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Vorrichtllng zum Eintreiben eines Ankerbolzens in Gesteins- oder
Mineralschten Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Eintreiben eines Ankerbolzens
in Gesteins- oder Mineralschichten mittels einer hydraulischen Treibzylinder-Kolbeneinheit,
deren Zylinder durch eine Abspanneinrichtung mit einem Druckzylinder-Kolbensystem
zwischen der Gesteins- oder Mineralschicht und einer zu dieser abständlichen Widerlagerfläche,
beispielsweise der Sohle eines Grubenbaus, verspannbar ist.
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Eine bekannte Vorrichtung der genannten Art (DT-OS 2 038 170) ist
beiderseits der Treibzylinder-Kolbeneinheit jeweils mit einer Druckzylinder-Kolbeneinheit
der Abspanneinrichtung ausgestattet, wodurch sich verhältnismäßig große Vorrichtungsdimensionen
ergeben und, insbesondere beim Arbeiten in räumlich engen Gruben
stollen,
die Vorrichtungshandhabung erschweren. Die Schwenkbarkeit der Vorrichtung ist durch
deren Doppelabstützung gegen die Widerlagerfläche außerdem nur auf eine Dimension
begrenzt, wodurch das sehr häufig erwünschte schräge Eintreiben der Ankerbolzen
in die Gesteins- oder Materialschichten erschwert bzw. in vielen Fällen sogar gänzlich
unterbunden wird. Außerdem bedingt die Doppelabstützung der Vorrichtung gegen die
Widerlagerfläche, daß die Reaktions@raft zu der am Ankerbolzen angreifenden Treibkraft
verzweigt wird und mit der letzteren nicht auf einer Geraden liegt, was gegebenenfalls
Überlastungen der Vorrichtung herbeiführen kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs
genannten Art mit geringem Konstruktionsaufwand so weiterzubilden, daß sie gegenüber
bislang raumsparender ausbildbar sowie leich-ter zu handhaben und optimal gegen
Überlastung geschützt ist. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Treibzylinder
als Teleskopkolben eines einzigen Druckzylinders der Abspanneinrichtung ausgebildet
und über ein außenseitig am Druckzylinder etwa koaxial angeordnetes Kugelgelenk
mit einer Stützplatte mittelbar wirkverbunden bzw. wirkverbindbar ist.
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Aufgrund dieser einfachen Konstruktionsmaßnahmen ergeben sich wesentliche
Vorteile. Die Vorrichtung ist infolge der koaxialen Anordnung des Treibzylinders
im Druckzylinder der Abspanneinrichtung gegenüber bislang nicht nur mit wesentlich
kleineren Dimensionen sondern auch mit einem geringeren Gewicht ausbildbar und demzufolge
auch leichter, insbesondere in Grubenstollen,
zu handhaben. Die
Kugelgelenklagerung des Druckzylinders der Abspanneinrichtung ermöglicht das zur
Widerlagerfläche relative Verschwenken der Vorrichtung in zwei Dimensionen, wobei
jedoch die @@aktionskraft zu der am Ankerbolzen angreifenden Treibkraft mit der
letzteren immer auf einer Geraden liegt. Dadurch ist auch ein optimaler Schutz der
Vorri chtung gegen Überbeanspruchungen gewährleistet.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung ist die Druckzylinder-Teleskopkolbeneinheit
der Abspanneinrichtung doppeltwirkend mit im Arbeitsbub ausfahrendem Teleskopkolben
ausgebildet, was insbesondere dann vorteilhaft ist, wenn die Abspanneinrichtung
einen hydraulischen Druekzylinder aufweiset. -Dadurch ergibt sich die Möglichkeit,
den Füllraum des Treibzylinders mit dem Arbeitshubfüllraum des Druckzylinders über
ein auf den gewünschten Spanndruck der Abspanneinrichtung einstellbares Vorspannventil
zu verbinden und über dieses im Treibarbeitshub mit dem Druckmittel aus dem Druckzylinder
zu beaufschlagen, wobei das Vorspannventil vorzugsweise am Teleskopkolben- bzw.
Treibzylinderboden am Außenende eines den letzteren durchsetzenden Kanals angeordnet
wird.
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Dadurch bedarf es nur einer einzigen Steuerventilanordnung für den
hydraulischen Druckzylinder der Abspanneinrichtung, während die bislang zusätzlich
für den Treibzylinder erforderliche Steuerventilanordnung in wirtschaftlicher Weise
eingespart werden kann.
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In diesem Zusammenhang ist es auch zweckmäßig,wenn der Füllraum des
Treibzylinders mit dem Arbeitshubfüllraum des Druckzylinders über ein Rückschlagventil
mit Sperrichtung zum Treibzylinderraum verbunden ist,wobei vorzugsweise das Rückschlagventil
außenseitig am Teleskopkolben- bzw. Treibzylinderboden am Außenende eines den letzteren
durchsetzenden Kanals angeordnet wird.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend einschließlich
weiterer konstruktiver Einzelheiten anhand der anliegenden Zeichnung naher erläutert.
