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Strebwanderausbaugespann Die vorliegende Erfindung hat sich zum Ziel
gesetzt, eine besonders einfache und vorteilhafte Lösung des Problems eines mechanisch
vorrückenden Strebausbaus zu schaffen, welcher es insbesondere auch ermöglicht,
die gesamte Ausbaueinrichtung in eine Zwangläufigkeit des Ablaufes der einzelnen
Bewegungsvorgänge zu bringen und vorteilhaft zentral zu steuern.
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In der Literatur ist bereits ein Strebausbau mittels hydraulisch betriebener
Stempel großen Durchmessers beschrieben, bei dem der hydraulische Druck zur Erzielung
einer besonders hohen Vorspannung sowie zum Vorrücken der schweren Aggregate im
wechselseitigen Pilgerschritt ausgenutzt werden sollte. Praktische Bedeutung hat
jedoch dieser Vorschlag nie erlangt, und es wurde auch in Zweifel gestellt, ob es
möglich sein würde, ihn im rauhen und staubigen Abbaubetrieb betriebssicher zu gestalten.
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Es ist auch bereits bekannt, je zwei Stahlkappen, die von je zwei
Stempeln unterstützt werden, zu einem sogenannten »Gespann« zusammenzufassen, in
welchem die wechselweise festzustellenden und zu lösenden Stempelpaare gegen den
Abbaustoß im Schreitrhythmus vorrückbar waren. Schließlich ist es auch bekannt,
zwei eine gemeinsame Kappe unterstützende und durch eine in Längsrichtung des Strebes
bewegbare Vorrichtung rückbare
Stempel an der Sohle durch Gleitschienen
miteinander zu verbinden.
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Die Erfindung betrifft ein Strebwanderausbaugespann aus zwei zu einem
Gelenkviereck miteinander verbundenen, wechselweise festzustellenden, zu lösenden
und gegen den Abbaustoß im Schreitrhythmus vorrückbaren Stempelpaaren mit je einer
Kappe und Gleitschiene und besteht im wesentlichen darin, daß innerhalb des Ausbaugespanns
an zwei diagonal gegenüberstehenden Stempeln eine Vorschubeinrichtung gelenkig angeschlossen
ist.
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Durch die Erfindung kann in dieser Weise ein schreitender Ausbau verhältnismäßig
einfacher Ausbildung und zuverlässiger Arbeitsweise geschaffen werden, welcher unter
anderem auch den Vorteil besitzt, daß nur eine Vorschubeinrichtung für zwei jeweils
benachbarte Stempelpaare angewendet zu werden braucht. Vorteilhaft besteht die Vorschubeinrichtung
aus einem an sich für das Vorrücken gekoppelter Ausbaueinheiten bereits verwendeten,
doppeltwirkenden Vorschubzylinder, der im Falle der Verwendung hydraulischer Stempel
in ebenfalls bekannter Weise an das hydraulische System der Stempel angeschlossen
ist.
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Bei dem Ausbaugespann nach der Erfindung wird vorteilhaft eine Ventilanordnung
für das hydraulische System verwendet, welche ein Lösen einer Ausbaueinheit nur
ermöglicht, wenn die andere Einheit unter einem bestimmten Druck steht. Zu diesem
Zweck kann das dem Ausbau zugeordnete hydraulische System mit einer Hauptventileinrichtung
ausgerüstet sein, die einerseits eine Flüssigkeitszufuhr zu den Stempeln einer Gruppe
oder Einheit und andererseits einen Rückfluß der Druckflüssigkeit aus der anderen
Gruppe ermöglicht, und umgekehrt. Eine weitere Ventileinrichtung kann in der Ausbildung
Verwendung finden, daß sie aus einer Stellung, die einen bestimmten Druck in der
Zuführungsleitung aufrechterhält und einen Rückfluß verhindert, in eine Stellung
bewegt werden kann, die einen derartigen Rttekfluß ermöglicht. Das Hauptventil kann
gleichzeitig den Zutritt der Druckflüssigkeit zu dem einen Ende eines Vorschubzylinders
freigeben, wenn die eine Stempelgruppe unter Druck gesetzt wird, sowie einen Rückfluß
vom anderen Ende des Vorschubzylinders ermöglichen, und umgekehrt. Hierbei sind
entsprechende Anordnungen getroffen, um die Wirkung des Hauptventils aus der Stellung,
in der ein bestimmter Druck in dem beaufschlagten System aufrechterhalten wird,
umzukehren.
