DE2507263C2 - Schildausbau mit Stabilisierungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schildausbau für den Untertagebergbau gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein solcher Schildausbau kommt vorzugsweise bei der Kohlegewinnung zum Einsatz, wo er zur Unterstützung des nach dem Gewinnen der Kohle freiwerdenden Hangenden eingesetzt wird.

Aus der DE-OS 21 59 535 ist ein Strebausbau bekannt. Dieser weist ein Sohlstück auf, das mit seiner Längsachse senkrecht zum Abbaustoß auf dem Liegenden angeordnet ist. Das Sohlstück trägt an seinem dem Abbaustoß abgekehrten Ende einen Lagerbock. Ein Winkelhebel ist um eine waagrechte Achse des Lagerbocks drehbar gelagert Der Winkelhebel ist im oberen Bereich bogenförmig ausgebildet und übernimmt die Funktion eines Bruchschildes. Am unteren Ende des Winkelhebels greift in seiner Lagerstelle ein hydraulisches Stützelement an. Die Kappe des Strebausbaus ist an einem Schubstück befestigt das innerhalb des Bruchschildes verschiebbar gelagert ist Mit Hilfe eines An-Stellzylinders kann sie in die gewünschte Abstützposition zum Hangenden ausgerichtet werden.

Von Nachteil ist hierbei, daß bei wechselnder Ausbauhöhe sich aufgrund der Winkelveränderung zwischen Kappe und Bruchschild auch der wirksame Hebelarm des Anstellzylinders und somit das Moment ändert das in die Kappe eingeleitet wird. Dies bedeutet unter anderem, daß die Kappe nach jeder Höhenverstellung mit Hilfe des Anstellzylinders in eine parallele Stellung zum Liegenden gebracht werden muß, was nicht automatisch geschieht Außerdem wird die von dem liegend angeordneten Stützelement erzeugte Stützkraft so über den Kappengelenkpunkt in das hintere Kappenende geleitet daß dies zu einer unerwünscht hohen F'.ächenpressung an der Bruchkante des Hangenden führt, wodurch Abbruche hervorgerufen werden.

Aus der DE-OS 23 09 009 ist ein Schreitausbau bekannt der die Vorteile des Stützausbaus mit seiner weit vorn lief endin ersten Stempelreihe und mit denen des Schildausbaus mit seiner kurzen Hangendunterstützung und der Abschirmung gegen nachbrechende Dachschichten verbindet und gleichzeitig die Nachteile die ser Ausbauarten vermeidet. Der Schreitausbau besteht aus einem durchgehenden Gelenkkappenzug, bei dem die Vorderkappe wie beim Stützausbau durch einen Stempel direkt unterstützt wird. Die Hangendkräfte werden so von der Vorderkappe direkt in den Stempel eingeleitet und auf die Kufe übertragen. Die über ein Gelenk angeschlossene Schildkappe wird ebenfalls durch einen Stempel direkt unterstützt. Die Schildkappe wird durch die Bruchabschirmung und einen Hebel so geführt, daß an der Gelenkverbindung zur Vorderkappe beim Ein- und Ausfahren Kreisbewegungen vermieden werden.

Der Erfindung liegt ausgehend von dem eingangs genannten Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, einen Schildausbau zu schaffen, bei dem die Kappe in einer Grundstellung, vorzugsweise parallel zum Unterteil, elastisch fixiert ist, sich aber an Unebenheiten des Hangenden anpassen kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Die Stabilisierungseinrichtung und die Stempelreihe sind so angeordnet, daß die in die Kappe eingeleiteten Stützkräfte keine unerwünscht hohe Flächenpressung bewirken, und somit Abbruche am Hangenden vermieden werden. Diese Grundstellung ist elastisch stabilisiert, d. h., die Kappe kann gegen die Kraft einer Feder oder eines hydraulischen Zylinders um ihren Unterstützungspunkt schwenken, so daß sie sich unter der Setzlast des Stempels den Unebenheiten im Hangenden anpassen kann. Durch diese Wirkung ist es möglich, die Funktionen der Bruchabschirmung und der Krafteinleitung des Stempels in die Kappe zu trennen. Der Bruchschild ist am Kappenende angeordnet und übernimmt die Bruchabschirmung. Die Krafteinleitung durch den Stempel geschieht entweder direkt oder über die Stabilisierungseinrichtung in die Kappe. Der Abstand zwi-

sehen dem Krafteinleitungspunkt in die Kappe und dem Kappenende, an dem der Bruchschild angeordnet ist, kann funktionsmäßig als der als Hebel dienende Kappenteil betrachtet werden, dem das Hangende als Widerlager dient Die Länge dieses Kappenteils kann etwa ein Drittel der gesamten Kappenlängc betragen.

