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Ausbaugespann für den wandernden Strebausbau Die Erfindung bezieht
sich auf Ausbaugespanne _für den wandernden Strebausbau.
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Die wechselnden Hangend- und Liegendverhältnisse im Streb bedingen
es, solche Rahmen in sich gelenkig auszubilden und sie dadurch zu befähigen, sich
diesen wechselnden Verhältnissen, insbesondere dem unebenen Verlauf von Hangendem
und Liegendem, anzupassen.
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Es ist bekannt, zu diesem Zweck nicht nur die Stempel gelenkig an
die Kappen anzuschließen; sondern auch die Kappen aus zwei Teilen, die durch ein
elastisches Zwischenmittel oder durch ein Gelenk miteinander verbunden sind, zu
bilden.
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Diese Ausbildung der Rahmen der Gespanne ergibt jedoch Schwierigkeiten
bei dem Rücken in druckentlastetem Zustand, weil durch die hierbei am rückwärtigen
Ende des Rahmens angreifenden Schubkräfte die Gefahr besteht, daß die Stempel sich
mehr oder weniger schräg stellen, was sich auch auf die Kappen auswirkt und außerdem
eine übertragung der Rückkräfte von dem einen auf den anderen der nicht starr miteinander
verbundenen Kappenteile unmöglich macht. Mit Rücksicht hierauf ist es erforderlich,
die beiden Kappenteile während des Rückvorganges in Bezug aufeinander zu blockieren,
was jeweils besondere Maßnahmen bedingt und damit Bedienungsfehler beim Setzen und
Lösen des Rahmens möglich macht, zum anderen mit der Gefahr verbunden ist, daß die
Kappen, insbesondere ihre blockierten und damit starren Gelenke, als Folge von örtlichen
Beanspruchungen, z. B. Herabfallen von schweren Gesteinsbrocken, beschädigt werden.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, der Gefahr von relativen Verschwenkungen
der Stempel gegenüber den Kappen während des Rückvorganges durch zwischen den Kappen
und an den Stempeln gebildeten Widerlagern angeordnete elastische Abstützvorrichtungen
in Gestalt von Gummipuffern vorzubeugen, die bestrebt sind, die Stempel jeweils
in die Lage senkrecht zur Kappe zu verbringen.
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Die Wirkung dieser bekannten Anordnung beschränkt sich aber auf den
Anschluß der Stempel an die Kappen und reicht nicht aus, um auf eine mechanische
Verriegelung des die beiden Kappenhälften miteinander verbindenden Gelenks verzichten
zu können.
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Schließlich ist es bekannt, Einzelstempel, die nicht Bestandteile
eines Rahmens bilden, als solche durch quer zur Stempelachse gerichtete Federn in
einem sie aufnehmenden Topf abzustützen, auf dessen Boden der ballig gestaltete
Stempelfuß aufruht, wobei der Stempel durch einen Ansatz seines balligen Fußes gegen
seitliche Verschiebungen gesichert wird. Abgesehen davon, daß diese bekannte Anordnung
sich nur auf Einzelstempel bezieht, wirkt sie nur, solange der Stempel durch die
an seinem Boden angeordneten Zentrierungsansätze gesichert ist. Sobald der Stempel
- gegebenenfalls durch Einwirkung einer der ihn abstützenden Federn - aus dieser
Zentrierung herausgedrückt wird, geht jede Rückstellkraft verloren.
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Durch die Erfindung wird eine Konstruktion für die Rahmen von Ausbaugespannen
geschaffen, welche in einfachster Weise den Forderungen Rechnung trägt, die in bezug
auf die Gelenkigkeit der Rahmenbestandteile zueinander in gesetztem Zustand wie
auch in bezug auf die Steifigkeit der Rahmen bei dem Rückvorgang zu erfüllen sind.
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Bei der Konstruktion der Gespannrahmen gemäß der Erfindung sind wie
bei bekannten Ausführungen die Hangend-und Sohlkappen gelenkig unterteilt und gelenkig
an die Stempel angeschlossen und zwischen den Kappen und an den Stempeln gebildeten
Widerlagern elastische, gegen Überhub gesperrte Abstützvorrichtungen vorgesehen,
die die Stempel jeweils in die Lage senkrecht zur Kappe zu schwenken suchen.
