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Setzvorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Setzvorrichtung
für einen mehrteiligen teleskopartig ausziehbaren Grubenstempel mit Reibungsschloß,
mit deren Hilfe der Innenstempel ausgefahren und gegen das Hangende gepreßt und
sodann durch Betätigung der Schloßspannelemente gegenüber dem Unterstempel verspannt
wird.
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Hydraulische Setzvorrichtungen dieser Art sind bereits bekannt. Eine
dieser bekannten Setzvorrichtungen arbeitet mit einem hydraulischen Hubaggregat,
das mit seinem Arbeitskolben am auszufahrenden Innenstempel angreift und mit seinem
Druckmittelzylinder auf dem Stempelschloß unter Vermittlung eines elastischen Zwischenglieds
abgestützt ist, welches beim Erreichen einer vorgegebenen Setzlast den Druckmittelzylinder
auf einen vertikalen Schloßspannkeil absinken läßt. Daraus ergibt sich der 'Nachteil,
daß die durch die Nachgiebigkeit des elastischen Zwischenglieds bestimmte gewollte
Setzlast zugleich auch das Höchstmaß für die am Spannkeil in das Schloß einleitbaren
Spannkräfte ist und daher eine von der Setzlast unabhängige Schloßspannkraft nicht
erzielt werden kann. Hinzu kommt noch, daß bei solchen Vorrichtungen. der mögliche
Kolbenhub des hyciraulischen Aggregats weder für das Ausfahren des Oberstempels
noch für das Spannen des Stempelschlosses voll ausgenutzt werden kann.
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Eine andere hydraulische Setzvorrichtung der erwähnten bekannten Art
arbeitet mit zwei am Unterstempel abgestützten hydraulischen Aggregaten, von denen
eines als Hubaggregat für das Ausfahren des Oberstempels bestimmt ist, während das
andere als Spannaggregat zum Einschlagen des Schloßspannkeils dienen soll. Die Beaufschlagung
des Arbeitskolbens dieses Spannaggregats erfolgt über den Druckmittelzylinder des
Hubaggregats durch eine die Zylinder beider Aggregate verbindende Zuleitung, die
vom Arbeitskolben des Hubaggregats nach Zurücklegung einer durch ihre Lage bestimmten
Hubstrecke freigegeben wird. Bei einer so beschaffenen Vorrichtung könnte es deshalb
vorkommen, daß der Schloßspannkeil durch das hydraulische Spannaggregat zu einem
Zeitpunkt betätigt wird, zu welchem der Arbeitskolben des Hubaggregats und damit
auch der Oberstempel um das vorbestimmte Maß zwar ausgefahren wurde, die gewollte
Setzlast jedoch noch nicht erhalten hat. Andererseits könnte es auch vorkommen,
daß die gewollte Setzlast erreicht und überschritten wird, ohne daß es zu einer
Freigabe der Zuleitung zum Schloßspannaggregat durch den Arbeitskolben des hydraulischen
Hubaggregats und damit zu einem Spannen des Schlosses kommen würde. Derartige Vorrichtungen
sind deshalb schon allein aus diesen Gründen unbrauchbar. Die Erfindung geht von
einer Setzvorrichtung aus, die aus zwei am Unterstempel abstützbaren hydraulischen
Aggregaten besteht, von denen eines als Hubaggregat für das Ausfahren des Oberstempels
und das andere als Spannaggregat für das anschließende Spannen des Stempelschlosses
bestimmt ist. Sie zeichnet sich den bekannten artgleichen Vorrichtungen gegenüber
dadurch aus, daß die Arbeitskolben der beiden hydraulischen Aggregate voneinander
unabhängig in Stempellängsrichtung ausfahrbar sind. Mit einer Setzvorrichtung mit
diesen erfindungsgemäßen Merkmalen ist es erstmals ermöglicht worden, den Arbeitshub
beider hydraulischer Aggregate - sei es für das Ausfahren des Oberstempels oder
für das Spannen des Schlosses - voll nutzbar zu machen und dabei dem Oberstempel
unabhängig von der erforderlichen, von Fall zu Fall unterschiedlichen Ausfahrlänge,
