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Doppelt ausfahrbarer hydraulischer Grubenstempel Die Erfindung bezieht
sich auf doppelt ausfahrbare hydraulische Grubenstempel. Solche Grubenstempel sind
an sich bekannt und zur Verwendung in Fällen vorgeschlagen worden, in denen eine
im Verhältnis zu der Länge des Außenstempels große Ausziehlänge des Stempels erwünscht
ist, um den Stempel Schwankungen in der Flözmächtigkeit innerhalb weiter Grenzen
anpassen zu können, d. h. für Voraussetzungen, wie sie z. B. bei Verwendung solcher
Stempel in vergleichsweise geringmächtigen Flözen, deren Mächtigkeit örtlich stark
schwankt, vorliegen. Praktisch sind solche Stempel noch nicht eingesetzt worden,
weil die Aufgabe, daß während des Setzvorganges des Stempels in planmäßiger Aufeinanderfolge
zuerst der innerste Stempelteil mit demgemäß kleinster Kolbenfläche ausgefahren
wird, worauf nach Erschöpfung des Hubs dieses Teils der folgende Stempelteil, in
dem dieser erste Stempelteil geführt ist, unter die Wirkung des Druckmittels gerät
und bis zum beendigten Setzvorgang ausgefahrep wird, bisher noch nicht gelöst werden
konnte.
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Die Schwierigkeiten, die sich hierbei ergeben haben, beruhen darauf,
daß im Sinne des Prinzips, das allgemein bei mehrfach ausfahrbaren hydraulischen
Druckzylindern, nach deren Grundprinzip solche Stempel gebaut sind, angewendet wird,
bei allen bekannten Konstruktionen von solchen Teleskopstempeln die beiden Druckräume
miteinander kommunizieren. Das hat zur Folge, daß das Ausfahren der beiden Stempelteile
nicht zwangläufig in der an sich erwünschten Aufeinanderfolge, nämlich so, daß zunächst
der innerste Stempel von kleinstem Durchmesser bis zur Erschöpfung seines Hubes
ausgefahren wird, und dann der mittlere Stempelteil- nur den Resthub aufnimmt, vor
sich geht, sondern das Ausfahren der beiden teleskopartig ineinander geführten Stempelteile
unter der gleichzeitigen Wirkung der hydraulischen Druckflüssigkeit auf die Kolben
beider Teile in unkontrollierbarer Weise vor sich geht. Besonders gefährlich ist
es ferner, wenn der Oberstempel unter Gebirgsdruck gerät und als Folge dessen das
dadurch unter zusätzlichen Druck geratende, in dem Unterstempelzylinderraum befindliche
hydraulische Druckmedium in ebenso unkontrollierbarer Weise auf den Kolben des Unterstempels
einen zusätzlichen Setzdruck ausübt, demzufolge er sich ruckartig relativ zu dem
absinkenden obersten Stempelteil nach aufwärts bewegt.
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Die Schwierigkeiten, die sich im Falle von unter solchen Voraussetzungen
eingesetzten Grubenstempeln ergeben, erhöhen sich noch, wenn mehrere solche Stempel
zu einem Rahmen vereinigt sind.
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Die Erfindung schafft einen doppelt ausfahrbaren hydraulischen Grubenstempel
des sogenannten offenen Systems, bei welchem diese Nachteile, die bisher die praktische
Verwendung von doppelt ausfahrbaren hydraulischen Stempeln unmöglich machten, vermieden
werden. Dieser Erfolg wird gemäß der Erfindung dadurch erzielt, daß ein in einer
Bohrung des Kolbens des dem obersten Stempelteil folgenden Stempelteils angeordnetes,
die den beiden Stempelteilen zugeordneten Druckräume gegeneinander absperrendes
Ventil und ein in Abhängigkeit von dem Ausfahren des obersten Stempelteils das Ventil
in einem vorbestimmten Zeitpunkt öffnendes Betätigungsorgan, das in der Anfangsphase
derDruckaufnahme des gesetzten Stempels außer Wirkung kommt, vorgesehen sind. Der
auf das Ventil wirkende Druck im Druckraum des darüberliegenden Stempelteils schließt
dieses Ventil bis zu dem vorbestimmten Zeitpunkt und sperrt bis zu diesem also die
beiden Druckräume gegeneinander ab.
