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Dokumentenidentifikation DE4230628C1 29.07.1993
Titel Spannbare Stütze für Untertagebetriebe
Anmelder Bochumer Eisenhütte Heintzmann GmbH & Co KG, 4630 Bochum, DE
Erfinder Domanski, Lothar, Dipl.-Ing. (FH), 4200 Oberhausen, DE;
Podjadtke, Rudi, Dipl.-Ing. (FH), 4690 Herne, DE
Vertreter Andrejewski, W., Dipl.-Phys. Dr.rer.nat.; Honke, M., Dipl.-Ing. Dr.-Ing.; Masch, K., Dipl.-Phys. Dr.rer.nat.; Albrecht, R., Dipl.-Ing. Dr.-Ing., Pat.-Anwälte, 4300 Essen
DE-Anmeldedatum 12.09.1992
DE-Aktenzeichen 4230628
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 29.07.1993
Veröffentlichungstag im Patentblatt 29.07.1993
IPC-Hauptklasse E21D 15/24
IPC-Nebenklasse E04G 25/04   
Zusammenfassung Spannbare sowie bei Überschreiten einer vorgegebenen Stützkraft nachgiebige Stütze (1) für Untertagebetriebe mit rohrförmigem Stützelement, Schraubenspindelelement (4) und Spindelmutter (5), in der die Schraubenspindel geführt ist. Das Stützelement weist ein oberes Stützrohr (2) und ein unteres Stützrohr (3) auf und auf das obere Stützrohr (2) ist die Spindelmutter (5) drehbar aufgesetzt. Das Schraubenspindelelement (4) ist in dem oberen Stützrohr (2) mit einer knickstabilisierenden Länge geführt. Das untere Stützrohr (3) und das obere Stützrohr (2) überfassen mit einer knickstabilisierenden Länge einander. Bei einer Belastung, welche die vorgegebene Stützkraft überschreitet, sind das untere und das obere Stützrohr unter Umfangsverformung mit vorgegebener Einschubkraft ineinanderschiebbar.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine spannbare sowie bei Überschreiten einer vorgegebenen Stützkraft nachgiebige Stütze für Untertagebetriebe mit rohrförmigem Stützelement, Schraubenspindelelement und Spindelmutter, in der die Schraubenspindel geführt ist. Solche Stützen werden insbesondere in bergbaulichen Untertagebetrieben eingesetzt, z. B. zur Unterstützung von Hangendkappen in einem Streb, in seiner Strecke oder im Übergangsbereich zwischen Strecke und Streb. Sie werden auch als "Grubenstempel" bezeichnet. Durch eine Verdrehung zwischen Schraubenspindelelement und Spindelmutter wird die Stütze zwischen dem Liegenden und dem Hangenden verspannt. Sie nimmt die Beanspruchungen zunächst als starre Stütze auf, bis die statisch, stabilitätsmäßig und konstruktiv vorgegebene Stützkraft für dieses starre Verhalten erreicht ist. Wird diese Stützkraft überschritten, so erfolgt ein Einschieben, welches sicherstellt, daß die Stütze nicht überlastet wird. Beim Einschieben wird eine möglichst konstante Einschubkraft erzeugt, die über den gesamten Einschubweg wirken und die vorgegebene Stützkraft nur wenig überschreiten soll. Je nach der zu erwartenden Konvergenz zwischen Liegendem und Hangendem ist der Einschubweg eingerichtet. Er kann eine beachtliche Länge aufweisen.

Bei der bekannten spannbaren Stütze, von der die Erfindung ausgeht (Firmendrucksache Dywidag, Systems International, Dywidag Coal Post, The Yieldable Roof Support System) ist das Stützelement ein einteiliges Stützrohr. Die Spindelmutter ist außen konisch gestaltet und oben in das Stützrohr eingesetzt. Um die Stütze zu spannen, muß daß Schraubenspindelelement gegenüber der Spindelmutter verdreht werden, was arbeitsaufwendig ist und es nicht leicht zuläßt, große Spannkräfte aufzubringen. Wird die vorgegebene Stützkraft überschritten, so schiebt sich die Spindelmutter, das Stützrohr aufweitend, in dieses ein, wobei durch diese Verformung die Einschubkraft erzeugt wird. Das ist in bezug auf die Erzeugung einer sehr genau definierten Einschubkraft verbesserungsfähig. Im übrigen verlangt die bekannte Ausführungsform ein nach Maßgabe des Einschubweges unter Umständen sehr langes Schraubenspindelelement, welches folglich mit zunehmender Länge in zunehmendem Maße knickgefährdet ist. Diese Knickgefahr beeinträchtigt die Funktionssicherheit.

