DE1130779B - Hydraulischer Grubenstempel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Grubenstempel mit einem Zylinder- und einem Kolbenteil, die zusammen eine Druckkammer für hydraulische Flüssigkeit umschließen, einem Druckentlastungsventil und einem ffilfsdruckentlastungsventil, die entsprechend eine verhältnismäßig große und eine verhältnismäßig kleine Durchflußöffnung regeln, die zwischen der Druckkammer und dem niedrigen Druck angeordnet ist, und eine von Hand zu betätigende Ventilöffnungsvorrichtung, die zuerst mit einem Stößel auf den beweglichen Teil des Hilfsventils wirkt, um den Druck in der Druckkammer zu entlasten, worauf dann das Hauptventil geöffnet wird.

Bei dem bekannten Grubenstempel, von dem die Erfindung ausgeht, wird zunächst mittels eines Stößels, der durch eine Feder in Anlage an eine manuell betätigte Exzenterscheibe gedrückt wird, ein Hilfsventil geöffnet, worauf dann beim Weiterbewegen des Stößels das Hauptventil durch den Stößel geöffnet wird. Es besteht keine Gewähr dafür, daß beim Öffnen des Hauptventils der Druck im Druckraum so weit abgefallen ist, daß keine Einsturzgefahr des Hangenden mehr zu befürchten ist, was als außerordentlicher Mangel anzusehen ist.

Es ist ein weiterer hydraulischer Grubenstempel bekannt, bei dem das Hilfsventil in einem gleitend gelagerten federbelasteten Kolben angeordnet ist, welcher durch den im Druckraum herrschenden Druck gegen die Spannung einer Feder aufwärts gedrückt wird, bis eine mit dem Ventilkörper des Hilfsventils versehene Stange mit einem Anschlag an einer verstellbaren Kappe anschlägt und das Hilfsventil öffnet. Das Hilfsventil gilt also in diesem Fall gleichzeitig als Sicherheitsventil. Durch eine Betätigungseinrichtung kann das Hilfsventil auch von Hand geöffnet werden, wobei jedoch der Betätigungshebel so weit verschwenkt werden kann, daß er an der Kappe angreift und das Hauptventil öffnet. Auch dieser Grubenstempel schließt Unfälle, die durch Einsturz des Hangenden entstehen können, nicht aus.

Es ist ein weiterer hydraulischer Grubenstempel bekannt, bei dem das Hauptventil mit einem Kolben größeren Durchmessers verbunden ist. Der Schaft des Hauptventils mit dem Kolben weist eine axiale Bohrung auf, die am oberen Ende durch ein Hilfsventil abgeschlossen ist, das in einen über dem Kolben liegenden Zylinderraum einmündet. Beim Öffnen des Hilfsventils findet ein Druckausgleich zwischen dem Druckraum des Stempels und dem Zylinderraum statt, der durch die Flächendifferenz des Kolbens und des Hilfsventiltellers ein selbsttätiges Öffnen des Hauptventils bewirkt. Auch dieser Hydraulischer Grubenstempel

Anmelder:

Dowty Mining Equipment Limited,

Ashchurch, Tewkesbury, Gloucester

(Großbritannien)

Vertreter: Dr.-Ing. H. Negendank, Patentanwalt,
Hamburg 36, Neuer Wall 41

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 31. Juli 1958 (Nr. 24 730)

John James Wilson, Mitton, Tewkesbury, Gloucester

(Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden

Stempel weist die gleichen Mängel wie die zuvor beschriebenen auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hydraulischen Grubenstempel der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei dem die Öffnung des Hauptventils vom Druckabfall in der Druckkammer des Stempels gesteuert wird, um auf diese Weise mit Sicherheit Unfälle zu verhüten, die durch zu schnelles Zusammenfallen der Stempel bei nachgebendem Hangenden eintreten können.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß auf dem Stößel eine an sich bekannte Druckfeder angeordnet ist, die sich mit ihrem einen Ende am Stößel und mit ihrem anderen Ende am beweglichen Teil des Hauptventils abstützt, wobei die beim Öffnen des

Hilfsventils durch die Spannung der Feder gespeicherte Energie das Öffnen des Hauptventils bewirkt, nachdem der Druck in der Druckkammer entsprechend abgefallen ist.

