DE3815905A1 - Stosskonsole fuer wassertrogsperren des untertagebetriebes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stoßkonsole für Wassertrog­ sperren des Untertagebetriebes gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei Wassertrogsperren werden in verhältnismäßig großer Zahl auf explosionsgefährdeten Gruben hauptsächlich des Steinkohlenbergbaus benötigt. Das als Löschmittel dienende Wasser wird dabei in meistens aus spröden Kunststoffen hergestellten Trögen bereitgehalten, welche von der einer Explosion vorauseilenden Druckwelle zer­ stört oder ausgeleert werden und dann mit dem frei­ werdenden Wasser die Explosionsflamme löschen. Um diese Funktion zu sichern, liegen die Wassertröge mit je einem Flansch ihrer parallelen Trogseiten auf Traversen auf, welche zusammen mit je einer an einem Streckenbau befestigten Stoßkonsole ein Rahmengeviert bilden. In den Ecken des Rahmengeviertes sind die Rahmenglieder nur quer zu den Traversen in der Geviertebene formschlüssig miteinander verbunden. Dadurch soll die Auflösung des Rahmengeviertes bei auftreffender Druckwelle gewähr­ leistet werden, um das Ausschütten des Troginhaltes in die Flamme zu erreichen. Diese Verbindung wird an den Traversenenden mit den Aussparungen in den Flacheisen­ enden der Stoßkonsole erzielt. Die Aussparungen sind oben offen und stützen die Flanken des Traversenprofils, das aus Winkelstahl oder aus Kastenprofilen, gegebenen­ falls sogar aus Rundhölzern bestehen kann. Der zwischen der Stirnseite des Flachprofils und Aussparung stehen­ bleibende Profillappen verhindert, daß sich die Traversen voneinander entfernen und dadurch die Tröge zur Unzeit herunterfallen können.

In der Mitte der Stoßkonsole ist deren Flachprofil mit Aussparungen versehen, durch die Befestigungsmittel geführt werden können, welche die betreffende Stoß­ konsole mit dem Ausbaurahmen verspannen. In der Regel handelt es sich um bogenförmige Ausbaurahmen. Dadurch wird die lange Profilseite der Konsole je nach der Höhe des Konsolenanschlusses gegen die Vertikale mehr oder weniger stark schräggestellt. Das hat zur Folge, daß die Traversenenden von den stoßseitigen Kanten der Aus­ sparungen unterstützt werden, wodurch sich eine mehr oder weniger linienförmige Auflagerung ergibt. Im allge­ meinen stehen die Profile des Streckenausbaus in den Streckenraum vor. Da man die Traversenenden in dem freien Streckenquerschnitt unterbringen muß, sind die Konsolenenden derart abgewinkelt, daß ihre Enden vor dem Ausbauprofil stehen, das zur Befestigung der Konsole dient und dadurch in Richtung auf den Streckenstoß über die Konsolenenden vorstehen.

Solche Stoßkonsolen müssen wegen des Masseneinsatzes von Explosionssperren einerseits leicht und billig sein, was durch ihre Ausführung in Flachprofilen gewährleistet ist. Andererseits sind die Wassermengen vorgeschrieben und relativ groß, so daß die Belastung der Stoßkonsolen insbesondere dann, wenn in dem Rahmengeviert mehrere Wassertröge aufgenommen werden müssen, beträchtlich ist.

Die beschriebenen Stoßkonsolen sind an sich bekannt (DE-GM 86 23 039.5). Hierbei befinden sich die Aus­ sparungen für die Traversenenden in den gerade ausge­ führten Stoßkonsolenenden. Die oben erwähnten Endlappen liegen in der Ebene des Traversenprofils. Auch das Konsolenmittelstück ist gerade und eben ausgebildet.

Die Abwinklung der Traversenenden hat bei der bekannten Stoßkonsole zur Folge, daß die Profilebene der Traverse stumpfwinklig zum Stoßkonsolenende verläuft. Das kann dazu führen, daß die der Profilbreite der Traverse angepaßte Öffnung der Aussparung zu eng wird und sich die Traverse in der Aussparung verklemmt. Ferner müssen die Konsolen in unterschiedlicher Höhe an den Ausbau­ rahmen angebracht werden, um die Wassertrogsperre den örtlichen Bedingungen anzupassen. Da die Krümmung des Ausbaubogens nach oben hin zunimmt, die Traversen aber in einer waagerechten Ebene verbleiben müssen, wird mit zunehmender Anbringungshöhe der Stoßkonsolen die Abstützung der Traversenenden in den Aussparungen durch den Profillappen immer kleiner.

