Ausbaurahmen aus Formeisen, insbesondere für den Gruben- und Tunnelbau. Für den Gruben- und Tunnelbau werden vielfach mehrteilige Ausbaurahmen aus rin- nenförmigen Formeisen benutzt. An den En den sind die benachbarten Formeisen inein- andergelegt, so dass sich die Enden über greifen. Die Formeisen sind miteinander durch flächigen Reibungssehluss zwischen ihren in Richtung der Rinnentiefen durch Spannvorrichtungen gegeneinandergepressten Enden nachgiebig verbunden.
Bei den bisher bekannten mehrteiligen Ausbaurahmen werden stets Formeisen von mindestens zwei verschiedenartigen Profilen benutzt, die nur in bestimmter Anordnung, z. B. das eine nur aussen, das andere nur innen angeordnet, ineinandergelegt werden können.
Der den Gegenstand der Erfindung bil dende mehrteilige Ausbaurahmen, insbeson dere für den Gruben- und Tunnelbau, aus rinnenförmigen Formeisen, die an ihren in einander- und übereinandergreifenden Enden durch Spannvörrichtungen in Richtung ihrer Rinnentiefe gegeneinandergepresst sind, so dass sie durch Reibungsschluss gegenüber dem Gebirgsdruck nachgiebig miteinander ver bunden sind, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsform der Innenseite der Formeisen so weit mit derjenigen ihrer Aussenseite übereinstimmt, dass jedes Ende jedes Formeisens in jedes Ende jedes andern Formeisens nach Lösen der Spannvorrich tung so einlegbar ist,
dass ihre Längsmittel ebenen zusammenfallen und die Enden der ineinandergelegten Formeisen bis zur Erzie lung eines flächigen Reibungsschlusses ver- spannbar sind.
Diese Ausbildung des Rahmens ist von erheblichem Vorteil. Zunächst wird die Her stellung der Rahmen vereinfacht und verbil ligt. Sodann kann an den Verbindungsstellen der Rahmenteile nach Wahl das eine oder das andere der zu verbindenden Formeisen aussen bzw. innen angeordnet werden. Dies ist von Bedeutung, weil das aussen liegende Form eisen eine höhere Belastung als das innen liegende Formeisen aufzunehmen vermag. Es ist durch die Erfindung möglich, jedes beliebige Formeisen eines Ausbaurahmens aussen anzuordnen, wie es der jeweiligen Be lastung entspricht, und dadurch bei gering stem Materialaufwand eine sehr hohe Wider standsfähigkeit des Rahmens zu erreichen.
Auch kann man bei Anwendung der Erfin dung geschlossene Ausbaurahmen aus einer beliebigen Zahl von Formeisen bilden, wäh rend man bisher an Paare von Formeisen gebunden war.
Auf der Zeichnung sind bevorzugte Aus führungsformen der Erfindung dargestellt. Es zeigt.: Fig. 1 einen offenen Ausbaurahmen und Fig. 2 einen geschlossenen, ringförmigen Ausbaurahmen.
Fig. 3 ist ein Schnitt nach Linie III-III der Fig. 1 in grösserem Massstab.
Fig. 4 ist eine Seitenansicht einer Ver- spannungsstelle in grösserem Massstab. Fig. 5 zeigt die untere Verstärkung eines Rahmenendes in grösserem Massstab, Fig. 6 schliesslich einen Schnitt nach Linie VI-VI der Fig. 5.
Der in Fig. 1 dargestellte mehrteilige Aus baurahmen besteht aus den Seitenstützen 1 und 2, gebildet von je zwei rinnenförmigen Formeisen, und dem Kopfträger oder Bogen 3, gebildet von einem einzigen, rinnenför- migen Formeisen. Die Stützen 1, 2 und der Bogen 3 liegen an den einander zugewandten Enden ineinander, und zwar so, dass die Enden des Bogens 3 an den Verbindungsstellen aussen liegen. Diese Anordnung wird bevor zugt, wenn die Hauptbelastung auf den Rah men von der Firste ausgeht. Die Stützen 1, 2 und der Bogen 3 sind miteinander querver spannt, d. h. in Richtung ihrer Rinnentiefen bis zur Erzielung eines flächigen Reibungs schlusses gegeneinandergepresst durch die schematisch angedeuteten Spannmittel 5, de ren Ausbildung im einzelnen aus Fig. 3 oder 7 ersichtlich ist.
Das freie Ende der Seiten stützen 1, 2 ist durch je einen Schuh 4 ver stärkt, dessen Ausbildung und Anordnung aus den Fig. 5 und 6 hervorgeht, in welchen Figuren jedoch die Seitenstützen, im Gegen satz zu Fig. 1, nur aus einem Formeisen be stehen.
Der Ausbaurahmen nach Fig. 2 besteht aus vier gleichartigen rinnenförmigen Form eisen 6, 7, 8, 9, die an den einander übergrei fenden Enden durch die Spannmittel 10 querverspannt sind. Die Spannmittel 10 kön nen in gleicher Weise ausgebildet sein, wie in Fig. 3 und 7 dargestellt.
