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Wandernder Grubenausbau zur Abstützung des Hangenden Die Erfindung
bezieht sich auf wandernde Grubenausbauten zur Abstützung des Hangenden mit zwei
Unterzugrahmen, die auf ihnen zugeordneten, hydraulisch aus- und einfahrbaren Stempelgruppen
abgestützt sind, die einen äußeren, als Zylinder wirkenden Stempelteil und einen
inneren Stempelteil aufweisen, welch letzterer als Kolben wirkt und den Zylinder
in zwei Zylinderräume unterteilt, die durch ein einer jeden Stempelgruppe zugeordnetes
Steuerventil zum Aus- und Einfahren der Stempel mit einer Druckflüssigkeitsquelle
verbindbar sind.
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Wenn die Stempel des einen Unterzugrahmens eingefahren werden, kann
dieser Rahmen in eine neue Stellung vorgerückt und die Stempel zur Abstützung des
Hangenden wieder ausgefahren werden, während die dem anderen Unterzugrahmen zugeordneten
Stempel ausgefahren bleiben, wobei das Vorrücken jeweils durch einen oder mehrere
doppeltwirkende hydraulische Kolbenmotoren oder ähnlich arbeitende Vöi@ richtungen
bewirkt wird, die unmittelbar oder mittelbar zwischen den beiden Teileinheiten arbeiten.
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Ein bereits früher vorgeschlagener wandernder Ausbau für das Hangende
eines Flözes, bei dem der Erfindungsgegenstand anwendbar ist, weist zwei einander
überlappende Unterzugrahmen auf, von denen jeder an seinen Ecken durch aus- und
einfahrbare hydraulische Stempel abgestützt ist, wobei die beiden Unterzugrahmen
durch doppeltwirkende Kolbenmotoren verbunden sind, um einen Rahmen, dessen Stempel
eingefahren sind, gegenüber dem anderen Rahmen, dessen Stempel ausgefahren sind,
zu bewegen. Dieser ist zur Verwendung vor dem zurückweichenden Kohlenstoß oder in
einer Förderstrecke als Schutz gegen das Hangende über einer Maschine und Leuten,
die vor Ort oder am Ende einer Förderstrecke arbeiten, vorgeschlagen worden.
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Die jedem Unterzugrahmen zugeordneten Stempel und die doppeltwirkenden,
die Rahmen verbindenden Kolbenmotoren sind vorzugsweise getrennt durch handbetätigte
Ventile gesteuert, um eine Anpassungsfähigkeit bei der Verwendung des wandernden
Ausbaus zu erzielen. Bei handbetätigter Steuerung der Stempelbetätigungsventile
besteht die Gefahr, daß beide Ventile versehentlich betätigt werden, so daß die
Stempel eines Unterzugrahmens eingefahren werden; wenn die Stempel des anderen Unterzugrahmens
bereits eingefahren sind. Die Sicherheit der Leute und der Maschine würde daher
unter dem Ausbau gefährdet sein, es sei denn, das Hangende wäre anderweitig abgestützt.
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Gemäß der Erfindung sind daher die handbetätigten Steuerventile, von
denen jeweils eines einer jeden Stempelgruppe eines Unterzugrahmens zugeordnet ist,
mit einer hydraulischen Verriegelung versehen, welche automatisch verhindert, daß
beide Stempelgruppen zusammen eingefahren werden können. Ferner soll erreicht werden,
daß die hydraulische Verriegelung erst dann wirksam wird, wenn eine der Stempelgruppen
voll ausgefahren und der Druck in ihnen im wesentlichen dem der Quelle gleich ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabenstellung besteht die Erfindung darin, daß
zwischen jedem Steuerventil und einer der Zylinderkammern der ihm zugeordneten Stempelgruppe
je ein normalerweise durch ein Absperrventil geschlossener Durchlaß vorgesehen ist
und daß jedes der Absperrventile einen Kolben aufweist, der in einer Zylinderkammer
gleitend geführt ist, die jeweils durch eine Leitung mit den anderen Zylinderkammern
der anderen Stempelgruppe verbunden ist, wobei jeweils der Flüssigkeitsdruck der
ausgefahrenen Stempel der einen Gruppe auf den Kolben, der der anderen Gruppe zugeordnet
ist, einwirkt, um das Absperrventil zu öffnen, das sich jedoch bei fehlendem
Flüssigkeitsdruck
automatisch schließt und ein Einfahren der ihm zugeordneten Stempelgruppe blockiert.
