PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE202006010310U1 05.10.2006
Titel Untertägige Ausbauanordnung
Anmelder Bochumer Eisenhütte Heintzmann GmbH & Co KG, 44793 Bochum, DE
Vertreter Bockermann, Ksoll, Griepenstroh, 44791 Bochum
DE-Aktenzeichen 202006010310
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 05.10.2006
Registration date 31.08.2006
Application date from patent application 30.06.2006
IPC-Hauptklasse E21D 21/00(2006.01)A, F, I, 20060630, B, H, DE

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine untertätige Ausbauanordnung mit einem Träger, welcher über Anker am Gebirge verankerbar ist.

In untertägigen Grubenbetrieben beim Tunnelbau wird das Hangende dadurch gesichert, dass Ankerstangen in Bohrlöcher eingebracht werden, die zumindest im Bohrlochtiefsten mit dem Gebirge verbunden werden und beispielsweise über Ankerplatten gegen das freiliegende Gebirge abgestützt sind. Gebirgsanker werden sowohl als reine Ausbauanker, aber auch in der Verbindung mit anderen Ausbauarten zu Erhaltung der Eigentragfähigkeit des Gebirges, vornehmlich in Strecken eingesetzt. Es ist bekannt, Gebirgsanker vorzuspannen. Die Vorspannung kann z. B. durch eine donutförmige, hydraulische Vorspanneinheit erzeugt werden. Derartige Vorspanneinheiten besitzen ein zentrales Durchgangsloch, durch das der Gebirgsanker ragt. Über eine von einer Mutter gehaltenen Ankerplatte stützt sich der Anker an der Vorspanneinheit ab. Durch Druckbeaufschlagung dehnt sich die anfangs nahezu scheibenförmige Vorspanneinheit aus und vergrößert dabei ihre Dicke, so dass die Vorspanneinheit eine donutförmige Form annimmt und eine Axialkraft auf den Gebirgsanker ausübt. In Abhängigkeit von dem hydraulischen Druck in der Vorspanneinheit lassen sich außerordentlich hohe Vorspannungen erreichen, die je nach Größe der Vorspanneinheit und in Abhängigkeit von dem Druck zwischen 20 t und 50 t liegen können, bei Hubwegen zwischen 13 und 50 mm.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine untertägige Ausbauanordnung mit den Merkmalen im Oberbegriff des Schutzanspruchs 1 dahingehend weiter zu entwickeln, dass die durch hydraulische Vorspanneinheiten erreichbaren hohen Vorspannungen nicht nur lokal im Gebirge ihre Wirkung entfalten, wie z.B. in Kombination mit Verzugsmatten, sondern in einem weiteren Umfeld.

Diese Aufgabe ist bei einer untertägigen Ausbauanordnung mit den Merkmalen des Schutzanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand der Unteransprüche.

Wesentlich bei der erfindungsgemäßen Ausbauanordnung ist, dass ein Träger zum Einsatz kommt, welcher zwei parallel zueinander verlaufende und miteinander verbundene Gurte aufweist sowie endseitige Stützbleche, auf denen donutförmige, hydraulische Vorspanneinheiten abgestützt sind, durch deren zentrales Durchgangsloch ein Anker ragt. Die Vorspanneinheiten sind einerseits auf dem Stützblech des Trägers abgestützt und andererseits an eine Ankerplatte des Ankers. Durch hydraulischen Innendruck kann die hohe Vorspannkraft nicht nur in den Anker eingeleitet werden, sondern zugleich in das Stützblech, wodurch die mit dem Stützblech verbundenen Gurte sicher am Hangenden gehalten sind, so dass eine derartige Zweigurtschiene in der Lage ist, sehr hohe Gebirgslasten zu tragen, auch wenn diese nicht im Nahbereich des Ankers angreifen.

Vorteilhaft ist es, wenn die Gurte als Gewindestangen ausgebildet sind, und wenn eines der Stützbleche Bestandteil eines in Längsrichtung der Gurte verlagerbaren Schlittens ist. Ein solcher Schlitten kann über Muttern an den Gewindestangen fixiert werden. Bei den Gewindestangen handelt es sich insbesondere um Betonstahl, der beidseitig aufgewalzte Gewinderippen aufweist. Auf diesen Betonstahl lassen sich Muttern aufschrauben, um die Position des längsverschieblichen Schlittens exakt einzustellen. Die axiale Verlagerbarkeit des Schlittens hat den Vorteil, dass in dem Stützblech die Bohrungstoleranz zur Aufnahme der Ankerstange kleiner gewählt werden kann bzw. dass der Träger auch bei Ankern unterschiedlichen Abstands zum Einsatz kommen kann. Der Verschiebebereich kann ca. 20 % der Gesamtlänge des Trägers ausmachen.

Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Stützbleche zumindest teilweise gegenüber der von den Gurten aufgespannten Gurtebene abgewinkelt sind, so dass die Anker in einem stumpfen Winkel zur Gurtebene stehen. Im Eckbereich des Hangenden werden die Anker in der Regel nicht vertikal sondern leicht nach außen geneigt gesetzt. Obschon die donutförmigen Vorspanneinheiten durchaus in der Lage sind, auch größere Winkelfehler zwischen einem Stützblech und einer Ankerplatte auszugleichen, ist es bei gezielt im Winkel gegenüber der vertikal eingebrachten Ankern günstig, wenn die Stützbleche bereits abgewinkelt sind, so dass die hydraulische Vorspanneinheit exakt in Axialrichtung des Ankers wirkt und somit keiner ungleichmäßigen Belastung unterliegt.

Die freien Enden des abgewinkelten Stützblechs sind vorteilhafterweise abgestützt. Es ist daher vorgesehen, diese freien Enden über Distanzstreben mit den Gurten zu verbinden, wobei es sich bei den Distanzstreben um Flacheisen handeln kann.

Die erfindungsgemäße Ausbauanordnung ist sehr variabel einsetzbar und aufgrund der Verwendung von Gewindestangen als Gurte sogar verlängerbar. In vorteilhafter Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass die Gurte zweier endseitig gegenüberliegender Träger über ein Brückenstück miteinander koppelbar sind, wobei das Brückenstück jeweils Hülsen zur Aufnahme der Enden der Gurte aufweist, wobei die Enden über Muttern an dem Koppelstück gehalten sind. Ein solches Koppelstück ist gewissermaßen H-förmig konfiguriert und weist vier Hülsen für die vier miteinander zu verbindenden Enden der Gute auf. Die Hülsen sind in axialem Abstand zueinander angeordnet, so dass auf die durch die Hülsen gesteckten Gewindestangen Muttern aufgeschraubt werden können. Grundsätzlich ist es denkbar, dass jeweils nur die sich axial gegenüberliegenden Hülsen miteinander verbunden sind. Es wird jedoch als zweckmäßig angesehen, wenn das Brückenstück ein zentrales Mittelteil aufweist, an welchem die vier Hülsen festgelegt sind, so dass die einzelnen Gurte auch in Querrichtung des Trägers fest miteinander gekoppelt sind. Dadurch kann ein Aufspreizen des Gurtes im Verbindungsbereich vermieden werden.

Ohnehin ist es sinnvoll, wenn die parallel zueinander verlaufenden Gurte in ihrer Längserstreckung mehrfach miteinander verbunden sind, beispielsweise indem die Gurte über mehrere Streben miteinander verschweißt sind, so dass ein Gitterträger entsteht. Auch das Stützblech sollte sich zwischen den Gurten erstrecken, damit die von den Gurten aufgenommene Kraft auf möglichst kurzem Wege in das Stützblech und damit in die Gebirgsanker eingeleitet werden kann. Zudem können die seitlich des Stützblechs angeordneten Gurte bei dieser Konfiguration zugleich als Stützfläche für die hydraulische Vorspanneinheit dienen, die zweckmäßigerweise vollflächig auf der Schiene aufliegen sollte. Dabei sollte der Außendurchmesser der Vorspanneinheit der Breite des Trägers entsprechen und umgekehrt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt:

1: In einer Ansicht von unten eine erste Ausführungsform einer untertägigen Ausbauanordnung;

2: die Ausbauanordnung der 1 in der Seitenansicht;

3: in vergrößerter Darstellung das linke Ende der Ausbauanordnung nach 2;

4: in vergrößerter Darstellung das rechte Ende der Ausbauanordnung der 2;

5: in der Seitenansicht eine weitere Ausführungsform einer Ausbauanordnung;

6: die Ausbauanordnung der 5 in einer Ansicht von unten;

7: in vergrößerter Darstellung das linke Ende der Ausbauanordnung der 5;

8: in vergrößerter Darstellung das linke Ende der Ausbauanordnung der 6;

9: die Ausbauanordnung der 8 in Blickrichtung des Pfeils U.

