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Hydraulischer Grubenstempel
Die gebräuchlichen hydraulischen Grubenstempel sind am inneren Ende des Innenstempels mit einem Kolben versehen, der innerhalb des als Druckraum dienenden Aussenstempels längsverschieblich geführt und gegenüber der Innenwandung des Aussenstempels flüssigkeitsdicht abgedichtet ist. Der Stempelkolben ist bei den in der Praxis eingesetzten hydraulischen Stempeln stets mit dem Innenstempel starr verbunden sowie auch in sich starr ausgebildet.
Diese bekannten hydraulischenGrubenstempelbesitzen den Nachteil, dass-um eine zuverlässige Ab- dichtung zwischen Aussenstempel und Innenstempel zugewährleisten sowie ein leichtes Aus- und Einschieben der Stempelteile zu ermöglichen-in der Regel sechs verschiedene Flächen der Stempelteile von teilweise erheblichen Abmessungen besonders sorgfältig bearbeitet werden müssen, wobei an drei Stellen des Stempels eine genaue Zentrierung der miteinander verbundenen bzw. ineinander geführten Stempelteile erforderlich ist. Hiebei muss einmal der Innenstempel gegenüber der Innenwandung des als Druckraum dienenden Aussenstempels zentriert werden, was eine sorgfältige Bearbeitung der sich aneinander führenden Flächen des Stempelkolbens und der Innenwandung des Aussenstempels erforderlich macht.
Weiterhin muss die Aussenwandung des Innenstempels gegenüber der am inneren Ende des Aussenstempels vorgesehenen Führung zentriert werden, was abermals eine genaue Bearbeitung ihrer sich aneinander führenden Flächen notwendig macht. Darüber hinaus ist bei diesen bekannten Stempelbauarten eine sorgfältige Zentrierung zwischen dem in sich starr ausgebildeten Stempelkolben und dem inneren Ende des Innenstempels, an dem der Stempelkolben starr befestigt ist, erforderlich, so dass zwei weitere Flächenabschnitte sorgfältig bearbeitet werden müssen. Eine derartige bei den bekannten hydraulischen Grubenstempeln unumgängliche dreifache Zentrierung lässt sich im Regelfalle nur dann mit der erforderlichen Genauigkeit erzielen, wenn Präzisionsstahlrohre verwendet werden.
Derartige Präzisionsstahlrohre sind naturgemäss wesentlich teurer als handelsübliche Rohre, die eine derartige Feinbearbeitung nicht aufweisen.
Die Praxis hat gezeigt, dass trotz der doppelten Führung der beiden längsverschieblich ineinander angeordneten Stempelteile durch den Stempelkolben bzw. die am inneren Ende des Aussenstempels vorgesehene Führungskappe auf Grund des grossen Schlankheitsgrades der gebräuchlichen hydraulischen Grubenstempel bei ihrer häufig aussermittigen Beanspruchung sich ein geringes Verkanten des Innenstempels gegenüber dem Aussenstempel nicht vermeiden lässt. Ein solches Verkanten des Innenstempels gegenüber dem Aussenstempel führt infolge der in sich starren Ausbildung des Stempelkolbens und der gleichfalls starren Befestigung desselben am Innenstempel dazu, dass auch der Stempelkolben gegenüber der Innenwandung des Aussenstempels verkantet und seine Dichtflächen nicht mehr an allen Stellen gleichmässig an der Innenwandung des Aussenstempels anliegen.
Infolge der hohen in den Druckräumen hydraulischer Grubenstempel herrschenden Flüssigkeitsdrücke von z. B. 400 bis 500 at hat dies die nachteilige Folge, dass die Abdichtung zwischen Stempelkolben und Innenwandung des Aussenstempels undicht wird und es zu einer äusserst unerwünschten Verringerung der Lastaufnahme des betreffenden Stempels kommt. Ein deraltiges Verkanten des Innenstempels samt Stempelkolben gegenüber dem Aussenstempel hat ausserdem
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einen ungleichmässigen Verschleiss der am Stempelkolben vorgesehenen Dichtungen zur Folge, wobei ferner die Gefahr besteht, dass der Stempelkolben sich im Aussenstempel festklemmt.
