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Die
Erfindung betrifft ein Bruchschild für einen Schildausbau für den untertägigen Bergbau,
mit wenigstens einem Deckblech, mit wenigstens zwei Kappenanschlussgelenken,
mittels denen eine Hangendkappe gelenkig am Bruchschild anbringbar
ist, und mit paarweise angeordneten Seitenblechen mit Bolzenaufnahmen
zur Befestigung von Lenkern eines Lenkergetriebes am Bruchschild.
Die Erfindung betrifft ferner auch ein Verfahren zum Fertigen eines Bruchschilds
für einen
Schildausbau für
den untertägigen
Bergbau, wobei das Bruchschild ein Deckblech, zwei Kappenanschlussgelenke
zur gelenkigen Verbindung des Bruchschilds mit einer Hangendkappe
und paarweise angeordnete Seitenbleche mit Bolzenaufnahmen zur Verbindung
des Bruchschilds mit Lenkern eines Lenkergetriebes aufweist.
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Im
untertägigen
Bergbau werden, um während
des Abbaus von Mineralien Hohlräume
zur sicheren Anordnung der Gewinnungsmaschinen im sogenannten Abbaustreb
offen zu halten, in der Höhe veränderbare
Schildausbauten oder Schildausbaugestelle eingesetzt, die in der
Regel zwei Liegendkufen, ein Lenkergetriebe mit meist vier als Lemniskatengetriebe
eingesetzten Lenkern, ein Bruchschild und eine gelenkig mit dem
Bruchschild verbundene Hangendkappe aufweisen. Durch Ausfahren von
Hydraulikzylindern, die die Hangendkappe gegenüber den Liegendkufen abstützen, wird
die Hangendkappe gegen das sogenannte Hangende angedrückt während das
Bruchschild rückwärtig bzw.
versatzseitig der Gewinnungsanlage ein Hereinbrechen des Gebirges
verhindert.
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Zahlreiche
Schutzrechtsanmeldungen betreffen den Aufbau des Schildausbaus,
die Ausgestaltungen der Liegendkufe sowie den konstruktiven Aufbau
der Hangendkappe. Der Bruchschild wird hierbei meist nur als Bindeglied
zwischen dem Lenkergetriebe und der Hangendkappe angesehen und wird
seit Jahren unverändert
aufgebaut und gefertigt.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Bruchschild für einen untertägigen Schildausbau
konstruktiv zu verbessern, damit der Bruchschild mit modernen Fertigungsmöglichkeiten
möglichst
kostengünstig
hergestellt werden kann und gleichzeitig auch höheren Biege- und Torsionskräften standhalten
kann.
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Diese
Aufgabe wird beim Bruchschild erfindungsgemäß dadurch gelöst, das
jedes Kappenanschlussgelenk Bestandteil einer separat fertigbaren länglichen
Baugruppe ist, die an einer Vorderseite ein vorkragend ausgebildetes
Bolzenauge aufweist, die eine ebene Unterseite zur Anlage am Deckblech
aufweist, die mit einem hinteren Ende in einen Zwischenraum zwischen
den Seitenblechen eines Seitenblechpaares einfasst, wobei wahlweise
die längliche
Baugruppe mittels Schweißnähten an
den Fugen zwischen Baugruppe und Seitenblechen angeschweißt und an
den Seitenblechen festgeschweißt ist
und/oder mittels Schweißnähten an
den Fugen zwischen Baugruppe und Deckblech am Deckblech festgeschweißt ist.
Die Aufgabe wird bei einem Verfahren zum Fertigen eines Bruchschilds
dadurch gelöst,
dass jedes Kappenanschlussgelenk Bestandteil einer länglichen
Baugruppe ist, die separat gefertigt wird und an einer Vorderseite
ein vorkragendes Bolzenauge, eine ebene Unterseite sowie ein hinteres Ende
aufweist, wobei im Fertigungsablauf das hintere Ende der Baugruppe
in einen Zwischenraum zwischen den Seitenblechen eines Seitenblechpaares einfasst
und mittels Schweißnähten mit
den Seitenblechen und/oder mit dem Deckblech verbunden wird.
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Bei
einer vorteilhaften Verfahrensvariante wird zuerst die längliche
Baugruppe in einen Zwischenraum zwischen den Seitenblechen eines
Seitenblechpaares eingesetzt wird und mittels Schweißnähten mit
diesen verbunden, bevor die Baugruppe und das Seitenblechpaar am
Deckblech als Zwischen- oder Mastereinheit angeschweißt werden.
Es kann aber auch zuerst die längliche
Baugruppe am Deckblech angeschweißt werden. Die erfindungsgemäße Lösung umfasst
als ein wesentliches Lösungsmerkmal
das Bilden einer länglichen
Baugruppe in einer Weise, dass nicht nur an der Vorderseite dieser Baugruppe
das Bolzenauge zum Anschließen
der Hangendkappe ausgebildet ist, sondern dass sie mit einer ebenen
Unterseite am Deckblech in einem relativ langen Bereich befestigt,
insbesondere mittels einfach anzubringender Schweißnähte angeschweißt werden
kann. Der Bruchschild ist zugleich derart aufgebaut, dass die längliche
Baugruppe mit ihrem hinteren Ende zwischen die Seitenbleche eines
Seitenblechpaares eingeschoben oder eingesetzt und ggf. auch dort
angeschweißt
werden kann.
