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Zur senkrechten Achse symmetrisches, einteiliges Profileisen mit Steg
oder stegartiger Einschnürung für den Grubenausbau Im Gegensatz zum Hochbau und
anderen Anwendungsgebieten von Profileisen sind bei der Werkstoffauswahl für den
Ausbau von Grubenräumen grundsätzlich andere Gesichtspunkte maßgebend. Dieser Unterschied
ist in der Eigenart der Beanspruchung des Grubenausbaues begründet. Im Gegensatz
zu den genannten Gebieten läßt sich die hier auftretende Belastung nach Größe und
Richtung nie mit Sicherheit rechnerisch ermitteln. Andererseits ist es bei der erfahrungsgemäßen
Größe der Beanspruchung nicht möglich, mit einer derart höhen Sicherheit zu rechnen,
daß der Ausbau jedem auftretenden Gebirgsdruck gewachsen ist, da einmal der hierfür
zu schaffende zusätzliche Raum und der für den Ausbau verwendete Werkstoff durch
zu hohe Kosten die Wirtschaftlichkeit in Frage stellen würde. Es ist deshalb im
Bergbau üblich, die sonst im Eisenbau als zulässig angrsehenen Werkstoffspannungen
zu überschreiten und auch eine Verformung in Kauf zu nehmen, um den Gebirgsdruck
in einem Nachdrücken hinter dem schwächer bemessenen und ausweichenden Ausbau sich
auswirken zu lassen. Häufig bildet das nachdringende Gebirge dann Drucklinien, die
bewirken, daß sich . das Gestein torbogenartig in sich hält und den Ausbau entlastet.
Infolgedessen kann häufig auch ein stark deformierter Ausbau noch sehr lange stehen.
Die für den Ausbau von Grubenräumen benutzten Träger werden daher in der Regel weit
über die Streckgrenze des Materials hinaus beansprucht. Daher hat es sich als unzweckmäßig
erwiesen, Träger hierzu zu verwenden, die zur Erzielung eines möglichst hohen Widerstandsmomentes
mit hohem, aber dünnem Steg und breiten dünnen Flanschen versehen sind, wie etwa
die sonst in solchen Fällen im Hochbau benutzten normalen j-Eisen, Breitflanschträger
(Differdinger) o. dgl. Profile dieser Art können den im Bergbau auftretenden Knickbeanspruchungen
in ihrem Querschnitt nicht gewachsen sein. Man ist deshalb dazu übergegangen, als
Träger entweder alte ausgeglühte Eisenbahnschienen zu verwenden oder mit besonders
dicken Stegen und Flanschen versehene Sonderprofile, sog. Kappeneisen, einzubauen.
Solche Profile sind zwar wegen der stärkeren Abmessungen geeigneter, die auftretenden
ILnickbeanspruchungen aufzunehmen. Im Verhältnis zu ihrem hohen Gewicht haben sie
aber ein niedriges Widerstandsmoment und sind daher teuer und unwirtschaftlich.
Es ist eine wesentliche Forderuhg an das Eisenmaterial für Grubenausbau, bei geringstem
Gewicht und größter Handlichkeit eine größtmögliche Belastung auszuhalten. Weiterhin
wurde es in neuerer Zeit als wesentlich erkannt, daß sich die nach Überschreitung
der
Streckgrenze eintretende Verformung über einen möglichst langen
Zeitabschnitt erstreckt, ohne daß sie dabei einen derart hohen Grad erreicht, däß
ein Richten der Träger nach dem Rauben öder Auswechseln nicht mehr möglich ist.
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Die Erfindung bezweckt, diese Forderungen zu erfüllen, und zwar soll
dies erfindungsgemäß dadurch geschehen, daß ein für Eisenbahnschienen und auch für
andere Zwecke bekanntes, zur senkrechten Achse symmetrisches, einteiliges Profileisen
mit Steg oder stegartiger Einschnürung, bei dem die größte Flanschenbreite so weit,
wie es walztechnisch möglich ist, entfernt von der neutralen Achse liegt, um ein
im Verhältnis zum Gewicht möglichst hohes, auf di-, waagerechte Achse bezogenes
Widerstandsmoment zu erhalten, für den Grubenausbau Verwendung findet. Das Merkmal
der Erfindung besteht darin, daß die Stärke eines solchen Profils von einer schmalsten
Stelle nach einem der beiden Flanschen allmählich und nicht sprunghaft, also etwa
nach einer stetigen Kurre- zunimmt, während der andere Flansch in der Art, wie er
bei T- oder j-Eisen bekannt ist, ausgebildet ist.
