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Hydraulisch betriebenes Grubenausbauelement Hydraulisch betriebene
Grubenausbauelemente, z. B. Grubenstempel, sind seit langem bekannt. Sie werden
vielfach so ausgeführt, daß der Stempelunterteil als Zylinder ausgebildet ist und
den Druckraum bildet, während der Stempeloberteil im unteren Teil eitlen Kolben
trägt, der gegen die Innenwand des Zylindermantels abgedichtet ist.
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Es sind Einrichtungen bekannt, bei denen die Druckräurne der an dem
gleichen Betriebspunkt eingesetzten Grubenausbauelemente nacheinander an die gleiche
Druckmittelleitung angeschlossen werden. Diese Anordnung setzt allerdings voraus,
daß dabei ein wenig wertvolles Druckmittel benutzt wird und man dieses beim Entlasten
der Ausbauelemente verlorengeben kann.
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Oft ist der Vorratsraum für das Druckmittel in den Grubenausbauelementen
selbst untergebracht, beispielsweise in einer Erweiterung des Unterstempels oder
in dem als Hohlzylinder ausgebildeten Oberstempel. Dabei kann eine von Hand betätigte
Pumpe dazu dienen, das Druckmittel aus dem Vorratsbehälter in den Druckraum zu befördern
und auf diese Weise eine Setzlast zu erzeugen, die in der Größenordnung von
5 oder 10 t liegt. Es ist weiter üblich. die Druckräurne solcher hydraulischen
Ausbauelemente mit einem Ventil zu versehen, welches den Druckraum entlastet und
das Druckmittel in den Vorratsbehälter zurückfließen läßt, sobald ein bestimmter
Druck überschritten wird, der beispielsweise einer Lastaufnahme des Stetripels von
20 oder 30 t entsprechen mag. Auf die Schwierigkeit, derartige Überdruckventile
für höhere Drücke zu schaffen und betriebsfähig zu halten, wird weiter unten noch
eingegangen.
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Bei der genannten Bauart hydraulischer Ausbauelemeilte, bei der der
als Zylinder gestaltete Unterstempel den Druckraum bildet und der mit einem Kolben
darin gleitende Oberstempel als Druckmittelvorratsbehälter ausgebildet ist, ist
es bekannt, zu beiden Räumen führende Leitungen in Anschlußtlippeln enden zu lassen,
auf die Saug- und Druckanschluß einer ortsveränderlichen, motorgetriebenen Pumpe
aufschiebbar sind (USA.-Patentschrift 1480 003).
Man hat eine Pumpe
zur Auflastung des Druckrauines auch schon im Unterstempel selbst fest eingebaut
(USA.-Patentschrift 14150 603). Mittels derartiger Einrichtungen ist
es möglich, erheblich höhere Drücke in den Räumen zu erzeugen und schon unmittelbar
beim Setzen eine Lastaufnahme zu erreichen, die etwa in Höhe der Nennlast liegt.
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Beim Auflasten des Druckraumes mittels eines durch eine Pumpe geförderten
Druckmittels steigt der Druck so lange an, bis der durch das im Druckraum eingebaute
Überdruckventil gegebene Höchstdruck erreicht ist. Schaltet man die Pumpe zu diesem
Zeitpunkt nicht ab, wird weiter Druckflüssigkeit in den Druckraum gefördert, aus
dem sie durch das geöffnete Überdruckventil sofort wieder ausströmt. Das bedeutet,
daß größere Druckflüssigkeitsmengen am überdruckventil durchtreten. Wie schon oben
angedeutet, sind nun derartige Entspannungsventile, welche selbst bei hohen Drücken
ansprechen, sehr empfindlich im Aufbau, und zwar deswegen, weil die Durchlaßbohrungen
ziemlich klein sind und die Steuerung des Ventilkörpers so ausgebildet sein muß,
daß sie zwar bei überschreiten eines bestimmten Druckes möglichst momentan anspricht,
d. h. daß das Ventil von dem Ventilteller abgehoben wird, daß aber, sobald
durch Ausströmen von Druckflüssigkeit eine Entlastung geschaffen und der Druck abgesunken
ist, wieder ein Schließen des Ventils erfolgt. Die Konstruktion derartiger Überdruckventile
bringt es mit sich, daß sie beim Durchgang größerer Flüssigkeitsmengen früh versagen,
beispielsweise indem dabei Auswaschungen am Ventilsitz und Ventilteller erfolgen
oder aus anderen Gründen eine einwandfreie Abdichtung nicht mehr gegeben ist.
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Das Ziel der Erfindung geht dahin, ein hydraulisch betriebenes Grubenausbauelement
so auszubilden, daß es mittels einer von Hand oder maschinell betriebenen Pumpe
auf eine Setzlast gebracht werden kann, die dicht unterhalb der Nennlast liegt,
und für die Einstellung des höchsten Flüssigkeitsdruckes im Druckraum,
d. h. für das Abstellen der Druckmittelzufuhr zum Druckraum, nicht das zur
Entlastung desselben vorgesehene Überdruckventil zu benutzen, um dieses keinen übermäßigen
Beanspruchungen auszusetzen und sein ständiges Funktionieren zu sichern.
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Gemäß der Erfindung ist bei einem hydraulisch betriebenen Grubenausbauelement,
dessen Druckraurn mit einem Ventil versehen ist, das denselben bei
Überschreiten
eines vorgegebenen Druckes, eines sogenannten Höchstdruckes, entlastet, und bei
dem zur Auflastung des Druckraumes eine Pumpe dient, ein Steuerorgan vorgesehen,
welches die weitere Druckmittelzufuhr durch die Pumpe bei Erreichen eines vorgegebenen.
unterhalb des Höchstdruckes liegenden DruckNvertes verhindert. Die verwendete Pumpe
kann dabei ständig mit dein Ausbauelement verbunden, also beispielsweise in dasselbe
eingebaut sein: es, kann aber auch eine ortsveränderliche Pumpe benutzt werden.
die nacheinander an die einzelnen Ausbauelemente angeschlossen wird.
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Die selbsttätige Unterbrechung der Druckmittelzufuhr zum Druck-rauin
bei Erreichen eines verhältnismäßig hohen, aber doch noch unterhalb eines Höchstdruckes
liegenden Druckwertes kann in verschiedener Weise erfolgen. Man kann die Anordnung
der Pumpe bzw. die Steuerung des Pumpenantriebes so gestalten, daß die Pumpe mit
Sicherheit nur einen unterhalb des Höchstdruckes liegenden Druckwert in der zum
Druckraum führenden Leitung erzeugt. Man kann auch in dem Leitungssystein, welches
den Druckraum, den Druckmittelvorratsbehälter und die Pumpe miteinander verbindet,
eine Steuerung vorsehen, die bei Erreichen eines bestimmten Druckwertes in der Zuleitung
zum Druckmittelraum diese absperrt und den über die Pumpe gehenden Kreislauf kurzschließt.
Schließlich kann man auch ein Ventil in der von der Pumpe zum Druckraum führenden
Leitung anordnen, das bei einem unterhalb des Höchstdruckes liegenden Druckwert
öffnet und durch das das Druckmittel in den Druckmittelvorratsbehälter gelangt.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines gemäß der Erfindung
betriebenen hydraulischen Grubenstempels in der Ansicht, teilweise im Schnitt, dargestellt:
10 ist der Unterstempel des hydraulischen Grubenstempels mit der Bodenplatte
11. Der Oberstempel 12 ist als Hohlzylinder ausgebildet und trägt am oberen
Ende die Kopfplatte 13, am unteren Ende einen Kolben 14, der dichtend an
der Innenwand des vom Unterstempel gebildeten Zylinders anliegt. Das Innere des
Unterstempels 10 bildet den Druckraum 24, das Innere des Oberstempels 12
den Vorratsbehälter 25 für das Druckmittel. Eine Bohrung in dem Kolben 14
führt zu dem einstellbaren Ventil 19, durch welches der Höchstdruck, der
im Raum 24 herrschen kann festgelegt ist; wird dieser Höchstdruck überschritten,
so tritt Druckflüssigkeit aus dem Druckraum 24 in den Vorratsbehälter
25 über.
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Mit der in den Oberstempel eingebauten Pumpe 17 ist einerseits
die Leitung 15 verbunden, die in den Vorratsraum 25 führt, andererseits
die Leitung 16,
die über ein Rückschlagventil 18 in den Druckraum 24
führt. 21 ist ein Motor mit Schlauch- oder Kabelanschlußstück 22, der an die Pumpe
15 angekuppelt werden kann. Wenn es sich um einen Preßluftmotor handelt,
so ist 23 die Preßluftzufuhr. Bei einem Elektromotor wäre 23 das Zuführungskabel.
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Das Wesen der Erfindung besteht nun darin, daß automatisch die Druckmittelzufuhr
zum Druckraum 24 unterbrochen wird. Bei der dargestellten Anordnung geschieht dies
dadurch, daß an der Leitung 16
ein Entspannungsventil 20 vorgesehen ist, dessen
Schließkraft unter der des Überdruckventils 19 liegt. Spricht das überdruckventil
19 beispielsweise bei einer Stempellast von 30 t an, so soll das Ventil
20 bereits dann ansprechen, wenn der Stempel eine Last von 20 bis 25 t aufgenommen
hat. Derartige, nur beim Auflasten des Druckraumes in Tätigkeit tretende Steuerventile
können erheblich einfacher, insbesondere auch init größerem Durchflußquerschnitt
ausgebildet sein. Sie brauchen bei Entlastung auch nicht schnell in ihre Sperrlage
zurückzukehren, da der in der Drucki-nittelleitung 16 erreichte Überdruck
sich dem Druckraum 24 sogleich mitteilt und eine Entlastung des Druckraumes 24 durch
das sogleich in Wirksamkeit tretende Rückschlagventil 18 verhindert wird.
selbst wenn der Druck in der Leitung 16 stark abfällt. Eine stärkere Entlastung
der Druckmittelleitung 16 stört dann also nicht. Der Aufbau eines solchen
Ventils ist daher viel einfacher; das Ventil tritt nur kurzzeitig beim jedesmaligen
Setzen des Stempels in Wirksamkeit.
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Auf diese Weise ist es möglich, den Stempel mit einer Auflastung zu
setzen, die dicht unterhalb der höchsten Belastung liegt. Dadurch wird einerseits
eine sehr schonende Behandlung des Hangenden erzielt, auf der anderen Seite wird
das Überdruckventil nicht von größeren Durchflußmengen beaufschlagt.