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Die Erfindung betrifft eine Verbundmatte für den Ausbau
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von Strecken im untertägigen Berg- und Tunnelbau, mit einander kreuzenden
Längs- und Querstäben , wobei die Längsstäbe an einem Ende einen.Vertikalhaken bildend
umgebogen sind und am gegenüberliegenden Ende ein Lastwegteil mit Schleifring aufweisen,
das den Vertikal haken aufnimmt und dabei mit dem Schleifring das Einziehen durch
Verformungsarbeit und Reibkraft erschwert nach Patent (Patentanmeldung P 33 20 276.1).
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Die im untertägigen Berg- und Tunnelbau aufgefahrenen Strecken müssen
durch heute in der Regel stählernen Ausbau abgestützt und gesichert werden. Die
dabei zum Einsatz kommenden Ausbauträger bzw. Ausbaubögen werden im Abstand zueinander
angeordnet, wobei die Abstände durch sogenannte Verzugmatten überbrückt und damit
ein Ausbrechen des Gebirges verhindert wird. Dabei werden sogenannte Hinterlegmatten
und Verbundmatten unterschieden, wobei beide mit Handsteinen oder sonstigem Hinterfüllmaterial
hinterfüllt werden, so daß der Hohlraum zwischen den Matten und dem Gebirge ausgefüllt
ist.
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Während die sogenannten Hinterlegmatten einfach hinter die Ausbaubögen
gelegt und zum Verbinden mit den Ausbaubögen mit Haken versehen sind, werden die
sogenannten Verbundmatten so ausgebildet, daß sie beim Ineinanderlegen und Ineinandergreifen
jeweils in Längsrichtung ein Mattenschloß miteinander bilden. Ober dieses Mattenschloß
können hohe Längskräfte aufgenommen werden. Bekannte Verbundmatten sind die sogenannte
Knotenverbundmatte, die Flachhakenmatte u.ä. jeweils miteinander Mattenschlösser
bildende Verzugmatten.
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Die bekannten Verbundmatten weisen gemeinsam den Nachteil auf, daß
die gewünschte hohe Längskraftaufnahme erst
nach und nach eintritt,
und zwar erst mit zunehmender Durchbiegung der gesamten Verbundmatte. Die Kurve
im Lastwegdiagramm verläuft bei diesen bekannten Mattentypen sehr flach, wobei ein
Ansteigen der Kurve erst nach einer Durchbiegung der Verbundmatte von loo bis 150
mm zu verzeichnen ist. Im weiteren Kurvenverlauf des Lastwegdiagramms dieser Matten
steigt diese steil an bis praktisch zum Bruch der Mattenschloßverbindung. Dies hat
den wesentlichen Nachteil, daß bei auftretenden Stoßdruckkräften eine zum Teil erhebliche
Auflockerung des Gebirges eintreten kann, ehe durch volles Wirksamwerden der Mattenschloßverbindung
die Stoßdruckkräfte von der Verzugmatte bzw. dem Ausbau aufgefangen werden. Das
Bestreben der Bergleute geht aber dahin, möglichst jede Auflockerung des Gebirges
frühzeitig, d.h.
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möglichst sofort durch geeignete Maßnahmen zu verhindern.
