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Ausbaukappe für den Grubenbetrieb Die Erfindung betrifft eine wendbare
Ausbaukappe, die mit vorzugsweise gabel- und zungenförmig ausgebildeten Verbindungsenden
versehen ist, die es gestatten, die Kappe mit einer gleichartigen Kappe gelenkig
zu verbinden und durch Keilwirkung in ihrer Vorpfändlage am Hangenden festzulegen,
wobei die Verbindungsenden mit Löchern für einen in der Kappenlängsmittelachse liegenden
Gelenkbolzen sowie mit Abstützflächen für einen Keil versehen sind, die durch die
Wandung eines Keillochs oder durch eine äußere Endfläche der Verbindungsenden gebildet
sind.
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Ausbaukappen, die in ihren beiden Wendelagen eingebaut werden können
und damit die Möglichkeit bieten, vom Hangenddruck verbogene Kappen durch Einbau
in der anderen Wendelage, in der sie vom Hangenden in entgegengesetzter Richtung
belastet werden, wieder zu richten, sind in verschiedenen Ausführungen bekannt.
Bei solchen Kappen sind die Verbindungsenden mit den hieran angeordneten Verbindungsmitteln,
wie Keil- und Gelenkbolzenlöchern usw. zur horizontalen Längsmittelebene der Kappe
symmetrisch ausgebildet. Die symmetrische Ausbildung der Verbindungsenden und die
damit verbundene Verdoppelung der Keillöcher und Keilgegenflächen an den Verbindungsenden
führt jedoch zwangläufig zu verhältnismäßig komplizierten Formen der Verbindunssenden
und in vielen Fällen auch zu einer erheblichen Schwächung der Verbindungsenden.
Außerdem ist bei den meisten dieser Kappen der Krafthebelarm zwischen Keilangriffspunkt
und Schwenklager verhältnismäßig klein, so daß der Keil sehr hohen Flächenpressungen
ausgesetzt wird und das Antreiben des Keils beim Einbau der Kappe einen größeren
Kraftaufwand erfordert. Für den Einbau der Kappen müssen neben dem Bolzengelenk
meist auch noch besondere Aufschwenkmittel, wie Hilfsschwenkbolzen od. d-1., vorgesehen
werden, da sonst die Kappe nicht aus der herabhängenden Lage in die Einbaulage hochgeschwenkt
werden könnte, was sehr viel einfacher zu bewerkstelligen ist, als wenn die Kappe
zunächst bis etwa in die Einbaulage unter überwindung des vollen Kappengewichts
angehoben werden muß, bevor sie mit der eingebauten Kappe verbunden werden kann.
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Einige der bekannten Kappen besitzen dazu den Nachteil, daß sie nur
dann geraubt werden können, wenn ihre Verbindung mit der eingebauten Kappe vollständig
aufgehoben wird. Die Kappen fallen dann frei nach unten auf das Liegende herab,
wo sie leicht unter dem nachbrechenden Gestein begraben werden.
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Andere bekannte Kappen haben außerdem den Nachteil, daß sie beim Rauben
zunächst in Achsrichtung auf den Versatz zu verschoben werden müssen, bevor sie
ihren Zusammenhalt mit der eingebauten Kappe verlieren und frei in den Strebraum
herabfallen können. Dieses axiale Verschieben wird durch Vorsprünge oder andere
Unebenheiten des Hangenden oft behindert oder sogar unmöglich gemacht, so daß das
Rauben der Kappen dann auf große Schwierigkeiten stößt.
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Bei bekannten Kappen, die an Stelle eines runden Gelenkbolzenlochs
ein in Achsrichtung verlaufendes Langloch im Zungenende aufweisen, besteht außerdem
der Nachteil, daß das Gelenkbolzenlager keine in Kappenlängsrichtung wirkenden Schubkräfte
aufnehmen kann, sondern daß diese Schubkräfte auf den Vorpfändkeil übertragen werden,
der ohnehin durch die von der Hangendbelastung herrührenden Hebelkräfte sehr stark
beansprucht wird. Als Folge davon sind starke Verformungen des Keils zu erwarten.
