DE977123C

DE977123C - Gelenkverbindung fuer unter der Wirkung einer Spannvorrichtung verschwenkbare Kappen fuer den Grubenausbau

Info

Publication number: DE977123C
Application number: DEP5089A
Authority: DE
Inventors: Karl Gerlach
Original assignee: HANS GERLACH DR ING
Current assignee: HANS GERLACH DR ING
Priority date: 1948-07-30
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1965-03-11
Also published as: US2650475A

Description

CJWGBL S.175)

AUSGEGEBEN AM 1LMÄKZ1965

KLASSE 5 c GRUPPE INTERNAT. KLASSE E21d

p 508p VIb/seD

Karl Gerlach, Moers (Ndrh.) ist als Erfinder genannt worden

ist in Anspruch genommen

Es ist ein Grubenausbau für Abbaubetriebe aus Stempeln und Kappen bekannt, bei. dem die Kappen mit ihren aneinanderstoßenden Enden schwenkbar miteinander verbunden sind. Die einzelnen Kappen sind hierbei als kurze Profilstücke ausgebildet, welche zunächst frei tragend mit der vorhergehenden Kappe verbunden und bei fortschreitendem Abbau durch einen oder mehrere Stempel unterstützt werden. Da bei einem derartigen Grubenausbau die Kappen zunächst frei tragend eingebaut werden, werden ihre Gelenke, welche sie schwenkbar miteinander verbinden, sehr großen Beanspruchungen durch den Gebirgsdruck ausgesetzt, welcher an dem langen Hebelarm der frei tragenden Kappe wirkt. Es ist hierbei bekannt, die Verschwenkung der Kappen mit Hilfe einer Spannvorrichtung vorzunehmen, welche die Kappen in die gewünschte Schwenklage bringt und in dieser festhält, bis sie beim Rauben des Grubenausbaus wieder gelöst wird.

Bei bekannten Grubenausbauformen dieser Art war man bestrebt, die Spannvorrichtung mit ihren Widerlagern in möglichst großer Entfernung von den Gelenkbolzen anzuordnen, um für die Beanspruchungen des Gelenks und der Spannvorrichtung günstige Hebelverhältnisse zu schaffen. Hiermit war jedoch der Nachteil verbunden, daß die Kappen beim Einbau nicht mehr über dem Gelenkbolzen eingeschwenkt werden konnten, weil der Abstand zwischen Gelenk und den Widerlagern der Spannvorrichtung, in der Längsachse der Kappenprofile gemessen, zu groß war. Man mußte daher

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besondere Hilfsgelenkachsen vorsehen, um die die Kappe beim Einbau geschwenkt wurde. Abgesehen von diesen Nachteilen mußte man trotz der Wahl eines großen Abstandes zwischen Gelenkbolzen und Widerlagern der Spannvorrichtung das Profil der Kappen im Bereich des Gelenkes auf der Oberseite und Unterseite verstärken. Durch die damit verbundene Erhöhung des Profilquerschnittes im Bereich der Gelenke trat der weitere Nachteil ein, daß ίο die Kappen nicht mehr über ihre Gesamtlänge bündig und tragend an dem Hangenden zur Anlage gebracht werden konnten.

Es ist ferner ein Grubenausbau bekannt, bei dem die Schwenkkappen an einem Ende jeweils mit.besonderen Gabelstücken versehen waren, welche jeweils zwei übereinanderliegende Schlitze aufwiesen, von denen der untere der Aufnahme eines Querkeiles als Spannvorrichtung für die Verschwenkung der in der Gabelwange mittels eines Gelenkbolzens ao schwenkbar angeordneten Nachbarkappe diente. Das Gabelstück war hierbei kraftschlüssig mit dem unteren Flansch der Kappe, auch die untere Seite des Kappenprofils umfassend!, verbunden. Nachteilig war bei diesem bekannten Grubenausbau, daß in as den Durchbrechungen des Gabelstückes keine vollen Anlageflächen für den die Spannvorrichtung bildenden Querkeil vorhanden waren und außerdem der Abstand zwischen Gelenkbolzen und Querkeil, also der für die Kraftübertragung in Betracht kommende Hebelarm, verhältnismäßig gering war. Die Anwendung zweier Schlitze übereinander ermöglichte zwar eine Wendung der bekannten Kappe umi8o°, hatte jedoch eine beiderseitige Überhöhung der Kappe im Bereich des Gelenkes·, welche eine bündige und tragende Anlage am Hangenden, über die Gesamtlänge der Kappe unmöglich machte und ein Setzen des zugehörigen Stempels möglichst naham Gelenkpunkt behinderte.

