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Verfahren zum Verspannen eines gesetzten Ausbaugliedes und Ausbildung
des Ausbaugliedes Es sind Ausbauglieder, z. B. Stempel, bekannt, in deren Längsachse
zwischen relativ verschieblichen Teilen ein elastisch zusammendrückbares Element,
z. B. eine Feder, angeordnet ist. Der Stempel besteht im übrigen aus zwei durch
ein an sich bekanntes Schloß miteinander gekuppelten Teilen. Die Feder dient zur
Aufnahme, d. h. zum Abfangen des Gebirgsdruckes, während das Schloß in erster Linie
zum Rauben des Stempels dient. Zum Schutze der Feder wird der Einsinkweg des Stempelkopfes
durch an diesem vorgesehene Anschläge begrenzt. Bei einem anderen Vorschlag, bei
welchem zwei am Kopf- und Fußende durch Querstücke zu einem Rahmen verbundene Stempel
verwendet «erden und dieser Rahmen jeweils als Einheit dem Abbaufortschritt folgend
versetzt wird, hat man zur Erleichterung des Verlegens der Rahmen in den Stempelfüßen
auf Druckfedern gelagerte Rollen vorgesehen. Im gespannten Zustand der Rahmen, d.
h., während der Aufnahme des Gebirgsdruckes sind die Laufrollen unter Zusammenpressung
der Federn in die Stempelfüße hineingedrückt. Nach dem Lösen der Stempelschlösser
und der dabei erfolgenden Verkürzung der Stempellänge treten die Rollen aus den
Stempelfüßen hervor und
ermöglichen ein leichteres Verschieben der
Rahmen. Das Verschieben der Rahmen kann von Hand oder mittels Rückvorrichtungen
erfolgen.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und vorteilhaftes
Verfahren zum Verspannen eines gesetzten Ausbaugliedes, z. B. Stempels, zwischen
Hangendem und Liegendem eines unterirdischen Grubenraumes zu schaffen sowie zur
Durchführung eines solchen Verfahrens besonders geeignete Ausbauglieder anzugeben,
um eine gute Vorspannung oder Endverspannung der Ausbauglieder zu ermöglichen. Dabei
kann es sich sowohl um von Hand zu setzende Ausbauglieder als auch um solche handeln,
die für den mechanisierten Strebausbau dienen. Besonders wichtig ist die Lösung
dieser Aufgabe auch bei Ausbaugliedern, die nach dem »Schreitrhythmus« versetzt
werden und bei versatzseitigen Ausbauelementen. Das Setzen von Ausbaugliedern mit
Vorspannung ist an sich bekannt. Zur Erzielung der Vorspannung wird jedoch eine
besondere hydraulisch oder mechanisch betätigte Setzvorrichtung verwendet, die an
das Stempelschloß angesetzt oder in anderer Weise in den Stempel eingebaut wird
und bei ihrer Betätigung den Innen- oder Außenstempel gegen das Hangende bzw. eine
zwischengeschaltete Kappe anpreßt, bevor das Stempelschloß endgültig verspannt wird.
Die bei den eingangs beschriebenen Ausbaugliedern verwendeten Druckfedern sind zur
Erzielung einer Vorspannung nicht geeignet und dienen im übrigen zur Lösung anderer
Aufgaben.
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Die Erfindung geht zur Lösung der gestellten Aufgabe nun von einer
Grundbauart eines Ausbaugliedes aus, z. B. eines Stempels, bei welchem zwischen
den in Stempellängsachse relativ verschieblich zueinander angeordneten Stempelteilen
ein die Stempelenden ständig gegen das Hangende und das Liegende andrückendes, elastisch
zusammendrückbares Element, z. B. eine Feder, angeordnet ist. Das Verfahren nach
der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß das Verspannen durch Auslösung einer
in dem Ausbauglied angeordneten Verriegelung erfolgt, durch die das Federelement
in der gespannten Stellung festgestellt worden ist. Es wird mithin allein durch
das Entriegeln einer zuvor in gespanntem Zustand gehaltenen Feder der Oberstempel
gegen das Hangende oder eine Kappe angepreßt. Hierdurch wird sofort die volle Federkraft
zur Erzielung der Vorspannung oder Endverspannung wirksam. Das Ausbauglied steht
fest und ist sofort für die Druckaufnahme geeignet. Zusätzliche Hilfsmittel, wie
z. B. hydraulische oder mechanisch betätigte Setzvorrichtungen, sind nicht erforderlich.
