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Ausbaugestell für einen schreitenden Grubenausbau Die Erfindung bezieht
sich auf ein Ausbaugestell für einen schreitenden Grubenausbau, insbesondere Strebausbau,
das im wesentlichen aus zwei Ausbaueinheiten besteht, die mit Hilfe einer druckmittelbetätigten
Hubvorrichtung schrittweise gegeneinander verschiebbar sind.
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Im Zusammenhang mit der zunehmenden Mechanisierung der Abbauverfahren
im Bergbau unter Tage hat auch der sogenannte wandernde Grubenausbau ständig an
Bedeutung gewonnen. Bei diesem wandernden Grubenausbau handelt es sich vielfach
um Ausbaugestelle, die im wesentlichen aus einzelnen Ausbaurahmen gebildet werden,
wobei die Rahmen aus druckmittelbetriebenen Grubenstempeln und entsprechenden Fuß-
und Kopfplatten zusammengesetzt sind. Hierbei ist es bekannt, zwei oder mehr Rahmen
zu einem Ausbaugestell derart zusammenzufassen, daß der eine Rahmen oder die eine
Gruppe von Rahmen gegenüber der entsprechenden anderen Gruppe von Rahmen in der
Abbaurichtung mit Hilfe von Zugvorrichtungen oder Hubzylindern um eine bestimmte
Strecke, die Schrittlänge, verschoben werden kann.
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Bei der Anwendung von Hubzylindern geht man im allgemeinen so vor,
daß, nachdem der Förderer um den Abbauschritt an den Kohlenstoß nachgerückt worden
ist, der vordere Ausbaurahmen entlastet und ebenfalls um den Abbauschritt vorgerückt
wird, um dann wieder belastet zu werden, worauf der hintere Ausbaurahmen nachgerückt
und anschließend belastet wird. Der Hubzylinder liegt bei diesen bekannten Ausbaugestellen
im allgemeinen wenig oberhalb der Strebsohle und ist mit den Fußplatten oder Fußgestellen
der beiden Ausbaurahmen verbunden.
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Diese Anordnung bringt, wie sich inzwischen herausgestellt hat, verschiedene
Nachteile mit sich. Da es erwünscht ist, daß das Nachrücken des Ausbaurahmens in
einem einzigen Schritt erfolgt, muß der Hubzylinder in seiner Hublänge mit der Schrittlänge
übereinstimmen, was unter Umständen zu einem verhältnismäßig langen Zylinder führt.
Weiterhin ist der empfindliche Hubzylinder, der im allgemeinen völlig ungeschützt
wenig oberhalb der Strebsohle zwischen den beiden Ausbaurahmen liegt, in starkem
Maße der Verschmutzung und Beschädigungen ausgesetzt. Es konnte festgestellt werden,
daß durch derartige mechanische Beschädigungen der Hubzylinder verbeult oder verbogen
wird, so daß eine einwandfreie Führung des Kolbens bzw. der Kolbenstange in dem
Hubzylinder nicht mehr gewährleistet ist. Verschmutzungen, aber auch geringfügige
Beschädigungen an der Oberfläche der ausgezogenen Kolbenstange haben ferner zur
Folge, daß Undichtigkeiten an den Manschetten auftreten.
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Wenn der am Förderer liegende Ausbaurahmen nur aus einer einzigen
Stempelreihe besteht, ist die Verwendung eines waagerecht liegenden Hubzylinders
besonders unvorteilhaft, weil dann der Fahrweg zwischen dieser einen Stempelreihe
und den ersten Stempeln des hinteren Ausbaurahmens verläuft, also in einem Bereich,
der am Boden durch die waagerecht liegenden Hubzylinder keinen freien Durchgang
gestattet.
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Die Erfindung verfolgt das Ziel, ein Ausbaugestell für einen schreitenden
Grubenausbau zu schaffen, das bei einer zuverlässigen und in bezug auf den Kohlenstoß
weitreichenden Abstützung des Hangenden nahe am Förderer die Aufrechterhaltung eines
bis zum Liegenden ungehinderten Fahrweges ermöglicht und zur Vermeidung der Nachteile
der bekannten Hubzylinderanordnungen (ungeschützte Lage, geringe Schrittlänge usw.)
mit Hilfe eines Kniehebelwerkes bewegt wird.
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Weiterhin befaßt sich die Erfindung mit der Aufgabe, das Kniehebelwerk
derart an den beiden Ausbaueinheiten angreifen zu lassen, daß neben einer geradlinigen
Bewegungsrichtung der beiden Ausbaueinheiten auch eine Bewegung entlang einer gekrümmten
Bahn möglich ist. Eine solche Bewegung ist im praktischen Einsatz häufig erwünscht,
wenn das Ausbaugestell durch irgendwelche Einflüsse aus seiner vorgesehenen Bewegungsrichtung
ausgewandert ist.
