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Vorrichtung zur Stabilisierung einer hydraulischen
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Ausbaue inheit Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Stabilisierung
einer aus einer Sohl- und einer Hangendkappenkonstruktion mit zwischen beiden gelenkig
gelagerten hydraulischen Stempeln bestehenden Ausbaueinheit, bestehend aus einer
gelenkig zwischen Hangendkappe und Sohlkonstruktion verlagerten Schwinge, welche
sich an der Sohlkonstruktion abstützt und an der Hangendkappe angreift.
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Beim Einsatz derartiger Ausbaueinheiten, wie sie beispielsweise von
schreitenden hydraulischen Ausbauböcken oder auch von schreitenden Gespannen dargestellt
werden, wirkt durch die Kopflastigkeit der gesamten Hangendkappe ein ins Einfallen
gerichtetes Moment, wodurch die Stempel mit Querkräften, d.h. auf Biegung belastet
werden. Ebenso wirkende Momente treten auch beim Schreiten unter geringem Andruck
auf. Man strebt es daher an, daß bei derartigen Ausbaueinheiten sowohl in söhligen,
einfallenden und auch schwebend geführten Abbaubetrieben die Stempel in Schreitrichtung
und auch in Einfallensrichtung eine leicht entgegengesetzte Stellung einnehmen können.
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Aus der DT-AS 1 801 564 ist eine Ausbaueinheit bekannt, bei der die
das Dach abstützenden Stempel in einem Grundkasten gelenkig gelagert sind. Hierbei
ist zwischen der Rückwand des Grundkastens und dem dieser benachbarten Stempel ein
Richtzylinder angeordnet, der sich an der Rückwand des
Grundkastens
abstützt und am oberen Ende des Zylinders des Stempels angreift. Die auf das Kappendach
wirkenden bankiparallelen Kräfte, die von der Kopflastigkeit der Hangendkappe oder
aus dem Hangenden herrühren können, verursachen in den Kolbenstangen der Stempel
Querkräfte und Biegemomente. Diese sind im eingefahrenen Zustand der Ausbaueinheit
relativ klein, jedoch im ausgefahrenen Zustand vergleichsweise groß, da in diesem
Zustand die in der Hangendkappe vorhandenen bankparallelen Kräfte an einem entsprechend
großen Hebelarm wirken. Diese bekannte Ausbaueinheit wird demnach mit zunehmender
Flözmächtigkeit bezüglich der in den Stempeln wirkenden Querkräfte und Momente zunehmend
ungünstiger.
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Bei der aus der DT-AS 1 483 936 bekannten Ausbaueinheit sind drei
Stempelpaare vorgesehen, von denen das kohlenstoßseitige Stempelpaar schräg zum
Kohlenstoß hin geneigt ist, während die beiden anderen Stempelpaare bankrecht stehen.
Damit die bankrechte Stellung der beiden versatzseitigen Stempelpaare im angeraubten
Zustand der Ausbaueinheit gewährleistet ist, sind im Grundkasten der Ausbaueinheit
zwei Backen gegenüberliegend und über zugeordnete Schubkolbengetriebe gegeneinander
verschiebbar angeordnet. Im angeraubten Zustand umfassen die Backen das mittlere
Stempelpaar und sorgen auf diese Weise dafür, daß dieses mittlere Stempelpaar und
mit ihm auch das versatzseitige Stempelpaar in bankrechter Stellung verbleiben.
Nach dem Setzen der Ausbaueinheit werden die beiden Backen durch Zurückfahren der
zugeordneten Schubkolbengetriebe von dem mittleren Stempelpaar entfernt, um auch
für die versatzseitigen Stempel die Möglichkeit zu schaffen, daß diese Stempel sich
entsprechend dem Gebirgsdruck mehr oder weniger schräg stellen können. Wegen der
Schrägstellung der kohlenstoßseitigen Stempel erfolgt bei Konvergenz des Hangenden
eine noch stärkere Schrägstellung
dieser beiden kohlenstoßseitigen
Stempel, wodurch ebenfalls die versatzseitigen Stempel aus ihrer bankrechten Stellung
heraus in eine zum Kohlenstoß hin geneigte Stellung gebracht werden.