Die 1 bis 4 zeigen eine erste Ausführungsform einer untertägigen Ausbauanordnung 1 mit einem Träger 2, die zwei parallel zueinander verlaufende Gurte 3 in Form von Gewindestangen umfasst. Es handelt sich also um einen Zwei-Gurt-Träger. Die beiden Gurte 3 sind in ihrem mittleren Bereich über eine Zick-Zack-Strebe 4 mehrfach miteinander verbunden. Die Zick-Zack-Strebe 4 verläuft in der von den beiden Gurten 3 aufgespannten Gurtebene G, d.h. zwischen den beiden Gurten 3.

Zusätzlich sind die Gurte 3 an ihrem in der Bildebenen linken Ende über ein zwischen die Gurte 3 geschweißtes Stützblech 5 miteinander verbunden. Wie anhand der 2 und 3 zu erkennen ist, ist das Stützblech 5 leicht nach unten abgekröpft, so dass der abgekröpfte Bereich aus der Gurtebene G nach unten vorsteht. Der abgekröpfte Bereich des Stützblechs 5 dient als Auflagefläche für eine donutförmige, hydraulische Vorspanneinheit 6, die zwischen dem Stützblech 5 und einer Ankerplatte 7 eingespannt ist. Die Stützplatte 5, die hydraulische Vorspanneinheit 6 und die Ankerplatte 7 besitzen fluchtende Bohrungen, welche von einem Anker 8 durchsetzt ist, der wiederum über eine Mutter 9 mit dem Träger 2 verschraubt ist.

In der Einbaulage liegt die Oberseite des Trägers 2 an dem Hangenden an, wobei die Gebirgslast über den Träger in die Anker 8 eingeleitet wird. Die Anker 8 werden über die hydraulischen Vorspanneinheiten 6 vorgespannt, die sich in Axialrichtung des Ankers 8 durch Druckbeschlagung ausdehnen. Bei den hydraulischen Vorspanneinheiten handelt es sich quasi um teller- oder ringförmige Metallschläuche aus einem zähelastischen Stahlwerkstoff, über welchen sehr hohe Vorspannkräfte aufgebracht werden können. Um ein Biegen des freien Endes des Stützblechs 5 in Richtung der Gurtebene G während des Vorspannens oder unter dem Einfluss des Gebirgsdrucks zu verhindern, ist eine Distanzstrebe 10 zwischen dem Stützblech 5 und den Gurten 3 verschweißt. Bei der Distanzstrebe 10 handelt es sich um ein Flacheisen. Der Anker 8 verläuft also zwischen dem durch das abgewinkelte Ende 5 des Stützblechs 5, die Distanzstrebe 10 und die Gurte 3 gebildeten Dreieck.

Das in der Bildebene rechte Ende des Trägers 2 unterscheidet sich von dem linken Ende dadurch, dass die Gurte 3 nicht über das Stützblech miteinander verschweißt sind, sondern über einen in Axialrichtung der Gurte 3 verlagerbaren Schlitten 11 miteinander gekoppelt sind. Der Schlitten 11 umfasst zwei Führungshülsen 12, in welchen die Gurte 3 verlaufen. Die Führungshülsen 12 sind wiederum durch das zuvor beschriebene Stützblech 5 miteinander verschweißt. Auch ist eine Distanzstrebe 10 vorgesehen, die in diesem Fall allerdings nicht mit den Gurten 3, sondern mit den Führungshülsen 12 verschweißt ist. Die axiale Position der Führungshülse 12 gegenüber den Gurten 3 ist über Muttern 13 gesichert, die auf die als Gewindestangen ausgeführten Gurte 3 geschraubt sind. Es kann sich hierbei beispielsweise um Muttern der Schlüsselweite 41 handeln, die für Gewindestangen vom Typ GEWI 25 geeignet sind.

Während die Länge des Trägers 2 sehr variabel ist und beispielsweise in einem Bereich von 2 bis 4 m liegen kann, ist die Breite des Trägers 2 in diesem Ausführungsbeispiel auf den Durchmesser der kreisrunden hydraulischen Vorspanneinheit 6 abgestimmt. Bei einem Außendurchmesser der hydraulischen Vorspanneinheit von z.B. 200 mm entspricht die Gesamtbreite der untertätigen Ausbauanordnung ebenfalls 200 mm.

