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Hydraulisches Grubenausbauelement Die Erfindung betrifft ein hydraulisches
Grubenausbauelement mit mindestens einem hydraulischen Grubenstempel und mindestens
einer mit dem Ausbauelement beviegIlich verbundenen Vorpfändkappe, die durch ein
aus Zylinder und Kolben bestehendes hydraulisches Hilfselement gegen das Hangende
anpreßbar ist.
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Bei einem bekannten derartigen Ausbauelement ist das hydraulische
Hilfselement in Verhiebsrichtung vor dem bzw. den kohlenstoßseitigen Stempeln des
Ausbauelementes angeordnet, so daß es sich innerhalb der zwischen diesen Stempeln
und der Vorpfändkappe gebildeten Winkel befindet. Das bekannte Ausbauelement hat
jedoch den Nachteil, daß zum Anpressen der Vorpfändkappe gegen das Hangende die
Umlenkung der von dem in etwa waagerechter Lage angeordneten Hilfselement ausgehenden
Kraft in eine senkrechte Richtune, erforderlich ist. Dies geschieht über eine an
der Vorpfändkappe angebrachte mit dem Kolben bzw. der Kolbenstange des hydraulischen
Hilfselementes zusammenwirkende Gl#eitfläche. Bei dieser Kraftumlenkung sind eine
schnelle Abnutzung der Reibungsstellen, erheblicher Kraftverlust und übermäßige
Beanspruchung des ün Drehpunkt der Vorpfändkappe befindlichen Lagers unvermeidlich.
Außerdem engt das Hilfselement den freien Raum zwischen der kohlenstoßseitigen Stempelreihe
und dem Strebförderer ein. Dies ist dann von großem Nachteil, wenn dieser Raum in
seinem vollen Querschnitt für die Vorbeifahrt von Gewinnun-smaschinen oder für die
Befahrung zur Verfügung stehen soll, also insbesondere in Streben von geringer Mächtigkeit.
Schließlich sind bei dem bekannten Ausbauelement zur Versorgung des hydraulischen
Hilfselementes mit Druckmittel frei verlegte Druckmittelleitungen erforderlich,
die der Gefahr von Beschädigungen ausgesetzt sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden.
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Gegenstand der Erfindung ist ein hydraulisches Grubenausbauelement
mit mindestens einem hydraulischen Grubenstempel und mit mindestens einer mit dem
Ausbauelement beweglich verbundenen Vorpfändkappe, die durch ein aus Zylinder und
Kolben bestehendes hydraulisches Hilfselement gegen das Hangende anpreßbar ist und
das sich dadurch kennzeichnet, daß das hydraulische Hilfselement innerhalb eines
der hydraulischen Stempel angeordnet ist.
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Das Ausbauelement gemäß der Erfindung weist zwischen der vorderen
Stempelreihe und dem StrebfÖrderer bzw. dem Abbaustoß, einen völlig, unbeengten
Fahrtweg auf, und das hydraulische Hilfselement selbst sowie seine Zuleitungen sind
gegen Beschädigungen geschützt angeordnet. Die übertragung der vom hydraulischen
Hilfselement ausgehenden Kraft auf die Vorpfändkappe erfolgt ohne nennenswerten
Kraftverlust.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsforrn besteht das hydraulische Hilfselement
aus einem im Innenstempel. eines der hydraulischen Stempel verschiebbaren gegen
den Druckmittelraum des hydraulischen Stempels abgedichteten Kolben, an dem eine
Kolbenstange befestigt ist, die mit der Vorpfändkappe ver-,eben sich erhebliche
Kostenbunden ist. Hierdurch erg einsparungen bei der Herstellung des Ausbauelementes,
die Notwendigkeit, gesonderte, Zylinder für das Hilfselement anzufertigen, entfällt.
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Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform kann das hydrauliische Hilfselement
ein überdruckventil besitzen, und es können Ventile zur Unterbrechung der hydraulischen
Verbindung zwischen den einzelnen oder einzelnen Gruppen der auf einer gemeinsamen
Grundplatte angeordneten hydraulischen Stempel vorgesehen sein. Die hydraulischen
Stempel können einzeln oder gruppenweise oder gemeinsam mit überdruckventilen verbunden
sein.
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Das Ausbauelement -emäß der Erfindung kann derart aus(-ebildet sein-,
daß die auf dem mit dem b
hydraulischen Hilfselement
versehenen Stempel aufliegende Kappe eine öffnung zum freien Durchtritt der die
Vorpfändkappe unterstützenden Kolbenstange besitzt. Mindestens die mit hydraulischen
Hilfselementen versehenen Stempel können an ihren oberen Enden abgerundet sein,
während die auf ihnen aufliegenden Kappen mit konkaven, vorzugsweise der Krümmung
der Abrundung der Stempelenden angepaßten Auflagerflächen versehen sind. Die nicht
mit hydraulischen Hilfselementen versehenen Stempel können ebene Auflagerflächen
für die Kappen besitzen.