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Das
Zusammenschweißen
von Baugruppe und Seitenblechpaar kann zuerst erfolgen, um dann anschließend die
Zwischen- oder Masterbaugruppe, bestehend aus der länglichen
Baugruppe mit dem Bolzenauge und dem Seitenblechpaar, als vorgefertigte
Untereinheit am Deckblech anzuschweißen. Dieser Aufbau eines Bruchschildes
bzw. eine derartige Verfahrensführung
beim Fertigen eines Bruchschildes führen zu einer erheblichen Minderung
der zum Fertigen des Bruchschildes benötigten Einzelteile; zugleich
bietet sich die Möglichkeit,
auf relativ einfache Weise eine Maßhaltigkeit zwischen dem Bolzenauge
für das
Kappenanschlussgelenk einerseits und den Bolzenaufnahmen zum Befestigen
der Lenker andererseits herzustellen, da diese Untereinheit bzw.
Masterbaugruppe zusammengesetzt werden kann, bevor deren endgültige Befestigung
am Deckblech erfolgt. Außerdem
wird gewährleistet,
dass die längliche
Baugruppe einerseits und das Seitenblechpaar andererseits mit einer
ausreichenden Anzahl von Schweißnähten miteinander
verbunden werden kann, bevor in einem Endschritt diese Zwischen- oder Masterbaugruppe
mit Schweißnähten, vorzugsweise
mit sich entlang der Außenwände der
länglichen
Baugruppe und der Seitenbleche jedes Seitenblechpaares verlaufender
Schweißnähte, ein
Anschweißen
und Befestigen der Zwischenbaugruppe am Deckblech erfolgt. Es ist
alternativ aber auch möglich,
zuerst die vorgefertigte längliche
Baugruppe am Deckblech anzuscheißen, und erst dann das Seitenblechpaar
derart am Deckblech anzusetzen, dass das hintere Ende der Baugruppe
in den Zwischenraum eintaucht. In dieser Position wird dann das
Seitenblechpaar mit dem Deckblech verschweißt. Falls gewünscht, kann
dann auch noch die Schweißverbindung
zwischen Baugruppe und Seitenblechpaar angebracht werden.
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Die
längliche
Baugruppe ist vorzugsweise als Schweißkonstruktion ausgebildet,
die zwei äußere, ebene
Blechstreifen aufweist, die mittels wenigstens eines Quergurtes
verbunden und hierdurch zueinander ausgesteift sind. In bevorzugter
Ausgestaltung können
dann zwischen den Blechstreifen gekrümmte Mantelgurte eingeschweißt werden,
mit denen eine zusätzliche
Aussteifung der Blechstreifen zueinander erreicht wird. Bei der
insbesondere bevorzugten erfindungsgemäßen Lösung sind die Mantelgurte zu
beiden Seiten des Quersteges angeordnet und die Baugruppe wird,
vorzugsweise über Schweißnähte, welche
die Kanten der Mantelgurte mit den Innenseiten der ebenen Blechstreifen
sowie mit dem Quersteg oder untereinander verbinden, zu einer partiell
geschlossenen Konstruktion ausgebildet. Die Unterkanten der Blechstreifen
verlaufen dabei vorzugsweise eben und bilden so die Auflagezone
der länglichen
Baugruppe am Deckblech. Um mit der länglichen Baugruppe auf möglichst
einfache Weise das Kappenanschlussgelenk zu bilden, ist besonders
vorteilhaft, wenn die Blechstreifen jeweils ein gerundetes Vorderende
aufweisen, welches mit einem kreisförmigen Auge versehen ist, so
dass bei fluchtender Anordnung der beiden kreisförmigen Augen zweier zu einer
länglichen
Baugruppe verbundener Blechstreifen eine geeignete Gelenkbolzen-
bzw. Schwenkzapfenaufnahme für
einen Gelenkbolzen zum Verbinden einer Hangendkappe mit dem Bruchschild
erzeugt wird. Eine gesamte längliche
Baugruppe kann aus wenigen Einzelteilen, vorzugsweise aus etwa fünf bis acht
Einzelteilen je nach Anzahl der verwendeten Mantelgurte bestehen,
wodurch insgesamt ein geringer Fertigungsaufwand zum Herstellen
einer länglichen
Baugruppe erreicht wird. Gleichzeitig kann dieselbe Baugruppe jeweils
separat gefertigt und dann zum Erzeugen für jedes Kappenanschlussgelenk
verwendet werden.
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Ein
besonders einfacher Aufbau eines Bruchschildes wird auch dadurch
erreicht, dass gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung zwischen den Seitenblechen eines Seitenbleches
nur ein einzelnes Querelement eingeschweißt ist. Das vorzugsweise nur
eine Querelement dient dann ausschließlich dazu, ein Seitenblechpaar
als Zwischenprodukt fertigen zu können, bei welchem mit ausreichend
hoher Maßhaltigkeit
die beiden Seitenbleche planparallel zueinander liegen und einen
im Wesentlichen vorbestimmten Zwischenraum zueinander aufweisen,
der ausreichend bemessen ist, die längliche Baugruppe zwischen
den Seitenblechen einschieben zu können. Besonders vorteilhaft
ist, wenn das Querelement aus einem gekrümmten Blechstück wie beispielsweise
einem halbkreisförmigen
oder halbovalförmigen
Profilstück
besteht, das jeweils mit den Stirnenden an den Innenseiten der Seitenbleche
angeschweißt
ist. Die unteren Kanten des gekrümmten
Blechstücks
können
dann zugleich im Montagezustand auf dem Deckblech aufliegen und
dort wiederum mittels Schweißpunkten
oder vorzugsweise mittels durchgehender Schweißnähte angeschweißt werden.
In den Seitenblechen ist vorzugsweise zu beiden Seiten des Querelementes
jeweils ein ausgeschnittenes Loch als Bolzenaufnahme zur Befestigung
der Lenker mittels in die Löcher
einsteckbarer Lenkergelenkbolzen ausgebildet. Das Ausschneiden der
Löcher
der Bolzenaufnahme erfolgt vorzugsweise vor dem Verschweißen der
länglichen
Baugruppe mit dem Seitenblechpaar, je nach Verfahrensführung vor
oder nach dem Verbinden der Seitenbleche zu einem Seitenblechpaar
mit Zwischenraum.