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Eine bevorzugte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes sieht vor,
daß jedes Absperrventil eine den Durchlaß durchsetzende Bohrung größeren Durchmessers
als der Dürchlaß aufweist, in welcher ein durch eine Feder in Schließstellung gedrückter
Kolbenschieber gleitend gelagert und durch eine Stange mit dem koaxial gelagerten
Betätigungskolben verbunden ist.
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Zweckmäßig weist der Betätigungskolben einen kleineren Durchmesser
als der Kolbenschieber auf. Wenn der Ausbau erstmalig aufgestellt wird, d. h.
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wenn noch keine der beiden Stempelgruppen mit ihren Unterzugrahmen
gegen das Hangende gedrückt worden sind, sind beide Absperrventile, da kein Druck
in den Zylinderkammern der Stempel vorhanden ist, geschlossen, so daß ein Ausfahren
der Stempel nicht möglich ist. Um das erstmalige Ausfahren der Stempel zu ermöglichen,
sieht die Vorrichtung vor, daß die den Kolbenschieber mit dem Betätigungskolben
verbindende Stange nach außen hin verlängert ist und aus dem Ventilkörper vorsteht,
wobei das vorstehende Ende mit einem Zuggriff zum Öffnen des Absperrventils von
Hand versehen ist.
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Zweckmäßig ist das Absperrventil so ausgebildet, daß die Federn der
Durchmesser des Kolbenschiebers und der Durchmesser des Betätigungskolbens eines
jeden Absperrventils so bemessen sind, daß das Absperrventil erst kurz vor Erreichen
des Solldrucks in den Stempeln öffnet.
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Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung gehen aus der Beschreibung
in Verbindung mit den Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels hervor.
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Fig. 1 zeigt einen wandernden Grubenausbau, der von hydraulischen
Stempeln getragene Unterzugrahmen zum Abstützen des Hangenden am Kohlenstoß oder
einer Grubenförderstrecke über einer Abbaumaschine aufweist, und Fig.2A ist ein
Schema des hydraulischen Kreislaufs, und Fig. 2 B zeigt die Art und Weise, in der
die Stempel der Vorrichtung betätigt werden.
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Die Vorrichtung der Fig. 1 weist zwei sich überlappende, untereinander
verbundene Teileinheiten 10
und 11 auf. Die Teileinheit 10 besitzt zwei Querträger
12 und 13, welche eine Vielzahl in der Längsrichtung angeordneter Unterzüge
14 in der Form eines rechtwinkligen Gitters tragen, wobei die Enden der Unterträger
12 auf vier senkrechten, hydraulischen Stempeln 15 abgestützt sind, deren
untere Enden normalerweise auf dem Boden stehen.
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Die andere Teileinheit 11 weist gleichfalls Unterträger
16 auf, die eine Vielzahl in der Längsrichtung angeordneter Unterzüge 17
tragen, die ebenfalls auf vier senkrechten hydraulischen Stempeln 18 an ihren Enden
abgestützt sind.
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Wenn die Unterzugrahmen beider Teileinheiten 10 und 11 durch die Stempel
15 und 18 gegen das Hangende gedrückt sind, haben die Unterzugträger 14 der Einheit
10 einenAbstand von den Querträgern 16 der Einheit 11, während die Unterzugträger
17 der Einheit 11 einen Spielraum über den Querträgern 13 der Einheit
10 aufweisen. Wenn daher die Stempel 15 der Einheit 10 eingefahren
werden, kommen die Unterzugträger 14 vom Hangenden frei, bis sie sich auf
den Querträgern 16 abstützen, worauf dann die unteren Enden der Stempel 15 vom Grubenboden
abgehoben werden. Die Einheit 10 kann dann zur Einheit 11
hin gezogen
bzw. von ihr fortbewegt werden, indem gleichzeitig ein paar doppeltwirkende Kolbenmotoren
betätigt werden, deren Kolbenstangen 19 mit dem Querträger 12 der Einheit 10 und
deren Zylinder 22 mit dem Querträger 16 der Einheit 11 verbunden sind. Die Einheit
11 kann in ähnlicher Weise bewegt werden, wenn ihre Stempel 18 eingefahren sind,
während die Stempel 1.5 der Einheit 10 ausgefahren sind.