Im übrigen ist es bekannt (US 37 37 134) das Stützelement aus zwei teleskopierend ineinandergeführten Stützrohren aufzubauen, zwischen denen ein Keilgetriebe angeordnet ist, welches die Einschubkraft erzeugt. Eine Schraubenspindel ist auf das obere Stützrohr hangendseitig aufgesetzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine spannbare sowie bei Überschreiten einer vorgegebenen Stützkraft nachgiebige Stütze für Untertagebetriebe zu schaffen, welche einfach setzbar und auf einfache Weise auch mit einer vorgegebenen Kraft zwischen dem Liegenden und dem Hangenden spannbar ist sowie außerdem funktionssicher und ohne Knickgefahr arbeitet.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand der Erfindung eine spannbare sowie bei Überschreiten einer vorgegebenen Stützkraft nachgiebige Stütze für Untertagebetriebe mit rohrförmigem Stützelement, Schraubenspindelelement und Spindelmutter, in der die Schraubenspindel geführt ist, wobei das Stützelement ein oberes Stützrohr und ein unteres Stützrohr aufweist und auf das obere Stützrohr die Spindelmutter drehbar aufgesetzt ist, wobei das Schraubenspindelelement in dem oberen Stützrohr mit einer knickstabilisierenden Länge geführt ist und wobei das untere Stützrohr und das obere Stützrohr mit einer knickstabilisierenden Länge einander überfassen sowie bei einer Belastung, welche die vorgegebene Stützkraft überschreitet, unter Umfangsverformung mit vorgegebener Einschubkraft ineinanderschiebbar sind. Dabei trägt im allgemeinen das Schraubenspindelelement am oberen Ende eine Ausbauelementaufnahme, für den Anschluß einer Hangendkappe. Das untere Stützrohr trägt regelmäßig am unteren Ende ein Fußelement, z. B. eine Liegendkufe, eine Fußplatte oder dergleichen.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß es nicht erforderlich ist, daß Schraubenspindelelement so lang auszubilden, daß es den Einschubweg überbrückt und folglich knickgefährdet ist. Erfindungsgemäß wird der Einschubweg mit Hilfe des oberen Stützrohres und des unteren Stützrohres erzeugt, die nach Maßgabe des Einschubweges wie beschrieben ineinanderschiebbar sind. Ihr Widerstandsmoment kann unschwer so eingerichtet werden, daß auch lange Einschubwege ohne Knickgefahr beherrscht werden. Zum Aufbringen der Spannkraft muß bei der erfindungsgemäßen spannbaren Stütze die Spindelmutter betätigt werden, die mit entsprechenden Betätigungseinrichtungen ausgerüstet oder so gestaltet werden kann, daß ihre Betätigung mit Hilfe geeigneter, Werkzeuge möglich ist. Folglich kann ohne Schwierigkeiten eine sehr hohe Spannkraft beim Setzen einer erfindungsgemäßen spannbaren Stütze eingerichtet werden, so daß die Stütze von vornherein mit ausreichender Stützkraft arbeiten kann. Es versteht sich, daß das untere Stützrohr sowie das obere Stützrohr mit einer knickstabilisierten Länge einander überfassen, so daß die erfindungsgemäße spannbare Stütze ohne Schwierigkeiten frei von jeder Knickgefahr eingesetzt werden kann. Außerdem zeichnet sich die erfindungsgemäße spannbare Stütze durch eine sehr definierte Einschubkraft über die gesamte Länge eines auch langen Einschubweges aus.

Im einzelnen läßt sich die erfindungsgemäße spannbare und nachgiebige Stütze auf verschiedene Weise weiter ausbilden. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das untere Stützrohr an seinem oberen Ende mit flaschenhalsförmigem Übergang eine Durchmesserverjüngung aufweist und dieses durchmesserverjüngte Teilstück knickstabilisierend in das obere Stützrohr einfaßt. Dazu wird zweckmäßigerweise das obere Stützrohr bei der Belastung, welche die vorgegebene Stützkraft überschreitet, mit seinem unteren Rand über den flaschenhalsförmigen Übergang auf das untere Stützrohr aufgeschoben, wobei durch dieses Aufschieben und die dabei eintretende Verformung die Einschubkraft bestimmt ist.

Im folgenden werden die beschriebenen und weitere Merkmale der Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße spannbare und nachgiebige Stütze,

Fig. 2 eine Draufsicht A-A auf den Gegenstand nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt in Richtung B-B durch den Gegenstand nach Fig. 1,

Fig. 4 entsprechend der Fig. 3 eine andere Ausführungsform der Spindelmutter bei einer erfindungsgemäßen spannbaren und nachgiebigen Stütze,

Fig. 5 einen Schnitt in Richtung C-C durch den Gegenstand nach Fig. 1,

Fig. 6 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Gegenstand der Fig. 1 und

Fig. 7 entsprechend der Fig. 6 eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen spannbaren Stütze.

Die in den Figuren dargestellte spannbare sowie bei Überschreiten einer vorgegebenen Stützkraft nachgiebige Stütze 1 ist für Untertagebetriebe, insbesondere für bergbauliche Untertagebetriebe bestimmt. Zum grundsätzlichen Aufbau gehören ein rohrförmiges Stützelement, ein Schraubenspindelelement 4 und eine Spindelmutter 5, in der das Schraubenspindelelement 4 geführt ist.

Man entnimmt aus der Fig. 1, daß das Stützelement ein oberes Stützrohr 2 und ein unteres Stützrohr 3 aufweist, und daß auf das obere Stützrohr 2 die Spindelmutter 5 drehbar aufgesetzt ist. Das Schraubenspindelelement 4 ist in dem oberen Stützrohr 2 mit einer knickstabilisierenden Länge geführt. Das untere Stützrohr 3 und das obere Stützrohr 2 überfassen mit einer knickstabilisierenden Länge einander. Bei einer Belastung, welche die vorgegebene Stützkraft überschreitet sind die beiden Stützrohre 2, 3 unter Umfangsverformung mit vorgegebener Einschubkraft ineinanderschiebbar. Das Schraubenspindelelement 4 besitzt am oberen Ende, wie die Fig. 2 zeigt, eine Ausbauelementaufnahme 6. Hier könnte eine Hangendkappe angeschlossen werden. Das untere Stützrohr 3 besitzt am unteren Ende ein Fußelement 7 für eine Liegendkufe, es kann aber auch eine Fußplatte angeschlossen sein. Insoweit wird auf die Fig. 5 verwiesen. In der Fig. 1 ist zunächst, ausgezogen dargestellt, das in daß obere Stützrohr 2 vollständig eingeschraubte Schraubenspindelelement 4 erkennbar. Die strichpunktierte Darstellung entspricht dem ausgeschraubten Schraubenspindelelement 4. Dieses Verschrauben kann sehr schnell und sehr einfach erfolgen, beispielsweise indem die Spindelmutter 5 an den in Fig. 3 erkennbaren Handgriffen 8 betätigt wird oder indem die Spindelmutter 5 entsprechend der Fig. 4 so ausgebildet wird, daß die Betätigung über Werkzeuge auf einfache Weise erfolgen kann. Es versteht sich, daß beim Verspannen mit einer solchen Kraft eingewirkt werden kann, daß die gesetzte erfindungsgemäße Stütze 1 praktisch von vornherein die volle Stützkraft aufnimmt.

Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist die Anordnung so getroffen, daß das untere Stützrohr 3 in seinem oberen Ende mit flaschenförmigem Übergang 9 eine Durchmesserverjüngung aufweist und dieses durchmesserverjüngte Teilstück knickstabilisiert in das oberen Stützrohr 2 einfaßt. Die beschriebene Gestaltung kann so ausgeführt werden, wie es gezeichnet ist, wobei das obere Stützrohr 2 bei der Belastung, welche die vorgegebene Stützkraft überschreitet, mit seinem unteren Rand über den flaschenhalsförmigen Übergang 9 auf das untere Stützrohr 3 aufschiebbar ist, wodurch die Einschubkraft bestimmt ist. Man kann die beschriebene Anordnung aber auch umgekehrt treffen und folglich das obere Stützrohr 2 in das untere Stützrohr 3 einschieben.

Aus den Fig. 1 und 6 entnimmt man, daß das untere Stützrohr 3 im Anschluß an den flaschenhalsförmigen Übergang 9 über seine Restlänge überall den gleichen Außendurchmesser aufweist. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß der Außendurchmesser der Restlänge des unteren Stützrohres 3 mit dem Außendurchmesser des oberen Stützrohres 2 übereinstimmt.

Demgegenüber verdeutlicht die Fig. 7 eine Ausführungsform, bei der das untere Stützrohr 3 im Anschluß an den flaschenhalsförmigen Übergang 9 einen Aufweitungsabschnitt 10 und im Anschluß daran das Restrohr einen gegenüber dem Aufweitungsabschnitt 10 reduzierten Außendurchmesser aufweist. Hier ist die Anordnung so getroffen, daß der Außendurchmesser des Aufweitungsabschnittes 10 mit dem Außendurchmesser des oberen Stützrohres 2 übereinstimmt.

Im Ausführungsbeispiel ist die Anordnung stets so getroffen, daß das obere Stützrohr 2 sowie das untere Stützrohr 3 die gleiche Wanddicke aufweisen.

Von besonderem Vorteil ist, daß die erfindungsgemäße spannbare und nachgiebige Stütze 1 mehrfach verwendet werden kann, und zwar auch nach Aufnahme eines beachtlichen Einschubweges. Dazu braucht nur das verformte Rohrende abgeschnitten und mit einem neuen Nachgiebigkeitsabschnitt verbunden zu werden.


Anspruch[de]
  1. 1. Spannbare sowie bei Überschreiten einer vorgegebenen Stützkraft nachgiebige Stütze für Untertagebetriebe mit rohrförmigem Stützelement, Schraubenspindelelement und Spindelmutter, in der die Schraubenspindel geführt ist,

    wobei das Stützelement ein oberes Stützrohr und ein unteres Stützrohr aufweist und auf das obere Stützrohr die Spindelmutter drehbar aufgesetzt ist,

    wobei das Schraubenspindelelement in dem oberen Stützrohr mit einer knickstabilisierenden Länge geführt ist und

    wobei das untere Stützrohr und das obere Stützrohr mit einer knickstabilisierenden Länge einander überfassen sowie bei einer Belastung, welche die vorgegebene Stützkraft überschreitet, unter Umfangsverformung mit vorgegebener Einschubkraft ineinanderschiebbar sind.
  2. 2. Spannbare Stütze nach Anspruch 1, wobei das untere Stützrohr an seinem oberen Ende mit flaschenhalsförmigem Übergang eine Durchmesserverjüngung aufweist und dieses durchmesserverjüngte Teilstück knickstabilisiert in das obere Stützrohr einfaßt.
  3. 3. Spannbare Stütze nach Anspruch 2, wobei das obere Stützrohr bei der Belastung, welche die vorgegebene Stützkraft überschreitet, mit seinem unteren Rand über den flaschenhalsförmigen Übergang auf das untere Stützrohr aufschiebbar und dadurch die Einschubkraft bestimmt ist.
  4. 4. Spannbare Stütze nach Anspruch 2 oder 3, wobei das untere Stützrohr im Anschluß an den flaschenhalsförmigen Übergang über seine Restlänge überall den gleichen Außendurchmesser aufweist.
  5. 5. Spannbare Stütze nach Anspruch 4, wobei der Durchmesser der Restlänge des unteren Stützrohres mit dem Außendurchmesser des oberen Stützrohres übereinstimmt.
  6. 6. Spannbare Stütze nach Anspruch 2 oder 3, wobei das untere Stützrohr im Anschluß an den flaschenhalsförmigen Übergang einen Aufweitungsabschnitt und im Anschluß daran das Restrohr einen gegenüber dem Aufweitungsabschnitt reduzierten Außendurchmesser aufweist.
  7. 7. Spannbare Stütze nach Anspruch 6, wobei der Außendurchmesser des Aufweitungsabschnittes mit dem Außendurchmesser des oberen Stützrohres übereinstimmt.
  8. 8. Spannbare Stütze nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das obere Stützrohr sowie das untere Stützrohr die gleiche Wanddicke aufweisen.






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