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Beim bogen- und ringförmigen Ausbau, für die das erfindungsgemäße
Profil besonders geeignet ist, wird derProfilquerschnitt keineswegs immer gleichmäßig
auf Druck beansprucht, sondern bei ungleichmäßiger Belastung auf Druck und Zug,
wobei die Verteilung der Druck- und Zugbelastung in den einzelnen Profilquerschnitten
innerhalb des Bogens oder Ringes verschieden ist. So kann bei starrem bogenförmigem
Ausbau und Druck aus den Stößen der Profilquerschnitt an den Stößen auf der dem
Gebirge zugewandten Seite auf Druck beansprucht werden, während er in der Firste
auf der dem Streckeninnern zugewandten Seite .auf Druck beansprucht wird. Um diese
wechselnden Belastungen in gleich guter Weise aufzunehmen, wird erfindungsgemäß
eine abgeänderte Form vorgeschlagen, bei der die Stärke des Profils von einer schmalsten
Stelle auch nach dein anderen Flansch allmählich und nicht sprunghaft zunimmt.
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Diese zuletzt vorgeschlagene Profilform ist als aus Walzblechen bestehender
Träger bereits u. ä. für den Grubenausbau vorgeschlagen worden, ohne daß die Formgebung
als Lösung der in Frage stehenden Aufgabe erkannt und in Vorschlag gebracht worden
ist. Dieses Profil besteht aus zwei durch Schrauben, Nieten oder Verschweißen miteinander
verbundenen dünnen Walzblechen, welche die äußere Form bilden und in ihren Hohlräumen
Quetschhölzer aufnehmen. Ein derartiges Profil ist jedoch für den Grubenausbau völlig
ungeeignet, da, bevor die von dem Profil theoretisch aufzunehmende Belastung erreicht
ist, das Quetschholz zusammengedrückt ist, so daß sich die äußere Flanschengestalt
vollkommen verformt, wodurch das theoretische Widerstandsmoment erheblich vermindert
wird. In besonders großem Maße wirkt sich dies bei exzentrischer Belastung der Flanschen,
wie sie bei durch den durchgebogenen Verzug übertragenen Druckkräften auftritt,
aus.. Demgegenüber vermag das erfindungsgemäße Profil derartige Kräfte infolge der
Massenanhäufung in der Druckzone ohne schädliche Auswirkung in den Steg zu leiten.
Ein weiterer Nachteil des aus Walzblechen bestehenden Profils besteht in dem geringen
Widerstandsmometit gegen Verdrehung, da das Quetschholz als Träger dieses Widerstandsmomentes
völlig ungeeignet ist und zwischen den die äußere Form bildenden Walzblechteilchen
der zur Aufnahme der bei Verdrehung auftretenden Quer- und Schubkräfte nötige Zusammenhang
fehlt. Demgegenüber ist das erfindungsgemäße Profil infolge seiner massigen Ausbildung
zur Aufnahme von Drehbeanspruchungen besonders geeignet.
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Die weiteren Vorteile der erfindungsgemäßen Profilausbildung liegen
in einer weitgehenden Gewichtsersparnis bei gleich großem oder noch erhöhtem Widerstandsmoment
und darin, daß sie jederzeit nach Verwendung gerichtet werden können, um erneut
eingebaut werden zu können, was bei den bisher benutzten Profilen , wegen der gleichzeitig
eintretenden seitlichen Ausknickungen meist nicht möglich war.
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Die Zeichnung zeigt einige Ausführungsbeispiele der Erfindung.
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Abb. z bis q. zeigen verschiedene Ausbildungsformen der einseitigen
"Stegzunahme, während der andere Flansch nach der bekannten Art von T- oder I-Trägern
ausgebildet ist.
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Abb. 5 bis 9 zeigen den Erfindungsgegenstand in der Form eines . Doppelprofils,
und zwar erfolgt die Zunahme der Stegstärke in Abb. 5 nach Geraden, in Abb. 6 nach
Hyperbeln, in Abb.7 sinuslinien-, in Abb. 8 ellipsen-und in Abb. 9 kreisförmig.
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