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In weiterer Ausbildung des Verfahrens nach der Erfindung soll auch
das Setzen und Rauben eines durch ein Schloß gekuppelten zweiteiligen Stempels,
in den eine verriegelbare Feder eingebaut ist, über diese Feder erfolgen, während
das Stempelschloß nur zur Einstellung der Stempellänge und als Überlastungsschutz
dient. Man kann hierbei nicht nur nach dem Setzen des Stempels die erforderliche
Verspannung mit Hilfe der Feder herbeiführen, sondern es ist auch mit Hilfe der
Verriegelung die Feder leicht zu spannen, wodurch der Stempel drucklos gemacht werden
kann. Nach dem Spannen der Feder kann auch noch das Stempelschloß gelöst werden,
welches vor dem nächsten Einbau des Stempels nachEinstellung einer bestimmten Stempellänge
wieder zu spannen ist. Da nunmehr der in die vorbestimmte Stellung gebrachte Stempel
nur durch Auslösung der Federverriegelung zwischen Hangendem und Liegendem verspannt
wird, ergibt sich eine wesentliche Erleichterung bei diesen Arbeiten.
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Das Verfahren nach der Erfindung kann in gleicher Weise beim Setzen
von Kästen, Pfeilern oder Rahmen angewendet werden. Letztere sollen zweckmäßig aus
zwei längenveränderlichen Grubenstempeln gebildet werden, die am Fuß- und Kopfende
durch eine Kappe und ein Sohlstück verbunden sind.
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Das Ausbauglied kann derart ausgebildet sein, daß das Verriegeln bzw.
Feststellen der Feder erfolgt, nachdem sie unter dem Gebirgsdruck bis in ihre Endstellung
zusammengedrückt ist. Eine zweckmäßigere Ausführungsform besteht jedoch darin, daß
die Verriegelungselemente gleichzeitig als Spannmittel ausgebildet sind. Eine einfache
bauliche Lösung ergibt sich dadurch, daß die die Feder zwischen sich erfassenden
Teile des..Ausbaugliedes durch die Verriegelungs- bzw. Spannelemente gekuppelt sind.
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Bei der Verwendung der gemäß der Erfindung ausgebildeten Ausbauglieder
beim mechanisierten Strebausbau, wobei das Verlegen der Ausbauglieder durch ein
Gewinnungsgerät oder eine Rückmaschine erfolgt, wird in weiterer Ausgestaltung der
Erfindung das Spannen der Feder und das Betätigen der Verriegelungselemente von
dem Gewinnungsgerät oder vorzugsweise von der Rückmaschine selbst aus, und zwar
z. B. durch Exzenter und/oder Hebelübertragungen, durchgeführt. Die zum Spannen
der Feder notwendige Kraft kann hierbei durch Hebelübersetzung, bezogen auf den
Angriffspunkt der Spannvorrichtung, herabgemindert werden. Es wird bemerkt, daß
auch bei einfachen Ausbaugliedern das Spannen der Feder sowie das Betätigen der
Verriegelungselemente maschinell erfolgen kann.
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In der Zeichnung ist die Erfindung an verschiebenen Ausführungsbeispielen
dargestellt.
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Fig. i, 2 und 3 zeigen im Aufriß, Längsschnitt und Querschnitt einen
Grubenstempel; Fig. q. ist ein Aufriß eines Ausbaurahmens; Fig. 5 und 6 zeigen den
Stempelschuh im Querschnitt; Fig. 7 zeigt eine andere Ausführungsform eines Ausbaurahmens;
Fig. 8 und g zeigen Unterteile im Querschnitt.
