DE2431740B2 - Schildausbau für den Untertagebergbau - Google Patents
Schildausbau für den UntertagebergbauInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Schildausbau für den Untertagebergbau, dessen eine Kappenlenkvorrichtung
aufweisende Kappe über einen vertikal schwenkbaren Bruchschild mit der Liegendschwelle gelenkig verbunden und über einen Hydraulikstempel, der an der
Liegendschwelle schwenkbar angeschlagen ist in der Höhe zu verstellen ist.
Bei derartigem Schildausbau dient die Kappenlenkvorrichtung dazu, die Kappe in der jeweiligen Lage zu
stabilisieren. Dies ist, insbesondere dann notwendig, wenn das Hangende für die Kappe kein ausreichendes
Widerlager, z, B, bei Ausbrüchen, bildet Bekannt ist e$,
am Bruchschild feste oder versteckbare Anschlage vorzusehen, um so das Abkippen der Kappe nach vorne
zu verhindern, Weiter ist es bekannt, die Kappe über
eine Reibbremse zu halten bzw, der Kappe sogenannte
Kappenanstellzylinder zuzuordnen, die einerseits am
Bruchschild und andererseits an der Kappe angelenkt sind (DE-OS 2t 59 535),
Derartige Vorrichtungen haben den Nachteil, daß sie
zur Stabilisierung der Kappe bei jeder Ausfahrhöhe neu
'5 efr>.gestellt werden müssen, da der Winkel zwischen
Kappe und Bruchschild sich mit der Höhe ändert Bei der Verwendung von Kappenanstellzylindern kommt
hinzu, daß sich der wirksame Hebelarm infolge der Relativbewegung ändert und damit auch das Anstellmo
ment das in die Kappe eingeleitet werden muß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen
Schildausbau zu schaffen, dessen Kappe im nicht verspannten Zustand automatisch parallel zur Liegendschwelle zu halten ist
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß dem Bruchschild ein Lenker zugeordnet ist,
der mit diesem, einem Teil der Liegendschwelle und einem der Kappe zugeordneten Lenkstück ein Gelenkviereck bildet
Bei einem derart ausgebildeten Schildausbau kann die
Kappe nunmehr in der Höhe verstellt werden, ohne daß dadurch die Kappe abkippt oder sonst wie ihre Lage zur
Liegendschwelle verändert Dabei ist vorausgesetzt, daß das Liegende und Hangende unabhängig von der
Flözmächtigkeit annähernd parallel verlaufen. Dies ist von geologischen Besonderheiten abgesehen in der
Regel der Fall.
Unter Berücksichtigung der notwendigen Neigung des Bruchschildes ist es zweckmäßig, die von der
Liegendschwelle, dem Bruchschild, dem Lenker und dem Lenkstück gebildeten Gelenkpunkte parallelogrammähnlich zueinander anzuordnen. Bei dieser
Anordnung sind die sich gegenüberliegenden Gelenkteile in jeder Lage zueinander parallel. Folglich wird das
Lenkstück, an dem die Kappe befestigt ist, durch das Gelenkviereck zwangsweise parallel zur Liegendschwelle geführt
Nach einer Ausführung der Erfindung wird die Parallelführung der Kappe zur Liegendschwelle da
durch erreicht, daß der Lenker in Teillenker unterteilt
und längenveränderbar ist
Damit ist die Möglichkeit gegeben, der Kappe eine begrenzte Beweglichkeit zum Anpassen an Unebenheiten des Hangenden zu gewähren, indem der Lenker,
z. B. als teleskopartig ineinander schiebbares Teil,
ausgebildet ist, wobei die Beweglichkeit untereinander beispielsweise durch feste oder elastische Anschläge
begrenzt ist. Bei einer solchen Ausbildung erfolgt die automatische Parallelführung der Kappe zur Liegend
schwelle nach wie vor über das Gelenkviereck, während
über die vorgegebene Längenveränderbarkeit des Lenkers nur eine geringe und durch die Stärke der
verwendeten Federelemente bzw. Anordnung der Anschläge die beschränkte Beweglichkeit gegeben ist.
Um ein sicheres Anpassen an ein nicht parallel zum Liegenden verlaufendes Hangendes zu erreichen, ist
erfindungsgemäß vorgesehen, daß ein Lenker oder Teillenker als Schubkolbengetriebe ausgebildet ist.
