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Nachgiebiger Grubenausbau, insbesondere Streckenausbau Beim Streckenausbau
ist es bekannt, die unteren Segmentenden an den Streckenseiten auf in mehreren Lagen
übereinander angeordneten Quetschhölzern abzustützen. Diese OOuetschhölzer sind
in einem aus Profileisen gebildeten, nach oben offenen Gehäuse angeordnet. Zwischen
den Holzlagen hat man Führungsbleche eingeschaltet. Die Holzlagen werden hierbei
ausschließlich senkrecht belastet und haben daher den Gebirgsdruck in voller Stärke
aufzunehmen. Bei einem anderen Ausbau ist das Ausbausegment in einer auf der Streckensohle
stehenden Stütze ein- oder beidseitig an Quetscheinlagen geführt. Die Holzeinlagen
werden beim Einschieben des Segmentes nach den Seiten hin verquetscht und erzeugen
dabei gleichzeitig einen verrößerten Reibungswiderstand, durch welchen die' Belastung
aufgenommen werden soll. Ein solcher Ausbau ist für druckhafte Strecken wenig geeignet.
Bei gegenüber den vorgenannten Bauarten älteren Vorschlägen werden in einem zur
Führung des Segmentes dienenden kastenförmigen Gehäuse scheibenförmige Quetschhölzer
in mehreren Lagen übereinander angeordnet. Bei. einer dieser vorgenannten Bauarten
ist die Einlage zwischen der Stirnseite des im Profil schienenförmigen Ausbausegmentes
und der Stirnseite eines im Fuß der Stütze hochkantgestellten Flacheisens oder eines
im Profil schienenartigen Segmentabschnit.tes eingespannt. Beiderseits des Einsatzstückes
und auch des Anbausegmentes sind Ausweichräume verhältnismäßig großen Querschnittes
vorgesehen. Bei der axialen Belastung sollen das Ausbausegment von der oberen Seite
und der Einsatzkörper von der unteren Seite in die Ouetschholzeinlage eindringen.
Die Quetschholzlagen werden hierbei gewissermaßen zerschnitten, wobei die Ouetschholzmasse
in die Ausweichräume eindringt. Die Tragfähigkeijt dieses Ausbaues beruht mithin
im
wesentlichen in der Ausnutzung des Schneide-bzw. Quetschwiderstandes, wobei nur
in ganz geringem Maße ein Andrücken der Quetschholzmasse gegen die Seitenwand des
Gehäuses eintritt. Bei, der anderen v orbekannten Bauart füllen die Ouetschholzlagen
den gesamten Raum zwischen der Grundplatte des kastenförmigen Gehäuses und einer
am Ende des Segmentes vorgesehenen, im Querschnitt kleiner als der Gehäusequerschnitt
bemessenen Druckplatte aus. Auch hier beruht die Tragfähigkeit des Ausbaues. fast
ausschließlich in der Ausnutzung des axial zur Druckrichtung des Segmentes auftretenden
Quetschwiderstandes der gleichmäßig in ganzer Höhe belasteten Einlage. Die bei dem
Verquetschungsvorgang auftretenden geringen Querkräfte ermöglichen keine oder keine
nennenswerte Entlastung eines Teiles der Einlage, und zwar in einer solchen Weise,
daß allein durch einfache Ouetschholzeinlagen oder äquivalente Füllstoffe der bereits
stark belastete Ausbau etwa gleichmäßig und über einen größeren Bereich noch nachgeben
Mann.
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Bei Stempeln hat man vorgeschlagen, zwischen einer in dem Unterstempel
vorgesehenen durch einen Drehschieber an der Oberseite verschließbaren Sammelkammer
und dem unteren Ende des Innenstempels eine Füllung aus Sand oder entsprechend kleinen
Kugeln (beispielsweise Schrotkugeln) vorzusehen. Stempel dieser Art sind starr.
Die Schrotbildung hat nur den Zweck, die Länge des Stempels verändern zu können
oder durch Ablassen der Schrotkugeln in die untere Kammer ein Rauben zu ermöglichen.
Der Innenstempel und auch der Außenstempel sollten innenseitig mit übereinanderliegenden
Ringen aus Metall, Holz oder ähnlichem Baustoff in bezug auf die Knickfestigkeit
verstärkt werden. Bei Stempeln bzw. Pfeilern für den Grubenausbau ist vorgeschlagen
worden, eine Raubvorrichtung aus zwei übereinander angeordneten Rollkörperlagen,
d. h. Walzen-oder Kugellagen, zu bilden. Die Lagen wurden von einem in Querrichtung
- nach Auslösen einer Verriegelung - vergrößerbaren Gehäuse umschlossen. Diese Raubvorrichtung
ist starr und hat auf die Nachgiebigkeit des Ausbaugliedes keinen Einflüß.
