-
Nachgiebiger eiserner Grubenausbau in Kreis- oder Bogenform Gegenstand
der Erfindung ist ein nachgiebiger Grubenausbau aus Profileisen in Ring-oder Bogenform
mit an den Verbindungsstellen sich überlappenden und durch Klemmmittel zusammengehaltenen
Rahmenteilen.
-
Diese Form des nachgiebigen eisernen Grubenausbaues hat gegenüber
den Ausbauformen, zwischen deren stumpf aneinanderstoßenden Ausbauteilen Quetscheinlagen
angeordnet sind, den Vorteil, daß ihre Nachgiebigkeit eine sehr weitgehende ist.
Der Grad der Nachgiebigkeit der durch Schellen und Schrauben zusammengehaltenen
Ausbauteile wird bestimmt durch die Größe des Reibungsschlusses, d. h. durch die
Tatsache, mit welchem mehr oder weniger großen Kräfteaufwand die Schraubenmuttern
angezogen werden. Unter diesen. Umständen wird je-doch die ausbautechnisch
anzustrebende Gleichmäßigkeit der Reibungsgrenze (Reibung der Ruhe) nicht gewährleistet,
und der Gleitwiderstand (Reibung der Bewegung) ist ein entsprechend unterschiedlicher.
Dies hat zur Folge, daß die Ausbaurahmen unter dem einsetzenden Gebirgsdruck ungleichmäßig
nachgeben. Sie entlasten sich entsprechend ihren spezifischen Widerstandsmomenten
gegeneinander; die einen. Ausbaubögen haben dann unter Umständen eine bedeutend
größere Gebirgslast zu tragen als die anderen und deformieren vorzeitig. Die weitere
Folge ist eine verschiedenartige Senkungsbewegung des Gebirges und ein unerwünschter
Schiehtenverfall desselben. Bei fortschreitender Gebirgsbewegung >wird der Gebirgskörper
zermahlen und in seinem Zusammenhange tiefgehend aufgelockert. Handelt es sich dabei
um Kohle, so sind dadurch günstige Voraussetzungen für Grubenbrand infolge Selbstentzündung
der feinen Kohlenteilchen innerhalb der Kohlenst6ße geschaffen.
-
Die Streckendynamik äußerst sich bekanntlich entsprechend den durch
das Gewölbe ausgelösten Kräftewirkungen in einer Stoffwanderung des umgebenden Gebirgskörpers
in den Hohlraum hinein. Es muß daher die Aufgabe des Ausbaues sein, dieser Stoffwanderung
möglichst lange entgegenzuwirken und
vorzeitige Querschnittsverengungen
zu vermeiden. Querschnittsverengungen sollen erst dann eintreten können, wenn die
Tragfähigkeit des verwendeten Ausbauwerkstoffes bis in die Nähe seiner Beanspruchungsgrenze,
der Streckgrenze; für Stahl, ausgenutzt worden ist. Der Ausbau soll demnach die
anfänglichen rein statischen Belastungen nicht nur durchaus gleichmäßig, sondern
fürs erste auch unnachgiebig aufnehmen. Die Nachgiebigkeit soll jedoch dann einsetzen,
wenn die Kräftewirkungen, wie bereits erwähnt, einen Grad erreichen, der die Belastbarkeit
des für den Ausbau verwendeten Werkstoffes zu überschreiten droht. Da der Gebirgsdruck
im allgemeinen um so reger wird, je mehr der Gebirgskörper in Bewegung gerät, werden
nunmehr dynamische Kräfte zusätzlich auf den Ausbau einwirken; seine Einzelteile
werden sich mehr und mehr ineinanderschieben und somit weitgehende Querschnittsverengungen
herbeiführen. Dies ist aber durchaus unerwünscht. Der Gebirgsbewegung soll vielmehr
ein wechselnder Widerstand entgegenwirken, der den Gebirgskörper möglichst bald
seine natürlichen Stützlinien finden und ihn zur Ruhe kommen läßt, damit die Streckenquerschnitte
möglichst in ihren nutzbaren Ausmaßen erhalten bleiben.
