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Breitflanschträger für den Streckenausbau Die Erfindung betrifft einen
Breitflanschträger für den Streckenausbau, insbesondere den Polygonausbau unter
Tage, durch dessen neuartige Profilgebung die Aufgabe gelöst wird, einen Ausbau
zu schaffen, der dem Gebirge unter dem zunehmenden Gebirgsdruck einen gleichmäßig
langsam anwachsenden Widerstand entgegensetzt und diese Aufgabe unter weitgehender
Schonung des Ausbaues selbst erfüllt.
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Die bisher für den Streckenausbau unter Tage benutzten Ausbauprofile
tragen den an sie vom bergmännischen, statischen und auch vom Standpunkt ihrer möglichst
einfachen Herstellbarkeit zu stellenden Anforderungen nur in mehr oder weniger unvollkommenem
Maße Rechnung.
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Bei ihrer Ausbildung wurde von verschiedenen grundsätzlichen Gesichtspunkten
ausgegangen. Man versuchte, den Ausbau so zu gestalten., daß er dem Gebirgsdruck
einen starren Widerstand entgegensetzt. Zu diesem Zwecke wurden starke .überdimensionierte
Breitflanschträger unter verhältnismäßig enger Aufeinanderfolge der einzelnen Profilrahmen
verwendet.
Die hierbei gewonnene Erkenntnis, daß auch durch sehr stark bemessene Ausbauelemente
der Gebirgsdruck nicht aufgehalten werden konnte, führte zu der entgegengesetzten
Maßnahme, dem Ausbau eine möglichst große Nachgiebigkeit zu verleihen, mit dem Ziele,
hierdurch die Bildung eines Druckgewölbes zu begünstigen. Auch die hierbei erzielten
Erfolge befriedigten jedoch nicht. Als zweckmäßiger erwies es sich, den Ausbau so
auszubilden, daß er dem Gebirge in seinem Gefüge einen unter dem zunehmenden Gebirgsdruck
an den Hauptdruckpunkten langsam anwachsenden Widerstand entgegensetzt. Man verwendete
zur Erzielung dieser Wirkung in dep Profilrahmen, insbesondere an der Firste, eingeschaltete
kieferne oder sogar eichene Quetschhölzer. Auch hierdurch ließ sich aber bei Verwendung
der in diesem Zusammenhang vorgeschlagenen Ausbauprofile eine ungünstige Auflockerung
und Zerklüftung des Hangenden nicht vermeiden, die sich insbesondere in Abbaustrecken
oder in Hauptstrecken mit Abbaudruck vor allem in Gruben mit halbsteiler bis steiler
Lagerung der Flöze sehr ungünstig bemerkbar macht. Die Ursache hierfür war, daß
mit den bekannten Profilen die erwünschte allmähliche mit immer ansteigendem Widerstand
erfolgende Abbremsung des Gebirgsdruckes nicht erzielt werden konnte.
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Bei Verwendung von Breitflanschträgern, die von Anfang an großflächig
zur Anlage gegen das den Ausbau umgebende Verzugholz und gegebenenfalls das Gebirge
selbst kommen, drückt sich die breite Fläche nur ungenügend tief in das Verzugholz
hinein, und es tritt eine vermehrte Belastung der Quetschhölzer und Polygonschuhe
ein.
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Als günstiger erwies sich die Verwendung von normalen Schienenprofilen,
die wegen ihres bedeutend schmaleren Kopfes tiefer in das Verzugholz eindringen.
Hierbei muß man jedoch erhebliche Nachteile in statischer Hinsicht in Kauf nehmen,
weil im Verhältnis zu dem hohen Eigengewicht des Schienenprofils dieses ein viel
zu ungünstiges Widerstandsmoment in bezug auf die X- und Y-Achse besitzt.
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Auch die Verwendung der bekannten pokalartigen Profile, welche an
sich günstigere statische Eigenschaften aufweisen, erweist sich nicht als vorteilhaft;
der flachgiebelartige, den Verzughölzern anliegende Kopf ergibt bei einsetzendem
Gebirgsdruck eine im ersten Stadium nur sehr kleine Druckfläche und damit sehr hohe
Druckspannung, die dann plötzlich nach dem ganz geringen Einsinkweg, der durch die
Überhöhung des Giebels von höchstens 3 mm gegeben ist, in eine breite Auflagefläche
übergeht, die in der gleichen nachteiligen Weise wirkt wie die des Breitflanschträgers.