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Aus diesem Grunde rist die sogenannte Vertikalhaken-Verbundmatte
entwickelt worden. Bei dieser Vertikalhaken-Verbundmatte sind die Längsstäbe an
einem Ende zu einem Vertikalhaken umgebogen, während am gegenüberliegenden Ende
ein den Vertikal haken aufnehmendes und sich beim Einziehen des Vertikalhakens sofort
verformendes bzw. Verformungsarbeit leistendes Lastwegteil aufweisen. Dieses Lastwegteil
weist bei der bekannten Vertikalhaken-Verbundmatte ein U-förmiges Teil auf, das
gezielt aufgebogen ist, wobei die Aufbiegung beim Einziehen des Vertikal hakens
wieder aufgehoben bzw. rückverformt werden muß. Dies wird durch einen Schleifring
erreicht, der von dem Vertikalhaken so mitgenommen wird, daß er dabei die Flanke
des U-förmigen Lastwegteils zurückbiegt. Der Erfolg ist überraschend, weil bereits
mit auftretenden ersten Stoßdruckkräften die Kurve im Lastwegdiagramm sofort steil
ansteigt, da durch die geschaffene Mattenschloßverbindung eine sofort wirksame Zugverbindung
vorhanden ist. Damit wird einerAuflockerung des Gebirges von vornherein entgegengewirkt,
so daß eine
derartige Verbundmatte den Kriterien der Gebirgsmechanik
gerecht wird. Nachteilig ist dabei das verhältnismäßig aufwendige bzw. aufwendig
herzustellende Lastwegteil, dasim übrigen bezüglich der Lastwegkurve nur begrenzt.veränderbar
ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbundmatte mit Lastwegteil
zu schaffen, mit dem bei weitgehender Entlastung der Schweißverbindungen ein frühzeitiger
und hoher Verformungswiderstand zu erreichen ist.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als über den
Schleifring zu verformendes Lastwegteil ein haarnadelförmig gebogener, eine horizontale
Schleife bildender Draht dient, der im Bereich der Schleife aus der Ebene herausgebo.gen
ist und daß der Schleifring im Bogen angeordnet und als im eingebauten Zustand vom
Vertikal haken der benachbarten Verzugmatte und dem Draht e.ingefaßtes Flachteil
ausgebildet ist.
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Dieses als haarnadelförmig gebogener Draht ausgebildete Lastwegteil
ist dem Längsstabende zugeordnet, kann sehr leicht durch den lose aufschiebbaren
Schleifring komplettiert werden und erleichtert die Montage, da der Vertikal haken
einfach in die bereits verlegte Verzugmatte eingefädelt werden kann. Schon bei geringen
Stoßdruckkräften erfolgt durch den Schleifring eine Rückverformung des haarnadelförmig
gebogenen Drahtes, so daß sich ein günstiger Verlauf der Kurve im Lastwegdiagramm
ergibt. Aufgrund der Formgebung des haarnadelförmig gebogenen Drahtes, der ja zusätzlich
aus der Ebene herausgebogen ist, müssen die beiden parallel laufenden Drähte durch
den Schleifring rückverformt werden, wobei besonders vorteilhaft ist, daß sich ein
Knoten bildet, der nach entsprechend eingetretener Verformungsarbeit zu einem so
hohen Verformungswiderstand führt, daß das Mattenschloß
bis zu
seinem Bruch gleichbleibend wirkt. Diese Knotenbildung ist eine zusätzliche erhebliche
Sicherung des Mattenverbundes, die sich zusätzlich dadurch positiv auswirkt, daß
der durch den Schleifring sich rückverformende Draht das freie Ende des Vertikal
hakens mit hochdrückt und dadurch die Knotenbildung zusätzlich absichert.
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Nach einer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Schleifring
als nach oben. offenes U-förmiges Flachteil ausgebildet ist. Ein solcher Schleifring
kann einfach hergestellt und montiert werden1 wobei er einerseits als Klammer für
die beiden Drähte der Schleife dient und zum anderen als die Verformungsarbeit hervorrufendes
Teil.
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Im Bedarfsfalle kann dieses Flachteil auch noch im nachhinein aufgeklammert
werden, so daß die Montage ganz den Gegebenheiten entsprechend vorgenommen werden
kann. Das U-förmige Flachteil dient beim Einhängen der Verzugmatte zunächst als
einzige Verbindung zwischen den beiden benachbarten Verbundmatten. Oberraschend
ist, daß dieses verhältnismäßig schwache Glied ausreicht, um die dann durch die
Knotenbildung verstärkte Verbindung zwischen den. beiden Verbundmatten sicher zu
gewährleisten. Aufgrund der einfachen Ausbildung des Flachteils ist das Verbinden
bzw. Einhaken benachbarter Verbundmatten wesentlich erleichtert, wobei der Vorteil
der Vertikalhaken-Verbundmatte insgesamt gewährleistet ist, nämlich daß die Längsstäbe
der miteinander verbundenen Verbundmatten annähernd achsmittig zueinander verlaufen.
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Dadurch ist ein seitliches Versetzen der miteinander zu verbindenden
Verbundmatten nicht notwendig.