Die Erfindung betrifft- eine Gelenkverbindung für unter der Wirkung einer Spannvorrichtung verschwenkbare Kappen und hat sich zum Ziel gesetzt, alle Nachteile der bekannten Bauformen dieser Art zu beseitigen.

Erfindungsgemäß wird dies im wesentlichen dadurch erreicht, daß als Widerlager für die Spannvorrichtung aus dem Profil der Kappen herausragende, quer zur Profilachse der Kappen verlaufende Ansätze dienen, die fest an ihrer Unterseite angeordnet sind. Hierdurch wird es ermöglicht, die Hebelarme gegenüber den wirksamen Kräften möglichst groß zu halten und gleichzeitig auch den unterhalb des Profils der Kappen liegenden Teil des Gelenkes in seinen Abmessungen verhältnismäßig klein auszubilden, so daß der unterstützende Stempel dicht neben dem Gelenkpunkt zum Einbau gebracht werden kann. Darüber hinaus ist es möglich, den Gelenkbolzen, die Widerlager und die Spannvorrichtung so kräftig auszubilden, wie es die Beanspruchungen erfordern, da man in der Bemessung dieser Teile durch die nach der Erfindung vorgeschlagene Ausbildung weitgehende Freiheit erlangt. Eine bündige und tragende Anlage an das Hangende an der Kappenoberseite ist ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird der Anzug der vorzugsweise als Querkeil ausgebildeten Spannvorrichtung in Richtung der Längsachsen der Kappenprofile angeordnet, wodurch es ermöglicht wird, die Raumbeansprachung für die Anordnung der Widerlager der Spannvorrichtung möglichst klein zu halten. Das Gelenk mit den Widerlagern der Spannvorrichtung ist erfindungsgemäß etwa nach Art einer Kneifzange ausgebildet.

Darüber hinaus ist es nach dem Vorschlag der Erfindung vorteilhaft, die Gelenke der Kappen derart auszubilden, daß die Widerlager der Spannvorrichtung mit vollen Querschnittsflächen ausgestattet sind, so daß der Querkeil nicht auf Biegung beanspracht wird. Fernerhin ist es gemäß der Erfindung vorteilhaft, die Spannvorrichtung mit ihren Widerlagern so weit außerhalb des Profilquerschnittes anzuordnen, daß den Kappen eine Schwenkungsmöglichkeit von mindestens 90⁰ um den Gelenk- bolzen ermöglicht wird. Die Anlageflächen des Querkeiles und seiner Widerlager sind erfindungsgemäß ballig oder kugelförmig ausgebildet, um eine satte Anlage des Querkeiles in jeder Winkelstellung der Kappen zu gewährleisten. Diese Ausbildung bewirkt gleichzeitig eine Sicherung des Querkeiles gegen Herausfallen.

Gemäß der Erfindung ist es auch möglich, den Querkeil in seiner Form und seinen Abmessungen derart auszubilden, daß er als Sicherheits- bzw. Verformungselement gegen Überbeanspruchungen der Schaleisen wirkt, oder es kann ein besonderes plastisches oder elastisches Verformungselement im Bereich der Widerlager der Spannvorrichtung angeordnet sein.

Ein weiterer wesentlicher Vorschlag der Erfindung ist noch darauf gerichtet, auch der besonderen Art und Verteilung der Beanspruchungen, welchen die Profile der Schaleisen bei einem Grubenausbau für Abbaubetriebe, wie er der Erfindung zugrunde liegt, ausgesetzt sind, in weitgehendem Maße Rechnung zu tragen. Der grundsätzliche Vorschlag der Erfindung besteht hierbei darin, die Schaleisen annähernd als Körper gleicher Festigkeit auszubilden. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß das Widerlager an dem dem Bruch bzw. Versatz zugekehrten Ende als eine Verstärkung des Profilquerschnittes im Bereich der höchsten Biegungsmomerite der Schaleisenprofile ausgebildet ist. Diese Verstärkung geht allmählich in den normalen Profilquerschnitt der Schaleisen über. Nach dem Vorschlag der Erfindung kann fernerhin das Schaleisen mit Gelenk und Widerlagern als einheitliches Formstück hergestellt sein, welches durch Pressen, Schmieden oder Gießen hergestellt ist und bei- iao spielsweise vorteilhaft auch aus Aluminium oder einer entsprechenden Leichtmetall-Legierung bestehen kann. Andererseits sind auch Ausführungsformen der Erfindung möglich, bei denen die Bauart durch Zusammenschweißen von Einzelteilen hergestellt wird.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten eines Grubenausbaues nach der Erfindung sind aus dar Zeichnung ersichtlich, in welcher die Erfindung beispielsweise veranschaulicht ist. Es zeigt
Fig. r eine Schaleisenverbindung für den Grubenausbau nach der Erfindung in Seitenansicht,
Fig. 2 in Draufsicht, während in
Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht ist;

