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Ausbauelement, insbesondere für den Strebausbau in untertägigen Grubenbetrieben
Die Erfindung betrifft ein Ausbauelement, insbesondere für den Strebausbau in untertägigen
Grubenbetrieben. Derartige Ausbauelemente können eine Grundplatte aufweisen, auf
der eine Anzahl von hydraulischen Stempeln angeordnet ist, deren Oberteile wiederum
eine Kappenkonstruktion tragen, die durch das Ausfahren der hydraulischen Stempel
gegen das Hangende anpreßbar ist. Es ist bekannt, bei diesen Ausbauelementen Vorkehrungen
zu treffen, die eine begrenzte Schwenkbarkeit der Stempel gegen die Grundplatte
zulassen. Hierzu können die Stempel an ihren oberen und unteren Enden mit konvex
gekrümmten Endflächen versehen sein, die wiederum mit entsprechend konkav gekrümmten
Auflageflächen in der Kappenkonstruktion bzw. auf der Grundplatte zusammenwirken.
Weiterhin ist es bekannt, diese Ausbauelemente mit doppeltwirkenden Rückzylindern
zu versehen, mittels derer der den Ausbauelementen zugeordnete Strebförderer entsprechend
dem Abbaufortschritt gegen die Abbaufront vorgeschoben werden kann und die bei Umkehrung
ihrer Wirkungsrichtung dazu dienen, das Ausbauelement gegen die Abbaufront nachzuholen.
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Bei der Verwendung dieser Ausbauelemente im Strebausbau hat es sich
gezeigt, daß unter dem Einfluß der Konvergenz die Kappen der Ausbauelemente senkrecht
zur Stempellängsrichtung und parallel zur Grundplatte verschoben werden, und zwar
so, daß sie sich von der Abbaufront entfernen.
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Um diese Parallelverschiebung der Kappen gegen die Grundplatten zu
berücksichtigen, ist es bekannt, die Stempel der Ausbauelemente vor dem Setzen stolz
zu stellen, d. h. die Stempel so zu neigen, daß ihre Oberstempel eine geringere
Entfernung von der Abbaufront aufweisen als die Unterstempel. Zum Stolzstellen können
zusätzliche Druckmittelzylinder, sogenannte Richtzylinder dienen, die senkrecht
zur Stempellängsachse verlaufend zwischen dem Stempel und einem am Ausbauelement
angeordneten Widerlager angeordnet sind, derart, daß die Stempel beim Beaufschlagen
der Richtzylinder mit einem Druckmittel in der gewünschten Weise vor dem Setzen
des Ausbauelementes gegen die Abbaufront geneigt werden. Bei der Verwendung der
Richtzylinder ist jedoch der Nachteil aufgetreten, daß die Richtzylinder, wenn ihre
Druckräume nach dem Setzen des Ausbauelementes abgesperrt werden, das Aufrichten
der Stempel in die bankrechte Stellung verhindern und damit der durch die Konvergenz
hervorgerufenen Bewegung der Kappen entgegenwirken, wobei Zerstörungen am Ausbauelement
auftreten können. Um diese Zerstörungen zu verhindern, mußte man nach dem Setzen
des Ausbauelementes die Druckräume der Richtzylinder öffnen, was aber wiederum zur
Folge hatte, daß dann die Stempel jede beliebige Schwenkbewegung ausführen konnten,
was ebenfalls unerwünscht ist.
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Diese Nachteile sollen bei dem Ausbauelement gemäß der Erfindung verhindert
werden.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Ausbauelement, insbesondere für den
Strebausbau in untertätigen Grubenbetrieben, mit einem dem Vorrücken dienenden Rückzylinder
und den hydraulischen Stempeln zugeordneten, als Druckmittelzylinder ausgebildeten
Richtzylindern zum Neigen der Stempel gegen die Abbaufront, wobei sich dieses Ausbauelement
dadurch kennzeichnet, daß jeder Richtzylinder mit dem Druckraum des Rückzylinders
verbunden ist, welcher beim Vorrücken des Ausbauelementes beaufschlagt ist, und
daß in der Zuleitung zu den Richtzylindern ein durch ein überdruckventil überbrücktes
Rückschlagventil angeordnet ist.
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Bei dem Ausbauelement gemäß der Erfindung erfolgt das Stolzstellen
der Stempel in einem Arbeitsgang mit dem Vorrücken des Ausbauelementes durch Beaufschlagen
des entsprechenden Druckraumes des Vorrückzylinders und der damit verbundenen Richtzylinder.