Die einzelnen Formeisen übergeifen bei dem Rahmen nach Fig. 2 an den Enden ein ander dachziegelartig, indem jeweils das eine Ende jedes Formeisens innen und das andere Ende aussen liegt, wie aus Fig. 2 ersichtlich. Diese Anordnung ist von Vorteil dort, wo die Belastung der Rahmenteile gleich oder nahezu gleich ist und eine gleiche Nachgiebigkeit gegenüber dem Gebirgsdruck aller Rahmen teile gewünscht wird.
Der Querschnitt der Formeisen der Aus baurahmen ist aus Fig. 3 zu ersehen. Danach besteht jedes Formeisen aus dem Rinnen boden oder Bodengurtung 11 und den beiden Flanschen oder Wangen 12, die am Rand durch je eine Wulst oder Halbgurtung 13 verstärkt sind. Im Querschnitt entspricht der Verlauf der Innenfläche der Formeisen im Bereich der gegenseitigen Berührung inein andergelegter Formeisen demjenigen der Aussenfläche. In der Übergangszone zwischen dem Rinnenboden bzw. der Bodengurtung 11 und dem Flansch 12 ist eine Längsaussparung vorgesehen, in Fig. 3 mit 14 bezeichnet. Das Formeisen hat infolge dieser Aussparung etwa einen glockenförmigen Querschnitt.
Durch die Anordnung der Längsaussparungen entsteht aussen an der Bodengurtung eine Art Kamm oder Leiste, die beim Walzen des Formeisens in vorteilhafter Weise ein Ver laufen des Walzkörpers verhindert.
Die Querschnittsform der Innenseite jedes Formeisens stimmt. so weit. mit derjenigen ihrer Aussenseite überein, dass jedes Ende jedes Formeisens in jedes Ende jedes andern Formeisens nach Lösen der Spannvorrich tung so einlegbar ist, dass ihre Längsmittel ebenen zusammenfallen und die Enden der ineinandergelegten Formeisen bis zur Erzie lung eines flächigen Reibungssehlu sses ver- spannbar sind.
Wie Fig. 3 zeigt, legen sich die Formeisen bei Querverspannung im Ober- fläehenbereich der Flanschen und des Binnen bodens passend gegeneinander, wie bei 15 und 16 in Fig. 3 angedeutet ist. Die Querverspan nung mehrerer Formeisen bis zur gegen seitigen satten Anlage an den entsprechenden Berührungsflächen wird durch die Anord nung der erwähnten Längsaussparungen erleichtert, indem dadurch die Flanschen eine gewisse federnde Nachgiebigkeit. erhalten.
Bei dem ,dargestellten bevorzugten Form eisen entspricht also beim Querschnitt der Verlauf der Innenseite demjenigen der Aussen seite der Formeisen im Bereich ihrer Wangen und einer Gurtung, d. h. eines im wesent lichen in .der -Achse verlaufenden Quer schnittsteils derart, dass die einander über greifenden Enden der Formeisen bei Quer verspannung in Richtung der Binnentiefen nur bis zur gegenseitigen Anlage im Bereich der Gurtung ineinandergefasst werden kön nen. Dadurch wird einem Aufklaffen des Pro fils über die Streckgrenze des Materials bei Querverspannung mehrerer Formeisen zuver lässig entgegengewirkt. Bei der dargestellten Ausführungsform kommen die Formeisen im Bereich der Bodengurtung zur gegenseitigen Anlage.
Es ist unter Umständen vorteilhaft, die Aussenflächen und Innenflächen der Form eisen im Bereich gegenseitiger Berührung mehrerer ineinandergelegter Formeisen mit praktisch gleichem Verlauf auszuführen, je doch die Wandstärke der Formeisen ver schieden zu wählen. Dadurch ist es möglich, Formeisen verschiedener Knick- oder Biege festigkeit miteinander zu einem Ausbaurah men zu verbinden und miteinander zu ver spannen. Dieser Fall ist in Fig. 3 angedeutet, nach der das mittlere Formeisen eine grössere Wandstärke in der Bodengurtung besitzt, während das obere Formeisen eine grössere Wandstärke im Bereich der Flanschen oder Wangen hat. Die Möglichkeit, einen Ausbau rahmen aus Formeisen verschiedener Bela stungsfähigkeit herzustellen, ist für den Gru ben- und Tunnelbau von grosser Bedeutung.
Übrigens kann eine Verstärkung der Ausbau rahmen in bestimmten Segmenten noch da durch erreicht werden, dass der Rahmen hier aus mehreren bzw. einer grösseren Anzahl ineinandergelegter Formeisen, die sämtlich miteinander verspannt werden, gebildet wird als in den Zonen geringerer Widerstands fähigkeit des Rahmens. Wertvoll für den praktischen Betrieb ist auch, dass man die Formeisen der erwähnten Ausbildung be quem stapeln kann, auch kann man die Form eisen nach Gebrauch wieder zur Bildung anderer Ausbaurahmen usw. benutzen.
