-
Einrichtung zur Einführung von Druckmitteln in ein druckmittelbetriebenes
Grubenausbauelement Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Einführung verschiedener
Druckmittel in ein druckmittelbetriebenes mehrteiliges Grubenausbauelement mit zwei
voneinander unabhängigen Druckräumen zur Aufnahme der beiden Druckmittel, z. B.
Luft und Wasser, mittels deren der Stempeloberteil zunächst ausgefahren und anschließend
mit einer annähernd der Nennlast entsprechenden Setzlast beaufschlagt wird.
-
Es bildet bereits den Gegenstand eines noch nicht vorveröffentlichten
älteren Vorschlages, bei einem ausziehbaren zweiteiligen Grubenausbauelement, insbesondere
einem Grubenstempel, den als Hohlkörper ausgebildeten, kolbenartig im zylindrischen
Außenteil geführten Innenteil mit zwei voneinander unabhängigen Druckräumen auszustatten,
welche mit inkompressiblen Druckmitteln, beispielsweise öl und Wasser, gefüllt werden.
Hierbei wird der eine Druckraum von dem zylindrischen Außenteil und dem kolbenartig
in diesem Außenteil geführten Innenteil gebildet. Das Druckmittel gelangt dabei
von dem im Innenteil vorgesehenen Vorratsbehälter über ein Rückschlagventil in den
eigentlichen Druckraum. Zum Füllen des Druckraumes wird von außen mittels eines
an den Stempel anzuschließenden Werkzeuges, beispielsweise einer Setzpistole, Druckluft
in den Vorratsbehälter eingeführt, wodurch der Flüssigkeitsspiegel beaufschlagt
und eine entsprechende Menge Flüssigkeit in den Druckraum gedrückt wird. Bei der
beschriebenen Stempelbauart dient dieser erstgenannte Druckraum dazu, den Innenstempel
bis zur Anlage am Hangenden auszufahren.
-
Um den Grubenstempel, nachdem er in der beschriebenen Weise bis zur
Anlage am Hangenden ausgefahren ist, nun mit einer Setzlast beaufschlagen zu können,
die annähernd der Nennlast des Stempels entspricht, ist ein zweiter Druckraum vorgesehen,
der mit einer Druckflüssigkeit gefüllt werden kann, die die Einstellung des gewünschten
Setzdruckes gestattet. Bei der Stempelbauart gemäß dem erwähnten älteren Vorschlag
wird der zweite Druckraum bei dem als Oberstempel ausgebildeten Innenteil durch
den Stempelkopf und eine topfartige Verlängerung, die das obere Ende des Innenteiles
druckdicht umschließt, gebildet. Nachdem durch das Einleiten des Druckmittels in
den ersten Druckraum der Oberteil bis zur Anlage am Hangenden ausgezogen ist, wird
der zweite Druckraum ebenfalls mit einem von außen eingeführten Druckmittel, beispielsweise
eine Mischung aus einer Teeremulsion und Druckwasser, gefüllt, wobei der Stempelkopf
so weit angehoben wird, daß der Stempel eine Setzbelastung erfährt, die in der Nähe
der Nennbelastung liegt. Das Rauben derartiger Stempel wird vorzugsweise durch das
Ablassen des im oberen Druckraum befindlichen Druckwassers vorgenommen.
-
Um das Ausfahren und Setzen bei einem derartigen Stempel möglichst
in hintereinanderfolgenden Arbeitsgängen durchführen zu können, hat man für das
Einführen der beiden Druckmittel in den Stempelkörper ein mit Druckmittelanschlüssen
und Absperrorganen ausgerüstetes Werkzeug (Setzpistole) vorgesehen, das mittels
einer Steckhülse in eine Einfüllöffnung des Stempelkörpers druckdicht eingeführt
wird. In der Betriebsstellung sind dabei die in der Steckhülse befindlichen Druckmittelkanäle
mit den im Stempelkörper befindlichen Zuführungen zu den Druckräumen verbunden.