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Gemäß der Erfindung werden bei solchen Rahmen die die Stempel abstützenden
Federn parallel zur Stempelachse vorwärts und rückwärts des gelenkigen Auflagers
der Stempel in den ihrerseits durch ein einfaches Zapfengelenk miteinander verbundenen
Teilkappen sich auf diesen abstützend angeordnet, sowie jeder der Federn ein Widerlager
am Stempel zugeordnet, an welchem sich je nach der verschwenkten Lage der Teilkappen
die hierdurch zusammengepreßten Federn abstützen, wobei die Vorspannung der Federn
in einem solchen Verhältnis zu dem Gewicht des Rahmens und den während des Rückens
am
Rahmen angreifenden Schubkräften steht, daß das die Teilkappen miteinander verbindende
Zapfengelenk während des Rückens unnachgiebig ist, ohne jedoch seine Nachgiebigkeit
gegenüber dem Gebirgsdruck zu verlieren.
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Infolge dieser Ausbildung des Rahmens genügt für die Verbindung der
beiden Kappenteile miteinander ein Bolzengelenk einfachster Ausbildung.
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Als elastische Abstützvorrichtungen wären Gummipuffer nicht brauchbar,
da sie sich nicht entsprechend vorspannen lassen. Außer vorgespannten Federn lassen
sich jedoch z. B. auch Zylinder verwenden, deren ausfahrbare Kolben unter dem Druck
eines hochgespannten Druckmittels stehen, ebenso vorgespannte Luftfedern od. dgl.
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Die vorgespannten und durch den Gebirgsdruck gegebenenfalls noch weiter
zusammengedrückten Abstützvorrichtungen, die die Kappe jeweils in eine senkrecht
zur Stempelachse verlaufende Ebene zurückzuschwenken suchen, sind derart gesperrt,
daß sie einen die Kappe über diese Lage hinaus bewegenden Druck nicht ausüben können.
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Mit besonderen Vorteil werden die in an sich bekannter Weise an Kragenansätzen
der Stempel bzw., falls diese in Stempeltöpfe eingesetzt sind, an solchen der Stempeltöpfe
vorgesehenen Abstützvorrichtungen sowohl beiderseits der Symmetrieebene des Rahmens
als auch vorwärts und rückwärts der Stempel angeordnet, wobei die Abstände der vorderen
von den rückwärtigen Abstützvorrichtungen größer sind als die der rechtsseitigen
von den linksseitigen. Hierdurch wird der Tatsache Rechnung getragen, daß den Kräften,
die bestrebt sind, das die beiden Kappenteile verbindende Gelenk durchzuknicken,
nämlich den Rückkräften, ein größerer Widerstand entgegengesetzt werden muß als
den demgegenüber kleineren Kräften, die bestrebt sind, die Kappenteile gegenüber
den Stempeln seitlich zu verkippen.
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Die starke federnde Absteifung der Kappenteile relativ zu den Stempeln
ergibt die Möglichkeit, die Nachgiebigkeit der Gelenkverbindungen zwischen den Kappenteilen
und zwischen Stempeln und Kappen den Gebirgsdrücken gegenüber unter allen Umständen
aufrechtzuerhalten. Auf der anderen Seite bedingt sie aber, daß mechanische Hemmungen,
die das Zurückschwenken der vom Druck entlasteten Rahmenteile in ihre normale Lage
verhindern oder erschweren könnten, mit Sicherheit ausgeschaltet werden. Diese Sicherheit
ist bei den bekannten Konstruktionen nicht gegeben. Vielmehr entstehen dort bei
dem Verschwenken der Rahmenteile gegeneinander keilspaltförmige Öffnungen, in welchen
sich Fremdkörper festsetzen können, die ein Zurückschwenken der Teile in die normale
Lage verhindern.
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Um auch dieses Gefahrenmoment auszuschalten, werden gemäß einem weiteren
Merkmal der Erfindung die Gelenkverbindungen zwischen Stempeln und Kappen als wirkliche
Kugelgelenke ausgebildet.
