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Zahnstangen-Vorschubvorrichtung für den Grubenbetrieb Die Erfindung
betrifft eine Vorschubvorrichtung, die zum Rücken von Ausbaugliedern und Fördermitteln
im Grubenbetrieb, insbesondere zum Rücken von Ausbaurahmen, die aus Stempeln, Kappen
und Sohlstücken gebildet sind, verwendet werden kann. Derartige Ausbauglieder werden
in Abbaubetrieben, beispielsweise Strebbetrieben, eingesetzt.
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Es ist bekannt, die vor dem Abbaustoß in Abständen nebeneinander angeordneten
Ausbauglieder mittels Abstandshalterungen und Führungen zu Ausbaugespannen miteinander
zu verbinden. Jedes Ausbaugespann umfaßt dabei in der Regel zwei Ausbaurahmen. Beim
Rücken bildet jeweils der zwischen Hangendem und Liegendem verspannte Ausbaurahmen
das Widerlager für den vom Hangenden gelösten Ausbaurahmen, der mittels der genannten
Abstandshalterungen und Führungen an dem verspannten Ausbaurahmen geführt und gegen
Schiefstellen, Umfallen oder Abrutschen im Einfallen gesichert ist.
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Das Rücken der Ausbauglieder kann von Hand oder - wie es in der Regel
geschieht - mechanisch, beispielsweise mittels Rückzylinder, erfolgen, die an den
Ausbaugliedern angebracht werden. Bei Ausbaugespannen werden die miteinander gekuppelten
Ausbauglieder durch einen Rückzylinder verbunden, wobei der Zylinder an dem einen
Ausbauglied und dessen Kolbenstange an dem anderen Ausbauglied festgelegt wird.
Die Ausbauglieder der einzelnen Gespanne lassen sich auf diese Weise im Zug-Schub-Verfahren,
im sogenannten Nachziehschritt, dem mit dem Abbau fortschreitenden Abbaustoß nachrücken.
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Die Schrittweiten, die beim Rücken mittels der Rückzylinder erreicht
werden können, sind verhältnismäßig klein. Sie betragen im allgemeinen etwa die
halbe Länge der Ausbauglieder - gesehen in Rückrichtung - oder bei Verwendung von
Rückzylindern mit sehr großer Hublänge bestenfalls etwa die Länge der Ausbauglieder.
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Es ist außerdem bekannt, einzelne Ausbaurahmen mittels eines. Stößels
vorzudrucken, der durch eine Zahnstange angetrieben wird. Die Vorschubvorrichtung
ist hierbei auf einem Schlitten angeordnet, der in Längsrichtung des Strebs durch
die portalartigen Ausbaurahmen hindurchbewegt werden kann, wobei er die Ausbaurahmen
nacheinander zum Abbaustoß hin vorschiebt. Mit diesen Vorschubvorrichtungen lassen
sich ebenfalls nur verhältnismäßig kleine Rückschritte durchführen. Außerdem bereitet
das Hindurchbewegen des Schlittens durch den Streb und die in Reihe hintereinanderstehenden
Ausbaurahmen in den räumlich beengten und im Einfallen des Flözes stehenden Strebbetrieben
erhebliche Schwierigkeiten. Die Erfindung bezweckt eine Zahnstangen-Vorschub-Vorrichtung,
die bei geringem Platzbedarf und großer Robustheit gegebenenfalls wesentlich größere
Schrittweiten beim Rücken ermöglicht, als mit hydraulisch oder pneumatisch betriebenen
Rückzylindern und mit den bekannten Zahnstangen-Vordrückern erreichbar sind. Erfmdungsgemäß
besteht die Zahnstangen-Vorschub-Vorrichtung aus einem mit den vorzuschiebenden
Teilen verbundenen Doppelzahnstangentrieb, der zwei parallel angeordnete Zahnstangen
aufweist, in deren gegeneinandergerichtete Verzahnung ein angetriebenes Ritzel eingreift.
