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Vorrichtung zum Einbringen von Ringsegmenten für den Streckenausbau
Gegenstand der Patentanmeldung Sch 25576 VI a!5 c ist eine Vorrichtung für das Einbringen
von Ringsegmenten aus Profileisen für den Streckenausbau, die sich eines mit der
Streckenwandung verspannbaren Trägerkörpers bedient. An diesem ist relativ dazu
um die gemeinsame Achse ein Montagering drehbar gelagert. Sowohl der Trägerkörper
als auch der Montagering haben eine mittlere Öffnung von solcher Bemessung, daß
der freie Verkehr in der Strecke praktisch nicht behindert ist, daß also insbesondere
die Fördermittel für das gelöste Gestein darin Platz haben und der Verkehr der Bedienungsleute
sowie das Einbringen der Einzelteile des Ausbaues möglich ist.
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Auf dem drehbaren Montagering sollen die Ringsegmente des Streckenausbaues
zunächst in die richtige Stellung zueinander gebracht und zu einem Ausbauring vormontiert
werden, der allerdings gegenüber dem fertig eingebauten Ring noch einen kleineren
Umfang hat. Durch allseitige radiale Verschiebung wird dann der vorläufig zusammengesetzte
Ausbauring nach außen in seine endgültige Lage gebracht; die einzelnen Segmente
werden nunmehr fest miteinander verspannt.
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Die Erfindung hat es mit dem Problem zu tun, den aus seinen Einzelteilen
zunächst vormontierten Ausbauring - bei dem also die Profile schon durch Laschen
oder Gelenke verbunden, diese aber noch nicht festgezogen sind und deshalb eine
Relativbewegung der Ringsegmente untereinander noch zulassen - von dem Montagering
aus durch radiale Verschiebung der Teile nach außen derartig in die endgültige Lage
zu bringen, daß er über den ganzen Umfang mit gleichem Druck an der Streckenwandung
zur Anlage kommt. Durch die Verwendung eines Druckmittelantriebes, der an mehreren
Stellen des vormontierten Ausbauringes angreift, läßt sich hierbei nicht ohne weiteres
eine gleichförmige radiale Auswärtsbewegung erzielen. Es muß nämlich an jeder Stoßstelle
der Ringsegmente die Reibung der Verbindung und zum Teil das Eigengewicht der Segmente
überwunden werden; dies hat zur Folge, daß die auftretenden Gegenkräfte in allen
Teilen des Ausbauringes die gleichen sind. Außerdem wird es sich nicht vermeiden
lassen, daß bei einem Druckmittelantrieb die Gleit- und Reibungsbedingungen innerhalb
der Vorschubzylinder nicht überall die gleichen sind. Bei einem Druckmittelantrieb
durch eine Reihe von Vorschubzylindern kann es sehr leicht vorkommen, daß der eine
Zylinder weiter ausfährt als der andere. Dies kann zu Verklemmungen und letztlich
zu Blockierungen des gesamten Spreizmechanismus führen. Um ein sicheres Spreizen
der noch lose ineinandergefügten Teile des Ausbauringes zu gewährleisten, sind gemäß
der Erfindung auf dem Montagering radial geführte Druckstangen angeordnet, die auf
die Segmente des Ausbauringes einwirken; diesen Druckstangen wird mittels entsprechender
Kupplungen von einem gemeinsamen Antrieb eine synchrone radiale Bewegung erteilt.
Es können entweder sämtliche über den Umfang verteilte Druckstangen von einem gemeinsamen
Antrieb aus bewegt werden, oder die Druckstangen sind in mehrere Abschnitte unterteilt,
wobei innerhalb jedes Abschnittes durch einen gemeinsamen Antrieb eine synchrone
radiale Bewegung erreicht wird.
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Die Art der Kupplung der Druckstangen und die Verbindung mit dem Antrieb
kann in verschiedener Weise durchgeführt werden. So kann man die Druckstangen als
Zahnstangen ausbilden, in welche Ritzel eingreifen; die Ritzelwellen liegen dabei
in einer Ringebene und sind im wesentlichen senkrecht zum Radius gerichtet; durch
Kardangelenke sind sie miteinander gekuppelt und werden von einem Motor angetrieben.