Gemäß der erfindungsgemäßen Ausbildung kann sich das Hauptventil unter allen Umständen erst dann öffnen, wenn die in der Druckfeder gespeicherte Energie den auf dem Hauptventil lastenden Druck zu überwinden in der Lage ist, was erst dann der Fall sein wird, wenn mit Sicherheit angenommen werden kann, daß das Hangende nicht mehr einbrechen wird. Bei nachgebendem Hangenden wird der auf dem Stempel lastende Druck so groß sein, daß das Haupt-

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ventil mit Sicherheit geschlossen bleibt, so daß der kann, das die Gestalt einer Nadel 32 hat, die frei Bergmann, sobald er ein Nachgeben des Hangenden durch die Bohrung 25 im Hauptventilglied 19 hinbemerkt, sofort den Raubvorgang unterbrechen kann. durchreicht, während eine Sprungfeder 33, die sich Diese Gewähr ist bei den bekannten hydraulischen auf dem Hauptventilglied 19 abstützt, nach oben Grubenstempeln nicht gegeben. 5 gegen einen Flansch 34 auf der Nadel 32 drückt, um Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Er- diese von der Kugel 28 weg nach oben zu drücken, findung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt Der Kopf der Nadel 32 wird von dem unteren Ende Fig. 1 einen Längsschnitt durch den unteren Teil einer Verbindungsstange 35 umfaßt, deren unteres eines hydraulischen Grubenstempels mit einer der Er- Ende in einer Buchse 36 geführt ist, die an der KoI-findung entsprechenden Ventilöffnungsvorrichtung, io benplatt© 14 befestigt ist. Das obere Ende der Ver-Fig. 2 die Darstellung eines Querschnitts entlang bindungsstange 35 kann in an sich bekannter Weise, der Linie II-II der Fig. 1, und wie auch in Fig. 3 dargestellt ist, mit einer Pleuel-Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen hydraulischen stange 37 in Verbindung stehen, die exzentrisch von Grubenstempel zur Darstellung des Teiles der Ventil- einer Pleuelwelle 38 abgeht. Die Pleuelwelle ist drehöffnungsvorrichtung, die im oberen Teil des Stempels 15 bar in einer Buchse 39 gelagert, die in dem Stempeluntergebracht ist. rohr 13 befestigt ist, und kann mittels eines Hand-