Bei einer solchen Zahnstangen-Rückvorrichtung, die also nicht auf einem Schlitten,
sondern an den Ausbauelementen selbst angebracht ist, dient jeweils eine der beiden
Zahnstangen, die fest und unbeweglich angebracht werden muß, als das die Rückkraft
aufnehmende Widerlager, an der sich die andere, angetriebene Zahnstange, die mit
dem zu rückenden Teil verbunden ist, mittelbar über ein Antriebsritzel abstützt.
Die erreichbare Schrittweite ist abhängig von der Länge der beiden Zahnstangen.
Sie entspricht maximal etwa der Summe der beiden Zahnstangenlängen. Es ist daher
möglich, mittels der erfindungsgemäßen Zahnstangen-Vorschub-Vorrichtung Rückschritte
auszuführen, die doppelt so groß oder größer sind als die Länge der einzelnen Ausbauelemente,
gesehen in Rückrichtung.
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Das mittels eines geeigneten Antriebs unmittelbar oder zweckmäßiger
über ein Getriebe angetriebene Ritzel greift einerseits in die Verzahnung der fest
angebrachten Zahnstange ein und wälzt sich hierauf ab. Andererseits greift das Ritzel
aber auch in die Verzahnung der beweglichen Zahnstange ein, die parallel zu der
festen Zahnstange angeordnet ist, und erteilt
dieser beweglichen
Zahnstange eine Bewegung in Vorschubrichtung. Da das Ritzel auf der festen Zahnstange
ebenfalls eine Bewegung in Vorschubrichtung ausführt, wobei das Getriebe und der
Antrieb mitgenommen werden, ist die Geschwindigkeit, mit der sich die bewegliche
Zahnstange vorbewegt, doppelt so groß wie die Geschwindigkeit, mit der sich der
Antrieb und das Getriebe in Vorschubrichtung bewegen. Entsprechend ist auch der
Weg, den die bewegliche Zahnstange zurücklegt, doppelt so groß wie der Weg, den
der Antrieb und das Getriebe auf der festen Zahnstange zurücklegen.
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Als Antrieb wird zweckmäßig ein als tragbares Handgerät ausgebildeter
Motor, beispielsweise ein Druckluftmotor, verwandt, der für das Rücken vorübergehend
mit dem Doppelzahnstangentrieb in Verbindung gebracht werden kann. Für das Rücken
von Ausbaugliedern werden die Zahnstangen seitlich an zwei benachbarten Ausbaugliedern
so angeschlossen, daß sie in Rückrichtung liegen und ihre Verzahnung gegeneinander
gerichtet ist. Es ist möglich, mittels eines Doppelzahnstangentriebs eine ganze
Reihe von Ausbaugliedern nacheinander zu rücken, wobei die Ausbauglieder so eingerichtet
sein müssen, daß die Zahnstangen hieran leicht befestigt und auch wieder gelöst
werden können. Es ist aber auch möglich, jedes einzelne Ausbaugespann mit einem
Doppelzahnstangentrieb auszurüsten. Aber auch hierbei kann es zweckmäßig sein, die
Zahnstangen leicht lösbar derart mit den einzelnen Ausbaugliedern in Verbindung
zu bringen, daß sie unabhängig von dem Ausbauglied, dem sie zugeordnet sind, vorzugsweise
an diesem geführt vorgeschoben werden können, um beispielsweise ein in Rückrichtung
vor den Ausbaugliedern angeordnetes Fördermittel zu rücken. Zu diesem Zweck lassen
sich an den vorderen Enden der Zahnstangen auch besondere Stößel anbringen. Nach
dem Rücken des Förderers müssen die Zahnstangen selbstverständlich wieder zurückgefahren
und an den Ausbaugliedern verriegelt werden.