-
Bei der Verwendung eines derartigen Werkzeuges, das, um es ungehindert
und ohne allzu große Anstrengungen mit einer Anzahl am gleichen Betriebsort stehender
Ausbauelemente verbinden zu können, mit leicht beweglichen Druckmittelleitungen
von einigen Metern Länge verbunden ist, muß damit gerechnet werden, daß die Druckmittelkanäle
in der Steckhülse mit Kohlen- oder Bergestaub verschmutzt werden. Dies wird insbesondere
dann der Fall sein, wenn das Werkzeug unvorsichtig auf der staubigen Strebsohle
abgelegt oder so unglücklich fallengelassen wird, daß die Mündung der Steckhülse
direkt in den Staub fällt. Bei der erneuten Verwendung des Werkzeuges würden dann
die in den Druckmittelkanälen befindlichen Staub- und Schmutzteilchen von den einströmenden
Druckmitteln in das Stempelinnere mitgerissen. Die Folge davon wäre eine zunehmende
Verschmutzung der Druckmittel, die sich beim
Durchfluß durch die
verschiedenen Ventile im Laufe der Zeit stark störend auswirken würde.
-
Es ist das Ziel der Erfindung, eine Einrichtung zur Einführung von
Druckmitteln zu schaffen, die es gestattet, zwangläufig unmittelbar vor dem Einführen
der Druckmittel in den Stempel eventuell an der Steckhülse oller in deren Druckmittelkanälen
befindliche Schmutzteilchen ins Freie auszustoßen.
-
Eine derartige Einrichtung zur Einführung von Druckmitteln in ein
druckmittelbetriebenes Grubenausbauelement, z. B. einen Grubenstempel, bei der ein
mit Druckmittelanschlüssen und Absperrorganen ausgerüstetes Werkzeug (Setzpistole)
in eine Anschlußbohrung des Ausbauelementes mittels einer Steckhülse eingesetzt
wird, ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß ein in der Anschlußbohrung
vorgesehener Drehschieber mittels Axialführung und Bajonettverschluß mit der eingeführten
Steckhülse in einer Stellung kuppelbar ist, in der radiale Öffnungen des Drehschiebers
mit entsprechenden, mit der Axialbohrung verbundenen Kanälen der Steckhülse zur
Deckung gelangen und in mehreren Umfangsstellungen eingerastet werden kann, wobei
diese Umfangsstellungen dem Anschluß der im Drehschieber vorgesehenen Öffnungen
an die Zuführungen zu den Druckräumen des Ausbauelementes entsprechen.
-
Es gehört zu den weiteren Kennzeichen der Erfindung, daß in einer
radial von der Anschlußbohrung ausgehenden Aussparung ein Sperrstift geführt ist,
der unter der Einwirkung einer in Richtung auf die Drehschieberachse wirkenden Feder
in eine Öffnung des Drehschiebers teilweise hineinragt. Weiterhin ist auf dem Drehschieberumfang
im Anschluß an die vom Sperrstift befahrene Öffnung eine nur über einen Teil des
Umfanges verlaufende Nut vorgesehen, in der bei der Drehung des Drehschiebers das
innere Ende des Sperrstiftes geführt ist und dessen Länge das Ausmaß der Drehbewegung
des Drehschiebers bestimmt. Hierbei ist nach der weiteren Erfindung die Ausbildung
so getroffen, daß der Sperrstift in der Nullstellung des Drehschiebers unter der
Einwirkung des zum Ausfahren des Ausbauelementes dienenden Druckmittels aus der
Öffnung heraus mit seinem inneren Ende bis nahe an den Umfang des Drehschiebers
bewegbar ist.
-
Um die Möglichkeit zu schaffen, den Drehschieber in den jeweiligen
Betriebsstellungen einrasten zu lassen, sind einerseits in seiner Außenwandung in
derselben Drehebene hintereinanderliegende Kerben oder muldenförmige Aussparungen
und andererseits in einer Ausnehmung der Anschlußbohrung eine unter dem Druck einer
Feder radial in Richtung zur Drehschieberachse bewegbare Kugel vorgesehen, wobei
diese Kugel bei den einzelnen Betriebsstellungen in die zugehörige Kerbe bzw. Ausnehmung
teilweise eingreift.
-
Die von der Anschlußbohrung ausgehenden Druckmittelkanäle sind in
ihrer Lage in bezug auf die Drehbewegung des Drehschiebers so angeordnet, daß von
den im Drehschieber befindlichen Öffnungen diejenige für die Zufuhr der Druckmittel
in der ersten Stellung des Drehschiebers nach der Nullstellung mit einem ins Freie
führenden Kanal und in den beiden folgenden Stellungen nacheinander mit einer der
Zuführungen zu den Druckräumen des Ausbauelementes verbunden ist. Um zu verhindern,
daß sich der Drehschieber bei der Drehbewegung in axialer Richtung verschiebt, ist
in einer Ringnut der Anschlußbohrung ein Sprengring angeordnet, der an der ringförmigen
Außenfläche des Drehschiebers anliegt.
