DE3519904C2 - Schildausbau - Google Patents

Abstract

Nach der Erfindung werden vorhandene Ausbaugestelle an größere Flözmächtigkeiten mittels eines zweiteiligen baulich quergeteilten Zwischenkastens angepaßt. Durch diese Konfiguration des Zwischenkastens wird gewährleistet, daß die Kufe nicht wesentlich anders belastet wird als bei der Grundkonstruktion des Schildes ohne Zwischenkasten.

Description

a) zur Vergrößerung des Höhenverstelibereiohes des Ausbaugestelles ist ein an sich bekannter, auf der Liegendkufe (1) bzw. (ib und ic) befestigbarer Zwischenkasten (9,10) vorgesehen;

b) der Zwischenkasten besteht aus zwei zumindest in vertikaler Richtung gegeneinander verschiebbaren und aneinander geführten Zwischenkastenhälften (9,10), von denen die Lemniskatenlenker (2, 4) tragende Zwischenkastenhälfte (9) fest mit der Liegenkufe (1) bzw. (ib, lqjund die die Stempelhalterung tragende Zwischenhälfte (10) über einen höhenverstellbaren Fuß (15) auf der Liegendkufe (1) bzw. (ib, ic) abstützbar ist.

2. Schildausbaugestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Berührungsflächen senkrecht oder schräg zwischen beiden Zwischenkastenhälften (9, 10) verlaufen.

3. Schildausbaugestell nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Lemniskatenlenker (2, 4) aufnehmende Zwischenkastenhälfte (9) liegendkufenseitig der Lenkerlagerung in den Kufen (la, ib)angepaßt ist.

4. Schildausbaugestell nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Stempel (2) aufnehmende Zwischenkastenhälfte (10) kufenseitig den Stempellagerungen in den Kufen (la, Ib)angepaßt ist.

5. Schildausbaugestell nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die aueinandergleitenden Zwischenkastenhälften (9, 10) durch Verbindungselemente (19) gehalten sind.

6. Schildausbaugestell nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente durch Führungsstücke (19) und/oder Bolzen gebildet werden, die in Langlöchern der Zwischenkastenhälften (9,10) gleiten.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schildausbaugestell der im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Gattung.

Das Schildausbaugestell ist ein hydraulisches Ausbaugestell zur Abstützung des Hangenden an dem Liegenden. Die Ausbaugestelle müssen häufig relativ große Abstände zwischen dem Hangenden und Liegenden überbrücken. Das wird durch einen oder mehrere nebeneinander oder hintereinander angeordnete Stempel (Hydraulikzylinder) erreicht, die gleichzeitig mit ihrem kraftabhängigen Einschub die Konvergenz kontrollieren sollen. Die Stempel (Hydraulikzylinder) können in weiten Bereichen unterschiedlichen Abständen (Höhen) zwischen Hangenden und Liegenden angepaßt werden. Im Langfrontbau — den Streben des Steinkohlenbergbaus — wird der notwendige Betriebsraum durch schreitende hydraulische Ausbaugestelie offen gehalten. Die Art »Schildausbau« zeichnet sich gegenüber Vorentwicklungen des Schreitausbaus durch eine einfache robuste Bauweise mit großer eigener Stabilität und einfächer Bedienung aus. Die Höhenverstellbarkeit der Schildkonstruktion paßt sich einmal den unterschiedlichen Flözmächtigkeiten an und soll mit dem durch Ventile kontrollierten Einschub der Stempel (Hydraulikzylinder) die Konvergenz von Hangendem und Liegendem gering halten.

Prinzip- und konstruktionsbedingt haben die Schilde nur eine begrenzte Höhenverstellbarkeit, das ist die Differenz zwischen Ein- und Ausfahrhöhe in mm.
Geringe Flözmächtigkeiten, etwa von 60 cm bis 130 cm, erfordern kleine Schilde, z. B. mit dem Verstellbereich 500/1500mm oder z.B. 700/2100mm. Große Flözmächtigkeiten erfordern große Schilde, z. B. mit 2200/5000 mm und mehr. Diese Beispiele zum Verstellbereich beinhalten zweierlei Maßzusammenhänge, nämlich den absoluten Verstellbereich und das Versteilbereichsverhältnis:

— Der absolute Verstellbereich ist für den Betreiber wichtig, weil er eine möglichst große Spannbreite unterschiedlicher Flözmächtigkeiten abdecken möchte. Er ist bei kleinen Schilden klein und kann zunehmen, je größer die Schilde werden (in den o. g. Beispielen von 1000 mm auf 2800 mm).