Außerdem wird hierdurch das Zurückschlagen des Keils unter Belastung erschwert.
Auch ist hierbei eine Entstarrung der Kappenverbindung nach Unterstempelung der
Vorpfändkappe nicht möglich.
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Die Erfindung bezweckt eine verbesserte Vorpfändkappe von einfacher
und kräftiger Bauart, die sich ebenfalls in beiden Wendelagen einbauen läßt und
die alle Vorteile der bekannten Kappen aufweist, ohne jedoch deren genannte Nachteile
zu besitzen.
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Gemäß der Erfindung ist hinsichtlich der Lage der Keilabstützflächen
das eine Verbindungsende der Kappe zur horizontalen Längsmittelebene symmetrisch,
das andere Verbindungsende hierzu unsymmetrisch ausgebildet, wobei das unsymmetrische
Verbindungsende drehbar an der Kappe angeordnet ist.
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Vorzugsweise sind in dem einen Verbindungsende der Kappe zwei Löcher
für den Keil und den Gelenkbolzen
in der Längsmittelachse nebeneinander
angebracht, während an dem anderen Verbindungsende ein Gelenkbolzenloch in der Längsmittelachse
und neben diesem ein Keilloch angeordnet ist, das zur Längsmittelachse vertikal
versetzt ist. Das unsymmetrische, drehbar an der Kappe angeordnete Verbindungsende
ist dabei zweckmäßig das Gabelende der Kappe.
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An Stelle des zur Längsmittelachse versetzt liegenden Keillochs kann
jedoch nach einem weiteren Merkmal der Erfindung eine schräg zur Kappenachse liegende
Keilabstützfläche vorgesehen sein, die eine äußere Begrenzungsfläche des Verbindungsendes,
vorzugsweise des Zungenendes ist.
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Das unsymmetrische und drehbare Verbindungsende ist vorteilhafterweise
unter Zwischenschaltung eines federnden Elements an dem Kappenprofilstück angeschlossen.
Im allgemeinen empfiehlt es sich, an der Drehstelle des unsymmetrischen Verbindungsendes
ineinandergreifende Vorsprünge und Vertiefungen, wie Verzahnungen u. dgl., anzubringen,
die ein unbeabsichtigtes Drehen verhindern und den Drehzapfen des Kappenverbindungsendes
entlasten.
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Die erfindungsgemäßen Kappenverbindungen bieten beim An- und Abkuppeln
besondere Vorteile. Beim Ankuppeln wird die vorzupfändende Kappe mittels des Gelenkbolzens
an die eingebaute Kappe angehängt, darauf an das Hangende hochgeschwenkt und durch
Eintreiben des Keils festgelegt. Beim Rauben wird der zweckmäßig konische Gelenkbolzen
herausgeschlagen, so daß die Kappe über den Verbindungskeil abschwenken kann. Dabei
ist es auch möglich, die Kappe beim Einbauen um den Keil hochzuschwenken und beim
Rauben um den Gelenkbolzen abzuschwenken. Da das Kappengewicht beim Einbau nicht
frei gehoben zu werden braucht, läßt sich die Kappe von einem einzigen Mann handhaben.
Ein Hilfsschwenkbolzen od. dgl. zum Aufschwenken der Kappe braucht nicht vorgesehen
zu werden. Auch hierdurch wird die Kappe in der Herstellung und Handhabung vereinfacht.
Der Hebelarm zwischen dem Keil und dem Gelenkbolzen und die Abstützfläche des Keils
an der Zunge können ohne Schwierigkeiten und ohne Schwächung der Kappenverbindung
größer gewählt werden, wodurch die Beanspruchungen und damit auch der Verschleiß
des Keils und seiner Abstützfläche an der Zunge kleiner werden. Die auf die Kappe
wirkenden Schubkräfte werden, wie an sich bekannt, von dem Gelenkbolzenlager aufgenommen.
Eine zusätzliche Belastung des Keils durch diese Schubkräfte wird daher vermieden.