-
Diese Erkenntnisse liegen den nachstehend gemachten zwei erfindungsmäßigen
Vorschlägen zugrunde, wobei der Stand der Technik bezüglich des Anspruches i als
bekannt vorausgesetzt wird. Bei einer bekannten Verbindung von Ausbaurahmenteilen
werden ineinanderliegende Formeisen durch längs ihrer Stege verlegte einheitliche
Streckelemente mit über die Stirnseiten der Formeisen greifende Haken gehalten und
die umgebogenen Enden der Haken durch um die überlappenden Enden der Formeisen gelegte
Bänder, Muffen oder Schellen gesichert. Diese hakenartig ausgebildeten Formeisen
setzen zwar dem Ineinandergieiten der vom Gebirgsdruck beanspruchten Ausbaubögen
anfänglich den anzustrebenden gleichmäßigen Widerstand entgegen; sobald jedoch die
hakenförmigen Enden aufgebogen, d. h. gestreckt worden sind, fällt jegliches Widerstandsmoment
für ein weiteres Ineinandergleiten der Ausbauteile fort. Hier setzt nun der erfindungsmäßige
Vorschlag ein, bei dem es sich um mit ihren Enden überlappende Rahmenteile handelt,
die an ihren Stirnenden mittels dazwischengeschalteter S-hakenartiger Streckelemente
und Klemmittel in bekannter Weise zusammengehalten werden, um eine von vornherein
bestimmbare gleichmäßige Reibungsgrenze zu gewährleisten. Darüber hinaus ist aber
zwecks Erzielung einer Regelung des später einsetzenden Gleitwiderstandes an der
dem Streckelement zugekehrten Seite des in das Klemmmittel eingleitenden Rahmenteiles
ein keilförmig ansteigender Körper am Streckelement oder Rahmenteil derart angeordnet,
daß er beim Eingleiten in das rnit einem Quetschkörper ausgelegte Klemmittel eingepreßt
wird.
-
Während der erfindungsmäßige Vorschlag ,.:.@li,ach Anspruch i für
Rinnenprofile Geltung haben soll, kommen gemäß Anspruch 2 Stege.isenprofile in Frage,
deren den Ausbaurahmen bildende Einzelteile zum Zwecke ihrer Überlappung abgeschrägte
Enden haben. Durch eine andere Vorveröffentlichung sind Ausbaurahmen aus Stegeisenprofilen
in Kreis-oder Bogenform bekannt, die den Vorteil haben, daß die sich überlappenden
gleichfalls abgeschrägten Enden der Ausbauteile zunächst starr gegeneinander abstützen
und erst bei zunehmender Druckbelastung verschieben, d. h. nachgiebig werden, wobei
erst jetzt das ebenfalls mit einem Quetschkörper ausgelegte Klemmittel beansprucht
wird. Offensichtlich wurden damit auch die eingangs erwähnten beiden grundlegenden
Ziele angestrebt, nämlich die Gleichmäßigkeit der Reibungsgrenze sowie die Regelbarkeit
des Gleitwiderstandes.
-
Unverkennbar besteht jedoch ein wesentlicher Untersclded zwischen
dem erfindungsmäßigen Vorschlag gemäß Anspruch 2 und dem nach vorgenannter Veröffentlichung
darin, daß es sich im ersten Falle um einen durchgehend glatten, im zweiten Falle
um einen abgesetzten, d. h. in einem stumpfen Winkel gebrochenen Schrägschnitt handelt.
Ein weiterer wesentlicher Unterschied liegt darin, daß im ersten Fall zwischen die
sich überlappenden Schrägschnittenden eine 8-hakenartige Platte als Streckelement
eingelegt ist; auf der zur gegebenen Zeit, d.h. nach überwindung der Reibungsgrenze,
die beiden Enden der Rahmenteile gleichmäßig abgleiten können. Im zweiten Fall berühren
sich die Schrägschnittflächen unmittelbar. Aus der Tatsache, daß derart abgesetzte
Schrägschnitte hauptsächlich durch Abbrennen hergestellt werden müssen, ergeben
sich die diesem Arbeitsvorgange eigenen mehr oder weniger zackigen Schnittflächen,
die einem gleichmäßigen Abgleiten entgegenstehen. Darüber hinaus wird das zu gegebener
Zeit eintretende Überspringen der Nasen der beiden abgesetzten Schrägschnitte zweifelsohne
das Klemmmittel plötzlich ruckartig beanspruchen. was keinesfalls erwünscht sein
kann.
