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Kappen für den Grubenausbau und Verfahren zur Herstellung derselben
Im Grubenausbau verwendet man heute Kappen, welche von Holz-, Stahl- oder Leichtmetallstempeln
getragen werden und aus Stahl, Leichtmetall oder aus Kombinationen dieser Metalle
od. dgl. gefertigt sind. Diese Kappen sind Träger von verhältnismäßig kurzer Länge,
die beim Strebausbau, dem- Fortschreiten des Abbaues entsprechend, in Richtung Kohlenstoß
zur Bildung eines Kappenstranges aneinander und versatzseitig fortlaufend abgekuppelt
werden, so daß eine fdrtlaufende Verwendung der Kappen im Kreisprozeß stattfindet.
Bei einer Art von mit Erfolg im Gebrauch befindlichen Kappen besitzen diese an einem
Ende eine Gabel und am anderen Ende eine Zunge. Die aneinander anzuschließenden
Kappen werden durch die ineinandergreifenden Gabeln und Zungen gekuppelt, wobei
deren Teile bzw. die Kappen selber durch einen Querbolzen zusammengehalten und durch
in den Gabeln geführte und an den. Zungen angreifende Querkeile in der gewünschten
Winkellage zueinander gebracht werden. Der Verbindungs- oder Kupplungsbolzen dient
unter anderem zur Aufnahme von Schubkräften, zum Aufhängen und Aufschwenken der
Kappen am Kohlenstoß und Abschwenken derselben beim Rauben am Versatz. Der Verbindungskeil
dient dazu, die Kappen nach oben oder unten abzuwickeln zwecks Anpassens an das
Hangende, die Kappen an
das Hangende anzupressen, die Kappen am
Kohlenstoß frei vorzupfänden zwecks Erreichens einer stempelfreien Kohlenfront und
eines rückfreien Feldes.
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Die Kappen nach vorliegender Erfindung haben auch ein Zungen- und
ein Gabelende, welche beim Kuppeln der Kappen ineinandergesteckt und durch einen
Quer-bzw. Schwenkbolzen miteinander verbunden sind. Hierbei sind jedoch zu beiden
Seiten des Schwenkbolzens Löcher zur Aufnahme des Keilbolzens angeordnet, und zwar
ein Loch in der Gabel und ein Loch in der Zunge. Beide Löcher sind symmetrisch angeordnet,
so daß beim Drehen der Kappen zwecks Richten derselben durch den Gebirgsdruck, wenn
sie krumm geworden sind, sie immer in der gleichen Ebene liegen. Durch diese Anordnung
der Löcher kann jede zweite Kappe umgedreht eingebaut werden. Nach vorliegender
Erfindung stützt sich der Keilbolzen an den Stirnflächen der Gabel ab, wenn er in
das Zungenende eingetrieben wird. Nach vorliegender Erfindung ist es weiter möglich,
bekannte oder neue Kappenkupplungen so anzuordnen, daß der Keil, welcher das Abwinkeln
bzw. das Anpressen der Kappen an das Hangende besorgt, in der Zunge gelagert bzw.
geführt bzw. gehalten ist und sich an den Stirnflächen der Gabel abstützt, oder
daß der Keil in der Gabel geführt bzw. gehalten ist, jedoch kohlenstoßseitig vom
Schwenkbolzen bzw. so liegt, daß er sich beim Abwinkeln mit seinem Rücken in den
Gabellöchern abstützt und seine Keilfläche im Eingriff ist mit einer entsprechenden
Keilfläche in oder an der Zunge, welche zur Seite nach dem oberen Flansch hin angebracht
ist. Das Keilloch liegt dabei zum Gabel- bzw. Kappenende hin vom Schwenkbolzen.
Hierbei kann die Öffnung in der Zunge größer sein, als der Keilquerschnitt, so daß
beim Rauben am Versatz die Kappe um den Keil abschwenken kann, und ein besonderer
Hilfsschwenkbolzen zum Abschwenken der Kappe nicht erforderlich ist. Beim Vorpfänden
am Kohlenstoß können die Kappen im Schwenkbolzen aufgehängt und hochgeschwenkt werden.
