistegigen Rinnenprofilen einen um etwa 25% größeren Materialeinsatz, der naturgemäß zu einer entsprechenden Erhöhung des Biegetragvermögens führt; dieser Mangel wird jedoch unter der "Voraussetzung der Einhaltung eines gleich großen Abstands zwischen den Proii'flanschen der in Streckenlängsrichtung zueinander benacnbarten Ausbaurahmen infolge der wesentlich größeren Profilbreite dadurch wieder ausgeglichen, daß der MaterialeLisatz, bezogen auf den Meter ausgebauter Strecke, in beiden Fällen eiiva gleich groß ist.
Die vom Gebirge abgewandte Anordnung der Flansche hat insbesondere im Falle der Anwendung beim
ümfangsnachgiebigen Bogenausbau den weiteren Vorteil, keine die Profile umgreifende Verbindungsmittel
mehr zu benötigen, so daß auch keine funktionsschädigenden Kollisionen beim Einschieben der Segmente mit
dem Gebirge oder dem Verzug auftreten können. Wegen der fehlenden Verbindungsmittel auf der dem Gebirge
zugewandten Seite IaDi sich die Bettung des W-Profils
durch eine geeignete Hinterfüllung wesentlich verbessern.
Schließlich bietet die größere Profilbreite des erfindungsgemäßen
Ausbauelements den wesentlichen Vorzug, mit — bezogen auf den Meter ausgebauter Strecke
— weniger Ausbauteilen auskommen zu können und auch nur entsprechend weniger Ausbauteile einschließlich
Verbindungsmittel handhaben zu müssen.
Auf diese Weise erleichtern es die erfindungsgemäß gestalteten Ausbauelemente auch, die Ausbaubögen
weitgehend maschinell einzubringen, und zwar im Falle des ümfangsnachgiebigen Streckenausbaus einschließlich
der Betätigung ihrer Verbindungsmittel.
Während das Biegetragvermögen bei den gattungsgemäß vorbekannten W-Profilen in den beiden entgegengesetzten
Biegerichtungen immerhin noch um etwa 30% voneinander abweicht, weist das erfindungsgemäße
Ausbauelement nur eine Differenz zwischen den beider. Biegetragvermögen von weniger als 10% auf, d.h.
eine Abweichung zwischen den beiden Biegetragvermögen bzw. den jeweiligen Arbeitsvermögen, die in der
Praxis kaum noch nachteilig ins Gewicht fällt.
Weitere zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich z'js den Kennzeichnungsmerkmalen
der Ansprüche 2 bis 7.
GO Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 und 2 schematisch die beiden fiktiven Grenzfälle
der Beanspruchung eines Steckenausbaubogens unter der Annahme einer rein vertikalen sowie einer
ausschließlich vom Stoßdruck ausgehenden horizontalen Gleichstreckenlast,
F i g. 3 schematisch den Querschnitt einer Strecke, die mittels aus vier Segmenten zusammengesetzter starrer
Ausbaubögen ausgebaut ist,
F i g. 4 im Querschnitt nach der Linie IV-IV der F i g. 3 das im Profil W-förmige Ausbauelement, zugleich in
perspektivischer Ansicht als Ausschnitt,
Fig. 5 die Arbeitskurven eines marktgängigen zweistegigen Rinnenprofils der Gewichtsklasse 36 kg/m unter
den gegensinnigen Biegebeanspruchungsfällen, in denen zum einen der Profilboden und zum anderen die
Profilflansche des Ausbauelements in der Druckzone der Biegeverformung liegen und
F i g. 6 die beiden analogen Arbeitskurven eines erfindungsgemäßen
Ausbauelemsnts der Gewichtsklasse 44 kg/m.
Die beiden lediglich fiktive Grenzfälle veranschaulichenden Schemadarstellungen der Fig. 1 und 2 sollen
die Umkehrung der Verteilung der positiven und negativen Momentenflächen über den Streckenbogen prinzipiell
erläutern, wenn in dem in Fig. 1 veranschaulichten Fall nur eine vertikal auf den Ausbaubogen einwirkende
Gleichstreckenlast und in dem in F i g. 2 veranschaulichten Fall ausschließlich horizontal wirkende, vom Stoßdruck
herrührende Gleichstreckenlasten einwirken. Unter diesen rein fiktiven Annahmen treten in dem Beanspruchungsfall
gemäß Fig. 1 im Firstbogenbereich radienvergrößernde
Biegeverformungen und in den beiden Stoßbereichen statt dessen radienverkleinernde
Biegeverformungen auf. Dabei sind die im Firstbereich auftretenden Biegemomente als positiv und die in den
beiden Stoßbereichen auftretenden Biegemomente als negativ bezeichnet.