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Die Zahnstangen eines Doppelzahnstangentriebs. die gegebenenfalls
auch durch Verlängerungsstücke verlängert werden können, sind zweckmäßig gleich
lang, wobei ihre Länge vorzugsweise etwa der Längs der Ausbauglieder - gesehen in
Rückrichtung -entspricht.
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Die einzelnen Ausbauglieder können durch Abstandshalter und Führungen
verbunden werden, die es gestatten, das jeweils vom Hangenden gelöste Ausbauglied
an dem jeweils verspannten Ausbauglied geführt und gegen Schiefstellen und Abrutschen
im Einfallen gesichert um Schritte vorzurücken, deren Weite etwa der doppelten Länge
der Zahnstangen entspricht. Die Erfindung eignet sich vor allem für einen an sich
bekannten Strebausbau mittels Ausbaurahmen, die vorzugsweise zwei zwischen Sohlstücken
und Kappen - in Rückrichtung gesehen - hintereinander angebrachte teleskopische
Stempel, wie hydraulische Stempel, aufweisen und wobei zwei solcher Rahmen zu einem
Rahmengespann miteinander verbunden sind.
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Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Fig. 1 zeigt in Draufsicht das Untergestell eines Rahmengespanns mit
einer Rückvorrichtung gemäß der Erfindung; Fig. 2 zeigt den Ausbau gemäß Fig. 1
in Seitenansicht; Fig.3 zeigt das Unterteil eines Rahmengespanns gemäß den Fig.
1 und 2 im Schnitt I-1 in Pfeilrichtung; Fig. 4 zeigt einen Ausbau gemäß der Erfindung
im Schnitt durch einen Abbaubetrieb; Fig. 5 bis 7 zeigen in Draufsicht auf einen
Streb die verschiedenen Stellungen des Ausbaus im Verlauf des Abbaus.
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Das Rahmengespann gemäß der Fig. 1 bis 3 umfaßt zwei gleichartig ausgebildete
Ausbaurahmen A und B, die mittels. Abstandshalter und einer Gleitführung miteinander
verbunden sind.
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Der Ausbaurahmen A besteht aus zwei hydraulischen Teleskopstempeln
1 und 2, dem Rahmenunterteil mit den Fußplatten 3 und 4 und dem Rahmenoberteil mit
Kappe 10.
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Die Stempel stehen in Hülsen mit kugeligen Enden 5, die ihrerseits
in kalottenförmigen Lagern 5a der Fußplatten 3 und 4 gelagert sind. Die Hülsen sind
von einem fest angebrachten Ringdeckel 6 und einem losen Ring 6a umgeben. Am Deckel
6 sind drei oder mehr Gummipolster 7 am Umfang mit Hilfe von Schraubenbolzen7a und
jeweils einer Gewindescheibe 7b angebracht.
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Ein Schiefstellen der Stempel ist nur gegen die Rückstellkraft der
Gummipolster möglich, die dabei alle zugleich auf Druck beansprucht werden. Die
Zusammendrückung der Gummipolster erfolgt bei nach unten geneigtem Ringdeckel 6
zwischen dem vom Deckel 6 mitgenommenen Ring 6a und der Gewindescheibe
7 b; bei nach oben geneigtem Ringdeckel zwischen Gewindescheibe 7 b, die
vom Schraubenbolzen 7a nach oben bewegt wird, und dem Ring 6a, der sich am Ringkragen
der Hülse 6b abstützt.
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Die Fußplatten 3 und 4 sind nach vorn, d. h. in Rückrichtung, kufenförmig
hochgebogen, um das Rücken der Ausbaurahmen zu erleichtern. Sie stehen über Stahlbänder
8 und 9 aus Federstahl -miteinander in Verbindung.
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Auf dem Kopf der Stempel 1 und 2 ist eine Kappe 10 gelagert, die in
zwei Teile 10 a und 10 b unterteilt ist. Die Kappen 10 a und
10 b sind mittels eines verriegelbaren Gelenks gelenkig miteinander verbunden.
Die Kappe 10 b besitzt ein gabelförmiges Verbindungsende, in welchem ein
Langloehpaar 11 für einen Keil 12 und ein Rundlochpaar für einen Gelenkbolzen 13
angebracht sind. Die Kappe 10 a weist ein stegartiges Verbindungsende auf, welches
in das Gabelende der Kappe 10b eingreift. An dem Stegende befindet sich ein Loch,
durch welches der Gelenkbolzen 13 hindurchgreift. Der Keil 12, mit dem das Gelenk
je nach Bedarf verriegelt werden kann, legt sich gegen eine Schrägfläche des Stegendes
an. Die Kappen 10a und 10 b sind ebenfalls kugelig auf den Stempelköpfen 14 gelagert
und werden durch Gummipolster rechtwinklig zur Stempelachse gehalten.
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Der Ausbaurahmen B entspricht dem Ausbaurahmen A. Er besteht aus den
Stempeln 15 und 16, den Fußplatten 17 und 18, die durch Stahlbänder 19 und 20 verbunden
sind, und einer in der Zeichnung nicht dargestellten Kappe.
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An den Fußplatten 3, 4, 17 und 18 der Ausbaurahmen A und
B sind seitlich kurze I-Profilstücke 21 vertikal angebracht, an welchen Abstandshalter
22 befestigt sind. Die Abstandshalter 22 greifen mit klauenartigen Enden 22a um
die Flansche der I-Profilstücke 21 und sind hieran in vertikaler Richtung geführt.
Die Beweglichkeit der Abstandshalter
22 in vertikaler Richtung wird
durch Anschläge 23 an den Vertikalführungen 21 begrenzt.
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Die anderen Enden der Abstandshalter sind ebenfalls als Klauen 22
b ausgebildet, die um die Flansche einer Gleitschiene 24 mit I-Profil greifen. Die
Gleitschiene24 liegt zwischen denAusbaurahmenA und B und ist mittels der Abstandshalter
22 und der Vertikalführungen 21 mit diesen verbunden. Sie besitzt eine Länge von
mindestens dem doppelten Abstand der Stempelt und 2 bzw. 15 und 16 der Ausbaurahmen.
An den Enden der Gleitschiene 24 befinden sich Anschläge 25 und 26.
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Durch die Verbindung der Ausbaurahmen A und B mittels der Abstandshalter
22 und der Gleitschiene 24 wird die Möglichkeit geschaffen, die beiden Ausbaurahmen
aneinander geführt abwechselnd um Schritte vorzurücken, die etwa der doppelten Länge
der Ausbaurahmen bzw. dem doppelten Abstand der Stempel innerhalb der Ausbaurahmen
entsprechen. Beim Rücken der Ausbaurahmen wird über einen Teil des Rückweges die
Gleitschiene 24 durch Anschlag an einen Mitnehmer 25 mitgenommen.
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Oberhalb der Abstandshalter 22 sind zwei Zahnstangen 27 und 28 eines
Doppelzahnstangentriebs parallel nebeneinander mit etwas Abstand angeordnet. Jede
Zahnstange hat an beiden Enden Führungsklammern 29, die jeweils vor den Abstandshaltern
22 die Gleitschiene 24 umfassen. Die Länge der Zahnstangen entspricht etwa der Länge
der AusbaurahmenA und B. Die Zahnstange 27 ist mit dem Ausbaurahmen A und die Zahnstange
28 mit dem Ausbaurahmen B verbunden. Zur Befestigung der Zahnstangen dienen beispielsweise
Gabelstecker 30, die in übereinanderliegende Ausnehmungen der Zahnstangen 27, 28
und der Abstandshalter 22 eingreifen. Die Zahnstangen sind auf diese Weise gegen
ein Verschieben in Längsrichtung gesichert. Sie können sich aber zusammen mit der
Gleitschiene und den Abstandshaltern begrenzt in vertikaler Richtung bewegen. Die
Vertikalbeweglichkeit sichert auch bei unebenem Liegenden jederzeit eine einwandfreie
Führung. Die Mitnahme der Gleitschiene24 beim Rücken der Ausbaurahmen erfolgt durch
Anschlag der Mitnehmer 25 an der vorderen Führungsklammer 29 der Zahnstange 27 bzw.
28.
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In die Verzahnung 27a und 28a der Zahnstangen greift ein nicht dargestelltes
Ritzel eines Getriebes 31 ein, welches in einem Gehäuse untergebracht ist. Das Getriebe
31 gleitet auf den Zahnstangen 27 und 28. Aus dem Getriebegehäuse ragt eine Vierkantwelle
32 heraus, auf die ein geeigneter Antrieb, beispielsweise ein tragbarer Druckluftmotor
aufgeschoben werden kann, der das genannte Ritzel über das Getriebe antreibt.
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Der Einsatz des in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Rahmengespanns in
einem Abbaubetrieb und dieVorgänge beim Rücken desselben ergeben sich aus den Fig.
4 bis 7.
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Die Fig. 4 zeigt im Schnitt einen Abbaustreb, der oben von dem Hangenden
35, unten von dem Liegenden 36 und seitlich von dem Abbaustoß 37 und dem Versatzraum
38 begrenzt wird. Unmittelbar vor dem Abbaustoß liegt ein Doppelkettenförderer 39.
Der Rahmenausbau ist in Seitenansicht dargestellt.
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Die Fig. 5 zeigt den Streb gemäß Fig. 4 in Draufsicht. Die Ausbaurahmen
A und B des Rahmengespanns sind um etwa den Abstand der Stempel innerhalb
der Rahmen in Richtung des Abbaufortschritts, die durch den Pfeil C angedeutet ist,
gegeneinander versetzt. Der vordere Abstandshalter des Ausbaurahmens B befindet
sich im Bereich des vorderen Endes der Gleitschiene 24 und der hintere Abstandshalter
des Ausbaurahmens A im Bereich des hinteren Endes der Gleitschiene 24. Die mit den
Ausbaurahmen fest gekuppelten Zahnstangen 27 und 28 sind nahezu um ihre Länge gegeneinander
verschoben.
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In Fig. 6 ist der Abbaustoß 37 um ein bestimmtes Maß in Abbaurichtung
C abgebaut. Der Förderer 39 ist aus der Stellung gemäß Fig. 5 an den neuen Abbaustoß
herangerückt worden. Zum Rücken des Förderers dient die Zahnstange 27 des
Ausbaurahmens A, an deren vorderen Ende zu diesem Zweck ein Stößel 40 angebracht
wird.
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Um den Förderer vorzuschieben, wird zweckmäßig die Zahnstange 27 durch
Herausziehen der Gabelstecker 30 entriegelt, so daß sie sich, an der Gleitschiene
24 geführt, relativ zum Rahmen A in Längsrichtung verschieben kann. Ein auf die
Vierkantwelle 32 des Getriebes 31 aufgesetzter Druckluftmotor treibt das in die
Verzahnung der Zahnstangen 27 und 28 eingreifende Ritzel an. Das Ritzel wälzt sich
auf der Zahnstange 28 ab und nimmt dabei das Getriebe 32 und den Druckluftmotor
in Pfeilrichtung C mit. Gleichzeitig treibt das Ritzel die Zahnstange 27 an, die
in Pfeihichtung C vorgeschoben wird. Es ist ersichtlich, daß die Vorschubgeschwindigkeit
der Zahnstange 27 infolge der L7berlagerung der Bewegungsvorgänge doppelt so groß
ist wie die Geschwindigkeit, mit der sich der Motor und das Getriebe 31 an der festliegenden
Zahnstange 28 vorbeibewegen. Entsprechend ist auch der Weg, den die Zahnstange 27
zurücklegt, doppelt so groß wie der Weg, den das Getriebe zurücklegt.
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Beim Verschieben der Zahnstange 27 stößt der Stößel 40 an dem
Förderer an und schiebt diesen an den Abbaustoß 37 vor. Nach dem Rücken des Förderers
wird die Zahnstange 27 wieder in ihre in Fig. 5 dargestellte Lage zurückgefahren
und mit dem Ausbaurahmen mittels der Gabelstecker30 verriegelt. Der Stößel 40 kann
zuvor von der Zahnstange 27 abgenommen werden. Beim Rücken des Förderers sind die
Ausbaurahmen A und B selbstverständlich zwischen dem Hangenden 35 und Liegenden
36 verspannt.
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Es ist auch möglich, den Stößel 40 an dem Gehäuse des Getriebes 31
anzubringen und die Bewegung des Getriebes zum Rücken des Förderers 39 auszunutzen.
Hierbei ist allerdings die Rückgeschwindigkeit nur halb so groß wie beim Rücken
mittels der Zahnstange 27. Dafür ist aber die Rückkraft doppelt so groß wie beim
Rücken mittels der Zahnstange. Die entriegelte Zahnstange 27 wird hierbei in Vorschubrichtung
mitgenommen, ohne aber an dem Förderer anzustoßen.
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Diese doppelte Rückkraft kann .auch für das Vorrücken eines Rahmens
ausgenutzt werden, wenn die normale Vorschubkraft der Zahnstange nicht ausreicht.
Zu diesem Zweck verbindet man das Getriebegehäuse mittels einer Kette od, dgl. mit
dem zu rückenden Rahmen, nachdem vorher die entsprechende Zahnstange entriegelt
wurde.
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Nach dem Rücken des Förderers 39 kann der Ausbaurahmen A in die in
Fig. 7 dargestellte Lage gerückt werden. Zu diesem Zweck werden zunächst die Stempel
t und 2 entlastet und etwas eingeschoben, so daß die Kappe vom Hangenden abgesenkt
wird.
Darauf wird mittels des auf die Vierkantwelle 32 aufgesetzten
Motors das in die Verzahnung der Zahnstangen 27 und 28 eingreifende Ritzel angetrieben.
Die mit dem Ausbaurahmen A fest verbundene Zahnstange 27 nimmt bei ihrer Vorschubbewegung
den Rahmen A mit. Die Schrittweite beim Rücken des Ausbaus entspricht etwa dem doppelten
Abstand der Stempel innerhalb der Ausbaurahmen A und B.
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Beim Rücken wird der Ausbaurahmen A mittels seiner Abstandshalter
an der Gleitschiene 24 geführt, wobei er sich zunächst an der Gleitschiene vorbeibewegt,
bis er die Höhe des Ausbaurahmens B erreicht hat. Im weiteren Verlauf des Rückens
wird die Gleitschiene 24 durch Anschlag der vorderen Führungsklammer 29 der Zahnstange
27 an den vorderen Anschlag 25 der Gleitschiene von dem Ausbaurahmen A mitgenommen,
wobei sie in den Abstandshaltern des fest verspanntenAusbaurahmensB gleitet. Die
Stellung des Ausbaurahmens A, der Gleitschiene 24 und des Doppelzahnstangentriebs
nach dem Rücken ist der Fig. 7 zu entnehmen.
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Die beschriebenen Vorgänge wiederholen sich sinngemäß, wenn der Ausbaurahmen
B nach weiterem Abbau des Abbaustoßes 37 und Vorschieben des Förderers 39 gerückt
wird. Zum Rücken des. Förderers dient dann die Zahnstange 28 des Ausbaurahmens B
oder, wie zuvor beschrieben, wiederum das Getriebe, an dem sich der Stößel abstützt.