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Bei der Verwirklichung der Erfindung wird von einem Ausbaugestell
für einen schreitenden Grubenausbau als Stand der Technik ausgegangen, das aus
zwei
in der Abbaurichtung schrittweise gegeneinander verschiebbaren Ausbaueinheiten besteht,
von denen jede Einheit zwei oder mehrere hydraulisch betätigte Stützelemente enthält,
die jeweils durch entsprechende Fußgestelle zusammengefaßt und einzeln oder paarweise
mit Kopfplatten oder Kappen ausgerüstet sind. Gemäß der Erfindung ist bei einem
derartigen Ausbaugestell vorgesehen, daß eine der beiden Ausbaueinheiten auf parallelen
Sohlbalken; die andere dagegen auf einer zwischen die parallelen Sohlbalken teilweise
einschiebbaren Sohlplatte ruht und die beiden Ausbaueinheiten durch eine einerseits
am eingeschobenen Ende der Sollplatte sowie andererseits an den äußeren Enden der
Sohlbalken gelenkig befestigtes druckmittelbetriebenes Kniehebelwerk verbunden sind.
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Gemäß einem weiteren Kennzeichen der Erfindung ist auf dem. Sohlbalken
je ein aus zwei Stützelementen bestehender Ausbaurahmen mit gemeinsamer Kopfplatte
angeordnet, während die Sohlplatte einen im wesentlichen T-förmigen Grundriß hat
und auf dem vorderen Querteil in Verlängerung der Ausbaurahmen liegende Stützelemente
trägt, deren Kappen jeweils etwa beiderseits der entsprechenden Kopfplatte angeordnet
sein können. Die mit der Sohlplatte versehene Ausbaueinheit wird nach einem weiteren
Kennzeichen der Erfindung als am Kohlenstoß liegende, vordere Ausbaueinheit verwendet.
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Das Kniehebelwerk besteht gemäß der Erfindung aus zwei mit den Kehlen
einander zugekehrten Winkelhebeln oder Armen, zwischen denen ein Drucknüttelzylinder
angeordnet ist, der mit seiner Längsachse in der den Gelenkbolzen durchsetzenden
Mittelebene des Kniehebelwerkes liegt und dessen Kolbenstange am Gelenkbolzen angreift,
während das Zylindergehäuse auf gegenüberliegenden Seiten über je ein Laschenpaar
mit den beiden Armen gelenkig verbunden ist.
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Zur Verwirklichung des Gedankens, das Ausbaugestell nicht nur geradlinig,
sondern auch auf einer nach rechts oder links abgebogenen Bahn bewegen zu können,
ist nach der weiteren Erfindung das Kniehebelwark derart mit den Sohlbalken einerseits
und der Sohlplatte andererseits verbunden, daß es aus der senkrecht zur Sohlplatte
stehenden Normallage heraus nach beiden Seiten begrenzt geschwenkt werden kann.
Zu diesem Zweck sind die Enden der Arme des Kniehebelwerkes jeweils in einem Schuh
schwenkbar gelagert, während die Schuhe wiederum mittels seitlicher Zapfen gelenkig
an den Sohlbalken bzw. an der Sohlplatte angreifen. Soll das Ausbaugestell, beispielsweise
beim Vorrücken, in eine gegenüber der ursprünglichen Bewegungsrichtung weiter rechts
liegende Lage gebracht werden, so ist das Kniehebelwerk aus der Normallage heraus
um einen bestimmten Winkel nach rechts, in bezug auf die Bewegungrichtung, einzuschwenken.
In dieser Lage wird es mit Hilfe einer Arretierung festgestellt, die eine unerwünschte
Verstellung des Kniehebelwerkes während der Schreitbewegung verhindert.
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Wenn das Kniehebelwerk, wie vorstehend beschrieben, nach einer Seite
ausgeschwenkt ist, erfolgt die Bewegung der beiden Ausbaueinheiten beim Spreizen
und Zusammenziehen des Kniehebelwerkes entlang einer Kreisbahn, deren Radius praktisch
der Projektion des Abstandes zwischen dem Gelenkbolzen und den Enden der Arme des
Kniehebelwerkes auf die Bewegungsebene entspricht. Die Erfindung sieht ferner eine
solche Ausbildung der zwischen die Sohlbalken eingreifenden Sohlplatte vor, daß
in der geschlossenen Lage der beiden Ausbaueinheiten zwischen den Stützelementen
der vorderen und den diesen zugewandten Stützelementen der hinteren Ausbaueinheit
ein freier Durchgang in der Größe eines normalen Fahrweges vorhanden ist. Das Kniehebelwerk
liegt dabei vorzugsweise etwa zwischen den beiden rückwärtigen Stützelementen der
hinteren Ausbaueinheit.