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Obwohl die erfindungsgemäße Kappe wendbar ist, wird die für diesen
Zweck bisher erforderliche Verdoppelung der Keillöcher und Keilgegenflächen an den
Verbindungsenden vermieden. Die Keil- und Gelenkbolzenlöcher liegen in oder unmittelbar
in Nähe der Längsmittelachse der Kappe, d. h. der neutralen Faser, was belastungsmäßig
vorteilhaft ist.
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Die erfindungsgemäße Kappe vereinigt daher alle Vorzüge der bekannten
Kappen, ohne jedoch deren Nachteile aufzuweisen. Die Drehbarkeit des einen der beiden
Verbindungsenden bedingt keine nennenswerte Erschwernis in der Herstellung und Handhabung
der Kappe, da das Drehlager mit einfachen Mitteln sehr robust in der Weise ausgeführt
werden kann, daß es auch nach längerer Betriebszeit noch voll funktionsfähig ist.
Die Handhabung der Kappe wird im übrigen durch die Drehbarkeit schon deshalb nicht
nennenswert beeinträchtigt, weil von der Drehbarkeit nur in verhältnismäßig seltenen
Ausnahmefällen einmal Gebrauch gemacht werden muß, nämlich dann, wenn die Kappe
durch überbelastungen größeren Biegeverformungen ausgesetzt worden ist.
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Die Zeichnungen zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung.
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F i g.1 zeigt in Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eine Kappenverbindung
gemäß der Erfindung; F i g. 2 zeigt die Kappenverbindung gemäß F i g. 1 im senkrechten
Schnitt nach Linie A-B der F i g.1; F i g. 3 zeigt das Gabelende der Kappe gemäß
F i g. 1 im Horizontalschnitt nach Linie C-D; F i g. 4 zeigt eine Vorderansicht
auf das Gabelende der Kappe gemäß F i g. 1 bis 3 nach Linie E-F der Fig.3; F i g.
5 zeigt eine weitere Kappenverbindung in Seitenansicht; F i g. 6 zeigt das Gabelende
der Kappe gemäß F i g. 5 im Horizontalschnitt; F i g. 7 zeigt schematisch die Anordnung
der Gelenkbolzen- und Keillöcher an den Verbindungsenden der Kappen gemäß den F
i g. 1 bis 11; F i g. 8 und 9 zeigen andere Formen der Keillöcher in den Verbindungsenden;
F i g. 10 und 11 zeigen in Seitenansicht bzw. im Schnitt eine Kappenverbir<dung
ähnlich den F i g. 1 bis 5; F i g. 12 bis 14 zeigen in Seitenansicht und im Schnitt
schematisch eine etwas abgeänderte Kappenverbindung; F i g. 15 zeigt in Seitenansicht
ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung; F i g. 16 zeigt die Verbindung gemäß
F i g. 15 im Querschnitt nach Linie A-B der F i g. 15; F i g. 17 zeigt eine Draufsicht
auf das Zungenende gemäß F i g. 15; F i g. 18 zeigt die Anordnung der Löcher für
den Gelenkbolzen und den Keil bei der Kappe gemäß den F i g. 15 bis 17.
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In der Zeichnung sind das Gabelende der Kappe 1, das Zungenende mit
2, das mittlere Kappenprofilstück, an welchem die Verbindungsenden angebracht sind,
mit 3, der Gelenkbolzen mit 4, der Verbindungskeil mit 5 und eine Federbremse mit
6 bezeichnet. Jede Kappe besitzt ein Verbindungsende, welches zur horizontalen Längsmittelebene
symmetrisch ausgebildet ist und an dem Kappenmittelstück fest angebracht ist und
ein zweites unsymmetrisches Verbindungsende, welches um eine horizontale Achse drehbar
an dem Kappenmittelstück angebracht ist.