jede gewollte Setzlast zu erteilen. Dank der Erfindung ist es auch - gleichfalls
erstmalig - ermöglicht worden, in das Spannschloß des Stempels Spannkräfte einzuleiten,
die nicht nur von der Länge des für die Setzlasterteilung erforderlichen Hubwegs,
sondern auch von der Höhe der Setzlast selbst völlig unabhängig sind und daher zur
Erzielung einer gewollten Schloßklemmlast je nach den Gegebenheiten der Schloßkonstruktion
größenmäßig festgelegt werden können. Dies kann bei gleichem Druck innerhalb der
beiden. hydraulischen Aggregate durch unterschiedliche Bemessung ihrer beaufschlagten
Kolbenflächen erfolgen.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird das hydraulische Spannaggregat
dem Hubaggregat für das Ausfahren des Oberstempels so zugeordnet, daß die Arbeitskolben
beider hydraulischer Aggregate in gleicher Richtung aufwärts wirksam sind. Dies
ergibt eine besonders einfache und sichere Abstützmöglichkeit beider Aggregate am
Unterstempel, vorzugsweise dadurch, daß die beiden je für sich selbst einsatzfähigen
Aggregate
mit-Hilfe eines ihnen gemeinsamen Querjochs zu einer Einheit vereinigt und über
das gemeinsame Joch an einem am Unterstempel angeordneten Gegenlager abgestützt
werden. In diesem Falle empfiehlt es sich, das Hubaggregat von oben und das Spannaggregat
von unten her in das gemeinsame Joch einzusetzen, die Schaltorgane für die Steuerung
der beiden hydraulischen Aggregate zu einem gemeinsamen Verteiler mit - Anschlüssen
an eine äußere Druckmittelquelle zu vereinigen und im oder am Joch anzuordnen.
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Gemäß einem weiteren- -Merkmal der Erfindung können die beaufschlagten-
Kölbenflächen der beiden Aggregate, die bei gleichem- hydraulischem Druck zur Erzielung
gewollt -unterschiedlicher Kräfte für das Ausfahren des Oberstempels und Spannen
des Schlosses verschieden groß sein müssen, auf je zwei Kolben eines Aggregats aufgeteilt
werden, die über j e ein gemeinsames Querhaupt am Oberstempel-und SchloBkeil angreifen.
Dies hat im Falle des Hubaggregats den Vorteil, daß die Hubkräfte am Oberstempel
symmetrisch zur Stempellängsachse angreifen können und daher ein Verkanten der beiden
Stempelteile beim Setzvorgang vermieden bleibt. Für das Schloßspannaggregat ergibt
sich daraus wiederum der Vorteil, daß das AngriffszentruM der beiden Kolben zufolge
des nunmehr kleineren Zylinderdurchmessers näher an den Unterstempel heran bis etwa
auf Mitte des darüberliegenden Vertikalspannkeils verlagert werden kann und dadurch-Verkantungen
des Spannkeils im SchloB durch außermittigen Kräfteangriff des Spannaggregats verhindert
werden.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den auf der Zeichnung
dargestellten und nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung.
Die Zeichnungen zeigen Abb. 1 einen Grubenstempel mit einer erfindungsgemäßen Setzvorrichtung
im Aufriß, z. T. im Schnitt, Abb. 2 den zugehörigen Grundriß im Schnitt nach der
Linie II-II der Abb. 1, Abb. 3 den zugehörigen Seitenriß im Schnitt nach der Linie
III-III der Abb. 2, Abb.4 eine Draufsicht auf die obere Partie der Abb. 1, Abb.
5 und 6 im Längs- und Querschnitt eine Einzelheit der Abb. 1 und 2, Abb. 7 im abgebrochenen
Aufriß eine andere Ausführungsförm einer Setzvorrichtung gemäß der Erfindung und
Abb. 8 einen Grundriß zu Abb. 7.
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In den Abbildungen ist 1 der Oberstempel, 2 der Unterstempel und 3
das Stempelschloß, in welchem die beiden Stempelteile 1 und 2 durch Eintreiben eines
Vertikalspannkeils 4 gegeneinander verspannt werden. Der Spannkeil 4 ist als Flachkeil
in das Schloß 3 von unten her eingeführt.
