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Hydraulischer Grubenstempel Die Erfindung bezieht sich auf hydraulische
Grubenstempel. Diese bestehen aus einem Unterstempel, in dem sich in Längsrichtung
der Oberstempel verschiebt. Vorzugsweise am inneren Ende des Oberstempels befindet
sich ein Regelorgan, um bei Überbelastung die Druckflüssigkeit aus dem Inneren des
Unterstempels in das Innere des Oberstempels strömen zu lassen. Für den Setzvorgang
eines hydraulischen Stempels sind Flüssigkeitspumpen vorgesehen, die aus einem Niederdruck-
und einem Hochdruckaggregat bestehen. Das Niederdruckaggregat verursacht ein schnelles
Ausfahren des Oberstempels bis zur Anlage an das Hangende. Es wurde bereits vorgeschlagen,
den Oberstempel und den Unterstempel mit einer aufblähbaren Ringmanschette zu umgeben.
Das eine Ende dieser Manschette ist am Oberstempel und das andere, gegenüberliegende
Ende am Unterstempel befestigt. Durch das in der Wandung der außenliegenden Manschette
vorgesehene Schlauchventil wird das Druckmittel ein-bzw. ausgelassen, um auf diese
Weise den Ein- und Auszug des Oberstempels zu regeln. Das bedeutet, daß ein solches
Ventil nicht in den Durchgang des Druckmittels zwischen Ober- und Unterstempel eingesetzt
werden kann. Das in den Durchgang des Druckmittels zwischen Ober- und Unterstempel
eingesetzte Ventil muß als Überdruckventil ausgestaltet sein, um sich in der einen
als auch in der anderen Strömungsrichtung selbsttätig zu öffnen und zu schließen.
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Die aufgezeigten Schwierigkeiten auf einfachste Weise zu beheben,
hat sich die Erfindung zur Aufgabe gestellt. Ihr Wesen wird insbesondere darin gesehen,
daß das Schlauchventil aus zwei im entgegengesetzten Sinne wirkenden Ventilen besteht
und in dem Durchgang der Druckflüssigkeit zwischen Oberstempel und Unterstempel
angeordnet ist.
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Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung in einer beispielsweisen
Ausführungsform im Längsschnitt dargestellt.
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In einem Unterstempel 1 bewegt sich in Längsrichtung ein Oberstempel
2. An seinem inneren Ende weist der Oberstempel 2 ein Regelorgan auf, das aus zwei
Ventilen besteht. Das eine Ventil regelt den Durchgang der Druckflüssigkeit aus
dem Unterstempel in den Oberstempel, während das andere Ventil den umgekehrten Strömungsweg
der Druckflüssigkeit regelt.
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Das den Durchgang der Druckflüssigkeit aus dem Unterstempel in den
Oberstempel regelnde Ventil bleibt bis zu den Höchstbelastungen des Stempels geschlossen
und öffnet sich selbsttätig bei Überschreiten der Höchstdrücke. Dieses die Höchstlast
regelnde Ventil besteht aus einem Rohrstück 3, das in das untere Ende des Oberstempels
eingeschraubt ist. Auf dem Rohrstück 3 sitzt ein flexibler Schlauch 4 aus Gummi
oder einem gummiähnlichen Kunststoff. Ferner weist das Rohrstück3 auf seiner Länge
Radialbohrungen 5 auf. Eine Büchse 6 umgibt den Schlauch 4, so daß dieser zwischen
der Büchse 6 und dem Rohrstück 3 unter Spannung eingebettet liegt.
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In dem freien Ende des Rohrstücks 3 sitzt ein weiteres Rohrstück 7.
Zwischen dem Kopf des Rohrstücks 7 und der Stirnfläche des Rohrstücks 3, des Schlauches
4 und der Büchse 6 befindet sich ein Gitter B. Das Rohrstück 7 weist einen aufgeschobenen
Schlauch 9 aus einem Gummi oder gummiähnlichen Kunststoff sowie Radvalbohrungen
10 auf. In dem freien Ende des Rohrstücks 7 sitzt ein Rohr 11, das sich durch das
Innere des Innenstempels erstreckt.
