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Abnehmbare hydraulische Vorrichtung zum Setzen und Spannen von mehrteiligen
Grubenstempeln Zum Abstützen des Hangenden im Streb werden in Bergwerken mehrteilige,
höhenverstellbare, eiserne Grubenstempel verwendet, bei denen Inn;ensempel und Außens
empel durch ein Stempelsehloß reibuigsschlüssig miteinander verspannt sind. Damit
der aufgestellte Stempel auch von Anfang an das Hangende trägt, muß der Innenstempel,
bevor er mit denn Außenstempel verspannt wird, gegen :das Hangende gepreßt, d. h.
gesetzt werden.
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Die Erfindung bezieht sieh auf ein Verfahren zum Setzen und Spannen
eines solchen mehrheiligen Grubenstempels mit reibungsschlüssiger Verspannung der
Stempelteile mittels einer vom Stempel abnehmbaren hydraulischer Hubvorrichtung.
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Zur Erzielung eines möglichst gleichen Setzdruckes und einer gleichen.
Sehloßspannung für alle Grubenstempel ist schon vorgeschlagen worden, zum Setzen
und Spannren der Grubenstempel eine abnehrnbare hydraulische Setzvorrichtung zu
verwenden, welche dem Stempel eine einstellbare Vorspannung erteilt und bei Erreichung
dieser Vorspannung einen, Kolben auslöst, der den Spannkeil in das Sbempelschloß
eindrückt.
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Bei Verwendung einer solchen abnehmbaren Setz-und Spannvorrichtung
können zwar die Stempel nahezu .gleichmäßig gesetzt werden, und der Bergmann wird
körperlich weitgehend entlastet, jedoch
muß hierbei der Ablauf der Arbeitsvorgänge
vom Bergmann ständig überwacht und von Hand gesteuert werden. Sind nämlich die beiden
Arbeitskolben zum Setzen des Grubenstempels und zum Spannen des Stempelschlosses
nacheinander ausgefahren, so kann die Setzvorrichtung vom Grubenstempel erst abgenommen
werden, wenn die Entlastungsorgane von Hand betätigt worden sind, wodurch die Druckmiittelzylinder
der Setzvorrichtung wieder drucklos gemacht und die Arbeitskolben umgesteuert werden.
Diese Betätigung der Entlastungseinrichtung von Hand bereitet erhebliche SehwieTigkeiten,
da der Bergmann nicht genau feststellen; kann, in welchem Augenblick der Setz- und:
Spannvorgang beendet, d. h.,der Spannkeil in das Stempelschloß so weit eingepreßt
worden ist, daß er die gewünschte Schloßspannung erzeugt.
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Dies ist auch, dann der Fall, wenn zur Begrenzung der Schloßspannkraft
ein Überdruckventil in den Druckraum eingebaut wird, da dann das überdruckventil
zwischen Druckmittelvorratsbehälter und Druckzylinder liegt und das Ansprechen des
f7berdruckventils von außen nicht sichtbar ist. Der Bergmann kann die Betätigung
der Entlastungsorgane somit nur nach der Stellung des Schloßspannkeiles vornehmen.
Um ein: vorzeitiges Abnehmen der Setzvorrichtung vom Stempelschloß und damit eine
zu geringe Schloßspannung zu verhindern, wird der Bergmann mit der Betätigung der
Entlastungseinrichtung so .lange warten, Iris er ganz sicher ist, daß der Stempelt
die .gewünschte Schloßspannung besitzt. Durch diese verzögerte Betätigung der Entlastungsorgane
:treten aber beim Setzen der Grubenstempel erhebliche Zeitverluste auf, die den
wirtschaftlichen Einsatz hydraulischer Setz- und Spannvorrichtungen in Fragestellen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Nachbeile
der bekannten Setzvorrichtungen zu beseitigen und das Setzen und Spannen der Grubenstempel
mit Hilfe einer hydraulischen Hubvorrichtung so vorzunehmen, daß Zeitverluste vollständig
vermieden werden und eine Überwachung der ArbeitsvoTgänge durch den Bergmann entfällt.
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Zur Lösung :dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Verfahren zum
Setzen und Spannen von mehrteiligen Grubenstempeln vorgeschlagen, welches darin.
besteht, daß im Anschluß an .die einzelnen, in ihrer Reihenfolge selbsttätig gesteuerten
Arbeitsvorgänge, wie Setzen, Spannen und gegebenenfalls besonderes Verriegeln, die
hydraulische Hubvorrichtung selbsttätig in ihre Ausgangsstellung umgesteuert wird.