Derartige Schäden lassen sich vielfach nicht an Ort und Stelle im Streb, sondern nur in besonderen über- oder untertage vorgesehenen Reparaturwerkstätten beheben, was einen mit einem erheblichen Kosten- und Arbeitsaufwand verbundenen Transport der Stempel zu diesen Werkstätten nach sich zieht. Mit einem Verkanten zwischen Aussen- und Innenstempel bzw. Stempelkolben muss vor allem dann gerechnet werden, wenn der Stempel - wie dies vielfach im untertägigen Grubenbetrieb der Fall ist-nicht nur axial gerichtete Kräfte aufzunehmen hat, sondern auch mehr oder weniger quer zur Stempelachse gerichtete Beanspruchungen aufnehmen muss.
Dies ist vor allem dann der Fall, wenn die hydraulischen Stempel in der halbsteilen oder steilen Lagerung eingesetzt sind und/oder als Widerlager bzw. zur Abstützung von Förderern und Gewinnungsgeräten dienen. Die Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, die vorstehend beschriebenen, den bekannten Grubenstempeln anhaftenden Nachteile zu vermeiden und löst diese Aufgabe erfindungsgemäss dadurch, dass der vorzugsweise von einer den Innenraum des Aussenstempels mit dem Innenraum des Innenstempels verbindenden, vorzugsweise koaxialen Bohrung durchsetzte Stempelkolben aus mindestens zwei in Richtung der Stempelachse hintereinander angeordneten Kolbenabschnitten besteht, von denen der eine (Dichtabschnitt) an der Innenwandung des Aussenstempels dichtend geführt ist und mit dem Innenstempel durch den andern Kolbenabschnitt (Verbindungsabschnitt) zug- und druckfest verbunden ist,
der mindestens auf einem Teil seiner axialen Länge eine solche elasti- sche Verformbarkeit besitzt, dass er eine begrenzte allseitige Abwinkelung des Dichtabschnittes gegenüber dem Innenstempel zulässt. Hiedurch erreicht man, dass der Innenstempel gegenüber dem Aussenstempel den jeweils auftretenden Beanspruchungen entsprechend allseitig um ein begrenztes Mass abgewinkelt wer- den kann, ohne dass sich diese Relativbewegung der beiden Stempelteile in irgendeiner Weise auf die Füh- rung bzw. die Dichtfunktion des im Aussenstempel dichtend geführten Kolbenabschnittes (Dichtabschnitt) auswirkt.
Dies hat den Vorteil, dass bei aussermittig angreifenden bzw. mehr oder weniger quer zur Stempelachse gerichteten Kräften der Innenstempel um ein begrenztes Mass aus der koaxial zur Längsachse des Aussenstempels verlaufenden Lage durch eine entsprechende Abwinkelung ausweichen kann, hiedurch jedoch die Abdichtung zwischen Stempelkolben und Innenwandung des Aussenstempels in keiner Weise beeinträchtigt wird, da sich eine derartige Abwinkelung auf den im Aussenstempel dichtend geführten Kolbenabschnitt nicht auszuwirken vermag, sondern von dem mindestens zum Teil elastisch verformbar ausgebildeten andern Kolbenabschnitt (Verbindungsabschnitt) aufgefangen wird.
Der Dichtabschnitt des Stempelkolbens liegt infolgedessen auch bei einer Abwinkelung der Stempelteile auf seinem gesamten Umfang gleichmässig dichtend an der Innenfläche des Aussenstempels an, so dass weder ein Undichtwerden des Druckraumes noch eine ungleichmässige Beanspruchung bzw. ein örtlich übermässig starker Verschleiss oder ein Festklemmen des Stempelkolbens eintreten kann. Hiebei können ohne weiteres auch gewisse Ungenauigkeiten in der geometrischen Gestalt der Stempelteile bzw. eine gewisse Rauheit der Innenfläche des Aussenstempels ohne Beeinträchtigung der Abdichtung zwischen dem im Aussenstempel geführten Kolbenabschnitt (Dichtabschnitt) und dem Aussenstempel in Kauf genommen werden.
Selbst in den Fällen, in denen der Aussenstempel infolge der hohen mechanischen Beanspruchungen, wie sie im rauhen Grubenbetrieb nicht zu vermeiden sind, eine gewisse bleibende Verformung erfahren hat, wird bei der erfindungsgemäss vorgeschlagenen Ausbildung des Stempels trotzdem über den gesamten Umfang des Stempelkolbens eine nahezu gleichmässig gute Abdichtung gegenüber der Innenwandung des Aussenstempels gewährleistet.