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Die hydraulischen Kolbenmotoren 19 und 22 werden über vier Wege der
Steuerventile betätigt, welche gesondert und unabhängig von den nachfolgend noch
zu beschreibenden Vierwegesteuerventilen zur Betätigung der Stempel sind. Die Unterzugrahmen
können in Errichtung der sich längserstreckenden Unterzugträgerversetztwerden,oder
aber durch ungleichmäßige Bewegung der Kolbenmotoren 19 und 22, die an jeder Seite
des beweglichen Rahmens angeordnet sind, ist es auch möglich, die Unterzugrahmen
in einem Winkel zur Längsrichtung vorzuschieben.
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Der soweit beschriebene wandernde Ausbau ist ähnlich demjenigen, welcher
Gegenstand der deutschen Patentanmeldung J 17 586 VI/5 c vom 23. Januar 1960 ist.
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Die Art und Weise, in der die Stempel 15 und 18
betätigt
werden, ist in Fig. 2 gezeigt. Es ist der Einfachheit halber nur ein Stempel 15
und ein Stempel 18 gezeigt, wobei jedoch jeweils vier Stempel zu einem Satz
gehören, wie es in der Fig. 1 gezeigt ist. Die vier Stempel sind jeweils für eine
gleichzeitige Betätigung parallel geschaltet. Der Stempel 15 ist in bekannter Weise
doppeltwirkend ausgebildet und hat einen Zylinder 22, in dem ein Kolben 23 gleitbar
eingesetzt ist und der an dem Ende eines Stempelrohres 24 befestigt ist,
das einen Stempelkopf 25 trägt. In dem Stempelkopf 25 ist ein Kanal 26 vorgesehen,
der mit einem mittleren Rohr 27 in Verbindung steht, das durch den Kolben
23 in eine Druckkammer 28 mündet. Ein zweiter Kanal 29 mündet in einen ringförmigen
Durchlaß, der zwischen den Rohren 24 und 27 gebildet ist, und von dort durch radiale
Löcher 31 in dem Stempelrohr 24 in eine ringförmige Kammer 32 über dem Kolben 23.
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Das Aus- und Einfahren der Stempel 15 wird durch ein Steuerventil
33 bewerkstelligt, das an geeigneter Stelle an der Teileinheit
10 angeordnet und an eine nicht gezeigte Druckquelle und eine Rückführleitung
angeschlossen ist. Das Steuerventil 33 hat die übliche Form mit einer zylindrischen
Ventilbohrung 34 und einem in ihr befindlichen Druckflüssigkeitsdurchlaß 35, zwei
untereinander verbundenen Niederdruckrücklaufkanälen 36 und 37, die axial in Abständen
von dem Druckflüssigkeitsdurchlaß 35 angeordnet sind, sowie zwei Betriebsdurchlässen
38 und 39, die zwischen dem Druckflüssigkeitsdurchlaß 35 und den betreffenden Rücklaufkanälen
36 und 37 angeordnet sind. Das Steuerventil ist in seiner Mittelstellung geschlossen;
es weist einen Kolbenschieber 41 auf, der in seiner Mittelstellung den Druckflüssigkeitsdurchlaß
35 sperrt, aber durch einen schwenkbar angebrachten Griff 42 gegen die Kraft einer
Feder 43 verschoben werden kann, um den einen der Betriebsdurchlässe 38 und 39 mit
der Druckquelle und den anderen mit der Rücklaufleitung zu verbinden, oder umgekehrt.
