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Nachgiebiger Grubenausbau unter Benutzung von Spannbügeln Die Erfindung
bezieht sich auf nachgiebige Grubenausbaurahmen, insbesondere für den Streckenausbau,
aus rinnenförmigen Profileisen, die an den einander übergreifenden Enden bis zu
einem die zulässige Höchstbelastung aufnehmenden, darüber hinaus aber nachgebenden
Reibungsschluß verspannt sind. Als Verspannungsmittel werden dabei Bügel benutzt,
welche einerseits am Ende des Inneneisens der Verbindungsstelle gelagert und andererseits
unter Zwischenschaltung eines Keiles am Boden des Außeneisens abgestützt sind.
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Die zur Herstellung des Reibungsschlusses erforderlichen Spannkräfte
sind so erheblich, daß sie beim Aufstellen der Streckenböden häufig nicht bzw. nicht
ohne zusätzliche Hilfsmittel erzeugt werden können. Auch kommt es vor, daß sich
der anfänglich erzeugte Reibungsschluß beim Setzen des Ausbaurahmens vermindert.
Es muß dann unter Umständen ein Nachspannen vorgenommen werden, was umständlich
und zeitraubend ist.
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Zum Anpressen der Profileisen gegeneinander an der Verbindungsstelle
sind nach früheren Vorschlägen Keile oder Exzenterhebel vorgesehen worden, die außen
an den Flanschen der Profileisen angreifen bzw. innen auf den Boden des Inneneisens
wirken.
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Auch ist vorgeschlagen worden, die Verspannung beim Ineinanderschieben
der Profileisen dadurch
zu erhöhen, daß zwischen dem Spannbügel
und dem Boden des Außeneisens ein schwenkbares Keilpaar angeordnet wird, welches
sich nach Art eines Exzenters unter Verkleinerung der wirksamen Höhe des Spannbügels
verstellt. Diese Anordnungen lösen aber die Aufgabe, den Reibungsschluß zwischen
den verspannten Profileisen ständig auf dem vorgeschriebenen. Höchstwert zu halten,
nicht bzw. nur unvollständig, weil die Höhe des Nachspanngliedes und sein Schwenkbereich
aus räumlichen Gründen vergleichsweise sehr klein gehalten werden müssen und demgemäß
die Verkürzung der wirksamen inneren .Höhe des Spannbügels entsprechend gering ist.
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Andererseits ist aber ein Grubenstempel bekanntgeworden, welcher aus
gegeneinander verschiebbaren rinnenförmigen Profileisen gebildet ist und bei dem
die Schloßspannung durch einen vom verschiebbaren Stempelteil im Sinne einer Schrägstellung
mitgenommenen Klemmring erzeugt wird, dem eine Lösevorrichtung zugeordnet ist. Damit
bei Überschreitung einer gewissen Schrägstellung des Klemmringes unzulässige Beanspruchung
bzw. Verformung der Profileisen vermieden werden, ist zwischen dem Klemmring und
dem verschieblichen Stempelteil ein starres Schleppglied eingeschaltet, das nahe
dem oberen Ende mit einem seine Relativbewegung zum Klemmring begrenzenden Anschlag
aersehen ist. Die bereits erwähnte Lösevorrichtung ist an der dem Schleppkeil gegenüberliegenden
Seite des Stempels angeordnet und besteht aus einem schwenkbaren oder verschiebbaren
Löseglied, gegen das der Klemmring sich abstützt. Eine Anwendung dieser bei Grubenstempeln
bekannten Einrichtung bei Gleitbogenausbaurahmen ist jedoch nicht möglich, da zwischen
dem Ausbaurahmen und dem Gebirge der für die die Schrägstellung des Ringes ermöglichende
Löseeinrichtung erforderliche Raum nicht vorhanden ist. Außerdem wird gerade bei
Streckenausbaurahmen auf eine einfache Ausbildung der Spannverbindung besonderer
Wert gelegt, so daß ein solch kompliziertes Schloß, wie es bei dem bekannten Grubenstempel
vorhanden ist, für Gleitbogenausbaurahmen ungeeignet ist.