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Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist der Schleifring
als durchgehender und der Breite der Verzugmatte angepaßter Stab ausgebildet, der
lösbar am Lastwegteil befestigt ist. Auch dieser Stab wirkt als Schleifring und
erzwingt die Rückverformung des haarnadelförmig gebogenen
Drahtes,
so daß der gewünschte frühzeitige Verformungswiderstand auftritt.
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Um die Montage zu erleichtern und sicherzustellen, daß der Stab als
Schleifring auch im Bedarfsfalle immer zur Hand ist, ist erfindungsgemäß vorgesehen,
daß er an zwei oder mehr Stellen am Lastwegteil angepunktet. ist. Dieses Anpunkten
ermöglicht im Bedarfsfalle ein Lösen des Stabes, ineinanderschieben der benachbarten
Verzugmatten und dann erfolgendes Einschieben des Stabes in die vorgesehenen Uffnungen.
Eine solche Montage ist dann von Vorteile wenn ein Einhängen aus Platzmangel oder
anderen Gründen nicht möglich sein sollte.
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Das notwendige Herausbiegen des haarnadelförmig gebogenen Drahtes
bzw. der von ihm gebogenen Schleife wird erfindungsgemäß dadurch zweckmäßig dargestellt,
daß der haarnadelförmig gebogene Draht im Bereich der Schleife drei im Abstand vonei
nanderl i egende Teilabkantungen aufweist. Diese Aufteilung der Abkantung bzw. Abbiegung
erleichtert den Her.stellungsprozeß und ermöglicht darüberhinaus in vorteilhafter
Weise ein zweckmäßiges Anbringen des Stabes bzw. des Schleifringes.
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Dabei ist es besonders vorteilhaft, die Teilabkantungen so auszubilden,
daß zwischen zweiter und dritter Teilabkantung ein gerader Teilabschnitt verbleibt.
Genau in diesem Teilabschnitt wird der Schleifring bzw. Stab positioniert und lösbar
befestigt, so daß eine immer genaue Anordnung dieses wichtigen Teils des später
zu bildenden Mattenschlosses gewährleistet ist.
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Ein sicheres und einfaches Ineinanderfügen der einzelnen Endabschnitte
der Verbundmatten und andererseits ein frühzeitiges Wirksamwerden ist dadurch sichergestellt,
daß der zweite schräg verlaufende Teilabschnitt um mindestens die zweifache Drahtstärke
länger ist als der erste schräg
verlaufende Teilabschnitt. Beim
Einschieben bzw. Einhängen des Vertikal hakens wird damit das Einführen des freien
Endes des Vertikal hakens über das Haarnadel ende erleichtert bzw. sichergestellt,
daß dieses für die Knotenbildung wirksame Positionieren auch sicher vogenommen wird.
Würde das Einhängen zu schwierig gestaltet, wäre zu befürchten, daß beispielsweise
die Haarnadel enden zum Einhängen der Vertikalhaken mißbraucht werden.
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Zur zweckmäßigen Ausbildung des Flachteils ist erfindungsgemäß vorgesehen,
die offenen Flanken des U-förmigen Flachteils bis über die Kanten der Drähte des
gerade verlaufenden Teilabschnittes hinausragend auszubilden.
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Damit ist einerseits eine sichere Führung des Flachteils bzw. Schleifringes
gewährleistet und andererseits wird das Einhängen des Hakens durch die offenen Flanken
nicht behindert. Außerdem ist ein ungewolltes Aufbiegen des.U-förmigen Flachteils
dadurch wesentlich erschwert. Sind die offenen Flanken des U-förmigen Flachteils
einen etwas mehr als Drahtstärke aufweisenden Spalt belassend ausg-ebildet, wird
sogar beim Einhaken des Doppel hakens eine gewisse Führung vorgegeben und ein späteres
unbeabsichtigtes Aushaken unterbunden.