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Durch diese selbsttätige Steuerung sämtlicher Arbeitsvorgänge -l.äßt
sich mit der Hubvorrichtung ein vollständig automatisches Setzen, Spannen und gegebenenfalls
anschließendes Arretieren des Grubenstempels erzielen. Der Bergmann. braucht lediglich
die Hubvorrichtung auf das Stempelschloß aufzusetzen, und sämtliche ATbeitsvorgängge
laufen zwangläufig nacheinander ab. Da auch die Hubvorrichtung nach dem Setzen und
Spannen selbsttätig drucklos
gemacht und in ihre Ausgangsstellung
umgesteuert wird, kann der Bergmann, mCht mehr auf den Setz-und Spannvorgang nacheigenem
Ermessen einwirken. Auch isst eine besondere Aufmerksamkeit des Bergmannes beim
Setz- und Spannvorgang nicht mehr erforderlich. Das Umsteuern der Arbeitskolben
kann jetzt durch die Hubvorrichtung genau in dem Augenblick erfolgen, in dem die
gewünschte Schaoßspannung erreicht ist, so daß das Setzen und Spannen der Grubenstempel
nachdem vorgeschlagenen Verfahren in kürzester Zeit erfolgen, kann, was bisher durch
die verzögerte Betätigung der Entlastungsorgane von Hand nicht möglich war. Gleichzeitig
ist die Gewähr dafür gegeben, daß durch die selbsttätige Unterbrechung des Setz-
und Spannvorganges alle Grubenstempel mit der .gleichen Schloßspannung .gesetzt
werden.
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Weitere Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung werden im Rahmen der
Erörterung eines erfindungsgemäßem Ausführungsbeispieles aufgeführt, welches die
Zeichnungen veranschaulichen, und zwar zeigt Fig. 1 einen mehrteiligen Grubenstempel
mit aufgesetzter Hubvorrichtung zum Setzen, Spannen. und Arretieren des Stempels
in Seitenansicht, Fig. 2 den Grubenstempel mit Hubvorrichtung nach Fig. 1 in Draufsicht,
Fig.3 ein Schaltschema der Hubvorrichtung beim Setzen, Spannen und Arretieren des
Grubenstempels, Fig.4 ein Schaltschema der Hubvorrichtung beim Rücklauf der Arbeitskolben.
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Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte mehrteilige Grubenstempel besteht
aus dem Außenstempel 1 und dem hierin verschiebbaren Innenstempel 2. Die
reibungsschlüssige Verspannung der beiden Stempelteile erfolgt durch das Stempelschloß
3. Der Stempel ist unmittelbar hinter dem Fördermittel 4 am Kohlenstoß
5 gesetzt und stützt über die Kappe 6 das Hangende ab. Zum selbsttätigen
Setzen, Spannein und anschließenden Arretieren des Verspannungszustandes ist der
Grubenstempel mit einer abnehmbare hydraulischen Hubvorrichtung versehen. Damit
diese Hubvorrichtung leicht und ohne körperliche Anstrengungen vom Bergmann an den
Stempel angesetzt werden kann, ist diese unterteilt und besteht aus einem abnehmbaren
Arbeitskopf 8 und einem auf dem Liegenden verschiebbaren Zentralkasten 9. Arbeitskopf
8 und Zentralkasten 9 sind durch eine Leitung 10 miteinander verbunden.
Im Arbeitskopf sind im wesentlichen die Arbeitskolben zum Satzgin 32, Spannen
33 und Arretieren 34 des Grubenstempels sowie eine Verkantungseinrichbung
46 zur Mitnahme des Innenstempels beim Setzen enthalten, während alle anderem Einrichtungen
der Hubvorrichtung, wie Antriebsmotor, Druckmittelpumpe, Druckmittelvorratsbehälter,
selbsttätige Steuerungseinrichtungen, Ventile sowie Druckübersetzungseinrichbungen
usw., im Zentralkasten untergebracht sind. Zum Antrieb der Druckmittelpumpe dient
ein Druckluftmotor, .der seine Preßluft über die Druckluftleitung 11 aus der Strebleitung
12 entnimmt.
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Die Hubvorrichtung dient zum Setzen des Stempels und zum Spannen und
Arretieren des Stempelschlosses beispielsweise für einen Grubenstempel, bei dem
die Verspannung des Innenstempels .gegen den Außenstempel durch zwei den Innenstempel
umfassende Drehmomentspannglieder erfolgt. Diese Spannglieder werden in entgegengesetzter
Richtung um die Stempellängsachse miteinander verspannt und besitzen Arme 47, zwischen
die die abnehmbare hydraulische Hubvorrichtung 8 angesetzt werden kann. Durch
den Spannkolben 33 der Hubvorrichtung werden die Arme 47 de:r Spannglieder
aruseinandergepreßt und somit die Schloßspanukraft erzeugt. Damit der Verspannun.gszustand
nach Abnehmen der Hubvorrichtung aufrechterhalten bleibt, ist das Stempelschloß
mit einem Arretie.rkeil7 versehen. Dieser Arretierkeil 7 wird durch den Arretierkolben
34 der Hubvorrichtung gleichzeitig mit dem Spannen des Schlosses in seine Sperrstellung
gebracht.
