DE2431740B2 - Schildausbau für den Untertagebergbau - Google Patents

Schildausbau für den Untertagebergbau

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DE2431740B2 DE19742431740 DE2431740A DE2431740B2 DE 2431740 B2 DE2431740 B2 DE 2431740B2 DE 19742431740 DE19742431740 DE 19742431740 DE 2431740 A DE2431740 A DE 2431740A DE 2431740 B2 DE2431740 B2 DE 2431740B2
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    • E21D23/06Special mine caps or special tops of pit-props for permitting step-by-step movement

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)

  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 bildet
    Z 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 ist
    4. Schildausbau nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lenker oder ein Teillenker als Schubkolbengetriebe (10 bzw. 100) ausgebildet ist
    5. 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 ist
    7. 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 ist
    8. Schildausbau nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bruchschild (7, SO) mehrteilig und längenveränderbar ausgebildet ist
    9. 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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