Dieses Schubkolbengetriebe wird dabei πηγ in Sonderfällen benötigt, während die automatische Anpassung
bzw. Parallelführung der Kappe zur Liegendschwelle
nach wie vor über das Gelenkviereck dadurch erreicht
wird, daß das Schubkolbengetriebe in der Regel als
surrer Lenker dient.
Bei großen Höhen und dadurch bedingten größeren Belastungen kann es zweckmäßig sein, mehrere
Gelenkvierecke vorzusehen. Dies ist erfindungsgemäß möglich, indem die Teillenker über Lenkstücke mitein- ι ο
ander verbunden sind und mit diesen, dem Bruchschild und der Liegendschwelle bzw. dem Lenkstück Gelenkvierecke bilden. Dabei sind die Gelenkvierecke nach wie
vor parallelogrammähnlicb ausgebildet, wobei gegebenenfalls und bei Bedarf davon abgegangen werden kann, '5
wenn die Teillenker verschiedener Gelenkvierecke unterschiedliche einander aufhebende Längen aufweisen. .'■-<--: · ' -/■■ ..:;'■ '■■:■·.■■■.· ■■'■/■
Auf das rückkragende Teil der Kappe kann verzichtet
werden, indem erfindungsgemäß ein Schubkolbengetriebe über einen Drehzapfen an das schwenkbar an der
Kappe befestigte Lenkstück und die Kappe selbst gelenkig angeschlagen ist Besonders vorteilhaft dabei
ist, daß bei jeder Höhenlage der Hebelarm zum Anlenkpunkt der Kappe an das Lenkstück gleichbleibt, 2>
so daß ein konstantes Moment in die Kappe eingeleitet werden muß. Auch hier dient somit der Stellzylinder,
d.h.das Schubkolbengetriebe, lediglich zum Nachstellen, während beim regelmäßigen Verfahren, d. h. beim
Anheben und Absenken der Kappe, ein Paralleihalten der Kappe zur Liegendschwelle über das Gelenkviereck
erreicht wird. Durch den Verzicht auf das rückkragende
Ende der Kappe wird vermieden, daß beim Vorrücken des Nachbarschildes Berge in die entstehende Lücke
eindringen und in den darunter befindlichen Hohlraum herabfallen können.
Eine optimale Einleitung der Kräfte in die Kappe wird erreicht, wenn erfindungsgemäß der Stempel
vorzugsweise im Gelenkpunkt von Kappe, Lenkstück und Lenker angeschlagen ist Daraus ergeben sich
weitere zahlreiche statische Vorteile, insbesondere aber ist es möglich, mit einer derartigen Ausbildung eines
Schildausbaus die Kappe jeweils parallel zur Liegendschwelle zu halten. Dies ist insbesondere dadurch
möglich, daß gemäß der Erfindung der Bruchschild mehrteilig und längenveränderbar ausgebildet ist. Auf
diese Weise wird verhindert, daß der Schild um die Kufenspitze nach vorne abkippt, wenn die Last des
Hangenden auf die Kappenspitze wirkt, weil z. B. die Kappe im hinteren Teil nieht ausreichend sich abstützen
kann, weil dort z. B. ein Bruch gefallen ist Da sich der Bruchschild elastisch verhält, kann sich die Kappenspi'-ze neigen, ohne daß der Stempel selbst einraubt, in
weiterer Optimierung ist vorgesehen, im oder am längenveränderbarer:,- Bruchschild Stellelemente anzuordnen, über die das elastische Verhalten des
Bruchschilds reguliert werden kann.
Nach einer weiteren Ausbildung ist vorgesehen, daß der Lenker aus zwei kniehebelartig miteinander
verbundenen Teillenkern besteht, die im gemeinsamen «> Gelenkpunki über den Stempel mit der Liegendschwel·
Ie verbunden sind.
Nach einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform ist zur Stabilisierung der Kappe vorgesehen, daß
der die Kappe bewegende Stempel an einem am &5 Bruchschild schwenkbar angeordneten und mit dem
freien Ende die Kappe trügenden Hebel etwa mittig gelenkig verbunden ist. Über dieses als Hebel
ausgebildete Lenkstück, das in Abweichung der bisherigen Anordnung nicht an der Kappe, sondern am
Bruchschild schwenkbar gelagert ist, wird auf einfache
Art und Weise über die zugeordneten Gelenkvierecke ein Parallelhalten der Kappe sichergestellt
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert Es zeigt
F i g, 1 einen Schtldausbau mit parallelogrammähnlichem Gelenkviereck in Seitenansicht und längenveränderlichem Lenker.