— Das Verstellbereichsverhältnis als Quotient zwisehen Ein- und Ausfahrhöhe beeinflußt die Konstruktion und die Funktion der Schilde, festgelegt in der jeweils charakteristischen Schildkennlinie, dem Kraftweg-Diagramm. Je stärker dieses Verhältnis konstruktiv ausgereizt wird (z. B. auf 1 :3 bei den

AO Schilden 500/1500 mm bzw. 700/2100 mm) desto ungüns:iger wird die Kennlinie und damit die Schildstützkraft, vor allem im unteren Verstellbereich (Ursache ist, daß bei ausgereiztem Versteilbarkeitsverhältnis die Stempel einen großen Schwenkwinkel beschreiben müssen; und daß bei großer Neigung der Stempelachse zur bankrechten Einleitung der Gebirgskraft die Stempelkraft nur über den Cosinus der Stempelneigung wirksam wird).

Wie beschrieben werden große absolute Verstellbereiche der Schilde zur Verbesserung der Einsatzmöglichkeiten benötigt. Die Konstruktion kann dem nur bedingt Rechnung tragen, weil mit übermäßiger Ausweitung der Versteilbereichsgrenzen eine sehr ungünstige Schildkennlinie entsteht. Dieser Zielkonflikt wird umso bedeutender, je größer die Unterschiede in der Flözmächtigkeit werden. Mit geringer werdender mittlerer Flözmächtigkeit ist derzeit der Ruhrbergbau davon besonders betroffen. Gleichzeitig wächst die Durchschnittsteufe der Abbaubetriebe. Der damit wachsende Gebirgsdruck erfordert vom Strebausbau, also den Schilden, hohe und regelmäßige Ausbaustützkräfte.

Zur Vergrößerung des Einsatzbereiches vorhandener oder zu beschaffender Schildkonstruktionen kommen verschiedene Lösungen in Betracht:

Die Schildhöhe läßt sich durch Einsatz neu zu schaffender längere. Schildstempel oder durch das Aufsetzen

von Verängerungsstücken auf vorhandende Stempel vergrößern. Weil bei jeder Schildkonstruktion die wichtigen Bauteile im Kraftfluß — dazu zählen die Stempel — in ihrer Bauweise und in ihrem mechanischen Zusammenspiel mit den anderen Bauteilen rechnerisch optimiert worden sind, führt eine solche Bauteiländerung zu einer deutlichen Verschlechterung der Konstruktion bzw. zu einer Beeinträchtigung der Betriebsfunktionen.

Ein anderer betrieblicher Vorschlag sieht den Einbau einfacher Zwischenkästen vor, damit wird eine Vergrößerung der Ausfahrhöhe erzielt. Die vorhandenen Bauteile der ursprünglichen Schildkonstruktion bleiben zwar unverändert, das gilt für Stempel, Liegenkufe und Hangendkappe. .Die Statik des Gestells kann jedoch nachteilig verändei t werden. So bewirkt z. B. eine Erhöhung um 700 mm unzulässig hohe Momente der Kufen.

Schließlich ist aus der DE-OS 28 41 190 ein Schildausbau der im Oberbegriff des vorliegenden Hauptanspruches angegebenen Gattung bekannt, der ein ι Lagerkonsole aufweist, die zur vertikalen Verstellung der unteren Gelenkpunkte des mit dem Bruchschild verbundenen Len:niskatcnlenkergetriebes {Viergelenkgetriebes) sowie oer unteren Stempellagerung höhenverstellbar ist und daher aus einem die untere Stempellagerung sowie die Lagerungselemente der Lemniskatenlenker aufweisenden Teil besteht. Die verstellbare Anordnung wird mit Hilfe von Säulen erreicht, auf denen die Lagerkonsole verschiebbar ist und mit denen die Stempellagerung höhenverstellbar angeordnet ist. Neben den mit den Säulen zusammenwirkenden Stempeln ist der bekannte Schildausbau kohlenstoßseitig noch mit weiteren und teleskopartigen Stempeln versehen. Im Prinzip bilden auch die Säulen mit deren Stempeln eine teleskopierbar Einrichtung. Von Hydraulikzylindern ist bekannt, daß sie nur auf Druck oder Zug, keinesfalls aber auf Biegung belastet werden dürfen. Für die teleskopierbare Einrichtung gilt an sich das gleiche. Dennoch werden die auf den Bruchschild wirkenden extremen Kräfte über die Lagerkonsole derart eingeleitet, daß entsprechend große Biegung auftritt. Insofern bietet die bekannte Vorrichtung keine Lösung zur Beseitigung der oben dargelegten Probleme.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Bauhöhe eines Schildausbaus mit Hilfe von Zwischenkäsien ohne nachteilige Änderung der Statik zu verändern.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Kennzeichen des Hauptanspruchs aufgeführten Mitteln gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die wesentlichen Vorteile der quergeteilten Zwischenkästen sind:

1) Die Techniken des Grundschildes werden weder einzeln noch in ihrem Zusammenspiel verändert oder gestört. Hierzu zählen besonders die Kraft- und Bewegungseigenschaften der Stempel und Kufen. Die Zwischenkastenhälften werden zwar untereinander verbunden, um ihr Abkippen auszuschließen, sie bleiben jedoch gegeneinander beweglich. Die zur Liegendbeherrschung notwendige Elastizität der Kufen wird durch die geteilten Zwischenkästen nicht beeinträchtigt.

