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Elastischer, aus einer Blechplatte gebogener Kappschuh Die- Erfindung'
bezieht sich auf einen ',-förmigen Kappschuh mit gewellter Aufliegeplatte. Bei den
bekannten Kappschuhen tritt bei größerem Gebirgsdruck ein Aufbiegen der Widerlager
ein. Man hat zur arschwerung der Aufbiegung des Widerlagers dessen Ende gegen die
Kappe hochgebogen. So hat man auch das Stempelwiderlager mit einer Konsole versehen,
die sich an der Unterkante der Kappe anlegt. Die Seitenrippen stehen hierbei senkrecht
auf der Stempelwiderlagerwandung.
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Die besondere Anordnung einer oder mehrerer Druckkonsolen innerhalb
einer wellenförmigen Ausbuchtung des Kappschuhes ist jedoch noch nicht bekannt.
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Hierdurch wird in einfacher Weise ein Kappschuh mit nicht aufbiegbaren
Widerlagern geschaffen.
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An sich bekannt ist auch, den Kappschuh mit Rippen zu versehen, wodurch
das Kernstück des Kappschuhkörpers geringer gewählt und ein niedrigeres Gewicht
erzielt werden kann.
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Der elastische Kappschuh (Fig, 2, 3 und 6) besteht aus einer Auflageplatte
a, den hinteren und vorderen Widerlagern b, c. Die Auflageplatte a ist mit
zwei Wellen d und e versehen. Die Unter- und Oberseite der Auflageplatte
erhalten riffelförmige Erhöhungen und Vertiefungen g und lt (Fig. 7). Das
hintere Widerlager b erhält eine oder mehrere Druckkonsolen i. Das vordere Widerlager
c erhält eine oder mehrere Druckkonsolen k (Fig. 2, 3 und 6). Die Druckkonsolen
i und k können an den Kappschuhkörper angenietet, angeschweißt oder angepreßt sein.
Dadurch, daß der senkrechte Gebirgsdruck m (Fig. i und 2) auf nur zwei Auflagerstellend,
ei übertragen wird, entsteht eine statisch bestimmbare Auflagerung. Die Wellenentfernung
n -(Fig. i) kann so gewählt werden, daß die senkrechten Kräfte o (Fig. i und 2)
in den Kern des Querschnittes von Holz bzw. Eisenstempel geleitet werden.
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Die Ausführung von zwei Auflagestellen bietet statisch ,große Vorteile,
und zwar dadurch, daß der 'Einfallswinkel der Wellenseitenflächen ag, b3 gegenüber
der Auflagerfläche des Grubenstempels gleich groß sind, heben sich die resultierenden
Horizontalkräfte v, w gegenseitig auf (Fig. i). Schubkräfte in der Ebene
der Auflagerfläche des Grubenstempels kommen in Fortfall und werden vermieden.
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Um das Widerlager b (Fig. 2) von Biegungskräften, welche durch den
waagerecht wirkenden Gebirgsschub (Bergwerksschub) b4 (Fig. 2 und i) hervorgerufen
werden, zu befreien, erhält das Widerlager b Druckkonsolen i (Fig. i und 2). Tritt
nun der waagerecht wirkende Bergwerksdruck b4 in Wirkung (Fig. i und 2), so sucht
die resultierende Komponente x (Fig. i) das Widerlager b abzubiegen, wie dies in
Fig. 8 zur Darstellung gebracht ist. Dieses Abbiegen wird jedoch durch die Druckkonsole
i (Fig. i und 2) verhindert, indem die Druckkonsole i sich an die Unterkante des
Kappenträgers y2 anpreßt und dadurch jede weitere Bewegung des Widerlagers b verhindert.
Um
das vordere Widerlager c (Fig. 2, i und 4.) von Biegungskräften, welche durch den
waagerecht wirkenden Gebirgsschub b4 _ (Fig. 2, i und 5) hervorgerufe werden, zu
befreien, erhält das Widerlag eine oder mehrere Druckkonsolen k (Fig"J#i und 4).
