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Gleitbogen, insbesondere für den Streckenausbau Bei einem insbesondere
für den Streckenausbau im untertägigen Grubenbetrieb bestimmten Gleitbogen ist es
bekannt, durch Walzen hergestellte geflanschte Rinnenprofile kongruenten Querschnitts
zu verwenden, welche mit den Profilflanschen oder Profilböden aufeinander abgestützt
sind. Hierzu erhalten die betreffenden Flansch- oder Bodengurtungen der Profile
beim Walzen eine entsprechend größere Stärke als die Profilstege. Durch diese Materialanhäufung
in den Flansch- und/oder Bodengurtungen erreicht man, daß die Binnenprofile neben
ihren sonstigen Vorteilen eine erhebliche Widerstandsfähigkeit gegen Querschnittsverformungen,
insbesondere bei Torsionsbeanspruchungen, erhalten. Außerdem wird hierdurch verhindert,
daß das Innenprofil bei stärkerem Gebirgsdruck übermäßig tief in das Außenprofil
hineingepreßt wird und dieses zum Aufklaffen bringt.
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Es ist ferner bereits vorgeschlagen worden, für den Gleitbogenausbau
aus Blech gepreßte Rinnenprofile zu verwenden, bei denen die Profilflansche und
die Profilböden die gleiche Wandstärke wie die Profilstege besitzen. Derartige aus
Blech gepreßte Profile besitzen gegenüber Walzprofilen zwar den Vorteil einer wesentlich
einfacheren und billigeren Herstellung, da hierzu keine Walzwerke einschließlich
kostspieliger Walzensätze erforderlich sind, sondern die Profile unter Verwendung
verhältnismäßig einfacher Mittel in ihre Form gepreßt werden können. Diese Profile
besitzen jedoch den Nachteil einer nur geringen Widerstandsfähigkeit
gegen
Querschnittsverformungen, die auch durch eine bereits vorgeschlagene Umbördelung
der Flansche nur in unzulänglichem Maße vergrößert werden kann. Zum anderen ist
bei derartigen kongruenten, d. h. gegeneinander austauschbaren, aus Blech gepreßten
Profilen lediglich eine Abstützung der sich überlappenden Profilenden über die schräggestellten
Profilstege möglich, während zwischen den Profilflanschen - auch wenn sie in der
bereits vorgeschlagenen Weise umgebördelt sind - und zwischen den Profilböden ein
Spalt verbleibt. Dies hat einmal zur Folge, daß verhältnismäßig komplizierte und
erhebliche Abmessungen besitzende Klemmittel für die Verspannung der Profile erforderlich
sind, weil sie nicht nur eine ausreichend sichere Verspannung der Profile gewährleisten
müssen, sondern außerdem die bei aus Blech gepreßten Profile in besonders starkem
Maße verformungsempfindlichen Profilstege so abstützen müssen, daß eine Querschnittsverformung
der Profile nach Möglichkeit vermieden wird. Aber selbst bei Verwendung derart komplizierter
Klemmittel läßt sich bei diesen nur über die Profilstege abgestützten, aus Blech
gepreßten Rinnenprofilen nicht vermeiden, daß bei stärkerem Gebirgsdruck das Innenprofil
unzulässig tief in das Außenprofil hineingedrückt wird und dieses zum Aufklaffen
bringt, was eine erhebliche Beeinträchtigung der Tragfähigkeit und Standfestigkeit
des Ausbaues zur Folge hat.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, unter Beibehaltung der
den Blechprofilen eigentümlichen Vorteile, die insbesondere in ihrer einfacheren
und billigeren Herstellung liegen, diese so zu gestalten, daß ihre vorerwähnten
Nachteile beseitigt werden. Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von solchen
aus Blech. gepreßten Rinnenprofilen kongruenten Querschnittes aus, die im Bereich
wenigstens einer Gurtung quergebogen oder quergefaltet sind und deren sich überlappende
Enden gleichsinnig ineinanderliegen, kennzeichnet sich diesen gegenüber jedoch durch
eine derartige Querbiegung oder Querfaltung der Gurtungen (Boden- und/oder Flanschgurtungen),
daß in Kombination a) die Windungen oder Falten der Gurtungen sich flächig berühren
und b) die im Überlappungsbereich einander zugekehrten Falten oder Windungen der
ineinanderliegenden Profile flächig aufeinander abgestützt sind.