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Die Backen greifen im unteren Bereich des Zylinderteils des Stempels
an, so daß bereits in eingefahrener Stellung der Ausbaueinheit durch die Kopflastigkeit
der Hangendkappe relativ große Biegemomente und Querkräfte in den Stempeln wirken.
Diese Biegemomente vergrößern sich mit zunehmender Flözmächtigkeit, da hierdurch
der für die Größe der Biegemomente maßgebende Hebel arm ebenfalls zunimmt.
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Es ist ferner aus der DT-OS 2 416 617 ein Ausbaubock bekannt, auf
dessen Liegendkufe höhenverstellbare Stempel gelenkig gelagert sind, die einen ungeteilten
Kappenzug gelenkig unterstützen. Auf einem versatzseitig verlängerten Ende der Liegendkufe
ist eine hochgezogene Stütze angeordnet, auf der ein längenveränderbarer Ausrichtzylinder
verschwenkbar gelagert ist, der mit seinem vorderen Ende in einem Gelenk an dem
ungeteilten Kappenzug zwischen dem vorderen und hinteren Stempel angreift. Die Ausfahrlänge
des Ausrichtzylinders kann in Abhängigkeit von der Neigung bzw. Schrägstellung der
Stempel durch einen Kontaktgeber selbsttätig verstellt werden. Während des Lösens
und Einraubens der Stempel zum Vorrücken der Ausbaueinheit ist der Richtzylinder
in seiner Ausfahrlänge arritiert, so daß die Stempel zum Kohlenstoß hin weiter nach
vorn geneigt werden. Hierbei beschreibt das hangendseitige Gelenk des Richtzylinders
einen Kreisbogen um das liegendseitige Gelenk des Richtzylinders als Mittelpunkt
mit dem Radius der Länge des Richtzylinders. Einen parallel hierzu verlaufenden
Kreisbogen beschreibt auch die kohlenstoßseitige Spitze der Hangendkappe. Im gesetzten
Zustand
muß die Hangendkappe ein gewisses Stück hinter dem Kohlenstoß zurückstehen, damit
die Hangendkappe sich beim Einrauben etwas nach vorn zum Kohlenstoß hin bewegen
kann. Da die Hangendkappe beim Setzen den gleichen Kreisbogen beschreibt, wird,
ebenso wie beim Ereisbogenschild, in das Hangende eine bankparallele Kraft in Richtung
auf den Versatz eingeleitet, was allgemein als nachteilhaft empfunden wird.
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Desweiteren ist es bei einer solchen Ausbaueinheit erforderlich, die
Hangendkappe vergleichsweise weit zurückkragen zu lassen, damit der empfindliche
Ausrichtzylinder vor Beschädigungen durch hereinfallende Bruchberge gesichert ist.
Das trifft überwiegend dann zu, wenn diese Ausbaueinheit für den schwebenden Verhieb
eingesetzt wird.
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In söhligen oder gas nach vorn einfallenden Abbaubetrieben ist der
Einsatz dieser bekannten Ausbaueinheit nur bedingt möglich, nämlich unter der Voraussetzung,
daß Vorkehrungen zum Schutz des Ausrichtzylinders getroffen sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ausbaueinheit der einleitend
genannten Art zu schaffen, die unter Betriebslast, also unter Hangenddruck und Hangendschub
alle Freiheitsgrade innerhalb eines zulässigen Raumwinkels besitzt und bei Entlastung
in die bankrechte Stellung zurückkehrt sowie während des Rückvorganges in der bankrechten
Stellung bleibt.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß an den
Stempeln in Schreitrichtung ggenüberliegend je zwei Klemmbacken angeordnet sind,
die über wenigstens ein dazwischen vorgesehenes Schubkolbengetriebe gegeneinander
verspannbar sind. Hierbei können die Klemmbacken die Stempel zangenartig umfassen
und durch Druckbeaufschlagung des oder der Schubkolbengetriebe gegen die Stempel
verschoben
werden. Darüberhinaus kann für beide Klemmbacken je ein Endanschlag vorgesehen sein,
bei deren Berührung mit den Klemmbacken die beiden vorderen Stempel und somit das
gesamte Ausbaugestell ausgerichtet sind. Im allgemeinen wird es sich bei dieser
Ausrichtung um eine bankrechte handeln, es steht dem jedoch nichts entgegen, das
Ausbaugestell auch geneigt, beispielsweise in die stolze Stellung auszurichten.