-
Die Einrichtung gemäß der Erfindung sei an Hand eines zeichnerisch
dargestelltenAusführungsbeispieles im einzelnen näher erläutert. Es zeigt Fig. 1
ein druckmittelbetriebenes Ausbauelement in einem teilweisen Längsschnitt, Fig.
2 eine Seitenansicht einer nahe am Stempelkopf befindlichen Platte, in der verschiedene
Ventile und die Anschlußbohrung vorgesehen sind, in einem Schnitt entlang der Linie
IV-IV der Fig. 3, Fig. 3 eine andere Ansicht der Platte gemäß Fig. 2 in einem Schnitt
entlang der Linie I-1 der Fig. 2, Fig. 4 eine Ansicht der Platte gemäß Fig. 3 in
einem Schnitt entlang der Linie II-II der Fig. 5 und Fig. 5 eine Draufsicht der
Platte gemäß Fig. 2 in einem Schnitt entlang der Linie III-III.
-
Bevor der Aufbau und die Wirkungsweise der Einrichtung gemäß der Erfindung
beschrieben werden, sollen zunächst die wesentlichen Teile des in Fig. 1 dargestellten
Grubenstempels erläutert werden. Derzylindrische Unterstempel l trägt am unteren
Ende eine Fußplatte 2 und am oberen Ende einen Führungsring 3 für den Oberstempel
4. Der Oberstempel 4
gleitet mit einer unteren Abschlußplatte 5 als
Kolben in dem zylindrischen Unterstempel 1. Im oberen Teil nahe dem Stempelkopf
ist der Oberstempel 4 durch eine im wesentlichen zylindrische Platte 6 unterteilt.
Diese Platte 6 nimmt die Anschlußbohrung für den Drehschieber und die Ventile auf.
Den oberen Abschluß des Innenstempels 4 bildet eine Kopfplatte 7 mit einem nach
oben ragenden Ansatzstück B. Innerhalb des Oberstempels 4 befinden sich zwei durch
einen Kanal 9 verbundene Vorratsräume 10 und 11, in denen sich das Druckmittel,
vorzugsweise Öl, für den ersten Druckraum 12 befindet. Oberhalb des Ölstandes in
dem oberen Vorratsraum 10 liegt ein Luftraum 13. Innerhalb des den Vorratsraum
11 bildenden Teil des Oberstempels 4 ist konzentrisch zur Längsachse ein Rohr
14 geführt, dessen Hohlraum 15 am unteren Ende mit dem Druckraum
12
und am oberen Ende mit dem in der Platte 6 untergebrachten Überdruckventil
16 verbunden ist.
-
Am oberen Ende des Stempeloberteiles 4 ist ein zylindrischer
Topf 17 längsverschiebbar angeordnet, der als Kronenkopf mit überstehenden Zapfen
18 ausgebildet ist. Der Innenraum dieses zylindrischen Topfes 17 stellt den zweiten
Druckraum 19 dar, dessen geringste Höhe durch das Anliegen des Ansatzstückes 8 an
der Kronenplatte festgelegt ist. Die zylindrische Wandungsfläche dieses Druckraumes
19 ist mit einer Auskleidung 20 aus Gummi versehen, die einerseits auf der
Oberseite der Kopfplatte 7, andererseits auf der Unterseite der Kronenplatte anvulkanisiert
ist.
-
Die den Innenstempel 4 in einen oberen und einen unteren Stempelteil
aufteilende Platte 6 ist in den Fig. 2 bis 5 in vergrößertem Maßstab in verschiedenen
Schnitten dargestellt. Bei der Darstellung in Fig. 2 liegt die Anschlußbohrung
20 für die Aufnahme des Drehschiebers 21 mit ihrer Längsachse senkrecht zur
Stempelachse. Der Drehschieber 21 ist gegen Herausfallen durch einen in einer Nut
angeordneten Sprengring 22, der sich gegen die ringförmige Außenfläche des
Drehschiebers legt, gesichert. Zum Einführen der beiden Druckmittel in das Stempelinnere
dient ein Werkzeug (Setzpistole)
23, an das mittels Verschraubungen
24, 25 die beiden Druckmittelschläuche 26, 27 angeschlossen sind. Für jedes der
beiden Druckmittel ist in dem Werkzeug 23 ein Absperrorgan vorhanden, von denen
jedes durch einen nach außen ragenden Hebel 28 bzw. 29 betätigt werden kann.