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Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß bei Wahrung
der mit der Vertikalhaken-Verbundmatte verbundenen Vorteile die Herstellung der
entsprechenden Matten vereinfacht und die Wirkungsweise verbessert wird. Die Verbesserung
der Wirkungsweise ist insbesondere darin zu sehen, daß bei frühzeitiger Erzielung
eines Verformungswiderstandes dieser durch Knotenbildung über lange Strecken gleichmäßig
gewahrt und gesichert ist.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung
der zugehörigen Zeichnung-,
in der bevorzugte Ausführungsbeispiele mit den dazu notwendigen Einzelhei-ten- und
Einzelteilen dargestellt sind. Es. zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht einer Mattenschloßverbindung
mit Flachteil, Fig. 2 einen Schnitt durch die Mattenschloßverbindung nach Fig. 1
Fig. 3 eine Seitenansicht einer Mattenschloßverbindung mit Stab, Fig. 4 einen Querschnitt
durch die Mattenschloßverbindung nach Fig. 3, Fig. 5 eine Draufsicht auf die Mattenschloßverbindung
nach Fig. 1 und Fig. 6 eine Draufsicht auf die Mattenschloßverbindung nach Fig.
3.
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Die Verbundmatten 1 und 2 gemäß Fig. 1 sind aus sich kreuzenden Längsstäben
3., 4 und Querstäben 5, 6 gebil-det.
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Die einzelnen Stäbe 3, 4, 5,6 sind dabei vorz.ugsweise miteinander
verschweißt. Entsprechende Verbundmatten können aus Baumattenstahl hergestellt werden,
so daß die Herstellungskosten verhältnismäßig gering sind. Die Verwendung derart
preiswerten Stahls ist deshalb möglich, weil die einzelnen Verbundmatten über ein
Mattenschloß 8 miteinander verbunden werden, das eine frühzeitige und hohe Aufnahme
von Zugkräften ermöglicht und einen über lange Zeit gleichbleibenden Verformungswiderstand
erbringt.
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Der Längsstab 4 ist, wie der Fig. 1 zu entnehmen ist, an seinem Ende
zu einem Vertikal haken lo umgebogen. Das bedeutet, daß das Ende in der gleichen
Vertikalebene angeordnet ist, wie das darüber verlaufende Stück des Längsstabes
3. Diese Ausbildung des Verbundmattenendes ermöglicht ein dicht an dicht Verlegen
derartiger Verbundmatten und damit eine vorteilhafte
Absichtung
gegen Steinfall und sonstige Beeinträchtigungen und Belastungen..
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Der Längsstab 3 der benachbarten Verzugmatte 1 weist an seinem Ende
9 das Lastwegteil 12 auf. Dieses Lastwegteil 12, das hier als haarnadelförmig gebogener
Draht 51 ausgebildet ist, ist nach Fig. 1 bzw. 5 über eine Schweißverbindung mit
dem gerade verlaufenden Ende des Längsstabes 3 verbunden.
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Da das Lastwegteil 12 als haarnadelförmig gebogener Draht 51 mit zwei
gleichen Enden ausgebildet ist, können beide Enden wie Fig. 5 zu entnehmen ist,
mit dem Ende 9 des Längsstabes 3 wirksam verbunden werden.
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Zur Verbindung der beiden Verbundmatten 1, 2 wird der Vertikalhaken
lo in den zum Lastwegteil 12 gehörenden Schleifring 25 bzw. in dessen verbleibender
oeffnung 26 eingehakt.
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Treten nun Zugkräfte durch die Belastung der Verbundmatten 1, 2 auf,
wird der Vertikal haken lo in das Lastwegteil 12 hineingezogen. Dabei wird der Schleifring
25., der hier wie Fig. 2 zeigt, als Flachteil 69 ausgebildet ist, auf dem haarnadelförmig
gebogenen Draht 51 verschoben. Der haarnadelförmig gebogener Draht 51 ist wie den
Fig. 1 und 3 zu entnehmen ist, aus der horizontalen Ebene herausgebogen, so daß
bei auftretender Zugbelastung sofort ein Verformungswiderstand auftritt.
