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Gelenkverbindung, insbesondere für die Firstenstempel beim eisernen
Polygonausbau Die Erfindung betrifft eine Gelenkverbindung, insbesondere für die
Firstensternpel beim eisernen Polygonausbau. Der eiserne Polygonausbau insbesondere
von Strecken, die in schwierigerem Gebirge stehen bzw. für längere Zeit benutzt
werden sollen, hat sich schon seit langem in immer steigendem Umfang durchgesetzt.
Im Gegensatz zu der ursprünglichen Anschauung, daß es notwendig sei, die Verbindung
der Polygonstempel miteinander insbesondere in der Firste möglichst nachgiebig zu
gestalten, wobei man diese Nachgiebigkeit durch zwischen die vorzugsweise mit lagerschalenartigen
Ansätzen versehenen Polygonstempel eingelegte dicke Quetschhölzer erzielte, haben
neuere Erkenntnisse gezeigt, daß eine solche Nachgiebigkeit insbesondere des Firstengelenks
in der Regel nicht zweckmäßig ist, sondern daß es vorzuziehen ist, wenigstens dieses
Gelenk völlig starr zu machen und die etwa erforderliche Nachgiebigkeit in die Stöße
zu verlegen.
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Firstenverbindungen für den Polygonausbau, die diesen Voraussetzungen
entsprechen, sind in zahlreichen Ausführungen bekanntgeworden, beispielsweise Verbindungen,
die mit Zähnen als gewölbte Zahnsegmente oder mit rippenartigen Erhöhungen als gewölbte
Kreuzgewölbe ausgerüstet sind. Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, das Firstengelenk
durch einen an dem einen Ausbauteil angeordneten konvexen Vorsprung, der in eine
konkave Pfanne des damit zu verbindenden Ausbauteils eingreift, zu bilden. Bei einer
bekannten Verbindung der letzteren Art sind die ineinander eingreifenden Teile als
ballige Körper von im wesentlichen zylindersegmentförmiger Gestalt ausgebildet,
die durch radiale Vor-
Sprünge des einen Körpers, die mit entsprechenden
Ausnehmungen des Gegenkörpers zusammenwirken, eine Verschwenkung der Ausbauteile
gegeneinander an' der Streckenlängsrichtung verhindern sollen.
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Diese bekannten Verbindungen erfüllen den Zweck, eine an sich starre,
eine gegenseitige Verschwenkung der Ausbauteile zueinander nur in der Ebene des
Polygonrahmens zulassende Verbindung zu schaffen, in mehr oder weniger vollkommener
Weise. Sie sind aber sämtlich nur zur Aufnahme von Druckkräften geeignet und verhindern
trotz der dieses Ziel verfolgenden Sonderausbildung einzelner bekannter Konstruktionen
die seitliche Verschiebung der Ausbauteile zueinander nicht mit hinreichender Zuverlässigkeit,
so daß in der Regel noch zusätzliche Maßnahmen getroffen werden müssen, um eine
solche auszuschließen. Bei den mit gewölbten Zahnsegmenten ausgerüsteten oder als
gewölbte Kreuzgelenke ausgebildeten Verbindungen ist die Höhe der Zähne bzw. der
Rippen dadurch beschränkt, daß ein Abwälzen derselben noch möglich sein muß. Dies
wirkt sich in einer Begrenzung der Bewegungsfreiheit der Profileisen zueinander
aus.
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Die Erfindung schafft demgegenüber eine auf neuen Erkenntnissen aufbauende
Firstengelenkverbindung, die alle Nachteile, die die bekannten Verbindungen in der
einen oder anderen Richtung aufweisen, vermeidet.
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Die Verbindung nach der Erfindung wird wie bekannte Verbindungen durch
zwei Elemente, nämlich einen konvexen Vorsprung des einen Ausbauteils, der in eine
konkave Pfanne des damit zu verbindenden Ausbauteils eingreift, gebildet. Während
die bekannten Verbindungen dieser Art nur zur Aufnahme von Druckkräften geeignet
sind, wird gemäß der Erfindung die Verbindung so ausgestaltet, daß sie außer Druck-
auch Zugbeanspruchungen aufnehmen kann. Solche Zugbeanspruchungen treten beim gesetzten
Ausbau schon durch das Eigengewicht des Ausbaus. auf, solange dieser noch nicht
belastet ist, durch die Belastung des Gebirges insbesondere dann, wenn der senkrechte
Druck auf das Gelenk so groß ist, daß der Scheitel der Firste sich lotrecht senkt.
Dieser Fall kann insbesondere in Grundstrecken im Flöz eintreten, in denen sich
die Senkung des Hangenden auf beide Seiten des Polygonrahmens auswirkt, so daß auf
die Firstenverbindung entgegengesetzt gerichtete Kräfte wirken, die bestrebt sind,
diese auseinanderzuziehen. Die Praxis zeigt, daß solche Fälle, die bei den bekannten
Firstenverbindungen zum Zusammenbrechen des ganzen Rahmens und damit neben anderen
schädlichen Nachteilen zur erheblichen Gefährdung der Sicherheit führen, verhältnismäßig
häufig sind. Bei der gegen Zugkräfte widerstandsfähigen Verbindung nach der Erfindung
ist diese Gefahr ausgeschlossen. Ein weiterer Vorteil der Verbindung ist der einer
wesentlich bequemeren Montage derselben, die durch einfaches Einhängen der Ausbaueisen
ineinander erfolgen kann. Gemäß der vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung
wird die Verbindung so ausgebildet, daß die beiden die Verbindung bildenden Elemente
äußer den gewölbten Druckflächen miteinander zusammenwirkende, ebenfalls gewölbte
Gegenflächen aufweisen, die bei auftretenden Zugbeanspruchungen zur Anlage aneinanderkommen.