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Nachdem
zuerst zwei Masterbaugruppen, bestehend jeweils aus einer länglichen
Baugruppe und einem angeschweißten
Seitenblechpaar, am Deckblech angeschweißt wurden, können zur
Fertigstellung des Bruchschildes jeweils an den einander zugewandt
liegenden Seitenflächen
der benachbart liegenden Seitenbleche der Seitenblechpaare vorzugsweise
rechteckförmige
Versteifungsbleche angeschweißt
werden, die mit einer Unterkante am Deckblech anliegen und dort
angeschweißt
sind. Bei zumindest drei rechtwinklig zueinander stehenden Begrenzungskanten
der Versteifungsbleche kann mit diesen auf einfache Weise eine Aussteifung
des Bruchschildes zwischen den Seitenblechen der Seitenblechpaare
erreicht werden, so dass die Konstruktionselemente der länglichen
Baugruppe und der Seitenblechpaare zugleich Versteifungsstreben für das Deckblech
im Montagezustand bilden. Am Deckblech kann weiter vorzugsweise
zwischen zwei Seitenblechpaaren eine Stützkonsole zum Anschlagen eines
Eckzylinders zwischen Bruchschild und Hangendkappe angeschweißt sein,
wobei die Stützkonsole
vorzugsweise aus einem Gussteil besteht. Weiter vorzugsweise können dann
die Versteifungsbleche und die Stützkonsole an einem Abdeckgurt angeschweißt werden,
der Aussparungen für
den partiellen Durchgriff der Versteifungsbleche und für einen
Kopf der Stützkonsole
aufweist.
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Bei
einer alternativen Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Bruchschildes
kann die Unterkanten der Blechstreifen zumindest partiell mit Tieffasen
zur Anbringung der Schweißnähte zwischen Blechstreifen
und Deckblech versehen sein und/oder die Unterkanten der Seitenbleche
sind zumindest partiell mit Tieffasen zur Aufnahme der Schweißnähte zwischen
der länglichen
Baugruppe und dem Deckblech versehen. Das Vorsehen von Tieffasen
ermöglicht
mithin zum einen die Anbringung relativ kräftiger Schweißnähte und
zum anderen ein enges Ineinanderfassen der länglichen Baugruppe und der diese überlappenden
Seitenbleche des Seitenblechpaares selbst dann, wenn die Schweißnähte zwischen
länglicher
Baugruppe und Deckblech seitlich überstehen. Weiter vorzugsweise
können
die im Montagezustand innen liegenden Blechstreifen der länglichen
Baugruppe an ihrer Oberseite mit einer Vertiefung zur Aufnahme eines
Abschlussblechs versehen sein, welches sich von dem einen außen liegenden
Blechstreifen zum anderen außen
liegenden Blechstreifen erstreckt und vorzugsweise an diesen angeschweißt ist.
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Ferner
kann die Hinterkanten der Seitenbleche mit vorspringenden Nasen
versehen sein, wobei zwischen den Nasen und dem Deckblech ein über die
Breite des Deckblechs durchgehender Schließsteg positioniert und angeschweißt ist.
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Weitere
Vorteile und Ausgestaltungen eines Bruchschildes sowie der Verfahrensführung beim Fertigen
eines Bruchschildes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
eines schematisch in den Figuren gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiels
für den
Bruchschild eines Schildausbaus. In der Zeichnung zeigen:
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1 einen
Schildausbau für
den untertägigen
Bergbau mit erfindungsgemäßem Bruchschild
in Seitenansicht;
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2 perspektivisch
ein Bruchschild gemäß einer
ersten Ausführungsvariante
in Ansicht von unten am Ende eines Herstellverfahrens;
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3A, 3B, 3C die
Hauptverfahrensschritte gemäß einer
ersten erfindungsgemäßen Verfahrensführung beim
Fertigen des Bruchschildes aus 2;
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4 die
bei der Fertigung des Bruchschildes nach 2 verwendete,
vorgefertigte Masterbaugruppe;
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5 perspektivisch
die längliche
Baugruppe mit Kappenanschlussgelenk;
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6 die
Baugruppe aus 5 in Explosionsdarstellung;
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7 eine
Unterbaugruppe zum Herstellen der Masterbaugruppe aus 4;
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8 die
Hauptelemente der Unterbaugruppe gem. 7 in Explosionsdarstellung;
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9 perspektivisch
ein Bruchschild gemäß einer
zweiten Ausführungsvariante
in Ansicht von unten am Ende eines Herstellverfahrens;
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10A, 10B, 10C die Hauptverfahrensschritte gemäß einer
zweiten erfindungsgemäßen Verfahrensführung beim
Fertigen des Bruchschildes aus 9;
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11 perspektivisch
die längliche
Baugruppe mit Kappenanschlussgelenk beim Bruchschild gemäß der zweiten
Ausführungsvariante;
und
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12 perspektivisch
das Seitenblechpaar als Unterbaugruppe beim Bruchschild gemäß der zweiten
Ausführungsvariante.