Ein weiterer Vorteil eines erfindungsgemäss ausgebildeten hydraulischen Grubenstempels besteht darin, dass auch die am inneren Ende des Aussenstempels vorgesehene Führung mit verhältnismässig grossem Spiel hergestellt werden kann, da der im Aussenstempel geführte Dichtabschnitt des Stempelkolbens infolge der elastischen Verformbarkeit des Verbindungsabschnittes bei einer Abwinkelung der Stempelteile praktisch keinerlei Beanspruchungen erfährt sowie in seiner Dichtfunktion nicht beeinträchtigt wird. Eine solche eine verhältnismässig grobe Toleranz besitzende Führung am inneren Ende des Aussenstempels lässt sich naturgemäss verhältnismässig billig herstellen, wobei die Führung ausserdem wesentlich einfacher gehalten werden kann, als dies bei den bekannten Bauarten der Fall ist.
Insbesondere kann auf eine genaue Bearbeitung dieser Führung sowie der Aussenwandung des Innenstempels verzichtet werden, während anderseits sich auch grössere bleibende Verformungen der Innenstempelwandung nicht auf die Längsverschieblichkeit der Stempelteile auszuwirken vermögen.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäss vorgeschlagenen Grubenstempel besteht jedoch darin, dass im Gegensatz zu den bekannten Bauarten nur eine Zentrierung erforderlich ist, u. zw. zwischen der Innenwand des Aussenstempels und dem Dichtabschnitt des Stempelkolbens, was eine erheblich einfachere
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und wesentlich billigere Herstellung gegenüber den in der Praxis gebräuchlichen Grubenstempeln zur Folge hat.
Dadurch, dass durch die elastische Verformbarkeit des Verbindungsabschnittes des Stempelkolbens gewisse Ungenauigkeiten der Innenwandung des Aussenstempels ausgeglichen werden können, brauchen an dessen Oberflächengüte bzw. geometrische Toleranz erheblich geringere Anforderungen gestellt zu werden, als dies bei den bekannten Stempeln mit starr ausgebildetem Stempelkolben und starrer Verbindung zwischen Stempelkolben und Innenstempel erforderlich ist.
Für die Herstellung des erfindungsgemäss vorgeschlagenen Grubenstempels kann daher auf die bislang verwendetenPräzisionsstahlrohre mit hoherOberflächengüte und engen Formtoleranzen verzichtet werden. Vielmehr ist es ohne weiteres möglich, Innen- und Aussenstempel nunmehr aus handelsüblichen Rohren herzustellen, wobei lediglich die für die Herstellung des Aussenstempels benutzten Rohre auf ihrer Innenwandung einer einfachen spanlosen Flächenbearbeitung bedürfen, um über ihre gesamte Länge einen im wesentlichen gleichmässigen Innenquerschnitt und eine einigermassen geglättete Oberfläche zu gewährleisten.
Eine derartige Glättung der Innenwandung des Aussenstempels kann beispielsweise mittels eines Domes und gegebenenfalls anschliessend durch Rollen mittels mehrerer sich auf der Innenwandung des Aussenstempelrohres abwälzender Rollen erfolgen. Eine weitergehende, insbesondere spanabhebende Oberflächenbearbeitung sowie eine Einhaltung enger Mass- und Formtoleranzen ist jedoch auch bei den für die Herstellung des Aussenstempels verwendeten Rohren nicht erforderlich.
