PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE3908970C1 23.08.1990
Titel Ausbauelement für bergbauliche Strecken und Tunnel
Anmelder Bochumer Eisenhütte Heintzmann GmbH & Co KG, 4630 Bochum, DE
Erfinder Koppers, Manfred, Ing.(grad.), 4100 Duisburg, DE;
Sebastian, Lothar, Dipl.-Ing., 4630 Bochum, DE
Vertreter Andrejewski, W., Dipl.-Phys. Dr.rer.nat.; Honke, M., Dipl.-Ing. Dr.-Ing.; Masch, K., Dipl.-Phys. Dr.rer.nat.; Albrecht, R., Dipl.-Ing. Dr.-Ing., Pat.-Anwälte, 4300 Essen
DE-Anmeldedatum 18.03.1989
DE-Aktenzeichen 3908970
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 23.08.1990
Veröffentlichungstag im Patentblatt 23.08.1990
IPC-Hauptklasse E21D 11/24
Zusammenfassung Ausbauelement für bergbauliche Strecken und Tunnel, mit Ausbauprofilen und zumindest einem Gelenk. Das Gelenk besteht aus einem Ausbauprofilabschnitt, der einen reduzierten Biegewiderstand aufweist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Ausbauelement für bergbauliche Strecken und Tunnel mit Ausbauprofilen, insbesondere Rinnenprofilen, und zumindest einem Gelenk. Der Ausdruck "Ausbauelement" umfaßt Ausbaubögen und Ausbauringe. Im Rahmen der Erfindung besteht ein solches Ausbauelement insoweit aus mehreren Bauteilen.

Bei den aus der Praxis bekannten Ausbauelementen, von denen die Erfindung ausgeht, ist das Gelenk ein Aggregat aus verschiedenen Bauteilen und besitzt das Gelenk eine definierte Gelenkachse bzw. einen definierten Gelenkpunkt. Die Bauteile bestimmen die Kräfte, die das Gelenk aufzunehmen in der Lage ist, die Gelenkachse bzw. der Gelenkpunkt bestimmt die Kinematik. Insbesondere kennt man Bolzengelenke mit zwei Gelenkaugen und einem durch die Gelenkaugen geführten Gelenkbolzen, Zylindergelenke mit Gelenkzylinder und Gelenkschale, Kugelgelenke mit Gelenkkugel und Gelenkpfanne und andere. Ausbauelemente mit solchen Gelenken haben sich bewährt, sind jedoch in fertigungstechnischer Hinsicht und montagetechnischer Hinsicht aufwendig. Die beschriebene Kinematik ist in funktioneller Hinsicht nachteilig, weil bei der gelenkbestimmten Verformung der Ausbauelemente unter dem Einfluß der Gebirgskräfte die Bogenform oder Kreisform der Ausbauelemente polygonal entartet, was zu singulären Beanspruchungszonen führt und die sogenannte Bettung der Ausbauprofilelemente am umgebenden Gebirge beeinträchtigt. Andererseits ist eine möglichst optimale Bettung der Ausbauprofilelemente eines Ausbauelementes am umgebenden Gebirge für die Sicherung des Gebirges und für ein möglichst günstiges Tragverhalten des Ausbauelementes wesentlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ausbauelement des eingangs beschriebenen Aufbaus in bezug auf Fertigung und Montage zu vereinfachen und gleichzeitig in bezug auf die Bettung unter dem Einfluß der Gebirgskräfte zu verbessern.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß das Gelenk aus einem Ausbauprofilabschnitt besteht, der einen reduzierten Biegewiderstand aufweist. Das läßt sich auf verschiedene Weise erreichen. So kann der Ausbauprofilabschnitt mit einem reduzierten Flächenträgheitsmoment ausgerüstet sein, beispielsweise durch Einschnitte, Einkerbungen, Ausnehmungen oder dergleichen. So kann aber auch der Ausbauprofilabschnitt eine reduzierte Werkstoffestigkeit aufweisen, beispielsweise dadurch, daß mit reduzierter Werkstoffestigkeit die Vergütung ganz oder teilweise durch eine entsprechende Wärmebehandlung aufgehoben ist. Bei einem erfindungsgemäßen Ausbauelement wird man die Auslegung regelmäßig so vornehmen, daß der Ausbauprofilabschnitt über einen ersten Teil der Gelenkbewegung eine elastische und danach eine bleibende Verformung erfährt.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß bei einem Ausbauelement für bergbauliche Strecken oder für Tunnel des eingangs beschriebenen Aufbaus in den Gelenken eine definierte Gelenkachse oder ein definierter Gelenkpunkt nicht erforderlich sind. Es ist vorteilhafter, wenn die Gelenke zu einem Quasi- Gelenk werden, wobei die Ausbauprofilabschnitte bei einer Gelenkbewegung sich mit mehr oder weniger großem Krümmungsradius bogenförmig verformen. Der Krümmungsradius kann dadurch eingerichtet werden, daß der Ausbauprofilabschnitt mit einer entsprechenden Länge ausgerüstet wird. Jedenfalls läßt sich erfindungsgemäß erreichen, daß bei einer gelenkbestimmten Verformung des Ausbauelementes wegen der Bogenform, die die Ausbauprofilabschnitte annehmen, die Bettung verbessert wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt in schematischer Darstellung