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In der Fig. 3 ist oberhalb .der Linie 13 das Schaltschema für den
Zentralkasten 9 dargestellt, während unterhalb dieser Linie das Schaltschema des
Arbeitskopfes 8 abgebildet ist. Die den Arbeitskopf mit dem Zentralkasten
verbindende Leitung 10 ist in der Mitte im Bereich der Linie 13 eingezeichnet.
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In dem Zentralkaste, 9 wird die aus der Strebleitung 12 entnommene
Preßluft über eine Druckluftsperre 14 und Leitung 15 dem Druckluftmotor
16 zugeführt. Der Druclduftmotar 16 treibt die Hochdruckpumpe 17 an.
Die Druckflüssigkeit wird von der Hochdruckpumpe aus dem Vorratsbehälter 18 über
Leitung 19 angesaugt. Zum Zwecke .eines einfachen Druckausgleiches beim Entleeren
oder Füllein des Druckmittelvorratsbehälters 18 besteht dieser aus nachgiebigem,
weichem Material, z. B. aus einer Gummiblase. Beim öffnender Druckluftsperse
14 beginnt die Hochdruckpumpe 17 zu arbeiten und d rückt die Druckflüssigkeit
in die Leitungen 20 und 21.
Über Ringnut 22 des Kolbenschiebers
23 tritt die Druckflüssigkeit in die Leitung24 und beaufschlagt einem Transformator
25, in dem der Druck der Flüssigkeit im Verhältnis der unterschiedlichen
Kolbenflächen übersetzt, also erhöht wird. Aus dem Transformator 25 strömt
die Druckflüssigkeit über Leitung 26 und Ringnut 27 in die Leitung
28 zum Arbeitskopf B.
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In dem Arbeitskopf sind die Druckmittelzylinder 29, 30 und
31 eingebaut. Der Druckmittelzylinder 29
dient zum Setzen -des Grubenstempels,
während der Zylinder 30 das Stempelsdhloß spannt und der Zylinder 31 die Arretierung
des Stempelschlosses, also das Eintreiben des Arreiierkeiles 7 vornimmt. Damit die
Arbeitskolben 32, 33 und 34 nachdem Setzen, Span-und Arretieren wieder selbsttätig
in ihre Ausgangsstellung eingefahren werden können, sind sie doppelt beaufschlagbar
ausgebildet. Im Arbeitskopf 8 wird über die Druckleitung 28 zunächst der
Kolben 32 beaufschlagt. Beim Ausfahren dieses Kolbens wird der Innenstempel
über .einen Verkanitung sbüge146 mitgenommen und gegen das Hangende. gedrückt. Ist
dis eingestellte Setzlast erreicht, so öffnet bei weiterem Ansteigen des Druckes
das Überdruckventil 35, und die beiden Kolben 33 und 34 werden gleichzeitig
vom Druckmittel ausgefahren. Hierbei wird das Stempelschloß vom Kolben 33 ;gespannt
vnd @gleichzeitig der Arretierkeil vom Kolben 34 eingeschoben. Da für das
Spannen des Stempelschlosses eine erheblich größere Kraft erforderlich ist als zum
Eindrücken des Arretierkeiles, kann der Kolben 34 gegenüber dem Spannkolben
33 einen wesentlich kleineren Druckmesser besitzen. In dem Schaltschema sind
dagegen zur besseren 17bersicht alle Kolben ,gleich groß eingezeichnet.
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Beim Ausfahren der doppelt beaufschlagbaren Arbeitskolben 32, 33 und
34 kann .die Flüssigkeit auf der drucklosen Seite über Leitung 37, Ringnut
38 und Leitungen 39, 40 und 19 zum Druckmittelvorratsbehälter
18
zurückfließen. Die Druckluftsperre 14 ist an eine Sperrleitung
41 angeschlossen, die beim Setz-, Spann- und Arretiervorgan:g drucklos ist.
Der Setz-, Spann- und Arretiervorgang wird durch das Ansprechen des einstellbaren
Arbeitsventils 36 beendet, wobei insbesondere die Schloßs:pannkraft einen
vorbestimmten Wert erreicht hat. Durch das Öffnern des Ventils 36 wird der
Kolbenschieber 23 stirnseitig vom Druckmittel beaufschlagt und in Längsrichtung
verschoben.