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Bei in der Höhe verstellbaren, nachgiebigen z. B. aus Rohren gebildeten
Grubenstempeln ist außerdem vorgeschlagen worden, am unteren Ende des Oberstempels
auf einer Achse kegelscheibenförmige Druckstücke zu lagern und zwischen je zwei
Scheiben ringsegmentartige Reibungsstücke anzuordnen, die sich einerseits gegen
die Innenwand des Außenstempels anlegen und andererseits mit geneigt zur Stempelachse
gerichteten Flächen gegen die Kegelscheiben abstützen. Mittels einer Spannvorrichtung
werden die Kegelscheiben einander axial genähert und dadurch die segmentartigen
Reibungsstücke gegen die Innenwand des Außenstempels angepreßt. Auf diese Weise
soll ein entsprechend starker Reibungswiderstand erzeugt werden. Bei diesen Stempeln
handelt es sich nicht um solche Ausbauglieder, welchen Quetscheinlagen zur Beeinflussung
des N achgiebigkeitsweges zugeordnet sind. Die Erfindung betrifft die Verbesserung
eifies solchen Stützgliedes für den Grubenausbau, und zwar insbesondere des Streckenausbaues,
bei welchem zwischen dem in einem als Unterstempel dienenden kastenförmigen Gehäuse
geführten Segmentende und einer im Gehäusefuß angeordneten Stützfläche eine aus
zusaminendrückbaren Körpern bestehende Einlage eingespannt ist, die bei in Längsachse
des Gehäuses erfolgender Belastung gleichzeitig quer gegen die Gehäusewandungen
anpreßbar ist. Erfindungsgemäß wird dadurch eine wesentliche Entlastung der zusammendrückbaren
Einlage erzielt und damit selbst bei hoher Belastung des Ausbaues die Aufrechterhaltung
eines größeren Nachgiebigkeitsweges ermöglicht, daß der im oberen Bereich des Gehäuses
vorgesehene Teil der Einlage aus lagenweise übereinander angeordneten, seitlich
gegeneinander versetzten und zueinander relativ versehiebliehen Gleit- bzw. Rollkörpern
aus hartem Werkstoff, z. B. Stahl, gebildet ist, von denen jeweils einer oder wenige
eine Lage bilden. Es wird nunmehr ganz hewußt oberhalb des zusammenpreßbaren Teiles
der Einlage ein System von Gleit- bzw. Rollkörpern in einer bestimmten Anordnung
vorgesehen, daß bereits in dem oberen Teil der Stütze eine Zerlegung der vom Segment
ausgeübten Druckkraft erfolgt, und zwar derart, daß besonders starke, quer zur S
aarnentachse gerichtete Kraftkomponenten entstehen. Durch die übereinander angeordneten
Lagen erfolgt nach Art einer Keilkette eine stetig fortschreitende Verringerung
der axial gerichteten Druckkraft, wodurch eine weitgehende Entlastung des zusammendrückbaren
Teiles der Einlage eintritt. Diese Einlage selbst bildet andererseits das Widerlager
für die im oberen Teil angeordneten, die Querverspannung herbeiführenden harten
Gleit- bzw. Rollkörper und steuert gewissermaßen in Abhängigkeit von dem Schub des
Segmentes die auf die Seitenwände des Gehäuses übertragenen Querkräfte. Da die nachgiehige
Einlage durch die vorgeschalteten Gleit-und Rollkörper ganz bewußt weitestgehend
entlastet wird, erfolgt trotz einer sehr starken Belastung des Ausbaues nur ein
langsames Zusammenpressen des unteren Teiles der Einlage und damit die Aufrechterhaltung
eines verhältnismäßig großen Nachgiebigkeitsweges. Durch entsprechende Bemessung
der Quetschkörper läßt sich, die Druckaufnahmefähigkeit des Ausbaues leicht regeln.
Wesentlich ist auch, daß die Möglichkeit besteht, selbst bei sehr hohen Belastungen
des Ausbaues noch einen kontrollierbaren Nachgiebigkeitsweg vorzusehen.
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Die Ausbildung und' Anordnung der Gleit- und Rollkörper im Gehäuse
kann verschieden sein. Die Körper können im Querschnitt massiv oder aber auch aus
HöbIkörpern gebildet sein.
