WO1996033336A1 - Ausbaustütze für den untertägigen berg- oder tunnelbau - Google Patents

Ausbaustütze für den untertägigen berg- oder tunnelbau Download PDF

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WO1996033336A1
WO1996033336A1 PCT/EP1996/001634 EP9601634W WO9633336A1 WO 1996033336 A1 WO1996033336 A1 WO 1996033336A1 EP 9601634 W EP9601634 W EP 9601634W WO 9633336 A1 WO9633336 A1 WO 9633336A1
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outer tube
support
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piston
inner tube
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PCT/EP1996/001634
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Theodor Kolk
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Theodor Kolk
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D15/00—Props; Chocks, e.g. made of flexible containers filled with backfilling material
    • E21D15/14—Telescopic props
    • E21D15/28—Telescopic props with parts held relatively to each other by friction or gripping
    • E21D15/285—Telescopic props with parts held relatively to each other by friction or gripping by means of wedges or wedge combinations
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E21D15/14—Telescopic props
    • E21D15/16—Telescopic props with parts held together by positive means, with or without relative sliding movement when the prop is subject to excessive pressure
    • E21D15/18—Telescopic props with parts held together by positive means, with or without relative sliding movement when the prop is subject to excessive pressure with one part resting on a supporting medium, e.g. rubber, sand, bitumen, lead, located in the other part, with or without expulsion or displacement of the medium upon excessive pressure
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
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    • E21D15/00—Props; Chocks, e.g. made of flexible containers filled with backfilling material
    • E21D15/14—Telescopic props
    • E21D15/44—Hydraulic, pneumatic, or hydraulic-pneumatic props

Definitions

  • the invention relates to an extension support for underground mining or tunnel construction, consisting of two telescopically telescoping tubes closed at the free ends, which can be clamped against the mountains by means of a hydraulically operating setting device and between which a locking device is provided, by means of which the inner tube can be mechanically fixed to the outer tube in different extension lengths, the interior of the support being able to be filled with building material while maintaining the setting load.
  • Such building props filled with building materials have recently been used frequently instead of the wooden stamps or hydraulic individual stamps previously used. They have the advantage that they can apply very high supporting forces with a very light construction. Since the pipes essentially only serve as tensile shells for the largely pressure-resistant building material, the design principles of lightweight construction can be used consistently in the design of the steel structure. Because of the uncritical loading of the pipes, simple welded pipes made of cheap structural steel can be used. As long as the pipes are still empty, the supports have a very low weight and can therefore be transported and handled at the installation site become.
  • these expansion supports - in contrast to hydraulic individual punches - can be used as a so-called lost expansion, which can easily remain in the offset area after use, for example in the transitional area of the face / stretch.
  • Such a lost expansion in the area of the route seam also has advantages with regard to the further stability of the route.
  • Such a building material-filled support is known, for example, from DE-PS 41 15 2o9.
  • This support which is known from this prior art, uses a plurality of hydraulic tensioning cylinders for tensioning before the building material is filled in, which are attached to the outside of the outer tube and the inner tube and move the inner tube against the outer tube. In the extended position, a locking device fixes the inner tube on the outer tube in the respective extended position. The hydraulic clamping cylinders can then be removed. Finally, the extension prop braced against the mountains in this way is filled with the building material.
  • expansion support can only absorb relatively small forces until it is filled with the building material, because the mechanical locking device always first requires a certain insertion path of the inner tube against the outer tube, before it is worth mentioning Can absorb forces.
  • the known expansion supports are therefore not sufficiently early to support . and require a relatively large convergence to develop their full support.
  • the older, not prepublished DE 43 38 83o Cl discloses a similar support, in which the inner end of the inner tube is closed and in this way forms a piston which is guided in a sealed manner in the outer tube and through which the interior of the support in is divided into two chambers, both with building material, eg compressible foam concrete, can be filled.
  • the piston does not serve here to set the support with a high setting load, but rather to achieve a defined flexibility of the support in cooperation with the compressible filler.
  • a setting mechanism is used for setting, which is located at the insertion end of the Outer tube is located and adjustable in height on the inner tube can be fixed. With this mechanical setting device, high setting loads cannot be achieved. Likewise, a high setting load cannot be achieved by filling expanding foam into the interior of the support. Such foam is namely compressible and can therefore not generate high setting loads.
  • the object of the invention is an extension support for underground mining and tunneling, consisting of an inner tube and an outer tube, which are designed to be closed at their free ends, telescopically telescopic, and can be pushed into different extension lengths by means of a mechanical locking device can be fixed to one another, a piston which can be hydraulically loaded with set pressure and which acts on the inner tube in the direction of extension, which is designed as a flying component separate from the inner tube, and which places the interior of the support into a one located below the piston is arranged in the outer tube first chamber (lower chamber) and a second chamber (upper chamber) located above the piston, the first chamber (lower chamber) being assigned a first filling connection, via which this chamber can be pressurized with a pressurized pressure medium, and the second chamber (upper chamber) a second Rac is assigned via which the extension support can be filled with building material over its entire length by displacing the flying piston up to the end of the outer tube.
  • a mechanical locking device can be fixed to one another
  • the support according to the invention initially has the advantage that the setting and bracing against the mountains is extremely simple.
  • a suitable hydraulic pressure medium is applied to the lower chamber of the support.
  • Water from the underground, as a rule existing low-pressure water pipe, is suitable for this purpose. This usually leads to a pressure of 40 bar, which, in view of the large diameter of the outer tube, is sufficient to generate a considerable setting force.
  • the operations for the setting process are just as simple as for hydraulic individual punches. In particular, the laborious manipulation of separate setting cylinders is eliminated.
  • the extension support set in this way is - just like a hydraulic single punch - very early support, so it counteracts the onset of convergence from the outset with a considerable support force.
  • the mechanical locking device develops its full load-bearing capacity, so that the pressure medium loading the piston can be released and the extension support can be filled with construction material via the second filler connection.
  • the flying piston is pushed back as far as desired — possibly to the bottom of the outer tube.
  • the inner tube is fixed to the outer tube by means of the mechanical locking device.
  • a particularly advantageous embodiment of the expansion support according to the invention provides that the mechanical locking device consists of two ring wedge elements, which can be pushed into one another between the lower end of the inner tube and the piston, one of which, when pushed into one another, with plastic expansion of the Outer tube is radially expandable.
  • This design of the mechanical locking device results in an early-bearing and very stable mechanical bond between the inner tube and the outer tube.
  • a particular advantage of this mechanical connection is that the inner tube remains displaceable against the outer tube over a relatively long distance while maintaining a very high setting load.
  • the outer tube is plastically widened over the length of the sinking path. This plastic expansion is visible from the outside on the outer support and shows to the miner that a certain convergence has already occurred on this support.
  • the locking device can also have a ring wedge which can be fixed on the outer circumference of the inner tube and which can be inserted into the outer tube from above with a plastic widening of the outer tube.
  • a locking device designed in this way is also flexible over a very large movement path while maintaining a high supporting force and enables the extension support to be given a suitable supporting characteristic.
  • the ring wedge on its inner circumference is expediently exposed to the friction between the ring wedge and the inner tube. heightening means. In this way, the ring wedge attaches to the inner tube in the axial direction, so that the flexibility of the locking device is given primarily by the plastic widening of the outer tube.
  • a ring of elastically prestressed material rests on the upper side of the ring wedge, which ring is supported on the upper end of the outer tube and presses the ring wedge downward in the axial direction. This ensures that the ring wedge immediately begins the expansion of the outer tube when convergence begins. The removal prop thus develops the full support force after a relatively small sinking distance in the area of the locking device.
  • the piston used for the support according to the invention is suitably made of resilient and / or plastically resilient material, in particular plastic, has a ring-lip seal conforming to the wall of the outer tube and is attached to the bottom of a pot-shaped, rigid guide element.
  • a piston can be manufactured very cheaply and is sufficiently wear-resistant for the single use of the support.