Der Grubenstempel hat einen äußeren Zylinder 11 griffes 40 an ihrem äußeren Ende gedreht werden, mit einer daran befestigten Grundplatte 12 und ein Die Betätigung des Handgriffes 40 führt dazu, daß Stempelrohr 13, das an seinem unteren Ende durch die Verbindungsstange 35 nach unten verschoben eine Kolbenplatte 14 verschlossen ist, die in dem 20 wird und den Flansch 34 der Ventilbetätigungsnadel Zylindern verschiebbar gelagert ist. Der Kolben 14 32 berührt, die daraufhin durch die Verbindungsist mit einem Dichtungsring 15 versehen, der dichtend stange 35 entgegen dem Druck der Feder 33 zum an der Zylinderwand liegt, um die Druckkammer 16 Kugelventil 28 hin bewegt werden kann. Falls in einer zu isolieren, die zwischen der Grundplatte 12, dem Grube der hydraulische Stempel durch das Hangende Zylinder 11 und dem Kolben 14 eingeschlossen ist. 25 belastet wird, herrscht in der Kammer 16 ein hoher Das Stempelrohr 13 und die Kolbenplatte 14 um- Druck. Dieser Druck wird etwa im Bereich des Abschließen zusammen einen Behälter 17 für die hydrau- laßdruckes des Überdruckventils 18 liegen, falls der lische Flüssigkeit, die in die Druckkammer 16 über- Stempel bereits unter der Belastung durch den Hangeführt werden kann, um den Stempel mittels einer genddruck nachgegeben hat. Das Kugelventil 28 kann Handpumpe hochzudrücken. Eine solche Handpumpe 30 jedoch ohne Schwierigkeiten geöffnet werden, da die ist in bekannter Weise angeordnet, aber nicht dar- Querschnittsfläche des Ventils 27 nur gering ist und gestellt. überdies nur einen kleinen Bruchteil der Querschnitts-Die Kolbenplatte 14 dient zur Aufnahme eines fläche des Hauptventilsitzes 21 darstellt. Das Herab-Flüssigkeitsüberdruckventils 18, welches sich unter drücken der Verbindungsstange 35 führt daher zur übermäßigem Flüssigkeitsdruck in der Kammer 16 35 Öffnung des Hilfsventils, in dem die Kugel 28 von öffnet und der Flüssigkeit ermöglicht, in den Behälter ihrem Sitz 27 gehoben wird. Gleichzeitig wird die 17 zurückzufließen, wenn der Stempel nachgibt. In Feder 33, die kräftiger als die Feder 31 ist, durch der Kolbenplatte 14 ist auch ein Hauptentlastungs- die Ventilöffnungsbewegung zusammengedrückt und ventil angeordnet, das mit einem kegelstumpf artigen drückt damit auf das Hauptventilglied 19 nach unten. Ventilglied 19 versehen ist, das seinerseits mit einem 40 Das Hauptventilglied 19 wird so lange fest auf seinen kreisförmigen Ventilsitz 21 in der Kolbenplatte 14 zu- Sitz 21 gedruckt, wie der Druck in der Kammer 16 sammenwirkt, wobei dieser Ventilsitz 21 durch einen den im Behälter 17 merklich übersteigt. Absatz an der Verbindungsstelle der koaxialen Boh- Das Kugelventil 28 überwacht einen Durchlaß mit rangen 22 und 23 mit entsprechend größerem bzw. geringem Querschnitt, der von dem freien Raum zwikleinerem Durchmesser in der Kolbenplatte 14 ge- 45 sehen der Bohrung 25 und der Nadel 32 gebildet bildet wird. Das kegelstumpfartige Ventilglied 19 wird, so daß der Druck in der Kammer 16 sich wähbildet das eine Ende eines Ventilkörpers 24, der ver- rend einer merklichen Zeitspanne stetig verringert, schiebbar in der Bohrung 23 angeordnet ist und der, Während dieser Zeit kann der Hauer feststellen, ob wie in Fig. 2 dargestellt ist, einen im wesentlichen es ungefährlich ist, den Stempel weiter nachgeben zu dreieckigen Querschnitt hat. Dadurch wird ermög- 50 lasen und unter der Firste wegzuziehen. Das Hilfslicht, daß Flüssigkeit zwischen den Seiten des Drei- ventil kann jederzeit durch Freigabe des Handgriffes ecks und der Wandung der Bohrung 23 durchlaufen 40, mit dem die Verbindungsstange 35 herunterkann, wenn das Ventil 19 geöffnet ist. Das Haupt- gedrückt wird, geschlossen werden. Falls jedoch das ventilglied 19 hat eineMittelbohrunng25, die zu einer Hilfsventil 27, 28 weiter offen gehalten wird, wird der Bohrung 26 von erheblich größerem Durchmesser hin 55 Zustand erreicht, in dem der Druck der Feder 33 den geöffnet ist. Diese Bohrung 26 ist im Ventilkörper 24 Druckunterschied am Hauptventilglied 24 übersteigt, eingearbeitet, und der Absatz zwischen den Bohrun- so daß dieses dadurch nach unten verschoben wird, gen 25 und 26 liefert einen Ventilsitz 27 für ein Hilfs- und die hydraulische Flüssigkeit in erheblich verventilglied 28, das als Kugel ausgebildet ist. Diese stärktem Ausmaß aus der Druckkammer 16 entlang Kugel wird durch ein umgekehrtes, becherförmiges 60 dem dreieckigen Ventilkörper 24 aufwärts über den Element 29, welches unter dem Druck einer Spiral- Ventilsitz 21 in den Behälter 17 unter Benutzung der feder 31 in der Bohrung 26 auf den Sitz 27 hin ver- Öffnungen 41 in der Buchse 36 fließen kann, schiebbar ist, auf Mitte gehalten. Durch den Boden Die Ventilöffnungsvorrichtung ist so gebaut, daß des becherförmigen Elements 29 sind eine Anzahl die Verbindungsstange 35 nicht so weit herabbewegt Löcher 30 gebohrt, durch die Flüssigkeit fließen kann. 65 werden kann, daß etwa der verstärkte Kopf der Das Kugelventil 28 ist so angeordnet, daß es von Nadel 32 unmittelbar gegen das Hauptventilglied 19 seinem Ventilsitz 27 durch ein im wesentlichen stößt. Die Druckbelastung der Verbindungsstange 35 starres, ventilbetätigendes Element abgehoben werden wird deshalb nie den Druck der Sprungfeder 33 über-

steigen. Aus diesem Grund ist es nicht erforderlich, die Verbindungsstange 35 so stark zu machen, daß sie der Knickbeanspruchung widerstehen könnte, die durch Anwendung körperlicher Kraft auf den Handgriff 40 ausgeübt werden kann.

Die Zeitspanne zwischen der Öffnung des Hilfsund des Hauptventils, die durch den freien Raum zwischen der Nadel 32 und der Bohrung 25 bestimmt ist, ist vorzugsweise von der Größenordnung von Vi bis 1 Sekunde oder noch wesentlich mehr. Diese Verzögerung hängt nicht nur von den Eigenschaften des Stempels allein ab, sondern in gewissem Maß auch von den Eigenschaften der Firste. Während es in der Mehrzahl der Fälle zweckmäßig ist, die Zeitspanne auf einige Sekunden zu vergrößern, könnte dieses im Fall einer wenig stabilen Firste zu einem so schnellen Nachgeben führen, daß der Stempeldruck nicht ausreichend fallen würde, um das Hauptventil zu öffnen. Es ist deshalb erwünscht, die Zeitspanne ungefähr in dem angegebenen Bereich zu halten, damit der Stempel allen Gegebenheiten angepaßt werden kann.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Hydraulischer Grubenstempel mit einem Zylinder- und einem Kolbenteil, die zusammen eine Druckkammer für hydraulische Flüssigkeit umschließen, einem Hauptdruckentlastungsventil und einem Hilfsdruckentlastungsventil, die entsprechend eine verhältnismäßig große und eine verhältnismäßig kleine Durchlaßöffnung regem, die zwischen der Druckkammer und dem niedrigen Druck angeordnet ist, und eine von Hand zu betätigende Ventilöfmungsvorrichtung, die zuerst mit einem Stößel auf den beweglichen Teil des Hilfsventil« wirkt, um den Druck in der Druckkammer zu entlasten, worauf dann das Hauptventil geöffnet wird, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Stößel (32) eine an sich bekannte Druckfeder (33) angeordnet ist, die sich mit ihrem einen Ende am Stößel (32) und mit ihrem anderen Ende am beweglichen Teil (24) des Hauptventils (19, 21) abstützt, wobei die beim Öffnen des Hilfsventils durch die Spannung der Feder gespeicherte Energie das Öffnen des Hauptventils bewirkt, nachdem der Druck in der Druckkammer (16) entsprechend abgefallen ist.

2. Hydraulischer Grubenstempel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegbaren Glieder (19, 28) des Haupt- und des Hilfsventils zur Öffnung der Ventile in gleicher Richtung bewegbar sind, wobei das Glied (28) durch das mit Schub wirkende Ventilbetätigungselement (32) und das Glied (19) durch die als Druckfeder wirkende Feder (33) bewegt werden.

3. Hydraulischer Grubenstempel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegbare Glied (28) des Hilfsventils mit einem in dem bewegbaren Glied (24) des Hauptventils angeordneten Sitz (27) zusammenwirkt, und daß der von dem Sitz (27) ausgehende Ablaßweg (25) in seinem Wirkungsquerschnitt durch den Durchmesser des dadurch hindurchführenden Ventilbetätigungselementes (32) bestimmt ist, so daß sich eine den Durchfluß regelnde Zeitverzögerung zwischen der Öffnung des Hilfs- und der des Hauptventils ergibt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 872 191, 928 945;
deutsche Auslegeschriften Nr. 1009 581, 1 017 118.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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