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Das erfolgt gemäß der Erfindung dadurch, daß die Kugel oder Kugelgelenkverbindungen
von Stempeln und Kappen am Stempel fest in einem gabelförmigen Ansatz des Stempels
bzw. Stempeltopfes gelagert sind, der die Kugel beiderseits mit Spiel umfaßt, während
die Kugel von oben und unten umgreifende Pfannen im Kappenkörper gebildet sind.
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Durch diese Ausbildung des Gelenks wird dessen Betriebssicherheit
unbedingt sichergestellt, weil jedes Eindringen von Fremdkörpern in das Innere der
Gelenkpfannen ausgeschlossen ist, wobei dieser Vorteil ohne Inkaufnahme irgendwelcher
Nachteile mit dem verbunden ist, daß die örtliche Verstärkung der Kappe, welche
zur Unterbringung des Gelenkkörpers notwendig ist, gleichzeitig in vollem Umfang
als solche ausgenutzt wird. Es wird damit eine Kappenkonstruktion für den Rahmen
geschaffen, die im Gegensatz zu den Kappen der bekannten Rahmen, die an ihrer Unterstützungsstelle
geschwächt sind, dort, wo sie den stärksten Beanspruchungen ausgesetzt ist, auch
eine entsprechende Widerstandsfähigkeit besitzt, die sich dadurch ergibt, daß sich
nunmehr die Kappe durch die am Stempel bzw. am Stempelkopf gebildete Gabel, in welcher
sie gelenkig gelagert ist, hindurch erstreckt, wobei ihr Untergurt ebensowenig unterbrochen
wird wie ihr Obergurt.
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Die Lagerung der Kugeln in den diese beiderseits mit Spiel umfassenden
Gabelschenkeln, in die der Stempelkopf ausläuft, erfolgt über sich von der Kugel
in einander gegenüberliegender Anordnung erstreckende, als Achsstummel ausgebildete
Ansätze, die, da sie den gesamten Druck von, der Kappe auf den Stempel übertragen,
entsprechend stark ausgebildet werden.
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Die Einführung der Kugel in die in der Kappe gebildete Pfannenlagerung
kann zweckmäßig dadurch ermöglicht werden, daß die Pfanne seitliche öffnungen und
die Kugel parallel zu den Achsstumeln verlaufende, sich gegenüberliegende Abflachungen
aufweist, deren Abstände voneinander der Stärke der Achsstummel entsprechen. Infolge
dieser Ausbildung kann der Kugelkörper durch die seitlichen Öffnungen der Pfanne
eingeführt werden, worauf er nach Verdrehung um 90° nach dem Prinzip des Renkverschlusses
in der Kappe gehalten wird.
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Die derart mit der Gelenkkugel versehene Kappe kann dann von oben
bzw, unten in die die Achsstummel aufnehmenden Schlitze der Gabelschenkel eingelegt
werden, worauf die Achsstummel in zweckentsprechender Weise mit den Gabelschenkeln
verschraubt werden und dadurch die Kugel gegenüber dem Stempelkopf festgelegt wird.
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Bei Verwendung des in der vorstehend grundsätzlich beschriebenen Weise
ausgebildeten Rahmens als Bestandteil eines Ausbaugespanns, bei welchem in an sich
bekannter Weise die Rahmen im Bereich der Hangend- und Sohlkappen über einen Zwischenkörper
aneinander geführt werden, werden die der Führung des Zwischenkörpers dienenden
Zwangsführungen nicht wie üblich an den Kappen, sondern an den Stempeln bzw. den
die Stempel aufnehmenden Stempeltöpfen befestigt. Hierdurch wird erreicht, daß Schwenkbewegungen
der Kappenteile gegenüber der Rahmenebene möglich sind, ohne daß die Parallelführung
der Rahmen aneinander dadurch beein-$ußt wird.