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Die erfindungsgemäße Setzvorrichtung umfaßt zwei hydraulische Aggregate,
von denen eins am Oberstempel 1 und das andere am Spannkeil 4 des Schlosses 3 wirksam
ist. Das am Oberstempel 1 angreifende Hub- bzw. Stempelausfahraggregat besteht aus
einem Druckmittelzylinder 5 mit einem darin geführten federbelasteten Arbeitskolben
6, dessen Kolbenstange 7 an ihrem oberen Ende bei 8 mit einem den Oberstempel U-förmig
umfassenden Hubbügel 9 gelenkig verbünden ist. Der Kraftschluß zwischen. Hubbügel
9 hd Oberstempel 1 wind einesteils durch den Verkantungsvorgang beim Einsetzen der
Ausfahrbewegung und anderenteils durch einen Klemmkeil 10 bewirkt, der ein
Abgleiten des Hubbügels beim Setzvorgang verhindert. Dies wird durch ein zwischen
den Klemmkeil 10 und den Oberstempel l zwischengeschaltetes Drucklager 11
(Abb. 4) erreicht, welches mit dem Oberstempel auf wesentlichen Teilen seines Umfangs
in Flächenberührung steht und daher eine reibungsschlüssigere Verklemmung des Oberstempels
gewährleistet. Das Drucklager 11 ist in einer Nutenführung 12 des Klemmkeils 10
gelagert und zwecks Freigabe der Hubbügelöffnung beim Ansetzen und Abnehmen der
Vorrichtung nach Lösen des Klemmkeils 10 samt diesem Keil und dem ihn führenden
Bügelschenkel um ein Gelenk 13 versohwenkbar. Reibungsbeläge 14 am Drucklager 11
und im Bügelrücken unterstützen den Kraftschluß zwischen Hubbügel 9 und Oberstempel
1. Ein Anschlag 15 am verjüngten Ende des Keils 10, der sich beim Lösen des Keils
gegen eine Gegenfläche 16 am Drucklager 11 legt, sichert Keil 10 und Drucklager
11 am Bügel 9 gegen Verlust bei gelöstem Kraftschluß. Der Druekmittelzylinder 5
ist an seinem unteren Ende mittels Außengewinde und zweier Muttern 20, 21 mit einem
Querjoch 22 verschraubt, das sich an :einem konsolartigen Auflager 22 am Unterstempel
2 abstützt. Zapfenartige Vorsprünge 24 am Querjoch 22, die in entsprechende Aussparungen
des Auflagers 23 eingreifen, verhindern ein Abgleiten der Vorrichtung vom Unterstempel
2.
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Das am Spannkeil 4 des Stempelschlosses 3 wirksame hydraulische Spannaggregat
besteht aus zwei Druckmittelzylindern 30, 31 mit federbelasteten Arbeitskolben 32
und Kolbenstangen 33. Die beiden Zylinder 30, 31 sind mit ihren oberen Enden von
unten her in das Querjoch 22 eingeschraubt und stehen an ihren unteren durch Gewindepfropfen
verschlossenen Emden über ein Brückenstück 34 mit darin vorgesehenen Leitungskanälen
in Verbindung. Auf .den aus den Zylindern 30, 31 herausragenden abgesetzten Enden
der Kolbenstangen 33 ruht ein Querhaupt 35, mit welchem das Spannaggregat bei Beaufschlagung
am Spannkeil 4 wirksam wird. Durch -die Unterteilung dieses Spannaggregats in die
beiden symmetrisch zum Unterstempel 2 im Abstand voneinander gelegenen Einzelzylinder
30, 31 und zufolge des dadurch bedingten kleinen Zylinderdurchmessers schneidet
die durch die beiden Zylinderachsen gelegt gedachte strichpunktiert angedeutete
Ebene A-A als Angriffszentrum des Spannaggregats am Keil 4 diesen Keil etwa mittig,
so daß Keilverkantungen durch exzentrischen Kräfteangriff vermieden sind. Zur Steuerung
der Beaufschlagung des zum Hubaggregat gehörenden Arbeitskolbens 6 sowie der Arbeitskolben
32 des Spannaggregats ist unterhalb des Querjochs 22 ein -beiden Aggregaten ,gemeinsamer
Verteiler 40 mit Vor-und Rücklaufanschlüssen 41, 42 an eine Druckmittel-"cluelle
angeordnet, der im Prinzip als Dreiwegehahn mit einer zentralen Verteilerbohrung
a und drei Verteilerkanälen b, c und d ausgebildet ist (Abb. 5 und
6).