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In der Fi,g. 4 ist nun die Hubvorrichtung mit umgesteuertem Kolbenschieber
23 dargestellt. Durch das Umsteuern des Kolbenschiebers werden die druckführenden
Leitungen mit den drucklosen Leitungen vertauscht, so -daß die Arbeitskolben
32, 33 und 34
unmittelbar nach Abschluß des Setz- und Spannvorganges
in umgekehrter Richtung vom Druckmittel beaufschlagt werden. So wird Ringnut
38 des Kolbenschiebers 23 jetzt druckführend und damit auch die Leitung
37, die zu den Druckmittelzylindern 29, 30
und 31 im Arbeitskopf
8 führt. Die. Kolben 32, 33,
34 werden durch die entgegengesetzte
Beaufschlagung in ihre Ausgangsstellung zurückgefahren. Die frühere Druckleitung
28 zum Arbeitskopf ist jetzt an Ringnut 42 angeschlossen und damit
drucklos .geworden. Gleichzeitig wird Ringnut 22 drucklos und über Leitung
24 damit auch der Transformator 25. Damit kann der Transformator jetzt
durch eine, vorgespannte Feder wieder in seine obere Ausgangslage gebracht werden.
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Sind alle drei Kolben 32, 33 und 34 vollständig eingefahren,
so s,telgt der Druck durch das Weiterlaufen der Hochdruckpumpe wieder an, bis er
einen Höchstwert erreicht hat. In diesem Augenblick spricht Sperrventil
43 der unter Druck stehenden Leitung 21
an und beaufschla;gt die Sperrleitung
41 für die Druckluftsperre. Durch den Druck der Flüssigkeit wird die Druckluftsperre
geschlossen, so daß sich selbsttätig der Druckluftmotor .und die Hochdruckpumpe
ausschalten. Die Hubvorrichtung kann jetzt vom gesetzten Stempel abgenommen und
an dem nächsten zu setzenden Stempel angesetzt werden.
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Für den Ablauf der gesamten Arbeitsvorgänge ist es lediglich erforderlich,
den Kolbenschieber wieder in seine Ausgangsstellung zurückzuziehen. Dies kann zweckmäßigerweise
vom Arbeitskopf 8 aus erfolgen. Hierfür ist am Arbeitskopf ein Zugring
44 vorgesehen, welcher über einen Bowdenzug 45 auf den im Zentralkasten
9 angeordneten Kolbenschieber 23 einwirkt. Die von: dem Zentralkasten ausgehenden
und zum Arbeitskopf geführten Druckleitungen 28 und 37
können mit dem
Bowdenzug 45 zusammengelegt und mit einer Bandage umwickelt sein.
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Bei .dem vorgeschlagenen. Verfahren zum Setzen und Spannen von mehrteiligen
Grubenstempeln ist also lediglich der Arbeitskopf der hydraulischem Hubvorrichtung
an den Stempel anzusetzen und der Zugring 44 zu betätigen. Hierauf laufen
alle Arbeitsvorgänge automatisch nacheinander ab, d. h., durch Betätigung des Zugringes
wird die Sperrleitung für die Druckluftsperre drucklos. ,gemacht und damit die Druckluftsperre
:geöffnet, -so .daß der Druckluftmotor und damit auch die Druckmittelpumpe selbsttätig
anspringen. über den Transformator werden die Arbeitskolben nacheinander vom Druckmittel
beaufschlagtund setzen, spannen und arretieren den Stempel. Durch das einstellbare
Ventil 36 wird der Kolbenschieber anschließend selbsttätig umgesteuert, wodurch
die Arbeitskolben in ihre Ausgangsstellung zurückgefahren werden. Anschließend wird
die Druckluftsperre vom Druckmittel beaufschlagt, so daß sie schließt -und Motor
und Pumpe -stilllegt. Hiernach kann ein erneutes Arbeitsspiel stattfinden.
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Durch die automatische Steuerung aller Arbeitsvorgänge gehst das Setzen
und Spannen mit der vorgeschlagenen Hubvorrichtung in kürzester Zeit vor sich. Die
Zeitdauer hängt dabei lediglich vom Fördervolumen der Pumpe ab. Der Bergmann brauchst
nur den leichten Arbeitskopf auf das Stempelschloß aufzusetzen, während der Zentralkasten
mit Motor, Pumpe, Transformator und Ventilen auf dem Liegenden ruht und, falls die
Verbindungsleitungen zu dem zu setzenden Stempel nicht ausreichen, leichtnachgezogen
werden kann.
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Die vorgeschlagene Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel
beschränkt. So ist es ohne weiteres auch möglich, Grubenstempel nach dem vorgeschlagenen
Verfahren zu setzen und- zu spannen, bei denen das Spannen des Schlosses durch Eintreiben
eines Spannkeiles erfolgt. In diesem Fasle übernimmt der Spannkolben gleichzeitig
das Arretieren, so daß ein besonderer Arretierkolben .entfällt.