Durch die Verwendung glatter gewölbter Flächen für die Übertragung der Druck- und
Zugbeanspruchungen werden diese als momentlose Flächenpressungen aufgenommen, im
Gegensatz zu den ungünstigen Flächenpressungen in winkeliger Richtung zum Zahn bzw.
den angeordneten Überhöhungen, die sich hier als Biegungsmomente auswirken, beispielsweise
bei den bekannten Zahnsegmenten und Kreuzgelenken.
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In den Abbildungen ist ein Ausführungsbeispiel einer im Sinne der
oben gegebenen grundsätzlichen Regel ausgebildeten Firstengelenkverbindung nach
der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Abb. i eine Draufsicht auf die Verbindung
im Schnitt, Abb.2 eine Seitenansicht der Verbindung mit zentrischer Stellung der
Verbindungselemente im Augenblick des Ineinanderschiebens der Ausbauteile und Abb.
3 einen Schnitt gemäß Linie A-A der Abb. 2.
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Die Abb.4 bis 7 zeigen bei größter Verschiebung der Verbindungselemente
relativ zueinander nach oben, unten, nach rechts und nach links die verschiedenen
Anlageflächen, die sich hierbei ergeben.
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In den Abbildungen sind mit 8 und io die miteinander zu verbindenden
Polygonstempel von je nach den Umständen zu wählendem Profil bezeichnet, an deren
Enden beispielsweise mittels Bolzen und Schrauben 7 die das Gelenk bildenden Verbindungselemente
9 und i i befestigt sind. Das Gelenkstück 9 besitzt eine in radiale Richtung gewölbte
Auflagefläche 15. Durch eine seitlich der Verbindung verlaufende Brücke 6' ist das
Teil 9 mit einem bolzenartigen Körper 12 verbunden, der in axialer Richtung mit
Spiel durch ein zentrales Auge 14 des anderen Verbindungselements i i hindurchgreift.
Dieses Verbindungselement i i von an sich zylindersegmentförmiger Gestalt besitzt
eine der Wölbung der Druckfläche 15 entsprechende zylinderische Druckfläche 17,
die beim Zusammensetzen des Ausbaus zum Aufliegen auf die Fläche 15 kommt und sich
in dieser verdrehen kann. Treten Zugbeanspruchungen auf, so legt sich unter Entfernung
der Druckflächen 15 und 17 voneinander die eine Fläche des Auges 14 an der entsprechenden
Stelle gegen den Außenumfang des Bolzens 12 an. Der Bolzen 12 besitzt einen bundartig
verdickten Endteil 13 von solchen Abmessungen, daß er noch durch das Auge 14 hindurchgeführt
werden kann. Bei zusammengebauter Verbindung kommen zwangsläufig an die rückwärtige
Fläche des Bolzenbundes Flächen des Verbindungselements i i zum Anliegen. Hierdurch
wird eine seitliche Verschiebung der Teile
zueinander in der einen
Richtung verhindert, während sie in der anderen Richtung durch die Brücke 6 ausgeschlossen
wird.
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Die beiden die Verbindung bildenden Elemente werden also zur Herstellung
der Verbindung ge. wissermaßen kettenartig ineinander eingehängt. Dies ergibt neben
den anderen Vorteilen der Verhindung den einer außerordentlich einfachen und vor
allein Arbeitskraft sparenden Montage. Nach dem Einhängen der Eisen ineinander kann
die Lage derselben dem Gebirge in bequemster Weise angepaßt werden, ohne daß die
Arbeiter durch das Eigengewicht der Eisen behindert sind. Auch das Rauben des Ausbaus
vollzieht sich einfacher und gefahrloser.
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Die neue Verbindung besteht lediglich aus zwei an den Ausbauprofilen
festen Elementen und bedingt nicht die Verwendung von Keilen, Bolzen, Schrauben
o. dgl. Sie kann wie nach dem Ausführungsbeispiel völlig unnachgiebig, aber auch
in gewissem Grade nachgiebig ausgebildet werden, indem die zur Druckaufnahme bestimmten
Teile der Verbindungselemente ganz oder teilweise aus nachgiebigerem Werkstoff,
wie Holz, Preßstott, Aluminium o. dgl., bestehen oder einen Überzug. aus solchem
Werkstoff erhalten.
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Der Bund des Bolzens kann wie nach dem Ausführungsbeispiel rund ausgebildet
sein, er kann aber auch beispielsweise sternartig mit Einschnitten versehen werden
und in diesem Falle auch das Auge 1a entsprechend zackenartige Vorsprünge erhalten.
Schließlich kann der Bund 13
ebenso wie auch der Bolzen 12 selbst auch anderen
als kreisförmigen, beispielsweise elliptischen Querschnitt erhalten.
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Die Anwendung der neuen Verbindung ist nicht auf die als Firstenverbindung
eines Polygonrahmens beschränkt, sondern sie kann auch beispielsweise bei mehr als
zweiteiligen Polygonrahrnen bei den anderen Verbindungen derselben Anwendung finden,
im wesentlichen mit denselben Vorteilen und Vereinfachungen, die sich insbesondere
für die Montage ergeben.' Die Erfindung ist selbstverständlich auch nicht auf die
vorstehend im einzelnen beschriebene und in den Abbildungen veranschaulichte Ausführungsform
beschränkt, sondern sie kann in vielfacher Richtung abgeändert werden, ohne von
ihrem Grundgedanken abzuweichen.