DE1179169B

DE1179169B - Fully mechanical extension frame

Info

Publication number: DE1179169B
Application number: DESCH29208A
Authority: DE
Original assignee: SCHWARZ KG HERMANN; Hermann Schwarz KG
Current assignee: SCHWARZ KG HERMANN; Hermann Schwarz KG
Priority date: 1961-02-08
Filing date: 1961-02-08
Publication date: 1964-10-08

Description

Vollmechanisches Ausbaugestell Die Erfindung betrifft ein vollmechanisiertes Ausbaugestell für den schreitenden Ausbau unter Tage.Fully mechanical expansion frame The invention relates to a fully mechanized Support frame for progressive underground expansion.

Zur Auffahrung von Strecken werden bereits seit einigen Jahren mit Erfolg vor Kopf arbeitende Mehrkettenschrämmaschinen als Streckenvortriebsmaschinen eingesetzt, wie sie unter dem Namen »Continuous Miner« oder »Dauerwühler« bekannt sind. Die volle Ausnutzung der mit derartigen Maschinen gegebenen Möglichkeiten mußte bisher weitgehend an dem im Zusammenhang damit auftretenden Ausbauproblem scheitern. In dem Gebiet, in dem sich die Streckenvortriebsmaschine befindet, ist die Bewegungsfreiheit der Arbeiter beeinträchtigt. Da außerdem das Vorrücktempo der Streckenvortriebsmaschine relativ hoch ist, ist es nicht mehr möglich, beim Ausbau von Hand mit dieser Geschwindigkeit Schritt zu halten.For several years now, Successful multi-chain cutting machines as tunneling machines used, as they are known under the name "Continuous Miner" or "Permanent miner" are. The full utilization of the possibilities offered by such machines So far had to be largely due to the associated expansion problem fail. In the area where the tunnel boring machine is located affects workers' freedom of movement. There is also the rate of advance the tunneling machine is relatively high, it is no longer possible when Expanding by hand to keep up with this speed.

Zur Lösung des bestehenden Ausbauproblems wurde bereits ein Ausbaugestell entwickelt, das aus zwei unabhängig voneinander verschiebbaren Ausbaurahmen besteht. Als Antriebsorgan für diese beiden Ausbaurahmen, die auf kufenartigen Fußgestellen angeordnet sind, dienen zwischen den Kufen liegende Hubzylinder. Wenn der Ausbau bzw. die Strecke um ein bestimmtes Maß vorgetrieben ist, wird das vordere der beiden Ausbaugestelle entlastet und mit Hilfe der Hubzylinder um die erreichbare Schrittlänge gegenüber dem hinteren Ausbaugestell vorgeschoben.An extension frame has already been used to solve the existing extension problem developed, which consists of two extension frames that can be moved independently of each other. As a drive unit for these two expansion frames, which are on skid-like pedestals are arranged, are used between the runners lying lifting cylinders. When the expansion or the distance is advanced by a certain amount, becomes the front of the two Extension frames relieved and with the help of the lifting cylinder by the achievable step length pushed forward in relation to the rear support frame.

Bei diesem bekannten Ausbaugestell geht man so vor, daß zunächst die Kufen auf einer Seite und dann auf der anderen Seite vorgeschoben werden. Nachdem der vordere Ausbaurahmen seine gewünschte Stellung erreicht hat, werden die Stempel ausgefahren, so daß die das Dach bildenden Kappen die Unterstützung des Hangenden übernehmen können. Hierauf wird der hintere Ausbaurahmen entlastet und mit Hilfe der Hubzylinder nachgezogen.In this known expansion frame one proceeds so that first the Skids are advanced on one side and then on the other. After this the front extension frame has reached its desired position, the stamps extended so that the roof-forming caps support the hanging wall can take over. The rear extension frame is then relieved and with help the lifting cylinder tightened.

Dieses bekannte Ausbaugestell ist mit einigen schwerwiegenden Nachteilen behaftet, die in erster Linie durch die Anordnung der als Antriebsorgan dienenden Hubzylinder verursacht werden. Einerseits ergibt sich durch die waagerechte Anordnung der Hubzylinder eine direkte Abhängigkeit der Länge der Hubzylinder von der geforderten Schrittlänge. Bei den normalerweise gewünschten Schrittlängen ergeben sich hierdurch verhältnismäßig lange Hubzylinder, die entsprechend teuer sind. Andererseits hat die waagerechte Lage der Hubzylinder eine erhebliche Störanfälligkeit zur Folge, da sie in dieser Lage gegen herabfallendes Gestein völlig ungeschützt sind. Bereits leichte Beschädigungen an den empfindlichen Kolbenstangen verursachen Undichtigkeiten oder gar Verklemmungen.This known support frame has some serious disadvantages afflicted primarily by the arrangement of the serving as a drive member Lift cylinder caused. On the one hand results from the horizontal arrangement the lifting cylinder a direct dependence of the length of the lifting cylinder on the required Stride length. This results in the normally desired stride lengths relatively long lifting cylinders, which are correspondingly expensive. On the other hand has the horizontal position of the lifting cylinder makes it very susceptible to failure, because in this position they are completely unprotected against falling rock. Already slight damage to the sensitive piston rods will cause leaks or even deadlocks.