Die durch die erfindungsgemäße Stabilisierungseinrichtung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Kappe in jeder Ausbauhöhe automatisch parallel zum Flözverlauf ausgerichtet wird, wobei sie auch ohne Hangendkontakt eine stabilisierte Stellung einnimmt Die dadurch mögliche Befestigung des Bruchschildes an dem bruchseitigen Kappenende hat den wesentlichen Vorteil, daß das Hereinlaufen von Bruchwerk in den Strebraum wirksam verhindert werden kann. Durch die Anordnung der Seitenbleche an dem jetzt weiter im Bruchraum befindlichen Bruchschild wird ein größerer Wetterquerschnitt erzielt, was sich positiv auf die Bewetterung und Befahrung des Strebes auswirkt Ein weiterer Vorteil ist, daß die Hydraulik sowie die Bedienung des Schildausbaus einfacher gestaltet werden kann, denn mit Hilfe der Stabilisierungseinrichtung paßt sich die Stellung der Kappe selbsttätig an jede Ausbauhöhe an, ohne daß der Hub eines hydraulischen Zylinders oder eines anderen Verstellorgans beansprucht wird. Im Gegensatz zu den bekannten Schildausbauten, bei denen ein Kappenanstellzylinder die bei Höhenverstellung auftretende Relativbewegung zwischen der Kappe und dem Bruchschild ausgleichen muß, braucht der Hub des hydraulischen Zylinders bei der Stabilisierungseinrichtung nur nach der Größe der Kappenbeweglichkeit bemessen zu werden. Bei der Verwendung eines mechanischen oder hydraulischen Federelementes kann gegenüber dem Kappenanstellzylinder ein hydraulisches Steuerventil eingespart werden. Anschläge können einen Bewegungsspielraum der Kappe gewährleisten, der in jeder Ausbauhöhe ungefähr gleich groß ist Bei Verwendung einer Stabilisierungseinrichtung, die mit einer Reibvorrichtung versehen ist, ergibt sich der Vorteil einer Erhöhung der Ausbaustützkräfte des Schildausbaus ohne Vergrößerung der Stempelkraft.

Für die Wirkung der Stabilisierungseinrichtung kann jede sich bei Höhenverstellung des Schildausbaus ergebende Relativbewegung ausgenutzt werden. Durch Lenker und/oder Hebel oder andere Bauelemente kann diese Bewegung auf die Kappe übertragen werden, so daß aus den Bauteilen des Schildausbaus und der Stabilisierungseinrichtung ein kinematisches Getriebe entsteht, dessen Glieder, insbesondere das Unterteil und die Kappe des Schildausbaus, in jeder Ausbauhöhe desselben ungefährt parallel zueinander verlaufen. Die Kappe wird also zwangsgeführt. Damit sie aber die Möglichkeit hat, sich an die Unebenheiten des Hangenden anzupassen, ist erfindungsgemäß mindestens ein Bauteil durch den Einbau von mechanischen oder hydraulischen Federorganen oder hydraulischen Zylindern veränderbar ausgeführt. Das Fede; element kann beispielsweise so ausgeführt sein, daß es in einer bestimmten Mittelstellung steht, von der aus es bei Zug- und Druckbeanspruchung gegen eine hydraulische oder mechanische Federkraft verlängert bzw. verkürzt wird. Wird die Beanspruchung aufgehoben, so schwingt das Federelement selbsttätig in seine mittlere Grundstellung zurück. Aufgrund der Wirkung des Federelementes kann die Kappe von ihrer Grundstellung aus, in der sie vorteilhafterweise parallel zum Unterteil ausgerichtet ist, um ihren Unterstützungspunkt schwenken, so daß sie sich unter der Setzlast des Stempels den Unebenheiten des Hangenden anpassen kann. Anstelle des Federelementes kann auch ein hydraulischer Zylinder verwendet werden, der von einer Mittelstellung aus gegen einen hydraulischen Pumpen- oder Speicherdruck oder ein Oberdruckventil verkürzt oder verlängert werden kann und selbsttätig in die Mittelstellung zurückkehrt