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In 1 ist
insgesamt mit Bezugszeichen 1 ein Schildausbau für den untertägigen Bergbau
dargestellt, mit welchem insbesondere der Gewinnungsstreb, in welchem
eine Gewinnungsmaschine wie ein Kettenkratzerförderer mit angebauter Maschinenführung angeordnet
wird, offengehalten werden kann und gleichzeitig die Gewinnungsanlage
gerückt
werden kann. Der Schildausbau 1 weist in an sich bekannter
Weise zwei nebeneinander angeordnete Kufen 2 auf, die im
untertägigen
Bergbau als Liegendkufen bezeichnet werden, da sie auf dem das Liegende
eines Strebs bildenden Gesteinsboden aufliegen. An jeder Liegendkufe 2 stützt sich
jeweils ein mehrfach teleskopierbarer kräftiger Hydraulikzylinder 3 ab,
der im untertägigen
Bergbau auch als Hydraulikstempel bezeichnet wird und dessen Zylinderkopf von
unten gegen eine Schildkappe 4 drückt, die nachfolgend, wie im
untertägigen
Bergbau üblich,
als Hangendkappe bezeichnet wird, da sie gegen das die Decke des
Strebs bildende Gestein, das sogenannte Hangende, gedrückt wird.
Durch Ein- oder Ausfahren der Hydraulikzylinder 3 kann
der Abstand zwischen den Liegendkufen 2 und der Hangendkappe 4 verstellt
werden, wobei mittels eines jeweils zwei Lenker 5 umfassenden
Lenkergetriebes 6, welches hier als Lemniskatenlenkergetriebe
ausgebildet ist, mittels eines Bruchschildes 10 sowie mittels
eines Eckzylinders 7 sichergestellt wird, dass die Liegendkufen 2 und
die Hangendkappe 4 in jedem Ausfahrzustand der Hydraulikzylinder 3 im
Wesentlichen planparallel zueinander stehen. Das Lenkergetriebe 6 weist
jeweils einen vorderen Lenker 5 und einen hinteren Lenker 5 auf,
die sich im Abstand voneinander an zwei Bolzenaufnahmen 11 und 12 sowie
an der Kufe 2 abstützen.
Die Bolzenaufnahmen 11, 12 sind jeweils an einem
Seitenblech 13 des Bruchschildes 10 ausgebildet,
und die Hangendkappe 4 ist mit dem Bruchschild 10 ferner über einen
hier im Einzelnen nicht dargestellten Gelenkbolzen verbunden, der vorzugsweise
durch die Aussparung 8 in der Hangendkappe 4 hindurch
in ein Kappenanschlussgelenk am Bruchschild 10 eingeschoben
werden kann, um Bruchschild 10 und Hangendkappe 4 gelenkig miteinander
zu verbinden. Der Eckzylinder 7, der mit seinem einen Ende
an einer Stützkonsole
am Bruchschild 10 und mit seinem anderen Ende an der Hangendkappe 4 angeschlagen
ist, dient zur zusätzlichen
Aussteifung der Gelenkverbindung zwischen Bruchschild 10 und
Hangendkappe 4 und kann wahlweise hydraulisch beaufschlagt
oder entlastet werden.
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Die
Erfindung betrifft im Wesentlichen den Aufbau, die Ausgestaltung
und das Verfahren zur Herstellung des Bruchschildes 10 und
der Bruchschild 10 gemäß einer
ersten Ausführungsvariante
ist mit seinen Einzelteilen perspektivisch in 2,
auf die nun Bezug genommen wird, dargestellt. Der Bruchschild 10 weist
ein kräftiges,
hier rechteckförmiges
und die gesamte Breite und Länge
des Bruchschildes 10 ausmachendes Deckblech 14 auf,
an dessen, bezogen auf den Montagezustand gem. 1,
Unterseite die einzelnen Strukturelemente zum gelenkigen Anbringen
der Lenker, des Eckzylinders und des Gelenkbolzens für die Hangendkappe angebracht
bzw. angeschweißt
sind. Aus 2 ist gut ersichtlich, dass
an der Unterseite des Deckblechs 14 ein erstes Paar 15 von
Seitenblechen 13, 16 und im seitlichen Abstand
hierzu ein zweites Paar 15 von Seitenblechen 13, 16 angeordnet
ist, wobei jeweils die außen
liegenden Seitenbleche mit dem Bezugszeichen 13 und die
innen liegenden Seitenbleche jedes Seitenblechpaares 15 mit
dem Bezugszeichen 16 versehen sind; die einzelnen Seitenbleche
können
gleichwohl zueinander quasi identisch ausgebildet sein. Jeweils
an den Außenseiten
der äußeren Seitenbleche 13 sind
allerdings Riegeleinrichtungen 17 befestigt, um Lenkerbolzen 18 zum
gelenkigen Anschließen
der Lenker (5, 1) zwischen den Seitenblechen 13, 16 jedes
Seitenblechpaares 15 einsetzen und gegen Lösen sichern
zu können.
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Während die
hinteren Bolzenaufnahmen 11 nahe des hinteren Endes der
Seitenbleche 13, 16 bzw. des Deckblechs 14 angeordnet
sind, ragt das Kappenanschlussgelenk 21, durch das ein
Gelenkbolzen zum Verbinden der Hangendkappe (4, 1) mit
dem Bruchschild 10 hindurchgeschoben werden kann, über die
Vorderkante des Deckblechs 14 hinaus. Eine Besonderheit
des erfindungsgemäßen Bruchschildes 10 besteht
darin, dass das Kappenanschlussgelenk 21 am Vorderende 24 einer
Baugruppe 20 angeordnet ist, die mit ihrer ebenen Unterseite 22 am
Deckblech 14 anliegt und dort eingeschweißt ist und
die mit ihrem hinteren Ende 24A in den Zwischenraum zwischen
den Seitenblechen 13, 16 einfasst und mittels
nicht gezeigter Schweißnähten in den
Fugen zwischen Baugruppe 20 einerseits und Seitenblechen 13, 16 andererseits
an diesen angeschweißt
ist. Durch die Schweißverbindung
der Baugruppe 20 mit den Seitenblechen 13, 16 kann
im einem ersten Verfahrensschritt eine Masterbaugruppe 40 hergestellt
werden, die aus den starr miteinander verbundenen Seitenblechen 13, 16 sowie
der Baugruppe 20 mit dem Kappenanschlussgelenk 21 am vorderen
Ende besteht.