  • a pressure relief valve can expediently be assigned to the lower chamber.
  • Such a pressure relief valve which is known in principle from hydraulic rams, has the advantage in combination with the flying piston that the extension support can be filled over its entire length with building material while maintaining the pressure prevailing in the subchamber. To do this, however, a building material pump is required, which is the one to be supplied to the upper chamber Building material with a pressure that is slightly greater than the opening pressure of the pressure relief valve.
  • the rupture disk serving as a pressure limitation is assigned to the lower chamber.
  • This rupture disc responds - just like the pressure limiting valve - when a certain pressure is exceeded. This pressure occurs when the convergence has progressed accordingly and the support is loaded to such an extent that the mechanical locking device develops its full load-bearing capacity. For the miner on site, the broken rupture disc is an indication that he can now fill this expansion support with building material.
  • the support can optionally also be provided with axially compressible spring elements on the foot or head side.
  • the wall of the outer tube is provided with bores which serve to limit the stroke and which, when run over by the piston, connect the lower chamber to the atmosphere.
  • the walls of the inner and outer tubes are provided with drainage bores in the overlap area, which complement or support the drainage device located in the column head.
  • the drainage holes allow water to escape from the filled building material. This removal of excess water is important so that the building material can form a supporting column and can set if necessary.
  • the drainage holes in the outer pipe are expediently covered with a water-permeable and at the same time building material-retaining fabric.
  • the support according to the invention finally provides that the outer tube and the inner tube are arranged in the interior of a casing consisting of two nested, telescoping tubes that have a larger diameter than the extension support over their entire length, the Annulus between the support and the casing can be filled with building material.
  • a casing consisting of two nested, telescoping tubes that have a larger diameter than the extension support over their entire length, the Annulus between the support and the casing can be filled with building material.
  • FIG. 1 shows a support according to the invention schematically in longitudinal section without pressure medium and building material
  • FIG. 2 shows the support according to FIG. 1 during the setting process
  • FIG. 4 shows the support according to FIG. 1 before it is filled with building material
  • FIG. 5 shows the support according to FIG. 1 after it has been filled with building material
  • FIG. 6 shows a support according to the invention with an expanding spring ring as
  • FIGS. 7, 8 and 9 an extension support according to the invention with a further embodiment of the locking device
  • FIGS. 7, 8 and 9 shows a development of the support shown in FIGS. 7, 8 and 9; 11 shows a detailed representation of the piston;
  • FIG. 13 shows an expansion prop according to the invention with a resilient head part
  • FIG. 14 shows a support according to the invention with compressible hollow bodies in the lower chamber
  • the overall support is designated by the reference numeral 1. It consists of an outer tube 2, closed at the bottom and open at the top, in which an inner tube 3, which is open at the bottom and closed at the top, can be pushed out. At the lower end of the inner tube 3 there is a piston 4, which is sealingly guided in the outer tube 2 and serves to push out the inner tube 3. Below the piston 4 there is a first chamber (lower chamber 5) in the outer tube 2, which is connected via a filling Final 6 with a suitable pressure medium, such as pressurized water can be acted upon.
  • a suitable pressure medium such as pressurized water
  • a second chamber (upper chamber 7) which is essentially formed by the inner tube 3 and is provided with a filling connection 8 at the upper end.
  • the inner tube 3 can be fixed to the outer tube 2 by means of a locking device 9.
  • This locking device 9 has an annular wedge lo, which can be fixed on the outer circumference of the inner tube 3 and can be inserted into the outer tube 2 from above with plastic widening of the outer tube 2.
  • the piston 4 is designed as a flying piston, i.e. it is a separate component from the inner tube 3 and is supported on the inner tube 3 from below.
  • the support can now be filled with building material from above via the filling connection 8
  • the building material presses the piston 4 in the outer tube 2 to the bottom thereof, so that the extension support is filled with building material over its entire length. If one wants to fill only a part of the length of the support with building material in order to achieve a certain load-bearing behavior, the filling process can be interrupted at any time.
  • the building material can be filled at any point in time as soon as the locking device 9 is sufficiently worn.
  • the support behavior of the support according to the invention can be adapted at any time to the rock pressure and the convergences that occur.
  • the miner still has numerous options on site to influence the support behavior of the support according to the invention.
  • FIG. 6 largely corresponds to the embodiment of FIG. 1.
  • an expansion spring ring 11 is arranged at the lower end of the inner tube 3, which is elastically preloaded in the radial direction and with its resilient tongues on the inner wall of the outside ⁇ tube 2 abuts.
  • the spring tongues are arranged so that the inner tube can be moved upwards together with the expanding spring ring 11, but does not permit a downward movement.
  • spread out the tongues of the expansion spring ring in the radial direction such that a frictional or positive connection to the outer tube 2 is produced.
  • the inner tube 3 is provided at its lower end with a radially expandable ring wedge element 12, into which a piston element 4 supported above the piston 4 is supported Counter ring wedge element 13 can be inserted from below. If the mating ring wedge element 13 is inserted from below into the radially expandable ring wedge element 12, it expands with the plastic expansion of the outer tube 2, so that an extremely stable connection with immediate bearing properties between the inner tube 3 and the outer tube 2 results.
  • shearable projections 12a which project radially inwards and which must first be sheared off by the counter ring wedge element 13 before the counter ring wedge element 13 can be inserted into the ring wedge element 12.
  • the cross-sections of the projections 12a which can be sheared off are selected to be so large that the counter-ring wedge element 13 can only be pushed into the ring wedge element 12 when a predetermined, relatively high setting load is exceeded.
  • corresponding shearable projections can optionally also be provided on the wedge surfaces of the mating ring wedge element 13.
  • FIG. 11 shows a detailed representation of the piston 4.
  • This consists of an elastically and / or plastically flexible material, in particular of plastic, and has an annular lip 4a which clings to the wall of the outer tube.
  • the piston 4 is at the bottom of a cup-shaped, attached rigid guide element 4b, which consists for example of steel.
  • This guide element 4b gives the piston the required guidance and rigidity, while the lip seals 4a ensure the tightness.
  • a piston designed in this way is inexpensive to manufacture and is therefore particularly suitable for single use.
  • FIG. 12 shows an embodiment of the support according to the invention, in which the lower chamber 5 is assigned a rupture disk 14 serving as a pressure limitation. This rupture disc responds when the load on the support has progressed to such an extent that the blocking device 9 bears sufficiently.
  • the inner tube 3 is provided on the head side with axially compressible spring elements 15.
  • Such spring elements 15 can optionally also be arranged on the foot side of the outer tube 2.
  • elastically compressible hollow bodies in particular in the form of air-filled hollow bodies 14 or foam bodies, can optionally be arranged in the subchamber 5. These elastically compressible hollow bodies 14 bring about additional elastic compliance of the support.
  • bores 18 are provided in the wall of the outer tube 2 at a distance from its upper end, which serve as a stroke limitation and which, when they are run over by the piston, connect the lower chamber 5 to the atmosphere. As soon as this connection is established, the piston 4 can of course no longer be moved upward. 15 also shows drainage bores 19 in the inner tube 3 and 20 in the outer tube 2, which are located in the overlap area of the inner tube 3 and outer tube 2.
  • the drainage bores 20 of the outer tube 2 are covered on the outside by a water-permeable fabric 21, which is dense for building material.
  • the support bracket naturally has the usual drainage device in the column head.
  • the ring wedge 10 is provided on its inside with sharp projections 10 a which engage in the outer wall of the inner tube 3.
  • a ring 22 made of elastically prestressed material is arranged above the ring wedge lo, which in turn is supported on the upper end of the outer tube 2 and presses the ring wedge lo downward in the axial direction.
  • the piston 4 has an elastic projection 4c which projects downward and which, after the expansion support has been filled with building material, abuts the bottom of the outer tube 2 and likewise ensures elastic support behavior.