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Eine für besonders druckhafte Strecken geeignete Bauart erhält man
dadurch, daß der Unterteil des Gehäuses als keilförmig verjüngte Kammer ausgebildet
ist, welche durch eine Lage aus verformbarem Material abgedeckt ist. Diese Lage
kann
durch ein entsprechend groß bemessenes Quetschholz gebildet
sein. Nachdem sich die oberhalb dieser Kammer angeordneten Holzlagen bereits in
gewissem Maße zusammengepreßt haben. wird bei der weiteren Belastung diese Quetschho:lzmasse
unter gleichbleibendem oder langsam -wachsendem Widerstand in die Kammer hineinb
preßt. Die Verdichtung des Holzes erfolgt hierbei gewissermaßen in zwei Stufen,
und zwar zunächst oberhalb d-er Kammer und dann in derselben, so daß mit möglichst
wenig Quetschholz trotz hoher Druckaufnahmefähigkeit ein großer regelbarer Nachgiebigkeitsbereich
erzielt wird. Die vorgenannten Wirkungen werden besonders dadurch 1>egiinstigt,
wenn der oberhalb der Kammer liegende Teil gleichfalls aus entsprechend den harten
Rollkörpern angeordneten Rollkörpern aus nachgiebigem Werkstoff gebildet ist.
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Die Gehäuse werden zweckmäßig in der Längsachse geteilt, wobei die
Teile durch starke Klammern miteinander verbunden kein können. Auf diese Weise kann
man durch Zerlegung des Gehäuses die Quetschmasse und die Metalldruckkörper entfernen
und die Segmente ausbauen. Die Metalldruckkörper können stets nieder verwendet «-erden.
Die axiale Teilung von Hülsen bzw. rohrartigen Gehäusen ist im Streckenausbau bei
anderen Bauarten an sich bekannt. Das Gehäuse kann so ausgebildet sein, daß zwei
oder mehrere nebeneinander angeordnete Segmente auf entsprechend lang bemessenen
Druckkörpern abgestützt "werden.
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Der Erfindungsgedanke ist auch für die Herstellung von Stempeln für
den Grubenausbau und andere Zwecke verwendbar, und zwar wird man in diesem Falle
die unterhalb der Gleit- bzw. Rollkörper anzuordnenden zusammendrückbaren Körper
so wählen und die Kammer derart ausbilden, @vie dies die zur Zeit gewünschte Stempelcharakteristik
erfordert. Die das Widerlager für die Gleit- bzw. Rollkörper bildenden zusammenpreßbaren
Körper werden axial zum Stempel derart gering belastet, daß das Rauben des Stempels
ohne Schwierigkeiten mit geringem Kraftaufwand möglich ist, obwohl der Stempel selbst
unter hoher Last stehen kann. Hierbei kann man aus Gründen der Längeneinstellung
des Stempels unterhalb der zusammenpreßbaren Lagen oder an anderer Stelle in der
Höhe verstellbare Widerlager vorsehen.
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In der Zeichnung ist die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen
veranschaulicht.
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Fig. i und 2 zeigen in schematischer Darstellung einen Ausbau,ra@hmen,
und zwar in Anfangs- und Endstellung; Fig.3 und q. zeigen zwei verschiedene Ausführungsformen
des Gehäuses mit darin angeordneten Druckkörpern; Fig. 5, 6, 7, 8, g und io zeigen
zwei weitere Ausführungsbeispiele, und zwar in verschiedenen Belastungsstufen.
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Wie Fig. i und 2 zeigen, sind die in dem Firstgelenk i gegeneinander
abgestützten Segment,- 2 mit ihren unteren Enden auf später beschriebenen Körpern
abgestützt, die in den Gehäusen 3 in mehreren Lagen übereinander angeordnet sind.
Die im Gehäuse befindlichen Einlagen sind so, ausgebildet, daß sich diese Segmente
2 unter der Last des Gebirges gegen einen wachsenden Widerstand in die Gehäuse 3
einschieben können. Bei gebogenen Segmenten :2 wird das Gehäuse 3 ebenfalls entsprech:nd
dem Segmentbogen gekrümmt, um Ver-@ckungen zu vermeiden.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 sind in dem unteren Teil des
Gehäuses zylinderförmige Quetschhölzer .4 angeordnet, wobei der Durchmesser dieser
Quetschhölzer d. so bemessen ist, daß sich eine zickzackförmige Schichtung ergibt.
