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Hydraulisch-pneumatische Stützvorrichtung, insbesondere Grubenstempel
Es sind Grubenstempel bekannt, welche zwei teleskopartig ineinandergeführte, rohrförmige Teile besitzen, die über eine aus elastischem Werkstoff bestehende und mit Druckflüssigkeit gefüllte Druckblase gegeneinander abgestützt sind.
Die Druckblase besitzt hiebei eine im Verhältnis zu ihrem Durchmesser grosse axiale Länge und ist in sich etwa über die halbe Länge des Ober- und Unterstempels erstreckenden, stirnseitig offenen Kammern der beiden Stempelteile gelagert. In die untere Stirnseite der Druckblase mündet eine mit einem Absperrorgan ausgerüstete Verbindungsleitung, die zu einem durch den unteren Teil des Unterstempels gebildeten Vorratsbehälter für die Druckflüssigkeit führt. Der Vorratsbehälter kann seinerseits an eine Druckluftleitung angeschlossen werden, so dass mittels der Druckluft über die in den unteren Endabschnitt des Vorratsbehälters mündende Verbindungsleitung Druckflüssigkeit in die Druckblase gefördert und der Stempel zwischen Liegendem und Hangendem verspannt wird.
Diese vorbekannten Grubenstempel besitzen zunächst den Nachteil, dass sich unterhalb und oberhalb der eine beträchtliche axiale Länge besitzenden Druckblase noch Stempelabschnitte grösserer Länge anschliessen, so dass sich eine erhebliche Gesamtlänge des Stempels ergibt. Infolgedessen können diese Stempel nur in Flözen von verhältnismässig grosser Mächtigkeit verwendet werden. Da bei der vorbekannten Bauart ausserdem der Oberstempel im Unterstempel geführt ist, müssen die beiden aufeinander gleitenden Stempelflächen sorgfältig bearbeitet oder aber besondere Dichtungen vorgesehen werden, um ein Eindringen von Verschmutzungen in den nach oben offenen Spalt zwischen den beiden Stempelteilen zu verhindern.
Ausserdem ist ein genaues Einpassen der beiden ineinandergeführten Stempelteile auch erforderlich, um ein Einquetschen der Druckblase zwischen dem unteren Rand des Oberstempels und der Innenwandung des Unterstempels zu verhindern. Der besondere Nachteil der vorbekannten Stempelbauart besteht jedoch darin, dass die Druckblase nicht nur Stützkräfte auf ihre am Ober- und Unterstempel vorgesehenen Widerlager überträgt, sondern, dass ausserdem eine Aufweitung des unteren Endes des Oberstempels sowie eine zusätzliche Verklemmung zwischen Ober- und Unterstempel eintreten kann, deren Ausmass von einer Vielzahl von Faktoren abhängig ist, die erheblichen Schwankungen unterworfen sind. Infolgedessen ist es bei dem vorbekannten Grubenstempel praktisch unmöglich, bei einer grösseren Anzahl von Stempeln eine einigermassen gleichmässige Stempelcharakteristik zu gewährleisten.
Ausserdem besitzen diese Stempel den Nachteil, dass trotz gleichbleibendem Flüssigkeitsdruck mit zunehmendem Einschieben des Oberstempels die Lastaufnahme des Stempels in solchem Masse zunehmen kann, dass der Stempel völlig unbrauchbar wird. Hiebei treten bei dem vorbekannten Stempel deshalb besonders starke Schwankungen in der Stempelcharakteristik auf, weil der Anteil der zwischen Ober- und Unterstempel wirksamen Klemmkraft an der Gesamttragkraft des Stempels infolge des im Vergleich zur durchschnittlichen Überlappung der Stempelteile kleinen Querschnittes der Druckblase verhältnismässig gross ist.
Diese Nachteile werden bei der erfindunggemäss vorgeschlagenen, insbesondere für den Grubenbetrieb bestimmten, hydraulisch-pneumatischen Stützvorrichtung dadurch vermieden, dass die einen im Verhältnis zu ihrer axialen Länge grossen Durchmesser besitzende Druckblase zwischen der oberen Stirnseite des Unterteiles und der am oberen Ende vorgesehenen Stirnwand des hülsenartig ausgebildeten Oberteiles angeordnet ist, welcher den Unterteil kappenartig übergreift. Es findet somit keinerlei Verklemmung der ineinandergeführten Stützenteile statt, sondern lediglich eine Abstützung durch die zwischen der oberen Stirnseite des Unterteiles und der am oberen Ende des hülsenartigen Oberteiles vorgesehenen Stirnwand angeordnete Druckblase.
