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Vorrichtung zur Unterstützung des Hangenden im Bergbau Zur Unterstützung,des
Hangenden -in Untertagebetrieben wenden üblicherweise Stempel oder Wanderpfeiler,
die aus abwechselnden quer zueinander gerichteten Lagen von Balken bestehen und
ein hohles quadratisches Gebilide darstellen, sowie auch Wanderpfeitler, die av,s
einer Kombination .solcher Balkenlagen mit einem diese tragenden Grundkärperbestehen,
verwendet.
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Üblicherweise werden solche Hangendtragvorrichtungen dadurch unter
Vorspannung gesetzt, daß flache Keile eingetrieben -,werden. Hierbei nimmt die Tragvorrichtung
zu Beginn einen, jedoch verhältnismäßig kleinen Teil ihrer endgültigen Belastung
auf.
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Die Erfindung ermöglicht es, durch Verwendung neuartiger Vorrichtungen
Wanderpfeiler wie auch Stempel unter eine Vorspannung zu setzen, die einen vergleichsweise
hohen Anteil ihrer endgültigen Belastungsfähigkeit ausmacht. Diese Vorrichtungen
können zusammen n Lit bekannten Kornstrüktionen von Wanderpfeilern verwendet werden
und sind unabhängig von äußeren Kraftquellen, mit Ausnahme der Kraft, die notwendig
ist, um ein Steuerventil von Hand zu betätigen.
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Grundsätzlich bestehen diese Vorrichtungen aus der Kombination eines
hydraulischen Zylinders, innerhalb dessen ein Kolben arbeitet, der zur Anlage an
den Zylinder gelangt, wenn er sich in der voll in den Zylinder eingefahrenen Stellung
befindet, mit einem hydraulischen Akkumulator, wobei Zylinder und Akkumulator über
ein von Hand betätigtes Ventil verbunden werden können.
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Diese Vorrichtung wird in einen Wanderpfeiler oder Stempel eingebaut.
Im
Falle ihrer Verwendung zusammen mit einem Wanderpfeiler, der aus einem hohlen quadratischen
Aufbau von abwechselnd quer zueinander. gelegten Balken besteht, sind insgesamt
vier Zylinder, je einer an den Ecken des Quadrats angeordnet, in deren jedem ein
Kolben gleitet, auf dessen Kopf einer der den Pfenler bildenden Balken aufgelegt
werden kann, wobei in diesem Falle der hydraulische Akkumulator innerhalb der Einheit
angeordnet ist und jeder der Zylinder über Leitungen mit einer nach dem Akkumulatorzylinder
führenden gemeinsamen Leitung verbunden ist, in welcher das zur beliebigen Abschaltung
des Akkumulators von oder Zuschaltung zu sämtlichen Zylindern dienende von Hand
betätigte Ventil angeordnet ist.
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Außerdem kann eine zweite Leitung,von dem Akkumulator zu jedem der
Zylinder vorgesehen werden, in welcher ein federbelastetes Rücklaufsicherungsventil
angeordnet ist, welches sich, soba1,d der Flüssigkeitsdruck innerhalb der Zylinder
über einen durch die Feder bestimmten Wert ansteigt, öffnet und den Durchfluß der
hydraulisehen Flüssigkeit von den Zylindern nach dem Akkumulator freigibt.
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Bei einer mit einer solchen Apparatur ausgerüsteten Hangendtragvorrichtung
bewirkt die Einandernä'herung des Hangenden und des Liegenden und das dadurch erfolgende
Herabdrücken des oder der Kolben ein Übertreten von Druckflüssigkeit von den Zylindern
in den Akkumulator, biss der oder die Kolben zur Anlage an die Zylinderkante gelangt
sind oder -bis der Akkumulator voll aufgeladen ist. Hierauf entspricht der dem Hangenden
durch die Tragvorrichtung entgegengesetzte Widerstand der Bruchlast der anderen
Teile der Tragvorrichtung oder den Druck der Gebirgsschichten. Der in dem Akkumulator
aufgebaute Druck kann im Falle des Umsetzens der Hangendtragvorrichtung nach einer
anderen Stelle ausgenutzt werden, um diese auf einen hohen Anteil ihrer vollen Belastungsfähigkeit
vorzuspannen.