Die Betriebsdurchlässe 38, 39 sind über die Durchlässe 44, 45 mit den Betriebsleitungen
46 und 47 verbunden, die ihrerseits an die betreffenden Kanäle 29 und 26 im Stempelkopf
25 angeschlossen sind. In den
Durchlässen 44 und 4'5 ist eine bekannte
hydraulische Sperre angeordnet, die aus Tellerrückschlagventilen 48 und 49 besteht,
die sich gegen eine Federkraft unter dem Druckflüssigkeitsdurchfluß von dem Steuerventil
33 zum Stempel 15 öffnen, und aus einem doppeltwirkenden hin- und hergehenden Kolben
51, der eine größere Fläche als die Tellerventile 48 und 49 hat und der mit Stößeln
52 und 53 versehen ist, die eines der Ventile 48 oder 49 unter dem Druck des Strömungsmittels
öffnen, das abwechselnd an die entgegengesetzten Seiten des Kolbens 51 gebracht
wird. Die hydraulische Sperre stellt sicher, daß der Stempel 15 unter der Belastung
des Hangenden einen höheren Druck in der Kammer 28 aufnehmen kann, als der der Druckflüssigkeit,
der am Durchlaß 35 herrscht, ohne daß der Stempel nachgibt. Dennoch kann der Stempel
15 eingefahren werden, indem der Kolbenschieber 41 verschoben wird, damit das unter
Druck stehende Strömungsmittel in den Durchlaß 44, an dem Rückschlagventil 48 vorbei
in die Leitung 46 und von dort über den Kanal 29 in die ringförmige Kammer
32 gelangen kann. Der Druck in dem Durchlaß 44 wirkt auf der linken Seite des Kolbens
51 und veranlaßt den Stößel 53, das Rückschlagventi149 zu öffnen, wodurch
die Druckflüssigkeit aus der Kammer 28 des Stempels zurückströmen kann. Der Kolben
51 arbeitet in ähnlicher Weise unter einem den Stempel ausfahrenden Druck in dem
Durchlaß 45, um das Rückschlagventi148 durch den Stößel 52 zu öffnen.
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Ein gleiches Vierwegesteuerventi154 steuert die vier Stempel 18 der
Teileinheit 11, und gleiche Teile des Hahnes sind mit gleichen Bezugszeichen versehen,
so daß die Beschreibung auch auf das Ventil 54 zutrifft.
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Soweit können die beiden Ventile 33 und 54 unabhängig voneinander
betätigt werden, so daß es durch eine Betätigung der Griffe 42 möglich wäre, die
beiden den Teileinheiten 10 und 11 zugeordneten Stempel 15 und 18 gleichzeitig einzufahren.
Dies wird jedoch erfindungsgemäß selbsttätig durch eine Ventilanordnung in einem
der beiden Durchlässe 44 und 45 verhindert. Vorzugsweise weist von jedem Steuerventil
33, 54 die Zufuhrleitung 44, die von dem Betriebsdurchlaß 38 bis zu der ringförmigen
Kammer 32 des Stempels 15 oder 18 führt, ein Absperrventil 55 bzw. 56 auf. Dieses
Absperrventil hat eine zylindrische Bohrung 57, die einen größeren Durchmesser als
der Durchlaß 44 besitzt und diesen kreuzt, wobei in der Bohrung 57 ein Kolben 58
gleitend angeordnet ist, der unter dem Druck einer Feder 59 normalerweise den Durchlaß
44 verschließt. Die Bohrung 57 führt zu einer Bohrung 61, die einen kleineren Durchmesser
hat und in der ein Kolbenschieber 62 gleitend gelagert ist, der durch eine Stange
63 mit dem Kolben 58 verbunden ist. Der hinter dem Kolben 62 liegende Abschnitt
der Bohrung 61 des Steuerventils 33 ist durch ein Rohr 64 hinter dem Rückschlagventil
49 an den Durchlaß 45 in dem Vierwegesteuerventil 54 angeschlossen. In gleicher
Weise ist die zylindrische Bohrung 61 des Steuerventils 54 hinter dem Kolben 62
in dem Absperrventil 56 durch ein Rohr 64 hinter dem Rückschlagventil 49 mit der
Leitung 45 in dem Vierwegesteuerventil 33 verbunden.