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Zur
Verdeutlichung wird nun Bezug genommen auf die 4,
in der die Masterbaugruppe 40 im Detail dargestellt ist,
sowie auf die 3A, die den ersten Schritt beim
Herstellen eines erfindungsgemäßen Bruchschildes 10 zeigt.
In 3A ist bereits eine von insgesamt zwei Masterbaugruppen 40 an
der Unterseite des Deckblechs 14 angeschweißt. Insbesondere
die 4 lässt
gut erkennen, dass die Masterbaugruppe 40 zum einen aus
der Baugruppe 20 besteht, die an ihrem Vorderende 24 mit
dem Kappenanschlussgelenk 21 versehen ist, und zum anderen
aus dem Seitenblechpaar 15 besteht, wobei die Seitenbleche 13, 16 mittels
eines Querelementes 19 zu einer starren Unterbaugruppe
ausgesteift sind, bevor die Baugruppe 20 mit ihrem hinteren
Ende 24A mit dem Seitenblechpaar 15 über Schweißnähte verbunden
wird. Da zum einen die Unterbaugruppe 20 und zum anderen
das Seitenblechpaar 15 separat gefertigt werden können und
dann zu einer Zwischen- oder Masterbaugruppe 40 zusammengesetzt werden
können,
bevor eine Arretierung dieser Masterbaugruppe 40 am Seitenblech 14,
wie in 3A dargestellt, über Schweißnähte erfolgt,
ist es möglich,
den exakten Abstand zwischen den Mittelachsen des Kappenanschlussgelenks 21 und
den Mittelachsen der Bolzenaufnahmen 11, 12 einzustellen, bevor
die Masterbaugruppe 40 am Deckblech 14 angeschweißt wird.
Ein weiterer Vorteil dieser Vorgehensweise liegt darin, dass die
Masterbaugruppe 40 zuerst in sich ausgesteift wird und
insofern ein Versteifungselement für das Deckblech 14 bilden
kann, wobei gleichzeitig ermöglicht
wird, dass die Verbindung zwischen der Masterbaugruppe 40 und
dem Deckblech 14 im wesentlichen ausschließlich über Längsnähte erfolgen
kann, die entlang der ebenen Unterseite 22 der Baugruppe 20 sowie
der Unterkanten 13', 16' der Seitenbleche 13, 16 gelegt
werden. Das Erzeugen einer Längsschweißnaht ist
wesentlich einfacher durchführbar
als einzelne Punktschweißungen
und sorgt zugleich für
eine bessere Verbindung mit dem Deckblech 14 und höhere Steifigkeit
des Bruchschildes 10.
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Dies
verdeutlicht auch die 3B, in der bereits beide Unterbaugruppen 40 mit
allen Bolzenaufnahmen 11, 12 sowie dem über die
vordere Kante des Deckblechs 14 vorkragenden Kappenanschlussgelenk 21 am
Deckblech 14 über
Längsschweißnähte befestigt
wurden. Insbesondere die Unterkanten 13', 16' der Seitenbleche 13, 16 sind
frei und gut zugänglich,
um die Längsschweißnähte ggf.
auch mit einem Schweißroboter
zu legen. Erst in einem nächsten
Fertigungsschritt wird, wie in 3C gezeigt, eine
Stützkonsole 61 zum
Anschließen
des Eckzylinders (7, 1) an der
Unterseite des Deckblechs 14 zwischen den inneren Seitenblechen 16 angeschweißt und es
werden im Abstand zueinander mehrere, hier rechteckförmige Versteifungsbleche 62 zwischen
den innen liegenden Seitenblechen 16 eingeschweißt, um nochmals
eine zusätzliche
Aussteifung vorzunehmen und um Schließbleche 65 anschweißen zu können, die
im Abstand zum Deckblech 14 angeordnet sind und so das
gesamte Bruchschild 10 zu einer Kastenkonstruktion aussteifen. Weitere
Versteifungsblechen 63 können auch unmittelbar zwischen
den Baugruppen 20 jeder Unterbaugruppe 40 eingeschweißt werden
und jedes Versteifungsblech hat vorzugsweise drei senkrecht zueinander
stehende Kanten. Um auch das Anschweißen der Schließbleche 65 auf
leichte Weise vornehmen zu können,
sind diese mit Schlitzen 66 versehen, durch welche die
Versteifungsbleche 62, 63 mit Rippen an der freiliegenden
Oberkante partiell hindurchragen.
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Eine
weitere konstruktive Vereinfachung des Bruchschildes 10 wird
durch den relativ einfachen Aufbau der das Kappenanschlussgelenk 21 tragenden
Baugruppe 20 einerseits und des separat vom Deckblech 14 aussteifbaren
Seitenblechpaares 15 andererseits erreicht. Der überaus einfache
Aufbau des Seitenblechpaares 15 ergibt sich besonders deutlich
aus den 7 und 8. Wie gezeigt
besteht das einzige Element zum starren Verbinden der Seitenbleche 13, 16 eines
Seitenblechpaares 15 miteinander aus einem Querelement 19,
welches, wie 8 gut erkennen lässt, aus
einem gekrümmten Blechstück besteht,
dessen Stirnenden 19' jeweils
an den Innenseiten des am Bruchschild jeweils außen liegenden Seitenblechs 13 einerseits
und des innen liegenden Seitenblechs 16 andererseits angeschweißt werden
kann und dessen Unterkante 19'' bündig mit
den Unterseiten 13', 16' der Seitenbleche 13, 16 abschließen kann,
um auch das Querstück 19 im
Montagezustand einer Masterbaugruppe (40, 3)
am Deckblech des Bruchschildes anschweißen zu können. Wie besonders deutlich 8 zeigt, können die
Bolzenaufnahmen 11, 12 in den Seitenblechen 13, 16 vor
deren Verbinden zu einem Seitenblechpaar 15 ausgeschnitten
werden, damit ein exakter Abstand der Mittelachsen der beiden Bolzenaufnahmen 11, 12 zueinander
eingehalten werden kann, bevor das Querstück 19 zwischen den
Seitenblechen 13, 16 eingeschweißt wird.