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Gegenüber den bekannten Vorschlägen gestattet die Erfindung eine besonders
günstige Lösung der Aufgabe, die Verspannung der Profileisen eines Gleitbogenausbaurahmens
an der Verbindungsstelle in praktisch beliebigem Ausmaß bis zu jenem Wert zu erreichen,
der durch die maximale Tragfähigkeit der Profileisen bestimmt ist, d. h. bei dessen
Überschreitung eine bleibende Verformung der Profileisen eintreten würde. Dies wird
erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der zum Verspannen der Profileisen dienende
Spannbügel unmittelbar auf dem aus dem Außeneisen vorragenden Ende des Inneneisens
schwenkbar gelagert ist und der Keil in bei Stempelschlössern an sich 'bekannter
Weise mit einem in den Bereich des Bügels ragenden Mitnehmer derart angeordnet ist,
daß der Spannbügel bei Ineinanderschieben der Profileisen unter Verstärkung der
Verspannung sich zunächst unter Verschwenken auf dem Ende des Innenprofils schräg
stellt und danach den Keil unter überwindung des Reibungsschlusses zwischen diesem
und dem Außeneisen mitnimmt.
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Der Erfindungsgedanke kann in verschiedener Weise verwirklicht werden.
Man kann vorteilhaft den Keil zwischen Spannbügel und dem Boden des Außeneisens
in Längsrichtung der Profile anordnen, wobei am Keil ein in den Bereich des Spannbügels
ragender Ansatz vorgesehen wird, der so weit von den Enden des Keilkörpers entfernt
ist, daß der Keilkörper bei einer durch Erhöhung der Schräglage des Spannbügels
hervorgerufenen Verstärkung der Verspannung nicht kippt, sondern seine flächige
satte Anlage gegen den Boden des Inneneisens auf der ganzen Keillänge beibehält.
Es ist aber auch möglich, zwischen Spannbügel und dem Boden des Außenprofils ein
verschiebbares, vorzugsweise keilförmiges Druckstück vorzusehen, welches den spezifischen
.Flächendruck herabsetzt, und diesem einen oder gegebenenfalls zwei gegenläufige
Spannkeile zuzuordnen, die quer zu den Profileisen verlaufen, wobei ein Ansatz des
Druckstückes in den Bereich des bzw. der -Ouerkeile ragt.
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Bei der Herstellung der Profileisenverbindung gemäß - der Erfindung
wird so vorgegangen, daß der Spannbügel nach Anziehen der Spannkeile, beispielsweise
mittels Hammer, eine' Neigung von etwa 8 bis so' nach rückwärts gegenüber seiner
Lagerung am Ende des Inneneisens hat. Schieben sich nunmehr unter dem auftretenden
Gebirgsdruck die Profileisen ineinander, so stellt sich der Spannbügel zunächst
stärker schräg unter entsprechender Erhöhung der Verspannung, wodurch einer Verringerung
des Reibungsschlusses zwischen den Profileisen infolge Setzens der Profile entgegengewirkt
wird. Sobald die Schrägstellung des Spannbügels eine bestimmte Winkellage erreicht
hat, wird bei weiterem Zusammenschieben der Profile der Reibungsschluß zwischen
dem Keilkörper bzw, dem damit verbundenen Druckstück aufgehoben, womit eine Begrenzung
der Verspannungserhöhung verbunden ist, so daß eine Überbeanspruchung der Profileisen
ausgeschlossen ist.
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An der Verspannungsstelle zwischen ineinandergelegten Profileisen
schräg angeordnete Bügel sind an sich bekannt. Die bekannten Bügel dienen aber nicht
als Spannbügel, sondern als Arretierbügel, d. h. sie haben die Aufgabe, beim Zusammenschieben
der Profileisen den Spannbügel mitzunehmen, damit ein Verkanten desselben verhindert
wird. Nach der vorliegenden Erfindung soll jedoch gerade ein Verkanten des Spannbügels
stattfinden, um das hierdurch entstehende Moment zur Erhöhung der Verspannung ausnutzen
zu können. Auch liegt der bekannte schräge Bügel jeweils auf Flanschen und Boden
des gleichen Eisens auf, womit seine Schrägstellung festgelegt ist und sich beim
Zusammenschieben der Eisen nicht mehr ändern kann. Der Bügel nach der Erfindung
liegt dagegen an zwei verschiedenen Eisen an, nämlich oben auf den Flanschen am
Ende des Inneneisens und unten am Boden des Außeneisens. Er kann
daher
beim gegenseitigen Verschieben der Eisen seine Schräglage verändern.
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In der Zeichnung ist die Erfindung in verschiedenen Ausführungsformen
dargestellt, und zwar zeigt Fig. i eine Seitenansicht einer Ausführungsform einer
Spannverbindung für Profileisenausbaurahmen, Fig. 2 eine andere Ausführungsform
der Spannverbindung, Fig. 3 einen Schnitt nach Linie III-III der Fig. i, Fig. 4
einen Schnitt nach Linie IV-IV der Fig. i, Fig. 5 eine weitere Ausführungsform der
Erfindung.
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In der Zeichnung ist in Fig. i das an der Verbindungsstelle innenliegende
Profileisen des Ausbaurahmens mit i bezeichnet, das Außeneisen mit 2.
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Nach Fig. i und 3 dient zum Verspannen der Profileisen ein etwa ringförmiger
Bügel 3, der mit seinem oberen Quersteg 4 um das aus dem Eisen 2 herausragende Ende
5 des Profileisens i greift. Der Bügel 3 ist schwenkbar in Richtung des Doppelpfeiles
6 an dem Profileisenende 5 gelagert. Der Quersteg des Bügels kann vorteilhaft eine
nach vorn gerichtete Nase 7 haben, die den Durchgang des Spannbügels unter dem Verzug
erleichtert.
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Zwischen dem unteren Quersteg 8 des Spannbügels 3 und dem Boden 9
des Außeneisens 2 ist ein Keil io angeordnet, der bei der Ausführungsform nach Fig.
i und 3 in Längsrichtung der Profileisen verläuft. An dem Keilkörper io ist ein
Vorsprung i i vorgesehen, der in den Bereich des Quersteges 8 des Bügels 3 hineinragt.
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Beim Herstellen der Verbindung wird der Keil 1o so weit eingetrieben,
daß die Anfangsspannung der Profileisen i und 2 bei einer gewissen Schräglage des
Bügels erreicht ist. Diese Schräglage soll etwa einem Winkel von 8 bis io° entsprechen.
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Schiebt sich das Profileisen i bei steigendem Gebirgsdruck weiter
in das Profileisen 2 hinein, so wird die Schräglage des Spannbügels erhöht, indem
der untere Quersteg 8 seine Lage relativ zum Eisen 2 beibehält, der obere Quersteg
.4 aber sich mit dem Eisen i relativ zum Eisen 2 verschiebt. Ist dieAnfangsspannung
der Profileisen vergleichsweise gering, so wandert der untere Quersteg 8 des Spannbügels
3 zunächst auf der Schrägfläche 12 des Keiles io aufwärts, bis er gegen den Vorsprung
i i stößt. Danach steigert sich bei weiterem Ineinanderschieben der Profile die
Schräglage des Bügels 3, wodurch die Spannkräfte entsprechend erhöht «-erden. Dies
setzt sich so lange fort, bis der Reibungsschluß zwischen Keilkörper io und dem
Boden 9 des Außeneisens überwunden ist. Der Spannbügel 3 behält dann beim weiteren
Ineinanderschieben der Profile diese maximale Schräglage bei, d. h. die Verspannung
der Profile erhöht sich dann nicht mehr, so daß eine Deformierung der Profileisen
nicht eintreten kann.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 wird die Verspannung des Spannbügels
3' durch quer zur Längsrichtung -der Profile gestellte Keile i4 bewirkt, die gegenläufig
durch die Öffnung 15 der Schenkel des Bügels 3' gesteckt sind und auf ein vorteilhaft
keilförmiges Druckstück 16 wirken, mit dem die Keile 15 in Längsrichtung der Profile
gekuppelt sind. Die Wirkungsweise der Spannvorrichtung nach Fig. 2 entspricht der
nach Fig. i.
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Der Spannbügel kann ringförmig sein, wie in Fig. 3 angedeutet. Man
kann aber auch den oberen Quersteg-4 durch hakenförmige Abbiegungen 17 der Spannbügelschenkel
ersetzen. Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist der Spannbügel U-förmig und an
den Enden mit Lageraugen für die Anzugskeile versehen.
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Der Keilkörper io und das Druckstück 16 werden vorteilhaft der Raumform
des Bodens 9 des Außeneisens so angepaßt, daß sie beiderseits der Symmetrieebene
an den Profileisen anliegen, in der Mitte aber ein Zwischenraum 18 frei bleibt.
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Um das Ende des Außeneisens am Inneneisen zu führen, wird vorteilhaft
der durch Fig. i und dargestellte Spannbügel benutzt, der aus einem U-förmigen Körper
2o besteht, welcher unten durch eine Spannschraube 21 zusammengehalten wird. An
dem Körper 2o sind seitliche Lappen 22 befestigt. die sich gegen die Stirnseite
des Außenprofils 2 anlegen, so daß der Bügel 2o vom Außeneisen mitgenommen wird.
Zur Verspannung kann .hier ein rahmenartiger Keilkörper 23 benutzt werden, der in
Längsrichtung der Profileisen verläuft, wie aus Fig. i ersichtlich, aber auch quer
dazu gestellt sein kann.
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Die rahmenartige Ausbildung des Spannkeiles 23 hat den Vorteil, daß
der Keil unverlierbar mit dem Bügel 2o verbunden ist, und zwar auch im gelösten
Zustand der Verbindung. Es ist übrigens möglich, auch den Keil io, der dem Spannbügel
3 zugeordnet ist oder dem anderen in der Zeichnung dargestellten entsprechenden
Spannbügel rahmenförmig auszubilden, um ihn unverlierbar zu machen.
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Bei der Ausführungsform nach Fig.5 ist der Spannbügel 24, der am freien
Ende des Außeneisens 2 angeordnet ist, ähnlich ausgebildet wie der Spannbügel 3.
-Der Bügel 24 hat jedoch beiderseits je einen Lappen 25, der die Stirnfläche des
Außeneisens 2 übergreift, ähnlich wie die Lappen 22 gemäß Abb. ,4.
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Der Bügel 24 kann in einer zur Neigung des Bü&els 3 entgegengesetzten
Schräglage mittels des Keiles 26 festgestellt werden, der entsprechend dem Keil
io ausgebildet ist.
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Statt dessen ist es aber auch möglich, den Spannbügel 24', wie Fig.
6 verdeutlicht, mit der gleichen Neigungsrichtung wie den Spannbügel 3 auszuführen.
In diesem Falle werden die das Außeneisen 2 umgreifenden Arme 27 entsprechend verlängert,
so daß der Bügel 24 beim Ineinanderschieben der Profile keine wesentliche Veränderung
seiner Schräglage erfährt.
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Man kann aber auch die Arme 27 in einer tiederen Stellung am Bügel
24' vorsehen, wie durch die strichpunktierten Linien 17 angedeutet. In diesem Falle
führt der Bügel 24 beim Zusammenschieben
infolge der" Reibung des
oberen. Quersteges 8' am Inneneisen i eine Schwenkbewegung aus, die dazu führt,
daG der untere Quersteg 4 auf der Schrägfläche des Keiles 26' weiter aufläuft. Wird
hierbei der Keilkörper 26' in geeigneter Weise ausgeführt, so wird durch diese Schwenkbewegung
die Spannwirkung auf die Eisen erhöht und eine bedeutende Nachspannung der Verbindung
erreicht.
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Die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung werden je nach den
Belastungsverhältnissen gewählt. Die Ausführung der Spannverbindung als Bügel 2o
mit Rahmenkeil 23 ist bei vergleichsweise geringen Beanspruchungen vorteilhaft.
Der Spannbügel 3 nimmt höhere Kräfte auf bzw. bewirkt eine stärkere Nachspannung.
Für noch stärkere Belastungen ist die Ausführungsform der Spannverbindung nach Fig.
5 oder 6 vorteilhaft, die mit zwei den beiden Enden der Profileisen zugeordneten
Spannmitteln arbeitet. Es ist daher unter Umständen vorteilhaft, einzelne Ausführungsformen
der Spannmittel für sich zu verwenden, um die jeweils auftretenden Gebirgsdrücke
durch einen Reibungsschluß begrenzter Druckaufnahme abzuleiten.
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Anstatt die Spannmittel einzeln oder paarweise an den Verbindungsstellen
vorzusehen, kann man auch Gruppen von mehreren solcher Spannmittel anbringen, falls
besonders hohe Druckkräfte in Betracht kommen.