Die vorliegende Erfindung hat sich das Ziel gesetzt, bei einem aus unabhängig voneinander verschiebbaren Ausbaurahmen bestehenden Ausbaugestell einen Antrieb vorzusehen, der leicht zu bedienen ist, gegen mechanische Beschädigungen weit gehend geschützt und preisgünstig herstellbar ist. Dabei soll dieser Antrieb das Nachrücken des Ausbaugestelles, wenn es hinter einer Streckenvortriebsmaschine angeordnet ist, im Rhythmus des Fortschreitens dieser Vortriebsmaschine ermöglichen und außerdem nur den geringen, zwischen der Streckenvortriebsmaschine und den Stößen verbleibenden Platz beanspruchen. Es wird außerdem gefordert, daß er gegenüber Gefälleknicken unempfindlich ist.The present invention has set itself the goal at one of an existing expansion frame that can be moved independently of one another Provide a drive that is easy to operate against mechanical damage is largely protected and inexpensive to manufacture. This drive should moving up the support frame if it is behind a tunneling machine is arranged, allow in the rhythm of the progress of this tunneling machine and only the minor ones, between the tunneling machine and the impacts take up remaining space. It is also required that it bends against incline is insensitive.

Bei der Lösung der gestellten Aufgabe wird von einem Ausbaugestell mit einem Paar vorderer und einem Paar hinterer Kufen, auf denen ausziehbare Stützelemente angeordnet sind, die mit den Kufen und dem aus Kappen oder Verzugseisen bestehenden Dach zwei voneinander unabhängig verschiebbare Ausbaurahmen bilden, ausgegangen.A support frame is used to solve the task at hand with a pair of front and a pair of rear runners on which extendable support elements are arranged, the with the runners and the consisting of caps or warping iron Roof form two independently movable extension frames, assumed.

Gemäß der Erfindung sind die bei einem derartigen vollmechanischen Ausbaugestell die einander zugekehrten Enden der vorderen und der entsprechenden hinteren Kufen durch ein Kniehebelwerk mit gleichzeitig und gleichsinnig beaufschlagbaren Hubzylindern derart verbunden, daß an der einen Kufe das Ende einer Lasche und des Hubzylinders, an der anderen Kufe das längere Ende eines mit seiner Kehle der Lasche zugekehrten Winkelhebels angreifen, wobei die freien Enden der Lasche und des Winkelhebels gelenkig verbunden sind und die Kolbenstange des Hubzylinders etwa in der Kehle am Winkelhebel angeschlossen ist.According to the invention in such a fully mechanical Extension frame the facing ends of the front and the corresponding rear runners by means of a toggle mechanism that can be acted upon simultaneously and in the same direction Lifting cylinders connected in such a way that on one runner the end of a tab and the Lifting cylinder, on the other runner the longer end of one with its throat of the tab Attack facing angle lever, the free ends of the bracket and the angle lever are articulated and the piston rod of the lifting cylinder approximately in the throat is connected to the angle lever.