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gemäss vorgeschlagenen Stempel ohne weiteres möglich, eine bei handelsüblichen Rohren innerhalb des zulässigen Toleranzbereiches liegende Seitenabweichung von einigen Millimetern auf einen Meter Rohrlänge zuzulassen, wogegen bei dem zum Stand der Technik gehörenden hydraulischen Grubenstempel an die Geradheit der Rohre sehr hohe Anforderungen gestellt werden und die für die Herstellung dieser Sternpel verwendeten Rohre in der Regel nachgearbeitet werden müssen, um soweit wie irgendmöglich Ungeradheiten sowie unzulässige Form- und Masstoleranzen zu vermeiden. Aus diesem Grund ist es bei der Herstellung der bislang gebräuchlichen Grubenstempel erforderlich, Rohre mit einer gegenüber der Endwandstärke nicht unbeträchtlich grösseren Wandstärke zu beziehen,
um die bei der Nachbearbeitung eintretenden Wandstärkenverluste ausgleichen zu können und mit Sicherheit eine Endwandstärke zu gewährleisten, die den jeweiligen Beanspruchungsverhältnissen genügt. Bei dem erfindungsgemäss vorgeschlagenen Stempel können demgegenüber-da keinerlei spanabhebende Bearbeitung erforderlich ist-ohne weiteres handelsübliche Rohre mit einer Wandstärke verwendet werden, die der jeweils erforderlichen Endwandstärke entspricht. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Stempelkolben von einer dem Innenraum des Aussenstempels mit dem Innenraum des Innenstempels verbindenden, vorzugsweise koaxialen Bohrung durchsetzt. Hiedurch wird erreicht, dass ausser dem Innenraum des Aussenstempels auch der gesamte Innenraum des Innenstempels unter dem vollen Flüssigkeitsdruck steht und somit als Druckraum dient.
Dies hat den Vorteil, dass sich der im Druckraum herrschende Flüssigkeitsdruck unmittelbar auf die Innenseite der am Hangenden und Liegenden abgestütztenKopf-bzw. Fussplatte des Stempels auswirkt bzw. die bei der Konvergenz des Hangenden und Liegenden auf die Enden des Stempels übertragenen Druckkräfte unmittelbar von der Druckflüssigkeitsfüllung des Stempels aufgenommen werden, so dass ausser dem Aussenstempel auch der Innenstempel weitgehend von Längskräften entlastet ist und im wesentlichen nur auf Platzdruck beansprucht wird.
Ausserdem wird durch eine derartige den Stempelkolben durchsetzende Bohrung erreicht, dass ein weitgehender Ausgleich der beiderseits den Stempelkolben belastenden Druckkräfte erfolgt, so dass auch besonders hohe Flüssigkeitsdrücke ohne weiteres von einem Stempelkolben aufgenommen werden können,. der aus einem gegenüber Stahl wesentlich weniger druckfesten Werkstoff besteht.
Bei einer zweckmässigen Ausführungsform der Erfindung besteht mindestens der die Abwinkelung von Dichtabschnitt und Innenstempel ermöglichende Teil des Verbindungsabschnittes aus einem kautschuk- ähnlichen Werkstoff. Auf diese Weise lässt sich sowohl eine ausreichende Abwinkelbarkeit zwischen dem Dichtabschnitt des Stempelkolbens und dem Innenstempel, als auch eine ausreichend zug- und druckfeste Verbindung des Dichtabschnittes mit dem Innenstempel erreichen.
Der Verbindungsabschnitt des Stempelkolbens kann aus mehreren, in Richtung der Stempelachse hintereinander angeordneten Teilabschnitten unterschiedlicher elastischer Verformbarkeit bzw. Formbeständigkeit bestehen. Auf diese Weise ist es möglich, die bei der Abwinkelung der Stempelteile eintretende elastische Verformung im wesentlichen in einen bestimmten Teilabschnitt des Verbindungskolbenabschnit- tes zu verlegen, während die übrigen Teilabschnitte dieses Kolbenabschnittes keine oder nur eine demgegenüber geringere elastische Verformung erfahren. Es empfiehlt sich in der Regel eine solche Ausbildung, dass der Verbindungsabschnitt des Stempelkolbens einstückig ausgebildet ist, aber mehrere in Rich-
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tung der Stempelachse hintereinander angeordnete Teilabschnitte unterschiedlichen Querschnittes besitzt.
Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung weist nur der dem Dichtabschnitt des Stempelkolbens zugekehrte Teilabschnitt des Verbindungsabschnittes eine eine allseitige Abwinkelung zulassende elastische Verformbarkeit auf. Der übrige Teil des Verbindungsabschnittes, insbesondere der zur Verbindung mit dem inneren Ende des Innenstempels dienende Teil, besitzt demgegenüber eine solche Formbeständigkeit, dass bei der Abwinkelung der Stempelteile seine zug- und druckfeste Verbindung mit dem Innenstempel nicht beeinträchtigt wird.