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Wenn allerdings das die Kappenteile miteinander verbindende Gelenk
unter hohen Druckbeanspruchungen durchknickt, so hat das eine gewisse Verkürzung
des Abstandes von Stempel zu Stempel zur Folge. Da die an die Stempel angeschlossene
Zwangsführung sich nicht gleichzeitig verkürzen kann, sind erfindungsgemäß die horizontalen
Achsen, mit denen die sie mit den Stempeln verbindenden Doppelschwenkarme an den
Stempeln (Stempeltöpfen) angelenkt sind, in bzw. an dem zugeordneten Arm in dessen
Längsrichtung verschieblich gelagert. Eine solche
längsverschiebliche
Lagerung kann statt dessen selbstverständlich auch die den Doppelschwenkarm mit
der Zwangsführung verbindende horizontale Achse, und zwar entweder in bzw. an dem
zugeordneten Arm oder in bzw. an der Zwangsführung aufweisen.
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Zweckmäßig ist es, die Doppelschwenkarme durch an ihnen angebrachte,
miteinander zusammenwirkende, bogenförmig verlaufende Vor- und Einsprünge in der
Art von Nut und Feder aneinander zu führen und gegen Abheben voneinander zu sichern.
Die Achse der genannten Bögen verläuft dabei durch die Achse des die beiden Arme
des Doppelschwenkarmes verbindenden Gelenks.
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Die den Doppelschwenkarm mit dem Stempel bzw. Stempeltopf verbindende
horizontale Achse fällt zweckmäßig mit dem einen der beiden Achsstummel, die an
der Kugel des Kugelgelenks angeordnet sind, zusammen.
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Mit besonderen Vorteil werden Stempeltöpfe verwendet, die aus zwei
übereinander angeordneten, lösbar miteinander verbundenen Teilen bestehen, deren
einer die den Stempel aufnehmende Ausdrehung, den Kragen für die Abstützung der
Federn und die Gabel mit dem Lager für die an der Kugel angelenkten Achsstummel
bzw. für die horizontale Achse der Doppelschwenkarme und deren anderer die Kugel
mit den Achsstummeln enthält.
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Sind die beiden Teile des am Stempel festgelegten Stempeltopfes miteinander
verschraubt, so ist die vorher in die Kugelpfanne der Kappe hineingedrehte Kugel
am Stempel befestigt und die gelenkige Verbindung zwischen Stempel und Kappe hergestellt.
Gleichzeitig kommen die vorgespannten und gesperrten federnden Abstützvorrichtungen
sowohl am Kragen des Stempeltopfes als auch am gegenüberliegenden Gurt der Kappe
zur Anlage. Ein Verschwenken der Kappe ist nur noch gegen den Druck dieser Federn
od. dgl. möglich. Sobald der auf die Kappe ausgeübte und durch sie auf die Abstützvorrichtungen
übertragene Druck aufhört, suchen die Abstützvorrichtungen die Kappe in die normale
Lage zurückzuschwenken. Während der Gebirgsdruck auf die - vom Stempel her gesehen
- äußeren Pfannen (die obere Pfanne der Hangendkappe und die untere Pfanne der Sohlkappe)
der Kugelgelenke wirkt, werden beim Zurückschwenken der Rahmenteile in ihre normale
Lage die untere Pfanne der Hangendkappe und die obere Pfanne der Sohlkappe durch
die Rückstellkraft der Abstützvorrichtungen auf Druck beansprucht.
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Während die gelenkige Verbindung der Kappenteile mit den Stempeln
ermöglichen soll, daß die Gelenke gegenüber einseitig auf die Kappen bzw. auf das
eine oder andere Ende der Kappenteile ausgeübten Drücken nachgeben, sind selbstverständlich
seitliche Verschwenkungen der Kappenteile unerwünscht. Vielmehr soll die Kappe stets
rechtwinklig zur Achse der in den Gabeln der Stempel (Stempeltöpfe) gelagerten Achsstummel
gehalten werden. Dies geschieht durch miteinander zusammenwirkende Anschläge an
der Kappe einerseits und an den Gabelschenkeln andererseits. Vorzugsweise sind an
den die der Einführung der Kugel dienende Öffnung begrenzenden Teilen der Kappe
(verstärkte Teile ihres Steges) beiderseits Flügel mit flächigen Anschlägen vorgesehen,
die mit zylindrischen Ansätzen der Gabelschenkel zusammenwirken, deren Zylinderachse
in der Achse der Achsstummel verläuft. Somit werden die zulässigen Bewegungen des
Kugelgelenks in keiner Weise beeinträchtigt, seitliche Verschwenkungen der Kappe
gegenüber den Doppelschwenkarmen und somit gegenüber den Zwangsführungen jedoch
mit Sicherheit verhindert.
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Die Verwendung zweiteiliger Stempeltöpfe ermöglicht, Ausbaugespanne
gemäß der Erfindung mit den gleichen Hangendkappen und Sohlkappen, mit den gleichen
Führungs- und Vorschubvorrichtungen, Kugelgelenken und Abstützvorrichtungen wahlweise
gemäß den jeweiligen Einsatzbedingungen oder gemäß dem jeweils verfügbaren Material
mit jedem gewünschten Stempeltyp auszurüsten, indem lediglich die den Stempel aufnehmende
Ausdrehung des mit der Gabel und dem Kragen versehenen Stempeltopfteiles diesem
Stempeltyp angepaßt wird.
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Die Figuren zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung in rein schematischer
Darstellung unter Weglassung aller für das Verständnis der Erfindung nicht erforderlichen
Teile.
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F i g. 1 zeigt in Seitenansicht einen gesetzten und einen gelösten
Rahmen eines Ausbaugespanns unter Weglassung der dem Vorschub und der gegenseitigen
Führung der Rahmen dienenden Teile; F i g. 2 ist ein Schnitt durch das gleiche Ausbaugespann,
aber unter Einschluß der genannten Teile gemäß der Linie II-II der F i g. 1; F i
g. 3 zeigt in Ansicht gemäß Linie 111-11I der F i g. 2 die der Parallelführung der
Rahmen dienenden Zwangsführungen und Doppelschwenkarme im Bereich der Hangendkappen
und der Sohlkappen; F i g. 4 ist ein Schnitt gemäß Linie IV-IV der Fig.2.
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in den Figuren sind mit 1 und 2 die Stempel des gesetzten Rahmens
A, mit 3 und 4 die Stempel des durch die Vorrückvorrichtung in seine neue Lage vorgeschobenen
gelösten Rahmens B bezeichnet. Der gesetzte Rahmen weist Hangendkappen 5, 6 und
Sohlkappen 5', 6', der gelöste Rahmen Hangendkappen 7, 8 und Sohlkappen T, 8' auf.
Die Kappenteile sind durch einfache Bolzengelenke 9 bzw. 9' miteinander verbunden.
Die Kappen des gesetzten Rahmens sind durch den Gebirgsdruck in ihrer Lage dem Verlauf
des Hangenden und Liegenden angepaßt, die Kappen des gelösten Rahmens sind durch
die federnden Abstützvorrichtungen in ihre normale Lage zurückgeschwenkt worden.
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Die Stempel bzw. die an den beiden Enden auf sie aufgesetzten Stempeltöpfe
weisen Kragenansätze 10 auf, die als Widerlager für die vorgespannten, zwischen
dem Obergurt und dem Untergurt der Kappen eingesperrten federnden Abstützvorrichtungen
11 dienen, von denen zwei vor jedem Stempel und zwei hinter jedem Stempel jeweils
rechts und links des den Obergurt mit dem Untergurt der Kappen verbindenden Steges
12 angeordnet sind. Auf dem Kragenansatz ist beiderseits der Kappe je eine
Gabel 13 angeordnet, in die die abgeflachten Kugeln 14 der die Stempel mit den Kappen
verbindenden Kugelgelenke sich mit ihren Achsstummeln 15,15' einlegen. Die Kugel
14 ruht in einer am Obergurt der Kappe gebildeten Pfanne 16 und einer am Untergurt
der Kappe gebildeten Pfanne 16'. Obergurt und Untergurt der Kappe laufen somit auch
im Bereich der Gelenkverbindung mit dem Stempel durch. Bei den Kappen der üblichen
Ausbildung fehlt dagegen gerade in diesem Bereich, wo die Kappe den stärksten Belastungen
und den stärksten Deformierungskräften
ausgesetzt ist, der Untergurt
völlig. Bei den erfindungsgemäß ausgebildeten ein regelrechtes Trägerprofil (Steg-
oder auch Kastenprofil) aufweisenden Kappen kann der Untergurt auf ganzer Länge
die gleiche Stärke haben wie der Obergurt. Der den Untergurt mit dem Obergurt der
Kappe verbindende Steg 12 weist beiderseits der Öffnung 17, in die die abgeflachte
Kugel 14 einführbar ist, eine Verstärkung 18 auf, an der in den Figuren nicht dargestellte,
die Schenkel der Gabel 13 umfassende Flügel angeordnet sein können.
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An dem verlängerten Achsstummel 15 ist ein um diesen als Achse verschwenkbarer
Doppelschwenkarm 19 angelenkt. Die den vier Kugelgelenken des Rahmens zugeordneten
Doppelschwenkarme 19 sind paarweise mit einer Zwangsführung 20 verbunden,
die ihrerseits in einen zwischen beiden Rahmen angeordneten Zwischenkörper 21 klauenartig
eingreift und sich mittels einer nicht dargestellten Vorschubeinrichtung an ihm
entlang verschieben läßt. Durch das Eingreifen der Zwangsführungen in den Zwischenkörper
ist die Parallelverschiebung der Rahmen gesichert, während die Doppelschwenkarme
die Höhenverschieblichkeit der Kappen des einen Rahmens gegenüber denen des anderen
Rahmens gewährleisten.
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Die Doppelschwenkarme des gesetzten Rahmens sind in F i g. 3 in ihrer
scherenartig geöffneten Stellung, die des gelösten Rahmens in ihrer normalen geschlossenen
Stellung dargestellt. Die beiden Arme des Doppelschwenkarmes 19 sind durch einen
Gelenkbolzen 22 miteinander verbunden. Eine nicht dargestellte Feder zwischen den
Gelenkbolzen 22 der der gleichen Zwangsführung 20 zugeordneten Doppelschwenkarme
19 hält die Doppelschwenkarme in ihrer normalen geschlossenen Stellung. Diese weisen
bogenförmig verlaufende Vor- und Einsprünge 23, 23' auf, durch die sie aneinander
geführt und gegen Abheben voneinander gesichert sind, so daß derart auch der parallele
Verlauf der Zwangsführung 20 zur Rahmenebene gesichert ist. Trotzdem ist die in
den F i g. 1 und 4 dargestellte Verschwenkung der Kappenteile des gesetzten Rahmens
ohne weiteres möb lieh, da die Doppelschwenkarme nicht an die Kappen, sondern über
die Achse 15 an das Kugelgelenk und somit an den zugeordneten Stempel angelenkt
sind.
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Der Achse 15 entspricht am anderen Arm der Doppelschwenkarme eine
Achse 24, mit der dieser an die zugeordnete Zwangsführung 20 angelenkt ist. Die
Achse 15 ist in dem zugeordneten Arm, z. B. in einem Langloch 25, längsverschieblich
gelagert. Der gesetzte Rahmen hat sich gegenüber den ihm zugeordneten Zwangsführungen
20 dadurch verkürzt, daß die Kappen 5 und 6 bzw. 5' und 6' unter dem Gebirgsdruck
ihre gestreckte Lage nicht beibehalten, sondern sich im Gelenk 9, 9' gegeneinander
um ein gewisses Maß abgewinkelt haben. Diese Verkürzung des Rahmens gegenüber der
Zwangsführung wird durch die Verschiebung der Achse 15 in dem Langloch 25 aufgenommen.
Die Achse 15, die normalerweise der Achse 24 gegenüberliegt, kann sich dadurch in
Längsrichtung des Rahmens um ein entsprechendes Maß gegen die Achse 24 versetzen.
Der gleiche Erfolg läßt sich z. B. auch dadurch, daß der mit der Achse 15 versehene
Arm teleskopartig ausziehbar ausgebildet ist, oder durch andere äquivalente Mittel
erzielen.