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Gegenstand vorliegender Erfindung sind nun auch Kappen, welche aus
drei Teilen bestehen, der Gabel, der Zunge und dem Kappenprofilstück, welche lösbar
oder fest miteinander verbunden sind. Vorwiegend handelt es 'sich erfindungsgemäß
um Kappen, bei denen Zunge und Gabel aus Stahl und das Kappenprofilstück aus Leichtmetall
bestehen. Gemäß der Erfindung sollen die in das Profilstück eingreifenden Enden
der Zunge und Gabel mit einem oder mehreren Zähnen, Vorsprüngen, Vertiefungen, Wellungen,
Riffelungen od. dgl. versehen sein, welche in entsprechende Erhöhungen oder Vertiefungen
am Profilstück eingreifen. Die Vorsprünge oder Vertiefungen am Profilstück der Kappe
können an den Eingriffsstellen oder auf der ganzen Länge des Kappenprofilstückes
angebracht sein, und zwar durchlaufend. Sind nun die Enden der Zunge und Gabel in
dem Profilstück eingeführt und somit die Vorsprünge und Lücken in Eingriff gebracht,
so werden die Kappenprofilstücke an den Enden kalt oder warm, d. h. in einem Zustand
leichter Verformbarkeit, fest auf die Enden der Zunge und Gabel gepxeßt, wobei sich
die z. B. Lücken an den Enden der Zunge uni Gabel mit Material des Profilstückes
dicht auffüllen. Durch Materialanhäufung z. B. am Profilstück, etwa in Form von
auf der ganzen Länge durchlaufenden Rippen oder Butzen od. dgl., werden Spiel in
den Zahnungen, Toleranzen bei der Fertigung, Ungenauigkeiten od. dgl. ausgeglichen.
Durch den starken Preßdruck und die Materialanhäufungen auf dem Kappenprofilstück
werden die Vertiefungen, z. B. in den Gabel- und Zungenenden, mit dem Leichtmetall
des Profilstückes ganz ausgefüllt, so daß eine gute Kraftübertragung gewährleistet
ist. Wird das Kappenprofilstück z. B. warm auf die Enden der Gabel und/oder Zunge
aufgepreßt, so kann man zusätzlich im Sinne der Erfindung auch die Schrumpfwirkung
benutzen, .um eine feste Verbindung zu schaffen. Auch kann man die Verbindungsstellen
durchbohren bzw. lochen- und mittels Schrauben, Bolzen, Nieten, Keilen od. dgl.
die Teile fest zusammenziehen und/oder -halten, wenn erforderlich unter Zwischenbau
von Blechstücken od. dgl. Auch kann man an den Kopfflächen der in der Längsachse
der Kappe verlaufenden Zähne am Zungen- und/oder Gabelende zusätzliche Zähne, Riffelungen,
Erhöhungen und Vertiefungen od. dgl. anbringen, in welche beim Zusammenpressen auch
das Material des Kappenprofilstückes hineingepreßt wird, wodurch die Verbindung
besonders fest wird und wodurch eine Durchbohrung und Verbindung mit Schraube od.
dgl. gespart wird, da das in diese Vertiefungen gepreßte Material des Profilstückes
es verhindert, daß das Gabel- oder Zungenende sich in Richtung der Kappenlängsachse
aus dem Kappenprofilstück hinaus bewegt. Im Sinne der Erfindung kann man weiter,
z. B. zur besseren Kraftübertragung der Zunge und/oder Gabel auf das Kappenprofilstück,
die Angriffs- bzw. Eingriffsflächen der Zunge und/oder Gabel mit dem Profilstück
verbinden und somit den Stirnflächen des Profilstückes eine dafür günstige Form
geben. Diese Eingriffsflächen können schräg (Abb. 7), winkelförmig (Abb. 8), bogenförmig
(Abb. g) sein.. Diese Eingriffsflächen können auch mit einem (Abb. zo) oder mehreren
Zähnen (Abb. xr und 12) versehen oder wellenförmig ausgebildet oder mit einer Riffelung
oder sonstigen Erhöhungen oder Vertiefungen versehen sein. Die auf den Gabel- und/oder
Zungenenden in Kappenlängsachsenrichtung angebrachten Zähne od. dgl. kann man erfindungsgemäß
schräg, im Winkel oder Bogen od. dgl. anordnen (Abb. x9), um vor allem eine gute
Befestigung zu erhalten.
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In den Zeichnungen sind verschiedene beispielsweise Ausführungsformen
von Kappen gemäß der Erfindung dargestellt.