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Der Innenraum 12 des Innenstempels 2 und der Innenraum 13 des Unterstempels
sind durch die einander entgegengesetzt wirkenden Schlauchventile 3 bis 10 und durch
das Innenrohr 11 voneinander getrennt. Bei Auftreten einer Überbelastung tritt Druckflüssigkeit
durch die Radialbohrungen 5 zwischen das Rohrstück 3 und denSchlauch 4und zwängt
sich durch das Gitter 8 in den Innenraum 12 des Oberstempels. Sobald die Belastung
auf den zulässigen Druck sinkt, schließt der Schlauch 4 die Radialbohrungen 5 in
dem Rohrstück 3 ab, so daß der Oberstempel nicht mehr einzusinken vermag.
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Zum Setzen des Stempels kann die in den Untertagebetrieben vorhandene
Preßluftleitung zur Anwendung kommen. Die Preßluft wird durch einen Anschlußstutzen
32 in das Innere 12 des Oberstempels 2 geleitet. Sie drückt die hier vorhandene
Druckflüssigkeit in den Ringraum 15 zwischen dem Rohr 11 und dem Rohrstück 7 durch
die Bohrungen 10, so daß die Druckflüssigkeit zwischen dem Rohrstück 7 und dem Schlauch
9 in das Innere 13 des Unterstempels 1 strömt. Dadurch zieht sich der Oberstempel
aus seinem Unterstempel, bis er zur Anlage an das Hangende kommt.
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Der Oberstempel 2 ist als Schwimmkörper in seinem Unterstempel 1 ausgebildet.
Die Abdichtung des
Druckmittels in dem Unterstempel übernimmt eine
Lippendichtung 16 im oberen Teil des Unterstempels 1. Die Lippen 17 des aus einem
flexiblen Werkstoff wie Gummi oder einem gummiähnlichen Kunststoff bestehenden Dichtungsringes
16 umschließen durch den Flüssigkeitsdruck im Unterstempel 1 fest und dicht die
Außenwandung des Oberstempels 2. Der Dichtungsring 16 bildet mit der Außenwandung
des Oberstempels 2 einen Hohlraum 18. Durch Verjüngung dieses Hohlraumes 18 entsteht
im Innenraum 13 des Unterstempels 1 ein höherer Druck, der der Setzlast entspricht.
Die Verringerung des Hohlraumes 18 erfolgt durch einen U-förmigen Keil
19. Nachdem die aus der Preßluftleitung in den Innenraum 12 des Oberstempels
einströmende Preßluft den Stempel bis zur Anlage an das Hangende ausgezogen hat,
folgt das Einschlagen des Keiles 19. Auf diese einfache Weise ist der Stempel gesetzt,
wobei eine besondere, bisher notwendige Flüssigkeitspumpe mit Hochdruck- und Niederdruckaggregat
zum Fortfall kommt.
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Das sich durch das Innere 12 des Oberstempels 2 erstreckende Rohr
11 hat an seinem oberen Rand ein Absperrorgan20, für das ein an sich bekanntes Selbstschluß-Nippelventil
zur Anwendung kommen kann. Dieses Absperrorgan 20 wird durch Einschlagen eines Stößels
21 geöffnet. Das hat zur Folge, daß die Flüssigkeit in dem Innenraum 13 des Unterstempels
durch das Rohr 11 in den Innenraum 12 des Oberstempels strömen kann und der hydraulische
Stempel durch Einsinken des Oberstempels sich ungehindert rauben läßt. Der Erfindungsgegenstand
wird dadurch nicht verlassen, daß das Absperrorgan 20 auf andere Art, beispielsweise
durch einen Exzenter od. dgl., geöffnet wird.
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An dem freien Rand der Büchse 6 sitzt eine Blase 22. Diese Blase überdeckt
das Rohr 11, so daß die im Innern 12 des Oberstempels 2 vorhandene Flüssigkeitsmenge
in der Blase 22 eingeschlossen ist. Die Blase22 trennt die im Innenraum 12 des Oberstempels
vorhandene Flüssigkeitsmenge von der Luft, die während des Einströmens die Flüssigkeit
verdrängt. Hierdurch wird gewährleistet, daß die gesamte Flüssigkeitsmenge innerhalb
des Ober- und Unterstempels von der Außenluft getrennt ist.