Zwi schen dem Verlauf der beiden Flächen im unverspannten Zustand der ineinandergeleg ten Formeisen können gewisse Abweichungen vorhanden sein, sofern dieselben nur so gross sind, dass bei der Querverspannung ineinan dergelegter Formeisen, so dass ihre Längs mittelebenen zusammenfallen, durch federnde Aufweitung des Profils ein flächiger Rei bungsschluss zwischen den Formeisen erreicht wird.
Die zur Bildung von Teilen des Ausbau rahmens benutzten Formeisen brauchen nicht auf ihrer ganzen Länge ineinanderzugrei- fen. Meist werden sieh die Formeisen nur an den Enden überlappen, wie auf der Zeich nung in Fig. 2 dargestellt. Anderseits können statt der Anordnung zweier Formeisen ent sprechend den Seitenteilen 2 des Rahmens nach Fig. 1 die beiden Formeisen mit ver schiedener Längskrümmung ausgeführt wer den, wobei dann zwischen den Formeisen im mittleren Teil des Segments besondere Ver bindungsstücke eingesetzt werden, während die Enden der Formeisen ineinandergreifen.
Die zur Querverspannung der ineinander greifenden Formeisen eines Ausbaurahmens benutzten Spannvorrichtungen sind vorteil haft so auszubilden, dass die Spannung ver änderlich ist. Dies ist von Vorteil, wenn der Gebirgsdruck sich ändert und die Gefahr be steht, .dass der Rahmen zusammengedrückt wird. Man wählt das Mass :der Querverspan nung so, dass sich die ineinandergelegten Formeisen bei wachsendem Gebirgsdruck tele- skopartig nachgiebig zusammenschieben, be vor eine bleibende Formänderung der Rah menteile eintritt.
Die in Fig. 3 dargestellte Ausführung der Spannmittel umfasst zwei Laschen oder Joche 17, 18, welche miteinander durch die Spann schraube 19 verbunden sind. Die Lasche 17 überbrückt. die offene Seite des Rinneneisens, während die Druckfläche der untern Lasche 18 im wesentlichen dem Verlauf der Aussen fläche des Formeisens folgt. Die Lasche 17 wird vorteilhaft aus einem federnden Mate rial hergestellt.
Durch doppelte Abbiegung der Enden der Lasche 17 wird erreicht, dass der Kopf 20 der Spannschraube 19, welcher hinter die hakenförmigen Ansätze 22 der La sche 17 fasst, im wesentlichen innerhalb der Gesamthöhe der Spannverbindung liegt, wo bei die Spannschraube im Bedarfsfalle leicht eingesetzt oder abgenommen werden kann. Das Ende 22 der Lasche ist zu diesem Zweck geschlitzt, wie aus Fig. 4 ersichtlich.
Die Laschen 17, 18 werden so ausgebildet, dass sich die verlängerten Achsen der Schrau benbolzen 19 schneiden (Fig. 3), die etwa parallel zu den Wangen 12 verlaufen. Die Enden 23 der Lasche 18 verlaufen hierbei im wesentlichen senkrecht mur Schraubenachse, so dass die Muttern 24 genügende Anlage finden können.
Die Verbindungsstellen eines Ausbaurah mens können mit einer oder mehreren der in Fig. 3 dargestellten Spannverbindungen oder Spannverbindungen anderer Art ausge stattet werden, welche die Formeisen in Rieh- tung ihrer Rinnentiefen gegeneinanderpressen. Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 sind zwei Spannvorrichtungen vorgesehen, die un abhängig voneinander zu betätigen sind. Die Zahl der anzubringenden Spannvorrichtungen richtet sich hauptsächlich nach dem erforder lichen Spanndruck.
Zur Verstärkung der Rahmenenden kann man den in Fig. 5 und 6 dargestellten Schuh benutzen. Dieser besteht im wesentlichen aus einer Stahlplatte 25, deren Seiten abgekantet sind, wie bei 26 angedeutet. Oben sind auf der Platte 25 drei Stifte oder Nasen 27 ange ordnet, zwischen welche das Profil des abzu stützenden Formeisens 28 greift, so dass es unverschiebbar sitzt.
Die in Fig. 7 dargestellte Ausführungs form einer Spannverbindung verwendet Bol zen 33, deren oberes Ende hakenförmig um gebogen ist, wie bei 34 angedeutet, und um den durch die Wulst 35 verstärkten Rand des obersten Formeisens 29 fasst. Das untere Ende des Bolzens 33 hat Gewinde für die Spann mutter 36, welche auf eine das unterste Form eisen umfassende Lasche 32 wirkt.
Anstatt Gewindebolzen mit Mutter können für die Spannvorrichtung auch geschlitzte Bolzen benutzt werden, welche mit einem durch den Schlitz gesteckten Keil zusammen wirken.
Die dargestellten Spannvorrichtungen kön nen bei entsprechender Bemessung der Ver- bindungsbolzen zum Umspannen zweier oder mehrerer Formeisen benutzt werden.