Der Verbindungsabschnitt des Stempelkolbens ist zweckmässig unter Belassung eines allseitigen Spieles im Aussenstempel geführt, so dass die Führungs- und Dichtungsaufgabe des Stempelkolbens ausschliesslich dem Dichtabschnitt desselben zugewiesen wird, während derVerbindungsabschnitt sich auf ganzer Länge einer etwaigen Abwinkelung des Innenstempels gegenüber dem Aussenstempel anzupassen vermag.
Bei einer besonders zweckmässigen Ausführungsform sind Dichtabschnitt und Verbindungsabschnitt des Stempelkolbens einstückig ausgebildet und bestehen aus einem gummiartigen Werkstoff, insbesondere einem elastisch verformbaren Kunststoff. Als besonders vorteilhaft hat sich hiebei die Herstellung des Stempelkolbens aus einem kautschukartigen Kunststoff geringen Quellvermögens, hoher Abriebfestigkeit sowie hoher Säuren- und Laugenbeständigkeit erwiesen. Ein derartiger aus Kunststoff bestehender Stempelkolben lässt sich in besonders einfacher Weise, beispielsweise durch Giessen, Pressen oder Spritzgiessen, oder aber durch Aussägen, Ausfräsen od. dgl., aus einem grösseren Kunststoffblock, herstellen.
Die Herstellungskosten eines solchen Kunststoffkolbens belaufen sich nur auf einen Bruchteil der bislang ausschliesslich gebräuchlichen, aus Metall bestehenden Stempelkolben, die jeweils einer umständlichen und kostspie- ligen spanabhebenden Bearbeitung bedurften. Ausserdem ist ein solcher aus Kunststoff bestehender Stempelkolben um ein Mehrfaches leichter als die bislang verwendeten Stahlkolben, was eine nicht unbeträchtliche Verringerung des Gesamtgewichtes des Grubenstempels zur Folge hat. Dies ist vor allem für solche Stempel von wesentlicher Bedeutung, die in der steilen oder halbsteilen Lagerung verwendet werden sollen, in der bislang der Verwendung hydraulischer Grubenstempel infolge ihres hohen Stempelgewichtes verhältnismässig enge Grenzen gesetzt waren.
Als für die Herstellung derartiger Stempelkolben besonders geeignet haben sich Kunststoffe erwiesen, die sich ausser den vorerwähnten Eigenschaften auch durch eine bei kautschukähnlicher Dehnbarkeit ausreichende Härte, Druck-und Abriebfestigkeit sowie durch eine hohe Rückprallelastizität auszeichnen.
Infolge der elastischen Verformbarkeit derartiger Kunststoffe ist es ohne weiteres möglich, bei dem erfindungsgemässvorgeschlagenenStempel den Dichtabschnitt des Stempelkolbens mit geringem Übermass herzustellen, gegebenenfalls an seinem Umfang mit Dichtungslippen oder Dichtungsansätzen zu versehen, die bei Einführen in den Aussenstempel unter elastischer Verformung dichtend gegen die Innenwandung des Aussenstempels gepresst werden, so dass bereits hiedurch eine ausreichende Dichtung zwischen Stempelkolben und Aussenstempel erreicht wird und weitere Dichtungen entweder ganz in Fortfall kommen oder aber eine besonders einfache Ausbildung erhalten können.
Ein weiterer Vorteil eines aus einem derartigen elastisch verformbaren Werkstoff oder Kunststoff bestehenden Stempelkolbens besteht darin, dass dieser durch den im Druckraum herrschenden Flüssigkeitsdruck in axialer Richtung zusammengepresst und hiedurch gleichzeitig in gewissem Umfang in radialer Richtung verformt bzw. gegen die Innenwandung des Aussenstempels angepresst wird, so dass die Abdichtung zwischen Stempelkolben und Innenwandung des Aussenstempels umso besser wird, je stärker der Druck im Stempeldruckraum anwächst.
Um eine ausreichende elastische Verformbarkeit des Verbindungsabschnittes zu gewährleisten, wird der Verbindungsabschnitt in seinem dem Dichtabschnitt zugekehrten Längenbereich zweckmässig an seinem Umfang mit mindestens einer ringnutartigen Ausnehmung grösserer radialer Tiefe versehen. Die radiale Tiefe der vorzugsweise keilnutartig ausgebildeten Ausnehmung wird hiebei mit 1/4 bis 1/2, vorzugsweise etwa 1/3, des Stempelkolbenhalbmesser, bemessen. Durch eine solche Ausnehmung wird nicht nur die Verform- barkeitdesStempelkolbensindiesemBereich erhöht, sondernauch gewährleistet, dass die in diesem Bereich mögliche Verformung nicht durch die angrenzenden Kolbenabschnitte grösserer Formsteifigkeit beeinträchtigt wird.