Die Erfindung wird nachfolgend annand von Zeichnungen erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Schildausbau mit einer Stabilisierungseinrichtung, die durch einen Lenker gebildet ist,

F i g. 2 einen Schildausbau mit einer mehrgliedrigen Stabilisierungseinrichtung,

is F i g. 3 einen Schildausbau mit mehrgliedriger Stabilisierungseinrichtung.

In allen Figuren sind nur die für die Funktion des Schildausbaus wesentlichen Bauteile dargestellt Aus Vereinfachungsgründen sind die Seitenbleche nicht dargestellt.

Der in Fig. 1 gezeigte Schildausbau besteht im wesentlichen aus einem Unterteil 1, einem Bruchschild 2, einer Kappe 3, einem Stempel 4 und zwei Schwingen 5 und 6. Der Bruchschild 2 ist über die Schwingen 5 und 6 mit dem Unterteil 1 schwenkbar verbunden. Die Verbindung zwischen den beiden Schwingen 5 und 6 und dem Bruchschild 2 erfolgt in den Gelenkpunkten 31 und 32. Über die Gelenkpunkte 33 und 34 sind die beiden Schwingen 5 und 6 mit dem Unterteil 1 verbunden. Die Kappe 3 ist mit ihrem bruchseitigen Ende im Gelenkpunkt 8 an dem Bruchschild 2 angelenkt Durch diese Anordnung wird erreicht, daß der Gelenkpunkt 8 bei jeder Höhenverstellung des Schildausbaus auf einer im wesentlichen bankrechten Geraden bewegt wird, so daß der Abstand zwischen der Kappenspitze und dem Kohlenstoß in jeder Ausbauhöhe ungefähr gleich groß ist.

Die Stabilisierungseinrichtung besteht aus einem Lenker 7, der an der Kappe 3 und an der Schwinge 6 angelenkt ist. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Gelenkpunkt zwischen der Schwinge 6 und dem Lenker 7 in der Nähe des Bruchschildes angeordnet. Der Lenker 7 bildet mit den anderen Bauelementen des Schildausbaus 1 ein kinematisches Getriebe, bei dem das Unterteil 1 und die Kappe 3 in jeder Ausbauhöhe ungefähr parallel zueinander angeordnet sind. Der Lenker 7 kann anstatt an der Schwinge 6 auch an der Schwinge 5 gelenkig befestigt werden. Die Anpassungsfähigkeit der Kappe 3 an die Unebenheiten des Hangenden wird dadurch erreicht, daß der Lenker 7 nicht fest an der Kappe 3 angeordnet ist, sondern an einem Gleitstück 9, auf dem die Kappe 3 aufliegt. Gegen die Kraft eines an ihm angelenkten Federelementes 10 oder eines hydraulischen Zylinders kann das Gleitstück 9 gegenüber der Kappe verschoben werden, so daß sich

,5 bei einem Verkürzen des Federelementes 10 die Kappenspitze anhebt und beim Verlängern desselben neigt. Aufgrund dieser Wirkung kann sich die Kappe 3 unter der Setzlast der Stempel 4 den Unebenheiten im Hangenden anpassen. Das Federelement 10 kann an der Kappe 3 oder dem Gelenkpunkt 8 befestigt sein. Ebenso kann es auch am Bruchschild 2, außerhalb des Gelenkpunktes 8 gehaltert werden, jedoch muß dies bei der D'mensionierung des Lenkers 7 berücksichtig werden, weil das Federelement 10 selbst eine Relativbewegung

fts gegenüber der Kappe 3 ausführt. Die Stempel 4 können am Lenker 7, am Gleitstück 9 oder in deren gemeinsamen Gelenkpunkt angeordnet werden. Die Stempel 4 können auch direkt an der Kappe 3 angelenkt werden.