  • the support is arranged inside a sheathing consisting of two nested tubes 23, 24 that are telescopically nested. Over its entire length, this casing has a larger diameter than the support 1, the annular space between the support 2, 3 and the casing 23, 24 being fillable with building material via a filler connection 25 arranged at the top.
  • the expansion support 2, 3 arranged in the interior of the casing 23, 24 can, as explained above, be set by a hydraulic loading of the piston 4 with such a large setting load that Locking device 9 are mechanically fixed and are filled with construction material over their entire length via the upper filling connection 8. In conjunction with the sheathing, this support has an extremely high load-bearing capacity.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine mit Baustoff befüllbare Ausbaustütze für den untertägigen Berg- und Tunnelbau, die vor der Befüllung mit Baustoff mittels einer hydraulisch arbeitenden Setzvorrichtung gegen das Gebirge verspannbar ist. Um die Handhabung einer solchen Ausbaustütze zu vereinfachen und um der Ausbaustütze frühtragende Eigenschaften zu geben, schlägt die Erfindung vor, daß die Setzvorrichtung in die Ausbaustütze integriert ist und einen in einem Außenrohr (2) abgedichtet geführten, auf ein Innenrohr (3) im Ausfahrsinne einwirkenden Kolben (4) aufweist, der eine in dem Außenrohr (2) befindliche erste Kammer (5) abschließt, die über einen Füllanschluß mit einem unter Setzdruck stehenden Medium beaufschlagbar ist, wobei auf der der ersten Kammer (5) abgewandten Seite des Kolbens (4) eine zweite Kammer (7) vorgesehen ist, die über einen gesonderten Füllanschluß (8) mit Baustoff befüllbar ist. Dabei ist der Kolben (4) ein vom Innenrohr (3) getrenntes Bauteil und kann beim Befüllen von Baustoff unter dem Druck des Baustoffs in der Unterkammer (5) gegebenenfalls bis zu deren Boden verschoben werden.

Description

Ausba s ütze für den ntertägigen Berg- oder Tunnelbau
Die Erfindung betrifft eine Ausbaustütze für den unter- tägigen Berg- oder Tunnelbau, bestehend aus zwei teles¬ kopartig ineinanderschiebbaren, an den freien Enden ge¬ schlossenen Rohren, die mittels einer hydraulisch arbei¬ tenden Setzvorrichtung gegen das Gebirge verspannbar sind und zwischen denen eine Sperrvorrichtung vorgesehen ist, durch welche das Innenrohr an dem Außenrohr in unterschied¬ lichen Ausfahrlängen mechanisch festlegbar ist, wobei die Innenräume der Ausbaustütze unter Aufrechterhaltung der Setzlast mit Baustoff befüllbar sind.
Derartige baustoffgefüllte Ausbaustützen werden neuerdings häufig anstelle der früher verwendeten Holzstempel oder hy¬ draulischen Einzelstempel verwendet. Sie haben den Vorteil, daß sie bei sehr leichter Bauweise sehr hohe Stützkräfte aufbringen können. Da die Rohre im wesentlichen nur als zugfeste Hüllen für den weitgehend druckfesten Baustoff dienen, können bei der Auslegung der Stahlkonstruktion kon¬ sequent die Gestaltungsprinzipien des Leichtbaues angewen¬ det werden. Wegen der unkritischen Belastung der Rohre kön¬ nen einfache geschweißte Rohre aus billigem Baustahl ver¬ wendet werden. Die Ausbaustützen haben, solange die Rohre noch leer sind, ein sehr geringes Gewicht und können des¬ halb gut transportiert und am Aufstellungsort gehandhabt werden. Wegen der Leichtbauweise und der hierdurch ermög¬ lichten billigen Herstellung können diese Ausbaustützen -im Gegensatz zu hydraulischen Einzelstempeln- als sogenannter verlorener Ausbau verwendet werden, der nach Gebrauch z.B. im Übergangsbereich Streb/Strecke ohne weiteres im Versatz- räum stehenbleiben kann. Ein solcher verlorener Ausbau im Bereich des Streckensaumes hat darüber hinaus Vorteile im Hinblick auf die weitere Standfestigkeit der Strecke.
Eine derartige baustoffgefüllte Ausbaustütze ist beispiels- weise aus der DE-PS 41 15 2o9 bekannt. Diese nach diesem Stand der Technik bekannte Ausbaustütze verwendet für das Verspannen vor dem Einfüllen des Baustoffes mehrere hydrau¬ lische Spannzylinder, die außen an dem Außenrohr und dem Innenrohr angesetzt werden und das Innenrohr gegen das Au- ßenrohr verschieben. In der ausgeschobenen Stellung legt eine Sperrvorrichtung das Innenrohr am Außenrohr in der je¬ weiligen Ausfahrstellung fest. Die hydraulischen Spannzy¬ linder können dann abgenommen werden. Abschließend wird die auf diese Weise gegen das Gebirge verspannte Ausbaustütze mit dem Baustoff befüllt.
Die vorbekannte Ausbaustütze der genannten Art hat Nach¬ teile in verschiedener Hinsicht. Zum einen ist die Handha¬ bung der hydraulischen Spannzylinder außerordentlich um¬ ständlich und arbeitsaufwendig. Jeder dieser schweren Spannzylinder muß von Hand angehoben werden, an der Ausbau- stütze angesetzt werden und nach dem Verspannvorgang von dieser wieder abgenommen werden. Zum anderen müssen An¬ schlußmöglichkeiten an ein Hochdruckhydrauliksystem vorhan¬ den sein, beispielsweise ein Anschluß an die Strebhydrau- lik. Weiterhin ergibt sich aufgrund der seitlichen Anbrin¬ gung der Spannzylinder ein ungünstiger Kraftfluß. Auch das Teleskopiermaß ist verhältnismäßig klein. Ein weiterer Nachteil besteht schließlich darin, daß die Ausbaustütze bis zur Befüllung mit dem Baustoff nur ver¬ hältnismäßig geringe Kräfte aufnehmen kann, weil die mecha¬ nische Sperrvorrichtung immer zunächst einen gewissen Ein- schubweg des Innenrohres gegen das Außenrohr benötigt, be¬ vor sie nennenswerte Kräfte aufnehmen kann. Die bekannten Ausbaustützen sind also nicht ausreichend frühtragend .und benötigen für die Entfaltung ihrer vollen Stützkraft eine verhältnismäßig große Konvergenz.
Die ältere, nicht vorveröffentlichte DE 43 38 83o Cl offenbart eine ähnliche Ausbaustütze, bei der das innere Ende des Innenrohres geschlossen ausgebildet ist und auf diese Weise einen Kolben bildet, der abgedichtet in dem Außenrohr geführt ist und durch den der Innenraum der Aus- baustütze in zwei Kammern unterteilt wird, die beide mit Baustoff, z.B. komprimierbarem Schaumbeton, verfüllbar sind. Der Kolben dient hier allerdings nicht zum Setzen der Ausbaustütze mit hoher Setzlast, sondern dazu, im Zusammen¬ wirken mit dem komprimierbaren Füllstoff eine definierte Nachgiebigkeit der Ausbaustütze zu erzielen, zum Setzen dient bei dieser vorbekannten Ausbaustütze eine Setzmecha¬ nik, die sich am Einsteckende des Außenrohres befindet und höhenverstellbar an dem Innenrohr festlegbar ist. Mit die¬ ser mechanischen Setzvorrichtung lassen sich hohe Setzla- sten nicht erzielen. Ebenso kann eine hohe Setzlast nicht durch Einfüllen von expandierendem Schaumstoff in die In¬ nenräume der Ausbaustütze erzielt werden. Solcher Schaum¬ stoff ist nämlich kompressibel und kann deshalb keine hohen Setzlasten erzeugen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Ausbaustütze der ein¬ gangs genannten Art zu schaffen, die einfach zu handhaben ist, mit hoher Setzlast hydraulisch gesetzt werden kann, sofort- oder zumindest frühtragende Eigenschaf en hat und über ihre gesamte Länge mit Baustoff verfüllbar ist.
