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Ringförmiger Ausbau von Grubenstrecken, Tunneln und ähnlichen Bauwerken
Es handelt sich bei dem Gegenstand der Erfindung um den Gedanken, den ringförmi-"en
Grubenausbau aus gewalzten Profileisen., die sich in Ausbauachsenrichtung nach Art
eines Hülsen#uffers mit Schrägflächen aneinanderlegen, gemäß Patent 677 766
in ganz besonderer, einzig und allein aus der Bauart sich ergebender Weise nachgiebig
und trotzdem in allen Teilen gleichartig und gleichfest zu gestalten.
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An und für sich ist der sogenannte starre Ausbau von Strecken mittels
Stahl schon in bedeutendem Maße in seiner Form nachgiebig, weil Stahl sehr elastisch,
biegsam, dehz nungs- und stauchfähig is,t. Doch handelt es sich hier darum, die
großen Vorteile der Stahlbogenform noch vollständiger auszunutzen und die beim Abbaubetrieb
in Strekken und Tunneln auftretende Gebirgsdruckarbeit durch möglichst gleichmäßige
und gleichartige innere und äußere Arbeit aller Ausbauteile aufzuzehren, zu vernichten,
indem man sie in andere Energieformen umsetzt, nämlich üi Arbeit der Längenänderung,
in Reibungsarbeit und in Formänderungsarbeit, verbunden mit hierdurch vergrößerter
Reibungsarbeit. An und für sich ist ein nachgiebiger, aber nicht überall gleichfester
und gleichartiger Ausbau aus einzelnen Ausbaurahmen bereits vorgeschlagen worden,
der nur in den einzelnen überlappten Klernm- oder Reihungspunkten nachgiebig ist,
mithin ungleichmäßig, also in bezug auf alle anderen Punkte der Ausbaurahmen ungleichartig
nachgiebig ist und dabei einseitige, nicht überall im ganzen Umfange, sondern nur
in den Segmentenden bestehende Führung besitzt.
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Der Erfindungsgegenstand aber betrifft einen nachgiebigen und gleichzeitig
überall gleichartigen und -gleichfesten Ausbau, der nicht aus einzelnen Ausbaurahmen
in Ab-
stand voneinander besteht, sondern aus ständig fortgesetzten, unmittelbar
aneinander und ineinanderliegenden Ausbaurahmen, die nicht in einzelnen Punkten,
sondern im ganzen Klemm- oder Reibungsumfange gleichzeitig, 0, C "l ichartig
und gleichmäßig nachgiebig sind und doppelseitige, mehrseitige, durchgehend parallele
und gleichmäßige, gleichartige Führung der ganzen Segmente oder Bogen besitzen.
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Die Aufzehrung und Vernichtung der Gebirgsdruckarbeit durch Reibungsarbeit
und
Formänderungsarbeit sowie hierdurch be-
dingte Mehrreibungsarbeit
geschieht daher bei dem bisher bekannten ungleichartigen Ausbau nur in unvollkommener,
unvollständiger Weise, während bei vorliegender Erfindung des in allen Teilen vollständig
gleichartigen Ausbaues diese Aufzehrung und Vernichtung durch Zerstörungsarbeit
so gleichartig und vollkommen wie nur denkbar erf olgt.
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Es ergibt sich dieses vorstehende wesentliclie körperliche Merkmal
fast von selbst aus der Tatsache daß die Seginente der Profileisenrahmen, deren
Stege in Ringebene liegen, derart auf dem gesamten Umfange des der Erfindun(X zugrunde
liegenden Ausbaues mit Reibungsdruck ineinandergefügt sind, daß die aneinanderliegenden
Segniente der benach.barten Rahmen etwa um . -eine halbe Längsteilunggegeneinander
versetzt sind.
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Ein nachgiebiger Grubenausbau der soeben erwähnten Art, jedoch ohne
seitliche Ineinanderfügung unter Reibungsdruck, isit bereits vorgeschlagen, ohne
daß dieser Vorschlag zum Stande der Technik gehört.
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In den Fig. i bis 6 ist als Ausführungsbeispiel ein Ausbau
mit kreisförmigern Querschnitt gewählt, obwohl auch andere Querschnitte ausführbar
sind.
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Läßt man jeden I-Eisenring aus einzelnen, z. B. drei Segmenten a bzw.
b bestehen, die absichtlich nicht dicht zusammenstoßen, sondern einen beliebig
großen, manchmal sogar bedeutenden Spielraum x bzw. y an den Stößen haben,
so sehen die Ringe 1, 3, 5#9 7 usw. mit dem größeren I-Eisenprofil
aus, wie Fig. i in ganz ausgezogenen schwarzen Kreislinien zeigt, während die Ringe
--" 4, 6, 8 usw. mit kleinerem I-Eisenprofil das Aussehen von Fig. 2, wiederum
in ganz ausgezogenen schwarzen Kreislinien, haben.