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Die Handhabung und Wirkungsweise der Vorrichtung nach Abb. 1 und 6
geht wie folgt vor sich: Die Vorrichtung wird bei geöffnetem Hubbügel 9 an den Oberstempel
1 angesetzt und mit ihrem Querjoch 22 auf der Auflagerkonsole 23 des Unterstempels
abgestützt. Der Hubbügel 9 wird sodann durch Einschwenken des Gelenkbügels um die
Schwenkachse13 und anschließendes Anziehen seines Klemmkeils 10 in seine Arbeitslage
laut Abb. 4 gebracht und die Vorrichtung bei geschlossenem Verteiler 40 mit dessen
Vor- und Rücklaufanschlüssen 41 und 42 beispielsweise an eine im Streb aufgestellte
Pumpe angeschlossen. Durch Betätigung des Handrads am Verteiler 40 wird dessen Küken
zunächst so eingestellt,
daß seine Verteilerkanäle c und d mit den
Leitungen 41 und 43 in Verbindung stehen und das bei 41 eintretende Druckmittel
über die Leitungsabschnitte c, a., d, 43 und 44 in den Zylinder 5 des Hubaggregats
in den Raum unterhalb des Kolbens 6 strömt. Diese Verteilerstellung wird unabhängig
von der Länge des Ausfahrwegs des Arbeitskolbens 6 und Oberstempels 1 beibehalten,
bis dem Stempel unter dem Druck der Hydraulik die gewollte Setzlast vermittelt wird,
was - beispielsweise durch Einschaltung an sich bekannter Druckanzeiger oder Druckbegrenzer
in die Druckmittelwege - leicht kontrollierbar ist. NTach dem Erreichen der Setzlast
wird der Verteiler 40 durch eine Teildrehung in die Stellung nach Abb. 5 gebracht,
bei der seine Verteilerkanäle b und c über die Leitungsabschnitte 43 und 44 die
Verbindung zum Druckzylinder 5 und seine Verteilerkanäle b und
d über die Leitungsabschnitte 45, 46 und 47 die Verbindung zum Druckzylinder
30 und weiter über die Leitung 48 im Brückenstück 34 auch zum Druckzylinder 31 herstellen.
Die Arbeitskolben 32 des Schloßspannaggregats werden somit unter dem gleichen auch
im Hubzylinder 5 vorhandenen Druck ausgefahren und drücken Fiber ihr gemeinsames
Querhaupt 35 den Schloßspannkeil 4 in das Schloß 3 mit einer Spannkraft ein, die
hei gleicher lichter Weite der Zylinder 5, 30 und 31 das Doppelte der aufgebrachten
Setzlast ausmacht. Nach dem Erreichen der gewollten - wiederum leicht kontrollierbaren
- Schloßspannkraft und damit auch der gewollten Klemmkraft des Schlosses ist der
Setzvorgang beendet. Durch eine weitere Verstellung des Verteilers 40 in eine Lage,
bei der seine Verteilerkanäle b, c und d mit den Leitungsabschnitten 43, 45 und
42 in Verbindung treten, werden sämtliche Zylinder der Setzvorrichtung entspannt
und das in den Zylindern enthaltene Druckmittel wird durch die abgefederten Kolben
in die Rücklaufleitung gedrückt. Nach dem Lösen der Klemmverbindung des Hubbügels
9 mit dem Oberstempel 1 kann sodann die Setzvorrichtung vom Stempel wieder abgehoben
werden.
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Das Ausführungsbeispiel der Erfindung nach den Abb. 7 und 8 unterscheidet
sich von demjenigen nach den Abb. 1 und 6 lediglich in der Anzahl der zum hydraulischen
Hubaggregat zählenden Druckzylinder und in ihrer Kräfteübertragung auf den Oberstempel.
Nach Abb.7 und 8 besteht das hydraulische Hubaggregat aus zwei symmetrisch zur Stempelachse
angeordneten Druckmittelzylindern 50, deren Arbeitskolbenstangen mit an ihren Enden
vorgesehenen Lageraugen 51 an je einem Lagerzapfen 52 eines beiden Zylindern 50
gemeinsamen U-förmigen bügelartigen Querhaupts 53 angreifen. Das Querhaupt 53 greift
mit zapfenartigen Vorsprüngen 54 in entsprechende Aussparungen 55 des bei diesem
Ausführungsbeispiel kastenförmigen Oberstempels 1 ein. Dieser Formschluß zwischen
Querhaupt 53 und Oberstempel 1 wird durch ,die Klemmwirkung eines das Querhaupt
in seiner Lage zum Oberstempel sichernden Klemmkeils 56 unterstützt. Die reibungs-
und formschlüssige Verbindung der Setzvorrichtung mit dem Oberstempel garantiert
eine völlig schlupffreie Kraftübertragung. Die Abstützung des Hubaggregats am Unterstempel,
seine Zuordnung zum Schloßspannaggregat, seiner Hydraulik und Wirkungsweise entspricht
im Prinzip dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 1 bis 6, so daß sich eine diesbezügliche
Darstellung und Beschreibung erübrigt.