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Die Abb. 2 stellt in vergrößertem Maßstab die Abdichtung zwischen
dem Unterstempel 1 und dem Oberstempel 2 sowie die Vorrichtung zur Erzeugung des
Setzdruckes dar. Auf dem oberen Ende des Unterstempels 1 sitzt ein Kopf 23, der
einen Innenbund 24 besitzt. Der Lippenring 16 befindet sich in dem Kopf 23 und sitzt
auf dem Innenbund 24 auf. Gegen den Lippenring 16 wirkt in axialer Richtung ein
Spannring 25. Die Axialbewegung dieses Spannringes 25 erfolgt durch den Keil
19, der quer durch den Kopf 23
hindurchgesteckt ist.
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Die von dem Dichtungsring 16 gebildeten Lippen 17 und 26 haben an
ihren zugekehrten Innenwandungen Rippen 27. Die Ränder 28 der Lippen 17 und 26 umgeben
einen Klemmring29, der auf dem Innenbund 24 des Kopfes 23 ruht. Bohrungen 30 in
dem Klemmring 29 und Ausnehmungen 31 im Innenbund 24 des Kopfes 23 stellen die offene
Verbindung des Innenraumes 13 vom Unterstempel und des Innenraumes 18 der Lippendichtung
16-18 und 26-28 her. Nach dem Ansetzen des hydraulischen Stempels mittels Preßluft
folgt das Einschlagen des bügelförmigen Keiles 19. Das hat zur Folge, daß der Lippenring
16-18, 26-28 sich balgartig zusammenschiebt und der Innenraum des genannten Lippenringes
eine Verkleinerung erfährt. Hierdurch wird die Druckflüssigkeit aus diesem Raum
18 in den Innenraum 13 vom Unterstempel 1 gedrückt. Hierbei zieht sich der Oberstempel
2 entsprechend der Flüssigkeitsbewegungen aus dem Unterstempel 1 heraus,
wobei der geforderte Setzdruck entsteht.
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Während des Zusammendrückens des Lippenringes 16-18, 26-28 werden
die Lippenenden28 fest und dicht zwischen den Wandungen des Oberstempels2 bzw. des
Kopfes 23 und dem Spannring 29 eingeklemmt. Es ist zweckmäßig, den äußeren Lippenring
28 mit der Innenwandung des Kopfes 23 durch Vulkanisation, Verkleben od. dgl. zu
verbinden. Beim Ausschlagen des Keiles 19 findet eine schnelle Entspannung des Lippenringes
16-18, 26-28 statt, so daß die mit dem Belastungsdruck progressiv wachsende Flächenpressung
zwischen der Innenlippe 17 vom Lippenring 16 und der Außenwandung des Oberstempels
2 bis zu einem geringen Maß aufgehoben wird. Das hat zur Folge, daß der Oberstempel
schon bei Ausschlagen des Keiles einsinkt.
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Das weitere Einsinken des Oberstempels erfolgt durch das Öffnen des
Rohres 11, wie aus der Abb. 3 ersichtlich ist. Zu diesem Zweck wird durch den Anschlußstutzen
32 für die Preßluft der Stößel 21 eingeschlagen. Der Stößel 21 bewegt hierbei in
axialer Richtung die Spindel 33 des Absperrkörpers 34, so daß dieser sich von seinem
Dichtungssitz 35 abhebt. Eine Membran 36 um die Spindel 33 dichtet
den Innenraum 37 des Selbstanschlußventils ab und versucht, den Ab-
sperrkörper
34 in die Schließstellung zu bringen. Während des Öffnens und Schließens erhält
der Absperrkörper 34 Führungen durch Rippen 38 und durch Führungen der Spindel
33 im Gehäuse des Absperrventils.
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Die aus dem Rohr 11 strömende Flüssigkeit tritt bei geöffnetem Absperrkörper
durch Radialbohrungen 39 in das Innere 12 der Blase 22. Bei sich füllender Blase
22 mit Druckflüssigkeit wird außerhalb der Blase 22 die Luft aus dem Oberstempel
2 durch den offenen Anschlußstutzen 32 nach außen verdrängt.
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Auf dem oberen Ende des Rohres 11 sitzt das Gehäuse 40 des Selbstschlußventils.
Das Gehäuse hat einen aufgeschraubten Abschlußkörper 41, der die Membran 36 sowie
die Blase 22 an ihren Rändern 42 dicht und fest einspannt. In Höhe des Anschlußstutzens
32 besitzt der Abschlußkörper41 eine Radialbohrung 43 für das Einschieben des Stößels
21. Der Kopf 41 sitzt fest am oberen Ende des Oberstempels 2.