Gegenstand der Erfindung ist eine Ausbaustütze für den un- tertägigen Berg- und Tunnelbau, bestehend aus einem Innen- röhr und einem Außenrohr, die an ihren freien Enden ge¬ schlossen ausgebildet sind, teleskopartig ineinanderschieb¬ bar sind und mittels einer mechanischen Sperrvorrichtung in unterschiedlichen Ausfahrlängen aneinander festlegbar sind, wobei in dem Außenrohr ein hydraulisch mit Setzdruck beauf- schlagbarer, auf das Innenrohr im Ausfahrsinne einwirkender Kolben angeordnet ist, der als von dem Innenrohr gesonder¬ tes, fliegendes Bauteil ausgebildet ist und den Innenraum der Ausbaustütze in eine unterhalb des Kolbens befindliche erste Kammer (Unterkammer) und eine oberhalb des Kolbens befindliche zweite Kammer (Oberkammer) unterteilt, wobei der ersten Kammer (Unterkammer) ein erster Füllanschluß zu¬ geordnet ist, über den diese Kammer mit einem unter Setz¬ druck stehenden Druckmedium beaufschlagbar ist, und der zweiten Kammer (Oberkammer) ein zweiter Füllanschluß zuge- ordnet ist, über den die Ausbaustütze unter Verschiebung des fliegenden Kolbens bis zum Ende des Außenrohres über ihre gesamte Länge mit Baustoff befüllbar ist.
Die Ausbaustütze gemäß der Erfindung hat zunächst den Vor¬ teil, daß das Setzen und Verspannen gegen das Gebirge außerordentlich einfach ist. Hierzu wird lediglich die Un¬ terkammer der Ausbaustütze mit einem geeigneten hydrauli¬ schen Druckmedium beaufschlagt. Hierzu eignet sich in er¬ ster Linie Wasser aus der untertage in der Regel vorhan¬ denen Niederdruck-Wasserleitung. Diese führt gewöhnlich einen Druck von 4o bar, der in Anbetracht des großen Durch¬ messers des Außenrohres ausreicht, eine beträchtliche Setzkraft zu erzeugen. Die Arbeitsvorgänge beim Setzvorgang sind ähnlich einfach, wie bei hydraulischen Einzelstempeln. Insbesondere entfällt die umständliche Manipulation von gesonderten Setzzylindern. Die so gesetzte Ausbaustütze ist -ebenso wie ein hydraulischer Einzelstempel- ausgesprochen frühtragend, setzt also der einsetzenden Konvergenz von An- fang an eine erhebliche Stützkraft entgegen. Nachdem eine gewisse Konvergenz eingetreten ist, entwickelt die mecha¬ nische Sperrvorrichtung ihre volle Tragkraft, so daß das den Kolben belastende Druckmedium abgelassen werden kann und die Ausbaustütze über den zweiten Füllanschluß mit Bau- stoff befüllt werden kann. Hierbei wird der fliegende Kol¬ ben beliebig weit -gegebenenfalls bis zum Boden des Außen¬ rohres- zurückgedrückt. Während dieses Befüllvorganges ist das Innenrohr mittels der mechanischen Sperrvorrichtung an dem Außenrohr fixiert. Durch Befüllen der Ausbaustütze mit Baustoff in beliebiger Länge kann man das Stützverhalten der Ausbaustütze in weiten Grenzen beeinflussen, ohne daß es eines weiteren technischen Aufwandes bedarf.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Ausbau¬ stütze gemäß der Erfindung sieht vor, daß die mechanische Sperrvorrichtung aus zwei zwischen dem unteren Ende des In¬ nenrohres und dem Kolben angeordneten, ineinanderschiebba¬ ren Ringkeilelementen besteht, von denen eines beim Inein¬ anderschieben unter plastischer Aufweitung des Außenrohres radial aufspreizbar ist. Durch diese Ausbildung der mecha- nischen Sperrvorrichtung ergibt sich ein frühtragender und sehr tragfähiger mechanischer Verbund zwischen dem Innen¬ rohr und dem Außenrohr. Ein besonderer Vorteil dieser me¬ chanischen Verbindung besteht darin, daß das Innenrohr un¬ ter Aufrechterhaltung einer sehr hohen Setzlast über ein verhältnismäßig langen Weg gegen das Außenrohr verschiebbar bleibt. Hierbei wird das Außenrohr über die Länge des Ein¬ sinkweges plastisch aufgeweitet. Diese plastische Aufwei¬ tung ist von außen an der Außenstütze sichtbar und zeigt dem Bergmann an, daß an dieser Ausbaustütze bereits eine gewisse Konvergenz eingetreten ist.
Um zu verhindern, daß die zuletzt diskutierte Variante der Sperrvorrichtung beim Setzen der Ausbaustütze zu früh akti- viert wird, beispielsweise weil beim Ausschieben der Aus¬ baustütze Widerstände überwunden werden müssen, ist weiter¬ hin vorgesehen, daß die Keilflächen des Ringkeilelementes und/oder des Gegenringkeilelementes mit bei einer vorbe¬ stimmten Setzlast abscherbaren Vorsprüngen versehen sind, die eine Verschiebung der Keilflächen gegeneinander erst freigeben, wenn die vorbestimmte Setzlast überschritten wird.
Alternativ kann die Sperrvorrichtung auch als am unteren Ende des Innenrohres angeordneter Spreizfederring ausgebil- det sein, der in radialer Richtung elastisch vorgespannt ist und derart beschaffen ist, daß er eine AusSchubbewegung des Innenrohres relativ zum Außenrohr zuläßt, sich bei einer Einschubbewegung aber derart in radialer Richtung aufspreizt, daß eine reib- und/oder formschlüssige Verbin- düng zum Außenrohr hergestellt wird.
Die Sperrvorrichtung kann auch einen am Außenumfang des In¬ nenrohres festlegbaren Ringkeil aufweisen, der unter pla¬ stischer Aufweitung des Außenrohres von oben in das Außen¬ rohr einschiebbar ist. Auch eine derart ausgebildete Sperr- Vorrichtung ist über einen sehr großen Bewegungsweg unter Aufrechterhaltung einer hohen Stützkraft nachgiebig und ge¬ stattet es, der Ausbaustütze eine geeignete Stützkennlinie zu geben.
Zweckmäßig ist bei der zuletzt genannten Ausführungsform der Sperrvorrichtung der Ringkeil an seinem inneren Umfang mit die Reibung zwischen dem Ringkeil und dem Innenrohr er- höhenden Mitteln versehen. Auf diese Weise legt sich der Ringkeil an dem Innenrohr in axialer Richtung fest, so daß die Nachgiebigkeit der Sperrvorrichtung in erster Linie durch die plastische Aufweitung des Außenrohres gegeben ist.
Weiterhin ist bei dieser Ausführungsform der Sperrvorrich¬ tung vorgesehen, daß an der Oberseite des Ringkeiles ein Ring aus elastisch vorgespanntem Material anliegt, welcher seinerseits am oberen Ende des Außenrohres abgestützt ist und den Ringkeil in axialer Richtung nach unten drückt. Hierdurch wird sichergestellt, daß der Ringkeil bei einset¬ zender Konvergenz sofort die Aufweitung des Außenrohres aufnimmt. Die Ausbaustütze entwickelt also schon nach einem verhältnismäßig geringen Einsinkweg im Bereich der Sperr- Vorrichtung die volle Stützkraft.
Der für die Ausbaustütze gemäß der Erfindung verwendete Kolben besteht zweckmäßig aus elastisch und/oder plastisch nachgiebigem Material, insbesondere aus Kunststoff, weist eine sich an die Wand des Außenrohrs anschmiegende Ring- Lippendichtung auf und ist am Boden eines topfförmigen, steifen Führungselementes befestigt. Ein solcher Kolben kann sehr billig hergestellt werden und ist für den einma¬ ligen Gebrauch der Ausbaustütze ausreichend verschleißfest.