Oberhalb der Quetschhölzer sind harte, z. B. aus Stahl oder einem anderen @Verkstoff
gebildete Druckrollen 5 vorgesehen. Der Durchmesser dieser Rollen 5 ist etwas kleiner
als die Breite des Gehäuses bemessen. Die Körper 5 und auch die Körper .l stützen
sich infolge ihrer versetzten Anordnung derart ab, daß die von dem Segment 2 auf
den obersten Körper 5 übertragene Kraft V von Lage zu Lage unter Erzeugung von Querkräften
Hl verringert wird, zumal durch die Kräfte Hl ein gewisser Reibungswiderstand an
der Wand des Gehäuses 3 erzielt wird. Je nach der Wahl des Winkels x wird eine mehr
oder weniger große Querkomponente erzielt, jedoch wird ein solcher '-Ä'inkel für
zweckmäßig gehalten, bei welchem unter Vermeidung einer übermäßigen Belastung der
Gehäusewand das Gleiten der Körper 5 an der Wand des Gehäuses 3 gesichert ist. Die
von der letzten Stahlrolle 5 übertragene Kraft wirkt sich dann auf die Quetschhölzer
d. weiter aus, welche das Widerlage,r für die oberen Rollen 5 bilden. Die Zusammenpressung
der Quetschhölzer .4 geht selbst bei hoher Belastung der obersten Rolle 5 nur langsam
vor sich. Auch durch die Quetschhölzer ,4 werden Querkomponenten H auf das Gehäuse
erzeugt, 'die sich auch in Reibungsarbeit umsetzen.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4. sind zwischen je zwei Körpern
5 größeren Durchmessers Körper 5a kleineren Durchmessers angeordnet. Diese Anordnung
kann sich auch auf die unteren, aus Quetschhölzern gebildeten Lagen erstrecken.
Die kleineren Rollen 5a werden bei Belastung gegen die Gehäusewand ang°preßt, wobei
man wiederum durch entsprechende Wahl der Durchmesser den Winkel a und damit
auch die Querkräfte H1, Hz und H3 ändern kann.
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Wie aus beiden Ausführungsbeispielen gemäß Fig.3 und .4 zu erkennen
ist, ist zwischen den Quetschlagen stets ein entsprechend großer Raum belassen,
welcher für die Erzielung des erforderlichen Nachgiebigkeitsweges für zweckmäßig
gehalten wird. Die Größe dieser Räume kann unbedenklich vorgesehen werden, da durch
die von der Erfindung gewählte Kräftezerlegung die auf die Quetschhölzer ausgeübten
Kräfte nur ein langsames Ausfüllen der Hohlräume zur Folge haben. Der @Tachgiebigl;eitsweg
kann aber durch die in den Fig.5 bis io dargestellten beiden Ausführungsbeispiele
noch vergrößert werden. Der Unterteil des Gehäuses 3 ist als eine keilförmig
verjüngte
Kammer 6 ausgebildet, welche an der Oberseite durch ein starkes Brett 7 oder durch
ein Rundholz 7a entsprechend großen Durchmessers (Fig. 8) abgedeckt ist. Die Keilform
kann durch an den Seitenwänden des Gehäuses festgelegte, keilförmige Holzstücke
8 hergestellt werden. Fig. 6 und 9 zeigen, daß bei der Belastung durch die nicht
von den Querkräften der Walzen 5 und 511 aufgezehrte Restkraft zunächst die Quetschhölzer
q. zusammengepreßt werden. Bei vollständiger Ausfüllung der zunächst vorhandenen
Hohlräume wird das Brett 7 bzw. das Rundholz 7" in die keilförmig verjüngte
Kammer 6 unter ständig wachsendem Widerstand eingedrückt, wie dies Fig.7 und io
zeigen. Die Kammer 6 bildet einen Überlastungsschutz, da sie erst nach Überschreitung
einer Grenzbelastung des Ausbaues in Anspruch genommen wird.
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An Stelle der in der Zeichnung dargestellten Walzen können auch Körper
anderer Que.rsc'hni.ttsform vorgesehen werden. Bei der Verwendung von Zylindern
kann man die Mantelfläche an den die Stützflächen bildenden Umfangsteilen mit Abflachungen
versehen.
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Gemäß einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann man oberhalb
der sich verjüngenden Kammer 6, und zwar über der nachgiebigen Lage 7 bzw. 7a an
Stelle der Walzen Füllstoffe anderer Art, z. B. Schüttmassen, vorsehen. Es können
aber auch Holzklötze verwendet werden, welche den Raum des Gehäuses vollständig
ausfüllen. Diese Füllstoffe werden durch das Ausbausegment oder einen Oberstempel
zunächst zusammengepreßt und hierauf mitsamt der Decklage 7 bzw. 7a in die Kammer
6 hineingedrückt. Die Tragfähigkeit wird auf diese Weise auch nach Überschreiten
der vorbestimmten Höchstlast bei gleichzeitig sich vergrößerndem Nachgiebigkeitsweg
etwa auf gleicher Höhe gehalten.