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Ein anderes Kupplungs- und Antriebssystem ergibt sich dadurch, daß
die radiale Bewegung der Druckstangen durch eine um die Achse des Montageringes
drehbare Kulissenscheibe bewirkt wird, welche mit einer entsprechenden freien mittleren
Öffnung versehen ist, um dem Grundprinzip des Hauptpatentes zu entsprechen und den
freien Durchlaß der Strecke nicht wesentlich zu beeinträchtigen. Auf der Kulissenscheibe
befinden sich im Schnitt senkrecht zur
Streckenachse Ausschnitte
aus Spiralen bildende Außenflächen, auf denen die inneren Enden der Druckstangen
gegebenenfalls mittels entsprechender Rollenlager laufen. Dabei können die einzelnen
Spiralflächen in parallelen Ringebenen liegen, und die vorzugsweise in der gleichen
Ringebene angeordneten, auf die Segmente des Ausbauringes einwirkenden Druckstangen
können wenigstens teilweise mit inneren Abkröpfungen versehen sein; auf diese Weise
läßt sich ein verhältnismäßig flaches Ansteigen der Spiralen verwirklichen.
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Neben den beiden näher beschriebenen Anwendungen für die synchrone
zwangläufige Führung der Druckstangen sind natürlich auch noch andere, wie ein Parallelkurbelgetriebe
arbeitende Vorrichtungen anwendbar. Es ist nur Vorsorge zu treffen, daß gegebenenfalls
über Schwinghebel und Lenker von einer oder jedenfalls wenigen Antriebsstellen aus
gleiche Bewegungen in der Radialen erfolgen, damit der erwünschte synchrone Lauf
der einzelnen Segmente gewährleistet ist.
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Zusätzlich zu der neuen Vorrichtung, mittels deren durch mechanische
Zwangsführung eine synchrone Radialbewegung erzielt wird, durch die der noch nicht
zu einem starren Körper verbundene Ausbauring in die Nähe seiner annähernd kreisrunden
Auflagefläche gelangt, können gemäß der weiteren Erfindung für das endgültige Anpressen
des Ausbauringes an das Gebirge druckmittelbetriebene Kolben vorgesehen sein. Als
zusätzliches Mittel, den Ausbauring in seine endgültige Stellung zu bingen, bieten
sie zwei Vorteile: Einmal kann dort, wo es nötig ist, in einem kleineren Abschnitt
des Streckenumfanges ein größerer radialer Weg zurückgelegt und die Andruckkraft
der lokal unterschiedlichen Nachgiebigkeit des Gesteins angepaßt werden, zum anderen
können aber auch Abweichungen des Streckenquerschnittes von der vorgesehenen Form,
z. B. der Kreisform, auf diese Weise berücksichtigt werden. Der Sinn der in dieser
Weise ergänzten Erfindung liegt also darin, die erhebliche Umfangserweiterung, die
zwischen der Montagestellung der Annäherung an das Gebirge zu erfolgen hat, unter
Wahrung der Kreisform oder der sonstigen Form des Streckenquerschnittes synchron
durchzuführen, beim eigentlichen Verspannen des Ausbauringes aber die lokalen Unterschiede
in der Nachgiebigkeit des Gesteins und in der Form des Streckenquerschnittes zu
berücksichtigen.
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In der Zeichnung ist ein Montagering dargestellt, auf dem die einzelnen
Teile eines Ausbauringes zunächst zusammengefügt und durch allseitige, radialer
Verschiebung nach außen der Ausbauring in seine die Verspannung mit dem Gebirge
ermöglichende Stellung gebracht werden soll, und zwar zeigt Fig. 1 eine Ansicht
des Montageringes mit dem aufmontierten Ausbauring in der Streckenachse gesehen;
Fig. 2 zeigt in der Seitenansicht einen Ausschnitt aus Fig. 1 in größerem Maßstab
entsprechend der Schnittlinie 11-1I.