F i g. 2 einen Schildausbau mit einem außenliegenden längenveränderlichen Lenker,
Fig.3 einen Schildausbau mit einer am Lenkstück
angebrachten und die Kappe abstützenden Federelement,
Fig.4 einen Schildausbau mit einem am Lenkstück
angebrachten Stellzylinder,
Fig.5 einen Schildausbau mit mehreren Gelenkvierecken.
F i g. 6 einen Schildausbau mit Lastübertragungsbrükke und Gelenkvierecken und Stabilisier ;ng der Kappe,
F i g. 7 einen Schildausbau mit längenveränderlichem Bruchschild.
F i g. 8 einen Schildausbau ohne rückkragende Kappe und
F i g. 9 jinen Schildausbau ohne rückkragende Kappe
und mit kniehebelartig miteinander verbundenen Teillenkern.
F i g. 1 zeigt einen eingebauten Schildausbau. Der Abbaustoß ist mit 1, das Hangende mit i, das Liegende
mit 3 und der Bruch mit 4 bezeichnet Zwischen Hangendem 2 und Liegendem 3 ist der Schildausbau
verspannt wobei an die Liegendschwelle 5 das die Kappe 6 tragende Bruchschild 7 schwenkbar angelenkt
ist Die notwendigen Kräfte werden dabei vom Stempel 8 aufgebracht der, wie in F i g. 1 gezeigt an der
Liegendschwelle 5 und am Bruchschild 7 oder mittelbar oder unmittelbar an der Kappe gelenkig befestigt ist
Der Stempel leitet damit seine Kraft entweder direkt in die Kappe 6 oder über den Bruchschild 7 oder wie in
F i g. 6 gezeigt über einen Hebel 30 in die Kappe 6 ein.
Die für die Parallelführung der Kappe 6 verantwortliche Kappenlenkvorrichtung besteht im wesentlichen
aus dem Lenker 10, der auch als hydraulischer Zylinder 100 ausgebildet sein kann sowie aus dem der Kappe 6
zugeordneten Lenkstück 9. Diese Teile bilden miteinander und mit dem Teil der Liegendschwelle 5 ein
parallelogrammgemäßes Gelenkviereck.
Das Lenksiück 9 ist im dargestellten Beispiel fest mit
der Kappe 6 verbunden. Die Kappe 6 erhält eine begrenzte Beweglichkeit zum Anpassen an Unebenheiten des Hangenden 2 durch einen zweiteilig teleskopartig ineinander verschiebbaren Lenker 10, wobei die
Beveg'iictJkeit untereinander beispielsweise durch feste
oder elastische Anschläge begrenzt ist Eine Anpassung ist weiter dadurch möglich, daß der Lenker 10 als
Schubkolbengetriebe ausgebildet ist Solange das Hangende 2 jedoch in etwa parallel zum Liegenden 3
verläuft, ist eine Betätigung eines solchen Schubkolbengetriebes nicht notwendig, so daß die Gelenkpunkte 11,
12,13,14 die Eckpunkte eines Parallelogramms bilden,
Neben der Möglichkeit, den Lenker mehrteilig uiid mit
Stellelementen 15 zu versehen, gibt es auch die Möglichkeit, die Aufnahmebohrungen der Gelenkbolzen in den Gelenkpunkten 11 — 14 als Langlöcher 16
auszubilden.
Fig.2 zeigt eine Ausführungsform, bei der der Lenker 10 oberhalb des Bruchschildes 7 angebracht ist.
Der Lenker 10 ist dabei über die Abdeckung 17 gegen
den Bruch gesichert. Der Lenker 10 ist im dargestellten Beispiel als Kette mit dazwischen gespanntem Stellelement IS ausgebildet, so daß sich wiederum automatisch
ein parallelogrammähnliches Gelenkviereck ergibt, das eine automatische Parallelhaltung der Kappe 6 sichert.
Fig.3 zeigt eine Ausführungsform, bei der an die
Spitze 27 des Lenkstückes 9 eine Feder 18 angebracht ist. über die die Kappe 6 jeweils begrenzt nachgiebig
gelagert ist. Die Parallelhaltung der Kappe 6 wird im ι ο übrigen über das vom Bruchschild 7, dem Lenker 10
sowie dem Lenkstück 9 und einem Teil der Liegendschwelle 5 gebildeten Gelenkviereck bewerkstelligt.
Über die Feder 18 wird so sicher verhindert, daß die Kappenspit/e sich beim Einrauben bzw. bei Verlust ii
einer ausreichenden Abstützung im hinteren Bereich nach vorne neigt.