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Der in den Fig. i bis 3 gezeigte Stempel besteht aus dem Unterstempel
i mit einem Schloß 2 und dem Oberstempel 3. Der Oberstempel besitzt einen Zusatzkopf
oder -schuh q. mit der Kopfplatte 5, der Druckfeder 6, dem Keil ? (ohne Selbsthemmung)
und dem Sicherungskeil 8 (mit Selbsthemmung), der, um das Herausfliegen des Keiles
zu verhindern, an seinem verjüngten Ende eine Nase g besitzt. Ein solcher Stempel
wird nach bekannter Art, z. B. mittels durchgesteckter Keile oder Setzspindel, gesetzt,
wobei die Keile 7 und 8 gelöst sind. Beim Absenken des Hangenden wird die Feder
6 zusammengedrückt, wobei eine Deformierung derselben dadurch verhindert wird, daß
sich der Stempelschuh 4 auf den Bund io setzt. Bevor beim
nächsten
Umsetzen des Stempels das Schloß 2 gelöst wird, werden die Keile 7 und 8 festgetrieben.
Dadurch wird die durch den Gebirgsdruck erzeugte Federspannung aufgespeichert. Nachdem
nun der Stempel umgesetzt und auf normale Weise wieder verspannt ist, werden die
Keile 7 und 8 gelöst. Hierbei erhält der verriegelte Stempel durch die frei werdende
Spannkraft der Feder eine zusätzliche Vorspannung oder Endverspannung.
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Der in den Fig. q. bis 6 gezeigte Ausbaurahmen besteht aus zwei Grubenstempeln
mit denU nterstempeln i und i' nebst Schlössern 2 und 2', den Oberstempeln 3 und
3' nebst Kopfplatten 5 und 5', der Kappe ii und den Stempelschuhen q. und q' sowie
dem Sohlstück i2, durch das die beiden Unterstempel i und i' miteinander verbunden
sind. Zwischen dem Unterstempel i und dem Stempelschuh q. ist die Druckfeder 6 zwischengeschaltet.
Nachdem der Ausbaurahmen durch die Ausbaurückvorrichtung 13 verschoben ist, drückt
die Kolbenstange 14 des Andrückzylinders 15 die Kappe i i gegen das Hangende. Sobald
diese hier ihr Widerlager gefunden hat, geht der federnd aufgehängte Zylinder 15
nach unten und drückt zunächst den Hebel 16 in Richtung des Pfeiles X abwärts. Dadurch
werden über die Gestänge 17 und 17' und die Hebel 18 und 18' mittels der Hebel oder
Exzenter i9 die Druckfedern 6 zusammengedrückt. Liegt der Hebel 18 mit dem Sohlstück
12 in gleicher Höhe (vgl. Fig. q.), dann werden die beiden Unterstempel i und i'
vermittels des Sohl-Stückes 12 auf die zusammengedrückten Federn 6 gepreßt und damit
die beiden Stempelschuhe q. und q.' auf das Liegende gedrückt. Die Stempelschlösser
2 und 2' werden nun verriegelt. Bei Entlüftung des Andrückzylinders 15 geht der
Hebel 16 in seine ursprüngliche Lage (gestrichelt gezeichnet) zurück. Hierbei erhalten
die verriegelten Stempel durch die frei werdende Spannkraft der Federn 6 eine zusätzliche
Vorspannung oder Endverspannung. Der Exzenter oder Hebel i9 ist durch den Keil 2o
an der Achse 21 befestigt, die in dem Schuh q. drehbar verlagert ist. Im Unterstempel
befinden sich die Schlitzlöcher 22, die eine dem Federweg entsprechende sehr geringe
Länge haben. Der Stempelschuh q. hat eine Ausnehmung 23, in der das Sohlstück 12
geführt wird.
