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Eiserner Gruben- und Tunnelausbau in Ring- oder Bogenform Gegenstand
vorliegender Erfindung ist ein eiserner Gruben- und Tunnelausbau in Ring-oder Bogenform.
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Es wird heute noch vielfach die Ansicht vertreten, daß bei der Verwendung
leichter Walzprofile für den eisernen Grubenausbau vollkommen andere Richtlinien
maßgebend sind, als dies bei anderen Anwendungsgebieten, z. B. beim Stahlhochbau
o. dgl., der Fall ist. Wenn auch die Beanspruchung der Profileisen in der Grube
mit ihren mannigfachen, wechselvollen und größtenteils dynamischen Beanspruchungen
bislang die Anwendung von Leichtprofilen ausschloß, so lag dies hauptsächlich in
der ungeeigneten Form der zur Verwendung gelangenden Profile und ihren unzureichenden
statischen Werten in den Hauptachsen. Besonders für den nachgiebigen eisernen Grubenausbau
kann man den Leichtprofilen, sofern diese durch ihre Formgebung den in der Grube
auftretenden Druck-, Biege-, Zug- und Knickbeanspruchungen gewachsen sind, ihre
Eignung nicht versagen-Nachgiebige eiserne Grubenausbaue aus Leichtprofilen mit
günstiger Werkstoffverteilung erfüllen in bester Weise die Aufgabe, dem ersten Gebirgsdruck
auszuweichen bzw. sich dem Gebirge in seiner Form anzupassen, und zwar bis zu dem
Punkt, wo das Gebirge sich gesetzt hat und zur Ruhe gekommen ist.
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Erfindungsgemäß kennzeichnet sich der Gruben- oder Tunnelausbau durch
die Verwendung von X-ähnlichen Walzprofilen, die vier Außengurtungen und eine Mittelgurtung
von etwa gleicher Breite und vier zu diesen Gurtungen in Winkeln von nicht weniger
als 30° stehende Verbindungsstege von etwa gleicher Abmessung besitzen, zusammen
mit je zwei entsprechenden V-Profilen, welche an den Verbindungsstellen beiderseits
der
Mittelgurtungen des X-Profils liegen und sich diesem im wesentlichen anschmiegen.
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Die gemäß der Erfindung vorgeschlagenen X- und V-Profile für
den nachgiebigen Ring- und Bogenausbau haben den Vorteil, bei geringem Gewicht allen
anderen Grubenausbauprofilen hinsichtlich der Widerstandswerte überlegen zu sein.
Durch die günstige symmetrische Werkstoffverteilung sind das X-Profil sowie die
zwei hiermit in Verbindung stehenden und ebenfalls zu einem X-Profil werdenden V-Profile
insbesondere auch gegen Knick beständig. Ein weiterer Vorteil ist die große Standfläche
der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Profile, die bislang von keinem im Grubenausbau
verwandten Ausbauprofil gleicher Gewichtsklasse erreicht wurde.
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Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die im Bergbau unter
starkem und hauptsächlich senkrechtem Gebirgsdruck stehenden Ausbauprofile mit großer
Standfläche weniger in das Liegende eindringen und somit den Streckenquerschnitt
in seinen erforderlichen Maßen offen halten, ohne daß man hierzu für den Grubenausbau
verteuernde Unterlagen aus Holz oder Eisen benötigt. Ebenso ist ein Profil, das
weniger in das Liegende eindringt, leichter zu rauben.
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Die Segmente des aus einem X-Profil bestehenden Grubenausbaues werden
mit entsprechend V-ähnlichen Laschen verbunden, die sich spiegelbildlich einander
gegenüberstehen, wobei auch die Segmente abwechselnd aus einem X- oder V-Profil
bestehen können. Die Verbindung der einzelnen Segmente erfolgt zweckmäßig durch
Haken- bzw. Spannschrauben, deren Köpfe zur Sicherung gegen Verschiebung in Aussparungen
des V-Profils gelagert sind. Die Verbindung des X-Profils mit zwei V-ähnlichen Profilen
stellt den stärksten Teil des Ausbaues dar, so daß das weitere Eindringen des unter
Druck stehenden X-Profils in die seitlich des Grubenausbaues angeordneten beiden
V-Profile als eine bedeutende, zusätzliche Verstärkung des ganzen Ausbaues zu verzeichnen
ist. Ganz besonders vorteilhaft wirken sich bei dem Erfindungsgegenstand die große
Anzahl Reibungsflächen, deren nicht weniger als acht zu verzeichnen sind, aus, und
zwar je vier Reibungsflächen an den schmalen Gurtungen urid den Stegen des X-Profils.
Hierdurch kann in günstigster Weise die Reibungskraft Eisen auf Eisen voll ausgenutzt
werden. Reibungserhöhende Zwischenlagen, wie Holz o. dgl., werden absichtlich vermieden.