-
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert.
-
Abb. i zeigt in der Seitenansicht die Verbindungsstelle zweier sich
überlappender Rahmenteile i und 2 aus Rinnenprofilen nach Anspruch i. Dazwischengeschaltet
ist ein Streckelement 3 (s. Abb.3), welches mit
seinen Hakenenden
4 und 5 die Stirnflächen der beiden Bodengurtungen der Rahmenteile umfaßt und somit
deren Abstand voneinander festlegt. Über das Hakenende 4 hinaus läuft das Streckelement
keilartig aus. Der Haken 4 ist zweckentsprechend schwächer ausgebildet als das Hakenende
5. Der Haken 4 ist in vorliegendem Falle als besonderes Stück gedacht und beispielsweise
mittels elektrischer Punktschweißung an dem Streckelement befestigt. Unter der einsetzenden
Druckbelastung soll der Haken 4 nach Überschreiten der Reibungsgrenze entweder abreißen
oder sich aufbiegen. Die Innenseite der Bodengurtung des Rahmenteiles i wird sich
auf die keilartige Auflauffläche 8 (Abb. 3) des Streckelementes 3 schieben und in
Verbindung des mit einem Quetschkörper 7 ausgelegten Klemmittels 6 eine sich steigende
Bremswirkung hervorrufen.
-
Abb.2 zeigt die gleiche Verbindungsstelle im Schnitt.
-
Abb.3 zeigt das S-hakenartige Streckelement nebst keilartigem Auflaufende
für sich allein.
-
Abb. 4 zeigt den Rahmenteil e (Abb. i), an dessen Bodengurtung die
keilartige Auflauffläche 9 angeordnet ist, in vorliegendem Falle durch Auspressung
erreicht, als Ersatz für das keilartig ausgebildete Ende 8 des Streckelementes 3
(Abb.3).
-
Abb.5 zeigt als- Ausführungsbeispiel die Verbindungsstelle eines zweiteiligen
Ausbaubogens nach Anspruch 2. Die Enden i und 2 zweier Steigeisenprofile (Breitflanschträger)
sind zum Zwecke ihrer überla.ppungsmöglichkeit schräg abgeschnitten. Zwischen diese
sich überlappenden Enden ist ein zweckentsprechend breites Streckelement 3 mit hakenartig
umgebogenen Enden 4 und 5 eingeschaltet. Zusammengehalten wird diese Verbindungsstelle
durch eine. Schelle 6, die mit Quetschkörpern 7/8 ausgelegt ist. Unter der Einwirkung
des Gebirgsdruckes werden die beiden überlappend verbundenen Bogenteile das Bestreben
haben, sich mit ihren abgeschrägten Enden i und 2 auf dem eingelegten Streckelement
3 gegeneinander zu verschieben. Dieser Verschiebung werden die Hakenenden q. und
5 der des Streckelementes so lange entgegenwirken, bis das eine oder andere Hakenende
oder auch beide gleichzeitig aufgebogen und gestreckt sind. Der Grad dieses Widerstandes
ist bedingt durch Ausführungsart und Zähigkeit des für das Streckelement verwendeten
Werkstoffes. Nach Überwindung des Widerstandes und bei fortschreitender Gleitbewegung
(Nachgiebigkeit) der beiden Bogenteile werden die Quetschkörper 7/8 unter der Wirkung
der nun eintretenden durch die Schrägschnitte der beiden sich überlappenden Ausbaubogenenden
bedingten Keilpaarung innerhalb der sic umfassenden Schelle 6 zusarnmengepreßt.
-
Abb.6 zeigt eine schematische Ansicht eines zweiteiligen Äusbaurahmens
nach Anspruch 2. _