In dieter zeigen: Fig.'1 eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung der vorherbeschriebenen
Art, und Fig.2 eine schematisch teilweise im Schnitt vergrößert dargeStellte Seitenansicht
eines Bereichs der Vorrichtung gemäß Fig. 1.
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Eine Vorrichtung gemäß der Zeichnung dient zum Eintreiben eines Ankerbolzens
1 in einer Gesteins- oder Materialschicht 2, die keine Bohrlöcher aufweist. Das
Eintreiben des Ankerbolzens 1 in die Gesteins- oder Mineralschicht 2 erfolgt mittels
eines hydraulischen Treibzylinders 3 und einem diesem zugeordneten Treibkolben 3a,
der an einer kopfartigen Erweiterung ia am schichtfernen Ende des Ankerbolzens 1
angreift. Der letztere durchsetzt eine zur Gesteins- oder Mineralschicht 2 weisende
Stirnseitenöffnung der Treibzylinder-Kolbeneinheit 3,3a, an der im Bereich des offenen
Zylinderendes eine Druckplatte 4 angeordnet ist. Die Treibzylinder-Kolbeneinheit
3,3a ist zwischen der Gesteins- oder Nineralschicht 2 und einer zu dieser abständlichen
Widerlagerfläche 5, beispielsweise der Sohle eines Grubenstollens, mittels einer
Abspanneinrichtung verspannbar, die beim Ausführungsbeispiel einen einzigen hydraulischen
Druckzylinder 6 aufweist. Der Treibzylinder 3 ist mit einem Kolbenboden 3a' als
Teleskopkolben des Druckzylinders 6 ausgebildet. Am Druckzylinder 6 der Abspanneinrichtung
ist außenseitig etwa koaxial ein Kugelgelenk 7 angeordnet und mit einer Stützplatte
8 wirkverbunden -bzw. wirkverbindbar, die mit der Widerlagerfläche 5 in Anlage gebracht
worden ist.
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Aufgrund dieser konstruktiven Ausbildung ist der Treibzylinder 3 mittelbar
über den Druckzylinder 6 der Abspanneinrichtung und das Kugelgelenk 7 mit der Stützplatte
8 raumgelenkig wirkverbunden biw. wirkverbindbar.
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Der Druckzylinder 6 der Abipanneiniicbtung ist über hydraulische Druckmittelleitungen
9,10 mittels elner Steuerventilanordnung 11 doppeltwirkend derart beaufschlagbar,
daß der Teleskopkolben bzw. Treibzylinder 3 im Arbeitshub aus dem Druckzylinder
6 ausgefahren wird.
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Der Ankerbolzen 1 ist im Treibzylinder 3 gegen dessen Innenwandung
durch Gelenkketten 12 zentriert, von denen in der Fig.1 nur zwei eingezeichnet,
jeodch mindestens drei vorgesehen sind, die nach der Art eines Nehrbackenfutters
am Ankerbolzen 1 angreifen und von der Innenwandung des Treibzylinders 3 im Gleitsitz
umschlossen werden. Die Gelenkketten 12 sind jeweils außerhalb des Treibzylinders
3 in einer radial über diesen nach außen gekrümmten Führungsbahn 13 längsverschieblich
gelagert, die im Anschluß an die Bahnkrümmung geradlinig als hydraulischer Hilfszylinder
13a mit einem Hilfskolben 13a' ausgebildet ist. Die Gelenkketten 12 sind jeweils
am inneren Ende mit dem Treibkolben 3a und am äußeren Ende mit dem zugeordneten
Hilfskolben 13a' verbunden, dessen Hilfszylinder 13a über eine weitere hydraulische
Druckmittelleitung 14 im Sinne eines Ausstoßens der Gelenkkette 12 aus der Zylinderbohrung
beaufschlagbar ist. Die weitere
Druckmittelleitung 14 ist über ein
Vorspannventil 15, e@ Rückschlagventil 16 und ein Druckbegrenzungsventil 17 .at
die Druckmittelleitung 10 angeschlossen. Die Gelenkketten 12 diene@ nicht nur der
Zentrierung den Ankerbolzens 1 im Treibzylinder 3 sondern wie später noch näher.
beschrieben auch dazu, dessen Treibkolben 3a bei Druckbeaufschlagung der Hilfszylinder
13a im Rückhub zb. bewegen.
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Wie insbesondere der Fig.2 entnommen werden kann, ist der Füllraum
des Treibzylinders 3 iiber einen seinen Zylinderboden durch setzenden Kanal 3b mit
dem Füllraum des Druckzyiinders 6 der Abspanneinrichtung verbunden, wobei am Außenende
des Kanals 3b bzw. außenseitig am Kolbenboden 3a' des Treibzylinders 3 ein auf den
gewünschten Spanndruck der Abspanneinrichtung einstellbares Vorspannventil 18 und
ein Rückschlagventil 19 angeordnet sind, wobei das Vorspannventil 18 die Arbeitshubbeaufschlagung
des Treibzylinders 3 mit dem hydraulischen Druckmedium aus dem Füllraum des Druckzylinders
6 ermöglicht, während das Rückschlagventil 19 in Richtung zum Füllraum des Treibzylinders
3 sperrt. In der Fig.2 sind aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit weder die
Druckmittelleitungen 9,10,14 noch die Steuerven-tilanordnung 11 eingezeichnet, die
jedoch gemäß Fig.1 an eine hydraulische Druckmittelquelle 20 angeschlossen ist.