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Das Betätigungsorgan für das Ventil besteht gemäß der vorzugsweisen
Ausführungsform der Erfindung aus einem in einem die Druckmittelzuleitung mit dem
Druckraum des obersten Stempelteiles verbindenden Rohr geführten Schaft, der an
seinem oberen Ende einen Anschlag aufweist, der kurz vor Erschöpfung des Ausfahrweges
des obersten Stempelteiles zur Anlage an einen Anschlag dieses Teiles gelangt und
in das Ventil öffnendem Sinne wirksam wird. Von diesem Zeitpunkt an erhält also
der unterste Druckraum Druckflüssigkeit, und der mittlere Stempelteil fährt, den
ersten Stempelteil tragend, aus, bis der Stempel fertig gesetzt ist und nunmehr
im Zuge der Druckaufnahme der oberste Stempelteil in der üblichen Wirkungsweise
eines hydraulischen Stempels absinkt, bis sein Ausfahrweg erschöpft ist, worauf
sich das Ventil
öffnet und dann die Gesamtheit von oberem und mittlerem
Stempelteil als Oberstempel eines hydraulischen Stempels wirkt.
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Bei einem gemäß der Erfindung ausgebildeten doppelt ausfahrbaren hydraulischen
Grubenstempel werden derart die Wirkung des hydraulischen Stempels und dessen Vorteile
vom Gesichtspunkt der Drucknachgiebigkeit in erster Linie von dem obersten Stempelteil
erfüllt, während der mittlere Teil nichts anderes als ein ausfahrbares starres Verlängerungsstück
bildet, das den Rest des Ausziehweges liefert. Bis zu dem Zeitpunkt, in welchem
der oberste Stempelteil im Zuge der Druckaufnahme so weit abgesunken ist, daß er
sich auf den mittleren Stempelteil aufsetzt, stellt der Inhalt des Druckzylinders
des unteren Stempelteils lediglich eine unnachgiebige Abstützung dar. Erst nachdem
die Verbindung zwischen den beiden Druckräumen wieder hergestellt ist, erfolgt im
Zuge des weiteren Einsinkens ein Abströmen der Druckflüssigkeit aus diesem Raum
über das Überdruckventil nach außen.
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Es ist offensichtlich, daß ein gemäß der Erfindung ausgebildeter Stempel
nicht vergleichbar mit bekannten hydraulischen Winden, die zum allmählichen Anheben
eines Gegenstandes dienen, ist, bei denen ein aufeinanderfolgendes Ausfahren der
Stufen überhaupt nicht erfolgt und nicht in Betracht kommt.
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Die Einzelheiten und weitere Merkmale der Erfindung gehen aus der
folgenden Beschreibung eines vorzugsweisen Ausführungsbeispiels des neuen Stempels,
des sogenannten offenen Systems, an Hand der Abbildungen hervor.
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Von diesen ist Abb. 1 ein Vertikalschnitt durch den Stempel in voll
eingefahrenem Zustande; Abb. 2 zeigt die Phase, in welcher der oberste Stempelteil
nahezu voll ausgefahren ist; Abb. 3 zeigt den Zustand beim beendeten Setzen des
Stempels und Abb. 4 die Phase, in der im Zuge der Druckaufnahme die Nachgiebigkeit
des obersten Stempelteils erschöpft, d. h. dieser voll eingefahren ist und sich
das Verbindungsventil, das zwischen der Phase gemäß Abb. 3 und dieser Phase geschlossen
ist, wieder geöffnet hat.
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In den Abbildungen ist mit a der Außenstempel, mit b der darauffolgende
mittlere Stempelteil und mit c der oberste Stempelteil bezeichnet, in dessen Kopf
die nur schematisch dargestellte Ventilanordnung d, über die durch den Stutzen e
die Zuführung der Druckflüssigkeit zwecks Setzers des Stempels erfolgt, untergebracht
ist.