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Wenn Stempel hydraulischer Bauart Anwendung finden und das Drucksystem
durch eine Ventilanordnung gemäß der Erfindung kontrolliert wird, kann die Zufuhr
der Druckflüssigkeit über eine Leitung die Möglichkeit geben, nahezu selbsttätig
eine Folge von Bewegungsvorgängen durchzuführen, mit denen der Ausbau Schritt für
Schritt vorgerückt wird.
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Wenn die Fördereinrichtung aus einem Förderband od. dgl. besteht,
welches längs der Abbaufront verlegt wird, kann die Fördereinrichtung mit fortschreitender
Abbaufront als Ganzes mit Hilfe einer Anzahl von Ausbaueinheiten vorgerückt werden,
die mit einer einzigen Ventilanordnung nach der Erfindung gesteuert werden, so daß
der gesamte Ausbau nur von einem einzigen Standort aus bedient werden kann.
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Ein Grubenausbau mit den einzelnen Merkmalen der vorliegenden Erfindung
wird an Hand der Zeichnungen beschrieben: Es zeigt Fig. i einen Grubenausbau nach
der Erfindung in Seitenansicht und teilweisem Schnitt, Fig. 2 in Draufsicht und
teilweisem Schnitt und Fig.3 eine teilweise schematische Darstellung des Drucksystems.
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Die in Fig. i und 2 dargestellte Ausbauanordnung besteht aus je einer
Gruppe von zwei hydraulischen Stempeln i i und i i a bzw. 12 und 12 a. Die Stempel
i i und i i a sind durch ein Rohrkreuz 13
starr miteinander verbunden, welches
zwischen zwei Rohrhülsen 14 und 14a angeordnet ist, die die eigentlichen Stempel
umgeben. In ähnlicher Weise sind die Stempel i2 und i2 a durch ein Rohrkreuz 15
zwischen den sie umgebenden Rohrhülsen 16 und 16a starr miteinander verbunden. Die
beiden Stempelgruppen sind miteinander durch beispielsweise vier Schenkel 17 gelenkig
miteinander verbunden, welche die entsprechenden Rohrhülsen 14 und 14a, 16 und 16a
umfassen. Die oberen Enden der Stempel sind durch Bolzen mit den Schaleisen 18 und
i9 (Kappen) verbunden, die nach Art von frei tragenden Tragarmen nach dem Abbaustoß
hin überstehen, um das Hangende über dem üblichen Fördermittel längs des Kohlenstoßes
zu sichern. Die unteren Enden der Stempel sind mit Schlitten 2o und 21 durch Bolzen
verbunden.
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Die vier Stempel besitzen im wesentlichen eine gleichartige Ausbildung.
Aus der Darstellung des Stempels 12 in Fig. i ist ersichtlich, daß dieser aus einem
rohrförmigen Außenstempel 22 besteht, in dem ein rohrförmiger Innenstempel 23 teleskopartig
beweglich ist. Der Außenstempel 22 ist am unteren Ende durch eine Platte 24 abgeschlossen.
An seinem unteren Ende ist der Innenstempel 23
bei 26 gegenüber dem Außenstempel
a2 abgedichtet. Eine Zufuhr von Druckflüssigkeit in den von den Rohren gebildeten
Druckraum bewirkt dabei ein Setzen des Stempels, und ein Einsinken wird durch die
Freigabe des Antritts von Druckflüssigkeit ermöglicht.