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Der Ausbaurahmen nach den Fig. 7 bis 9 besteht aus zwei Grubenstempeln
mit den Unterstempeln i und i' nebst Schlössern 2 und 2', den Oberstempeln 3 und
3' nebst Kopfplatten 5 und 5', der Kappe ii und den Stempelschuhen q. und .4' sowie
dem Sohlstück 12, durch das in diesem Falle die beiden Stempelschuhe 4. und q.'
miteinander verbunden sind. Zwischen dem Unterstempel i und dem Stempelschuh q.
ist die Druckfeder 6 zwischengeschaltet, die in diesem Falle einen größeren Federweg
haben muß, damit sie außer ihrer Funktion der Vorspannung und Endverspannung gewisse
Unterschiede in der Flözmächtigkeit ausgleichen kann. Beim Verschieben des Ausbaurahmens
durch die Ausbaurückvorrichtung 13 stößt das Verschiebeglied 24 in Pfeilrichtung
X gegen den Anschlag 25, der über das Gestänge 17 und die Hebel 18 und 18' die Exzenter
ig betätigt. Hierbei werden zunächst die Druckfedern 6 zusammengedrückt und die
beiden Stempel nur so weit entspannt, bis das Verschiebeglied 2¢ den Ausbaurahmen
zu verschieben in der Lage ist. Ist der Rahmen verschoben, dann geht das Verschiebeglied
2.4 in seine Ausgangsstellung zurück. Hierbei erhalten die verriegelten Stempel
durch die frei werdende Spannkraft der Federn ihre Vorspannung und Endverspannung.
Zu erwähnen ist noch, daß die Kappe ii und das Sohlstück 12 geteilt sind, um eine
Anpassung an welliges Hangendes bzw. Liegendes zu erreichen. Durch die Arretierungen
26 wird die Durchknickung nach unten bzw. oben begrenzt. Bei diesem Ausführungsbeispiel
werden die Stempelschlösser beim normalen Betriebsablauf in der Förderschicht nicht
geöffnet und geschlossen, sondern dienen nur als Überlastungsschutz, falls die maximale
Druckbelastung der Federn überschritten wird. Da die Kappe durch die Federn dauernd
mit einer gewissen Kraft Anschluß am Hangenden behält, ist eine Andruckvorrichtung
für den normalen Betrieb nicht nötig. Der Exzenter oder Hebel ig ist durch den Keil
2o an der Achse 21 befestigt, die in dem Schuh q. drehbar verlagert ist. Im Unterstempel
befinden sich die Schlitzlöcher 22, die eine dein hierbei größeren Federweg entsprechende
Länge haben. Zur Verminderung der Reibung wälzt sich der Exzenter i9 an der Rolle
27 ab, die drehbar auf der Achse 28 im Unterstempel i gelagert ist.
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Bei der Verwendung von Druckfedern zum Vorspannen und; oder Endverspannen
ist es nicht nötig, ein Ausbauglied mit einem Bügelkopf zu verwenden. Man kann vielmehr
Kappe und Gabelkopf z. B. durch ein Bolzengelenk verbinden, da das in dem Gelenk
enthaltene Spiel durch die Federn ausgeglichen wird, so daß die V orspannung immer
aufrechterhalten bleibt. Damit kann die Kappe am Hangenden anliegen (Fig. q. und
7), was bei gebrächem Hangenden wünschenswert erscheint.
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Bei den Ausführungsformen nach Fig. i bis 3 und 4. bis 6 muß die Federkraft
geringer sein als die Last, bei der der Stempel einzusinken beginnt, da sonst der
Stempel unter der Federkraft nachgeben würde. Um derartige Federn gemäß Ausführungsbeispiel
nach Fig. q. bis 6 mechanisch mit geringerer Kraft zusammendrücken zu können, wird
in der Hebelübertragung 16-17-i8 eine Übersetzung eingeschaltet.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 bis 9, bei der im normalen Betrieb
die Federn an Stelle der Schlösser den Gebirgsdruck aufnehmen, wird man Federn mit
einer hohen Federkraft verwenden. Da der versatzseitige Stempel meist eine größere
Last aufzunehmen hat als der am Kohlenstoß, wird man zwei verschieden starke Stempel
mit Federn von verschiedener Federkraft einsetzen (vgl. Fig. 7).
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Überhaupt wird es möglich sein, durch den Einsatz verschieden starker
Ausbauelemente und Federn mit verschiedener Federkraft, die auswechelbar sein können,
sich verschiedenen Gebirgsverhältnissen elastisch anzupassen.