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Eine weitere Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß zwischen der
Sohlkonstruktion und der Hangendkappe zwei voneinander unabhängige Stabilisierungsschwingen
mit gegenseitigem Abstand nebeneinander beidseitig gelenkig gelagert sind, die mit
der Sohlkonstruktion sowie der Hangendkappe quer zur Schreitrichtung schwenkbar
verbunden ist.
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Weiterhin können die Stabilisierungsschwingen mit der Hangendkappe
in Schreitrichtung verschieblich verbunden sein. Vorteilhafterweise sind die Stabilisierungsschwingen
in unterschiedlichen Stellungen festlegbar. Auf diese Weise gelangt man zu einer
Vorrichtung zur Stabilisierung einer hydraulischen Ausbaueinheit der einleitend
genannten Art, die die vorerwähnte Aufgabe voll erfüllt. Hinzu kommt, daß man sich
mit dieser Ausbaueinheit den geologischen Verhältnissen besonders gut anpassen kann.
Bei Abweichungen von der bankrechten Stellung kann diese Ausbaueinheit solchen Kräften
bis zu einem zulässigen Maß nachgeben, ohne daß diese Kräfte durch die Bauteile
der Ausbaueinheit selbst aufgefangen werden müßten.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß auf
der Sohlkonstruktion mit gegenseitigem Abstand nebeneinander zwei Konsolen vorgesehen
sind, die gegen eine federnde Rückstellkraft quer zur Schreitrichtung schwenkbar
gelagert sind und mit denen die Stabilisierungsschwingen in Schreitrichtung gelenkig
verbunden sind. Am versatzseitigen Ende der Sohlkonstruktion können Torsionsstäbe
angebracht sein, auf denen die Konsolen schwenkbar
gelagert sind.
Statt dessen oder auch zusätzlich hierzu kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung
zu beiden Seiten der Sohlkonstruktion je eine Blattfeder vorgesehen sein, von denen
jede an der Sohlkonstruktion und der ihr benachbarten Konsole eingeklemmt ist. Durch
diese federnde Aufhängung der beiden Konsolen können die damit verbundenen Stabilisierungsschwingen
quer zur Schreitrichtung herausschwenken, ohne daß es zu unzulässig hohen Materialbeanspruchungen
kommt. Darüberhinaus sorgt die federnde Aufhängung der Konsolen dafür, daß sich
die Konsolen und mit ihnen auch die Stabilisierungsschwingen bzw. die gesamte Ausbaueinheit
in die bankrechte Stellung zurückbewegt, wenn sie entlastet, d.h. nicht mehr zwischen
Liegendem und Hangendem verspannt ist.
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Ein weiterer erfindungsgemäßer Vorschlag geht dahin, daß an der Hangendkappe
mit gegenseitigem Abstand nebeneinander zwei in Schreitrichtung verlaufende Stäbe
angeordnet sind, auf denen Je ein Lagerbock längsverschieblich und quer zur Schreitrichtung
schwenkbar gelagert ist, wobei die Stabiliesierungsschwingen an den Lagerböcken
in Schreitrichtung gelenkig angeordnet sind. Hierbei können die Stäbe als Torsionsfedern
ausgebildet sein, auf denen die Lagerböcke längsverschieblich aber drehsicher und
unter Überwindung der Federkraft quer zur Schreitrichtung schwenkbar gelagert sind.
Hiermit ist sichergestellt, daß sich auch die Hangendkappe seitlich aus der Schreitrichtung
heraus bewegen kann, ohne daß sie dadurch die Parallelität zur Sohlkonstruktion
verliert, denn durch die sich entsprechenden Lagerungen der Stabilisierungsschwingen
auf der Sohlkonstruktion und an der Hangendkappe ist eine parallelogrammartige Schiefstellung
der Ausbaueinheit möglich, die nach Aufheben der Verspannung zwischen dem Hangenden
und dem Liegenden eine Rückführung der Ausbaueinheit in ihre bankrechte Stellung
gewährleistet.