In dem gewissermaßen entgegengesetzten Beanspruchungsfall gemäß Fig. 2 kehren sich die Verhältnisse in
dem Sinne um, als dabei im Firstbereich radienverkleinernde (negative) und statt dessen in den beiden Stoßbereichen
radienvergrößernde (positive) Biegemomente auftreten.
In beiden sich hier gegenüberliegenden Fällen tritt etwa an den Obergangsbereichen zwischen Firstbogen
und Seitenschenkeln der Biegemomentenwechsel ein, in dem sich die Vorzeichen der Biegemomente umkehren.
In der Praxis treten diese rein fiktiven Grenzfälle nicht auf. Abgesehen davon, daß sich beide Beanspruchungen
als Resultierende des Teufendrucks stets mehr oder weniger einander überlagern, treten in der Praxis
zusätzliche, z. B. vom Abbau herrührende, exzentrische
Kraftangriffe auf. die es im Ergebnis unmöglich machen, die tatsächlichen Beanspruchungsverhältnisse vorauszusagen
und etwa danach die Entscheidung zu treffen, ob die zweistegigen Rinnenprofile bevorzugt mit den
Flanschen oder bevorzugt mit den Böden zum Gebirge hin ausgerichtet werden sollten, obschon seit Jahrzehnten
bekannt ist, daß die zweistegigen Rinnenprofile ein bis zu 100% voneinander abweichendes Biegetragvermögen
aufweisen, je nachdem, ob der Profilboden oder die Profilflansche die Druckzone der Biegeverformung
bilden.
Auch wenn es beim mehrteiligen starren Streckenausbaubogen theoretisch möglich wäre, die Ausbausegmente
teils mit den Flanschen und teils mit den Böden zum Gebirge hin anzuordnen, um ihr jeweils höheres
Biegetragvermögen ausnutzen zu können, scheitert dies
praktisch daran, daß nicht vorhersehbar ist, in welchen bestimmten Umfangsbereichen unter den jeweils herrschenden
Beanspruchungsverhältnissen positive oder negative Biegemomenie auftreten und sich diese an den
Stellen des Biegemomemenwechsels umkehren.
Dieses Dilemma ist bei den erfindungsgemäßen Ausbauelementen deswegen beseitigt, weil sie in beiden einander
entgegengesetzten Biegerichtungen ein für den praktischen Bedarf ausreichend aneinander angenähertes
Biegetragvermögen aufweisen, und es für ihr Biegetragverhalten mithin im Ergebnis nicht mehr entscheidend
darauf ankommt, ob sie mit den Flanschen zum Gebirge oder zur Strecke hin eingebaut werden. Dem
steht nicht entgegen, daß es praktische Vorteile hat. die erfindungsgemäßen Ausbauelemente mit den Flanschen
zur Strecke hin auszurichten, insbesondere für den Fall
ίο ihres Einsatzes beim bekannten umfangsnachgiebigen
Streckenausbau.
Das in den Fig. 3 und 4 einfachheitshalber als Ausbausegment
für den mehrteiligen starren Ausbaurahmen 1 dargestellte Ausbauelement gemäß der Erfindung
ist mit 2 bezeichnet.
Der Ausbaurahmen 1 weist in an sich bekannter Weise vier solcher Ausbauelemente auf, nämlich die beiden
Firstsegmerte 2 und 2a sowie die beiden Stoßsegmente
2b und 2c, die an ihren einander zugekehrten Stirnenden in beliebiger bekannter Weise starr, aber lösbar, miteinander
verbunden sind, z. B. mittels (in der Zeichnung nicht dargestellter) Laschen.
Sämtliche vier Ausbausegmente, die zusammen den Ausbaurahmen 1 bilden, sind, wie aus Fig.3 ersichtlich
ist, derart angeordnet, daß die Profilflansche 3 zum Strecksninneren hin gerichtet sind während ihre beiden
Böden 4 am Gebirge 5 bzw. einer zwischengeschalteten
geeigneten Hinterfüllung anliegen, die in Fig.3 schematisch
mit 6 angedeutet ist.
jo Mit 7 ist in F i g. 3 die Streckensohle bezeichnet.
Das im Profil W-förmig ausgebildete Ausbauelement 2 ist in Fig.4, stellvertretend für die hinsichtlich der
Profilform übereinstimmend gestalteten Ausbausegmente 2a, 2b und 2c. deutlicher veranschaulicht.
Daraus ist zunächst ersichtlich, daß das Profil mit Bezug auf die Y- Achse symmetrisch und dabei so ausgebildet
ist. daß die mit der X-Achse zusammenfallende Schwerelinie in dem in der Zeichnung veranschaulichten
bevorzugten Fall in der Mitte der Profilhöhe //liegt.