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Es ist daher bereits versucht worden, die an sich günstigen Eigenschaften
des Schienenprofils im Hinblick auf die vom bergmännischen Standpunkt aus zu erfüllenden
Voraussetzungen mit den statischen Vorteilen des Breitflanschträgers zu vereinigen,
indem man auf den Flansch des' Dreitflanschträgers eine auf der Oberseite abgeflachte
Längsrippe von etwa Schienenkopfbreite aufsetzte, mit der der Breitflanschträger
dem Verzugholz anliegt. Hierbei ergibt sich mit der langsam anwachsenden Belastung
zunächst ein Eindringen des Schienenkopfes in das Holz. Sobald die Überhöhung ausgeglichen
ist, kommt jedoch der Träger mit seiner ganzen Breite zum Anliegen an das Verzugholz.
Hierdurch wird die anfänglich gute Wirkung im Sinne der eingangs gekennzeichneten
Aufgabe aufgehoben und in das Gegenteil umgekehrt.
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Durch die Erfindung wird demgegenüber ein Profil geschaffen, welches
bei vorzüglichen statischen Eigenschaften in optimaler Weise während der ganzen
Dauer seines Einsatzes die allmähliche abbremsende Wirkung beibehält und damit unter
Vermeidung der Nachteile der bekannten Profile deren günstige Eigenschaften miteinander
verbindet.
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Das in der Abbildung dargestellte neue Profil ist dadurch gekennzeichnet,
daß der zur Anlage an das Gebirge bzw. die den Ausbau umgebenden Verzughölzer kommende
Profilkopf von der Breite eines Breitflanschträgers auf seiner ganzen Breite; und
zwar vorzugsweise mit nach der Mitte des Profils hin allmählich etwas flacher werdender
Krümmung ausgewölbt ist, wobei der Krümmungsverlauf jeder der beiden Profilhälften
nach den Seitenbegrenzungen des Flansches hin allmählich steiler wird und etwa einer
Parabel entspricht.
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Der in dieser Weise ausgebildete mehr oder weniger flach ballig gewölbte
Kopf drückt auf das Verzugholz bzw. das Gebirge auf einen zunächst ganz schmalen
Streifen, der sich aber mit dem wachsenden Druck und dementsprechend erfolgenden
Einpressen des Kopfes in den Verzug unter langsam anwachsendem Widerstand fortlaufend
gleichmäßig verbreitert und damit die erstrebte gleichmäjBig abbremsende Wirkung
ergibt.
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Dieser Druck wirkt nicht, wie beispielsweise bei den bekannten Pokalprofilen
oder auch den normalen Schienenprofilen, schneidend bzw. splitternd auf das Verzugholz
und gegebenenfalls Gebirge ein, sondern in schonender Weise, wobei die äußeren harten
Jahresringe des beispielsweise verwendeten Nadelholzes einschnürend auf den weichen
Kern aufgepreßt werden, so daß eine Aufsplitterung vermieden wird.
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Es werden damit in günstigster Weise die Anforderungen erfüllt, die
hinsichtlich derAuffangung des Gebirgsdruckes unter gleichzeitig möglichster Schonung
der Ausbauelemente an den Ausbau zu stellen sind. Diese Vorteile des neuen Profils,
die sich bei Polygonausbau mit Quetschhölzern auch in einer erheblichen längeren,
evtl. mehrfachen Verwendungsmöglichkeit der Quetschhölzer und größeren Lebensdauer
der Polygonschuhe auswirken, treten insbesondere in Erscheinung bei einem an sich
starren Ausbau bzw. einem solchen mit unnachgiebigen Gelenken, bei dem es in noch
erhöhtem Maße auf eine günstige Abfangung des Gebirgsdruckes ankommt. Die An,#vendung
des neuen Ausbauprofils ist alsokeineswegs etwa auf denPolygonausbau mit Quetschhölzern
beschränkt, sondern auch bei all diesen Ausbauverfahren sogar mit noch
besserem
Erfolge möglich. \ehen den Vorzügen des neuen Profils in bergmännischer Hinsicht
ergehen sich weitere Vorteile in bezug auf die Walzbarkeit des Protils, insbesondere
gegenüber Profilen wie den obenerwähnten mit einer Längsrippe versehenen Breitflanschträgern.
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Die in der Abbildung dargestellte Ausführungsform des neuen Profils
ist hinsichtlich der gewählten Krümmungsradien im Verhältnis derselben zur Breite
des Profils nur eine beispielsweise und kann je nach den im Einzelfalle zu stellenden
Anforderungen in vieler Hinsicht abgeändert werden, ohne den Rahmen der Erfindung
zu verlassen.
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Vergleichsversuche, die mit dem neuen Profil gegenüber den bekannten
Profilen angestqllt wurden, ergaben bei Anwendung gleicher Drücke, ohne Zerschneiden
des Holzes, eine Eindringtiefe in das Verzugholz, die fünfmal so groß war als die
eines Breitflanschträgers und wesentlich höher als die eines Trägers mit normalem
Schienenkopf.