Tritt nun der waagerechte Bergwerksschub b4 in Wirkung (s. Fig. i), so wird dieser
waagerechte Bergwerksdruck b4 von der Konsole k abgefangen und als senkrechte Druckkraft
auf den Kappenträger y2 weitergeleitet, und zwar auf folgende Weise: Dadurch, daß
die Druckkonsole k eine tangentiale Fortsetzung der Auflagerplatte a (Fig.2, i und
4.) bildet und sich teilweise an das Widerlager c anschließt, wird die Schubkraft
b4 in zwei Komponenten b1 und cl zerlegt. Die Komponente bi überträgt den Schub
auf die Unterkante des Kappenträgers y2, die Komponente b1 zerlegt sich dann hier
weiter in eine senkrechte Kraft d2, welche senkrecht zum Kappenträger y, gerichtet
ist und in eine Komponente e, Bei der Ausführung ohne Druckkonsole la würde bei
eintretendem Gebirgsschub d4 ein Abbiegen des Widerlagers c erfolgen, wie dies in
Fig. S zur Darstellung gebracht ist. Dieses Abbiegen wird jedoch dadurch verhindert,
daß die Konsole k sich an die Unterkante des Kappenträgers y 2 anpreßt.
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Es kommt noch hinzu, daß die Konsole k sich auf der Strecke zwischen
den Punkten f 1 und g1 (Fig. i und d.) genau an die zylindrische Abrundung des Widerlagers
c (Fig. .I, 2 und i) anschließt, andererseits aber auch an die Unterkante des Kappenträgers
y2 reicht, wodurch allein schon ein Ausbiegen des Widerlagers c zur Unmöglichkeit
getnacht wird.
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Dieser genaue Anschluß der Druckkonsole k an die Widerlagerform c
bildet noch eine Art Verzahnung mit dem Kappschuhkörper, wodurch die Niet- oder
Schweißverbindung, welche den Verband mit dem Widerlager herstellt, wesentlich entlastet
wird. Indem ja die Abrundung der Druckkonsole auf der Strecke f1 und g1 allein schon
in der Lage ist, die senkrechten Druckkräfte d. auf die Unterkante des Kappenträgers
y2 übertragen zu können. Die Anschlußverbindung der Druckkonsole k mit dem Widerlager
c ist daher nur ganz geringen Kräften ausgesetzt, zumal die Abrundung von f1 bis
g1 (Fig. q.) die ganze senkrechte Druckkraft aufnehmen kann.
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Aus Werkstoffersparnisgründen wird die Druckkonsole k nur bis zum
Punkte g1 (Fig.4) geführt. Der übrigbleibende Teil des Widerlagers c von g1 bis
Punkt hl ist dann als Freiträger zu betrachten; eine Kräftezerlegung findet bei
dieser Strecke nicht mehr statt. Dieser Freiträger von einer Streckenlänge g1 bis
zu hl kann vermöge des Wider-1igtandsmomentes des Widerlagers c an der _=Stelle
g1 den auf der Strecke g1 bis hl wirkenden waagerechten Gebirgsdruck b4 unter höchster
wirtschaftlicher Ausnutzung der vorhandenen Blechstärke mit Sicherheit übertragen.
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Bei Kappschuhen, bei welchen die Druckkonsole k nur bis zu einem gewissen
Teil der Höhe des Widerlagers c geführt wird, erreicht man höchste wirtschaftliche
Ausnutzung des Werkstoffes des Kappschuhkörpers.
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Die Momentenfläche der Biegungskräfte des Freiträgers, welche durch
die Einwirkung des horizontalen Gebirgsdruckes b; auf der Strecke g1 bis lil entsteht,
ist in Fig. 5 zur Darstellung gebracht. Es ist hierbei zu bemerken, daß das Biegungsmoment
des Freiträgers an der Stelle hl = o ist und an der Stelle g1 sein Maximum
erreicht.
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Durch die Anbringung der Druckkonsolen i und k werden die Widerlager
b und c von Biegungskräften vollständig befreit. Die waagerecht wirkende
Bergwerksschubkraft b4 kann die Widerlager b und c nicht mehr ausbiegen. Die Schubkraft
b4 des Gebirges wirkt dann als Schubkraft auf den Kappschuhkörper ein. Dadurch,
daß zwei Wellen vorhanden sind, wird dieser waagerechte Gebirgsschub b4 von den
Wellen in an sich bekannter Weise elastisch aufgenommen.