Der Verbindungsabschnitt des Stempelkolbens greift zweckmässig mit einem zapfenartigen Ansatz in die Stirnseite des Innenstempels ein und ist mit diesem vorzugsweise lösbar verbunden. Um eine in ausreichendem Mass beanspruchbare Verbindung herzustellen, empfiehlt es sich, den zapfenartigen Ansatz des aus Kunststoff bestehenden Verbindungsabschnittes mit einer diesen umschliessenden Metallhülse, vorzugsweise durch Kleben, fest zu verbinden, welche dann mittels einer Schraubverbindung am inneren Ende des Innenstempels lösbar befestigt werden kann. Die Metallhülse kann hiebei als mit einem Aussengewinde versehene Gewindehülse ausgebildet werden, die in ein am inneren Ende des Innenstempels vor-
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gesehenes Innengewinde einschraubbar ist.
Ein derart ausgebildeter Stempelkolben lässt sich in einfacher Weise sowie mit relativ geringen Kosten herstellen, wobei durch die vorstehend beschriebene Ausbildung die guten Dicht- und Formänderungseigenschaften sowie das geringe Gewicht des Kunststoffes ausgenutzt werden, anderseits jedoch trotzdem eine zuverlässige, allen auftretenden Beanspruchungen gewachsene und leicht lösbare Befestigung des Stempelkolbens am Innenstempel erreicht wird. Infolgedessen lässt sich der erfindungsgemäss vorgeschlagene Stempelkolben im Bedarfsfall in kurzer Zeit aus-und einbauen sowie-sofern dies wegen des natürlichen Verschleisses erforderlich sein sollte-gegebenenfalls erneuern.
In manchen Fällen ist es jedoch möglich, auf eine derartige, zwischen Kunststoffkolben und Metallinnenstempel vorgesehene Metallhülse zu verzichten und den Verbindungsabschnitt des Stempelkolbens direkt mit dem inneren Ende des Innenstempels entweder durch Kleben unlösbar oder aber durch eine Schraubverbindung lösbar zu verbinden. Im letzteren Fall empfiehlt es sich indessen, das im Kunststoffkolben vorgesehene Gewinde abzurunden bzw. zumindest mit einer Abfasung zu versehen, um ein Einreissen des Kunststoffes zu vermeiden.
Um die Dichtfunktion des vorzugsweise mit einem geringen Übermass hergestellten Dichtabschnittes des Stempelkolbens zu verbessern, wird dieser zweckmässig mit einer mit diesem einstückig ausgebildeten Dichtungslippe ausgerüstet, die demStempeldruckraum zugekehrt und gegen die Innenwandung des Aussenstempels anpressbar ist. Die Dichtungslippe kann hiebei beispielsweise durch eine im Querschnitt etwa dreieckförmige, zum Stempeldruckraum hin offene ringnutartige Ausnehmung des Dichtungsabschnittes des Stempelkolbens gebildet sein.
Eine weitere Verbesserung ergibt sich dadurch, dass in der ringnutartigen Ausnehmung des Dichtungsabschnittes ein aus elastischem Werkstoff bestehender O-Ring gelagert wird, welcher durch einen auf den Dichtabschnitt des Stempelkolbens aufschraubbaren Gewindering, der aus Metall oder aber auch aus Kunststoff bestehen kann, gegen die Dichtungslippe verspannbar ist. Der vorzugsweise ebenfalls aus Kunststoff bestehende Gewindering kann jedoch auch auf der der Dichtungslippe zugekehrten Stirnseite einen ringartigen Ansatz erhalten, durch welchen die Dichtungslippe unmittelbar, d. h. ohne Zwischenschaltung eines O-Ringes, gegen die Innenwandung des Aussenstempels anpressbar ist.