In diesem Fall jedoch darf diese nicht lose auf dem Gelenkstück 9 aufliegen, sondern muß mit ihm verschiebbar verbunden sein. Eine andere Möglichkeit zur Erzielung der Kappenbeweglichkeit besteht darin, daß der Lenker 7 statt am Gleitsiück 9 direkt an der Kappe 3 angeordnet wird. In diesem Fall wird der Lenker 7 längenveränderbar ausgebildet. Vorzugsweise wird in diesem Fall ein Federelement als Lenker 7 verwendet. Ein hydraulischer Zylinder kann ebenfalls die Funktion des Lenkers 7 übernehmen. Dies hat den Vorteil, daß-Unge- ίο nauigkeiten in der durch die Stabilisierungseinrichtung erwirkten Parallelführung der Kappe 3 zum Unterteil besser ausgeglichen werden können, z. B. durch das Betätigen des hydraulischen Steuerventils. Bei einer exakten Parallelführung der Kappe 3 über den ganzen Ver-Stellbereich des Schildausbaus muß der Hub des hydraulischen Zylinders lediglich nach der Größe des Schwenkbereiches der Kappe 3 bemessen sein. Bei ungenauer Parallelführung der Kappe 3 muß jedoch der hydraulische Zylinder mit einem größeren Hub ausgestattet sein, um die Ungenauigkeiten auszugleichen. Eine weitere Möglichkeit, der Kappe 3 Bewegungsfreiheit an Unebenheiten im Hangenden zu gewähren, besteht darin, daß die Lage des Gelenkpunktes 31 der Schwinge 6 und des Bruchschildes 2 durch eine Vorrichtung veränderbar gestaltet wird, beispielsweise so, daß ein hydraulischer Zylinder den Gelenkpunkt 31 in einem Langloch oder in einem Gleitstück verschiebt Ähnlich können auch die Gelenkpunkte 32, 33 und 34 lageveränderbar, bzw. die zwischen ihnen bestehenden Abstände längenveränderbar gestaltet werden.

Die Schwinge 5 ist gekröpft ausgebildet, derart, daß bruchseitig eine Einbuchtung entsteht. Das hat den Vorteil, daß der Schildausbau leichter einrauben kann, denn bei Verringerung der Ausbauhöhe schwenkt die Schwinge 5 nach hinten zum Bruch hin, so daß diese Bewegung durch Bruchwerk behindert werden kann. Der an der Schwinge 6 oder auch am Bruchschild 2 angeordnete Bruchabweiser 28 soll verhindern, daß der durch die Kröpfung entstandende freie Raum durch Bruchwerk zugeschüttet wird. Durch diese Anordnung kann der Schildausbau besser geraubt werden, da die Schwinge 5 in einen relativ freien Raum schwenken kann. Der Bruchabweiser 28 kann auch als selbständiges Bauelement an dem Bruchschild 2 oder der Schwinge 5, mit Hilfe eines hydraulischen Zylinders oder einer anderen Vorrichtung schwenkbar angeordnet sein.

Die in F i g. 2 dargestellte Ausführungsform eines Schildausbaus wird im wesentlichen wiederum durch ein Unterteil 1, einen Bruchschild 2, eine Kappe 3, eine Stempelreihe 4 und zwei Schwingen 5 und 6 gebildet Der Bruchschild 2 ist auch hierbei wiederum über die beiden Schwingen 5 und 6 gelenkig mit dem Unterteil verbunden. Das bruchseitige Ende der Kappe 3 ist über den Gelenkpunkt 8 an dem Bruchschild 2 befestigt Bei diesem Schildausbau wird die Stabilisierungseinrichtung durch einen am Bruchschild angelenkten Hebel 14 und einen an der Kappe beweglich befestigten Lenker gebildet die im Gelenkpunkt 15 miteinander verbunden sind. Zusätzlich ist ein weiterer, als hydraulischer Zylinder oder als Federelement ausgebildeter Lenker 12 vorgesehen, der an dem Lenker 13 oder an dem Hebel 14 gelenkig angreift und mit seinem zweiten Ende beweglich an der Schwinge 6 befestigt ist Die Stempel 4 sind gelenkig mit dem Unterteil 1 verbunden. Zusätzlich greifen sie am gemeinsamen Gelenkpunkt des Hebels 14 und des Lenkers 13 an, wodurch sie ihre Kraft gleichzeitig in die Kappe 3 und den Bruchschild 2 leiten. Sie können auch an dem Hebel 14, dem Lenker 13 oder der Kappe 3 angelenkt werden. Der Lenker 12 kann anstatt an der Schwinge 6 auch an der Schwinge 5 beweglich befestigt werden. Statt des Lenkers 12 kann auch der Lenker 13 als hydraulischer Zylinder oder Federelement ausgebildet werden. Die Stabilisierungseinrichtung kann auch noch aus weiteren Gliedern zusammengesetzt werden, beispielsweise aus drei Lenkern und zwei Hebeln. Dadurch kann eine exaktere Parallelführung erzielt werden. Außerdem sind die Lenker kürzer und damit knicksicherer.