In Abwandlung zu der Ausführungform der 1 ist in den 5 bis 9 eine Variante dargestellt, die als Grundlage für die weiterentwickelte Ausführungsform der 1 bis 4 bezeichnet werden kann. 5 zeigt eine Ausbauanordnung 14 in der Einbaulage. Die Ausbauanordnung ist am Hangenden montiert, wobei die Anker 8 in diesem Ausführungsbeispiel senkrecht nach oben weisen. Dementsprechend sind die Stützbleche 15 auch nicht abgekröpft, wie bei den Ausführungsformen der 1 bis 4, sondern liegen vollständig in der Gurtebene G. Folglich können die Stützbleche 15 auch insgesamt kürzer gestaltet sein als bei der Ausführungsform der

1 bis 4. Die Länge der Stützbleche 15 ist so gewählt, dass eine vollflächige Auflage der hydraulischen Vorspanneinheit 6 geleistet ist. Wie bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel ist auch die Breite des Trägers 16 so gewählt, dass die Last übertragenden Bereiche der hydraulischen Vorspanneinheiten 6 nicht seitlich über den Träger 16 vorstehen.

Ein weiterer Unterschied ist bei dieser vereinfachten Ausführungsform, dass das in der Bildebene rechte Ende nicht als Schlitten konfiguriert ist. Vielmehr sind die Abstände, in denen die Anker 8 zu setzen sind, fest vorgegeben. Zwar befindet sich in den Stützblechen 15 jeweils ein Langloch, um gewisse Toleranzen und Abstände zwischen den Ankern 8 auszugleichen, allerdings können nicht so große Abstandsunterschiede wie bei 1 ausgeglichen werden, was beim senkrechten Setzen der Anker 8 aber auch nicht zwingend erforderlich ist. Der Schlitten 11 bei der ersten Ausführungsform ist insbesondere dann erforderlich, wenn die Anker 8 schräg gesetzt werden, damit die Stützbleche 5 exakt gegenüber dem Anker 8 positioniert werden können.

In 8 ist zu erkennen, dass an der hydraulischen Vorspanneinheit 6 eine randseitige Lasche 17 angeordnet ist, die beispielsweise zum Transport dienen kann. Der Lasche 17 gegenüber liegend befindet sich ein Hydraulikanschluss 18 zum Befüllen der Vorspanneinheit mit einem Fluid.

1
Ausbauanordnung
2
Träger
3
Gurt
4
Gurt
5
Stützblech
6
Vorspanneinheit
7
Ankerplatte
8
Anker
9
Mutter
10
Distanzstrebe
11
Schlitten
12
Führungshülse
13
Mutter
14
Ausbauanordnung
15
Stützblech
16
Träger
17
Lasche
18
Hydraulikanschluss
G
Gurtebene


Anspruch[de]
Untertägige Ausbauanordnung, umfassend einen Träger (2, 16), welcher über Anker (8) am Gebirge verankerbar ist, wobei der Träger (2) zwei parallel zueinander verlaufende, und miteinander verbundene Gurte (3) aufweist sowie endseitige Stützbleche (5, 15), auf welchen donutförmige hydraulische Vorspanneinheiten (6) abgestützt sind, deren zentrales Durchgangsloch von einem Anker (8) durchsetzt ist, wobei der Anker (6) auf der dem Stützblech (5) gegenüberliegenden Seite der Vorspanneinheit (6) abgestützt ist. Ausbauanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gurte (3) Gewindestangen sind, wobei eines der Stützbleche (5) Bestandteil eines in Längsrichtung der Schiene (2) verlagerbaren Schlittens (11) ist. Ausbauanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützbleche (5) zumindest teilweise gegenüber der von den Gurten (3) aufgespannten Gurtebene (G) abgewinkelt sind, so dass die Anker (8) in einem stumpfen Winkel zur Gurtebene (G) setzbar sind. Ausbauanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Enden des abgewinkelten Stützblechs (5) über eine Distanzstrebe (10) an den Gurten (3) abgestützt sind. Ausbauanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzstrebe (10) ein sich zwischen den Gurten (3) und dem Stützblech (5) erstreckendes Flacheisen ist. Ausbauanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gurte (3) Gewindestangen sind, wobei die Gurte (3) zweier endseitig gegenüberliegenden Schienen (2) über ein Brückenstück miteinander koppelbar sind, wobei das Brückenstück Hülsen zur Aufnahme der jeweiligen Enden der Gurte (3) aufweist und wobei die Enden über Muttern an dem Brückenstück gehalten sind. Ausbauanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Stützblech (5, 15) zwischen den Gurten (3) erstreckt. Ausbauanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser der Vorspanneinheit (6) der Breite des Trägers (2, 16) entspricht.






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