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Für die nachfolgende Beschreibung der Arbeitsweise der Vorrichtung
wird vorausgesetzt, daß sich diese in der Stellung gemäß Fig.2 befindet und der
Ankerbolzen 1 in kopfseitiger Abstützung gegen
den Treibkolben 3a
des Treibzylinders 3 innerhalb des letzteren durch dielGelenkketten 12 koaxial ausgerichtet
bzw. abgestützt ist.
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Durch entsprechendes Betätigen der Stcuerventilencrdnung 11 wird der
Druclrzylinder 6 über die Druckmittelleitung 9 beaufschlagt und dadurch der als
Teleskopkolben ausgebildete Treibzylinder 3a im Arbeitshub aus dem Druckzylinder
6 so weitatisgefahren, bis die Druckplatte 4 mit entsprechender Spannkraft an der
Gesteins- oder Nineralschicht 2 anliegt. Hierbei bewegen sich die Fühnrngsbahnen
13 für die Gelenkketten 12 einschließlich der Hilfszylinder 13a infolge deren. festen
Anordnung am Treibzylinder 3 mit diesem mit, so daß die Gelenkketten 12 keine Iiängsverschiebung
erfahren und der Treibkolben 3a in seiner rückhubseitigen Totpunktlage gemäß Fig.2.verbleibt.
Sobald jedoch die Vorrichtung durch den ausgefahrenen Teleskopkolben bzw. Treibzylinder
3 mit der gewünschten Kraft zwischen der Gestein- oder Mineralschicht 2 und der
Widerlagerfläche 5 verspannt ist, öffnet das ensprechend eingestellte Vorspannventil
18 und ermöglicht den übertritt des Druckmittels aus dem Füllraum des Druckzylinders
6 in den Füllraum des Treibzylinders 3, so daß dessen Treibkolben 3a im Arbeitshub
bewegt wird und den Ankerbolzen 1 in die Gesteins-oder Mineralschicht 2 eintreibt.
Mit der Arbeitshubbewegung des Treibkolbens 3a erfolgt zwangsläufig eine Längsverschiebung
der Gelenkketten 12 gemäß der in Fig.2 eingezeichneten Pfeilrichtung 21, wodurch
die Nilfskolben'13a1 in den Hilfszylindern 13a im Rückhub bewegt werden und das
im Hilfszylinderraum befindliche Druckmittel über die Druckmittelleitung 14, das
Rückschlagventil 16 und die Steuerventilanordnung 11 zu einem Sammelbehälter der
hydraulischen Druckmittelquelle 20 zurückpressen.
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Nach de Eintreiben des A .erbolzens 1 in die Gesteins-oder Mineralschicht
2 wird die Steuerventilanordnung 11 in Sinne einer Rückhubbeaufschlagung des Druekzylinder
6 über die Druckmittelleitung 10 betätigt, wobei der im Rückhub be wegte Teleskopkolben
bzw. Treibzylinder 3 das im Füllraum des Druckzylinders 6 befindliche Druckmittel
über die Druckmittelleitung 9 und die Steuerventilanordnung 11 zum Sammelbehälter
der Druckmittelquelle 20 zurückpreßt. Sobald der Teleskopkolben bzw. Treibzylinder
3 seine rückhubseitige Totpunktlage erreicht hat und dadurch der Druck in der Druckmittelleitung
10 eine bestimmte Größenordnung übersteigt, öffnet das Vorspannventil 15 und ermöglicht
eine Arbeitshubbeaufschlagung der Rilfszylinder 13a über die Druckmittelleitung
14, so daß die im Arbeitshub bewegten Hilfskolben 13a' die Gelenkketten gemäß der
in Fig.2 eingezeichneten Pfeilrichtung 22 längsverschieben und die Gelenkketten
12 mit ihren inneren Enden den Treibkolben 3a im Rückhub bis zu der in der Fig.2
eingezeichneten Totpunktlage innerhalb des Treibzylinders 3 bewegen, aus dessen
Füllraum das Druckmittel über das Rückschlagventil 19 in den Füllraum des Druckzylinders
6 und von diesem über die Druckmittelleitung 9 und die Steuerventilanordnung 11
zum Sammelbehälter der Druckmittelquelle 20 zurückströmt. Vor Beginn des Rückhubs
des Treibkolbens 3a wurde auf diesen ein weiterer Ankerbolzen 1 aufgesetzt und während
der Rückhubbewegung des Treibkolbens 3a mit diesem durch die Gelenkketten 12 mitbewegt,
die neben dem Bolzenkopf 1a am Bolzenschaft im Sinne dessen Zentrierung im Treibzylinder
3 angreifen. Die Vorrichtungsstellung entspricht nunmehr wieder der Fig.2 und ermöglicht
eine Wiederholung des vorherbeschri ebenen Eintreibvorgangs bezüglich des neuen
Ankerbolzens 1.