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Jeder der Kolben 62 spricht auf den Druck des Strömungsmittels an,
der in den Druckkammern der Stempel der anderen Teileinheit herrscht. Wenn z. B.
ein Druck in den Druckkammern 28 der Stempel 18 vorhanden ist, wird dieserDruck
durch die Leitung 47, den Durchlaß 45 und das Rohr 64 übertragen und hinter dem
Kolben 62 in der Bohrung 61 des Steuerventils 33 wirksam. Der Druck überwindet die
Kraft der Feder 59, verschiebt den Kolben 58 und öffnet den Durchlaß 44, wodurch
die Stempel 15 eingefahren werden können, indem der Griff 42 entgegen dem Uhrzeigersinne
verschwenkt wird, um den Kolbenschieber 41 nach rechts zu verschieben und so den
Druckdurchlaß 35 mit dem Betriebsdurchlaß 38 zu verbinden. Wenn andererseits die
Stempel 18 eingefahren sind, so daß kein Druck in der Druckkammer 28 vorhanden
ist, dann herrscht auch kein Druck hinter dem Kolben 62, und demgemäß betätigt die
Feder 59 den Kolben 58, um den Durchlaß 44 des Absperrventils 55 zu schließen.
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Wenn der Handgriff 42 im Gegenuhrzeigersinne gedreht wird, bewegt
sich der Kolbenschieber 41 nach rechts und verbindet den Druckflüssigkeitsdurchlaß
35 mit dem Betriebsdurchlaß 38. Der in dem mit dem Betriebsdurchlaß 38 verbundene
Teil des Durchganges 44 herrschende Druck ist gegenüber dem anderen Teil des Durchganges
44, welcher zu der ringförmigen Kammer 32 des Stempels 15 führt, durch das Ventil
55 abgesperrt. Darüber hinaus ist auch die Zufuhr von Druckflüssigkeit zu dem hin-
und hergehenden Kolben 51 durch das Ventil 55 abgesperrt, so daß das Rückschlagventil
49 nicht geöffnet werden kann. Auf diese Weise wird verhindert, daß der Stempel
15 eingefahren werden kann, wenn der Stempel 18 bereits eingefahren sein
sollte. Die Sicherheit der Abstützung des Hangenden und der darunter arbeitenden
Leute kann daher nicht durch unbeabsichtigte Betätigung des Ventils 33 gefährdet
werden.
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Das Absperrventil 56 des Steuerventils 54 der anderen Teileinheit
spricht genauso auf den Druck in den Druckkammern 28 der Stempel 15 an. In der Fig.
2 sind die Stempel 15 und 18 ausgefahren mit einem flüssigen Druckmittel
in ihren Druckkammern 28 gezeigt, das auf die Kolben 62 wirkt, um beide Absperrventile
55 und 56 offenzuhalten. Wenn die Stempel 15 und 18 eingefahren werden, bevor der
Ausbau in Betrieb genommen wird, dann werden beide Absperrventile 55 und 56 geschlossen,
weil kein Druck in den Druckkammern 28 vorhanden ist, um auf ihre betreffenden Kolben
62 zu wirken.
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Beide Absperrventile 55 und 56 sind mit einer Handbetriebsübersteuerung
versehen, die die Form einer Stange 65 hat, die aus dem Ventilgehäuse herausragt,
wobei an dem herausragenden Ende ein Bügel 66 befestigt ist. An dem Bügel 66 kann
gezogen werden, um das Absperrventil 55 oder 56 zu öffnen, wenn es erwünscht ist,
beide Teileinheiten zum ersten Mal auszufahren, oder wenn es erwünscht ist, beide
Teileinheiten gleichzeitig einzufahren, so daß der Ausbau als ein Ganzes an einen
neuen Platz bewegt werden kann.
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Der Kolben 62 hat einen kleineren Durchmesser als der Kolben 58, so
daß für einen gegebenen Betriebsdruck in der Stempelkammer 28 die Kraft der Feder
59 niedrig gehalten und sehr leicht durch einen Zug an der Stange 65 überwunden
werden kann.