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Von dem Montagering sind die Einzelheiten, soweit sie mit der Durchführung
der vorliegenden Erfindung nicht unmittelbar zu tun haben, nicht näher dargestellt.
Man erkennt nur die innere Umfangslinie 10 und die äußere Umfangslinie
11 des Montageringes. Zwischen dem äußeren Umfang 11 und der Streckenwandung
12 ist noch ein Ringraum 13
vorhanden, der die unbehinderte Axialbewegung
des Ringes ermöglicht und auch dem Umstand Rechnung trägt, daß die Streckenwandung
12 in der Praxis gewisse Ungleichförmigkeiten aufweist. Man hat sich vorzustellen,
daß der Montagering drehbar um die Streckenachse an einem mit der Streckenwandung
verspannbaren Trägerkörper gelagert ist. Dieser Trägerkörper ist nicht in der Zeichnung
dargestellt. Man erkennt nur am Boden der Strecke eine den Teil eines Kreisumfanges
bildende Kufe 27. auf der der Trägerkörper in Streckenlängsrichtung verschoben werden
kann.
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Von Halteorganen, deren Darstellung unterlassen wurde, werden auf
dem Montagering die einzelnen Segmente des Ausbaues erfaßt, die in diesem Falle
I-Träger sind mit einem Steg 14, dem zum Gebirge hin liegenden Flansch 15
und dem streckenseitigen Flansch 16. Die Segmente sind in die Kappenverbindungen
weitgehend eingeschoben, die in bekannter Weise aus Laschen 17 gebildet werden,
in welche beiderseits Bügel 18 fassen, die mittels der Keile 19 verspannt werden
können. Man erkennt aus Fig. 1, daß die Enden der Profile dicht voreinander liegen.
Wird der Ausbau gleichförmig nach außen gespreizt, so rücken die Profilenden auseinander.
Sie haben dann die Möglichkeit, unter dem Druck des Gebirges wieder zusammenzurücken
und dadurch erhebliche Gebirgsdrücke aufzunehmen.
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Um das Spreizen des bereits montierten Ausbauringes durchzuführen,
sind Druckstangen 20 vorgesehen, die mit ihren Köpfen 21 unter den Flansch
16 der Profile fassen. Die Druckstangen sind als Zahnstangen ausgebildet
und laufen in nicht dargestellten Halterungen des Montageringes. In weiteren Halterungen
laufen die Wellen 22 der Ritzel 23, welche mit den Druckstangen 20 in Eingriff kommen.
Die Ritzelwellen 22 der oberen Hälfte des Ringumfanges sind ebenso wie die Ritzelwellen
22 der unteren Hälfte des Ringumfanges durch Kardangelenke 24 miteinander verbunden,
und das jeweils mittlere Ritzel wird über ein durch das Zahnrad 25 angedeutetes
Vorgelege von einem Motor 26 in Umdrehung versetzt.
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Durch die zwangläufige Kupplung der von dem gleichen Motor angetriebenen
Ritzel ergibt sich eine synchrone Radialbewegung sämtlicher Zahnstangen auf das
Gebirge zu innerhalb jedes einzelnen Halbringes. Bei synchronem Lauf der beiden
Motoren 26 ist also eine gleichmäßige Annäherung des gesamten Ringes an das Gebirge
gegeben.
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Für die Endverspannung der einzelnen Segmente können dann druckmittelbetriebene
Vorschubzylinder zusätzlich verwendet werden, wie sie beispielsweise bei den Ausführungsbeispielen
des Hauptpatentes erläutert worden sind. Diese greifen zweckmäßig seitlich der Köpfe
21 der Druckstangen 20 an den streckenseitigen Flanschen 16 der Segmente an, so
daß diese sich beim Arbeiten der Vorschubzylinder von den Köpfen 21 der Druckstangen
20 lösen.