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Nachstehend werden vorzugsweise Ausführungsbeispiele von Vorrichtungen
nach der Erfindung an Hand der Abbildungen beschrieben, von denen in schematischer
Darstellung Fig. leine Seitenansicht eines mit einer Anordnung der beschriebenen
Art gemäß einer Ausführungsforrn der Erfindung ausgerüsteten Wanderpfeilers ist,
wobei der klareren Darstellung -wegen einzelne Teile weggebrochen sind; Fig. 2 ist
ein Schnitt gemäß Linie 11-II der Fig. i.
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Der in Fig. i dargestellte, zwischen dem Hangenden und Liegenden aufgebaute
Wanderpfeiler besteht aus Holzbalken i und einem Basiskörper 3, auf dein eine Auslösevornichtung
2 von üblicher Bauart angeordnet sind. Die Gesamtkonstruktion wird zwischen Hangenden
und Liegendem in .der üblichen Weise durch Holzkeule 4 verspannt.
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Der Basiskörper 3 besteht aus einer Metallkonstruktion 5, die aus
Winkeleisenaibbschnitten oder in jeder anderen beliebigen Weise hergestellt werden
kann und deshalb in den Abbildungen nur schematisch dargestellt ist. Er ist im Grundriß
im weseritlidhen quadratisch gestaltet und trägt an jeder seiner Ecken einen hydraulischen
Zylinder 6. In jedem der Zylinder gleitet ein Kolben 7 mit einer verbreiterten Kopfplatte
B. Die Anordnung ist hierbei so getroffen, daß diese Kopfplatte zur Arnlage an die
Oberkante des Zylinders 6 gelangt, wenn sich der Kolben in seiner niedrigsten Stellung
befindet.
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In der Basiskonstruktion 3 ist, von dieser getragen, ein aus einem
Zylinder 9 und einem in diesem gleitenden Kolben io bestehender hydraulischer Akkumulator
untergebracht. Bei der dargestellten Ausführungsform liegt die Achse des Zylinders
9 horizontal, jedoch kann sie erwünschtenfalls auch vertikal angeordnet sein.
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An einer Seite des Kolbens io ist in diesen ,eine tiefe Höhlung i
i angeordnet, und der Zylinder enthält auf dieser Seite des Kolbens Druckluft, die
übereigen Stopfen 12 in den Zylinder eingeführt werden kann. Auf der anderen Seite
des Kolbens enthält der Zylinder, hydraulische Flüssigkeit. Dieses Ende des Zylinders,
9 isst über zweii Leitungen 13 und 14 mit einem System 15 von Flüssigkeitsleitungen
verbunden, die zu den hydraulischen Zylindern 6 führen.
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r Eine dieser Flüssigkeitsleitungen, 13, kann durch ein von Hand betätigtes
Ventil 16 geöffnet und geschlossen und derart der Akkumu:latorzylin:der 9 mit den
Zylindern 6 verbunden oder von diesen abgeschaltet werden. In der anderen Flüssigkeitsleitung
ist -ein federbelastetes Rückschlagventi'l 17 angeordnet, das ein Rückfließen der
Druckflüssigkeit von denn Akkumulatorzylinder 9 nach dem Leitungssystem 15 verhindert,
- jedoch das Fließen der Flüssigkeit in der entgegengesetzten Richtung zuläßt.
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Die Kapazität des Akkumulators ist so :bemessen, daß er die Gesamtmenge
an Druckflüssigkeit aufnehmen kann, die durch den Hub der Kolben 7 verdrängt wird.
Dieser Hub liegt in der Größenordnung 5 bis io cm.
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Der Wanderpfeiler wird auf den Kopfplatten der Kolben 7 aufgebaut.
Wie aus den Abbildungen ersichtlich, sind auf die Kopfplatten zwei Auslösevorrichtungen
aufgesetzt, deren jede sich in der Querrichtung über zwei Kolben erstreckt und parallel
der Seitenfläche der Basiseinheit liegt. Es ist aber auch möglich, auf die Kolben
in ähmlncher Weise unmittelbar Holzbaken aufzulegen.
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Der Wanderpfeiler wird in der üblichen Weise aufgebaut und durch.
die Teile 4 verspannt. Mit dem Absenken des Hangenden bzw. der Näherung vom Hangenden
und Liegenden wird, während der Akkumulator 9 in Verbindung mit den Hauptzylindern
6 und den Kolben 7 steht, die sich in die Zylinder hinein@bewegen, bis ihre Köpfe
zur Anlage an die Oberkanten der Zylinder gelangen, die Druckflüssigkeit über das
Ventil 17 und/oder 16 in Alen Akkumulator verdrängt.