Infolgedessen ist die Lastaufnahme der Stützvorrichtung ausschliesslich durch die Anlagefläche der Druckblase an den einander zugekehrten Stirnflächen von Oberund Unterteil sowie die Grösse des in der Druckblase herrschenden Flüssigkeitsdruckes bestimmt.
Die Ausschaltung jeglicher durch eine zusätz-
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liche Verklemmung der beiden Stützenteile bedingten Unsicherheitsfaktoren hat den Vorteil, dass sich für eine beliebig grosse Anzahl von Stützvorrichtungen eine praktisch gleiche Stempelcharakteristik bzw. eine gleichmässige Nachgiebigkeit erreichen lässt, was für die Beherrschung des Gebirgsdruckes und die Pflege des Hangenden von grosser Bedeutung ist. Hiebei reichen die von der Druckblase auf die an den beiden Stützenteilen vorgesehenen Blasenwiderlager übertragenen Stützkräfte infolge des im Verhältnis zur axialen Länge grossen Durchmessers der Druckblase völlig aus, um bei mässigen Flüssigkeitsdrücken innerhalb der Druckblase trotzdem eine grosse Tragkraft zu erzielen.
Infolge der Anordnung der Druckblase zwischen der oberen Stirnseite des zylindrischen Unterteiles und der den oberen Abschluss des hülenartigen Oberteiles bildenden Stirnwand ergibt sich in Verbindung mit der in Längsrichtung gedrungenen Ausbildung der Druckblase eine sehr geringe Bauhöhe der Stützvorrichtung, so dass sie auch in Flözen geringer Mächtigkeit ohne weiteres verwendet werden kann. Sofern die erfindungsgemäss vorgeschlagene Stützvorrichtung in Flözen grösserer Mächtigkeit Verwendung finden soll, kann sie in einfacher Weise durch Ansetzen von Verlängerungsstücken auf die jeweils gewünschte Länge gebracht werden.
Da bei der erfindungsgemäss vorgeschlagenen Stützvorrichtung ausser den von der Druckblase auf die Blasenwiderlager übertragenen Stützkräften keine im Sinne einer Verklemmung der beiden ineinandergeführten Stützenteile wirkenden Kräfte übertragen werden, ist im Gegensatz zu der vorbekannten Bauart keinerlei Oberflächenbearbeitung der einander zugekehrten Oberflächen erforderlich, wobei ferner ohne weiteres grössere Fertigungstoleranzen in Kauf genommen werden können. Da der hülsenartige Oberteil den Stützenunterteil kappenartig übergreift, ist die Gefahr eines Eindringens von Verschmutzungen in den zwischen den beiden Stützenteilen gegebenenfalls vorhandenen Spalt nur gering.
Ausserdem erfolgt bei der Relativbewegung zwischen den beiden längsverschieblich ineinandergeführten Stützenteilen in gewissem Masse eine Selbstreinigung der einander zugekehrten Flächenabschnitte, wobei der in den Spalt gegebenenfalls eingedrungene Schmutz von selbst nach unten herausfällt.
Die Druckblase ist in ihrer Form dem zwischen den beiden Stützenteilen vorhandenen Hohlraum angepasst, wobei sie ausser mit ihren Stirnwänden auch mit einem wesentlichen Teil ihrer Seitenwände gegen die sie umschliessenden Wandungen der Stützenteile abgestützt ist. Die Druckblase bildet hiebei gewissermassen eine Wandbekleidung des von den beiden Stützenteilen eingeschlossenen Hohlraumes, wobei sie bei der vorzugsweise angewendeten, zylindrischen Form dieses Hohlraumes ebenfalls die Form eines Zylinders von im Verhältnis zu seiner axialen Länge grossem Durchmesser besitzt.
Um beim Einschieben der erfindungsgemäss vorgeschlagenen Stützvorrichtung ein Einklem- men der Druckblase zwischen den beiden längs- verschieblich ineinandergeführten Stützenteilen mit Sicherheit zu verhindern, kann am oberen
Rand des Unterteiles der Stützvorrichtung eine an der Innenwandung des hülsenartigen Ober- teiles elastisch anliegende Manschette vorge- sehen werden, gegen welche der untere Rand- bereich der Druckblase abgestützt ist.
Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das Absperrorgan in der Verbindungsleitung zwischen Druckblase und Vorratsbehälter mit einem in der Druckluftanschlussleitung vorge- sehenen Absperrorgan derart gekuppelt, dass beide Leitungen jeweils gleichzeitig gesperrt und geöffnet werden. Hiedurch erreicht man, dass sowohl für das Setzen als auch für das Rauben der hydraulisch-pneumatischen Stützvorrichtung nur die Betätigung eines einzigen Handgriffes erforderlich ist.
Bei Verwendung von Wasser als Druck- flüssigkeit kann die Druckblase aus natürlichem oder synthetischem Gummi hergestellt werden, da diese Werkstoffe von Wasser nicht ange- griffen werden und gegenüber Kunststoffen mit ähnlichen Eigenschaften eine grössere Elasti- zität und/oder Alterungsbeständigkeit aufweisen sowie ausserdem billiger sind. Sofern Drucköl oder Wasser-Öl-Emulsionen benutzt werden, empfiehlt sich demgegenüber die Verwendung korrosionsbeständiger Kunststoffe mit gummi- ähnlichen Eigenschaften, z. B. weichgestelltem
Polyvinylchlorid, oder einer Gummiart mit aus- reichender Öl-bzw. Korrosionsfestigkeit.
In der Zeichnung ist die Erfindung an einem
Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Es zeigen
Fig. 1 eine Stützvorrichtung im Längsschnitt und Fig. 2 eine Draufsicht zu Fig. 1.
Die Stützvorrichtung besteht aus einem zylin- drischen Unterteil 1 und einem diesen über- greifenden, hülsenartigen Oberteil 2, welche teleskopartig ineinandergeführt sind. Der Innen- raum 1 a des Unterteiles 1 ist als Vorratsbehälter für die aus Wasser bestehende Druckflüssigkeit ausgebildet und gegenüber der Aussenluft dich- tend verschlossen. Zwischen dem Boden 2 a des hülsenartigen Oberteiles 2 und der oberen
Stirnseite 1 b des Unterteiles 1 ist eine aus einem elastischen Werkstoff bestehende Druckblase 3 angeordnet. Die Druckblase 3 besitzt, wie Fig. 1 erkennen lässt, eine etwa zylindrische Form mit im Verhältnis zu ihrer axialen Länge wesentlich grösserem Durchmesser.
Die Druckblase 3 ist ferner dem von den beiden Stützenteilen 1 bzw. 2 eingeschlossenen Hohlraum 4 angepasst, derart, dass sie nahezu mit der gesamten Oberfläche ihrer Stirnwände 3 a und einem wesentlichen Teil der Oberfläche ihrer Seitenwände 3 b gegen die sie umschliessenden Wandungen der beiden
Stützenteile 1 und 2 abgestützt ist. In den
Seitenwänden 3 b sind mehrere quer zur Aus- schubrichtung verlaufende Dehnungsfalten 3 b' vorgesehen, so dass die Seitenwände 3 b bei einem
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dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine an der Innenwandung des hülsenartigen Oberteiles 2 elastisch anliegende Manschette 5 vorgesehen, gegen welche der untere Randbereich 3 c der Druckblase 3 abgestützt ist.
Hiedurch wird erreicht, dass insbesondere bei einem Einschieben der Stützvorrichtung sich die Druckblase nicht zwischen der zylindrischen Wandung des Oberteiles 2 und der Aussenwand des Unterteiles 1 einklemmen kann. Dies kann jedoch auch dadurch erreicht werden, dass der dem Spalt zwischen den beiden Stempelteilen 1 bzw. 2 zugekehrte untere Randabschnitt 3 c der Druckblase durch. besondere Einlagen oder eine besondere Wandprofilierung versteift oder verstärkt ist.
Die Druckblase 3 ist duch eine Verbindungsleitung 6 mit dem in dem Unterteil 1 vorhandenen Vorratsbehälter 1 a für die Druckflüssigkeit verbunden. Die Verbindungsleitung 6 ist durch die Mitte der oberen Stirnseite 1 b des Unterteiles 1 geführt und mündet in den Boden 3 a der Druckblase 3. Hiedurch ist der Boden der Druckblase an der oberen Stirnseite 1 b des Unterteiles 1 vorzugsweise lösbar befestigt, so dass die Druckblase bei Bedarf in einfacher Weise ausgewechselt werden kann.
In der Verbindungsleitung 6 ist in einem ausserhalb des Vorratsbehälters 1 a liegenden Leitungsabschnitt ein von Hand verstellbares Absperrorgan 7 vorgesehen. Die Verbindungsleitung 6 mündet, wie Fig. l erkennen lässt, in den Boden 1 c des Vorratsbehälters 1 a. Der Vorratsbehälter 1 a ist ferner mit einer Anschlussleitung 8 versehen, welche an eine im Streb vorhandene Druckluftleitung angeschlossen werden kann. Die Anschlussleitung 8 mündet im Gegensatz zu der Verbindungsleitung 6 in den oberen Endabschnitt des Vorratsbehälters 1 a und ist gleichfalls mit einem von Hand verstellbaren Absperrorgan 9 ausgerüstet. Die Absperrorgane 7 und 9 sind derart miteinander gekuppelt, dass die Verbindungsleitung 6 und die Anschlussleitung 8 jeweils gleichzeitig gesperrt oder ge- öffnet werden.
In dem zwischen Druckblase 3 und Absperrorgan 7 liegenden Längenabschnitt der Verbindungsleitung 6 ist ferner ein sich zum Vorratsbehälter 1 a öffnendes Überdruckventil 10 vorgesehen, so dass bei Überschreitung eines gegebenenfalls einstellbaren Höchstdruckes in der Druckblase 3 Druckflüssigkeit über den mit der Druckblase leitend verbundenen Abschnitt der Verbindungsleitung 6 in den Vorratsbehälter 1 a zurückströmen kann.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Stirnseite 2a des hülsenartigen Oberteiles 2 durch eine Kopfplatte 11 verstärkt. Der Unterteil 1 ist an seinem unteren Ende mit Mitteln 14 für eine lösbare Befestigung an einem Verlängerungsstück 12 ausgerüstet, welches mit einer Grundplatte 13 von gegenüber dem Quer- schnitt der Stützvorrichtung 1, 2 wesentlich grösseren Abmessungen (vgl. Fig. 2) gegen das Liegende abgestützt ist.
Auf diese Weise ist es möglich, zur Anpassung an unterschiedliche Flözmächtigkeiten eine Stützvorrichtung - lof 2 an Verlängerungsstücken 12 unterschiedlicher Höhe zu befestigen. Dadurch : erreicht man, dass man für stark unterschiedliche Flözmächtigkeiten mit einer Bauart der hydraulisch-pneu- matischen Stützvorrichtung auskommt, da die Anpassung an verschiedenartige Ausbauhöhen durch Ansetzen von in ihrem Aufbau sehr einfachen und daher billigen Verlängerungsstücken unterschiedlicher Höhe erfolgen kann. Die Flächengrösse der Grundplatte 13 ist so gewählt, dass auch bei nicht gegen das Hangende verspanntem Oberteil und einem gewissen Flözeinfallen ein Kippen der Stützvorrichtung nicht eintreten kann.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die gegen das Liegende abgestützte Fläche der Grundplatte 13 etwa viermal so gross wie der Querschnitt der Stützvorrichtung 1, 2.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Hydraulisch-pneumatische Stützvorrichtung, insbesondere Grubenstempel, mit zwei teleskopartig ineinandergeführten, rohrförmigen Teilen, welche über eine aus elastischem Werkstoff bestehende und mit Druckflüssigkeit gefüllte Druckblase gegeneinander abgestützt sind, die über eine absperrbare Verbindungsleitung mit einem in dem rohrförmigen Unterteil angeordneten Vorratsbehälter für die Druckflüssigkeit verbunden ist, der seinerseits an eine Druckluftleitung anschliessbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die einen im Verhältnis zu ihrer axialen Länge grossen Durchmesser besitzende Druckblase (3) zwischen der oberen Stirnseite (1 b) des Unterteiles (1) und der am oberen Ende vorgesehenen Stirnwand (2a) des hülsenartig ausgebildeten Oberteiles (2)
angeordnet ist, welcher den Unterteil (1) kappen- artig übergreift.