DE4338830C1 - Unter dem Einfluß einer aufzunehmenden Stützlast nachgiebige Stütze für den Einsatz in Untertageräumen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine unter dem Einfluß einer aufzu­ nehmenden Stützlast nachgiebige Stütze für den Einsatz in Untertageräumen, insbesondere in bergbaulichen Untertage­ räumen, mit einem Außenrohr sowie einem Innenrohr, die teleskopierend ineinandergeführt sind und über eine Ein­ schubmechanik zu einer Stütze mit definierter Nachgiebigkeit funktionell vereinigt sind. Außenrohr und Innenrohr bestehen aus Stahl und/oder Aluminium oder einer anderen geeigneten Legierung. - In bergbaulichen Untertagebetrieben werden solche Stützen auch als Grubenstempel bezeichnet. Sie werden dort hauptsächlich in den Gewinnungsbetrieben eingesetzt. Die Einschubmechanik wirkt gleichsam wie ein Überströmventil, begrenzt damit die Stützlast und bewirkt so eine definierte Nachgiebigkeit. Die Bauteile der Stütze sind entsprechend ausgelegt. Das gilt auch für den Einschubweg, der durch besondere Elemente begrenzt sein kann. Erreicht der Einschubweg seine Grenze, so verstarrt die Stütze mit den entsprechenden Folgen für die Beanspruchungen.

Bekannt ist eine Stütze, deren Einschubmechanik aus einem das Innenrohr umgebenden Keilsystem besteht, welches mit einem äußeren Anpreßring verspannbar ist, nachdem das konisch zulaufende Außenrohr zwischen das Keilsystem und das zylindrische Innenrohr geschoben worden ist (DE 7 03 064). Zum Keilsystem gehört ein Bremskörper, der ringförmig als Konusring das Innenrohr umgibt. Damit sind das Außenrohr und das Innenrohr, die teleskopierend ineinandergeführt sind über die Einschubmechanik zu einer Stütze mit definierter Nachgiebigkeit funktionell vereinigt, wobei die Nachgiebig­ keit durch die Verformbarkeit des Außenrohres bestimmt ist. Die Einschubmechanik ist höhenverstellbar und über einen An­ preßring in wählbarer Höhe festsetzbar. Ferner ist es be­ kannt, das Außenrohr oder nachgiebige Kopf- bzw. Fußelemente mit einem kompressiblen Werkstoff zu füllen (DE 10 49 813).

Bei einer anderen Stütze besteht die Einschubmechanik aus einem Keilsystem, welches am oberen Rand des Außenrohres zwischen Außenrohr und Innenrohr angeordnet sowie vom Außen­ rohr getragen ist (US 41 85 409). Es ist auch bekannt, am Außenrohr einer Stütze aus Außenrohr und U-Profil als Ein­ schubelement den Querschnitt durch nach innen gerichtete Ausformungen zu reduzieren, so daß das einschiebende I-Pro­ fil durch Wechselwirkung mit diesen Ausformungen, die dabei deformiert werden, die Nachgiebigkeit erzeugt. Hier kann die Nachgiebigkeit nur sehr ungenau eingerichtet werden. Bei all diesen bekannten Ausführungsformen kann die Einschubmechanik nicht leicht zugleich als Setzmechanik funktionieren und zum Verspannen der Stütze zwischen Liegendem und Hangendem eines Untertageraumes mit definierter Setzkraft eingesetzt werden. Allerdings ist es bekannt, zusätzlich ein Setzelement vor­ zusehen (US 37 37 134), nämlich einen schweren Gewindebolzen mit Kopfelement in eine Kopfplatte des Innenrohrs ein­ zuschrauben. Insoweit kann das Kopfelement verspannend gegen das Hangende geschraubt werden. Das ist aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stütze des eingangs beschriebenen Aufbaus zu schaffen, die sehr leicht und mit definierter Setzkraft gesetzt werden kann, jedoch eine besondere Setzmechanik nicht benötigt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand der Erfindung eine unter dem Einfluß einer aufzunehmenden Stützlast nachgiebige Stütze für den Einsatz in Untertageräumen, insbesondere in bergbaulichen Untertageräumen, - mit einem Außenrohr sowie einem Innenrohr, die teleskopierend ineinandergeführt sind und über eine Einschubmechanik zu einer Stütze mit definier­ ter Nachgiebigkeit funktionell vereinigt sind, bei der das Innenrohr außen die Einschubmechanik trägt und die Einschub­ mechanik gleichzeitig Setzmechanik ist und dazu an dem Innenrohr höhenverstellbar sowie in wählbarer Höhe fest­ setzbar ist sowie die Einschubmechanik zum Außenrohr hin einen Konusring aufweist, auf den das Außenrohr aufschiebbar ist, wobei die Verformung, die das unter dem Einfluß einer vorgegebenen Stützlast auf den Konusring aufweitend sich aufschiebende Außenrohr erfährt, die definierte Nachgiebig­ keit bestimmt.

Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung bildet das Innenrohr das Unterteil und das Außenrohr das Oberteil des Stempels, wobei das Unterteil liegendseitig mit einem Fuß­ element, das Oberteil hangendseitig mit einem Kopfelement versehen sind.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß bei einer Stütze des eingangs beschriebenen Aufbaus die Einschub­ mechanik zugleich als Setzmechanik arbeiten kann, und zwar durch die Kombination der beschriebenen Merkmale a), b) und c) bei entsprechender Auslegung der Bauteile. Es versteht sich, daß die Setzkraft bei der Verspannung einer erfin­ dungsgemäßen Stütze zwischen Hangendem und Liegendem sehr definiert einrichtbar sein muß. Dazu lehrt die Erfindung, daß die Einschubmechanik den Konusring und einen Tragring aufweist, welcher Tragring mit Hilfe von Gewinde- oder Zahn­ ausbildungen an dem Innenrohr formschlüssig festsetzbar ist.

Ist der Tragring in der beschriebenen Weise mit einem Gewinde versehen, so kann die Verspannung durch eine ent­ sprechende Betätigung des Tragringes verwirklicht werden, vorzugsweise z. B. mit entsprechenden Schraubenschlüsseln in Form von Momentenschlüsseln, mit denen ein definiertes Drehmoment aufbringbar ist. Bei dieser Ausführungsform ist der Tragring so eingerichtet, daß ein Schraubenschlüssel angesetzt werden kann. Wird mit Zahnausbildungen gearbeitet, so kann die beschriebene Verspannung mit Hilfsvorrichtungen erzeugt werden, die zwischen Außenrohr und Innenrohr und an der Einschubmechanik selbst angreifen. Die Einschubmechanik kann einen Einschubweg aufweisen, der letzten Endes durch die Länge des Außenrohres vorgegeben ist. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Einschubmechanik mit Bauteilen zu versehen, die den Einschubweg begrenzen.

Im einzelnen läßt sich die Einschubmechanik einer erfin­ dungsgemäßen Stütze auf verschiedene Weise weiter ausbilden und gestalten. Durch funktionstechnische Einfachheit ausge­ zeichnet, ist eine Ausführungsform, bei der der Konusring und/oder der Haltering als Teilringe, z. B. Halbringe, montierbar und durch einen Spannring, eine Schelle, eine Überwurfmutter oder dergleichen funktionell vereinigt sind.

Im Rahmen der Erfindung kann die definierte Nachgiebigkeit im Sinne einer Versteifung dadurch beeinflußt werden, daß in dem Außenrohr in dem Bereich, in den das Innenrohr ein­ schiebt, ein kompressibler Werkstoff angeordnet ist. Dabei kann es sich um Schaumkunststoff, Schaumbeton und ähnliche Werkstoffe, aber auch um Holz handeln. Die definierte Nach­ giebigkeit läßt sich im Sinne einer Vergrößerung der Ein­ schubkraft auch dadurch beeinflussen, daß das Innenrohr am oberen, in das Außenrohr einschiebenden Ende mit einer Abdeckplatte versehen ist.

Im Rahmen der Erfindung liegt es, den kompressiblen Werk­ stoff in dem Außenrohr in Form einer Patrone anzuordnen, die nach der Montage von Außenrohr und Innenrohr aktivierbar ist. Der kompressible Werkstoff kann in diesem Raum jedoch auch nachträglich eingespritzt werden.