Um das Einschweißen
zu erleichtern, kann zwischen beiden Bolzenaufnahmen 11, 12 ein
Rundloch 70 ausgespart sein, durch das hindurch ein zusätzlicher
Bolzen z. B. zur Befestigung einer Spaltabdeckung oder ggf. eine Schweißnaht angebracht
werden kann. Außerdem können die
Riegeleinrichtungen 17, wie in 7 gezeigt,
am Seitenblechpaar 15, insbesondere am äußeren Seitenblech 13 befestigt
werden, bevor ein Verbinden des Seitenblechpaars 15 über Schweißnähte mit
der Baugruppe (20, 5) zu einer
Masterbaugruppe erfolgt.
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Einen ähnlich konstruktiv
einfachen Aufbau hat auch die Baugruppe 20, wie aus den 5 und 6 deutlich
wird. Jede Baugruppe 20 ist als Schweißkonstruktion ausgebildet und
weist zwei äußere, ebene
Blechstreifen 23 auf, die auch aus Gussteilen oder Gussstücken bestehen
könnten,
und die ein gerundetes Vorderende 24 aufweisen, welches zentral
mit einem kreisförmigen
Auge 25 versehen ist, wobei beide Augen 25 zusammen
im Montagezustand der Baugruppe 20 das Kappenanschlussgelenk
(21; 3) bilden. Die Unterkanten 23' der Blechstreifen 23 sind
eben, damit jeder Blechstreifen 23 und damit auch die Baugruppe 20 auf
dem Deckblech des Bruchschildes aufliegen und über Längsschweißnähte angeschweißt werden
kann. Der exakte Abstand zwischen den beiden Blechstreifen 23 und
deren Aussteifung wird mittels Quergurten 26 erreicht,
die jeweils an den Innenseiten der Blechstreifen 23 angeschweißt sind.
Mit Ausnahme des Bereichs der ebenen Unterkanten 23' der Blechstreifen 23 wird
die Baugruppe 20 mittels gekrümmter Mantelgurte 27, 28 zu
einer partiell geschlossenen Konstruktion ausgesteift, wobei die
Mantelgurte 27 zum Teil an den Quergurten 26 anliegen
können,
um an den Quergurten 26 angeschweißt zu werden, oder auf diesen
aufliegen können,
um die Mantelgurte exakt an der Baugruppe 20 zu positionieren.
Dies zeigt besonders deutlich 5, in der
nur einer der beiden Quergurte 26 zu erkennen ist, zu dessen
beiden Seiten sich jeweils ein Mantelgurt 27 erstreckt.
Das hintere Ende 24A der Baugruppe 20 läuft spitz
zu und verjüngt
sich, da die Oberkanten 23'' der Blechstreifen 23 schräg zu den
ebenen Unterkanten 23' verlaufen.
Der Abstand der Außenseiten
der Blechstreifen 23 ist derart bemessen, dass die Baugruppe 20 mit geringem
Bewegungsspiel zwischen den Seitenblechen 13, 16 eines
Seitenblechpaares 15, wie in 2 gezeigt,
eingesetzt und dort derart angeschweißt werden kann, dass die Unterkanten 23' der Blechstreifen 23 fluchtend
mit den Unterkanten 13', 16' der Seitenbleche 13, 16 liegen.
Die Verbindungsschweißnähte der
Baugruppe 20 mit dem Seitenblechpaar 15 liegen
hierbei vorzugsweise entlang der Oberkante 23'' der Blechstreifen 23,
damit die gesamte Unterseite der Masterbaugruppe 40 planparallel
auf dem Deckblech 14 aufgelegt werden kann, ohne dass eine
Nachbearbeitung von Schweißnähten oder
dgl. erfolgen muss.
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Die 9 bis 12 zeigen
ein erfindungsgemäßes Bruchschild 110 gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
sowie ein geringfügig
gegenüber
der oben beschriebenen Verfahrensführung modifiziertes Verfahren
zur Herstellung dieses Bruchschildes 110. Funktionsgleiche
Bauteile sind beim Bruchschild 110 mit um 100 höheren Bezugszeichen als
beim vorherigen Ausführungsbeispiel
bezeichnet. Der Bruchschild 110 weist ein kräftiges,
rechteckförmiges
und die gesamte Breite und Länge
des Bruchschildes 110 ausmachendes Deckblech 114 auf,
an dessen Unterseite ein erstes Paar 115 von Seitenblechen 113, 116 und
im seitlichen Abstand hierzu ein zweites Paar 115 von Seitenblechen 113, 116 angeschweißt ist.
Während
die Bolzenaufnahmen 111, 112 für den Lenkeranschluss nahe
des hinteren Endes der Seitenbleche 113, 116 bzw.
des Deckblechs 114 angeordnet sind, ragt das Kappenanschlussgelenk 121,
durch das ein Gelenkbolzen zum Verbinden der Hangendkappe (4, 1)
mit dem Bruchschild 110 hindurchgeschoben werden kann, über die
Vorderkante des Deckblechs 114 hinaus. Erfindungsgemäß ist beim
Bruchschild 110 das Kappenanschlussgelenk 121 am
Vorderende 124 einer Baugruppe 120 angeordnet,
die mit ihrer ebenen Unterseite 122 am Deckblech 114 anliegt
und dort festgeschweißt
ist. Das hintere Ende 124A der Baugruppe 120 fasst bzw.
taucht in den Zwischenraum zwischen den Seitenblechen 113, 116 ein
und kann dort mittels nicht gezeigter, entlang der Stoßfugen geführter Schweißnähten an
den Seitenblechen 113, 116 angeschweißt sein.