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Abb. z ist die Vorderansicht einer Kappe und Kupplung, bei welcher
das Kappenprofilstück x aus Leichtmetall und Zunge 2. und Gabel 3 aus Stahl bestehen;
Abb. 2 ist ein waagerechter mittlerer Längsschnitt durch Abb. x ; Abb.3 ist ein
Querschnitt durch die Zunge, und zwar in der Mitte der Schraube; Abb. q. ist ein
Querschnitt durch das Profilstück in Leichtmetall.
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Hierbei handelt es sich um eine Kappe mit einer Kupplung aus Schwenkbolzen
4 als Kupplungsbolzen
und Querkeil 5 zum Abwinkeln, d. h. Anpassen
der Kappe an den Verlauf des Hangenden und Anpressen an dasselbe, sowie zum starren
Vorpfänden. Kappenprofilstück i besteht aus Leichtmetall, Zunge 2 und Gabel 3 aus
Stahl. Für den Rundkeil 5 sind zwei Löcher vorgesehen, und zwar eines in Zunge 2
und eines in Gabel 3. Die Keilflächen sind hierboi in den Bohrungen angebracht.
Sie können auch an den Abstützflächen, z. B. der Stirnfläche, der Zunge oder Gabel,
angebracht sein. Die Keilflächen sind dachförmig ausgeführt, um den Keil von beiden
Seiten eintreiben zu können und dadurch eine Horizontalabwicklung der Kappen zu
ermöglichen. Sie können jedoch auch einseitig durchgehend ausgeführt sein. Um die
Zunge und/oder Gabel an der Stelle, wo sie abgesetzt sind, zu verstärken, können
Abschrägungen oder Butzen 3a od. dgl. Verstärkungen vorgesehen werden. Zungen- und
Gabelende haben zwei Zähne bzw. eine Lücke, in welche die Enden des Profilstückes
i zweckmäßig in entsprechend temperiertem Zustand hineingepreßt werden. Um die Einpressungsstellen
stabil zu machen und die Kerbwirkung und Schwächung des Querschnittes durch die
Bohrungen der Schrauben 7 zu beheben, werden mittels Schrauben 7 Bleche 6 oder 8
in die Einpreßstellen gezogen. Bleche 6 sind hierbei nach unten verlängert und dienen
gleichzeitig als Stempelarretierung für Stempel ii. Der Preßvorgang kann in einem
oder mehreren Arbeitsvorgängen vollzogen werden. Erfindungsgemäß kann dem Profilstück
eine Form gegeben werden, die mit Bezug, auf obige Verformungsvorgänge schon vorgeformt
ist (Abb. 13).
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Abb. 5 ist die Vorderansicht einer Kappenkupplung, bei welcher für
den Keilbolzen 5 nur eine Lochung, und zwar in der Zunge, vorgesehen ist. Bei Eintreiben
von Keilbolzen 5 stützt sich dieser auf den stirnseitigen Enden der Gabel ab. Diese
Kupplung ist an sich bekannt, jedoch mit Anordnung von Keilbolzen 5 in der Gabel.
Diese Kappe kann nicht umgedreht eingebaut werden. Am Kohlenstoß läßt sie sich leicht
im Schwenkbolzen ¢ aufhängen und darum hochschwenken.
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Abb. 6 ist die Vorderansicht einer Kappenkupplung. bekannter Art,
welche ein Einbauen der Kappen in umgedrehten Zustand und somit ein Richten krummer
Kappen durch den Gebirgsdruck gestattet. Auch hier sind abweichend von den bekannten
Konstruktionen die Keillöcher im Zungenende angebracht. Auch der Hilfsschwenkbolzen
9 ist hierbei zur Seite nach dem Gabelende hin vom Schwenkbolzen 5 angebracht. Er
dient dazu, die Kappe am Versatz darum abschwenken zu lassen.
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Abb. 7 ist die Vorderansicht eines Zungen-Kappen-Endes. Die Kappenprofilstückstirnfläche
ja,- welche in Anlage oder Eingriff ist mit der entsprechenden Fläche an Zunge 2
oder sinngemäß an Gabel 3, ist hierbei schräg ausgeführt. Hierdurch soll eine besonders
gute Kraftübertragung von Zunge 2 und/oder Gabel 3 auf Profilstück i erreicht werden.