Das Abfließen des Druckmittels aus den Druckmittelräumen der Richtzylinder wird
zunächst durch die Rückschlagventile verhindert, so daß die
Stempel
sich nicht bereits unter dem Einfluß geringer Kräfte beliebig aus ihrer Stellung
in eine andere Stellung bewegen lassen. Vielmehr ist ein Hinausdrücken des Druckmittels
aus den Druckräumen der Richtzylinder durch die entsprechend eingestellten Überdruckventile
erst unter der Einwirkung der außerordentlich starken, infolge der Konvergenz auf
das Ausbauelement wirkenden Kräfte möglich, die bestrebt sind, die Stempel bankrecht
zu stellen. Eine Beschädigung des Ausbauelementes oder Zerstörung von Teilen des
Ausbauelementes, die bisher durch die starken, infolge der Konvergenz auf das Ausbauelement
einwirkenden Kräfte stattfinden konnte, wenn die Druckräume der Richtzylinder abgeschlossen
waren, kann bei entsprechender Einstellung der Überdruckventile nicht auftreten.
Um den ungehinderten Rückfluß des Druckmittels aus den Richtzylindern bei Ansprechen
des Überdruckventils zu gewährleisten, ist der mit ihnen verbundene Druckraum des
Rückzylinders nach erfolgtem Rückvorgang und Setzen der Stempel mit einer Druckmittelrückführungsleitung
verbunden.
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Eine besonders einfache bauliche Anordnung ergibt sich, wenn das jedem
Rückschlagventil zuzuordnende Überdruckventil im Ventilkörper des Rückschlagventils
angeordnet ist. Eine derartige Ausbildung der Ventile bringt Platzersparnis und
eine vereinfachte Leitungsführung mit sich und vermindert den beim Ersetzen der
Ventile erforderlichen Arbeitsaufwand, was besonders bei der Wartung der Ausbauelemente
unter Tage von Bedeutung ist.
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Zweckmäßig weist das Rückschlagventil ein Gehäuse mit einer Einlaß-
und einer Auslaßöffnung auf, wobei die letztere mit dem Richtzylinder verbunden
ist, während die Einlaßöffnung mit einem Ventilsitz versehen ist, mit dem ein Ventilkörper
zusammenwirkt, der einen Flüssigkeitsdurchtrittskanal besitzt, in dem das Überdruckventil
angeordnet ist. Dieser Flüssigkeitsdurchtrittskanal des Ventilkörpers des Rückschlagventils
mündet einerseits in den Bereich der Öffnung des Ventilsitzes des Rückschlagventils
ein und besitzt an seinem gegenüberliegenden Ende den Ventilsitz des Überdruckventils.
Das Überdruckventil kann in an sich bekannter Weise federbelastet sein, derart,
daß der Federdruck einstellbar ist.
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Ein Ausführungsbeispiel eines Ausbauelementes gemäß der Erfindung
ist im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben, die einen Stempel eines Ausbauelementes
mit dem zugehörigen Richtzylinder, das in dessen Zuleitung eingeschaltete Rückschlag-
und Überdruckventil sowie den doppeltwirkenden Vorrückzylinder des Ausbauelementes
zeigt.
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In der Zeichnung besitzt das mit dem Bezugszeichen 10 versehene Ventilgehäuse
eine Einlaßöffnung 11. an einem Ende und am gegenüberliegenden Ende eine Verschlußkappe
12, in der sich eine Auslaßöffnung 13 befindet.
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In der Einlaßöffnung 12 ist ein Ventilsitz 14 für den Ventilkörper
15 des Rückschlagventils angeordnet. Der Ventilkörper 15 wird durch eine Druckfeder
16 in der Schließstellung gehalten. Der Ventilkörper 15 des Rückschlagventils ist
hohl und enthält das Überdruckventil, das aus einer Ventilkugel 17 besteht,
die durch den Druck einer Feder 18 gegen den Ventilsitz 19 gepreßt wird, der in
den Ventilkörper 15 einschraubbar ist. Zur Führung des Ventilkörpers 15 im Innenraum
des Ventilgehäuses 10 sind Führungskörper 15 a vorhanden, die jedoch den Flüssigkeitsdurchtritt
zwischen den Außenwänden des Ventilkörpers 15 und den Innenwänden des Ventilgehäuses
10 nicht behindern.