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Um dem Ausbaurahmen der hinteren Ausbaueinheit die Möglichkeit zu
geben, sich etwa vorhandenen Unebenheiten auf dem Liegenden beim Einziehen und auch
in der Stützstellung besser anpassen zu können, sind die Sohlbalken dieser Ausbaueinheit
erfindungsgemäß durch ein Kupplungsglied, z. B. ein Rohr, derart verbunden, daß
sie relativ gegeneinander begrenzt beweglich sind.
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Neben dem bedeutsamen Vorteil -einer günstigeren Anordnung des Hubzylinders
in dem Bereich, in dem er gegen Verschmutzungen und Beschädigungen in wesentlich
stärkerem Maße geschützt ist, als dies bei den bekannten Hubzylinderanordnungen
der Fall ist, bringt die Verwendung einer Kniehebelanordnung aber noch einen anderen
wichtigen Vorteil mit sich. Während man bei den parallel zum Liegenden verlaufenden
Hubzylindern darauf angewiesen war, die Länge dieses Hubzylinders der geforderten
Schrittlänge anzupassen, kommt man bei einem Kniehebelwerk infolge der günstigen
Übersetzungsverhältnisse der Kniehebelmechanik mit einem wesentlich kürzeren Hubzylinder
aus. Da man die Schrittlänge in einfacher Weise durch das Übersetzungsverhältnis
der Kniehebelmechanik festlegen kann, braucht man außerdem für verschiedene Schrittlängen
nicht mehr verschieden lange Hubzylinder anzufertigen und auf Lager zu halten, sondern
kann praktisch für alle vorkommenden Verhältnisse eine besonders günstige Normallänge
zugrunde legen.
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Die nachfolgenden Maßangaben zeigen sehr deutlich, wie sich die Verwendung
eines Kniehebelwerkes auf die Größe des Hubzylinders in bezug auf die geforderte
Schrittlänge auswirkt. Schrittlänge .................. 1200 mm Hubweg . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . 200 mm Bauhöhe des Kniehebelwerkes bei geschlossener
Lage der Ausbaueinheiten . . . . . . . . . . . 900 mm Die Erfindung wird nachfolgend
an Hand eines zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In
den Zeichnungen zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht des Ausbaugestelles bei geschlossener
Lage der beiden Ausbaueinheiten, Fig. 2 eine Seitenansicht des Ausbaugestelles bei
gespreizter Lage der beiden Ausbaueinheiten, Fig. 3 eine Vorderansicht des Ausbaugestelles
von der Kohlenstoßseite aus gesehen, Fig.4 eine Seitenansicht des Kniehebelwerkes
in gespreizter Stellung, Fig.5 eine Draufsicht des Ausbaugestelles nach Fig. 1 und
Fig.6 eine Draufsicht des Ausbaugestelles nach Fig.2, wobei die Kappen der vorderen
Ausbaueinheit teilweise weggelassen wurden.
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Das Ausbaugestell setzt sich aus den beiden Ausbaueinheiten 1 und
2 (Fig. 2) zusammen, die untereinander
lediglich durch das Kniehebelwerk
3 in Verbindung stehen.
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Die Ausbaueinheit 1, die vordere Ausbaueinheit, besteht im wesentlichen
aus einer im Grundriß etwa T-förmigen Fußplatte 4, auf der an den beiden Enden des
Querteiles je ein hydraulisches Stützelement 5, 6 angeordnet ist. Der zungenförmige
Teil der Fußplatte 4
ist in seiner Breite so ausgebildet, daß er beim Nachziehen
der hinteren Ausbaueinheit 2 zwischen die beiden Fußträger 7, 8 eindringen kann.
Am vorderen Ende ist die Fußplatte 4 kufenartig nach oben angewinkelt. Zum Aufstellen
der beiden Stützelemente 5 und 6 sind auf der Fußplatte 4 zylindrische Töpfe 9 und
10 vorgesehen, in die die Stempelunterteile gegebenenfalls ohne weitere Befestigung
eingesetzt werden. Die hydraulischen Stützelemente 5 und 6 tragen je eine Kopfplatte
11 und 12; an den Kopfplatten sind für eine verschiebbare Lagerung von je zwei Kappen
13, 14 klammerartige Halterungen vorgesehen.