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Der Stempel ruht auf der üblichen Stempelfußplatte f.
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Der Stempelteil c ist durch den Kolben g von an sich üblicher Ausbildung
abgeschlossen. Das Ventil d ist mit dem eigentlichen Zylinderraum h unterhalb dieses
Stempelteils in üblicher Weise durch ein an dem Kolben festes Rohr i verbunden.
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Der Kolben des Stempelteils b ist mit k bezeichnet.
Er ist von einer Ventilbohrung 1 durchdrungen, die durch einen Ventilkörper m abschließbar
ist. Dieser Ventilkörper ist durch einen Schaft n verlängert, der sich in eingefahrenem
Zustande des Stempelteils c in das Rohr i erstreckt. Dieser Schaft weist an seinem
oberen Ende eine Verdickung bzw. einen Anschlag o auf, der in nahezu voll ausgefahrenem
Zustande des Stempelteils c zur Anlage an eine Gegenfläche an dem Kolben g bzw.
dem unteren Ende des Rohres! kommt, so daß er durch das restliche Ausfahren
dieses Kolbens mitgenommen wird, mit dem Ergebnis, daß der Ventilkörper m, der bis
zu diesem Zeitpunkt auf seinem Sitz in der Ventilbohrung l des Kolbens
k aufruhend diese abschloß, abgehoben wird und die Bohrung freigibt.
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Aus den Abbildungen sind die oben grundsätzlich bereits beschriebenen,
sich hiernach ergebenden Wirkungen beim Setzen und im Zuge der Druckaufnahme des
neuen Stempels ohne ausführliche Erläuterung ersichtlich.
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In der Phase gemäß Abb. 1 - voll eingefahrener Zustand des Stempels
- ist das Ventil 1, m geschlossen. Die Druckflüssigkeit strömt, wenn der
Stempel gesetzt wird, durch das Rohr i in den Kolbenraum h
und bewirkt das
Ausfahren des Stempelteils c bis zu dem Zeitpunkt, bei dem (Abb. 2) dadurch, daß
der Anschlag o des Ventilschaftes n zur Anlage an seinen Gegenanschlag am Kolben
g gelangt, das Ventil geöffnet wird und nunmehr die Druckflüssigkeit in den Zylinderraum
p einströmen kann und dadurch das Ausfahren des mittleren Stempelteils b bewirkt
wird, bis die voll gesetzte Phase (Abb. 3) erreicht ist.
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Sobald der Stempel Druck erhält, sinkt der Stempel c etwas ein, und
der Anschlag o des Ventilschaftes n kommt von seinem Gegenanschlag frei, so daß
sich das Ventil 1, m schließt und so lange geschlossen bleibt, bis der Zustand
gemäß Abb. 4 erreicht ist, nämlich der Stempelteil c sich auf den folgenden Stempelteil
b, sei es in seinem unteren Bereich, sei es in seinem oberen Bereich, auf geeignete
Anschlagflächen aufgesetzt hat und nunmehr das Ventil 1, m durch die aus
den oben erläuterten Gründen eintretende Druckerhöhung im Zylinderraum p, jetzt
als Rückschlagventil wirkend, sich öffnet, so daß im Zuge der weiteren Druckaufnahme
das Absinken des Stempels, nunmehr von oberem und mittlerem Stempelteil gemeinsam,
erfolgt.
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Das Rauben des Stempels erfolgt in der üblichen Weise.
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Die Änderungen, die sich bei Anwendung des grundsätzlichenErfndungsgedankens
auf hydraulische Stempel von anderer Konstruktion, insbesondere des sogenannten
geschlossenen Systems, ergeben, bedürfen keiner Erläuterung.
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Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen
und die in den Abbildungen veranschaulichte Ausführungsform beschränkt, sondern
es sind demgegenüber Änderungen möglich, ohne von ihrem Grundgedanken abzuweichen.