Die Profilbreite B und die Profilhöhe H sind dabei derart aufeinander abgestimmt, daß sie sich angenähert
wie 3 :1 zueinander verhalten, d. h. die Breite des Profils S entspricht etwa dem Dreifachen der Profilhöhe H.
Von der Breite ödes Profils nehmen die beiden äußeren
Böden 4 und der zwischen ihnen liegende mittlere Boden 4a zusammen etwa 50%, d. h. annähernd die
Hälfte, in Anspruch, während die beiden seitlich wegkragenden Endflansche 3 zusammen etwa 15% der Profilbreite
B ausmachen.
so Wie aus F i g. 4 ersichtlich ist, haben die beider, äußeren
Böden 4 und der mittlere Boden 4a untereinander gleich große Wandstärken d\-, sie entspricht etwa einem
Zwölftel der Profilhöhe H.
Die Wanddicke d\ ist über den wesentlichen Bereich der Breite der Böden gleich. Die Böden sind dabei leicht
nach außen gewölbt. Wie aus F i g. 4 weiterhin ersichtlich ist, weisen die beiden äußeren Böden 4 die gleiche
Breite b\ auf, während der mittlere Boden 4a eine diesem gegenüber größere Breite bi besitzt
Die Profilflansche 3 sind hakenförmig gekrümmt und zu ihren freien Enden hin wulstförmig verdickt: ihre
mittlere Wandstärke <Λ ist mindestens angenähert gleich
der Wandstärke d\ der Böden 4 bzw. 4a bemessen.
Wie aus F i g. 4 schließlich weiterhin ersichtlich ist. ist die Wandstärke der Böden 4 bzw. 4a nur geringfügig
größer als die Wandstärke der Profilstege an ihrer jeweils dicksten Stelie bemessen.
Von den vier untereinander gleich langen Stegen sind
Von den vier untereinander gleich langen Stegen sind
die beiden mittleren Stege 8 so ausgebildet, daß sic in
Höhe der Schwerelinie XX einen Wendepunkt IVaufweisen, wobei ihre Wandstärke beiderseits der Wendepunkte
W zu den jeweils dickeren Böden 4 bzw. 4a hin zunimmt und schließlich in diese übergeht.
Demgegenüber sind die beiden äußeren Stege 9 unter Verzicht auf einen Wendepunkt leicht nach innen gekrümn.;,
wobei ihre im Mittel größere Wanddicke als die mittleren Stege 8 gleichförmig von den Flanschen 3
zu den Böden 4 hin zunimmt. Während die beiden äußeren Stege 9 mithin im Übergangsbereich zu den Flansehen
3 ihre schwächste Wandstärke aufweisen, liegt die Stelle kleinster Wandstärke im Falle der beiden mittleren
Stege 8 im Bereich der Wendepunkte W.
Die hakenförmig gekrümmten und zu ihren Enden hin wulstförmig verdickten Flansche 3 weisen, wie bereits
erwähnt, jeweils eine Breite b\ auf, die zusammen für
beide Flansche wenigstens angenähert einen Anteil von i5°/b an der Profiibreite Sausmacht.
In den Fig.5 und 6 sind die beiden Arbeitskurven
unter Biegebeanspruchungen gegenübergestellt, die im Falle der Fig.5 einem marktgängigen zweistegigen
Rinnenprofil der Gewichtsklasse 36 kg/m und im Falle der F i g. 6 einem erfindungsgemäß gestalteten W-Profil
der Gewichtsklasse 44 kg/m entsprechen.
In beiden Fällen ist auf der Abszisse das absolute Maß
der Durchbiegung s in mm angegeben, während die Ordinate die Höhe der Belastung Fin kN anzeigt.
In beiden Fällen entspricht die jeweils höher verlaufende
Kurve einer Biegebeanspruchung des Profils, bei der dei Profilboden bzw. die Profilböden in der Druckzone
liegen, während die jeweils niedriger verlaufende Kurve das Biegetragvermögen der Profile unter Biegebeanspruchungen
wiedergib., bei denen die Profilflansche in der Druckzone liegen.
Mit Bezug auf das marktgängige zweistegige Rinnenprofi! der Gewichtskiasse 36 kg/rn ergibt sich aus
F i g. 5, daß die Kurven für die beiden entgegengesetzten Belastungsfälle, in denen einmal der Profilboden die
Druckzone und zum anderen die Profilflansche die Druckzone bilden, beträchtlich voneinander abweichen.
Die das Arbeitsvermögen wiedergebenden Flächen unter den beiden Kurven ergeben für den Fall, daß der
Boden die Druckzone bildet (obere Kurve) einen Wert von 74 kNm und für den Fall, daß die Flansche in der
Druckzone liegen, einen Wert von 43 kNm. Setzt man den höheren Wert mit 100% an, so beträgt das Arbeitsvermögen
für den ungünstigeren Fall, daß die Flansche in der Druckzone liegen, nur 58%.