Je höher die Stoßkonsolen im Streckenbogen angebracht werden müssen, umso stärker wird auch das Flachprofil der Konsole von den durch die Traversen übertragenen Gewichtskomponenten des Löschmittels beansprucht. Die Gewichtskomponente, welche die längere Dimension des Konsolenflachprofils belastet, vermindert sich dadurch zu Gunsten der quer dazu wirkenden Kräfte. Infolge­ dessen kann es zu Deformationen der Stoßkonsole kommen, die schließlich das Rahmengeviert verkippen oder zusammenbrechen lassen, was zum Versagen der Explosions­ sperre führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stoß­ konsole der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, welche bei einfachem Aufbau den bisherigen Ursachen des Versagens der Explosionssperre entgegenwirkt.

Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Zweckmäßige Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Gemäß der Erfindung wird durch die neue Formgebung der Stoßkonsole, nämlich insbesondere der Konsolenenden erreicht, daß sich die Ebene des Außenschenkelprofils der Stoßkonsole mit der Profilebene des Traversenendes unter einem annähernden rechten Winkel trifft. Dadurch ist es möglich, die Aussparung auf die geringstmögliche Öffnung für die Aufnahme der Traverse zu reduzieren und damit eine übermäßige Schwächung zu verhindern. Außerdem führt die doppelte Abwinklung jedes Stoßkonsolenendes zu einer nennenswerten Verbesserung der Formsteifigkeit bei gleichzeitiger Verminderung der Länge der Stoßkonsolen­ mitte. Dies wirkt sich insbesondere dann verformungs­ verhindernd aus, wenn die Stoßkonsole in der zunehmenden Firstkrümmung des Streckenausbaus angebracht werden muß.

Da jedoch die Abwinklung des Außenschenkels gegen den Innenschenkel nicht größer als die Abwinklung des Innenschenkels gegen die Konsolenmitte ist und beide Abwinklungen deswegen größer als ein rechter Winkel sind, bleiben die Ebenen des Außenschenkels der Konsolenmitte parallel zueinander und relativ nahe beeinander. Dadurch werden die Torsionskräfte nicht wesentlich erhöht, so daß sich insgesamt günstige Belastungsverhältnisse ergeben.

Je höher die neue Stoßkonsole im Streckenbogen befestigt wird und je höher deswegen die Verkippung der Stoßkonsole gegen die Senkrechte ausfällt, umso mehr sorgt die Abwinklung des Profillappens in Richtung auf den Streckenstoß dafür, daß die dem Profillappen zugeordnete Flanke des Traversenprofils noch auf einer vergleichsweise großen Erstreckung ab­ gestützt bleibt.

Durch die Erfindung können die Traversenenden in aus­ reichender Entfernung von dem Streckenstoß unterstützt werden, so daß diese Anschlußstellen des Rahmen­ geviertes vor dem Ausbauprofil verbleiben und damit auch Platz vorhanden ist, der mögliche Verformungen des Streckenstoßes berücksichtigt. Andererseits kommt die Erfindung mit den relativ leichten und entsprechend ein­ fachen Stahlflachprofilen aus, obwohl erhebliche Belastungen der Stoßkonsolen durch die vorgeschriebenen Löschmittel­ mengen vorkommen können.

Vorzugsweise und mit den Merkmalen des Anspruches 2 wird die Erfindung zweckmäßig durch eine Verstärkung der Konsolenmitte weitergebildet, welche dadurch die von den Konsolenenden übertragenen Biege- und Torsionsbelastungen besser ertragen kann. Die Erfindung erreicht auch das mit einer Vergrößerung der Form­ steifigkeit. Die hierzu vorgesehene Ausdrückung führt jedoch nicht nur zu einer Verringerung der Verformungs­ tendenz der Stoßkonsole. Sie führt infolge ihrer von der Erfindung vorgeschlagenen besonderen Formgebung außerdem zu einer Verringerung der Anlagefläche der Stoßkonsole auf dem Ausbauprofil und damit zu einem wesentlichen Gebrauchsvorteil. Wenn nämlich die Anlage­ fläche groß ist, wie es bei ebenen Flachprofilen der Fall ist, müssen zur Erzielung hinreichender Verspann­ kräfte in der Praxis Momentenschlüssel verwendet werden, um unzureichende Anzugskräfte zu verhindern. Das ergibt sich aus den rauhen Oberflächen, die eine elastische Verformung der Verspannungsmittel vorgegebe­ ner Größe voraussetzen, um eine Lockerung der Verspannung zu verhindern. Erfindungsgemäß führt die auf der rückseitigen Kante der Konsolenmitte erheblich vergrößerte Flächenpressung aber dazu, daß der Einfluß der Oberflächenrauhigkeit auf die Lockerungstendenz der Konsolenverspannung praktisch ausgeschaltet wird. Daher kann man die erfindungsgemäße Stoßkonsole bedenkenlos mit einfachen Schraubenschlüsseln verspannen.