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Bei der Kappenverbindung gemäß F i g. 1 bis 4 ist das Gabelende 1
drehbar im Kappenprofilstück 3 gelagert. Hierzu besitzt es einen Zapfen 9, welcher
in eine Öffnung des Kappenprofilstücks 3 einfaßt. Der Zapfen trägt eine Feder 10,
welche die aufeinanderliegenden Teile des Gabelendes 1 und des Kappenmittelstücks
3 gegeneinander drückt. An diesen Teilen können ineinandergreifende Vorsprünge und
Vertiefungen 8 angeordnet sein, um ein unbeabsichtigtes Drehen des Gabelendes 1
zu verhindern. Es kann jede beliebige Feder, beispielsweise eine Blatt- oder Spiralfeder
Verwendung finden. Die Vorsprünge und Vertiefungen 8 haben außerdem die Aufgabe,
den Zapfen 9 zu entlasten. Soll eine krumme Kappe in einer um 180° gedrehten Lage
eingebaut werden, so wird das Gabelende 1 gegen die Kraft der Feder nach außen gezogen,
bis die Vorsprünge und Vertiefungen
außer Eingriff gelangen. Dann
wird das Gabelende um 180° gedreht und freigegeben, so daß die Vorsprünge und Vertiefungen
wieder in Eingriff gelangen können. Der Verbindungskeil und der Gelenkbolzen liegen
in Richtung der Kappenachse nebeneinander. Der Keil wird gehalten und geführt durch
ein ihn :eilweise umgreifendes Element, z. B. eine Feder 6, welche mit Ansätzen
6 a in Ausnehmungen 5 a am Keil eingreift. Die Ausnehmungen 5 a bilden
Längsnuten, die sich. über einen großen Teil der Keillänge Barstrecken. Die Ansätze
6 a pressen sich federnd in diese Längsnuten, so daß der Keil an einer Längsverschiebung
gehemmt, d. h. gebremst wird. Die Bremsfeder 6 ist mit dem Gabelende 1 fest verbunden.
Damit der Keil 5 sich seiner Angriffsfläche im entsprechenden Loch des Zungenendes
2 gut anpassen kann, sind die Ausnehmungen 5 a am Keil etwas größer als die
Ansätze 6 a, so daß genügend Spiel und Bewegungsfreiheit zwischen diesen Teilen
besteht. Die Federbremse 6 verhindert, daß sich der Keil unbeabsichtigt in seiner
Verbindung lockert oder löst.
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Wenn der Keil ganz zurückgeschlagen oder zurückbezogen ist, und mit
einem Anschlag, z. B. den Endflächen 5 b der Längsnuten 5 a, an den Ansätzen 6 a
der Federbremse anliegt, ist der Raum zwischen den Gabellaschen vollkommen frei,
so daß die anzubauende Kappe mit ihrem Zungenende leicht hierin eingeführt werden
kann. Ein Sperrelement 5c, welches als Splint ausgebildet sein kann, verhindert
ein ungewolltes Herausnehmen des Keils aus der Verbindun g.
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Die Löcher für den Verbindungskeil 5 im Gabel-2nde sind zur Längsmittelachse
der Kappe vertikal -;ersetzt, während die Löcher für den Gelenkbolzen 4 in der Längsmittelachse
liegen (F i g. 7). Die entsprechenden Löcher im Zungenende liegen dagegen beide
in der Kappenlängsmittelachse. Beim Ankuppeln der vorzupfändenden Kappe kann deren
Zungenende senkrecht von unten in das Gabelende der eingebauten Kappe eingeführt
und am Verbindungskeil 5 angehängt werden. Dann wird die vorzupfändende Kappe um
den Keil so weit hochgeschwenkt, bis der Gelenkbolzen in die hierfür vorgesehenen
Löcher eingeschoben werden kann. Durch Eintreiben des Keils 5 wird die Vorpfändkappe
darauf an das Hangende angewinkelt und hiergegen angepreßt. Beim Rauben der Kappe
am Versatz kann die Kappe um den Gelenkbolzen 4 abschwenken, nachdem zuvor der Keil
5 gelöst worden ist.
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Das Zungenende 2 kann wie üblich am Kappenprofilstück 3 stumpf angeschweißt
sein.
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Bei den Kappenverbindungen gemäß F i g. 5 und 6 ist der Drehzapfen
9 etwas stärker ausgebildet. Die Vorsprünge und Vertiefungen 8 sind hier fortgelassen.
