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Satz von mit Flanschen versehenen Rinnenprofilen, vorzugsweise für
den ring- oder bogenförmigen Streckenausbau Es ist ein ring- oder bogenförmiger
Streckenausbau bekannt, der aus mit ihren Enden gleichsinnig ineinandergelegten
Rinnenprofilen belageisenartiger Form besteht. Bei dieser als »Gleitbogenausbau«
bezeichneten Ausbauart sind die benutzten Profile im Überlappungsbereich durch Verbindungsmittel
derart verspannt, daß sie sich bei Überschreiten eines bestimmten Gebirgsdruckes
axial gegeneinander verschieben können, wodurch der Ausbau die wünschenswerte Nachgiebigkeit
erhält. Diese Profile besitzen einen trapezähnlichen Rinrienquerschnitt, derart,
daß die durch einen Bodenteil verbundenen Profilstege nach den Profilflanschen zu
divergieren. Während bei den einstegigen Grubenausbauprofilen (z. B. I-Profilen)
das Widerstandsmoment in der X-Achse ein Mehrfaches desjenigen in der Y-Achse ist,
.haben diese belageisenähnlichen Profile den Vorteil, daß diese Widerstandsmomente
gleich gehalten oder einander angenähert werden können, wobei sie sich im allgemeinen
um nicht mehr als 5o % voneinander unterscheiden sollen.
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Bei dem bisher üblichen Streckenausbau mit geflanschten Rinnenprofilen
benutzte man ausnahmslos
für die Herstellung zwei in ihren statischen
Werten etwa gleiche, in ihrer geometrischen Form aber voneinander abweichende Profile
(Innenprofil und Außenprofil), die sich im verspannten Zustand außer mit den Stegen
auch noch mit den Profilböden aufeinander abstützen. Die unterschiedliche Ouerschnittsform
von Innenprofil und Außenprofil eines solchen Rahmens war dadurch bedingt, daß man
bislang glaubte, die Profile möglichst senkrecht zum Profilboden (unter Berücksichtigung
der Walzschräge) stellen zu müssen, um ,der Gefahr des Aufklaffens der Profile unter
der Wirkung des Gebirgsdruckes zu begegnen. Die Anwendung eines solchen sehr kleinen
»Öffnungswinkels« zwischen den Profilstegen zwang dazu, das Innenprofil etwas schmaler
als das Außenprofil zu bemessen, um die Profile ineinanderlegen zu können. Die Notwendigkeit,
für einen Grubenausbaurahmen mindestens zwei verschiedenartige Profile zu verwenden,
verteuerte nicht nur die Herstellung, sondern brachte auch betriebliche Erschwerungen
mit sich. Die Gefahr des Aufklaffens wurde aber für so schwerwiegend angesehen,
daß man .diese Nachteile bewußt in Kauf nahm, obwohl für andere Zwecke belageisenähnliche
Profile bekannt waren, deren großer Öffnungswinkel zwischen den Stegen die Verwendung
kongruenter Profile hätte ermöglichen können.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Nachteile der vorbekannten
Ausbaurahmen zu beseitigen urnd kennzeichnet sich dadurch, daß Profile von kongruentem
Querschnitt mit-einem Öffnungswinkel von etwa 3o bis etwa 55° zwischen den zu den
Flanschen hin divergierenden Stegen einen innen und außen von parallel verlaufenden
ebenen Flächen begrenzten, im Verhältnis zur Profilhöhe schmal bemessenen Boden
besitzen, und daß die Breite der Bodenaußenfläche gleich oder kleiner ist als die
Breite der Bodeninnenfläche: Wie Versuche gezeigt haben, wurde durch die Vereinigung
der verschiedenen Merkmale ein Ausbaurahmen geschaffen, der ohne Verschlechterung
der statischen Eigenschaften der@bis'herigen Rahmen die Verwendung kongruenter Profile
ermöglichte, ohne daß entsprechend der allgemein verbreiteten Auffassung die Vergrößerung
'des Öffnungswinkels zwischen den Profilstegen zu einem Aufklaffen unter der Wirkung
des Gebirgsdruck: Anlaß gab. Die Profile nach der Erfindung haben eine gedrungene
Quersdhnittsform, bei welcher die stark geneigten Stege der gebogenen Rahmenteile
Kegelschalen bilden, die das Profil infolge ihrer »Schalenwirkung« gegen Querschnittsverformun@gen
als Folge axialer Druckbeanspruchungen oder als Folge von Biegungsbeanspruchungen
und bei solchen infolge örtlicher Belastungen versteifen.
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Die einzelnen Merkmale der Erfindung sind an eich bekannt, doch werden
die vorteilhaften Wirkurigen nur durch ihre Vereinigung erreicht. So waren bereits
lange vor der erstmaligen Anwendung von belageisenartigen Profilen für den Streckenausbau
unter der Bezeichnung »Zoreseisen« als Brückenbelag od. dgl. geflanschte Rinnenprofile
bekannt, deren großer Öffnungswinkel zwischen den Stegen das Ineinanderliegen kongruenter
Profile gestattete. Abgesehen davon, daß solche Profile für den Gleitbogenausbau
von der Fachwelt wegen ihres zu großen Öffnungswinkels aus den vorstehend erwähnten
Gründen als unbrauchbar abgelehnt wurden, stützen sich solche Profile ausschließlich
mit den Stegen aufeinander ab, wodurch nach den Feststellungen der Erfindung die
Gefahr von' Quersrhnittsverformungen noch wesentlich größer ist als bei den vorstehend
beschriebenen »paarigen« Profilen. Daß die gleichzeitige Anwendung der Boden- und
Stegabstützung bei paarigen Profilen bekannt ist, wurde bereits vorstehend erwähnt.