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Der
grundsätzliche
Aufbau der separat gefertigten Baugruppe 120 und des separat
gefertigten Seitenblechpaares 115 ist ähnlich wie beim vorherigen
Ausführungsbeispiel.
Jede Baugruppe 120 ist, wie aus 11 gut
ersichtlich ist, als Schweißkonstruktion
ausgebildet und weist zwei äußere, ebene Blechstreifen 123 auf,
deren Vorderende 124 gerundet und zentral mit einem kreisförmigen Auge 125 zur Bildung
des Kappenanschlussgelenks versehen ist. Die Unterkanten 123' der Blechstreifen 123 sind eben,
damit jeder Blechstreifen 123 und damit auch die Baugruppe 120 mit
ihrer ebenen Unterseite 122 auf dem Deckblech des Bruchschildes
aufliegen und über
Längsschweißnähte am Deckblech
angeschweißt
werden kann. Zur Verbesserung der Schweißnahtanbringung ist die Unterkante 123' der Blechstreifen 123 randseitig
zumindest an den Außenseiten
mit einer relativ tiefen Fase 129 oder Anschrägung versehen,
die sich vorzugsweise nur partiell über den vorderen Bereich der
Unterkante 123' der
Blechstreifen 123 erstreckt. Der Abstand zwischen den beiden
Blechstreifen 123 und deren Aussteifung wird mittels Quergurten 126 erreicht,
die jeweils an den Innenseiten der Blechstreifen 123 angeschweißt sind.
Die vorgefertigte Baugruppe 120 wird anfänglich nur
mittels eines oder mehrerer gekrümmter
Mantelgurte 127 im Bereich des Vorderendes 124 geschlossen,
wobei diese Mantelgurte 127 zwischen den Blechstreifen 123 eingeschweißt werden
und ggf. auch an Quergurten anliegen und angeschweißt werden
können.
Das hintere Ende 124A der Baugruppe 120 läuft spitz
zu und verjüngt
sich, da die Oberkanten 123'' der Blechstreifen 123 schräg zu den
ebenen Unterkanten 123' bzw.
der Unterseite 122 der Baugruppe 120 verlaufen.
Im Bereich des hinteren Endes 124A bleibt der Spalt zwischen
den Blechstreifen 123 zumindest solange offen, bis die Baugruppe 120 am
Deckblech festgeschweißt
wird.
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Das
vorgefertigte Seitenblechpaar 115 besteht, wie aus 12 gut
ersichtlich ist, im Wesentlichen nur aus den Seitenblechen 113, 116 und
einem diese verbindenden eines Querelement 119, welches jeweils
an den Innenseiten der Seitenbleche 113, 116 angeschweißt wird
und die Breite des Zwischenraums festlegt. Die Unterseiten 113', 116'der Seitenbleche 113, 116 sind
zumindest im vorderen Bereich mit tiefen Fasen 149 bzw.
Abschrägungen
oder ggf. Ausnehmungen versehen, um, wie noch erläutert werden
wird, Überstände einer
Schweißnaht
aufzunehmen, mit der die Baugruppe 120 am Deckblech angeschweißt wird,
bevor das Seitenblechpaar 115 derart über die erste Baugruppe geschoben
wird, das das hintere Ende der Baugruppe in den Zwischenraum zwischen
den Seitenblechen 113, 116 eintaucht und einfasst.
Die Bolzenaufnahmen 111, 112 in den Seitenblechen 113, 116 können bereits
vor deren Verbinden zu einem Seitenblechpaar 115 ausgeschnitten
werden. Zwischen beiden Bolzenaufnahmen 111, 112 ist
ein Rundloch 170 ausgespart, durch das hindurch z. B. ein
Bolzen als Arretierung für
eine Spaltabdeckung eingeschoben werden kann. Ferner sind beide
Seitenbleche oder zumindest eines der Seitenbleche 116 mit
runden Aussparungen 171 zum Einschieben von Bolzen und/oder
einer nierenförmigen
Aussparung 172 versehen, um zusätzliche Schweißnähte zum
Verbinden des Seitenblechpaars 115 mit der Baugruppe 120 anbringen
zu können.
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Grundsätzlich wäre es auch
beim Bruchschild 110 möglich,
zuerst mittels einer Schweißverbindung
zwischen der Baugruppe 120 und den Seitenblechen 113, 116 in
einem ersten Verfahrensschritt eine Masterbaugruppe herzustellen,
die dann als starre Einheit von Seitenblechpaar und Baugruppe am
Deckblech angeschweißt
wird. Beim Bruchschild 110 kommt allerdings vorzugsweise
ein alternatives Fertigungsverfahren zum Einsatz, das nun unter
zusätzlicher
Bezugnahme auf die 10A, 10B, 10C erläutert
wird.
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In
einem ersten Verfahrensschritt wird, wie in 10A gezeigt,
an der Unterseite des Deckblechs 114 zuerst nur die Baugruppe 120 derart
angeschweißt,
dass das Vorderende 124 mit dem Kappengelenkanschluss 121 über die
Vorderseite des Deckblechs 114 hinausragt. Die Vorderseite
des Deckblechs kann mit einer Abschrägung oder Fase 175 versehen
sein, um nach dem Auflegen der Baugruppe 120 mit der Unterseite 122 am
Deckblech 114 auch zwischen Vorderseite des Deckblechs 114 und der
Baugruppe 120 eine Schweißnaht anbringen zu können. Da
der Spalt zwischen den Blechstreifen 123
am hinteren Ende 124A offen
ist, können
auch dort, d. h. im Spalt bzw. an den Fugen an den Innenseiten der
Blechstreifen, Schweißnähte angebracht
werden, um eine innige Verbindung zwischen der Unterseite 122 der
Baugruppe 120 und dem Deckblech 114 mit relativ
einfach anzubringenden Schweißnähten zu erzielen.