Fig. 1 die Ansicht eines erfindungsgemäßen Ausbauelementes in Form eines Ausbaubogens,

Fig. 2 in gegenüber der Fig. 1 wesentlich vergrößertem Maßstab einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Ausbauelement im Bereich des Gelenkes,

Fig. 3 eine andere Ausführungsform des Gegenstandes der Fig. 2 und

Fig. 4 perspektivisch einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Ausbauelement nach einer Gelenkbewegung.

Das in den Figuren dargestellte Ausbauelement 1 ist für bergbauliche Strecken und Tunnel bestimmt. Es handelt sich um einen Ausbaubogen. Bei einem Ausbauring liegen die Verhältnisse ähnlich. Zu dem Ausbauelement 1 gehören Ausbauprofile 2, die im Ausführungsbeispiel als Rinnenprofile ausgeführt sind, und zumindest ein Gelenk 3. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 wurde fernerhin angedeutet, daß an beiden Stoßseiten Nachgiebigkeitseinrichtungen 4 angeordnet sind.

Die Gelenke bestehen nicht aus mehreren Bauteilen, sondern aus einem Ausbauprofilabschnitt 3, der einen reduzierten Biegewiderstand aufweist. Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 besitzt der Ausbauprofilabschnitt 3 ein reduziertes Flächenträgheitsmoment. Es wurde durch Ausnehmungen 5 in den Stegen des rinnenförmigen Ausbauprofilabschnittes 3 hergestellt. Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 besitzt der Ausbauprofilabschnitt 3 eine reduzierte Werkstoffestigkeit: Das Ausbauelement 1 insgesamt besteht aus vergütetem Stahl, in dem Ausbauprofilabschnitt 3, der als Gelenk funktioniert, wurde die Vergütung durch eine entsprechende Wärmebehandlung ganz oder teilweise aufgehoben.

In der Fig. 4 erkennt man, wie sich bei einem erfindungsgemäßen Ausbauelement 1 das Gelenk 3 unter dem Einfluß einer gelenkbestimmten Verformung des Ausbauelementes 1 unter dem Einfluß der Gebirgskräfte verhält. Es tritt eine gleichsam bogenförmige Verformung ein, wobei die Profilflansche 6 ausweichen, wie es bei 7 dargestellt wurde.


Anspruch[de]
  1. 1. Ausbauelement für bergbauliche Strecken und Tunnel, - mit Ausbauprofilen, insbesondere Rinnenprofilen, und zumindest einem Gelenk, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenk aus einem Ausbauprofilabschnitt besteht, der einen reduzierten Biegewiderstand aufweist.
  2. 2. Ausbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausbauprofilabschnitt ein reduziertes Flächenträgheitsmoment aufweist.
  3. 3. Ausbauelement nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausbauprofilabschnitt eine reduzierte Werkstoffestigkeit aufweist.
  4. 4. Ausbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausbauprofilabschnitt über einen ersten Teil der Gelenkbewegung eine elastische und danach eine bleibende Verformung erfährt.
  5. 5. Ausbauelement in der Ausführungsform aus vergütetem Stahl, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Ausbauprofilabschnitt die Vergütung ganz oder teilweise aufgehoben wird.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com