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Hierauf entspricht der dem Hangenden durch den War iderpfeiler .entgegengesetzte
Widerstand der Drucklast seiner Teile bzw. der Belastung durch die Gebirgsschichten.
Wenn
der Wanderpfeiler umgesetzt werden $o11, so wird des Ventil 16 betätigt, und es
werden derart die Akkumulatoren abgeschaltet, der Pfeiler in der üblichen Weise
ausgelöst und an seiner neuen Stelle wieder aufgebaut. Nunmehr werden durch Betätigung
.des Ventils 16 die Akkumulatoren mit den Zylindern verbunden und derart die Kolben
ausgefahren, um den Wanderpfeiler unter Vorspannung zu setzen.
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Es ist ohne weiteres verständlich, daß eine ähnliche Vorrichtung von
geeigneter Größe, !bei der dann mögl cherweise nun ein einziger Zylinder mit Kolben
Verwendung findet, auch zusammen mit einem Stempelbekannter Bauart Verwendung finden
kann, um diesen auf einen hohen Anteil seiner gesamtem Tragfähigkeit.vorzuspannen.
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Als Beispiel für die .durch die Verwendung von Vorrichtungen gemäß
der Erfindung erzielbaren Ergebnisse sei nachstehend der Fall betrachtet, bei welchem
vier Kolben von'je 15 cm Durchmesser in einen Wanderpfeiler eingebaut sind. Unter
der Annahme, daß die Akkumulatoren einen Arbeitsbereich von 1,75 bis a,11 kg/qmm
besitzen, beträgt. die Belastung b;ei .der die Kolben die Zylinderkanten erreichen,
37,8 t je Kolben oder 17r,2 t für den gesamten Wanderpfeiler. Die Vorspannung, die
sich bei ausgefalhrenem Kolben, d. h. im Falle, ihres geringsten Wertes ergibt,
beträgt 31,5,t je Kolben oder 126 t für den ganzen Pfeiler. In der Praxis tragen
Wanderpfeiler normalerweiise Höchstbelastungen von ioo bis 16o t.
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Selbstverständlich ist die Erfindung .nicht auf die vorstehend im
einzelnen beschriebenen und die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt,
sondern es sind demgegenüber zahlreiche Abänderungen möglich, ohne ihren Grundgedanken
zu verlassen. Wirksamwerden des Hangenddrueks belastete hydraulische Zylinder eingebaut
sind, der oder die mit einem ebenfalls in die Ha-ngencltrag vorrichtung eingebauten
'hydrawlischen Ahkumudator über ein von I-iandbetätigtes Ventil verbunden werden
können.
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2. Hangendtragvorrichtung nach Anspruch- i, dadurch gekennzeichnet,
daß der hydraulische Akkumulator durch ein besonderes Abteil einer aus diesem und
dem hydraulischen Zylinder bestehenden Einheit gebildet wird.
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3. Basiskörper für Wanderpfeiler von eckigem Querschnitt nach Anspruch
i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der an seinen Ecken den Pfeiler tragende hydraulische
Zylinder aufweist, deren Druckräume mit einem in den Basiskörper eingebauten Akkumulator
verbunden sind.
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4. Wanderpfeiler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, d:aß Ventile
zur Steuerung des die Druckräume der hydraulischen Zylinder mit dem Akkumulator
verbindenden Leitungssystems so angeordnet sind, daß sie wahlweisse das Strömen
:der Druckflüssigkeit zwischen dem Akkumulator und den Zylindern oder die Abschaltung
des Akkumulators von den Zylindern ermöglichen.
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5. Anordnung nach Anspruch i bis 4, gekennzeichnet durch ein Rückschlagventil
zwischen dem oder den Zylindern und dem Akkumulator in solcher Anordnung, daß die
Flüssigkeit von dem oder den Zylindern nach dem Akkumulator, jedoch nicht in. umgekehrter
Richtung fließen kann..
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6. Anordnung nach Anspruch i bis 5, dadurch. gekennzeichnet, dasß,das
Rückschlagventml durch Federbelastung geschlossen gehalten wind.