Durch die Ausrüstung mit einem derartigen als Antrieb dienenden Kniehebelwerk kann das Ausbaugestell Kurven durchfahren und sehr schmal bauen, da das Kniehebelwerk nicht in den Querschnitt der Strecke hineinragt und in der Kurve nicht eingeklemmt wird; dennoch hat es bei einem Arbeitsschritt, d. h. Spreizen und anschließendem Zusammenziehen des Kniehebelwerkes. eine Schrittweite, die eine ausreichende Vorrückgeschwindigkeit sicherstellt.By equipping with such a toggle mechanism serving as a drive the extension frame can drive through curves and build very narrow, because the toggle mechanism does not protrude into the cross-section of the route and does not get caught in the curve will; nevertheless, in one work step, d. H. Spreading and subsequent contraction of the toggle mechanism. an increment that is sufficient Ensures advancement speed.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das Kniehebelwerk gegenüber dem vorderen und dem hinteren Kufenpaar nur in einer senkrechten Ebene, gegenüber nur einem der Kufenpaare außerdem in einer waagerechten Ebene schwenkbar, so daß eine gewisse Kurvengängigkeit des Ausbaugestells erzielt wird. wie sie beim Vorrücken zeitweilig erforderlich ist. Um jedoch die in den meisten Fällen erforderliche gradlinige Vorrückbewegung des Ausbaugestells auch bei unterschiedlichen, sich den einzelnen Kufen entgegensetzenden Widerständen zu wahren, sind zur unabhängigen Steuerung beider Kniehebelwerke in der Druckmittelzufuhrleitung für den Hubzylinder Mengenteilventile oder Zweistrompumpen vorgesehen.According to a further feature of the invention, the toggle mechanism is opposite the front and the rear pair of runners only in a vertical plane, opposite only one of the pairs of runners can also be pivoted in a horizontal plane, so that a certain curve mobility of the support frame is achieved. like them advancing is required at times. However, in order to achieve the straight line required in most cases Advance movement of the extension frame even with different, individual Maintaining resistance to runners is for independent control both toggle mechanisms in the pressure medium supply line for the lifting cylinder flow divider valves or dual-flow pumps are provided.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt F i g. 1 die Seitenansicht zweier zu einer Ausbaueinheit zusammengefaßter Gestelle gemäß der Erfindung, F i g. 2 eine Ausbaueinheit in der Draufsicht, F i g. 3 in vergrößerter Darstellung das zum Antrieb dienende Kniehebelwerk in gespreizter Stellung, F i g. 4 die Verbindung des Stempelfußes mit der Aufnahmehülse im einzelnen.An exemplary embodiment according to the invention is illustrated below described in the drawing. In it, F i g. 1 the side view of two to one Expansion unit of combined racks according to the invention, F i g. 2 an expansion unit in plan view, F i g. 3, in an enlarged view, the one used for the drive Toggle lever mechanism in the spread position, F i g. 4 the connection of the stamp foot with the receiving sleeve in detail.

Die Kufen 10 a, bzw. 10 b des Ausbaugestells werden durch kastenförmige Schweißkonstruktionen gebildet. In die durch Schweißung mit den Kufen verbundenen Aufnahmehülse 22 sind die Stempel 16 eingesetzt, die mit ihrer ausgehöhlten Grundfläche auf einer entsprechenden balligen Lagerplatte 23 aufruhen und seitlich von einem Gummiring 24 gehalten werden; sie sind daher gegenüber der Senkrechten beschränkt schwenkbar.The runners 10 a and 10 b of the support frame are formed by box-shaped welded structures. In the receiving sleeve 22 connected by welding to the runners, the punches 16 are inserted, which rest with their hollowed-out base on a corresponding spherical bearing plate 23 and are held laterally by a rubber ring 24; they can therefore be pivoted to a limited extent relative to the vertical.

Die Köpfe der Stempel 16 nehmen das von den Kappen 17 und den Verzugseisen 18 gebildete Dach auf. Die Verzugseisen zweier aufeinanderfolgender Ausbaugestelle sind so angeordnet, daß sie miteinander kämmen und dabei so viel Zwischenraum lassen, daß die für die Kurvengängigkeit erforderliche Bewegungsfreiheit der beiden Ausbaugestelle nicht beeinträchtigt wird.The heads of the punches 16 take up the roof formed by the caps 17 and the draft bars 18. The draft bars of two successive support racks are arranged in such a way that they mesh with one another and leave enough space between them so that the freedom of movement of the two support racks required for cornering is not impaired.