2) Die Verbindungen der Zwischenkästen mit den Kufen einerseits und nach oben zu den Stempeln und den Schwingen andererseits wurden schon beim Grundschild für die aufzunehmenden Druck- und Zugkräfte ausgelegt. Sie können für die Zwischenkastenbefestigungen unverändert genutzt werden. Somit bleiben wichtige Belastungsvoraussetzungen erhalten. Dabei erfolgt die Verbindung der Zwischenkästen mit den Stempeln über Kugelkopf und Pfanne und mit den Schwingen über Augen und Colzen wie bei der ursprünglichen Verbindung mit den Kufen.

3) Die Zwischenkästen sind für Schilde vorgesehen, die durchweg im Betrieb eingesetzt waren und

ίο möglicherweise unterschiedliche Verformungen erfuhren, die wiederum dazu führen können, daß neue Zwischenkastenkonstruktionen aus der Serienfertigung mit geringen Toleranzen unterschiedlich gut oder schlecht passen, ggf. nicht einbaubar sind.

Die Montage in der Grube soll zum Ausschalten der enormen Transportkosten für eine Schildausrüstung möglich bleiben. Nachbesserungen zur Anpassung sind an den hochfesten Stählen dort ausgeschlossen. Die Enge in den Strecken erfordert eine geordnet fließende Montage, d. h. Verwendung jedes Zwischenkastenpaares für jeden Schild (Tauschbarkeit).
Die geteilte Bauweise der Zwischenkästen sowie ihre Befestigung an den vorhandenen Elementen der Kufen — der Pfanne für den Stempelfuß und der Augen für die Lenker — schließt Montageschwierigkeiien infolge von Verformungen ziemlich aus.

Die vorhandenen hochfesten Verbindungsbolzen können weiterverwendet werden.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt; es zeigt

F i g. 1 einen erfindungsgemäßen Ausbauschild in verschiedenen Betriebsstellungen,

F i g. 2 die Liegendschwelle des Ausbauschildes nach F i g. 1 in einer Draufsicht,
Fig.3 eine weitere Einzelheit des Ausbauschildes nach F i g. 1 und 2.

Mit 1 ist die Liegendschwelle eines vorhandenen Ausbauschildes bezeichnet. Die Liegendschwelle 1 hat zwei Kufen la und \b sowie Lagerungen Ic und Xd für zwei Hubzylinder 2. Ferner besitzt die Liegendschwelle 1 aufrecht stehende Rippen Ie und if. Dabei sind jeder Kufe la bzw. \b eine Rippe Ie und \f zugeordnet. In jedem Rippenpaar le/1/befinden sich Lagerbohrungen Xgund Xh.

Im ursprünglichen Zustand sind zwei Stempel 2 (Hydraulikzylinder) mit ihren unteren Enden, den Kufen, in den Lagerungen Ic und Xd der Kufenpaare gehalten. Ferner sind Schwingen 3 und 4 zwischen den Rippenpaaren le/l/auf Lagerbolzen in den Lagerbohrungen \g und Xh gehalten. Zwischen jedem Rippenpaar Xe/Xf befindet sich ein Schwingenpaar 3/4. Da die Lagerbohrungen ig und Xh der Liegendschwelle 1 miteinander fluchten, bilden die Schwingen 3 und 4 ein sogenanntes Lemniskaten-Getriebe, über das sie einen Bruchschild 5 gelenkig führen.

Der Bruchschild 5 ist seinerseits gelenkig mit einer Hangendkappe 6 verbunden. Mit der Hangendkappe 6 ist auch der Stempel (Hydraulikzylinder) gelenkig verbunden.

Nach Fig. 1 ist in den Ausbauschild zur Anpassung an eine größere Flözmächtigkeit ein quergeteilter Zwischenkasten mit den Hälften 9 und 10 eingebaut. Beide Hälften 9 und 10 sind in der Senkrechten oder auch schräg gegeneinander verschiebbar angeordnet.