Die Außenseiten
der Blechstreifen 123 werden vorzugsweise über ihre
gesamte Kantenlänge mit
Schweißnähten am
Deckblech 114 angeschweißt. In der vorderen Hälfte der
Unterseiten der Blechstreifen sind Tieffasen 129 vorgesehen,
um dort die Schweißnähte mit
großem
Schweißwulst
ohne übermäßigen Überstand über die
Seitenflächen
der Blechstreifen anzubringen, während
die hintere Hälfte
der Baugruppe ggf. mit Kehlnähten
am Deckblech angeschweißt
werden kann. Im nächsten
Verfahrensschritt wird dann, wie 10B zeigt,
das Seitenblechpaar 115 derart von hinten auf das hintere
Ende 124A der Baugruppe 120 aufgeschoben, dass
das hintere Ende 124A der Baugruppe in den Zwischenraum
zwischen den Seitenblechen 113, 116 eintaucht.
Aufgrund der an den einander zugewandt liegenden Innenseiten der
Seitenbleche 113, 116 ausgebildeten Tieffasen 149 wird
das Aufschieben des Seitenblechpaars 115 selbst dann nicht
behindert, wenn die in den Tieffasen 129 angebrachten Schweißnähte aufgrund
Schweißrückstände oder großer Materialstärke seitlich über die
Blechstreifen 123 überstehen.
Anschließend
können
die Seitenbleche 113, 116 am Deckblech 114 angeschweißt werden
und durch die nierenförmige
Aussparung 172 hindurch können weitere Schweißnähte angebracht werden,
um einen quasi starren Verbund zwischen Baugruppe 120,
Seitenblechpaar 115 und Deckblech 114 zu erzeugen.
Ein den Spalt am hinteren Ende 124A überdeckender, flach gekrümmter Mantelgurt 128 wird
vorzugsweise erst an der Baugruppe 120 angeschweißt, wenn
diese am Deckblech 114 angeschweißt ist. Nachdem die erste Unterbaugruppe
bestehend aus Baugruppe 120 und Seitenblechpaar 115 entsprechend
angeschweißt
wurde, kann die zweite Unterbaugruppe mit derselben Schrittfolge angeschweißt werden.
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Erst
anschließend
werden jeweils zwischen den beiden inneren bzw. innen liegenden
Blechstreifen 116 der beiden Seitenblechpaare 115 Versteifungsbleche 162 eingeschweißt. Am rückwärtigen Ende
des Deckblechs 114 kann ein Schließsteg 167 angeschweißt sein,
der vorzugsweise aus einer einstückigen
Leiste besteht, die sich über
die gesamte Breite des Deckblechs 114 erstreckt und im
Montagezustand Nasen 138 an den Rückseiten der Seitenbleche 113, 116 untergreift.
Zwischen den innen liegenden Seitenblechen 116 ist wiederum
eine Konsole 116 eingeschweißt, an der ein Eckzylinder
befestigt werden kann.
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Wie
besonders gut aus 9 ersichtlich ist, wird auch
beim Bruchschild 110 der gesamte Bereich zwischen den Seitenblechen 116 mittels
Schließblechen 165 verschlossen,
wobei durch eine Öffnung die
Stützkonsole 161 für einen
Eckzylinder vorkragt. Abweichend vom vorherigen Ausführungsbeispiel werden
allerdings die beiden Baugruppen 120 von einem Abschlussblech 169 überdeckt,
welches sich jeweils von dem einen, außen liegenden Blechstreifen 123 der
einen Baugruppe 120 zum außen liegenden Blechstreifen 123 der
anderen Baugruppe 120 erstreckt und auch mit einem Teilabschnitt
in den Zwischenraum zwischen beiden Blechstreifen 116 nach hinten
eintauchen kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel liegt das Abschlussblech 169 jeweils bündig mit
den Mantelgurten 127, 128, da, wie aus 11 gut
ersichtlich ist, jeweils der innen liegende Blechstreifen 123 mittig
an seiner Oberseite 123'' mit einer Vertiefung 145 versehen
ist. Durch zusätzliche Schweißnähte zwischen
dem Abschlussblech 169 und insbesondere den außen liegenden
Blechstreifen 123 kann eine zusätzliche Aussteifung erreicht werden.
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Für den Fachmann
ergeben sich aus der vorhergehenden Beschreibung zahlreiche Modifikationen,
die in den Schutzbereich der anhängenden
Ansprüche
fallen sollen. Die Formgebung der das Kappenanschlussgelenk aufweisenden
Baugruppe und des Seitenblechpaares kann verändert werden, ohne den Schutzbereich
der anhängenden
Ansprüche
zu verlassen. Es versteht sich, dass die Aussteifung der einzelnen
Elemente auch mit mehr oder weniger Einzelteilen erfolgen könnte. Natürlich könnten auch noch
mehr Elemente zum Aussteifen der Unterbaugruppen untereinander oder
zum Herstellen einer einzelnen Unterbaugruppe oder Baugruppe verwendet
werden und Position und Abstand des Kappenanschlussgelenks sowie
der Bolzenaufnahmen zueinander können
variieren. Auch die Reihenfolge beim Verbinden der einzelnen Konstruktionselemente
sowie Unterbaugruppen untereinander kann variieren.