In diesem Zusammenhang ist es zweckmäßig, die Merkmale des Patentanspruches 3 zu verwirklichen. Durch die größere Härte der rückseitigen Stoßkonsolenkante werden die Unebeneinheiten der aufeinanderliegenden Flächen schon beim Anziehen der Verspannung beseitigt, so daß auch bei leichtem Anzug eine unvermutete Lockerung der Stoßkonsole nicht eintreten kann.

Diese Verbesserungen lassen sich mit unterschiedlichen Formgebungen erreichen, deren gegenseitige Vorteile sich entweder durch eine überwiegende Verbesserung der Form­ steifigkeit oder eine demgegenüber verbesserte Verspan­ nungswirkung mit dem Ausbauprofil voneinander unter­ scheiden. Durch Auswahl oder Kombination der Merkmale der Unteransprüche 4 bis 6 können diese Möglichkeiten nach den jeweiligen Erfordernissen nutzbar gemacht werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren in der Zeichnung näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 eine Stoßkonsole gemäß der Erfindung in Stirn­ ansicht,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Gegenstand der Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie A-A der Fig. 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 4 in der Fig. 3 entsprechender Darstellung eine abgeänderte Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 5 in den Fig. 3 und 4 entsprechender Darstellung eine weiter abgeänderte Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 6 in der Fig. 2 entsprechender Darstellung die Anbringung der Stoßkonsole an einem rinnen­ förmigen Ausbauprofil.

In der Darstellung nach den Fig. 1, 2 und 6 ist ledig­ lich eine Stoßkonsole für das Rahmengeviert einer Explosionssperre wiedergegeben und allgemein mit (1) bezeichnet. Sie besteht aus einem Flacheisenabschnitt, dessen gerade Mitte (2) mit je einer Hakenkopfschraube (3, 4) zusammenwirkt. Jede Hakenkopfschraube umfaßt mit ihrem Hakenkopf (5) den Flansch (6) eines Ausbau­ profils, mit dessen Profilboden (7) die Traversenmitte verspannt wird. Die zu diesem Zweck durch je eine Langlochaussparung (8 bzw. 9) geführten Gewindeenden (10 bzw. 11) der Hakenkopfschrauben (3, 4) sind mit Muttern (12, 13) versehen, mit deren Hilfe die Ver­ spannkräfte aufgebracht werden. Die Langloch­ aussparungen (8 und 9) sind um einen Viertelkreis gegeneinander versetzt, so daß die Stoßkonsole (1) vor ihrer Verspannung mit Hilfe der Hakenkopfschrauben (3, 4) eingerichtet werden kann und das spätere Rahmen­ geviert in die Horizontale zugestellt ist.

Die mit der Konsolenmitte (2) einteilig ausgebildeten Stoßkonsolenenden (14, 15) sind zum Streckeninneren hin um einen stumpfen Außengewinkel abgeknickt. Sie sind mit je einer Aussparung (16, 17) versehen. Zur Traversenmitte hin wird jede Aussparung von einer Kante (18) begrenzt. Die daran anschließende, etwa in der Profilmitte liegende Aussparungskante (19) dient als Auflager für das nicht dargestellte Traversenende. Der Stirnseite (20) des Konsolenprofils ist die senkrechte Aussparungskante (21) zugeordnet. An ihr bleibt ein Endlappen (22) stehen.

Wie sich insbesondere aus den Fig. 2 und 6 ergibt, ist jedes Traversenende (14, 15) entgegengesetzt abgewin­ kelt, wobei sein äußerer Schenkel (23) mit dem inneren Schenkel (24) einen Außenwinkel β einschließt, der annähernd gleich dem Innenwinkel α ist, den der innere Schenkel (24) mit der Traversenmitte (2) einschließt. Wie sich insbesondere aus der Fig. 6 ergibt, verlaufen beide Außenschenkel (23) infolge dieser Formgebung in einer Ebene, die ihrerseits parallel zu der Ebene verläuft, welche die Traversenmitte (2) enthält.

Aus der Darstellung der Fig. 1 ergibt sich, daß der Endlappen längs einer im wesentlichen mit der Aus­ sparungskante (19) fluchtenden Linie (25) in Richtung auf den Streckenstoß abgewinkelt ist.