Der Unterkammer kann zweckmäßig ein Druckbegrenzungsventil zugeordnet sein. Ein solches im Prinzip von hydraulischen Stempeln her bekanntes Druckbegrenzungsventil hat in Kombi¬ nation mit dem fliegenden Kolben den Vorteil, daß man die Ausbaustütze im Bedarfsfall unter Aufrechterhaltung des in der Unterkammer herrschenden Druckes über die volle Länge mit Baustoff befüllen kann. Hierzu benötigt man allerdings eine Baustoffpumpe, die den der Oberkammer zuzuführenden Baustoff mit einem Druck liefert, der geringfügig größer als der Öffnungsdruck des Druckbegrenzungsventiles ist.
Besondere Vorteile ergeben sich, wenn der Unterkammer eine als Druckbegrenzung dienende Berstscheibe zugeordnet ist. Diese Berstscheibe spricht -ebenso wie das Druckbegren¬ zungsventil- bei Überschreiten eines bestimmten Druckes an. Dieser Druck tritt auf, wenn die Konvergenz entsprechend fortgeschritten ist und die Ausbaustütze soweit aufgelastet ist, daß die mechanische Sperrvorrichtung ihre volle Trag- kraft entwickelt. Für den Bergmann Vorort ist die gebro¬ chene Berstscheibe ein Hinweis darauf, daß er diese Ausbau- Stütze nunmehr mit Baustoff befüllen kann.
Um die Stützeigenschaften der Ausbaustütze gemäß der Erfin¬ dung weiter günstig zu beeinflussen, können in der Unter- kammer elastische, komprimierbare Körper angeordnet sein, insbesondere in Form von luftgefüllten Hohlkörpern oder Schaumstoffkörpern. Auf diese Weise erhält die Unterkammer genau vorwählbare elastische Eigenschaften bis die volle Stützkraft einsetzt. Durch Einfüllen mehr oder weniger sol- eher Körper können die Trageigenschaften der Ausbaustütze beliebig verändert werden.
Zum zuletzt genannten Zweck kann die Ausbaustütze gegebe¬ nenfalls auch fuß- oder kopfseitig mit axial zusammenpre߬ baren Federelementen versehen sein.
Um den Ausfahrweg der Ausbaustütze gemäß der Erfindung zu begrenzen, ist die Wand des Außenrohres mit Abstand zum oberen Ende des Außenrohres mit als Hubbegrenzung dienenden Bohrungen versehen, die, wenn sie von dem Kolben überfahren werden, die Unterkammer mit der Atmosphäre verbinden. Eine solche Hubbegrenzung kommt in besonders vorteilhafter Weise ohne Anschläge aus, die eine weitaus kompliziertere Bear¬ beitung der Rohre erforderlich machen würden.
Schließlich ist vorgesehen, daß die Wandungen des Innen- und Außenrohres im Überlappungsbereich mit Entwässerungs- bohrungen versehen sind, welches die im Stützenkopf befind¬ liche Entwässerungsvorrichtung ergänzt bzw. unterstützt. Die Entwässerungsbohrungen ermöglichen den Austritt von Wasser aus dem eingefüllten Baustoff. Dieser Entzug von Überschußwasser ist wichtig, damit der Baustoff eine tra- gende Säule bilden kann und gegebenenfalls abbinden kann.
Zweckmäßig sind die Entwässerungsbohrungen des Außenrohres mit einem wasserdurchlässigen und gleichzeitig bau- stoffrückhaltenden Gewebe abgedeckt. Hierdurch wird der Ringraum zwischen dem Innen- und Außenrohr noch mit Bau- stoff gefüllt, zugleich aber der Austritt von Baustoff aus der Ausbaustütze über die Entwässerungsbohrungen vermieden.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Ausbaustütze gemäß der Erfindung sieht schließlich vor, daß das Außenrohr und das Innenrohr im Inneren einer aus zwei ineinandergesteckten, teleskopartig aneinandergeführten Rohren bestehenden Umman- telung angeordnet sind, die über ihre gesamte Länge einen größeren Durchmesser als die Ausbaustütze hat, wobei der Ringraum zwischen der Ausbaustütze und der Ummantelung mit Baustoff verfüllbar ist. Hierdurch ist es möglich, die Aus- baustütze gemäß der Erfindung zu einer sehr tragfähigen Stütze weiterzuentwickeln, die extrem hohe Lasten aufnehmen kann. Eine solche mit einer Ummantelung verstärkte Ausbau¬ stütze kann beispielsweise zur Abstützung von Brückenfel¬ dern an Streckenkreuzen oder dergleichen verwendet werden. Die Ummantelung kann praktisch einen beliebig großen Durch¬ messer haben, so daß sich beliebig große Stützkräfte erzie¬ len lassen. Durch die innen in der Ummantelung angeordnete Ausbaustütze gemäß der Erfindung kann auch diese tragfähige Stütze mit großer Kraft zwischen hängendem und liegendem verspannt werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Ausbaustütze gemäß der Er¬ findung schematisch im Längs¬ schnitt ohne Druckmedium und Baustoff;
Fig. 2 die Ausbaustütze gemäß Fig. 1 während des Setzvorganges;
Fig. 3 die Ausbaustütze gemäß Fig. 1 bei einsetzender Konvergenz;
Fig. 4 die Ausbaustütze gemäß Fig. 1 vor der Befüllung mit Baustoff;
Fig. 5 die Ausbaustütze gemäß Fig. 1 nach der Befüllung mit Bau¬ stoff;
Fig. 6 eine Ausbaustütze gemäß der Er- findung mit Spreizfederring als
Sperrvorrichtung;
Fig. 7, 8 und 9 eine Ausbaustütze gemäß der Er¬ findung mit einer weiteren Aus- führungsform der Sperrvorrich¬ tung;
Fig. 10 eine Weiterbildung der in den Fig. 7, 8 und 9 dargestellten Ausbaustütze; Fig. 11 eine Detaildarstellung des Kol¬ bens ;
Fig. 12 eine Ausbaustütze gemäß der Er¬ findung mit Berstscheibe an der Unterkammer;
Fig. 13 eine Ausbaustütze gemäß der Er¬ findung mit federndem Kopfteil;
Fig. 14 eine Ausbaustütze gemäß der Er¬ findung mit kompressiblen Hohl- körpern in der Unterkammer;
Fig. 15 eine Ausbaustütze gemäß der Er¬ findung mit Hubbegrenzung und Entwässerungsbohrungen;
Fig. 16 Detaildarstellungen einer Sperrvorrichtung mit Ringkei¬ len;
Fig. 17 eine Ausbaustütze gemäß der Er¬ findung mit einer besonderen Ausführungsform des Kolbens;
Fig. 18 eine Ausbaustütze gemäß der Er¬ findung mit Ummantelung.
In Fig. 1 ist die Ausbaustütze in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Sie besteht aus einem unten ge¬ schlossenen und oben offenen Außenrohr 2, in welchem aus- schiebbar ein unten offenes und oben geschlossenes Innen¬ rohr 3 geführt ist. Am unteren Ende des Innenrohres 3 be¬ findet sich ein Kolben 4, der dichtend in dem Außenrohr 2 geführt ist und zum Ausschieben des Innenrohres 3 dient. Unterhalb des Kolbens 4 befindet sich in dem Außenrohr 2 eine erste Kammer (Unterkammer 5) , die über einen Befüllan- Schluß 6 mit einem geeigneten Druckmedium, beispielsweise Druckwasser beaufschlagbar ist.
Oberhalb vom Kolben 4 befindet sich eine zweite Kammer (Oberkammer 7) die im wesentlichen von dem Innenrohr 3 ge- bildet wird und am oberen Ende mit einem Befüllanschluß 8 versehen ist.
Das Innenrohr 3 ist an dem Außenrohr 2 mittels einer Sperr¬ vorrichtung 9 festlegbar. Diese Sperrvorrichtung 9 weist einen am Außenumfang des Innenrohres 3 festlegbaren Ring- keil lo auf, der unter plastischer Aufweitung des Außenroh¬ res 2 von oben in das Außenrohr 2 einschiebbar ist.