Auch ist bei paarigen Profilen die Verwendung von ebenen parallelen Begrenzungsflächen
der Profilböden bekannt.
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Des weiteren waren lange vor der erstmaligen A:iwendung von belageisenähnlidhen
Profilen für den Streckenausbau geflanschte Rinnenprofile kongruenter Querschnittsform
als gerade Walzträger für andere Zwecke bekannt, bei welchen Flanschen und Böden
der Profile gleiche Wandstärke besaßen, derart, daß die ineinandergelegten Profile
sich außer mit den Stegen gleichzeitig auch mit den Flanschen und Böden berühren
sollten. Abgesehen davon, daß es sich dabei um eine andere Aufgabe handelte, nämlich
darum, die Profile so .auszubilden; daß sie sich ohne jeden Zwischenraum beliebig
aufeinander stapeln lassen, sind derartige Profile für einen Streckenausbau im Sinne
der Erfindung deswegen ungeeignet, weil es auf Grund der Walztoleranzen praktisch
nicht ohne weiteres möglich ist, die Profile gleichzeitig mit den Böden und den
Flanschen aufeinander abzustützen, so daß es dem Zufall überlassen bleibt, mit welchen
Flächen die Profile sich bei ihrer radialen Verspannung berühren.
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Der von den Stegen eingeschlossene Öffnungswinkel wird. bei dem Profil
nach der Erfindung am vorteilhaftesten im Bereich von 35 Abis q.5° gewählt.
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Es ist weiterhin besonders zweckmäßig, wenn die Stege von den Flanschen
inRichtung auf den Profilboden hin keilförmig verjüngt sind, derart, daß sich eine
federnde Anpressung der Stege unter Ausgleich von Walztoleranzen ergibt, wenn die
Profile durch die Spann- bzw. Kupplungselemente radial miteinander verspannt werden.
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Die Profile nach der Erfindung sind in erster Linie für den nachgiebigen
Gleitbogenausbau von Grubenstrecken .bestimmt, doch können sie mit Vorteil auch
zur Herstellung von Grubenstempeln, und zwar für den Innenstempel und Außenstempel
Verwendung finden.
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In -der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung an einem Ausführungsbeispiel
dargestellt. Fig. r zeigt ein einzelnes Profil im Querschnitt; Fig. z und 3 veranschaulichen
das Ineinanderlegen der Profile, und zwar Fig. a in der Anfangsstellung; Fig. 3
in der Arbeitsstellung.
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In der Zeichnung bedeuten: r die Profilstege, z die Flansche, 3 den
Profilboden und a den von den Profilstegen eingeschlossenen Öffnungswinkel.
Im
überlappungsbereich liegen die Profile gleichsinnig ineinander und nehmen nach ihrer
radialen Verspannung die in Fig. 3 dargestellte Lage ein. Zu dieser radikalen Verspannung
können nicht gezeichnete Klemmbügel oder Keilverbindungen oder sonstige bekannte
Mittel benutzt werden. Die ineinanderliegenden Profile sind kongruent, d. h. gegeneinander
vertauschbar. Die Stege i sind in der Richtung auf den Profilboden zu keilförmig
verjüngt, so daß in der Stellung nach Fig.2 zunächst ein keilförmiger Spalt s verbleibt,
der sich bei -.der radialen Verspannung der Profile gemäß Fig.3 schließt, wodurch
sich eine federnde Pressung der Profilstege ergibt. In dieser Lage stützen sich
die Profile außer mit den Stegen i mit den Böden aufeinander a:b, welche beiderseits
von im wesentlichen ebenen Flächen begrenzt sind. Dabei ist die Breite b2 der Außenfläche
gleich oder kleiner als die Breite b1 der Innenfläche gewählt. Der Boden 3 besitzt
eine im Vergleich zur Höhe H des Profils nur geringe Breite. Mit B ist die Gesamtbreite
des Profils bezeichnet und mit X-X und Y-Y die beiden Hauptträgheitsachsen.
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Wie Fig.3 zeigt, verbleibt zwischen den einander zugekehrten Profilflanschen
ein Spalt t, der dadurch erzielt wird, daß die Höhe a des Bodens 3 etwas größer
gewählt ist als die Stärke der Flanschen 2. Auf diese Weise wird ein zu tiefes Eindringen
des Innenprofils in das Außenprofil unter der Wirkung des Gebirgsdrucks vermieden.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Summe der Querschnitts-flächen
der Flansche 2 annähernd gleich der Fläche des Bodens 3 gewählt, doch sind Abweichungen
zulässig. Bei dieser Ausführungsform ergeben sich im übrigen keine wesentlichen
Unterschiede zwischen den Widerstandsmomenten in den beiden HaÜptträgheitsachsen.