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Die diagonal gegenüberliegenden Rohrhülsen 16 und i4a sind jede mit
einem Paar von augenförmigen Ansätzen 27 versehen, und der Zylinder 28 eines Vorschubzylinders
ist durch einen Bolzen mit den Augen der Hülse 16 verbunden, während seine Kolbenstange
29 an die Augen der Hülse 14a durch einen entsprechenden Bolzen angeschlossen ist.
Wenn beispielsweise die obere Gruppe der in Fig. 2 dargestellten Stempel zwischen
dem Liegenden und Hangenden verspannt ist und die untere Gruppe gelöst ist, kann
durch einen Auszug des Vorschubzylinders erreicht werden, daß die Stempel 12 und
i2 a um die Stempel i i und i i a herumschwingen und so vorgerückt werden. Wenn
hierauf
die Stempel 12 und 12a verspannt und die Stempel i i und
i i a gelöst werden, kann durch ein Einziehen des Vorschubzylinders erreicht werden,
daß die Stempel i i und i i a um die Stempel 12 und 12a schwenken und damit eine
Vorschubbewegung ausführen.
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Der Ausbau kann vorzugsweise mit einem allgemein mit 3o bezeichneten
Ventilgehäuse ausgerüstet sein, über das die Reihenfolge der notwendigen Arbeitsvorgänge
zur Durchführung einer Anzahl von Vorschubbewegungen automatisch von einer einzigen,
ständig mit Druck beaufschlagten Leitung 31 durchgeführt werden kann. Diese Ventilanordnung
wird nachfolgend im einzelnen an Hand der Fig. 3 der Zeichnung beschrieben.
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Die Druckräume der Stempel i i und i i a stehen über eine Leitung
32 in Verbindung, an die eine gemeinsame Zufluß- und Abflußleitung 33 angeschlossen
ist. Die Druckräume der anderen beiden Stempel 12 und 12a sind durch eine Leitung
34 verbunden, in die eine gemeinsame Zufluß- und Rückflußleitung 35 einmündet. Ferner
führen zwei Leitungen 36 und 37 zu den gegenüberliegenden Enden des Vorschubzylinders
28. Durch eine Pumpe 39 wird Druckflüssigkeit aus einem Behälter 38 zu einem handbetätigten
Ventil 40 gedrückt, von dem die Flüssigkeit entweder durch eine Rückflußleitung
41 zum Behälter zurückfließt oder durch eine einzige Zuflußleitung 31 zu dem Ventilgehäuse
30 gelangt. Die Zuführungsleitung 31 mündet in eine Kammer 42, von der die
Druckflüssigkeit zu dem Hauptventil 43 des Systems gelangt. Das Hauptventil 43 ist
als Kolbenventil ausgebildet und bringt einerseits einen der Kanäle 44 und 45 mit
dem Zufluß des Druckmediums in Öffnungsverbindung, während es andererseits jeweils
den anderen der Kanäle 44 und 45 mit einer Rückflußleitung 46 verbindet, welche
zu dem Behälter 38 zurückführt. In der dargestellten Stellung kann die Druckflüssigkeit
aus der Kammer 42 in den Kanal 45 durch die Bohrung 47 und den Kanal 48 gelangen,
während der Kanal 44 mit der Rückflußleitung 46 über den Ringraum 49 in Verbindung
steht. Der Kanal 44 steht unmittelbar mit der Leitung 36, welche zu einem Ende des
Vorschubzylinders 28 führt, und über ein federbelastetes Rückschlagventil 5o mit
der Leitung 35 der Stempel 12 und 12 a in Verbindung. Der Kanal 45 führt in ähnlicher
Weise unmittelbar zu der Leitung 47 und dem entgegengesetzten Ende des Vorschubzylinders
sowie über ein federbelastetes Rückschlagv entil 51 zur Leitung 33 der Stempel i
i und i i a. Die Rückschlagventile 5o und 51 können durch auf den beiden gegenüberliegenden
Seiten eines Kolbens 54 angeordnete Vorsprünge 52 und 53 angehoben werden. Der Kolben
54 ist in einer Mittellage dargestellt, in der keiner dieser Vorsprünge auf sein
zugehöriges Ventil einwirkt, wobei angenommen ist, daß der Ausbau schon eine Zeit