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Der Verformungswiderstand wird einmal dadurch hervorgerufer daß der
verbogene haarnadelförmige Dr.aht 51 bzw. das Lastwegteil 12 rückverformt werden
muß und zu.m anderen durch die frühzeitig eintretende Knotenbildung. Die Knotenbildung
erfolgt , weil das Haarnadel ende 52 des eine horizontale Schleife 56 bildenden
haarnadelförmigen. Drahtes 51 unterhalb des freien Endes des Vertikal hakens lo
liegt und dieses beim Verformen nach oben drückt. Dadurch wird der Schleifring
25
bzw. das Flachteil 69 zusätzlich eingeklemmt und bildet mit der horizontalen Schleife
56 zusammen den besagten Knoten; Der haarnadelförmig gebogene Draht 51, der wie
erwähnt auch aus der Ebene der horizontalen Schleife 56 herausgebogen ist, trägt
genau im Bogen 77 das-Flachteil 25. Dieses Flachteil ist wie Fig. 2 verdeutlicht
U-förmig ausgebildet, wobei die Flanken 78, 79 die entsprechenden Drähte 82, 83
der horizontalen Schleife 56 einfassen. Die Flanken sind dabei bis etwa zur. Kante
84 der Drähte 82, 83 vorgezogen, so daß ein Aufbiegen erschwert, andererseitsadas
Einhängen des Vertikalhakens lo nicht erschwert ist..Zum Einhängen des Vertikal
hakens dient dabei der Boden 80 des U-förmigen Flachteils 69, wobei zwischen den
Flanken 7.8, 79 ein entsprechender Spalt 81 zum Einführen verbleibt.
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Anhand der Fig. 5 wird deutlich, daß die Enden des haarnadelförmig
gebogenen Drahtes 51 am Ende 9.des Längsstabes 3 angeschweißt sind.
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Eine andere Ausbildung des Schleifringes 25 zeigen Fig. 3, 4, und
5. Hier ist der Schleifring 25.als einfacher Stab 70 ausgebildet, der an Stelle
des Flachtei-Is 69 lose in den Bogen des Vertikal hakens lo so eingelegt ist, daß
er die geschilderte Verformungsarbeit bezüglich des haarnadelförmig gebogenen Drahtes
51 und die Knotenbildung erzwingt. Dieser Stab 70 ist beispielsweise im Bereich
der Teilabkantung 73 punktweise angeschweißt, um den Transport zu erleichtern und
andererseits auch das Einhängen des Vertikalhakens lo. Die so. gewählte Ausbildung
erbringt ebenso wie die nach den Fig. 1 und 2 frühzeitig hohe Verformungswiderstände,
die das Aufbringen entsprechend hoher Zugkräfte ermöglichen.
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Fig. 3 läßt deutlich erkennen, daß zur Erzielung der notwendigen
Abbiegung des haarnadelförmig gebogenen Drahtes 51 aus der Ebene eine Mehrfachabkantung
der so gebildeten horizontalen Schleife 56 erfolgt. Ober die Teilabkantungen 71,
72 wird ein kürzerer schräger Teilabschnitt 75 gebildet, durch die Teilabkantungen
72 und 73 der gerade Teilabschnitt 74, in dem der Stab 70 bzw. das Flachteil 69
vorteilhaft positioniert werden kann sowie hinter der Teilabkantung 73 der längere
schräg verlaufende Teilabschnitt 76. Dieser "Stufenhaken" ist ein Doppelhaken, wie
di,Fig. 5 und 6 verdeutlichen, so daß der frühzeitig aufgebrachte Verformungswiderstand
vorteilhaft hoch ist.
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Bei der in den Fig. 3, 4 und 6.gezeigten Ausführungsform ist als
Schleifring 25 ein Stab 70 verwendet und außerdem der haarnadelförmig gebogene Draht
51 aus dementsprechend lang ausgebildeten Längsstab 3 heraus entwickel-t. Das freie
Ende 57 des haarnadelförmig gebogenen Drahtes 51 kann entweder wie gezeigt frei
bleiben oder aber mit dem Längsstab 3 verbunden werden.
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Die einzelnen Teilabkantungen 71, 72, 73 sind in Fig. 5 kenntlich
gemacht, ansonsten zeigen beide Fig. 5 und 6 Draufsichten, die die Wirkung des entsprechend
gebildeten Mattenschlosses zusätzlich verdeutlichen.