ίο Fig. 4 zeigt einen Grubenausbau mit zwei Stempeln und drei Schaleisen.

Nach Fig. ι und 2 sind die Schaleisen ι und 2 um den Gelenkbolzen 3 schwenkbar miteinander verbunden und stehen unter der Wirkung einer

x5 als Querkeil ausgebildeten Spannvorrichtung 4.

Das Ende des Schaleisens 2 umgreift dabei das Ende des Schaleisens 1 nach Art einer Gabel 5 (Fig. 2).

Die Fig. 1 läßt erkennen, daß der Querkeil 4 mit

ao seinen Widerlagern 6 am Ende des Schaleisens 1 und 7 am Ende des Schaleisens 2 außerhalb des Profilquerschnittes der Schaleisen 1 und 2 und unterhalb des Gelenkbolzens 3 angeordnet ist. Die Anlageflächen zwischen dem Querkeil 4 und den Widerlagern 6 und 7 sind dabei ballig ausgebildet, so daß der Querkeil 4 an den Widerlagern 6 und 7 stets eine satte Anlage findet, auch wenn sich das Schaleisen 2 in verschiedenen Winkelstellungen zum Schaleisen 1 befindet. Gleichzeitig wird hierdurch der Querkeil 4 gegen Herausfallen gesichert. Die Oberseite der Schaleisen 1 und 2 ist dagegen fortlaufend und in einer Ebene liegend ausgebildet.

Die Widerlager 6, 7 und der Keil 4 sind so weit außerhalb des Profilquerschnittes der Schaleisen 1 und 2 angeordnet, daß die Schaleisen 1 und 2 um den Gelenkbolzen 3 um mindestens 90⁰ gegeneinander schwenken können. Beim Einbau kann also beispielsweise das Schaleisen 2 zunächst in senkrechter Stellung an das Schaleisen 1 durch die Einführung des Bolzens 3 eingehängt werden, dann in die horizontale Lage heraufgeschwenkt werden und schließlich in der gewünschten Stellung durch das Eintreiben des Querkeiles 4 festgehalten werden. Der Querkeil 4 wirkt mit seinem Keilanzug in Richtung der Längsachsen der Schaleisen 1 und 2 und findet auch am Widerlager 7 außerhalb der Gabel 5 satte und fortlaufende Anlageflächen, so daß er gegen seine Längsachse nicht auf Biegung beansprucht wird. Im gesamten ist die Gelenkverbindung eines Grubenausbaues nach der Erfindung nach Art einer Kneifzange ausgebildet, und der Querkeil kann so ausgebildet werden, daß er als Sicherheitselement bzw. Verformungselement wirkt, d. h. also, er kann so bemessen werden, daß er unter den Beanspruchungen des Gebirgsdruckes bereits verformt wird, bevor die Schaleisen 1 und 2 über die Tragfähigkeit ihrer Profilquerschnitte beansprucht werden. Zu diesem Zweck kann dem Querkeil 4, wie aus Fig. 3 ersichtlich, auch eine vorgewölbte Form gegeben werden. Auf der anderen Seite ist es auch möglich, im Bereich der Widerlager 6 und 7 ein besonderes plastisches oder elastisches Verformungselement einzuschalten.