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Desweiteren ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß zwischen den Lagerböcken
und der Hangendkappe Schubkolbengetriebe vorgesehen sind, mit denen die Lagerböcke
gegenüber der Hangendkappe auf der Torsionsfeder verschiebbar gelagert sind. Hierdurch
läßt sich die Ausbaueinheit auch in eine andere als die bankrechte Stellung bringen,
beispielsweise in die stolze Stellung. Darüberhinaus sind auch Korrekturen möglich,
mit denen man sich den gerade vorliegenden geologischen Verhältnissen besonders
gut anpassen kann.
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Vorteilhafterweise ist am versatzseitigen Ende der Sohlschwellenkonstruktion
zwischen den Konsolen ein Lagerbock vorgesehen, an dem ein oder zwei Schubkolbengetriebe
seitlich angebracht sind, die mit der oder den ihnen benachbarten Konsolen zum Zwecke
ihres Verschwenkens zusammenwirken. Durch diese Schubkolbengetriebe ist es möglich,
unabhängig von der von den Torsionsfedern herrührenden Rückholkraft die Ausbaueinheit
aus einer ausgelenkten Lage in die bankrechte Lage zurück zu führen.
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Eine vorteilhafte Lösung der Aufgabe der Erfindung besteht in der
gleichzeitigen Anwendung der beiden vorstehend genannten Lösungsvorschläge, nämlich
darin, daß an den beiden Vorderstempeln in Schreitrichtung gegenüberliegend zwei
Klemmbacken angeordnet sind, die über wenigstens ein, insbesondere zwei dazwischen
vorgesehene Schubkolbengetriebe gegeneinander verspannbar sind, und daß zwischen
der Sohlkonstruktion und der Hangendkappe zwei voneinander unabhängige Stabilisierungsschwingen
mit gegenseitigem Abstand nebeneinander beidseitig gelenkig gelagert sind, die mit
der Sohlkonstruktion sowie der Hangendkappe quer zur Schreitrichtung schwenkbar
verbunden sind.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Sie beschränkt sich nicht auf die dargestellte Ausführungsform, vielmehr sind im
Rahmen der Erfindung weitere Abwandlungen möglich. Es zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht
auf die Ausbaueinheit, teilweise im Schnitt, Fig. 2 eine Draufsicht auf Fig. 1 bei
entfernter Hangendkappe und entfernter Stabilisierungsschwinge, teilweise im Schnitt
und Fig. 3 eine Ansicht auf Fig. 1 von der Versatzseite her, teilweise im Schnitt.
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Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung dient zur Stabilisierung
einer aus der Sohlschwelle 1 und der Hangendkappenkonstruktion 2 mit zwischen beiden
(1,2) gelenkig gelagerten hydraulischen Stempeln 3,4,5,6 bestehenden Ausbaueinheit.
Die Stabilisierungsvorrichtung besteht aus einer gelenkig zwischen der Hangendkappe
2 und der Sohlkonstruktion 1 verlagerten Schwinge 7, die sich am Ende der Sohlkonstruktion
1 abstützt und in Schreitrichtung weiter vorn an der Hangendkappe 2 angreift.
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Die Sohlschwelle 1 besteht aus den beiden mit Abstand voneinander
angeordneten Kufen 8 und 9, zwischen denen der Rückzylinder 10'gelagert ist. Auf
der Kufe 8 sind die beiden Stempel 4 und 6 sowie auf der Kufe 9 die beiden Stempel
3 und 5 gelenkig gelagert, die die Hangendkappe 2 ebenfalls jeder für sich gelenkig
unterstützen.
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Auf der Sohlkonstruktion sind mit gegenseitigem Abstand nebeneinander
die beiden Konsolen 11 und 12 vorgesehen.
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Letztere sind auf den Torsionsfedern 13rund 14 gelagert
die
ihrerseits mit der Sohlkonstruktion 1 fest verbunden sind. Mit den Konsolen 11 und
12 sind die Lagerschwingen 15 und 16 in den Lagern 17 und 18 in Schreitrichtung
schwenkbar gelagert. In den beiden Lagern 19 und 20 sind die Gelenkschwingen 15
und 16 mit den Stabilisierungsschwingern 7 und 7'ebenfalls in Schreitrichtung gelenkig
verbunden. Durch diese sogenannte "Lemniskatenführung" ist gewährleistet, daß die
kohlenstoßseitige Lagerstelle 21 der Stabilisierungsschwinge 7 beim Ubergang von
einer bestimmten Mächtigkeit zu einer anderen in etwa bankrecht verläuft, so daß
die Hangendkappenspitze 22 einen im wesentlichen gleichbleibenden Abstand zum nicht
näher dargestellten Kohlenstoß beibehält.