Je zwei hintereinander angeordnete Ausbaugestelle sind an den einander gegenüberliegenden Enden ihrer Kufen, durch Kniehebelwerke zur Erzeugung der Schreitbewegung verbunden, zu einer Ausbaueinheit zusammengefaßt. An den hinteren Enden der vorderen Kufen 10a ist drehbar das eine Ende einer Lasche 12, an den vorderen Enden der hinteren Kufen 10 b das eine Ende eines mit seiner Kehle der Lasche 12 zugekehrten Winkelhebels 13 mittels eines Bolzens 28 in einer Öse 27 drehbar gelagert; die freien Enden der Lasche 12 und des Winkelhebels 13 sind ebenfalls schwenkbar miteinander verbunden. Vorzugsweise befinden sich zwischen den Bolzen 28 und entweder der Lasche 12 oder dem Winkelhebel 13 metallarmierte Gummibuchsen, die eine begrenzte horizontale Schwenkbarkeit der aufeinanderfolgenden Kufen von 3 bis 5° gestatten. In der Nähe des mit der Kufe verbundenen Laschenendes ist drehbar ein Hubzylinder 11 gelagert; das freie Ende seiner Kolbenstange 14 greift am Winkelhebel 13 in der Nähe von dessen Kehle an. Dieser Hubzylinder 11 besorgt, je nachdem, von welcher Seite ihm das Druckmittel zugeführt wird. die Spreizung bzw. die Zusammenziehung von Lasche 12 und Winkelhebel 13 und damit das Nähern bzw. Entfernen der am gleichen Stoß liegenden Kufen.Two support frames arranged one behind the other are combined to form a support unit at the opposite ends of their runners, connected by toggle mechanisms to generate the walking movement. At the rear ends of the front runners 10a one end of a bracket 12 is rotatably mounted, at the front ends of the rear runners 10b one end of an angle lever 13 facing the bracket 12 with its throat is rotatably mounted in an eyelet 27 by means of a bolt 28; the free ends of the bracket 12 and the angle lever 13 are also pivotably connected to one another. There are preferably metal-reinforced rubber bushings between the bolts 28 and either the bracket 12 or the angle lever 13, which allow a limited horizontal pivoting of the successive runners of 3 to 5 °. A lifting cylinder 11 is rotatably mounted in the vicinity of the strap end connected to the runner; the free end of its piston rod 14 engages the angle lever 13 in the vicinity of its throat. This lifting cylinder 11 is concerned, depending on the side from which the pressure medium is supplied to it. the spreading or contraction of tab 12 and angle lever 13 and thus the approaching or removal of the runners lying on the same joint.

Jeweils eines der beiden zu einer Ausbaueinheit gehörenden Ausbaugestelle ist mit einem Ölbehälter 15, einer von einem Elektromotor 19 angetriebenen Pumpe 20 und einem Steuergerät 21 ausgerüstet; über geeignete Leitungen wird von hier aus, abhängig von der Einstellung der Steuerungsanlage 21, den Stempeln oder den Kniehebelwerken das Druckmittel zugeführt bzw. von diesen abgesaugt.One of the two extension racks belonging to an extension unit is with an oil tank 15, a pump driven by an electric motor 19 20 and a control unit 21 equipped; Appropriate lines are used from here off, depending on the setting of the control system 21, the stamps or the The pressure medium is supplied to or sucked out of the toggle lever works.

Die Ausbaueinheiten lassen sich in gewünschter Anzahl hintereinander anordnen, in den meisten Fällen werden jedoch zwei von ihnen ausreichen, um das Gebirge auf der Streckenvortriebsmaschine abzustützen. Es hat sich dabei als zweckmäßig erwiesen, auch die einzelnen Ausbaueinheiten an den einander zugekehrten Kufenenden, ähnlich wie die Ausbaugestelle untereinander, mit einem Kniehebelwerk aneinanderzuschließen, das von einer Lasche 12 und einem Winkelhebel 13 - ohne Verwendung eines Hubzylinders - gebildet wird. Hierdurch wird sichergestellt, daß hintereinander angeordnete Ausbaueinheiten sich seitlich nicht gegeneinander verschieben, jedoch die unabhängige Verrückbarkeit jeder Ausbaueinheit gewährleistet wird.The expansion units can be installed one behind the other in the desired number order, but in most cases two of them will be enough to do the Support mountains on the tunneling machine. It has proven to be useful proven, also the individual extension units at the runner ends facing each other, similar to the expansion racks to each other, to be connected with a toggle mechanism, that of a bracket 12 and an angle lever 13 - without the use of a lifting cylinder - is formed. This ensures that expansion units arranged one behind the other do not shift laterally against each other, but the independent movability every expansion unit is guaranteed.

Da jede Ausbaueinheit ein eigenes Antriebsaggregat besitzt, kann bei Ausfallen eines Aggregats immer noch mit der anderen Ausbaueinheit weitergearbeitet werden. Gegebenenfalls kann über einen Kupplungsschlauch das Gestell mit dem defekten Aggregat vorübergehend von dem funktionsfähigen Aggregat mit betrieben werden.Since each expansion unit has its own drive unit, If one unit fails, the other expansion unit can still be used will. If necessary, the frame with the defective The unit can be operated temporarily by the functional unit.

Zur Führung des Ausbaugestells an den Stößen und zur Abstützung bei geringem Einfallen des Flözes an einem der Stöße sind seitlich der Ausbaugestelle Gleitplatten 25 vorgesehen, die von zwei Stützen 26 getragen werden, die in der Nähe der Stempelköpfe angebracht sind.For guiding the extension frame at the joints and for support Slight collapse of the seam at one of the joints are to the side of the support frames Sliding plates 25 are provided which are supported by two supports 26 which are in the Are attached near the stamp heads.