In den Zeichnungen ist die Erfindung an Hand zweier Ausführungsbeispiele veranschaulicht. Es zeigen : Fig. 1 einen Stempel gemäss der Erfindung im Längsschnitt, Fig. 2 einen Ausschnitt aus Fig. l in grö- sserem Massstab im Längsschnitt und Fig. 3 eine andere Ausführungsform eines Stempelkolbens ausschnittsweise im Längsschnitt.
Der Aussenstempel 1 und der Innenstempel 2 bestehen aus handelsüblichen Rohren, von denen lediglich der Aussenstempel l auf seiner Innenseite eine Glättbearbeitung erfahren hat. Im Inneren des Aussenstempels 1 ist ein am inneren Ende des Innenstempels 2 lösbar befestigter Stempelkolben 3 längsverschieblich geführt. Der Stempelkolben 3 besteht, wie Fig. l erkennen lässt, im wesentlichen aus zwei Abschnitten, einem an der Innenwandung des Aussenstempels 1 dichtend geführten Dichtabschnitt 4 und einem diesen Dichtabschnitt 4 mit dem inneren Ende des Innenstempels 2 verbindendenVerbindungsabschnitt 5.
Bei dem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel sind der Dichtabschnitt 4 und der Verbindungsabschnitt 5 des Stempelkolbens 3 einstückig ausgebildet und bestehen aus einem elastischen Kunststoff geringen Quellvermögens, hoher Abriebfestigkeit, hoher Laugen- und Säurenbeständigkeit und hoher Rückprallelastizität. An der Übergangsstelle zwischen Dichtabschnitt 4 und Verbindungsabschnitt 5 ist eine in Umfangsrichtung verlaufende, im Querschnitt etwa keilnutartige Ausnehmung 6 vorgesehen, deren radiale Tiefe etwa einem Drittel des Kolbenhalbmessers entspricht.
Während der Dichtabschnitt 4 eine relativ grosse Formbeständigkeit aufweist, ist der Verbindungsabschnitt 5 insbesondere im Bereich seiner keilnutartigen Ausnehmung 6 in solchem Mass elastisch verformbar, dass er eine allseitige Abwinkelung des Innenstempels 2 gegenüber dem Aussenstempel 1 bzw. dem in diesem längsverschieblich und dichtend geführten Dichtabschnitt 4 zulässt. Der Kunststoffkolben 3 ist mit einer diesen etwa koaxial durchsetzenden Bohrung 7 versehen, durch welche die Innenräume 8 bzw. 9 des Innen- und Aussenstempels 2 bzw. l flüssigkeìtsleitend miteinander verbunden sind.
Der Stempelkolben 3 besitzt ferner, wie die Fig. l und 2 erkennen lassen, im Bereich des Dichtabschnittes 4 eine Dichtungslippe 10, die durch eine ringnutartige, zum Innenraum 9 hin offene Ausnehmung 11 im Dichtabschnitt 4 desStempelkolbens 3 gebildet ist. Beider in denf ! g. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform ist in der ringnutartigen Ausnehmung 11 ein aus elastischem Werkstoff bestehender O-Ring 12 gelagert, welcher durch einen auf den Dichtabschnitt 4 aufschraubbaren Gewindering 13 gegen die Dichtungslippe 10 verspannbar ist. Der Gewindering 13 kann entweder aus einem metallischen Werkstoff oder aber ebenfalls aus Kunststoff bestehen.
Im letzteren Fall empfiehlt
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es sich jedoch, für den Gewindering 13 Kunststoffe zu verwenden, die eine gegenüber dem Kunststoffkolben 3 grössere Druckfestigkeit und ein geringeres elastisches Formänderungsvermögen besitzen. Das zwischen Stempelkolben 3 und Gewindering 13 vorgesehene Gewinde 14 wird in jedem Fall zweckmässig als Flach- bzw. Trapezgewinde ausgebildet, wie dies in Fig. 2 erkennbar ist.
Gegebenenfalls kann jedoch auch auf die Anordnung eines 0-Ringes 12 ganz verzichtet werden und stattdessen der Gewindering 13, wie dies in Fig. 3 angedeutet ist, mit einem ringkragenartigen Ansatz 15, der im Querschnittkeilförmig ausgebildet ist, versehen werden, welcher die Dichtungslippe 10 beim Aufschrauben des Gewinderinges 13 gegen die Innenwandung des Aussenstempels 1 anpresst.