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Anstelle der Torsionsstäbe 13 und 14 oder auch zusätzlich zu diesen
Torsionsstäben sind die Blattfedern 23rnd 24 vorgesehen. Die Blattfeder 23 ist im
unteren Bereich der Konsole 11 eingeklemmt und liegt zwischen den beiden mit der
Kufe 9 verbundenen Lagerstellen 25 und 26. Das gleiche trifft zu für die Blattfeder
24, die im unteren Bereich der Konsole 12 eingeklemmt ist und zwischen den beiden
mit der Kufe 8 verbundenen Lagerstellen 27 und 28 gehalten ist.
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An der Hangendkappe 2 sind die Torsionsstäbe 29 und 30 mit gegenseitigem
Abstand nebeneinander angeordnet. Auf diesen Torsionsstäben 29.und 30 sind Lagerböcke
31rnd 32 ion Schreitrichtung längsverschieblich angeordnet. Diese Lagerböcke sind
quer zur Schreitrichtung bei Überwindung der Rückstellkraft der Torsionsfedern 29
und 30 schwenkbar gelagert, wobei die Stabilisierungsschwingen 7 und 7' an den Lagerböcken
31 und 32 in den Gelenken 2l'und 33 in Schreitrichtung gelenkig angeordnet sind.
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Zwischen dem Lagerbock 31 und der Hangendkappe 2 ist das Schubkolbengetriebe
34 eingegliedert. Das gleiche trifft auch für den Lagerbock 32 zu, zwischen dem
und der Hangendkappe 2 in nicht näher dargestellter Weise ebenfalls ein Schubkolbengetriebe
angeordnet ist. Durch dieses Schubkolbengetriebe ist es möglich, die Ausbaueinheit
bankrecht oder geneigt, insbesondere in der stolzen Stellung auszurichten.
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Am versatzseitigen Ende der Sohlschwellenkonstruktion 1 ist zwischen
den Konsolen 11 und 12 ein Lagerbock 35 vorgesehen, an dessen beiden Seiten je ein
Schubkolbengetriebe 36'und 37 seitlich angebracht ist, mit denen auf die Konsolen
11 und 12'ein um die Torsionsstäbe 13 und 14 wirkendes Moment ausgeübt werden kann,
so daß es auf diese Weise möglich ist, die Ausbaueinheit aus einer ausgelenkten
Stellung heraus in die bankrechte Stellung zurück zu führen, ohne daß man darauf
angewiesen ist, daß diese Rückführung in die bankrechte Stellung allein aufgrund
der auf die Torsionsstäbe 13 und 14 zurückzuführenden Rückstellkraft erfolgt.
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An den beiden Vorderstempeln 3 und 4 sind in Schreitrichtung gegenüberliegend
die beiden Klemmbacken 38 und 39 angeordnet, die über die beiden dazwischen vorgesehenen
Schubkolbengetriebe 40 und 41 gegeneinander verspannbar sind. Die Stempel 3 und
4 werden von den beiden äußeren Enden 38', 38" bzw. 39', 39" zangenartig umfaßt.
An den äußeren Enden der Klemmbacken sind die Klemmklötze 42 und 43 schwenkbeweglich
angeordnet, um eine klar definierte Anlage der Klemmbacken gegen die beiden vorderen
Stempel sicher zu stellen. Zu beiden Seiten der Klemmbacken 38 und 39 sind die Anschläge
44 und 45 vorgesehen, bei deren Berührung mit den Klemmbacken die beiden Vorderstempel
3 und 4 und somit das gesamte Ausbaugestell ausgerichtet sind. Im allgemeinen wird
man auf diese Weise eine bankrechte
Ausrichtung des Ausbaugestelles
erreichen, es ist jedoch auch durch eine entsprechende Verlagerung der Endanschläge
44 und 45 möglich, bei Berührung der Klemmbacken mit ihren beiden Endanschlägen
das gesamte Ausbaugestell nach vorn auszurichten, also in die stolze Stellung zu
bringen.
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L e e r s e i t e