Soll die Ausbaueinheit vorgerückt werden, so wird das Druckmittel aus den Stempeln des vorderen Ausbaugestells abgezogen, so daß diese einsinken; hierauf werden die Hubzylinder 11 des Kniehebelwerks gleichzeitig und gleichsinnig mit Druckmittel beaufschlagt; zwischengeschaltete Mengenteilventile bzw. Zweistrompumpen sorgen dafür, daß beide Hubzylinder unabhängig von den zu überwindenden Widerständen gleich große Hubbewegungen ausführen. Nach Spreizung des Kniehebelwerkes werden die Stempel 16 des vorderen Ausbaugestells wieder ausgefahren und, mit der Setzlast beaufsehlagt, die Stempel des hinteren Ausbaugestells gelöst; alsdann erfolgt die Druckmittelzufuhr zu den Hubzylindern 11 der Kniehebelverke, derart, daß sich das Kniehebelwerk zusammenzieht und das hintere Gestell zu dem vorderen Gestell hinrückt; schließlich werden die Stempel des hinteren Gestells wieder gesetzt.If the expansion unit is to be advanced, the pressure medium is withdrawn from the stamps of the front expansion frame so that they sink in; thereupon the lifting cylinders 11 of the toggle mechanism are acted upon simultaneously and in the same direction with pressure medium; Intermediate flow divider valves or two-flow pumps ensure that both lifting cylinders execute equally large lifting movements regardless of the resistance to be overcome. After spreading the toggle mechanism, the stamps 16 of the front support frame are extended again and, with the setting load applied, the stamps of the rear support frame are released; then the pressure medium is supplied to the lifting cylinders 11 of the toggle lever mechanism in such a way that the toggle mechanism contracts and the rear frame moves towards the front frame; finally the stamps of the rear frame are set again.

Die Zeit, die für das Vorrücken zweier Ausbaugestelle vergeht, beträgt etwa 2 Minuten, wobei die Zeit für den Weg, den der Bedienungsmann zurücklegen muß, eingerechnet ist. Um einen gleich großen Weg zurückzulegen, benötigt die Vortriebsmaschine etwa 8 Minuten, so daß eine hohe Zeitreserve von wenigstens 6 Minuten je Schritt verbleibt, in der die Ausbaugestelle nachgesehen und notfalls ausgerichtet werden können.The time it takes for two support racks to advance is about 2 minutes, the time for the way that the operator has to cover, is included. The tunneling machine needs to cover the same distance about 8 minutes, so that a high time reserve of at least 6 minutes per step remains, in which the expansion racks are checked and, if necessary, aligned can.

Claims

Claims: 1. Fully mechanical support frame for progressive underground expansion, in particular route expansion, with a pair of front and a pair of rear runners on which extendable support elements are arranged, which with the runners and the roof made of caps or warping iron, two independently movable support frames form, characterized in that the mutually facing ends of the front and the corresponding rear runners (10a, 10b) are connected by a toggle mechanism with lifting cylinders (11) that can be acted upon simultaneously and in the same direction in such a way that the end of one of the runners (10a) The tab (12) and the lifting cylinder (11), on the other runner (10 b), engage the longer end of an angle lever facing the tab (12) with its throat, while the free ends of the tab (12) and the angle lever (13) are articulated and the piston rod (14) of the lifting cylinder (11) is connected approximately in the throat on the angle lever (13).

2. Fully mechanical extension frame according to claim 1, characterized in that each of the two toggle mechanisms opposite the front and rear runners (10 a, 10 b) in a vertical plane, moreover opposite either the front or rear runners (10a or 10b) is pivotable in a horizontal plane.

3. Fully mechanical Extension frame according to claims 1 and 2, characterized in that for independent Control of both toggle mechanisms in the pressure medium supply line for the lifting cylinders (11) Flow valves or two-flow pumps are provided.

4. Device according to claims 1 to 3, characterized in that also at the free ends of the runners (10 a, 10 b) of the support frame C) sen (27) for connecting a tab (12) or an angle lever (13) to Connection to a further expansion unit connected in the direction of the route are provided.

5. Fully mechanical extension frame according to claims 1 to 4, characterized by sliding plates (25) which are adjustable in height and to the side and suitable for guiding and supporting the extension frame on the section joint. Documents considered: German Patent No. 970 540; German Auslegeschrift No. 1001220; "Annales des Mines Belgique", February 1960, p.91. Older patents considered: German Patent No. 1 102 680.