Der Zwischenkasten 9 faßt mit Blechen 11 zwischen jedes Rippenpaar le/if, so daß er mit Lagerbolzen in den Lagerbohrungen \gl\h gehalten werden kann. Dementsprechend besitzen die Bleche 11 Lagerbohrungen (Augen) gleichen Absiandes und gleichen Durchmessers wie die Kufen.

Die Bleche 11 des Zwischenkastens 9 weisen nach unten. Ferner besitzt der Zwischenkasten 9 nach oben weisende Bleche 12 gleichen Abstandes und mit gleichen Lagerbohrungen wie die Rippenpaare Ie und \f der Kufen. Das gilt hinsichtlich der Höhe, des Durchmessers und des Abstandes der Lagerbohrungen (Augen), wobei die Höhe vom Liegenden aus gemessen ist und eine Höhenänderung um 700 mm im Ausführungsbeispiel berücksichtigt ist. Wahlweise schwankt diese Höhenänderung je nach gewünschter .Anpassung an die Flözmächtigkeit. Im Ausführungsbeispiel erlaubt der Lagerbock 8 ein Ausfahren des Ausbaugestells bis auf eine Höhe von 2800 mm und ist geeignet für eine mittlere Mächtigkeit von 250 cm. Das neue Einfahrmaß beträgt 1400 mm.

Im Ausführungsbeispiel sind die Bleche 12 noch zusätzlich mit Nasen 13 versehen. Die Nasen 13 sind jeweils an der Außenseite angeordnet und wirken mit nicht dargestellten Sicherungsringen auf den Lagerbolzen zusammen. Das heißt, die Nasen dienen zusammen mit den Sicherungsringen dazu, Lagerbolzen an einer axialen Verschiebung zu hindern.

Die Zwischenkastenhälfte 10 besitzt zwei nach unten ragende Stützen 14, die jeweils mit einem Fuß 15 in den Lagerungen Ic und Idder Kufen der Liegendschwelle 1 wirken. Dementsprechend besitzt der Fuß 15 die gleiche Wölbung wie die Pfanne der Lagerung Ic bzw. id.

Nach oben hin hat die Zwischenkastenhälfte 10 gleiche Lagerungen wie die Lagerungen Ic und id in den Kufen la und ib. Diese Ausbildung ermöglicht es, die Stempel 2 (Hydraulikzylinder) ohne Änderung in die Zwischenkastenhälfte 10 druck- und zugfest einzubauen.

Die Zwischenkastenhälfte 9 erstreckt sich über die gesamte Breite der Kufe, das gleiche gilt für die Zwischenkastenhälfte 10. Damit bildet der Zwischenkasten bis auf die Verschiebbarkeit zwischen beiden Teilen ein in sich steifes Gebilde, das unter Beibehaltung aller vorhandenen Teile des ursprünglichen Ausbaugestells und Beibehaltung der vorhandenen Kinematik im Ausführungsbeispiel eine Vergrößerung der Ausbauhöhe um 700 mm bewirkt

Zur Verschiebbarkeit sind die Zwischenkastenhälften 9 und 10 an der Berührungsfläche mit Platten 16 und 17 versehen. Die Platten 16 und 17 bilden Gleitflächen zwischen den Zwischenkastenhälften 9 und 10. Dabei werden die Zwischenkastenhälften 16 und 17 durch Verbindungselemente (Führungsstücke) 19 aneinandergehalten. Die Führungsstücke 19 besitzen einen Steg und zwei Kopfstücke 21. Der Steg weist eine Höhe auf, die ein mehrfaches der Stegdicke ist. Damit ist eine Führung der Zwischenkastenhälften 9 und 10 in senkrechter Richtung gewährleistet. Zugleich übersteigt die Länge der Langlöcher in den Platten 16 und 17 die Steghöhe um das notwendige Spiel für die erfindungsgemäße Verschiebung der Zwischenkastenhälften 9 und 10.

Durch die Kopfstücke 21, die verschraubt sind, sind die Führungsstücke 19 in den Langlöchern der Platten 16 und 17 gesichert.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Schildausbaugestell mit längsgeteilter oder ungeteilter Liegendkufe sowie einer durch mindestens einen Stempel gestützten Hangendkappe, die versatzseitig gelenkig mit einem Bruchschild verbunden ist, der über ein Lemniskatenlenker-Getriebe zumindest mittelbar mit der Liegendkufe verbunden ist, wobei zur Schaffung verschieden großer Höhenverstellbereiche des Ausbaugestelles eine Lagerungskonsole vorgesehen ist, mit der sowohl die liegendseitige Stempellagerung als auch die liegendseitigen Gelenklagerstellen der Lemniskatenlenker in vertikaler Richtung verstellbar sind, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: