DE2757885A1 - Schildausbaugestell fuer den grubenausbau - Google Patents

Description

- 4 - 2757835

Schildausbaugestell für den Grubenausbau

Die Erfindung betrifft ein Schildausbaugestell für den Grubenausbau mit einer Liegendkufe, einem Bruchschild, der über Lenker am versatzseitigen Ende der Liegendkufe gelagert ist, und einer am freien Ende des Bruchschildes angelenkten Hangendkappe, die durch mindestens einen in der Liegendkufe ruhenden Hydraulikstempel unterstützt ist.

Für Schildausbaugestelle wird ebenso wie für andere Grubenausbaueinrichtungen eine möglichst universelle Verwendbarkeit angestrebt, damit sie in Streben unterschiedlicher Mächtigkeit mit gleich guten Eigenschaften eingesetzt werden können. Zur Erfüllung dieser Forderung ist es notwendig, Schildausbaugestelle so auszugestalten, daß sie einen relativ großen Verstellbereich haben. Besonders schwerwiegende Probleme bei der konstruktiven Gestaltung von Schildausbaugestellen ergeben sich dann, wenn eine eingefahrene Bauhöhe von 600 mm oder weniger gefordert wird. Ba die minimale Bauhöhe eines Ausbaugestells maßgeblich von der Länge des Stützstempels im eingefahrenen Zustand bestimmt wird, hat bei bekannten Konstruktionen der Stützstempel in den unteren Höhenlagen eine entsprechend starke Neigung.

Eine Veränderung in der Neigung des Stützstempels in den einzelnen Höhenlagen eines Ausbaugestells hat aber den Nachteil, daß sich zwangsläufig unterschiedliche Tragfähigkeiten ergeben, weil mit der Änderung des Anstellwinkels auch eine Veränderung der in Stempellängsrichtung wirkenden Kraftkomponente verbunden ist. Bei Verwendung eines auf eine bestimmte Tragfähigkeit eingestellten Druckhalteventils für den Druckmittelraum des Stempels ergeben sich daher unterschiedliche Lastaufnahmen.

9G9826/0 3 81

2 O r- n <*\ /Λ / 5 / 8 R

Ungünstig ist ferner, daß mit zunehmender Neigung des schrägstehenden Stützstempels die Gefahr besteht, daß Gesteinsbrocken eingeklemmt und der Stempel zusätzlich auf Biegung beansprucht wird bzw. in seiner Bewegung beeinträchtigt oder gar blockiert werden kann. Außerdem bringt ein geneigt stehender Stempel eine unerwünschte Verengung des Fahrweges zwischen dem Stempel und dem Förderer mit sich.

Um den Verstellbereich eines Ausbaugestells zu erhöhen, ist es auch bekannt, als Stützstempel einen Doppel-Teleskopstempel zu verwenden, der gegenüber einem Einfachstempel im eingefahrenen Zustand eine geringere Bauhöhe hat und so die Möglichkeit bietet, eine geforderte relativ geringe Bauhöhe des Ausbaugestells bei einer weniger großen Neigung des Stützstempels zu erreichen. Auch in dieser Sichtung sind bisher keine zufriedenstellenden Ergebnisse erzielt worden. Lösungserschwerend sind hierbei die wesentlich höheren Drücke, die infolge der Verringerung der wirksamen Innenquerschnitte in den Druckräumen der Teleskopzylinder auftreten und deren Beherrschung besondere Maßnahmen erforderlich macht. Weiterhin ist die Forderung nach gleichbleibender Tragfähigkeit in allen Höhenlagen des Stempels zu beachten, die bei einem Mehrfach-Deleskopstempel ebenfalls schwerwiegende Probleme aufwirft.

Die Erfindung verfolgt das Ziel, ein Schildausbaugestell dahingehend zu verbessern und weiterzuentwickeln, daß die Nachteile bekannter Bauarten überwunden werden, d.h. vor allem, es soll ein Schildausbaugestell geschaffen werden, welches einerseits einen extrem großen Verstellbereich hat und andererseits in allen Höhenlagen eine praktisch gleichgroße Tragfähigkeit besitzt.

909826/0381 ORIGtNAL INSPECTED

Diese Aufgabe wird bei einem Schildausbaugestell der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur gelenkigen Verbindung des Bruchschildes mit der Liegendkufe zwei Lemniskatenlenker vorgesehen sind und daß der Hydraulikstempel als Mehrfach-, wenigstens Dreifach-Teleskopstempel mit über den gesamten Einsinkweg konstanter Lastaufnahme ausgebildet ist und «wischen Liegendkufe und Hangendkappe senkrecht stehend angeordnet ist·

Vorzugsweise ist äs Hydraulikstempel ein Dreifach-Teleskopstempel vorgesehen.

Ein Hauptvorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß durch den in allen Betriebsstellungen des Ausbaugestells senkrecht zur Hangendkappe und Liegendkufe stehenden Stützstempel eine abfallende bzw. ansteigende Ausbaukraft vermieden wird. Dadurch, daß der Unterdützungssteinpel wenigstens als Dreifach-Teleskopstempel mit konstanter Lastaufnahme ausgebildet ist, ergibt sich ein relativ großer Verstellbereich, der eine wichtige Voraussetzung für die angestrebte universelle Verwendbarkeit des Schildausbaugestells ist.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist zur zusätzlichen Versteifung der Hangendkappe am Bruchschild zwischen diesen beiden Bauelementen eine Kolben-Zylinder-Anordnung (Stützzylinder) vorgesehen, die an der Hangendkappe in bezug auf das kohlenstoßseitige Ende vor dem Kraftangriff des Teleskopstempels gelenkig angreift. Dieser Stützzylinder gibt die Möglichkeit, den Kraftangriff des Teleskopstempels an der Hangendkappe weiter in Richtung auf das Gelenk mit dem Bruchschild zu verlegen, ohne daß das gewünschte Teilungsverhältnis von 2 : 1 des vorderen Abschnittes zum hinteren Abschnitt der Kappe beeinträchtigt wird. Damit führt diese Maßnahme zu einer weiteren

9Θ9826/038 1

Vergrößerung des Fahrweges, der bei Verwendung eines senkrecht stehenden Stützstempels an sich schon weit weniger beengt ist als bei einem in Richtung auf den Fahrweg geneigten Stützstempel.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Dreifach-Teleskopstempeis ergeben sich aus den Unteransprüchen 5 und 6.

Bei dem Teleskopstempel nach der Erfindung ist eine gleichmäßige Tragfähigkeit in allen Ausziehlängen einerseits durch ein in da? Zufuhrleitung angeordnetes Einlaß- und Druckhalteventil und andererseits durch ein im Boden des - von unten gesehen - ersten beweglichen Teleskopzylinders befindliches Rückschlagventil gewährleistet, welches durch die Absinkbewegung der beweglichen Teleskopzylinder gesteuert wird.

Sie Erfindung wird nachstehend anhand von zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen in schematischer Form:

Figur 1 eine Seitenansicht eines Schildausbaugestells mit LemniSkatenführung und bankrecht stehenden Dreifach-Teleskopzylindern zwischen Liegendkufe

und Hangendkappe,

Figur 2 einen Axialschnitt eines Dreifach-Teleskopstempels und

Figur 3 einen Axialschnitt eines Dreifach-Teleskopsternpels einer weiterentwickelten Ausführungsform.

Bei dem dargestellten Schildausbaugestell ist der Bruchschild 1 über zwei Lemniskatenlenker 2 und 3 mit der Liegendkufe 4 gelenkig verbunden. Am freien Ende des Bruch-

909826/0381

2757S33

Schildes 1 ist eine starre Hangendkappe 5 angelenkt, die gegenüber der Spitze der Liegendkufe 4- relativ weit übersteht, um das Hangende auch im Bereich oberhalb des Förderers 6 abzusichern.

Hangendkappe 5 und Bruchschild 1 sind durch eine Kolben-Zylinder-Anordnung 7 - auch Stutζzylinder genannt - untereinander verbunden, durch die eine zusätzliche Versteifung der Hangendkappe 5 am Bruchschild 1 bewirkt wird. Zur Abstützung der Hangendkappe 5 ist ein Dreifach-Teleskopstempel 8 vorgesehen, der senkrecht stehend in der Liegendkufe 4 in geeigneter Weise, beispielsweise mit Hilfe eines Kugelgelenkes, gelagert ist und an seinem oberen Ende gelenkig an der Hangendkappe 5 angreift. Der Angriffspunkt 9 liegt zwischen dem Angriffspunkt 10 der Kolben-Zylinder-Anordnung 7 und dem Gelenk 11 der Hangendkappe 5 mit dem Bruchschild 1. Für die Ermittlung des Teilungsverhältnisses ist bei dieser Konstruktion nicht der Kraftangriffspunkt 9, sondern der resultierende Kraftangriff zu berücksichtigen, der sich aus den Kräften des Stempels 8 und der Kolben-Zylinder-Anordnung 7 ergibt und zwischen den Kraftangriffspunkten 9 und 10 liegt. Das gewünschte Teilungsverhältnis von 2 : 1 des vorderen Abschnittes (gemessen vom resultierenden Angriffspunkt zur Kappenspitze) zum hinteren Abschnitt (gemessen vom resultierenden Angriffspunkt zum Kappenende) ist bei dieser Konstruktion ohne Schwierigkeiten einzuhalten.

In Figur 1 ist mit strichpunktierten Linien auch die erreichbare minimale Bauhöhe des Schildausbaugestells dargestellt. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, ist diese minimale Bauhöhe nur wenig größer als die minimale Höhe des Dreifach-Teleskopstempels 8 im voll eingefahrenen Zustand.

909826/0381

ORIGINAL INSPECTED

2 ι-¹ r- ι~7 -\ -λ *~ / ο 7 3 ο ■->

Der Aufbau des Dreifach-Teleskopstempels ergibt sich aus Figur 2. Er enthält einen unteren unbeweglichen Zylinder 12 und drei ausfahrbare Teleskopzylinder 13, Ή und 15· Der erste ausfahrbare Teleskopzylinder 13 ist durch eine Bodenplatte 16 abgeschlossen, in der in einer Bohrung ein Rückschlagventil mit einem federbelasteten Ventilkörper 17 angeordnet ist. Mit dem Ventilkörper 17 ist eine Stößelstange 18 verbunden, die nach unten ragt und gegenüber der Bodenplatte 16 geringfügig vorsteht.

Die Wirkungsweise des Dreifach-Teleskopstempels ist folgende:

Die in den Stempel eingeleitete Druckflüssigkeit strömt durch das geöffnete Einlaß- und Druckhalteventil 19 in den unteren Druckmittelraum 20 und von dort durch das ebenfalls geöffnete Rückschlagventil in die oberen Druckmittelräume 13a, 14a und 15a. Nach dem Einfüllen nimmt der Ventilkörper 17 des Rückschlagventils durch die Einwirkung der Kraft der Rückstellfeder 21 die Schließstellung ein.

Es sei angenommen, daß der Stempel auf seine maximale Länge ausgezogen ist und in axialer Richtung belastet wird. Das "^ückschlagventil ist geschlossen, und die Flüssigkeit smenge in den Druckmittelräumen 13a» 14a und 15a kann sich somit nicht verändern. Wenn mit steigender Belastung des Stempels der Ansprechdruck des Einlaß- und Druckhalteventils 19 überschritten wird, fließt Druckflüssigkeit aus dem Druckmittelraum 20 ab, was ein gemeinsames Absinken der Teleskopzylinder 13, 14 und 15zur Folge hat. Es ergibt sich hieraus, daß die Tragfähigkeit des Stempels durch den Ansprechdruck des Einlaß- und Druckhalteventils 19 bestimmt wird.

909826/0381 ORIGINAL

2757835

Wenn die gemeinsam absinkenden Teleskopzylinder 13» 14· und 15 soweit abgesunken sind, daß die Stößelstange 18 auf den Boden 22 aufstößt, wird der Ventilkörper 17 vom Sitz abgehoben und damit der Abfluß von Druckflüssigkeit aus den Druckmittelräumen 13a» 14-a und 15a freigegeben· Hierbei entsteht ein Druckabfall in den oberen Druckmifctelräumen und ein momentaner Druckanstieg im Druckmittelraum 20, der ein geringfügiges Anheben des Teleskopzylinders 13 bewirkt, was zur Folge hat, daß der Ventilkörper 17 augenblicklich wieder die Schließstellung einnimmt. Auch während der Tätigkeit des Überdruckventils ist die Tragfähigkeit des Stempels nur vom vorgegebenen Ansprechdruck des Einlaß- und Druckhalteventils 19 abhängig. Sieht man von den relativ kleinen Sprüngen ab, die durch das kurzfristige "Atmen" des Rückschlagventils entstehen, so wird bei dem Dreifach-Teleskopstempel insgesamt eine Lastkurve erreicht, die in einem Last-/Einsinkwegdiagramm praktisch eine horizontale Linie ist.

Der in Figur 3 dargestellte Dreifach-Teleskopstempel entspricht in seinem Grundaufbau der Ausführung nach Figur Für die übereinstimmenden Teile wurden daher in dieser Zeichnung die gleichen Bezugszeichen wie in Figur 2 verwendet O

Der Unterschied besteht lediglich darin, daß der Teleskopzylinder 14 durch eine Bodenplatte 23 abgeschlossen ist, die im Randbereich eine Bohrung 24 und in der Mitte eine zentrale Bohrung 25 enthält. Auf der Oberseite ist an der Bodenplatte 23 konzentrisch zur Bohrung 25 ein Standrohr 26 befestigt, welches am oberen Ende einen im Teleskopzylinder 15 geführten Kolben 27 trägt, der mit einer zentralen Gewindebohrung auf ein Endgewinde des Stützrohres 26 aufgeschraubt ist. Wenn der Teleskopzylinder 15 voll eingeschoben ist, liegt der Kolben 27 in der

909826/0381

ORIGINAL INSPECTEO

2757835

Nähe der inneren Abschlußwandung 28 desselben. Ferner ist der Teleskopzylinder 15 durch eine Bodenplatte 29 abgeschlossen, die eine Mittenbohrung aufweist, in der das Stützrohr 26 druckdicht geführt ist. Der Baum zwisehen dem Kolben 27 und der Bodenplatte 29 ist durch eine Bohrung 30 in der Zylinderwandung mit der Atmosphäre verbunden.

Durch die vorstehend erläuterten zusätzlichen Einbauteile ist gegenüber der Ausführungsform nach Figur 2 der in den TeIe skop zylindern 13 > 14- und 15 für das Druckmittel zur Verfügung stehende Saum erheblich verkleinert. Für das volle Ausfahren der drei Teleskopzylinder wird bei dieser Ausführungsform weniger Druckflüssigkeit benötigt. Umgekehrt ist beim Einsinken weniger Druckflüssigkeit abzulassen. Diese Ausführungsform hat damit den Vorteil, daß der Stempel insgesamt schneller gefüllt werden kann und beim Einsiken bzw. Nachgeben eine geringere Trägheit hat. Der Innendruck über dem Rückschlagventil 17 wird bei ganz ausgefahrenem Stempel gemindert, weil die Stützfläche des Teleskopzylinders 15 mit Hilfe des Stützrohres 26, der Bodenplatte 29 und des Kolbens 27 vergrößert wird.

9G9826/0381

ORIGINAL INSPECTED

It

Leerseite

Claims (6)

1. Dr.W. P.Radt · ,:

   Dipl.-Ing. W. Ernesti Γ

   Patentanwälte

   463 Bochum

   Heinridi-K8nlg-Strae* 12

   Fernsprecher 4 IS 50, 4 23 27

   Telegrammadresse: Radtpatent Bodium

   77 135
   WE/IK

   Ansprüche

   Ίο Schildausbaugestell für den Grubenausbau mit einer Liegendkufe, einem Bruchschild, der über Lenker am versatzseitigen Ende der Liegendkufe gelagert ist, und einer am freien Ende des Bruchschildes angelenkten Hangendkappe, die durch mindestens einen in der Liegendkufe ruhenden Hydraulikstempel unterstützt ist, dadurch gekennzeichnet , daß zur gelenkigen Verbindung des Bruchschildes (1) mit der Liegendkufe (4) zwei Lemniskatenlenker (2, 3) vorgesehen sind und daß der Hydraulikstempel als Mehrfach-, wenigstens Dreifach-Teleskopstempel (8) mit über den gesamten Einsinkweg konstanter Lastaufnahme ausgebildet ist und zwischen Liegendkufe (4) und Hangendkappe (5) senkrecht stehend angeordnet ist.
2. 2. Schildausbaugestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Hydraulikstempel ein Dreifach-Teleskopstempel (8) vorgesehen ist.
3. 3„ Schildausbaugestell nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Bruchschild (1) und Hangendkappe (5) durch eine Kolben-Zylinder-Anordnung (7) (Stützzylinder) verbunden sind, die an der Hangendkappe (5) in bezug auf das kohlenstoßsextige Ende vor dem Kraftangriff des Teleskops temp eis (8) gelenkig angreift.
4. 4. Schildausbaugestell nach einem der Ansprüche 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet, daß der Stempelangriffspunkt bzw. der resultierende Kraftangriff an der Hangendkappe (5) an

   90-9826/0381

   ORIGINAL INSPECTED

   einer solchen Stelle erfolgt, daß das TdLungsverhältnis des vorderen Abschnittes zum hinteren Abschnitt der Hangendkappe (5) etwa 2 : 1 ist.
5. 5. Schildausbaugestell nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zufuhrleitung, die in den Druckmittelraum (20) des Stempelunterteiles (12) mündet, ein Einlaß- und Druckhalteventil (19) angeordnet ist, daß der - von unten gesehen - erste bewegliche Teleskopzylinder (13) durch eine Bodenplatte (16) abgeschlossen ist, in der sich in einer axialen Bohrung ein federbelastetes Rückschlagventil (17) befindet, welches in der Offenstellung den unteren Druckmittelraum (20) mit den untereinander in Verbindung stehenden Druckräumen (I3a» 14a und 15a) der beweglichen Teleskopzylinder (13, 14 und 15) verbindet und daß das Rückschlagventil (17) eine gegenüber der Bodenplatte (16) nach unten vorstehende Stößelstange (18) aufweist, die beim Auftreffen auf den Boden (22) des Stempelunterteils (12) infolge der Einsinkbewegung der Teleskopzylinder (13» 14 und 15) das öffnen des Rückschlagventils (17) bewirkt.
6. 6. Schildausbaugestell nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Ende des zweiten beweglichen Teleskopzylinders (14) eine zweite Bodenplatte (23) mit im Randbereich befindlicher Bohrung (24) und einer zentralen Bohrung (25) angeordnet ist, daß auf der Oberseite konzentrisch zur zentralen Bohrung (25) ein Stützrohr (26) befestigt ist, welches an seinem oberen Ende einen im dritten Teleskopzylinder (15) geführten Kolben (27) trägt, der ebenfalls eine zentrale Bohrung aufweist, daß das Stützrohr (26) in einer Mittenbohrung einer am unteren Ende des dritten beweglichen Teleskopzylinders (15) befindlichen dritten Bodenplatte (29) druckdicht geführt ist und daß der zwischen dem Kolben (27) und der dritten

   909826/0381

   ο -

   Abschlußplatte (29) befindliche Raum mit der Atmosphäre verbunden ist, vorzugsweise durch eine Bohrung (30) in der Zylinderwandungo

   9G9826/0381