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Die Einlaßöffnung 11 des Rückschlag- und überdruckventils ist mit
derjenigen Druckmittelleitung 20
verbunden, die zu demjenigen Druckmittelraum
des doppeltwirkenden Rückzylinders 21 führt, der dann mit Druckflüssigkeit
beaufschlagt wird, wenn das Ausbauelement gegen die Abbaufront vorgezogen werden
soll. Diejenige Druckmittelzuleitung des am Ausbauelement befestigten doppeltwirkenden
Rückzylinders 21, durch die dem Rückzylinder Druckflüssigkeit zugeführt wird, wenn
der Rückzylinder dazu dienen soll, den in der Zeichnung nicht dargestellten Strebförderer
gegen die Abbaufront vorzuschieben, ist mit dem Bezugszeichen 22 bezeichnet.
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Die Auslaßöffnung 13 des Rückschlag- und überdruckventils führt zum
Druckraum des hydraulischen Richtzylinders 23, der, wenn er mit Druckflüssigkeit
beaufschlagt wird, dazu dient, den ihm zugeordneten hydraulischen Grubenstempel
24 stolzzustellen, d. h. gegen die Abbaufront derart zu neigen, daß der Oberstempel
des hydraulischen Stempels 24 eine geringere Entfernung von der Abbaufront aufweist
als dessen Unterstempel.
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Während in der in der Zeichnung enthaltenen schematischen Darstellung
nur ein Stempel eines Ausbauelementes gezeigt ist, enthält ein Ausbauelement in
der Regel eine größere Zahl von Stempeln, die auf einer oder auf zwei gegebenenfalls
miteinander verbundenen Grundplatten angeordnet sind und eine gemeinsame oder geteilte
Kappenkonstruktion tragen. Es ist möglich, zum Stolzstellen mehrerer Stempel diesen
einen gemeinsamen Richtzylinder 23 zuzuordnen oder auch jeden einzelnen Stempel
des Ausbauelementes mit einem gesonderten Richtzylinder 23 zu versehen, wobei jedem
Richtzylinder ein Rückschlag-und Überdruckventil zugeordnet ist. Auch der doppeltwirkende
Vorrückzylinder ist in der Zeichnung lediglich schematisch dargestellt.
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Bei der Beschreibung der Arbeitsweise des Ausbauelementes soll zunächst
davon ausgegangen werden, daß der Strebförderer vorgerückt worden ist, und die Verspannung
des Ausbauelementes zwischen Hangendem und Liegendem ist gelöst. Dann wird durch
die Druckmittelleitung 20 dem doppeltwirkenden Rückzylinder 21 Druckflüssigkeit
zugeführt, so daß dessen Kolbenstange in den Rückzylinder hineingezogen wird und
dementsprechend das Ausbauelement gegen die Abbaufront nachgezogen wird. Zur gleichen
Zeit hebt die in die Druckmittelleitung 20 eingeleitete Druckflüssigkeit den Ventilkörper
15 des Rückschlagventils an und gelangt in den Druckmittelraum des Richtzylinders
23, so daß dessen Kolben verschoben wird und den Stempel 24 stolzstellt.
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Das in der Zeichnung nicht dargestellte Hauptbetätigungsventil des
Ausbauelementes wird nun derart eingestellt, daß die Druckmittelleitung
20 statt mit einer Druckmittelquelle mit einer Druckmittelrückführungsleitung
verbunden wird. Hierbei verhindert jedoch das Rückschlagventil, dessen Ventilkörper
15 gegen den Ventilsitz 14 durch die Feder 16 angepreßt ist, ein Ausströmen von
Druckflüssigkeit aus dem Richtzylinder 23, so daß der Stempel 24 in
der Stellung verbleibt, in die er gestellt worden ist und zumindest unter dem Einfluß
geringer Kräfte nicht beliebig verschwenkt werden kann. Wenn jedoch
nach
dem Setzen des Ausbauelementes infolge der Konvergenz auf den Stempel 24 sehr starke
Kräfte einwirken, die bestrebt sind, seine Neigung zu ändern, insbesondere den Stempel
24 bankrecht zu stellen, so kann aus dem Druckraum des Richtzylinders 23 Druckflüssigkeit
austreten, sobald der herrschende Druck ausreicht, um die Ventilkugel
17 des überdruckventils gegen die Kraft der Feder 1.8 von ihrem Ventilsitz
19 abzuheben, so daß ein Aufrichten des Stempels 24 möglich ist und
Beschädigungen am Ausbauelement nicht auftreten können. Hierzu kann die Kraft der
Feder 18 den jeweiligen Druckverhältnissen angepaßt werden. Das oben beschriebene
Rückschlag- und Überdruckventil kann auch den hydraulischen Stempeln zugeordnet
werden derart, daß die Auslaßöffnung 13 mit dem Druckraum des Stempels und
die Einlaßöffnung 11 direkt mit einer Druckmittelzuleitung verbunden wird.