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Denkt man sich die Ringe zusammengebaut, also ineinandergepreßt, so
ist die Ansicht von vorn wie Fig. 3, die Ansicht von oben gemäß Fig. 4 links
und Mitte und ferner der waagerechte Querschnitt gemäß dem rechten Dirittel dieser
selben Fig. 4 aussehend. Die Stoßstellen von je zwei nebeneinander befindlichen
Ringen überdecken sich demnach abwechselnd, wie dies Fig. 3 zeigt. Will man
trotz der offensichtlichen Schwächung durch die Stöße in den Stoßstellen, z. B.
in Ring 5,
praktisch iooo/oige Gleichfestigkeit erreichen, so verstärkt man
die in axialer Richtung vor und hinter der Stoßstelle x liegenden beiden Profileisen
b, also der benachbarten kleineren Ringe 4 und 6, durch strichpunktiert
gezeichnete Bügel d, die man elektrisch so anschweißt, daß sie gemäß Fig.
6 sowie Fig. i und 2 die Schwächung durch die Stoßstellen2x, beispielsweise
im größeren Profilring 5,
vollständig ausgleichen durch die danebenliegenden
Verstärkungend der benachbarten beiden Ringe 4 und 6. Sinngemäß gleicht man
die Schwächungen !der Gleichfestigkeit des benachbarten Ringes 4 aus, indem man
strichpunktiert gezeicfinete Bülel c auf die Segmente a der Ringe 3 und
5 in derselben Weise aufschweißt.
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Ob diese Bügel c und d nun in Umfangsrichtung von gleicher
Länge sind wie die eigentlichen Segmentea und b und ob sie aus Walzprofileisen
gleicher Höhe gebildet sind, ist nebensächlich; sie können natürlich von geringerer
Länge und von geringerer oder -rößerer Höhe sein; Hauptsache bleibt, daß vollständige
g Gleichfestigkeit erreicht:wird.
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Auch. nach innen zu lassen sich die gleichen oder ähnliche Verstärkungsbügel
aufschweißen. Soll der Streckenquerschnittaber keine auffallende Verringerung erhalten,
so genügen zur Herstellung ioo%iger Gleichfestigkeit außer den außen aufgeschweißten
BügeInc und d auch die strichpunktiert gezeichneten, innen aufgeschweißten
Flanschbügel e Lind f, wie üi Fig. 1, 2 und 6 gezeigt wird.
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In Fig. 5 sind diese inneren Bügel ganz fortgelassen worden,
und es ist die iooo/oige Gleichartigkeit dadurch erreicht worden, daß die äußerenBü-elcundirl
olineAufsch"veißen aufeinander- und ineinandergepreßt werden, sinngemäß genau so
wie die Ringsegmente selbst. Daß man nach innen die gleichen Bügele und
d aufsetzen und beim Zusammenpressen der Segmente mit zusammenpressen kann,
lipgt auf der Hand.
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Nimmt man weiter gemäß Fig. 3 an, daß sich der Gebirgsdruck
rings um den als Beispiel gewählten kieisförmigen Ausbaugleichmäßig verteile, so
haben die radial genchteten und durch Pfeile angedeuteten DTuckkräfte das Bestreben,
Üen Kreis zu verkleinern. Dieses Bi3streben ist durch die in der Kerndrucklinie
des Kreisbogens gezeichneten Pfeilez dargestellt. Hierdurch werden nicht mir die
Abständex und y der Stoßstellen, sondern auch gleichzeitig der DurchmesserD
verkleinert. Dieses ist in Fig. 3 dargestellt worden, in der sowohl die Abständex
und y
als auch der DiurchmesserD# kleiner gezeichnet sind als in den
Fig. i und 2. Die Bügel c
und d, c und f sind der größeren Deutlichkeit
wegen in der Fig. 3 fortgelassen. Die Gebirgsdruckarbeit muß hierbei die
möglichst gleichmäßige Arbeit der Längenänderungund des Stauchens sowie die denkbar
gleichartige Reibungsarbeit aller Segmente -und Bügel längs der Flanschenflächen
der Profileüberwinden und die fast gleichmäßig zunehmende Verformungsarbeit bei
Umwandlung des ursprünglichen Kreisquerschnitts in einen kleineren
vornehmen,
wobei gleichzeitig die Reibungsarbeit infolge stärkerer, aber gleichartig erfolgender
Krümmung der Segmente und Bügel zunimmt.
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Die Enden der Segmenteb, also des Ideineren I-Profils, kann man gemäß
Fig. 2 bei a
rechtwinklig zuschweißen, um den Stoßstellen noch mehr Druckfläche
zu verschaffen für den Fall, daß die Entfernungenx und y auf Null zurückgeganggen
sind.
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Verzichtet man auf vollständige, ioooloige Gleichartigkeit, so genügt:
die Ausführung nach Fig.3, also ohne Verstärkzungs- oder Ausgleichungsbügel
c, d, e und f.
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Daß das Nachgiebigmachen und die Herstellung praktisch vollständiger
Gleichartigkeit auch bei den übrigen Profilen4 bis 8
möglich ist, ersieht
man ohne weiteres.