Der Verbindungsabschnitt 5 des Stempelkolbens 3 greift bei dem in Fig. l dargestellten Ausführungsbeispiel mit einem zapfenartigen Ansatz 16 in die Stirnseite des Innenstempels 2 ein. Dieser zapfenartigeAnsatz 16 istmiteineraus Metall bestehenden Gewindehülse 1*7 durch Kleben fest ver- bunden. Die Gewindehülse 17 besitzt ein Aussengewinde 18 und ist in ein an der Innenseite des Innenstempels 2 vorgesehenes Innengewinde unter Zwischenschaltung eines als O-Ring ausgebildeten Dichtungsringes 19 eingeschraubt.
Der Verbindungsabschnitt 5 des Stempelkolbens 3 führt sich bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel mit einem relativ kurzen Längenabschnitt 5a, allerdings unter Belassung eines geringen radialen Spieles, an der Innenwandung des Aussenstempels l. Hiedurch soll eine allzu grosse Seitenverschiebung des inneren Endes des Innenstempels 2 gegenüber dem diesen umschliessenden Teil des Aussenstempels 1 vermieden werden. Es kann jedoch ohne weiteres an dieser Stelle auch ein wesentlich grösseres radiales Spiel zwischen demVerbindungsabschnitt 5 des Stempelkolbens 3 und der Innenwandung des Aussenstempels 1 vorgesehen werden.
An Stelle einer ringnutartigen Ausnehmung 6 kann der Verbindungsabschnitt 5 des Stempelkolbens 3 im Bedarfsfall auch mit mehreren, in axialer Richtung vorzugsweise in geringem Abstand hin- tereinander angeordneten Ausnehmungen versehen werden, welche im Querschnitt auch eine andere Form erhalten können, als dies bei dem in Fig. l dargestellten Ausführungsbeispiel der Fall ist.
Auf das innere Ende des Aussenstempels 1 ist, wie Fig. l zeigt, ein Führungsstück 20 aufgeschraubt, welches eine gegenüber den bei hydraulischen Grubenstempeln bislang üblichen Führungen wesentlich grössere Toleranz besitzen und den Innenstempel 2 unter Belassung eines geringen radialen Spieles umschliessen kann. Mit 21 ist ein innerhalb des Führungsstückes 20 angeordnetes elastisches Zentrierstück bezeichnet, das auch als Schmutzabstreifer bzw. Dichtung arbeitet. Der Innenstempel 1 ist an seinem äusseren Ende mit einem angeschweissten Stempelfuss 22 versehen, während der Aussenstempel an seinem äusseren Ende mit einem aus Kunststoff bestehenden Stempelkopf 23 versehen ist, welcher die dem Stempeldruckraum zugeordneten Ventile aufnimmt.
Im Gegensatz zu dem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel kann der Stempelkolben 3 gegebenenfalls auch nur teilweise aus einem geeigneten elastischen Werkstoff, insbesondere einem gummiartigen Kunststoff, bestehen. Insbesondere ist es möglich, lediglich den Verbindungsabschnitt 5 des Stempelkolbens 3 ganz oder teilweise aus einem solchen elastisch verformbaren Werkstoff bzw. Kunststoff herzustellen, während der Dichtabschnitt 4 aus einem Werkstoff gebildet wird, der ein nur geringes elastisches Formänderungsvermögen besitzt. In solchen Fällen ist der Stempelkolben 3 naturgemäss nicht einstückig ausgebildet, sondern besteht aus mindestens zwei miteinander verbundenen Kolbenabschnitten, die beispielsweise durch Vulkanisieren oder Kleben miteinander verbunden sind.
Ausserdem wäre es denkbar, den Dichtabschnitt 4 des Stempelkolbens 3 aus einem Kunststoff geringeren elastischen Formänderungsvermögens und grösserer Druckfestigkeit herzustellen als den Verbindungsabschnitt 5 und beide Teile dann durch Vulkanisieren oder Kleben unlösbar oder aber gegebenenfalls auch lösbar miteinander zu verbinden. Im Bedarfsfall kann der in Fig. l dargestellte Stempel auch in einer um 1800 gewendeten Stellung eingebaut werden, derart, dass der die Ventile aufnehmende Stempelkopf 23 gegen das Liegende abgestützt ist und somit als Fussstück des Stempels dient.
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