steht und der Kolben 54 diese Mittellage infolge der Undichtigkeiten im Ventil 43
eingenommen hat. Sämtliche Stempel drücken gegen das Hangende und können, wenn es
notwendig ist, eine Gebirgslast von beispielsweise 50 t, für jedes Stempelpaar
gerechnet, aufnehmen, was die Grenze darstellt, die durch Überdruckventile 55 und
56 aufrechterhalten wird, die die Strömung von den Leitungen 33 und 35 zur Überflußleitung
46 kontrollieren. Dadurch, daß die beiden Überdruckventile 55 und 56 unter der Wirkung
einer gemeinsamen Feder 57 stehen, begrenzt das Überdruckventil jeden Systems, wenn
es allein arbeitet, die Gebirgslast für jede Stempelgruppe auf 5o t, während jede
Stempelgruppe 5o t aufnehmen kann, wenn beide Überdruckventile gleichzeitig arbeiten,
wie es nach einer gewissen Standdauer des Ausbaus eintreten kann, so daß hierbei
also der Ausbau eine Gesamtlast von ioo t aufzunehmen vermag.
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In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist es wünschenswert,
daß beim Lösen jeder Stempelgruppe jeder Stempel dieser Gruppe noch eine Last von
i t aufnimmt, die durch den Vorschubzylinder zu überwinden ist, wenn dieser eine
Vorrückbewegung ausführt. Zu diesem Zweck ist in den Leitungen 33 und 35 je ein
Rückschlagventil58 angeordnet, das eine Strömung von den Stempeln her verhindert,
und je ein Überdruckventil 59, das einen Überdruck nur gestattet, wenn der Druck
in der Leitung sich über einem Druck befindet, der einer Stempellast von i t entspricht.
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Wenn das Hauptventil 43 in seiner dargestellten Stellung steht, fließt
Druckflüssigkeit zu den Stempeln i i und 12 über das Rückschlagventil 51 und zu
dem unteren Ende des Vorschubkolbens durch die Leitung 37. Der Kolben 54 mit seinen
Ansätzen 52 und 53 wirkt, wie weiter unten ausgeführt, als Differentialkolben und
begrenzt die Setzlast der Stempel i i und i i a auf 5 t, wobei die Ansätze 52 und
53 jeder querschnittsmäßig ein Zehntel der Kolbenfläche des Kolbens 54 besitzen.
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Bei der Arbeit des Systems ist es notwendig, daß das Hauptventil 43
seine Wirkung umkehrt und aus seiner Endstellung so schnell wie möglich in die andere
Endstellung übergeht, wenn eine Stempelgruppe die Setzlast von 5 t erreicht hat
und die andere bis auf i t entlastet ist. Bevor die Arbeitsweise des Systems erläutert
wird, sei der Mechanismus, mit dessen Hilfe diese plötzliche Umkehr erreicht wird,
beschrieben.
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Das Ventil 43 weist eine Stange 6o auf, welche in die Kammer 42 hineinragt
und mit einem Längsschlitz 61 versehen ist, in den ein Bolzen 62 einer Lasche 63
eingreift. Letztere ist daher mit der Stange nach Art einer Schleppkupplung verbunden.
Das andere Ende der Lasche ist bei 64 mit einer Kippplatte 65 verbunden, welche
über einen Bolzen 66 an einem Arm 67 kippen kann. Die Platte 65 kann gegen den Widerstand
eines Federpaares abwärts schwingen, von denen eins bei 68 angedeutet ist und sich
von Ansätzen der Kippplatte zu einem weiteren Festarm 69 erstreckt. Wenn die Kippplatte
sich abwärts bewegt, bewegt sich das Widerlager der Federn mit der Platte durch
eine tote Mittelstellung, nach deren Überschreiten die Wirkung der Zugfeder 68 die
Platte 65 zu einer schnellen Bewegung zwingt, während der Stift 62
in
dem Schlitz 61 der Ventilstange 6o am unteren Ende des Schlitzes anschlägt und das
Ventil 43 in seine andere Endstellung bringt.