Über den in F i g. 4 gezeigten Kappenanstellzylinder
24, der über den Drehzapfen 25 am Lenkstück 9 befestigt ist. kann die Kappe jeweils den Erfordernissen
entsprechend nachgestellt werden, falls sich dieses aufgrund geologischer Besonderheiten bzw. von Störungen
ergeben sollte. Dabei ist das Lenkstück 9 schwenkbar an der Kappe, und zwar am Gelenkpunkt
12 von Bruchschild 7 und Kappe 6 angebracht, so daß r> auf den rückkragenden Teil der Kappe 6 hier verzichtet
werden kann. Damit ist als weiterer Vorteil verbunden, daß eine geringere Stempelkraft benötigt wird, so daß
der Schildausbau insgesamt leichter ausgeführt werden kann. Durch den bei jeder Höhenlage der Kappe 6 jo
gleichbleibenden Hebelarm H muß jeweils über den Kappenanstellzylinder 24 ein gleichbleibendes, d. h.
konstantes Moment in die Kappe eingeleitet werden. Dadurch ist es möglich, bei parallel zueinander
verlaufendem Liegendem 3 und Hangendem 2 auf ein π Verstellen des Kappenanstellzylinders 24 zu verzichten.
F i g. 5 zeigt den etwas kompliziert aussehenden Anwendungsfall der Erfindung, bei dem mehrere
Gelenkvierecke vorgesehen sind, deren Gelenkpunkte 11, 12, 13, 14 sowie 12, 121, 131 und 141 jeweils w
Parallelogramme bilden. Das Lenkstück 91 stellt die Verbindung zwischen beiden Gelenkvierecken dar. Das
Lenkatück 9 kann entweder fest mit der Kappe verbunden sein oder wie dargestellt als eine Art Hebel,
der um den Gelenkpunkt 121 schwenkbar ist und -i·-. andererseits die Kappe 6 abstützt. Vorteilhaft bei dieser
A usführungsform ist die Möglichkeit, kürzere und damit
knicksicherere Teillenker 10' bzw. 100 zu verwenden, wobei ähnlich wie in F i g. 4 gezeigt, der Gelenkpunkt 13
in einer Art Kugelschale geführt sein kann. ;o
F i g. 6 zeigt die Verwendung eines Hebels 30, der am Bruchschild 7 angcfenkt ist und die Kappe 6 mit seinem
freien Ende 31 abstützt. Der Stempel 8 ist im Unterstützungspunkt 32 gelenkig am Hebe! 30 befestigt.
Die Kappe 6 kann dadurch ohne rückkragenden Teil ausgebildet sein, da der Hebel 30 als Lastübertragungsbrücke
dient, da die Stempelkraft gleichzeitig in den Bruchschild 7 und die Kappe 6 eingeleitet wird. Dadurch
werden hohe Ausbauwiderstände bei großen Wetterquerschnitten erreicht.
Als Lenkvorrichtung dienen dabei zwei miteinander gekoppelte Gelenkvierecke, die einmal aus der Liegendschwelle 5, dem Bruchschild 7, dem Lenker 33 und dem
Hilfslenkstück 34 sowie andererseits aus dem Hilfslenkstück 34, dem Bruchschild 7, dem Lenker 40 und dem als
Lenkstück 39 wirkenden Teilstück der Kappe 6 gebildet sind. Die so gebildeten Gelenkpunkte 35,36,37,38 bzw.
36, 41, 42, 43 liegen nicht parallelogrammähnlich zueinander, gleichen aber aufgrund der gewählten
Längen die Abweichungen von der Parallelführung jeweils aus. Das Anpassen der Kappe 6 an Unebenheiten
des Hangenden 2 wird dadurch erreicht, daß der Gelenkpunkt des oberen Lenkers 40 oder des unteren
Lenkers 33 mit dem Lenkstück 39 bzw. der Liegendschwelle 5 durch ein Langloch 16 mit eingelegtem
Stellelement 15 verbunden und so in der Normallage gehalten sind.