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Abb. 8 ist die Vorderansicht eines Zungen-Kappen-Endes, bei welchem
die Stirnfläche des Kappenprofilstückes i, welche im Eingriff ist mit der entsprechenden
Fläche an Zunge 2 und/oder Gabel 3, winkelförmig ist. Um hierbei einen guten Eingriff
bzw. gute Anlage der Flächen zu erzielen, wird Zunge 2 und/oder Gabel 3 mittels
Keil io od. dgl. auf das Kappenprofilstück i aufgepreßt oder aufgezogen. Der Keil
io kann an einem oder an gegenüberliegenden Enden zylinderförmige Ansätze besitzen
mit Gewinde, welche Muttern und Bleche 6 oder 8 haben können, ähnlich wie bei Abb.
i.
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Abb. 9, io, ii und 12, zeigen weitere Stirnflächenausführungen von
Kappenprofilstücken i, und zwar bogenförmig und mit einem oder mehreren Zähnen.
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Abb. 1q. ist der Querschnitt durch das Kappenprofilstück i mit mehreren
Zähnen bzw. Lücken. Zähne rb greifen in Lücken an Zunge 2 und/oder Gabel
3. Zähne bzw. Vorsprünge i° sind Materialanhäufungen zum dichten Auffüllen
der Lücken in Zunge 2 und/oder Gabel 3. Die Vorsprünge bzw. Zähne i ° können auch
spitz, d. h. winkelförmig, oder wellenförmig, d. h. abgerundet, oder riffelförmig
od. dgl. ausgeführt sein. An den Kappenprofilstücken können ferner Rippen vorgesehen
sein id, in welchen unter anderem Arretierungszähne für die Stempel ii angebracht
werden können.
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Abb. 15 ist der Querschnitt durch das Zungenende in der Mittellinie
des Bolzens 7, welcher hier als Niet ausgebildet ist. Scheiben 6 sind hierbei mit
Vorsprüngen 6a versehen, welche ein besonders gutes Einpressen des Materials des
Profilstückes i in die Zahnungen der Zunge 2 oder Gabel 3 gestatten.
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Abb.16 ist der Querschnitt durch ein Kappenprofilstück i mit kreuzförmigem
innerem Hohlraum. Abb.17 ist die Vorderansicht und Abb.18 ein waagerechter Querschnitt
durch eine Zunge 2. Sie besitzt vier zahnartige Vorsprünge, welche auf ihrer äußeren
Kopffläche mit Erhöhungen und/oder Vertiefungen 2d versehen sind. Beim Aufpressen
und/oder Aufschrumpfen des Kappenprofilstückes i auf die Zunge 2 und/oder Gabel
3 werden auch diese Vertiefungen mit Material ausgefüllt bzw. vollgepreßt, wodurch
Zunge und Gabel gegen Verschieben aus dem Kappenprofilstück in der Längsachsenrichtung
gesichert sind und somit eine besondere Sicherung hierfür, wie Schraube, Niet od.
dgl., nicht mehr erforderlich ist. Auch können zu diesem Zweck in den Lücken der
Zungen und/oder Gabelenden Vorsprünge und/oder Vertiefungen z ° angebracht sein.
Auch können die Zähne schräg, bogen- oder winkelförmig oder sonstwie auf den Enden
von Zunge 2 oder Gabel 3 angebracht sein (Abb. i9).
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Abb.2o ist die Vorderansicht einer Kappenkupplung, bei welcher Querkeil
5 an der Seite in einer Lochung in der Gabel gehalten bzw. geführt ist, welche zum
Gabel-, d. h. Kappenende hin liegt von Schwenkbolzen q.. Hierbei ist die Aussparung
28 für den Querkeil 5 in Zunge 2 größer als der Keilquerschnitt, so daß beim Rauben
die Kappe um den Querkeil 5 abschwenken kann. Am Kohlenstoß wird die Kappe im Schwenkbolzen
q. aufgehangen und darum hochgeschwenkt. Ein Hilfsschwenkbolzen 9 ist hierbei nicht
mehr erforderlich.
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Allgemein gesehen kann Schwenkbolzen q. parallelseitig oder konisch
sein. Querkeil s kann auch eine eckige, flache, ovale Form oder sonst eine Form
bzw.
Querschnitt haben. Auch können alle drei Kappenteile aus Stahl
od. dgl. Material gefertigt sein und zusammengeschraubt, zusammengeschweißt oder
sonstwie miteinander verbunden sein.