Im Rahmen der Erfindung liegt es fernerhin, das Kopfelement selbst als Nachgiebigkeitselement auszuführen und ggf. auch dieses Kopfelement mit einem kompressiblen Werkstoff zu füllen. Entsprechend kann auch das Fußelement als Nach­ giebigkeitselement verformbar ausgeführt sein und ggf. mit einem kompressiblen Werkstoff verfüllt sein.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung

Fig. 1 die Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Stütze im montierten Zustand zwischen Hangendem und Liegendem im Längsschnitt,

Fig. 2 als Ausschnitt aus dem Gegenstand nach Fig. 1 eine andere Ausführungsform der Einschubmechanik,

Fig. 3 eine andere Ausführungsform des Gegenstandes der Fig. 2 ausschnittsweise und

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform des Gegenstandes der Fig. 1.

Die Figuren zeigen unter dem Einfluß einer aufzunehmenden Stützlast nachgiebige Stützen 1 für den Einsatz in Unter­ tageräumen, inbesondere in bergbaulichen Untertageräumen. Zum grundsätzlichen Aufbau gehören ein Außenrohr 2 sowie ein Innenrohr 3, die teleskopierend ineinandergeführt sind und über eine Einschubmechanik 4 zu einer Stütze 1 mit definier­ ter Nachgiebigkeit funktionell vereinigt sind.

Man entnimmt aus den Figuren, daß das Innenrohr 3 außen die Einschubmechanik 4 trägt. Die Einschubmechanik 4 ist gleich­ zeitig Setzmechanik und dazu an dem Innenrohr 3 höhenver­ stellbar sowie in wählbarer Höhe festsetzbar. Die Einschub­ mechanik 4 weist zum Außenrohr 2 hin einen Konusring 5 auf, auf den das Außenrohr 2 aufschiebbar ist. Die Auslegung ist so getroffen, daß die Verformung, die das unter dem Einfluß einer vorgegebenen Stützlast auf den Konusring 5 aufweitend sich aufschiebende Außenrohr 2 die definierte Nachgiebigkeit bestimmt. Es versteht sich, daß dazu auch der Konuswinkel 6 besonders eingerichtet sein kann. Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung bildet das Innenrohr 3 das Unterteil und das Außenrohr 2 das Oberteil der Stütze 1. Das Unterteil ist liegendseitig mit einem Fuß­ element 7, das Oberteil ist hangendseitig mit einem Kopf­ element 8 versehen.

In den Figuren erkennt man, daß die Einschubmechanik 4 den schon beschriebenen Konusring 5 und einen Tragring 9 auf­ weist, welcher Tragring 9 mit Gewinde- oder Zahnausbildungen 10 an dem Innenrohr formschlüssig festsetzbar ist. Insoweit wird auch auf die Fig. 4 verwiesen. Man kann die Anordnung aber auch so treffen, daß Tragring 9 und Konusring 5 eine Einheit bilden. Dazu wird auf die Fig. 3 verwiesen. In der Ausführungsform nach den Fig. 2, 3 und 4 weist die Einschubmechanik 4 Bauteile n auf, die den Einschubweg 12 begrenzen, der in diesen Figuren durch Doppelpfeile ange­ deutet worden ist. Nicht gezeichnet wurde, daß der Konusring 5 und/oder der Tragring 9 als Teilringe, z. B. Halbringe, montierbar und durch Spannringe, Schellen, Überwurfmuttern oder dergleichen funktionell zu vereinigen sind. Allerdings sind solche Spannringe 13 in den Fig. 1 und 2 erkennbar.

In den Fig. 3 und 4 erkennt man, daß in dem Außenrohr 2, und zwar in dem Bereich, in den das Innenrohr 3 einschiebt, ein kompressibler Werkstoff 14 angeordnet sein kann, bei­ spielsweise Schaumkunststoff, Schaumbeton, Holz oder dergleichen. Dadurch läßt sich die Einschubcharakteristik wesentlich beeinflussen. Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 schiebt sich das Innenrohr 3 in den kompressiblen Werkstoff 14 mit seinem Rand gleichsam schneidend ein. Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist das Innenrohr 3 am oberen, in das Außenrohr 2 einschiebenden Ende mit einer Abdeck­ platte 15 versehen, wodurch eine besonders eindrucksvolle Einstellung der Einschubcharakteristik erreichbar ist. Es versteht sich, daß man regelmäßig das Innenrohr 3 mit seinem in das Außenrohr einschiebenden Ende mit Ausbildungen 16 versehen wird, die dieses Ende des Innenrohrs 3 im Außenrohr 2 führen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist der kompressible Werkstoff in dem Außenrohr in Form einer Patrone 17 angeordnet, die nach der Montage von Innenrohr 3 und Außen­ rohr 2 aktivierbar ist. In Fig. 3 wurde bei 18 angedeutet, daß auch ein Einspritzen des kompressiblen Werkstoffes 14 erfolgen kann.