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Die Kippplatte 65 weist einen Schlitz 7o auf, in den ein Bolzen 71
einer Lasche 72 eingreift. Diese steht mit dem oberen Ende eines Plungers 73 in
Verbindung, der sich durch eine Stopfbüchse 74 in eine Kammer 75 erstreckt und dort
einen Kopf 76 aufweist, der durch eine Feder 77 belastet ist.
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Der Schlitz 70 in der Platte 65 ist im Verhältnis zu der Achse
des Plungers 73 derart angeordnet, daß er einen Schenkel eines Winkels mit dem Bolzen
71 am oberen Ende des Schlitzes bildet. Die Druckflüssigkeit in der Kammer 42 wirkt
auf das Ende des Plungers 73, und der Plunger wird gegen die Feder 77 abwärts bewegt,
wenn dieser Druck einen bestimmten Betrag erreicht. Hierbei bewirkt der Bolzen 71
ein Kippen der Platte 65 im Sinne des Uhrzeigers, so daß die Feder 68 durch den
obenerwähnten mittleren Totpunkt gedrückt wird. Es sei hervorgehoben, daß der Druck
in der Kammer, bei dem der Schaltmechanismus in dieser Weise die Stellung des Hauptventils
43 verändert, etwas oberhalb des Druckes liegt, bei dem die Stempel ihre Setzlast
von 5 t erhalten. Sobald die Federn 68 sich an einem Ende nach Überschreiten des
Totpunktes entspannen, verursacht die schnelle Bewegung der Kippplatte 65, daß die
Bolzenverbindung mit der Lasche 72 ihre Stellung am anderen Ende des Schlitzes
70 einnimmt, der dabei eine Bewegung ausführt, so daß er jetzt den anderen
Schenkel des erwähnten Winkels bildet. Der Bolzen greift jetzt in einen Ausschnitt
am anderen Ende ein, und die Platte 65 wird in ihrer neuen Stellung durch den Zug
der Feder 68 gehalten, nachdem diese den Totpunkt durchschritten hat. Die Federn
erstrecken sich jetzt von rechts oben nach links unten. Der Plunger 73 ragt jetzt
wieder soweit als möglich in die Kammer 42 hinein und kann wieder herabgedrückt
werden, wenn der Druck der Flüssigkeit wieder seine vorher bestimmte Höhe erreicht.
Wenn der Plunger 73 wieder herabgedrückt ist, kippt die Lasche 73 die Platte 65
im Gegensinn des Uhrzeigers um und bewirkt, daß die Feder 68 ihren Totpunkt durchschreitet,
so daß der Schaltmechanismus wieder die dargestellte Lage einnimmt.
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Die Folge der Arbeitsvorgänge, wie sie nachstehend während des Vorrückens
des Ausbaus beschrieben wird, geht davon aus, daß alle Teile sich in der in Fig.3
dargestellten Lage befinden. In diesen Stellungen sind sämtliche Stempel zwischen
Hangendem und Liegendem verspannt. Wenn die Druckflüssigkeit dem Kanal 45 und den
Leitungen 33 und 37 zugeführt wird, begegnet der Vorschubzylinder einem Widerstand,
und der Druck staut sich unter den Kolben 54 des Nebenventils. Der Kolben 54 wird
daher angehoben und öffnet das Ventil So, so daß die Stempel 12 und i2 a entlastet
werden, wobei die Leitung 35 mit der Rückflußleitung 46 in Verbindung gebracht wird.
Die Zufuhr von Druckflüssigkeit zum Vorschubzylinder bewirkt jetzt keine Bewegung
des Ausbaus, weil der Vorschubzylinder völlig eingeschoben ist. Infolgedessen wächst
der Druck in der Kammer 42, welche den Schaltmechanismus aufnimmt, und das Ventil
43 wird jetzt in seine untere Endstellung gebracht, in der der Kanal 44 mit der
Kammer 42 verbunden ist, während der Kanal 45 mit der Rückflußleitung 46 durch den
Ringraum 49 in Verbindung steht. Der Wechsel der Ventilstellung bringt auch die
Leitung am unteren Ende des Vorschubzylinders mit der Rückflußleitung 46 in Verbindung
und verbindet andererseits die Leitung 36 zum oberen Ende des Vorschubzylinders
mit der Kammer 42. Infolgedessen wird unmittelbar nach Erreichung der unteren Stellung
des Ventils 43 Druckflüssigkeit dem oberen Ende des Vorschubzylinders zugeführt,
der daher die entlasteten Stempel 12 und i2 a in die gestrichelt dargestellte Lage
bewegt. Gleichzeitig fließt Druckflüssigkeit durch die Leitung 35 zu den vorgerückten
Stempeln 12 und I2 C6, und sobald der Vorschubzylinder das Ende seines Arbeitshubes
erreicht hat, werden die Stempel 12 und i2 a unter Druck gesetzt, bis die Setzlast
von 5 t erreicht ist. Unmittelbar oberhalb dieses Druckes wird der Kolben 54 abwärts
bewegt, so daß sich das Ventil So schließt und das Ventil 51 geöffnet wird. Hierdurch
werden die Stempel i i und i i a entlastet, worauf der Druck in der Kammer 42 anwächst,
so daß der Schaltmechanismus das Ventil 43 in seine obere Stellung schaltet. Diese
Folge von Arbeitsvorgängen wird so lange fortgesetzt, wie Druckflüssigkeit dem Ventilsystem
durch die Leitung 31 zugeführt wird.
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Die Druckfolge kann wie folgt zusammengefaßt werden: Der Vorschubzylinder
bewegt die entlasteten Stempel, wenn diese eine Belastung von i t besitzen und die
anderen Stempel eine Last von 5 t aufnehmen. Die vom Vorschubzylinder bewegten Stempel
werden dann auf 5 t gespannt und die anderen Stempel durch Öffnen des entsprechenden
Rückschlagventils So oder 51 entlastet. Der Druck in der Steuerkammer steuert das
Ventil bei einem Druck etwas oberhalb des Setzdruckes von 5 t. Die hydraulisch verriegelten
Stempel werden bei So t Belastung einer Seite der Ausbaueinheit entlastet.
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Der für eine einzige Ausbaueinheit beschriebene Steuermechanismus
kann im Rahmen der Erfindung für das Vorrücken einer größeren Anzahl von derartigen
Einheiten benutzt werden, und diese Einheiten können in Abständen längs eines Fördermittels
angeordnet werden, damit der Förderer als Ganzes mit dem Vorrücken des Ausbaus verlegt
wird. Wenn auch in dem dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiel von den
Stempeln einer Gruppe erwähnt wurde, daß sie bis zu einem Hangenddruck von i t entlastet
werden, ist es auch möglich, die Stempel vollkommen vom Hangenden zu lösen, bevor
die Vorschubeinrichtung arbeitet. Auf jeden Fall verhindert die Nebenventilanordnung
mit dem Kolben 54 und den Rückschlagventilen So und 51 eine Lösung einer Stempelgruppe,
bevor nicht die andere Stempelgruppe eine bestimmte Belastung aufweist.
Wenn
es wünschenswert ist, können auch handbetätigte Einrichtungen vorgesehen sein, mit
deren Hilfe ein Ausbau nach Gutdünken entlastet werden kann. Beispielsweise können
die Leitungen 33 und 35 zwischen ihren entsprechenden Stempeln und Rückschlag- und
Entlastungsventilen 58 und 59 mit Hähnen versehen sein, die getrennt oder zusammen
bedient werden, um diese Leitungen mit dem Vorratsbehälter zu verbinden.