Die Erhöhung des Reibungswiderstandes zwischen dem X-Profil und den beiden V-Profilen
wird auf die einfachste Weise durch die Verringerung des Abstandes der beiden V-Profile
erreicht. Die volkswirtschaftliche Bedeutung der Erfindung besteht darin, daß bei
Anwendung derselben größere Mengen von Stahl, welche bislang unnötigerweise in die
Grube eingebracht wurden, eingespart werden können. Die Einsparung an Stahl kann
mit wenigstens 2oo'o angenommen werden.
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Beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes sind in
der beiliegenden Zeichnung dargestellt. Es zeigen: Abb. i einen Querschnitt nach
der Linie u-a der Abb. 2 durch einen X-förmigen Ausbau nach der Erfindung, Abb.2
eine Draufsicht auf eine Verbindungsstelle des Ausbaues mit X-förmigen Profilen,
Abb. 3 einen Querschnitt nach der Linie b-b der Abb. 2, Abb. 4 eine Seitenansicht
nach den Abb. i und z, Abb.5 das X-ähnliche Profil gemäß der Erfindung, Abb.6 das
V-ähnliche Profil gemäß der Erfindung.
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In den Abbildungen bedeuten:- i das X-ähnliche Hauptprofil, i' das
X-ähnliche Hauptprofil als Distanzstück. 2 das V-ähnIiche Nebenprofil. 3 die Spannschrauben
sowie Schloßmutter mit Rechts- und Linksgewinde. .l die kumpelförmige Aufpressung
im V-Profil als Auflage für den Schraubenkopf und -inutter, 5 die Verbindungsschraube
der V-1'rofile mit dem Distanzstück aus dem X-Profil i', 6 die Lochung im V-Profil,
; die Lochung im X-Profil, 8 die Aussparung im V-Profil.
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Abb. i zeigt einen Querschnitt durch das X-Profil und den beiden V-Profilen
bei a-a der in Abb.2 wiedergegebenen Draufsicht mit den Spannverbindungshakenschrauben
3 mit Rechts- und Linksgewinde. Aus der Draufsicht ist zu ersehen, wie die Spannschrauben
3 an der Verbindungsstelle zwischen X- und V-Profilen in den,Aussparungen
8 des V-Profils 2 gegen Verschiebung in der Längsrichtung des Ausbaues gesichert
gelagert sind, außerdem die bei Portalausbauen am Fußende und beim Rundausbau in
der Mitte der V-Profile angebrachte kumpelförmige Aufpressung 4, in welche Löcher
6 zur Aufnahme der Befestigungsschrauben 5 angebracht sind. Außerdem ist in Abb.2
das am Fußende des Portalausbaues befindliche Distanzstück i' ersichtlich. Abb.
3 zeigt den Querschnitt nach der Linie b-b der Draufsicht. durch die Lochungen 6
und 7 des Distanzstückes i' und den beiden V-Profilen sowie den kumpelförmigen Aufpressungen
4 in den letzteren. . Abb. 5 zeigt das X-förmige Spezialwalzprofil. Mit
X und Y sind die Beanspruchungsachsen
bezeichnet.
Abb.6 zeigt das V-förmige Spezialwalzprofil, wobei mit X und Y
ebenfalls
die Beanspruchungsachsen bezeichnet sind. Die X-Achse ergibt sich durch zwei in
einem bestimmten Abstand sich gegenüberstehende V-Profile. Der bestimmte Abstand
ist durch die Zwischenschaltung der X-Profile t und i' gegeben. Abb. 7 zeigt ein
Ausführungsbeispiel eines nachgiebigen Portalausbaues gemäß der Erfindung. Dieser
Portalausbau besteht aus vier Hauptträgern, zwei gebogenen aus dem X-Profil i und
zwei geraden aus vier V-Profilen a. Im Scheitelpunkt des Ausbaues ist die Verbindung
3 starr und an den Enden -der gebogenen Teile nachgiebig gestaltet. An den unteren,
dem Liegenden zugekehrten geraden Enden der beiden aus zwei V-Profilen a bestehenden
Tragprofilen sind letztere durch die Zwischenschaltung eines kurzen X-Profils i'
und Schrauben verbunden. Die gestrichelte Form zeigt den nachgiebigen Portalausbau
in der Endstellung seiner Nachgiebigkeit. Abb.8 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines
nachgiebigen kreisförmigen Ausbaues. Der Ausbau besteht aus zwei X-Profilen i und
vier V-Profilen z. Die vier Verbindungsstellen sind sämtlich nachgiebig gestaltet.
In der Längsmitte der aus zwei V-Profilen bestehenden Seitensegmente sind diese
durch Zwischenschaltung eines kurzen X-Profils i' verschraubt bzw. zusammengehalten.
Die gestrichelte Form zeigt den nachgiebigen, kreisförmigen Ausbau in der Endstellung
seiner Nachgiebigkeit.