Der Drehzapfen 9 besitzt eine Eindrehung, d. h. eine rundlaufende Rille 12 und an
zwei gegenüberliegenden Stellen eine radiale Bohrung 13. In diese Bohrung und Eindrehung
ist ein Sperrbolzen 14 von außen eingeschoben, welcher das Gabelende 1 gegen
Drehen und Herausziehen festlegt. Der Sperrbolzen 14 wird durch eine Feder 15 gehalten,
die hier als Blattfeder ausgebildet ist.
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Soll die Gabel um 180° gedreht werden, so wird der Sperrbolzen 14
gegen die Kraft der Feder 15 aus dem Loch 13 herausgezogen. Er bleibt jedoch dabei
in der Eindrehung 12. Nun kann die Gabel gedreht werden. Nach einer Drehung von
180° springt der Sperrbolzen 14 in das auf der anderen Seite des Zapfens 9 angeordnete
radiale Loch 13 ein. Wenn das Gabelende von der Kappe abgenommen werden soll, beispielsweise
zu Reparaturzwecken, so wird der Sperrbolzen so weit zurückgezogen, bis er den Drehzapfen
9 vollkommen freigibt.
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Die Federbremse 6 ist bei der Anordnung gemäß den F i g. 5 und 6 an
ihrer Lagerstelle 1 des Gabelendes begrenzt drehbar. Ihre Ansätze 6 a greifen hier
ohne Spiel in die Längsnuten 5 a des Keils 5 ein.
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In den F i g. 8 und 9 sind andere Formen der Keillöcher dargestellt.
Es ist also nicht unbedingt erforderlich, hierfür Rundlöcher vorzusehen. Selbstverständlich
ist es auch nicht unbedingt erforderlich, Keile mit einem Rundquerschnitt zu verwenden.
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Die F i g. 10 und 11 zeigen eine Kappenverbindung, die sich lediglich
durch die besondere Ausbildung der Federbremse von den vorstehend erläuterten Verbindungen
unterscheidet. Die Federbremse 6 umgreift den Keil nur teilweise. Sie besitzt keine
Ansätze 6 a, sondern legt sich federnd an den Umfang des Keils an. Das Halten des
Keils gegen Herausfliegen aus der Verbindung wird hier durch eine Kurzkette 16 besorgt,
die an einer Öse der Gabel befestigt ist.
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Bei der Kappenverbindung gemäß F i g. 12 bis 14 ist die Anordnung
der Gelenkbolzen- und Keillöcher vertauscht. Das zur Längsachse versetzte Keilloch
am Gabelende liegt rechts neben dem Schwenkbolzenloch im Bereich der Stirnflächen
der Gabel 1. Am Zungenende 2 liegt das Gelenkbolzenloch im Bereich der Zungenspitze,
während das Keilloch rechts neben dem Gelenkbolzenloch liegt. Die Federbremse 6
umgreift den Keil 5 auf seinem ganzen Umfang. Sie ist in ihrer Lagerstelle am Gabelende
1 unbegrenzt drehbar gelagert. Die in die Nuten 5 a des Keils 5 eingreifenden Ansätze
6 a sind durch Einpressungen hergestellt. Die Lagerstelle für die Federbremse ist
durch einen Ring 17 verschlossen, der die Federbremse an der Kappe arretiert.
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Bei der Kappenverbindung gemäß F i g. 15 bis 18 greift der Vorpfändkeil5
an einer Schrägfläche an, die eine äußere Begrenzungsfläche des Zungenendes 2 bildet.
Am Zungenende 2 befindet sich daher nur das Loch für den Gelenkbolzen 4. Die Lochpaare
für den Gelenkbolzen 4 und den Keil 5 im Gabelende 1 liegen, ebenso wie das Gelenkbolzenloch
im Zungenende 2, in der Längsmittelachse der Kappe. Das zur Längsmittelebene unsymmetrische
Zungenende 2 ist hier an dem Kappenmittelstück 3 drehbar angebracht.