Bei der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform ist der Bruchschild 7 längenveränderbar ausgeführt, während
der Lenker 10 gelenkig an der Liegendschwelle 5 und dem Lenkstück 9 angebracht ist. Der Stempel 8 wird an
der Kappe vorzugsweise in der Achse des Gelenkpunktes 14 des Lenkers 10 gelenkig befestigt. Im dargestellten
Beispiel ist die Längenveränderbarkeit des Bruchschildes dadurch erreicht, daß ein Verlängerungsstück
50 teleskopartig im oberen Teil des Bruchschildes 7 geführt wird, wobei die Längenveränderbarkeit durch
nicht gezeigte versteckbare Anschläge begrenzt ist. Durch das als elastisches Element oder durch hydraulische
Zylinder dargestellte Stellelement 15 wird die Lage des Bruchschildes zum Verlängerungsstück 50 derart
stabilisiert, daß in Normallage die Gelenkpunkte 11,12,
13, 14 annähernd ein Parallelogramm bilden. Diese Ausführungsform verhindert, daß der Schildausbau um
die Kufenspitze 52 nach vorn kippt, wenn die Last des Hangenden ausschließlich auf die Kappenspitze wirkt.
Die Kappenspitze kann sich somit nach vorn neigen, ohne daß der Stempel selbst einraubt.
In den F i g. 8 und 9 sind Sonderbauarten gezeigt, bei
denen der Lenker 10 beispielsweise aus zwei Teillenkern 10' bzw. 102 bzw. 7 und 71 besteht. Diese sind
kniehebelartig gelenkig miteinander verbunden. Die Gelenkpunkte 11, 12, 13, 14 bilden dabei annähernd ein
Parallelogramm. Durch den Kraftangriff des Stempels an einen der Teillenker oder in deren Gelenkpunkt 77
knicken die Teillenker winklig gegeneinander aus. Dadurch wird eine Verkürzung des Abstandes zwischen
den Gelenkpunkten 11 und 12 bzw. eine Vergrößerung
des Abstandes zwischen den Gelenkpunkten 13 und 14 bewirkt. Das dadurch gebildete Moment wirkt sich so
aus, daß die Kappenspitze gegen das Hangende gedrückt wird. Durch die Gelenkigkeit des Bruchschildes
7 bzw. Lenkers 10 ist ein Anpassen der Kappe an Unebenheiten gewährleistet.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentansprüche?I, Schildausbau für den Untertagebergbau, dessen eine Kappenlenlcvorricntung aufweisende Kappe über einen vertikal schwenkbaren Bruchschild mit der Liegendscnwelje gelenkig verbunden und über einen Hydraulikstempel, der an der Liegendschwelle schwenkbar angeschlagen ist, in der Höhe zu verstellen ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Bruchschild (7) ein Lenker (10) zugeordnet ist, der mit diesem, einem Teil der Liegendschwelle (5) und einem der Kappe (6) zugeordneten Lenkstück (9) ein Gelenkviereck bildetZ Schildausbau nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Liegendschwelle (5), dem Bruchschild (7), dem Lenker (10) und dem Lenkstück (9) gebildeten Gelenkpunkte (11, 12, 13, 14) parallelogrammähnlich zueinander angeordnet sind.3. Schildausbau nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenker (10) in Teillenker u&terteilt und längenveränderbar ist4. Schildausbau nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lenker oder ein Teillenker als Schubkolbengetriebe (10 bzw. 100) ausgebildet ist5. Schildausbau nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Teillenker (10', 100) Ober Lenkstücke (91) miteinander verbunden sind und mit diesen, dem Bruchschild (7) und der Liegendschwelle (5) bzw. dem Lenkstück (9) Gelenkvierecke bilden.6. Schildausbau nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schubkolbengetriebe (24) über einen Drehzapfen (25) an das schwenkbar an der Kappe (6) befestigte Lenkstück (9) und die Kappe selbst gelenkig angeschlagen ist7. Schildausbau nach Anspruch und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel (8) vorzugsweise im Gelenkpunkt (14) von Kappe (6), Lenkstück (9) und Lenker (10) angeschlagen ist8. Schildausbau nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bruchschild (7, SO) mehrteilig und längenveränderbar ausgebildet ist9. Schildausbau nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß im oder am längenveränderbaren Bruchschild (7, 50) Stellelemente (15) angeordnet sind.10. Schildausbau nach Anspruch 1 bis Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenker (10) aus zwei kniehebelartig miteinander verbundenen Teillenkern (10', 102) besteht, die im gemeinsamen Gelenkpunkt (77) über den Stempel (8) mit der Liegendschwelle (5)verbunden sind.II. Schildausbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Kappe (6) bewegende Stempel (8) an einem am Bruchschild (7) schwenkbar angeordneten und mit dem freien Ende (31) die Kappe tragenden Hebel (30) etwa mittig gelenkig verbunden ist
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