Demgegenüber beträgt das Arbeitsvermögen des erfindungsgemäßen
Ausbauelements der Gewichtsklasse 44 kg/m gemäß F i g. 6 für den Fall, daß die beiden äußeren
Böden 4 in der Druckzone liegen (obere Kurve) 88 kNm und für den Fall, daß die Flansche in der Druckzone
liegen, immerhin noch 85 kNm. Der ungünstigere Wen liegt mithin nur um 4% unter dem mit 100% angesetzten
höheren Wert
Abgesehen von dem Vorteil eines wenigstens angenähert gleich hohen Biegetragvermögens in den beiden
entgegengesetzten Biegerichtungen, ist dieses außerdem auch mit Rücksicht auf das höhere Metergewicht
um ein entsprechendes Maß absolut höher als das Biegetragvermögen des marktgängigen zweistegigen Rinnenprofils
der Gewichtsklasse 36 kg/m, das den Arbeitskurven gemäß F i g. 5 zugrundeliegt
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Ausbauelement für den unteitägigen Streckenausbau,
insbesondere für den starren oder umfangsnachgiebigen bogenförmigen Streckenausbau, welches
die Querschnittsform eines mit seitlich wegkragenden Flanschen versehenen W-Profils aufweist,
das mit Bezug auf die V-Achse symmetrisch und dabei so ausgebildet ist, daß die mit der X-Achse
zusammenfallende Schwerelinie mindestens angenähert in der Mitte der Profilhöhe liegt und welches bei
einer im Verhältnis zur Profilhöhe wesentlich größeren Profilbreite eine mit Bezug auf die Stege, Böden
und Flansche zugleich derart differenzierte Wand-Stärkenverteilung aufweist, daß es — im Verhältnis
zum eingesetzten Metergewicht — sowohl ein möglichst hohes Widerstandsmoment mit Bezug auf die
X-Achse aii auch ein möglichst hohes Biegetragvermögen
im plastischen Verfornjur.gsbereich besitzt,
dadurch gekennzeichnet, daß von den drei gegenüber ihrer Wanddicke mehrfach breiter bemessenen
Böden (4, 4a, 4) der mittlere Boden (4a) eine größere Breite (bf) a!s die beiden äußeren Boden
(4, 4) aufweist, und die Böden (4, 4a, 4) jeweils über den wesentlichen Bereich ihrer Breite (b\ bzw.
62) annähernd gleich große Wandstärke (d\) aufweisen, daß ferner von den vier Stegen des Profils die
beiden mittleren Stege (8, 8) in Höhe der X-Achse einen Wendepunkt (W) aufweisen, von dem aus die
Wandstärke der Stege beiderseits zu den in der Wandstärke dicker bemessenen Böden (4, 4a. 4) hin
zunimmt und daß schließlich die beiden äußeren Stege (9,9) im Mittel eine größere Wanddicke als die
mittleren Stege (8,8) aufweisen, leicht nach einwärts gekrümmt sind und an ihren Enden hakenförmig
nach außen gekrümmte Flansche (3, 3) aufweisen, deren Wandstärke von den Flanschen (3, 3) zu den
Böden (4,4) hin stetig zunimmt.
2. Ausbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Böden (4, 4a, 4) jeweils nach
außen in Richtung der V-Achse leicht gewölbt sind.
3. Ausbauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke (d\) der
Böden (4,4a, 4) nur geringfügig größer als die Wandstärke
der Stege (8, 8 und 9,9) an ihrer jeweils dicksten Stelle bemessen ist und dabei wenigstens angenähert
einem Zehntel der Profilhöhe ('//^entspricht.
4. Ausbauelement nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Wandstärke
(dz) der Flansche (3,3) mindestens angenähert gleich der Wandstärke (d\) der Böden (4, 4a, 4) bemessen
ist.
5. Ausbauelement nach Anspruch 1 oder einem •der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß sich das
Verhältnis von Profilhöhe (H) zur Profilbreite (B) wenigstens angenähert wie 1 :3 verhält, wobei der
Anteil der drei Böden (4, 4a, 4) etwa 50% und der Anteil der beiden Flansche (3) etas 15% der Profilbreite
(B) beträgt.
6. Ausbauelement nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die
Stege (8, 8 und 9, 9) des Profils untereinander gleich lang sind.
7. Ausbauelement nach Anspruch 1 oder einem
der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die sich an die Enden der äußeren Stege (9, 9) anschließenden,
hakenförmig nach außen gekrümmten Flansche (3,3) zu ihren freien Enden hin wulstförmig verdickt
sind.
Priority Applications (9)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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