Die Konsolenmitte weist zwischen den Aussparungen (8 und 9) eine in das Streckeninnere vorstehende Ausdrückung (26) auf. Die Ausdrückung erstreckt sich damit über den Bereich der Konsolenmitte (2), der mit dem Ausbauprofil, nämlich mit seinem Profilboden (7) verspannt werden muß. Sie steht aus der Ebene des Flachprofils vor, wie sich insbesondere aus den Fig. 2 und 6 ergibt. Gemäß der Darstellung der Fig. 5 ist die Ausdrückung (26) so geformt, daß die Oberseite (27) des Flachprofils (28) nach hinten, d.h. in Richtung auf den Ausbauprofilboden (7) verkippt ist. Dadurch kann die rückseitige Kante (29) der Stirnseite (27) als Schneide wirken.

Die Kante läßt sich nach verschiedenen Verfahren härten. Insbesondere kommt dafür eine Induktions­ erhitzung mit nachfolgender Abschreckung in Betracht.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist die Ausdrückung (26) flachbodentrogförmig ausgebildet. Der Flachboden (30) erstreckt sich über die größere Breite des Flachprofils (28), während die Trogränder (31 und 32) divergieren. Die Innenkanten (33, 34) übernehmen die Funktion der Schneide (29).

Dagegen ist bei der Ausführungsform nach Fig. 4 der Querschnitt der Ausdrückung (26) so gestaltet, daß sich ein Trog mit gewölbtem Boden (34) ergibt, wodurch sich die Trogränder (35, 36) gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 3 verlängern. Wiederum sind die Innenkanten (37, 38) abgewinkelt und übernehmen die beschriebene Funktion der Schneide (29).

Im Betrieb werden für ein Rahmengeviert Stoßkonsolen (1) an den gegenüberliegenden Enden der Profilsegmente eines Streckenbogens wie beschrieben befestigt. Die Traversen werden mit ihren Enden in die Aussparungen (16, 17) eingelegt. Die Traversen sind dann in der Ebene des von ihnen zusammen mit den Stoßkonsolen gebildeten Rahmengeviertes festgelegt. Zwischen die Traversen werden die Löschmitteltröge eingehängt. Im Falle einer Explosion oder Verpuffung trifft die Druckwelle auf die Stirnseiten der Tröge, wodurch diese größtenteils zer­ stört und die Teile des Rahmengeviertes aus ihrer gegenseitigen Verbindung gelöst werden, so daß das Rahmengeviert zusammenbricht. Das so freiwerdende Löschmittel kühlt die der Explosionswelle nacheilende Flamme und bringt sie zum Erlöschen.

Claims (7)

1. Stoßkonsole für Wassertrogsperren des Untertagebetriebes, bestehend aus einem Flacheisenabschnitt, dessen gerade Mitte zur Verspannung mit der streckenseitigen Flach­ seite eines Streckenausbauprofils dient und dessen Enden zum Streckeninneren um einen stumpfen Außenwinkel abgeknickt und mit einer Aussparung versehen sind, welche mit ihrer Bodenkante ein stoßseitiges Ende einer wenigstens einen Wassertrog unterstützenden Traverse abstützt, die seitlich mit einem Endlappen des Flachprofils gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Traversen­ ende (14, 15) entgegengesetzt abgewinkelt ist, wobei sein äußerer Schenkel (23) mit dem inneren Schenkel (24) einen Außenwinkel ein­ schließt, der annähernd gleich dem Innenwinkel ist, den der innere Schenkel (24) mit der Traversenmitte (2) einschließt, und daß die Außenschenkel (23) mit den Aussparungen versehen sind, deren Profillappen (22) aus der Profilebene in Richtung auf den Streckenstoß abgewinkelt sind.

2. Stoßkonsole nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Konsolenmitte (2) mindestens über die Erstreckung der Verspannung mit dem Ausbauprofil (6, 7) eine aus der Ebene des Konsolenflachprofils in das Streckeninnere vorstehende Ausdrückung (26) aufweist, welche wenigstens eine der ihr parallelen Längsseiten (27) des Flachprofils nach hinten verkippt, wobei die rückseitige Kante (29) der ver­ kippten Längsseite (27) als Anlage an das Ausbauprofil (6, 7) dient.

3. Stoßkonsole nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die rückseitige Kante (29; 33, 34; 37, 38) gehärtet ist.

4. Stoßkonsole nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausdrückung (26) im Querschnitt flachbodentrogförmig ausgebildet ist.

5. Stoßkonsole nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausdrückung (26) die Form eines Troges mit gewölbtem Boden (34) aufweist.

6. Stoßkonsole nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausdrückung (26) eine Abwinklung der Oberkante der Stoßkonsolenmitte (2) bildet.

7. Stoßkonsole nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Profillappenabwinklung (25) mit der Bodenkante (19) der Aussparung (16, 17) ausgefluchtet ist.