In den Fig. 1 und 4 erkennt man, daß das Kopfelement 8 als Nachgiebigkeitselement verformbar ausgeführt ist. Es besitzt dazu entsprechende Stege 19 und/oder Hohlräume 20. Diese können auch mit einem kompressiblen Werkstoff 14 gefüllt sein oder werden. Das Kopfelement 8 ist im Ausfüh­ rungsbeispiel auf die hangendseitige Abschlußplatte 21 des Außenrohres 2 aufgelegt und mit Hilfe eines rohrförmigen Bolzens 22 fixiert, der durch eine entsprechende Bohrung 23 in der Abschlußplatte 21 hindurchgeführt ist. Dabei ist ein Bewegungsspiel verwirklicht. In der Fig. 1 ist das Fuß­ element 7 ein praktisch starres Element. Anders liegen die Verhältnisse bei der Fig. 4. Hier ist das Fußelement 7 als Nachgiebigkeitselement verformbar ausgeführt. Es kann eben­ falls mit einem kompressiblen Werkstoff 14 verfüllt sein.

Claims (10)

1. Unter dem Einfluß einer aufnehmbaren Stützlast nach­ giebige Stütze für den Einsatz in Untertageräumen, insbeson­ dere in bergbaulichen Untertageräumen, - mit einem Außenrohr sowie einem Innenrohr, die teleskopierend ineinandergeführt sind und über eine Einschubmechanik zu einer Stütze mit definierter Nachgiebigkeit funktionell vereinigt sind, bei der das Innenrohr außen die Einschubmechanik trägt und die Einschubmechanik gleichzeitig Setzmechanik ist und dazu an dem Innenrohr höhenverstellbar sowie in wählbarer Höhe festsetzbar ist sowie die Einschubmechanik zum Außenrohr hin einen Konusring aufweist, auf den das Außenrohr aufschiebbar ist, wobei die Verformung, die das unter dem Einfluß einer vorgegebenen Stützlast auf den Konusring aufweitend sich aufschiebende Außenrohr erfährt, die definierte Nachgiebig­ keit bestimmt.

2. Stütze nach Anspruch 1, wobei das Innenrohr das Unterteil und das Außenrohr das Oberteil der Stütze bildet und das Unterteil liegendseitig mit einem Fußelement, das Oberteil hangendseitig mit einem Kopfelement versehen sind.

3. Stütze nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Einschubmechanik den Konusring und einen Tragring aufweist, welcher Tragring mit Hilfe von Gewinde- oder Zahnausbil­ dungen an dem Innenrohr formschlüssig festsetzbar ist.

4. Stütze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Ein­ schubmechanik Bauteile aufweist, die den Einschubweg begren­ zen.

5. Stütze nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Konusring und/oder der Haltering als Teilringe, z. B. Halbringe, montierbar und durch einen Spannring, eine Schelle, eine Überwurfmutter oder dergleichen funktionell vereinigt sind.

6. Stütze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei in dem Außenrohr in dem Bereich, in den das Innenrohr einschiebt, ein kompressibler Werkstoff angeordnet ist.

7. Stütze nach Anspruch 6, wobei zur Beeinflussung der definitiven Nachgiebigkeit das Innenrohr am oberen, in das Außenrohr einschiebenden Ende mit einer Abdeckplatte ver­ sehen ist.

8. Stütze nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der kompressible Werkstoff in dem Außenrohr in Form einer Patrone angeordnet und nach der Montage von Außenrohr und Innenrohr die Patrone aktivierbar ist.

9. Stütze nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei zur Beeinflussung der definiten Nachgiebigkeit das Kopfelement als Nachgiebigkeitselement verformbar ausgeführt und ggf. mit einem kompressiblen Werkstoff gefüllt ist.

10. Stütze nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei zur Beeinflussung der definitiven Nachgiebigkeit das Fußelement als Nachgiebigkeitselement verformbar ausgeführt und ggf. mit einem kompressiblen Werkstoff gefüllt ist.