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Hierdurch erreicht man zunächst, daß die aus Blech gepreßten Profile
eine ähnlich große Widerstandsfähigkeit gegen Querschnittsverformungen erhalten
wie die bekannten Walzprofile mit verstärkten Flanschen und/oder Böden, sich diesen
gegenüber jedoch wesentlich einfacher und billiger herstellen lassen. Zum anderen
wird durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Querbiegung oder Querfaltung der Gurtungen
erreicht, daß die durch die Klemmittel und den Gebirgsdruck auf die Profile übertragenen
Kräfte soweit wie möglich von den bei Blechprofilen besonders leicht verformbaren
Profilstegen ferngehalten werden, so daß die Gefahr einer Verbiegung der Stege gegenüber
den bekannten Profilen dieser Art erheblich verringert wird. Dies hat wiederum zur
Folge, daß erheblich einfacher ausgebildete und geringere Abmessungen besitzende
Klemmittel verwendet werden können, da infolge der Abstützung der Profile über die
gebogenen oder gefalteten Boden- und/oder Flanschgurtungen eine innen- bzw. außenseitige
Abstützung der Profilstege im Überlappungsbereich der Profile nicht mehr erforderlich
ist und insbesondere eine Verspannung der Profilflansche mit sehr einfach ausgebildeten
Klemmitteln erfolgen kann. Vor allem wird durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene
Querbiegung oder Querfaltungen der Gurtungen jedoch erreicht, daß jegliche Gefahr
eines unzulässig tiefen Hineinpressens des Innenprofils in das Außenprofil und damit
die Gefahr eines Aufklaffens des Außenprofils vermieden wird.
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Um die Verwendung kongruenter Profile zu ermöglichen, darf in an sich
bekannter Weise der Öffnungswinkel zwischen den Profilstegen die Größe von etwa
r5° nicht unterschreiten, während zur Vermeidung ungünstiger statischer Verhältnisse
ein Winkel von etwa 55° nicht überschritten werden soll.
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Am günstigsten ist es, wenn die Profile im Bereich der Flansche mit
Faltungen oder Windungen versehen sind, welche sich aufeinander abstützen, während
zwischen den Profilböden ein Spalt verbleibt. Hierdurch ergibt sich ein Ausbauelemetlt
von besonders hohem Widerstand gegen Torsionsbeanspruchungen,wobei außerdem eine
gute Übertragung der Torsionsmomente zwischen den ineinanderliegenden und sich mit
den Flanschen aufeinander abstützenden Profilen erreicht wird.
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Es ist jedoch auch möglich, daß die Profile sich finit den gefalteten
Profilböden aufeinander abstützen, während zwischen den Profilflanschen ein kleiner
Spalt verbleibt.
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Ferner besteht die Möglichkeit, daß außer den im Überlappungsbereich
sich aufeinander abstützenden Profilgurtungen auch diejenigen Gurtungen umgebördelt
bzw. gefaltet sind, die sich nicht aufeinander abstützen.
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In allen Fällen ist es zweckmäßig, wenn die Profile im überlappungsbereich
außer mit ihren Böden und/oder Flanschen auch mit den Stegen einander berühren bzw.
gegeneinandergepreßt sind, wie dies an sich bekannt ist.
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Ein einfaches Herstellungsverfahren für die erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Profile ergibt sich dadurch, daß die Umbördelung der Flansche und/oder die Faltung
des Bodens der Profile gleichzeitig mit der Pressung der Profile aus Blech erfolgt.
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Die Profile nach der Erfindung können auch für Grubenstempel Verwendung
finden, wobei dann die gleichsinnig ineinanderliegenden Profile den Innen-und Außenstempel
bilden.
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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung an Hand mehrerer
Ausführungsbeispiele veranschaulicht. Es zeigt
Fig. i einen Grubenausbaurahmen
in Bogenform, Fig. 2 einen Querschnitt zu Fig. i in größerem Maßstab im Bereich
der Überlappung z, Fig. 3 eine andere Ausführungsform, gleichfalls im Querschnitt
und in größerem Maßstab.
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Bei allen Ausführungsformen bedeutet i die Profilstege, 2 die gefalteten
Profilböden und 3 die umgebördelten Flansche. Mit X-X und Y-Y sind die Hauptträgheitsachsen
bezeichnet, während a den von den Profilstegen eingeschlossenen Öffnungswinkel darstellt.
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Fig. i zeigt einen aus drei Segmenten Si, S2, S3 bestehenden bogenförmigen
Streckenausbaurahmen. Diese Segmente bestehen aus mit Flanschen 3 versehenen Rinnenprofilen,
welche sich mit ihren Enden im Bereich z überlappen, d. h. gleichsinnig ineinanderliegen
(vgl. Fig. 2) und in diesem Bereich durch Spann- oder Führungsmittel miteinander
gekuppelt sind. Gemäß Fig.2 erfolgt diese Verspannung in an sich bekannter Weise
durch Bügelschrauben y und Klemmlaschen k, welche die Flansche und/oder Böden
gegeneinanderpressen. Selbstverständlich können die Spann- bzw. Führungsmittel auch
in anderer Weise ausgebildet sein. Ebenso können andere als in Fig. i dargestellte
Bogen- und/oder Ringformen für den Rahmen benutzt werden. In allen Fällen handelt
es sich um einzeln stehende, in Abständen angeordnete Rahrnen, die gegebenenfalls
in bekannter Weise durch quergerichtete Bolzen gegeneinander abgestützt sein können.
Bei Überschreiten eines gewissen Gebirgsdruckes können sich die Segmente S1, S2,
S3 teleskopartig ineinanderschieben, wobei ein Widerstand überwunden werden muß,
der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch die Reibung zwischen den Profilflächen
gebildet wird. Bei diesem Ineinanderschieben der Profilsegmente nimmt schließlich
der Ausbaurahmen die in Fig. i strichpunktiert gezeichnete Form an, gemäß welcher
sich der von dem Rahmen umschlossene lichte Ouerschnitt der Grubenstrecke erheblich
verringer_t hat.
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Bei allen Ausführungsformen werden im Querschnitt kongruente, symmetrisch
zur Y-Achse ausgebildete Profile benutzt, die sich im Bereich der Überlappung z
(Fig. i) gleichsinnig ineinanderlegen lassen. Der von den Profilstegen i eingeschlossene
Öffnungswinkel liegt am vorteilhaftesten zwischen 2o und :I5°. Bei dem Ausführungsbeispiel
nach Fig. 2 sind die Profilflansche zweifach umgebördelt, während der Boden mit
einer Faltung versehen ist. Die umgebördelten Flansche stützen sich aufeinander
ab, während zwischen den Böden ein kleiner Spalt 1'1 verbleibt. Bei dem Ausführungsbeispiel
der Fig.3 sind die Flansche ebenfalls zweifach umgebördelt, und zwar so, daß sich
die einzelnen Biegungsschenkel satt aufeinanderlegen. Ähnlich legen sich auch die
verschiedenen Bodenfalten satt gegeneinander. Zur Erleichterung der Herstellung
dieser Bodenfaltung sind die Profilstege im unteren Bereich bei i a etwas nach einwärts
eingezogen.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.3 stÜtzen sich die Profile sowohl
mit den Böden als auch mit den Flanschen aufeinander ab, ein Zustand, der im allgemeinen
erst in einer höheren Belastungsstufe durch elastische oder beginnende plastische
Verformung der Profile erreicht wird.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 3, bei welcher eine Anlage der Böden
gegeneinander erfolgt, muß die innere Bodenbreite bi gleich oder größer als die
äußere Bodenbreite b2 des Profils sein.
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Die beschriebene Umbördelung der Flansche und die Faltung der Profilböden
wird zweckmäßig durchlaufend auf die ganze Länge der Profile ausgeführt, doch sind
auch Unterbrechungen denkbar.
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Bei allen dargestellten Ausführungsformen sind sowohl die Flanschgurtungen
als auch die Bodengurtungen umgebördelt bzw. gefaltet. Diese Ausführungsform ist
in bezug auf die Vermeidung von Querschnittsverformungen die günstigste, doch sind
bei geringeren Beanspruchungen Ausführungsformen denkbar, bei denen nur die Flansche
oder nur die Böden umgebördelt bzw. gefaltet sind, derart, daß sich die umgebördelten
bzw. gefalteten Teile aufeinander abstützen.
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Bei allen Ausführungsformen soll der Boden 2 der Profile eine im Verhältnis
zur Profilhöhe H geringe Breite besitzen, so daß also auch die Gesamtbreite des
Profils im Interesse eines großen Widerstandes gegen Querschnittsverformung klein
gehalten wird.
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Am günstigsten ist eine Ausführungsform, bei welcher die Werkstoffverteilung
so erfolgt, daß die Widerstandsmomente in den beiden Hauptachsen X-X und Y-Y einander
angenähert oder sogar gleichgehalten sind; doch ist je nach den im Grubenbetrieb
gestellten Anforderungen auch eine unterschiedliche Bemessung dieser Momente möglich.
Allzu große Unterschiede in den Widerstandsmomenten müssen allerdings vermieden
werden, und auf keinen Fall darf diesbezüglich eine Annäherung an die Verhältnisse
bei einstegigen Profilen (z. B. Doppel-T-Profilen) erfolgen. In manchen Fällen sind
bei den Profilen nach der vorliegenden Erfindung Differenzen in den Widerstandsmomenten
bis zu 5o"/o, zulässig.