Im gesamten zeigt die zeichnerische Darstellung besonders in Fig. 4, daß bei einem Grubenausbau nach der Erfindung die Gelenkverbindung der Schaleisen nicht nur gegenüber den Beanspruchungen mit günstigen Hebelarmen und kräftigen Einzelteilen ausgebildet sein kann, sondern auch eine besonders gedrungene Bauart aufweist, so daß der unterstützende Stempel 9 für das frei tragende Schaleisen 2 in unmittelbarer Nähe des Gelenkbolzens 3 angeordnet werden kann. Da jedoch die .,,. Biegungsmomente in der Nähe der Unterstützung durch diesen Stempel besonders groß sind, besteht ein weiterer wichtiger Vorschlag der Erfindung darin, daß das Widerlager 7 an dem dem Bruch bzw. Versatz zugekehrten Ende der Schaleisen in, eine Verstärkung 8 des Profilquerschnittes der Sahaleisen übergeht, welche das Schaleisen in der Nähe der Stempelunterstützung gegen die auftretenden .Kräfte wesentlich verstärkt. Die Verstärkung 8 geht allmählich in den normalen Profil-1 , querschnitt über. In dieser Weise ist es nach der Erfindung möglich, die Schaleisen gegenüber den auftretenden Beanspruchungen annähernd als Körper gleicher Festigkeit auszubilden. Es ist auch möglich, das die größte Beanspruchung erfahrende Schaleisen 1 (Fig. 4) mit einer zusätzlichen Versteifung 10 zu versehen, die strichpunktiert darge- go stellt ist.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, bestehen die Schaleisen mit Gelenk- und Widerlagern zweckmäßig aus einem einheitlichen Formstück, das durch Schmieden, Pressen oder Gießen, insbesondere auch in Leichtmetall hergestellt werden kann, es ist aber auch eine Schweißkonstruktion möglich.

Fernerhin hat der Vorschlag der Erfindung, den Querschnitt der Schaleisen im Bereich der größten Biegungsmomente durch eine besondere Materialanhäufung an der Unterseite der Schaleisen besonders zu verstärken und die Schaleisen annähernd als Körper gleicher Festigkeit auszubilden, für sich selbständige Bedeutung und kann auch unabhängig von der der Erfindung zugrunde liegenden; Ausbildung der Gelenkverbindung, insbesondere bei allen Grubenausbauformen Verwendung finden, bei denen ein zunächst frei tragend eingebautes Schaleisen einseitig durch einen Stempel unterstützt wird. *

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Gelenkverbindung für unter der Wirkung einer Spannvorrichtung verschwenkbare Kappen im Grubenausbau, dadurch gekennzeichnet, daß als Widerlager für die Spannvorrichtung aus dem Profil der Schaleisen herausragende, quer zur Profilachse der Schaleisen verlaufende Ansätze dienen, die fest an ihrer Unterseite angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anzug der vorzugsweise als Querkeil ausgebildeten Spannvorrichtung in Richtung der Längsachsen der Schal- ias eisenprofile angeordnet ist.

3· Vorrichtung nach den Ansprächen ι und 2, ,'■ dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenk mit den Widerlagern der Spannvorrichtung nach Art einer Kneifzange ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, daß die Widerlager ·· mit in ihrer Breite durchgehenden Anlageflächen für die Spannvorrichtung ausgestattet sind.

ίο.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung mit ihren Widerlagern so weit außerhalb des Profilquerschnittes angeordnet ist, daß den Kappen eine Schwenkungsmöglichkeit von mindestens 90⁰ um den Gelenkbolzen ermöglicht wird.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Querkeil mit balligen oder kugelförmigen Flächen am ent-

ao; sprechenden Gegenflächen seiner Widerlager anliegt. ■

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Querkeil als Verformungselement gegen Überbeanspruchung der Kappen ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, gekennzeichnet durch die zusätzliche Anordl·- nung eines besonderen plastischen oder elastischen Verformungselementes im Bereich der Widerlager der Spannvorrichtung.

9. Vorrichtung nach den Ansprächen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager an dem dem Bruch bzw. Versatz zugekehrten Ende als eine Verstärkung des Profilquerschnittes im Bereich der höchsten Biegungsmomente der Kappenprofile ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach den Ansprächen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappen vollständig oder annähernd als Körper gleicher Festigkeit vorzugsweise mit Widerlagern und Profilverstärkungen als einheitliche Formstücke oder als Schweißkonstruktion ausgeführt sind.

11. Vorrichtung nach den Ansprächen I bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Verstärkungen (10) zwischen die Widerlager der am höchsten beanspruchten Kappe (1, Fig. 4) einfügbar sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen