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Grubenstempel
Die Erfindung bezieht sich auf aus zwei ineinander verschiebbaren, durch ein Klemmschloss drucknachgiebig gegeneinander verspannten Teilen bestehende Grubenstempel, u. zw. solche, die in an sich bekannter Weise mit einer besonderen, im Inneren des Aussenstempel angeordneten, von einem Druckmedium betätigten Ausfahrvorrichtung ausgerüstet sind, und deren mechanisches, durch Reibung wirkendes Klemmschloss durch eine bei Erreichen der vorbestimmbaren Setzlast wirksam werdende hydraulisch betätigte Hilfsvorrichtung gespannt wird. Der derart gesetzte, dem Hangenddruck ausgesetzte Stempel verhält sich im gesetzten Zustande wie ein üblicher Reibungsstempel, er sinkt bei steigender Belastung, meist ruckartig, mit sich änderndem Einsinkwiderstand ab.
Durch die Erfindung werden solche Stempel vom Gesichtspunkt ihrer Brauchbarkeit verbessert ; nämlich durch eine neuartige Ausbildung und Betätigung des mechanischen Schlosses wird erreicht, dass ihre Druckaufnahme im gesetzten Zustande praktisch konstant bleibt, d. h. dem Stempel insoweit im wesentlichen die gegenüber den Reibungsstempeln vorteilhafteren Eigenschaften eines hydraulischen Stempels verliehen, ohne aber anderseits die Nachteile der hydraulischen Stempel, in erster Linie ihre grössere Empfindlichkeit und die Notwendigkeit der sehr sorgfältigen Abdichtung der Druckräume, in Kauf nehmen zu müssen.
Diese Vorteile werden gemäss dem Grundgedanken der Erfindung dadurch erzielt, dass die Ausfahrvorrichtung aus einer im Aussenstempel angeordneten, selbständigen hydraulischen Presse besteht, welche sowohl bei Erreichen einer vorbestimmten Setzlast als auch in gesetztem Zustande des Stempels immer wieder in das mechanische Stempelschloss nachspannenderWeise wirksam wird.
Das wird dadurch erreicht, dass das hydraulische Medium, welches die Hilfsvorrichtung betätigt, im gesetzten Zustande des Stempels über eine zweckentsprechende Ventilanordnung ständig unter der Einwirkungsmöglichkeit des in dem hydraulischen System der Ausfahrvorrichtung herrschenden Druckes steht und derart bei einsetzendem Absinken des Innenstempels und demzufolge Drucksteigerung in dem hydraulischen System der Ausfahrvorrichtung die Hilfsvorrichtung zum Spannen des Stempelschlosses erneut betätigt wird und dieses immer wieder nachspannt.
Der Vorteil, der sich hiedurch für die Erfüllung der Aufgabe des Stempels, das Hangende ständig gleichmässig abzustützen, ergibt, konnte bisher bei keiner bekannten Stempelkonstruktion mit Reibungschloss, ebensowenig wie bei solchen mit sogenanntem hydro-mechanischem Schloss, erreicht werden.
Die Erfindung wird im folgenden anHand von Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind, näher erläutert. In dieser zeigt Fig. l einen Axialschnitt durch den Stempel, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie A-B in Fig. l, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie C-D in Fig. l, Fig. 4 einen Axialschnitt durch das Spannschloss gemäss einer andern Ausbildungsform und Fig. 5 eine Seitenansicht dieses Spannschlosses in Pfeilrichtung gemäss Fig. 4 mit einer verbesserten Ausbildungsform der Hilfsvorrichtung zum Spannen und Nachspannen des Schlosses.
In Fig. l ist mit 1 der Aussenstempel, mit 2 der Innenstempel und mit 12 das diese beiden Teile drucknachgiebig gegeneinander verspannende Klemm- bzw. Reibungsschloss von an sich beliebiger Konstruktion bezeichnet.
In dem Aussenstempel l ist das hydraulische Ausfahrsystem I untergebracht. Der hydraulische Druckzylinder 7 dieses Systems, dessen Aussendurchmesser etwas geringer ist als das Innenmass des Aussenstem-
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pels, so dass sich zwischen ihm und der Innenwandung des Aussenstempels das Spiel 10 ergibt, ruht auf einem an der Stempelfussplatte 4 fest angeordneten Tragzapfen 3 ohne starre Verbindung mit diesem Stempelteil und ist um das Mass, das durch das Spiel 10 zwischen dem Zylinderteil 7 und der Innenwandung des Aussenstempels gegeben ist, in beliebiger Richtung seitlich verschwenkbar.
Die Kolbenstange 9 des Kolbens 8 des Zylinders 7, deren Achse mit der Stempelachse fluchtet, ist in eine Gelenkpfanne 5 in einer am unterenEnde des Innenstempels festen Traverse 6 eingesetzt, über die sie auf den Innenstempel 2 wirkt.
Der Vorratsbehälter für die Druckflüssigkeit, der gemäss dem Ausführungsbeispiel durch röhrenförmi- ge Körper 11 gebildet ist, ist im Innenstempel untergebracht. Mit 19 und 19'sind die Anschlüsse an eine nicht dargestellte Pumpe oder sonstige Druckmittelquelle und mit 20 das Sicherheitsventil bezeichnet.
Da die aus dem Zylinder und seinem Kolben bestehende Gesamtheit gegenüber dem Aussen-wie In- nenstempel um ein geringes Mass frei beweglich ist, erfolgt beim Ausfahren des Kolbens zwecks Setzens des Stempels immer eine genau zentrische Beanspruchung dieser Gesamtheit 7, 8. 9, d. h. Abweichungen der Stempelachse von der Achse des Druckzylinders führen nicht, wie das bei hydraulischen Stempeln üblicher Art der Fall ist, zu die Funktion beeinträchtigenden Verkantungen. Auch Verformungen oder Verbiegungen des Aussenstempel, die im Falle von hydraulischen Stempeln die bekannten Schwierigkeiten ergeben und einen solchen in der Regel sofort funktionsunfähig machen, beeinträchtigen die Wirkungsweise des neuen Stempels nicht.
Da die hydraulische Presse I, wie ersichtlich, ein als solcher selbständiger Bauteil ist, kann sie für alle praktisch in Betracht kommenden Bauarten von Stempeln einheitlich ausgebildet und nach Belieben ausgewechselt werden.
Gemäss der dargestellten vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung ist die Kolbenstange 9 der beschriebenen hydraulischen Ausfahrvorrichtung mit dem Innenstempel in gewisse axiale Relativbewegungen zulassender Weise durch eine mit Spiel angeordnete Bolzenschraube 21 verbunden. Hiedurch. wird in jedem Falle verhindert, dass nach dem Setzen des Stempels der Kolben ungewollt auf den Boden des Zylinders absinkt. Anderseits wird ermöglicht, dass beim Rauben des Stempels der Kolben und mit diesem zusammen der Innenstempel 2 nach dem Lösen des Reibungsschlosses 12 jederzeit ohne besondere Vorbereitungsmassnahmen lediglich durch entsprechende Ventilbetätigung planmässig schrittweise abgesenkt werden kann.
Die vorstehend beschriebene Ausfahrvorrichtung ist nun gemäss der Erfindung mit einer zweiten, zur Betätigung des Reibungsschlosses dienenden hydraulischen Vorrichtung n kombiniert, an die das Druckflüssigkeitssystem der Ausfahrvorrichtung angeschlossen ist. Diese Vorrichtung II besteht gemäss dem in den Fig. l und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem in horizontaler Lage am Schloss 12 angebrachten Druckzylinder 13, dessen Kolben 13'auf den Treib-und Sperrkeil 16 des Schlosses einwirkt, welcher seinerseits über die Traverse 18 die Setz- und Lösekeile 17 des Schlosses betätigt.
Das erfolgt, da sich durch zweckentsprechende Ventilanordnung die mit dem hydraulischen System I verbundene Vorrichtung II in ständiger Druckaufnahmebereitschaft befindet, sowohl beim ersten Setzen des Stempels, sobald der erwünschte, in geeigneter Weise vorbestimmte Anpressdruck erreicht worden ist, wie jedesmal wieder, sobald bei geringfügigem Absinken des Innenstempels eine Drucksteigerung in dem System I erfolgt, d. h. das mechanische Stempelschloss wird durch die Vorrichtung n immer wieder nachgespannt und derart eine Vergleichsmässigung der Druckaufnahme des Stempels gesichert.
Die in den Fig. 4 und 5 ersichtliche Ausbildung der hydraulischen Hilfsvorrichtung zum Spannen und Nachspannen des mechanischen Schlosses entspricht in noch vorteilhaftere Weise als die vorstehend beschriebene der Forderung, auf Belastungsschwankung des Stempels im Sinne ihres Zweckes zu reagieren.
Bei dieser Ausführungsform besteht die hydraulisch betätigte Hilfsvorrichtung H aus den am Aussen- stempelfestangeordnetenhydraulischen Zylindern 21'. 21"-gemäss dem Ausführungsbeispiel in DuplexAnordnung - deren gemeinsame Kolbenstange 22 über eine Bolzenlochverbindung 23 auf einen Ratschenhebel 24 wirkt, der in Rasten der auf einer am Schlossgehäuse festen Druckspindel 26 drehbaren Mutter 25 einrastet.
Dieser Ratschenhebel wird durch die Kolbenstange 22 in der einen oder andern Richtung verdreht und dreht seinerseits die Mutter 25, deren Kopf ballig ausgebildet ist, in einer entsprechend gestalteten Ausnehmung des Druckstücks 27. Hiedurch wird das Druckstück 27 seinerseits über einen Ausgleichskeil28 in verspannendem oder gegebenenfalls lösendem Sinne auf den Innenstempel 29 aufgepresst oder gelöst.
Abweichend von der dargestellten Ausführungsform, gemäss welcher die Spindel 26 an die Wandung des Schlossgehäuses angeschweisst ist, könnte diese auch in eine durchgehende Gewindebohrung des Schlossgehäuses eingeschraubt und dadurch ihrerseits in eine Grobverstellung der Mutter 25 ermöglichender Weise von aussen drehbar sein. Eine solche Grobverstellung ist wesentlich, um dadurch die den Verspanndruck
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auf den Innenstempel übertragenden Teile von vornherein, ohne dass es einer vielfachen Betätigung des Ratschenhebels bedarf, zur flächigen Anlage aneinander zu bringen, so dass dann die Hilfsvorrichtung II nur noch den eigentlichen Spanndruck zu liefern braucht.
In den Zeichnungen sind die zu dem hydraulischen System des Stempels gehörenden Leitungen und Ventile, die, wie dargestellt, vorzugsweise innerhalb des Stempels untergebracht sind, nur zum Teil und nur schematisch dargestellt.
Gemäss dem Ausführungsbeispiel, bei welchem der Unterstempel quadratischen Querschnitt und der Oberstempel rundes Profil besitzt, stehen für die Unterbringung dieser Leitungen die leeren Ecken des quadratischen Unterstempelprofils zur Verfügung.
Für die geschützte Unterbringung der zweckmässig in Kapseln zu lagernden Ventile sind praktisch an jedem Stempel geeignete räumliche Möglichkeiten, z. B. in dem Winkel unterhalb des vorspringenden, erforderlichenfalls zu verstärkenden Schlosses, vorhanden. An einer derart geschützten Stelle können gegebenenfalls auch, abweichend von Fig. l, die dort tieferliegend dargestellten, durch automatisch wir- kende Ventile abgesicherten Leitungsanschlüsse 19 und 19'sowie das Sicherheitsventil 20 angeordnet werden.
Wenn der Stempel zum Zwecke des Raubens druckentlastet werden soll, wird gemäss den Fig. 1 und 2 der Keil 16 nach Rückwärtsbewegung des Kolbens 13, die in druckentlastetem Zustande des Zylinders II leicht möglich ist, vorzugsweise von Hand aus seiner Wirkstellung gelöst und jetzt der Innenstempel, der nunmehr nicht mehr vom Schloss getragen wird, sondern auf der mit ihm verbundenen Kolbenstange des Zylinders aufruht, durch entsprechende Betätigung eines für diesen Zweck vorgesehenen Steuerventils laufend oder stufenweise abgesenkt.
Im gesetzten Zustand des Stempels ist die hydraulische Presse I nicht nur befähigt, durch Weiterleitung des von der Belastung in ihr erzeugten hydraulischen Druckes in die Zylinder der Hilfsvorrichtung das erneute Spannen des Reibungsschlosses zu bewirken, sondern ferner auch, die Klemmlast des Stempelschlosses überschreitende Belastungen des Stempels, vor allem, wenn diese plötzlich auftreten, bis zu dem durch das Sicherheitsventil vorbestimmten Maximum aufzufangen.
Ein zusätzlicher, jedoch sehr wesentlicher Vorteil des neuen Stempels besteht darin, dass er auch im Falle des Fehlens oder Versagens der Druckpumpe einsatzfähig ist, weil er wie ein normaler mechanischer Stempel auch von Hand ausgefahren werden kann. Das bedingt lediglich, dass der Druckraum des Zylinders und der Vorratsbehälter für die Druckflüssigkeit, die sonst über die Pumpe aneinandergeschlossen sind, unmittelbar miteinander verbunden werden, und z. B. der Keil 16 (Fig. 1 und 2) oder der Ratschenhebel 24 (Fig. 4 und 5) mittels eines Werkzeuges von Hand aus betätigt wird.
Für das Setzen des Stempels unter Vorspannung sind in diesem Falle übliche Vorrichtungen, wie Keile oder eine eingebaute Stempelkopfspindel, zu verwenden. Hiedurch kann gleichzeitig die dann in dem Zylinderraum 7 befindliche Flüssigkeit auf den Druck gebracht werden, der notwendig ist, um die hydraulische Hilfsvorrichtung II zum Spannen des Schlosses zu betätigen.
Aber auch, falls einDruck von für das Öffnen des Steuerventils 14 bzw. 15 dieser Hilfsvorrichtung erforderlicher Höhe beim Setzen von Hand aus nicht unmittelbar erzielt werden kann, ergeben sich keine Schwierigkeiten, denn, wenn der Stempel zunächst auf solche Weise mit geringerem Druck gesetzt ist, wird der für die Betätigung der Vorrichtung II erforderliche hydraulische Druck durch den in der Folge wirksam werdenden Gebirgsdruck geliefert, der über die Vorrichtung I im gegebenen Zeitpunkt die Vorrichtung II betätigt und zunächst das endgültige Verspannen und in der Folge immer wieder das Nachspan- nen des Schlosses bewirkt.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend im einzelnen beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern es sind demgegenüber Änderungen möglich, ohne vom Grundgedanken abzuweichen. Insbesondere bezieht sich das auf die grundsätzliche Konstruktion des mechanischen Stempels und seines Schlosses.
So kann der Ausgleichskeil 28, der in der Zeichnung in der Längsrichtung als Ventilkeil dargestellt ist, mit der gleichen Wirkung auch in Querrichtung angeordnet sein.
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