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Die hintere Ausbaueinheit 2 umfaßt zwei kufenartige Fußträger 7, 8,
die untereinander durch eine Kuppelstange 15 derart verbunden sind, daß die Fußträger
gegeneinander begrenzt bewegbar sind. Bei jedem Fußträger sind an den Enden zylindrische
Töpfe 16, 17 aufgesetzt, die zur Aufnahme der hydraulischen Stützelemente 18, 19
dienen. Die Oberteile der Stützelemente eines Fußträgers sind mit einer gemeinsamen
Kopfplatte 20, 21 ausgerüstet. Die Kopfplatten haben eine solche Breite,
daß sie den Raum zwischen den beiden Kappen 13, 14 des in der gleichen Ebene liegenden
Stützelementes der vorderen Ausbaueinheit etwa ausfüllen. Hierbei ist es möglich,
um eine zusätzliche Führung zu erreichen, an den inneren Enden der beiden Kappen
vorragende Zapfen anzuordnen, denen entsprechende Vertiefungen an den Kopfplatten
als Führung dienen.
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Das Kniehebelwerk 3, mittels dessen die beiden Ausbaueinheiten 1 und
2 relativ gegeneinander bewegbar sind, besteht aus den beiden Armen 22, 23, die
an ihren oberen Enden durch einen Gelenkbolzen 24 zusamme.ngefaßt sind. Die beiden
oberen Enden der Arme 22 und 23 sind, wie es in Fig. 5 dargestellt ist, nach entgegengesetzten
Seiten gekröpft und auf dem Gelenkbolzen derart angeordnet, daß in der Mitte zwischen
ihnen das Augenlager 25 der Kolbenstange 26 der druckmittelbetätigten Hubvorrichtung
liegt. Das Zylindergehäuse der Hubvorrichtung 27 ist auf gegenüberliegenden Seiten
über je ein Laschenpaar 28, 29 mit den beiden Armen 22, 23 des Kniehebelwerkes gelenkig
verbunden (Fig. 4).
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Um das Kniehebelwerk aus seiner Normallage heraus nach beiden Seiten
schwenken zu können (Fig. 3), sind die unteren Enden der Arme 22, 23 jeweils in
einem Schuh 30, 31 schwenkbar gelagert. Diese Schuhe sind mittels seitlich vorstehender
Zapfen 32, 33 in entsprechenden Lagerkörpern an den Fußgestellen der beiden Ausbaueinheiten
1 und 2 schwenkbar gehalten. Während bei der vorderen Ausbaueinheit die Lagerkörper
34, 35 für den Schuh 30 fest auf der Fußplatte 4 angeordnet sind, sind bei der hinteren
Ausbaueinheit zur Lagerung des Schuhes 31 zwei Laschen 36, 37 vorgesehen, die schwenkbar
mit der Kuppelstange 15 in Verbindung stehen. Die Schuhe 30 und 31 sind auf den
Außenseiten der Arme 22, 23 des Kniehebelwerkes 3 mit parallel zu den Armen liegenden
Verlängerungen 38, 39 ausgestattet. Die Verlängerungen 38, 39 sind mit einem bogenförmigen
Langloch 40, 41 versehen, das als Führung für einen Gewindebolzen 42, 43
dient, mittels dessen das Kniehebelwerk in der jeweils gewünschten Lage arretiert
werden kann.
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Die Wirkungsweise des Ausbaugestelles ist folgende: Ausgehend von
der Darstellung in Fig. 1 soll angenommen werden, daß der unterhalb der vorragenden
Kappen der vorderen Ausbaueinheit befindliche Förderer od. dgl. (nicht dargestellt)
um den nächsten Abbauschritt an den Kohlenstoß herangerückt wird. Sobald dies geschehen
ist, werden die Stützelemente der vorderen Ausbaueinheit entlastet; der Druckmittelzylinder
des Kniehebelwerkes wird beaufschlagt und dadurch die vordere Ausbaueinheit ebenfalls
um den gewünschten Schritt nachgerückt. Danach werden die Stützelemente der vorderen
Ausbaueinheit wieder belastet und anschließend die Stützelemente der hinteren Ausbaueinheit
entlastet; durch eine entgegengesetzte Beaufschlagung des Druckmittelzylinders des
Kniehebelwerkes wird sodann die hintere Ausbaueinheit nachgezogen. Die Stützelemente
dieser Ausbaueinheit werden wieder belastet.
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In der geschlossenen Stellung der beiden Ausbaueinheiten bleibt parallel
zu dem am Kohlenstoß entlang verlegten Förderer zwischen den beiden ersten Reihen
der Stützelemente ein Durchgang als Fahrweg frei. Dieser Fahrweg ist nicht, wie
es bei der Verwendung von waagerecht liegenden Hubzylindern der Fall ist, am Boden
durch Antriebsmittel od. dgl. versperrt. Durch die Anordnung des Kniehebelwerkes
in dem Raum zwischen den beiden hinteren Stützelementen der hinteren Ausbaueinheit
wird außerdem ein weiterer Durchgang neben dem eigentlichen Fahrweg geschaffen.