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Grubenausbau mit Leichtmetallkappen Im Zuge der Entwicklung auf dem
Gebiete des modernen Strebausbaues unter Tage ist man in der letzten Zeit in immer
steigendem Umfang zur Verwendung von Kappen aus Leichtmetall übergegangen, die in
der gleichen Weise wie die Stahlkappen durch Schlösser miteinander verbunden werden
und auch in gleicher Weise wie diese, unter der Voraussetzung einer geeigneten Schloßkonstruktion,
ein freies Vorpfänden der stoßseitigen Kappe und damit die Schaffung eines stempelfreien
Abbaustoßes, wie er Vorbedingung für neuzeitliche mechanisierteGewinnungsmethoden
ist, ermöglichen. .
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Die Erfindung betrifft eine Leichtmetallkappe von I-Profil für den
Strebausbau und bezweckt, die Verwendungsmöglichkeit solcher Kappen zu verbessern.
Diese leidet bei den bisher bekannten Konstruktionen durch die besonderen Voraussetzungen,
die infolge der geringeren Festigkeitseigenschaften von Leichtmetall, auch von Speziallegierungen,
gegenüber Stahl gegeben sind und dem wesentlich höheren Preis des Leichtmetalls.
Der Bruch oder die Beschädigung und damit das Unbrauchbarwerden einerLeichtmetallkappe
bedeutet deshalb, abgesehen von den damit verbundenen Gefahren, einen vergleichsweise
großen Verlust.
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Bei der Leichtmetallkappe nach der Erfindung werden diese Schwierigkeiten
durch eine Abstimmung der Festigkeitseigenschaften, insbesondere des Widerstandswertes
der Kappe in der X-Achse zu den Festigkeitseigenschaften des die Kappe unterstützenden
Stempels, überwunden, und zwar dadurch, daß erfindungsgemäß der Profilsteg durch
über die Länge der Kappe in Zickzack am
von Flansch zu Flansch verlaufende
Rippen derart verstärkt ist, daß das Widerstandsmoment der Kappe höher ist als das
des Stempels, so daß bei auftretenden Überbeanspruchungen zunächst der
Stempel,
der die Stelle des geringsten Widerstandes darstellt, nachgibt und so ein Bruch
der Kappe verhindert wird.
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Die Rippen verlaufen vorzugsweise auf den einander gegenüberliegenden
Stegseiten des Profils um den einer Diagonale in der Längsachse entsprechenden Abstand
gegeneinander versetzt. Eine weitere Verstärkung erfolgt durch zwischen Profilsteg
und Flansch in Abständen voneinander über die Länge der Kappe verteilt angeordnete
konsolartige Stege in Dreiecksform abwechselnd an dem oberen und unteren Flansch,
die auf beiden Stegseiten um den einer Diagonale entsprechenden Abstand gegeneinander
versetzt sind.
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Es ergibt sich so eine Kappe von infolge des gewichtssparenden I-Profils
gegenüber. anderen Spezialprofilen, beispielsweise Kastenprofilen, trotz der Anordnung
der zusätzlichen Rippen vergleichsweise niedrigeren Gewicht und überraschend günsti-.
gem Widerstandsmoment. Diese Kappe ermöglicht im Rahmen des eingangs gekennzeichneten
grundsätzlichen Erfindungsgedankens ihre Verwendung gemeinsam mit serienmäßigen
Stempeln von üblicher Bauart, d. h. üblicher Belastbarkeit und Einsinkwiderstand,
weil ihr Widerstandsmoment höher ist als das solcher Stempel.
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Die beschriebenen '.Maßnahmen genügen zwar, um einen Bruch der Kappe
und damit eine Totalzerstörung derselben zu verhüten, jedoch bleibt sie der Gefahr
von Beschädigungen an den Stellen ausgesetzt, an denen sie örtlich besonders hoch
beansprucht wird. Derartige Kappen werden wie die üblichen Stahlkappen mit miteinander
zusammenwirkenden Schloßteilen zweier aneinander anschließender Kappen versehen,
vorzugsweise durch einen Gelenkbolzen miteinander verbunden und diese Verbindung
:durch Zwischenelemente, wie Keile od. dgl., die sich an die Stirnflächen oder besondere
Ansätze der Kappen anlegen, zum Zweck des freien Vorpfändens knickfest gegeneinander
verspannt.
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Diese '\Terbisidung der Kappen ergibt eine hohe Beanspruchung der
Teile, an welchen die Veri)indungselemente, beispielsweise Bolzen und Keile, angreifen,
die insbesondere dann gefährlich wird, wenn die frei vorgepfändete Kappe-einem stärkeren
blangenddruck ausgesetzt wird.
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Diese Beanspruchung ergibt bei den Kappen üblicher Bauart die Gefahr
lokaler Beschädigungen, Abplatzungen und Brüche an den Schloßteilen, die ebenfalls
die wertvolle Kappe unbrauchbar machen.
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In weiterer Ausbildung der Leichtmetallkappe nach der Erfindung wird
dieser Gefahr dadurch vorgebeugt, daß diese besonders beanspruchten Teile des Schlosses
durch eine Abschirmung aus einem billigeren Werkstoff von trotzdem hohen Festigkeitsweiten,
nämlich Stahlblech, geschützt werden, derart, daß diese Abschirmung die Beanspruchungen.
die durch die Verbindungselemente (Bolzen und Keile) ausgeübt werden, aufnimmt und
in gefahrloser Weise auf den Leichtmetallwerkstoff der Kappe überträgt. Diese Abschirmungen
aus Stahlblech od. dgl. können im Fall etwaiger Beschädigungen derselben leicht
ausgewechselt werden. In den Abbildungen ist die Anwendung des Erfindungsgedankens
auf eine Gelenk1,appenkonstruktion, bei welcher die Kappen miteinander durch einen
Gelenkbolzen verbunden sind und die vorgepfändete Kappe in ihrer (,wl)rauchslage
durch einen zwischen die Schloßteile der beiden Kappen eingetriebenen Keil festgelegt
wird, der es ermöglicht, die vorgepfändete Kappe mit Vorspannung in einer beliebigen
Winkelstellung gegen das Hangende zu pressen, dargestellt.
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Voll den Abbildungen zeigt Abb. i eineLeichtmetallkappe nach derErfinduirg
in Seitenansicht, Abb. a einen Schnitt Linie _1-13 der Abb. i und die Verbindung
zweier Kappen und Abb. 3 einen Vertikalschnitt gemäß der Linie C-D der Abb. i.
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In den Abbildungen ist mit n die eine, mit b die zweite der gelenkig
miteinander verbundenen Kappen bezeichnet. Die Verteilung erfolgt durch dendurch
miteinander korrespondierendeöffnungen der Gabel d des Schloßteils all der Kappe
b und der Bohrung c am Schloßteil der ersten Kappe hindurchgesteckten Bolzen e.
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Das I-Profil der Kappen ist durch die zickzackförmig über den Profilsteg
f vonFlansch zu Flansch verlaufenden Rippen g, ferner durch die konsolartigen ,dreieckigen
Stege lt zwischen Flansch und Steg des Profils verstärkt. Wie insbesondere aus Abb.
i ersichtlich, sind diese Rippen auf den beiden St aseiten des Profils um den einer
Diagonale entsprechenden Abstand in der Längsachse gegeneinander versetzt angeordnet,
so daß sich die auf den beiden Stegseiten einander gegenüberliegenden Rippen kreuzen.
Ebenso sind die Konsolen h abwechselnd am oberen und am unteren Profilflansch angeordnet
und in entsprechender Weise auf den leiden Seiten des Profilsteges gegeneinander
versetzt, so daß da, wo auf der einen Seite eine obere Konsole sich befindet, auf
der anderen Seite eine untere liegt.
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Der Schloßzapfen der Kaplw a ist durch die manschettenartige Stahlbllechabdeckung
i geschützt, die, wie bei k dargestellt, zweckmäßig in einer _Nussparung des Profils
liegt, so daß vorspringende Kanten vermieden werden. Die Verbindung dieser Stahlblechabschirmung
mit dem Leichtmetallwerkstoff kann z. B. durch Schweißen erfolgen.
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Diese Abschirmmanschette weist die der Bohrung c entsprechende Bohrung
l auf, die sich genau mit der Bohrung des Leichtmetallzapfens deckt, so daß die
Beanspruchungen, die der 'Gelenkholzen ausübt, von dem Werkstoff der :lbschirmung
aufgenommen wird.
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Auch die Bohrung 1 selbst kann noch durch eine Stahlhiilse geschützt
werden. Der Verspannungskeil m, der die beiden Kappen a und b zum Zweck des
freien Vorpfärndens knickfest miteinander verbindet, drückt einerseits gegen das
stirnseitige Enden der ?Manschette, welches, wie dargestellt, im Grundriß etwas
schräg verläuft und andererseits auf die Gegenfläche o an dem gegabelten Schloßteil
des Schaleisens b, die gegebenenfalls (in der Abbildurig
nicht
dargestellt) durch eine ähnliche Abschirrriung aus Stahlblech geschützt werden kann.