Der Kolben 4 ist als fliegender Kolben ausgebildet, d.h. er ist ein von dem Innenrohr 3 gesondertes Bauteil und liegt stützend von unten an dem Innenrohr 3 an.
Nachfolgend wird das Setzen und Befüllen der aus Fig. 1 hervorgehenden Ausbaustütze im einzelnen erläutert. Zu¬ nächst wird, wie aus Fig. 2 ersichtlich, die Ausbaustütze 1 zwischen Hangenden und Liegendem verspannt. Zu diesem Zweck wird über den Befüllanschluß 6 die Unterkammer 5 mit einem für den Setzvorgang geeigneten Druckmedium, z.B. Druckwas¬ ser aus der Niederdruck-Wasserleitung, beaufschlagt. Hier¬ durch wird der Kolben 4 nach oben geschoben und drückt das Innenrohr 3 mit einer verhältnismäßig großen Setzkraft ge¬ gen das Hangende.
Sodann wird der Befüllanschluß 6 abgesperrt. Bei einsetzen¬ der Konvergenz, wird das Innenrohr 3 mit großer Kraft nach unten gedrückt, so daß sich das Außenrohr 2 geringfügig elastisch verformt, d.h. unter dem Einfluß des in der Un¬ terkammer 5 herrschenden Druckes geringfügig dicker wird. Mit zunehmendem Einsinkweg dringt der Ringkeil lo in das obere Ende des Außenrohres ein und weitet dieses plastisch auf. Auf diese Weise lastet sich die Sperrvorrichtung 9 allmählich auf, und zwar soweit, bis die Sperrvorrichtung 9 die erforderliche Stützkraft alleine aufnehmen kann. Sodann wird die Unterkammer 5 entleert. In diesem Zustand wird die Stützkraft allein von der Sperrvorrichtung 9 aufgebracht.
Zur Erhöhung der Stützkraft kann die Ausbaustütze nunmehr von oben her über den Befüllanschluß 8 mit Baustoff befüllt
(Fig. 5) werden. Bei dieser Befüllung mit Baustoff von oben her drückt der Baustoff den Kolben 4 in dem Außenrohr 2 bis auf dessen Boden, so daß die Ausbaustütze über ihre gesamte Länge mit Baustoff befüllt wird. Will man nur eine Teil¬ länge der Ausbaustütze mit Baustoff befüllen, um ein be¬ stimmtes Tragverhalten zu erreichen, kann der Füllvorgang jederzeit unterbrochen werden.
Die Befüllung mit Baustoff kann zu jedem beliebigen Zeit¬ punkt vorgenommen werden, sobald die Sperrvorrichtung 9 ausreichend trägt. Auf diese Weise kann man das Stützver¬ halten der Ausbaustütze gemäß der Erfindung jederzeit dem Gebirgsdruck und den auftretenden Konvergenzen anpassen. Auf jeden Fall hat der Bergmann noch Vorort zahlreiche Mög¬ lichkeiten, das Stützverhalten der Ausbaustütze gemäß der Erfindung in seinem Sinne zu beeinflussen.
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 6 entspricht weitgehend dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1. Hier ist jedoch am un¬ teren Ende des Innenrohres 3 ein Spreizfederring 11 ange¬ ordnet, der in radialer Richtung elastisch vorgespannt ist und mit seinen federnden Zungen an der Innenwand des Außen¬ rohres 2 anliegt. Die Federzungen sind so angeordnet, daß das Innenrohr zusammen mit dem Spreizfederring 11 nach oben verschoben werden kann, eine Verschiebung nach unten aber nicht zuläßt. Bei der Verschiebung nach unten spreizen sich die Zungen des Spreizfederringes derart in radialer Rich¬ tung auf, daß eine reib- oder formschlüssige Verbindung zum Außenrohr 2 hin hergestellt wird.
Bei der in den Fig. 7, 8 und 9 dargestellten Ausführungs- form der Sperrvorrichtung ist das Innenrohr 3 an seinem un¬ teren Ende mit einem radial aufspreizbaren Ringkeilelement 12 versehen, in welches ein oberhalb des Kolbens 4 befind¬ liches, am Kolben 4 abgestütztes Gegenringkeilelement 13 von unten einschiebbar ist. Wird das Gegenringkeilelement 13 von unten in das radial spreizbare Ringkeilelement 12 eingeschoben, so spreizt sich dieses unter plastischer Auf¬ weitung des Außenrohres 2 auf, so daß sich eine extrem tragfähige Verbindung mit soforttragenden Eigenschaften zwischen dem Innenrohr 3 und dem Außenrohr 2 ergibt .
Bei der Ausführungsform nach Fig. 10 befinden sich an den Keilflächen des Ringkeilelementes 12 radial nach innen vor¬ stehende, abscherbare Vorsprünge 12a, die zunächst von dem Gegenringkeilelement 13 abgeschert werden müssen, bevor das Gegenringkeilelement 13 in das Ringkeilelement 12 einge- schoben werden kann. Die abscherbaren Querschnitte der Vor¬ sprünge 12a sind so groß gewählt, daß das Einschieben des Gegenringkeilelementes 13 in das Ringkeilelement 12 erst stattfinden kann, wenn eine vorbestimmte, verhältnismäßig hohe Setzlast überschritten wird. Zum gleichen Zweck können gegebenenfalls auch an den Keilflächen des Gegenringkeil¬ elementes 13 entsprechende abscherbare Vorsprünge vorgese¬ hen werden.
Die Fig. 11 zeigt eine Detaildarstellung des Kolbens 4. Dieser besteht aus elastisch und/oder plastisch nachgiebi- gern Material, insbesondere aus Kunststoff und weist eine sich an die Wand des Außenrohres anschmiegende Ringlippe 4a auf. Außerdem ist der Kolben 4 am Boden eines topfförmigen, steifen Führungselementes 4b befestigt, welches beispiels¬ weise aus Stahl besteht. Dieses Führungselement 4b gibt dem Kolben die erforderliche Führung und Steifigkeit, während die Lippendichtungen 4a für die Dichtigkeit sorgen. Insge- samt ist ein so ausgebildeter Kolben billig in der Herstel¬ lung und somit für den einmaligen Gebrauch besonders geeig¬ net.
Fig. 12 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Ausbaustütze ge¬ mäß der Erfindung, bei der der Unterkammer 5 eine als Druckbegrenzung dienende Berstscheibe 14 zugeordnet ist. Diese BerstScheibe spricht an, wenn die Auflastung der Aus¬ baustütze so weit fortgeschritten ist, daß die Sperrvor¬ richtung 9 ausreichend trägt.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 13 ist das Innenrohr 3 kopfseitig mit axial zusammenpreßbaren Federelementen 15 versehen. Solche Federelemente 15 können gegebenenfalls auch fußseitig an dem Außenrohr 2 angeordnet sein.
Wie aus Fig. 14 ersichtlich ist, können in der Unterkammer 5 gegebenenfalls elastisch komprimierbare Hohlkörper, ins- besondere in Form von luftgefüllten Hohlkörpern 14 oder Schaumstoffkörper angeordnet sein. Diese elastisch kompri¬ mierbaren Hohlkörper 14 bewirken eine zusätzliche elasti¬ sche Nachgiebigkeit der Ausbaustütze.
Wie aus Fig. 15 ersichtlich ist, sind in der Wand des Au- ßenrohres 2 mit Abstand zu dessen oberen Ende als Hubbe¬ grenzung dienende Bohrungen 18 vorgesehen, die, wenn sie von dem Kolben überfahren werden, die Unterkammer 5 mit der Atmosphäre verbinden. Sobald diese Verbindung hergestellt ist, kann der Kolben 4 natürlich nicht mehr weiter nach oben bewegt werden. Weiterhin sind aus Fig. 15 Entwässerungsbohrungen 19 im In¬ nenrohr 3 und 20 im Außenrohr 2 ersichtlich, die sich im Überlappungsbereich von Innenrohr 3 und Außenrohr 2 befin¬ den. Dabei sind die Entwässerungsbohrungen 20 des Außenroh- res 2 an der Außenseite von einem wasserdurchlässigen, für Baustoff aber dichten Gewebe 21 abgedeckt. Außerdem hat die Ausbaustütze natürlich noch die übliche Entwässerungsvor¬ richtung im Stützenkopf.
Die Fig. 16 zeigt eine modifizierte Ausführungsform der Sperrvorrichtung 9. Hier ist der Ringkeil 10 an seiner In¬ nenseite mit scharfen Vorsprüngen 10a versehen, die in die Außenwand des Innenrohres 3 eingreifen. Außerdem ist ober¬ halb des Ringkeiles lo ein Ring 22 aus elastisch vorge¬ spanntem Material angeordnet, welcher seinerseits am oberen Ende des Außenrohres 2 abgestützt ist und den Ringkeil lo in axialer Richtung nach unten drückt.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 17 hat der Kolben 4 einen nach unten vorstehenden, elastischen Vorsprung 4c, der nach der Befüllung der Ausbaustütze mit Baustoff am Bo- den des Außenrohres 2 anstößt und ebenfalls für ein elasti¬ sches Stützverhalten sorgt.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 18 ist die Ausbaustütze im Inneren einer aus zwei ineinandergesteckten, teleskopar¬ tig ineinandergeführten Rohren 23, 24 bestehenden Ummante- lung angeordnet. Diese Ummantelung hat über ihre gesamte Länge einen größeren Durchmesser als die Ausbaustütze 1, wobei der Ringraum zwischen der Ausbaustütze 2, 3 und der Ummantelung 23, 24 über einen oben angeordneten Füllan¬ schluß 25 mit Baustoff verfüllbar ist. Die im Inneren der Ummantelung 23, 24 angeordnete Ausbaustütze 2, 3 kann, wie oben erläutert, durch eine hydraulische Beaufschlagung des Kolbens 4 mit so großer Setzlast gesetzt werden, mit der Sperrvorrichtung 9 mechanisch fixiert werden und über den oberen Befüllanschluß 8 über ihre gesamte Länge mit Bau¬ stoff befüllt werden. Diese Ausbaustütze hat im Verbund mit der Ummantelung eine extrem hohe Tragfähigkeit.

Claims

£a£.ntansprü he
1. Ausbaustütze für den untertägigen Berg- und Tunnelbau, bestehend aus einem Innenrohr (3) und einem Au- ßenrohr (2) , die an ihren freien Enden geschlossen ausge¬ bildet sind, teleskopartig ineinanderschiebbar sind und mittels einer mechanischen Sperrvorrichtung in unterschied¬ lichen Ausfahrlängen aneinander festlegbar sind, wobei in dem Außenrohr (2) ein hydraulisch mit Setzdruck beauf- schlagbarer, auf das Innenrohr (3) im Ausfahrsinne einwir¬ kender Kolben (4) angeordnet ist, der als von dem Innen¬ rohr (3) gesondertes, fliegendes Bauteil ausgebildet ist und den Innenraum der Ausbaustütze in eine unterhalb des Kolbens (4) befindliche erste Kammer (Unterkammer 5) und eine oberhalb des Kolbens 4 befindliche zweite Kammer
(Oberkammer 7) unterteilt, wobei der ersten Kammer
(Unterkammer 5) ein erster Füllanschluß (6) zugeordnet ist, über den diese Kammer mit einem unter Setzdruck stehenden
Druckmedium beaufschlagbar ist, und der zweiten Kammer (Oberkammer 7) ein zweiter Füllanschluß (8) zugeordnet ist, über den die Ausbaustütze unter Verschiebung des fliegenden Kolbens (7) bis an das Ende des Außenrohres (2) über ihre gesamte Länge mit Baustoff befüllbar ist.
2. Ausbaustütze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- net, daß die mechanische Sperrvorrichtung aus zwei zwischen dem unteren Ende des Innenrohres (3) und dem Kolben (4) an- geordneten, ineinanderschiebbaren Ringkeilelemen¬ ten (12, 13) besteht, von denen eines (12) beim Ineinander¬ schieben unter plastischer Aufweitung des Außenrohres (2) radial aufspreizbar ist.
3. Ausbaustütze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Keilflächen des Ringkeilelementes (12) und/oder des Gegenringkeilelementes (13) mit bei einer vor¬ bestimmten Setzlast abscherbaren Vorsprüngen (12a) versehen sind, die eine Verschiebung der Keilflächen gegeneinander erst freigeben, wenn die vorbestimmte Setzlast überschrit¬ ten wird.
4. Ausbaustütze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Sperrvorrichtung einen am Außenumfang des In¬ nenrohres (3) festlegbaren Ringkeil (lo) aufweist, der un- ter plastischer Aufweitung des Außenrohres (2) von oben in das Außenrohr (2) einschiebbar ist.
5. Ausbaustütze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich¬ net, daß der Ringkeil (lo) an seinem inneren Umfang mit die Reibung zwischen dem Ringkeil (lo) und dem Innenrohr (3) erhöhenden Mitteln (11a) versehen ist.
6. Ausbaustütze nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Oberseite des Ringkeiles (lo) ein Ring (22) aus elastisch vorgespanntem Material anliegt, welcher seinerseits am oberen Ende des Außenrohres (2) ab- gestützt ist und den Ringkeil (lo) in axialer Richtung nach unten drückt.
7. Ausbaustütze nach Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Sperrvorrichtung als am unteren Ende des Innenrohres angeordneter Spreizfederring (11) ausgebildet ist, der in radialer Richtung elastisch vorgespannt ist und derart beschaffen ist, daß er eine AusSchubbewegung des In¬ nenrohres (3) relativ zu dem Außenrohr (2) zuläßt, sich bei einer Einschiebebewegung aber derart in radialer Richtung aufspreizt, daß ein reib- und/oder formschlüssiger Kontakt zum Außenrohr (2) hergestellt wird.
8. Ausbaustütze nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (4) aus elastisch und/oder plastisch nachgiebigem Material, insbesondere aus Kunststoff besteht, eine sich an die Wand des Außenroh- res (2) anschmiegende Ring-Lippendichtung (4a) aufweist und am Boden eines topfförmigen, steifen Führungsteiles (4b) befestigt ist.
9. Ausbaustütze nach Anspruch 1 oder einem der fol¬ genden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Unter- kammer (5) eine Druckbegrenzungsventil zugeordnet ist.
10. Ausbaustütze nach Anspruch 1 oder einem der fol¬ genden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Unter¬ kammer (5) eine als Druckbegrenzung dienende Berst- scheibe (12) zugeordnet ist.
11. Ausbaustütze nach Anspruch 1 oder einem der fol¬ genden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Un¬ terkammer (5) plastisch komprimierbare Körper, insbesondere in Form von luftgefüllten Hohlkörpern (14) oder Schaum¬ stoffkörpern angeordnet sind.
12. Ausbaustütze nach Anspruch 1 oder einem der fol¬ genden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie fuß- oder köpfseitig mit axial zusammenpreßbaren Federelementen (15) versehen ist.
13. Ausbaustütze nach Anspruch 1 oder einem der fol¬ genden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand des Außenrohres (2) mit Abstand zum oberen Ende des Außenroh¬ res (2) mit als Hubbegrenzung dienenden Bohrungen (18) ver- sehen ist, die, wenn sie von dem Kolben (4) überfahren wer¬ den, die Unterkammer (5) mit der Atmosphäre verbinden.
14. Ausbaustütze nach Anspruch 1 oder einem der fol¬ genden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungen des Innenrohres (3) und des Außenrohres (2) im Überlap- pungsbereich mit Entwässerungsbohrungen (19, 20) versehen sind.