Der in F i g. 3 dargestellte Schildausbau ist bis auf die Ausbildung der Stabilisierungseinrichtung im wesentlichen wie der in F i g. 1 gezeigte Schildausbau gestaltet. Die Stabilisierungseinrichtung besteht aus einem an der Kappe 3 angelenkten Lenker 41, einem an der Schwinge 5 oder 6 befestigten Lenker 42 sowie einem beide Lenker verbindenden Gleitstück 43, das unter oder in dem Bruchschild 2 verschiebbar angeordnet ist. Eines dieser Bauteile ist als Federelement oder hydraulischer Zylinder ausgebildet. Die Gelenkpunkte 44 und 45, über welche die Lenker 41 und 42 mit dem Gleitstück 43 verbunden sind, können bei etwas geänderter Dimensionierung der Bauteile auch zusammengelegt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schildausbau für den Untertagebergbau mit einem Bruchschild (2), der gelenkig mit einem Unterteil (1) und dem bruchseitigen Ende einer Kappe verbunden ist, wobei die Kappe (3) über einen an dem Unterteil (1) schwenkbar gelagerten Stempel (4) in der Höhe zu verstellen und mit einer Stabilisierungseinrichtung etwa parallel zum Unterteil (1) einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anlenkung des Bruchschildes (2) an den Unterteil (1) über wenigstens zwei Schwingen (5, 6) die Kappe (3) durch eine einzige Stempelreihe (4) unterstützt ist, die gelenkig an der Stabilisierungseinrichtung oder an der Kappe (3) angreift, und daß die wenigstens einen hydraulischen Zylinder oder ein hydraulisches bzw. mechanisches Federelement aufweisende Stabilisierungseinrichtung die Lage der Kappe gegenüber dem Unterteil elastisch stabilisiert

2. Schildausbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabilisierungseinrichtung mit wenigstens einer der beiden Schwingen (5,6) gelenkig in Verbindung steht

3. Schildausbau nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabilisierungseinrichtung einen Lenker (7) aufweist, welcher an der weiter innen liegenden Schwinge (6) angelenkt ist und über ein Gleitstück (9) an der Kappe (3) angreift, und daß das Federelement (10) der Stabilisierungseinrichtung am Gelenkpunkt (8) zwischen dem Bruchschild (2) und der Kappe (3) und am Gleitstück (9) angelenkt ist.

4. Schildausbau nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gelenkpunkt (8) zwischen dem Bruchschild (2) und der Kappe (3) durch zwei in einem Gelenkpunkt (15) miteinander verbundene Hebel (13, 14) überbrückt ist, und daß ein die Stabilisierungseinrichtung bildender, als hydraulischer Zylinder oder Federelement ausgebildeter Lenker (12) an einem der Hebel (13, 14) angelenkt ist.

5. Schildausbau nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabilisierungseinrichtung aus einem an der Kappe (3) angeordneten Lenker (41), einem an einer der Schwingen (5 oder 6) befestigten weiteren Lenker (42) sowie einem beide Lenker (41, 42) verbindenden Gleitstück (43) gebildet ist, welches unter oder in dem Bruchschild (2) verschiebbar angeordnet ist, und daß einer der Lenker (41, 42) als hydraulischer Zylinder oder Federelement ausgebildet ist.