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Im folgenden sind Ausführungsbeispiele des hy-
draulischen Grubenausbauelementes
gemäß der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben, in der F i g. 1 eine
Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eines vollständigen Ausbauelementes, F i
g. 2 einen Ausschnitt aus F i g. 1 in vergrößertein Maßstab, F i
g. 3 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eines weiteren vollständigen
Ausbauelementes und F i g. 4 schematische Darstellungen von hydraulischen
Verbindungen innerhalb der Grubenausbauelemente zeiat.
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Bei den in den F i g. 1 und 3 dargestellten Grubenausbauelementen
sind auf einer Grundplatte 1 ein vorderer hydraulischer Stempel
3 und ein hinterer hydraulischer Stempel 4 angeordnet. In ähnlicher Weise
können auf einer gemeinsamen Grundplatte 1
auch mehr als zwei Grubenstempel
angeordnet sein, insbesondere können zwei der in den F i g. 1 und
3
dar ' gestellten, mit zwei Grubenstempeln versehenen Einheiten zu
einem vier Grubenstempel aufweisenden Ausbauelement zusammengefaßt sein, auf dessen
gemeinsamer Grundplatte die vier Stempel so angeordnet sind, daß sie die Ecken eines
Rechteckes darstellen.
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Auf den Stempeln 3 und 4 ist eine Kappe 5 angebracht,
die mit einer Vorpfändkappe 6 verbunden ist. Falls auf einer aemeinsamen
Grundplatte 1 mehr als zwei Stempel 3, 4 angeordnet sind, können diese
an ihren oberen Enden durch eine gemeinsame Kopfplatte verbunden sein, wobei an
der gemeinsamen Kopfplatte eine oder auch zwei Vorpfändkappen 6
angeordnet
sind. Auch können beispielsweise bei Anordnung von vier Stempeln auf einer gemeinsamen
Grundplatte je zwei der Stempel durch je eine mit einer Vorpfändkappe
6 versehene Kappe 5 verbunden sein.
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Innerhalb oder auf der Grundplatte 1 ist ein doppeltwirkender
hydraulischer Vorrückzylinder 2 angeordnet, der mit dem Förderer C verbunden
ist. Bei dieser Anordnung wird, sobald ein gewisser Abbaufortschritt am Kohlenstoß
erreicht ist, der doppeltwirkende Vorrückzyliner 2 so betätigt, daß er den Förderer
gegen die Abbaufront vorschiebt, wobei das Ausbauelement als Widerlager benutzt
wird. Nach dem Vorrücken des Förderers wird aus den Stempeln und dem Hilfselement
des hydraulischen Grubenausbauelementes Druckflüssigkeit abgelassen, so daß die
Verbindung zwischen dem Ausbauelement und dem Hangenden gelöst wird. Hiernach wird
unter Benutzuno, des Förderers als Widerlager durch Betäti-una des doppeltwirkenden
hydraulischen Vorrückzvlinders das Ausbauelement gegen den Förderer nachaezo-en.
Hiernach werden durch Einführen von Druckflüssigkeit in die Stempel und das Hilfselement
des Ausbauelementes dessen Kappe 5 und Vorpfändkappe 6 wieder gegen
das Hangende angepreßt. Die Zufuhr und Entnahme von Druckflüssigkeit in das bzw.
aus dem Ausbauelement kann durch ein Raub- und Setzventil gesteuert werden, das
mit dem Bezugszeichen 10 versehen ist. Das Setzen der Vorpfändkappe
6 wird im folgenden ausführlicher beschrieben werden.
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Die Kappe 5 besitzt einen rechteckigen kastenförmigen Querschnitt
und ist in ihrem Inneren mit einem Drehpunkt 14 für die Vorpfändkappe
6 versehen. Die Vorpfändkappe 6 kann an ihren Seiten mit Zapfen oder
seitlich vorstehenden Bolzen 17 versehen sein, die in Schlitzen in den Seitenwänden
der Kappe 5 geführt werden, so daß bei unbelasteter Vorpfändkappe diese mit
der Kappe 5 in Verbindung bleibt.
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Der vordere Stempel 3 des Ausbauelementes besteht aus einem
Außenstempel 3 a und einem als Kolben dienenden Innenstempel
7, der rohrförmig ausgebildet ist und an seinem freien Ende mit einem Zwischenstück
11 versehen ist. Innerhalb des Innenstempels 7 befindet sich ein Hilfskolben
8, der durch eine Dichtung 9 gegen den Innenraum des Innenstempels
abgedichtet und gegen den Innenstempel verschiebbar ist. Mit dem inneren Ende des
Innenstempels 7, in dem der Hilfskolben 8 verschiebbar ist, ist ein
Kolben 7 a verbunden, der durch eine Dichtung 7 b gegen die Innenwandung
des Außenstempels 3 a abgedichtet ist. Der Innenstempel
7 ist im Außenstempel 3 a verschiebbar, so daß zwischen dem druckdicht
verschlossenen freien Ende des Außenstempels 3 a und dem Kolben
7 a des Innenstempels 7 ein Druckraum von veränderlicher Größe entsteht.
Ein weiterer Druckraum von ebenfalls veränderlicher Größe befindet sich im Inneren
des Innenstempels 7
und ist von dem Kolben 7 a und dem verschiebbaren
Hilfskolben 8 begrenzt. Der Kolben 7 a ist mit einer Bohruno, versehen,
durch die das Druckmittel von dem einen in den anderen Druckraum überströmen kann.
In den Druckraum des Außenstempels 3 a mündet eine Druckmittelleitung P ein.
Der vordere Stempel 3
und der hintere Stempel 4 können, wie in F i
g. 4 mit (Testrichelten Linien schematisch dargestellt, hydraulisch miteinander
verbunden sein und ein gemeinsames einstellbares überdruckventil 10 a besitzen,
das die Setzlast des Ausbauelementes auf den eingestellten Betrag begrenzt, jedoch
kann die Anordnung auch, wie in F i g. 4 mit strichpunktierten Linien an-Gedeutet,
abgewandelt sein.
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Die auf der Kappe 5 ruhende Last wird auf das am äußeren Ende
des Innenstempels 7 des Stempels 3
befestigte Zwischenstück 12 über
die kreisringförmige Auflagefläche 13 übertragen. Eine ähnliche Anordnung
kann, wie in F i g. 3 dargestellt, zur übertragung der Last von der
Kappe 5 auf den hinteren Stempel 4 C Cletroffen werden, jedoch kann auch,
wie in F i g. 1
dargestellt, die Kappe 5 auf einer ebenen Auflagefläche
des Stempels 4 aufliegen. In beiden Fällen ist es zweckmäßig, an der Berührungsstelle
zwischen dem Innenstempel 7 des Stempels 3 und dem Zwischenstück 12
bzw. dem Innenstempel des Stempels 4 und seiner Durchführung durch die Kappe
5 elastische Ringe 15 bzw. 16 anzuordnen, um eine begrenzte
Schwenkbarkeit der Innenstempel gegen das Zwischenstück 12 bzw. die Kappe
5 zu ermöglichen.
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Zur Unterbrechung der hydraulischen Verbindunaen zwischen einzelnen
oder einzelnen Gruppen von auf einer gemeinsamen Grundplatte angeordneten
Stempeln
können, wie in F i g. 4 dargestellt, Ventile 10 b verwendet
werden.
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Der vom Hangenden auf die Vorpfändkappe 6 ausgeübte Druck wird
über die am Kolben 8 befestigte Kolbenstange auf den Kolben 8 übertragen,
wobei der im Druckraum des Innenstempels 7 herrschende Druck der Belastung
der Vorpfändkappe durch das Hangende entgegenwirkt. Das hintere Ende der Vorpfändkappe
6 stützt sich bei 14 gegen die Kappe, 5 ab. Die Last, die von der
Vorpfändkappe 6 an ihrer Spitze aufgenommen werden kann bzw. das Moment,
das auf das freie Ende der Vorpfändkappe ausgeübt werden kann, hängt vom Verhältnis
der freien zur unterstützten Länge, der Kappe, vom Querschnitt des Kolbens
8 und von dem gegen ihn wirkenden Flüssigkeitsdruck ab und kann durch geeignete
Bemessung dieser Größen den gewünschten Verhältnissen angepaßt werden.
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Wenn zum Setzen der Stempel 3 und 4 in diese Druckflüssigkeit
eingebracht wird, wird bei dem Stempel 3 nicht nur der Innenstempel
7 angehoben, sondern auch der Kolben 8 aufwärts bewegt, so daß er
über die an ihm befestigte Kolbenstange die Vorpfändkappe 6 gegen das Hangende
preßt. Die bei der Anpressung der Vorpfändkappe 6 gegen das Hangende gewünschte
Setzlast kann, wie vorstehend gesagt, durch geeignete Dimensionierung des Verhältnisses
zwischen freier und unterstützter Länge der Vorpfändkappe, des Kolbenquerschnittes
und des Flüssigkeitsdruckes den Verhältnissen angepaßt werden. Sobald die Vorpfändkappe
6 übermäßig belastet wird, drückt sie den Kolben 8 nieder, was eine
Druckerhöhung in dem dem Kolben 8 zugeordneten Druckraum innerhalb des Innenstempels
7 zur Folge hat. Da dieser Druckraum bei einer bevorzugten Ausführungsform
des Ausbauelementes gemäß der Erfindung mit den Druckräumen sämtlicher auf der gemeinsamen
Grundplatte des Ausbauelementes angeordneter Stempel hydraulisch verbunden ist,
hat die Steigerung des Flüssigkeitsdruckes in dem zu Kolben 8 zugeordneten
Druckraum eine Steigerung des Flüssigkeitsdruckes in den Stempeln, z. B.
3, 4, zur Folge, wodurch die Kappe 5 bzw. die Kopfplatte des Ausbauelementes
stärker gegen das Hangende gepreßt wird. Diese Erhöhung der Setzlast des Ausbauelementes
wiederum hat, wie, sich gezeigt hat, in den meisten Fällen eine Entlastung der Vorpfändkappe
6 zur Folge. Falls die Drucksteigerung in den miteinander verbundenen Druckräumen
der Stempel und des Hilfselementes so groß sein sollte, daß die vorgeschriebene
Setzlast des Ausbauelementes überschritten wird, so tritt Druckflüssigkeit durch
das überdruckventil 10 a so lange aus, bis die vorgeschriebene Setzlast
wieder erreicht ist.
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Insbesondere bei Ausbauelementen, die vier Stempel aufweisen, kann
es zweckmäßig sein, die Druckräume der versatzseitigen, d. h. hinteren Stempel
mit den Druckräumen der kohlenstoßseitigen, d. h. vorderen Stempel nicht
zu verbinden. In diesem Fall ist der Druckraum des Hilfselementes vorzugsweise mit
den Druckräumen der vorderen Stempel verbunden. In einigen Fällen kann es zweckmäßig
sein, den Druckraum des Hilfselementes mit einem eigenen Überdruckventil zu verbinden
und von einer Verbindung des Druckraumes des Hilfselementes mit den Druckräumen
der Stempel völlig abzusehen.
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Wie aus dem Vorstehenden hervorgeht, wird bei dem hydraulischen Grubenausbauelement
gemäß der Erfindung der auf die Vorpfändkappe einwirkende Druck des Hangenden dazu
benutzt, die Setzlast der Stempel des Hauptelementes zu erhöhen. Es ist im Rahmen
der Erfindung bei mit mehreren Grubenstempeln ausgerüsteten Ausbauelementen auch
möglich, zur Unterstützung der Vorpfändkappe 6 und ihrer Anpressung gegen
das Hangende unmittelbar einen auf der gleichen Grundplatte angeordneten Grubenstempel
zu verwenden, wobei der Druckraum dieszs Grubenstempels mit dem Druckraum mindestens
eines weiteren auf der Grundplatte angeordneten Grubenstempels verbunden ist. Auch
in diesem Fall hat eine Erhöhung der Belastung der Vorpfändkappe eine Erhöhung der
Setzlast der übrigen Sternpel des Ausbauelementes zur Folge.
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Das hydraulische Grubenausbauelement gemäß der Erfindung eignet sich
insbesondere zur Anwendung in solchen Streben, in denen der Abbau im Langfrontenverfahren
erfolgt. Bei einem dieser Verfahren ist entlang der Abbaufront ein Panzerförderer
verlegt, und ein schneidendes Gewinnungsgerät bewegt sich auf dem Förderer oder
zwischen dem Förderer und der Abbaufront und schält die Kohle schichtenweise vom
Kohlenstoß ab. Zwischen dem Förderer und den Ausbauelementen, die zur Unterstützung
des Hangenden dienen, befindet sich ein freier Raum, der vom Bedienungspersonal
befahren werden kann. Dieser freie Raum sowie der Raum oberhalb des Förderers ist
durch die an den Ausbauelementen angeordneten Vorpfändkappen geschützt. Da bei dem
nach jedem Vorrücken der Ausbauelemente erforderlichen neuen Setzen sich eine gewisse
Beunruhigung des Hangenden nicht vermeiden läßt und außerdem die Ausbauelemente,
beispielsweise dann, wenn zwischen den Kappen und dem Hangenden loses Material eingepreßt
war, mit ihrer ursprünglichen Setzlast nicht ständig belastet bleiben, lassen sich
überlastungen der Vorpfändkappe nicht vermeiden. Während bei den bekannten Vorrichtungen
derartige Überlastungen der Vorpfändkappe ein Verbiegen oder eine Zerstörung der
Kappe zur Folge haben würden, wird bei dem hydraulischen Grubenausbauelement gemäß
der Erfindung durch eine auf die Vorpfändkappe einwirkende zusätzliche Last der
Setzdruck des Hauptteiles des Ausbauelementes erhöht, was, wie sich gezeigt hat,
in nahezu allen Fällen eine Entlastung der Vorpfändkappe zur Folge hat.