15. Ausbaustütze nach Anspruch 14, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Entwässerungsbohrungen (20) des Außenroh¬ res (2) von einem wasserdurchlässigen, jedoch baustoffzu- rückhaltendem Gewebe (21) abgedeckt sind.
16. Ausbaustütze nach Anspruch 1 oder einem der fol¬ genden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Außen¬ rohr (2) und das Innenrohr (3) im Inneren einer aus zwei ineinandergesteckten, teleskopartig aneinandergeführten Rohren (23, 24) bestehenden Ummantelung angeordnet ist, die über ihre gesamte Länge einen größeren Durchmesser als die Ausbaustütze hat, wobei der Ringraum zwischen der Ausbau¬ stütze (2, 3) und der Ummantelung (23, 24) mit Baustoff verfüllbar ist.
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US08/875,643 US5921718A (en) 1995-04-20 1996-04-19 Prop for use in underground mining or tunnel construction
AU55010/96A AU699612B2 (en) 1995-04-20 1996-04-19 Prop for use in underground mining or tunnel construction
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Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6056480A (en) * 1995-04-20 2000-05-02 Kolk; Theodor Support for underground mining and tunnel construction
DE10044367A1 (de) 2000-09-08 2002-03-21 Vos Richard Grubenausbau Gmbh Verlorener Unterstützungsausbau für den Berg- und Tunnelbau
US6910834B2 (en) * 2003-05-27 2005-06-28 Burrell Mining Products, Inc. Mine prop
US7232103B2 (en) * 2004-10-27 2007-06-19 Efficient Mining Systems Llc Load-bearing pressurized liquid column
ZA200808312B (en) * 2007-10-24 2009-11-25 Nils Mittet Skarboevig Mine support grout bags and grout packs
US8801338B2 (en) * 2011-11-28 2014-08-12 Micon Nested mine roof supports
GB201008182D0 (en) * 2010-05-17 2010-06-30 Airbus Operations Ltd An apparatus for fixedly locating a first aerospace component relative to a second aerospace component
AU2010257264B1 (en) * 2010-08-02 2011-06-23 Craig Barnet An Improved Prop for Mining, Construction and the Like
US9140026B2 (en) 2010-08-02 2015-09-22 Cougar Can Company Pty Ltd. Telescopic pumpable props
US8821075B2 (en) * 2011-10-26 2014-09-02 Strata Products Worldwide Llc Yieldable support prop and method
AU2013206571A1 (en) * 2012-08-17 2014-03-06 Mine Support Products (Pty) Ltd Prop
US8851805B2 (en) 2012-08-30 2014-10-07 Burrell Mining Products, Inc. Telescopic mine roof support
US20140072374A1 (en) * 2012-09-07 2014-03-13 Elbroc Mining Products (Pty) Ltd Support prop
CN103290893B (zh) * 2013-07-03 2014-09-17 刘建华 双孔排水管
AU2014331528B2 (en) 2013-10-01 2018-10-25 Adbri Mining Products Pty Ltd Support for use in mine
US9995140B2 (en) * 2013-11-22 2018-06-12 Fci Holdings Delaware, Inc. Yieldable prop with yieldable insert
EA201692170A1 (ru) * 2014-04-28 2017-03-31 Коугар Кан Компани Пти Лтд. Телескопическая нагнетаемая стойка в сборе с усовершенствованными характеристиками сопротивления нагрузкам потолка
US9611738B2 (en) 2014-08-27 2017-04-04 Burrell Mining Products, Inc. Ventilated mine roof support
US9903203B2 (en) 2014-08-27 2018-02-27 Burrell Mining Products, Inc. Ventilated mine roof support
CN104879145B (zh) * 2015-06-05 2017-06-20 江苏中矿立兴能源科技有限公司 一种机械式可伸长并恒阻可缩高强度单体支柱
AU2016222477A1 (en) 2016-09-02 2018-03-22 Mgw Engineering Pty Ltd Apparatus for supporting an explosive device
WO2020086790A1 (en) * 2018-10-24 2020-04-30 Crosscut Enterprises LLC Mine roof support
CN110030024A (zh) * 2019-03-29 2019-07-19 华北水利水电大学 恒阻可缩的柔性支护装置及切顶沿空留巷挡矸支护系统
EP3953567A4 (de) 2019-04-11 2022-12-07 Burrell Mining Products, Inc. Minendachträger, vormontageanordnung dafür und montageverfahren
CN111997663B (zh) * 2020-09-30 2022-03-01 长沙矿山研究院有限责任公司 一种吸能让压型钢支架及其支护工艺
CN112253183B (zh) * 2020-09-30 2022-03-01 长沙矿山研究院有限责任公司 用于拱形巷道的吸能让压型主动支撑结构及其支护方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1073420B (de) * 1960-01-21 Elfried Bellmann, geb. Vogelsang, Hagen (Westf.)-Haspe, Ruth Kronsbein, geb. Bellmann und Friedhelm Bellmann, Hagen (Westf.) Ausziehbarer Grubenstempel
DE1156736B (de) * 1962-10-12 1963-11-07 Ewald Wiemann Maschf Grubenstempel
GB2100318A (en) * 1981-05-13 1982-12-22 Ogc Research & Dev Ltd Improvements in and relating to support members
WO1991000416A1 (en) * 1989-06-27 1991-01-10 Institut Gornogo Dela Sibirskogo Otdelenia Akademii Nauk Sssr Hydraulic stand
DE4115209A1 (de) * 1991-05-10 1992-11-12 Volker Merz Ausbaustuetze
DE4221941A1 (de) * 1992-07-03 1994-01-05 Ruhrkohle Ag Hydraulischer Grubenstempel
DE4224852A1 (de) * 1992-07-28 1994-02-03 Langerbein Scharf Gmbh & Co Kg Wasserhydraulische Rohrstütze
WO1994027029A1 (en) * 1993-05-07 1994-11-24 Advanced Mining Software Limited Support prop
DE4338830C1 (de) * 1993-11-13 1995-05-11 Bochumer Eisen Heintzmann Unter dem Einfluß einer aufzunehmenden Stützlast nachgiebige Stütze für den Einsatz in Untertageräumen

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4167361A (en) * 1978-08-30 1979-09-11 Mine Safety Appliances Company Temporary mine roof prop
ES2038949A6 (es) * 1989-05-30 1993-08-01 Fosroc International Ltd Metodo de proporcionar un soporte de carga y recipiente hinchable correspondiente .
US5165824A (en) * 1991-02-11 1992-11-24 Corcoran Dan M Elongated shoring device
DE4316390C1 (de) * 1993-05-17 1994-04-21 Volker Merz Ausbaustütze

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1073420B (de) * 1960-01-21 Elfried Bellmann, geb. Vogelsang, Hagen (Westf.)-Haspe, Ruth Kronsbein, geb. Bellmann und Friedhelm Bellmann, Hagen (Westf.) Ausziehbarer Grubenstempel
DE1156736B (de) * 1962-10-12 1963-11-07 Ewald Wiemann Maschf Grubenstempel
GB2100318A (en) * 1981-05-13 1982-12-22 Ogc Research & Dev Ltd Improvements in and relating to support members
WO1991000416A1 (en) * 1989-06-27 1991-01-10 Institut Gornogo Dela Sibirskogo Otdelenia Akademii Nauk Sssr Hydraulic stand
DE4115209A1 (de) * 1991-05-10 1992-11-12 Volker Merz Ausbaustuetze
DE4221941A1 (de) * 1992-07-03 1994-01-05 Ruhrkohle Ag Hydraulischer Grubenstempel
DE4224852A1 (de) * 1992-07-28 1994-02-03 Langerbein Scharf Gmbh & Co Kg Wasserhydraulische Rohrstütze
WO1994027029A1 (en) * 1993-05-07 1994-11-24 Advanced Mining Software Limited Support prop
DE4338830C1 (de) * 1993-11-13 1995-05-11 Bochumer Eisen Heintzmann Unter dem Einfluß einer aufzunehmenden Stützlast nachgiebige Stütze für den Einsatz in Untertageräumen

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