Zum dichten Einsetzen in den Drehschieber 21 ist an dem Werkzeug 23 eine Steckhülse
30 vorhanden, in deren Innern eine Axialbohrung 31 liegt, die mit der Ausgangsseite
der beiden Absperrorgane in Verbindung steht. Die Steckhülse 30 wird zunächst in
axialer Richtung in die Öffnung 32 des Drehschiebers 21 eingeführt, wobei ein im
Drehschieber befindlicher Ansatz 33 zunächst in einer auf der Außenwandung der Steckhülse
befindlichen Längsnut entlanggleitet und dann nach einer anschließenden Drehbewegung
in eine von der Längsnut ausgehende Aussparung eingreift. In dieser Stellung gelangen
zwei von der Axialbohrung 31 der Steckhülse 30 radial ausgehende Kanäle 34 und 35
mit entsprechenden Öffnungen 36 und 37 zur Deckung (Fig. 3).
-
Nachdem die Steckhülse 30 in die Öffnung 32 des Drehschiebers 21 eingeführt
und mit diesem gekuppelt ist, läßt sich der Drehschieber zunächst noch nicht drehen,
weil in die Öffnung 37 des Drehschiebers ein unter der Einwirkung einer Feder 38
stehender Sperrstift 39 hineinragt und den Drehschieber blockiert. An die Öffnung
37 schließt sich auf dem Drehschieberumfang eine nur über einen Teil desselben verlaufende
Nut 40 an, in der bei der Drehung des Drehschiebers 21 das innere Ende des
Sperrstiftes 39 geführt ist. In der Platte 6 des Stempeloberteiles 4, die zur Aufnahme
verschiedener Ventile dient, sind die Druckmittelkanäle vorgesehen, die, ausgehend
von der Anschlußbohrung 20, zu den einzelnen Druckräumen bzw. ins Freie führen.
Bei der Drehung des Drehschiebers im Uhrzeigersinne gelangt zunächst die Öffnung
36 mit dem ins Freie führenden Kanal 41 zur Deckung (Fig. 4). Bei weiterer Drehung
des Drehschiebers 21 steht die öffnung 36 nacheinander der Zuführung 42, die in
den Luftraum 13 oberhalb des Vorratsbehälters 10 mündet, und schließlich der Zuführung
43 gegenüber, die mit dem zweiten Druckraum 19 in Verbindung steht.
-
Um den Drehschieber in den drei Umfangsstellungen, in denen seine
Öffnung 36 mit einem der von der Anschlußbohrung ausgehenden Kanäle verbunden ist,
einrasten zu können, sind auf dem Umfang hintereinanderliegende Einkerbungen 44
vorgesehen, in die sich jeweils eine federbelastete Kugel 45 einlegt, die in einer
Aussparung der Platte 6 verschiebbar in Richtung auf die Drehschieberachse gelagert
ist.
-
Das Ausfahren und das Setzen des als Ausführungsbeispiel dargestellten
Ausbauelementes gemäß der Erfindung vollzieht sich in folgender Weise: Zunächst
wird das Werkzeug 23 mit seiner Steckhülse 30 in den Drehschieber 21 in axialer
Richtung eingeführt und durch eine anschließende leichte Rechtsdrehung mit diesem
gekuppelt. In dieser Stellung kommen die Kanäle 34 und 35 der Steckhülse mit den
Öffnungen 36 und 37 des Drehschiebers 21 zur Deckung (Fig. 3). Wird nun das Absperrorgan,
das die Druckluftleitung in dem Werkzeug 23 verschlossen hält, betätigt, so gelangt
die Druckluft durch die Axialbohrung 31 der Steckhülse in den Kanal 35 und weiter
in die Öffnung 37, in der die zur Achsmitte gerichtete Fläche des Sperrstiftes 39
beaufschlagt wird. Durch den Luftdruck wird der Sperrstift entgegen der Kraft der
Feder 38 bis nahe an den Umfang des Drehschiebers 21 nach außen gedrückt. Sobald
die innere Fläche des Sperrstiftes 39 oberhalb zier Grundfläche der an der Öffnung
37 anschließenden Nut 40 liegt, ist der Drehschieber für eine Drehbewegung im Uhrzeigersinne
freigegeben. In der ersten Stellung nach der Nullstellung kommt die Öffnung 36 mit
dem ins Freie führenden Kanal 41 zur Deckung (Fig. 4). In dieser Stellung werden
eventuell in den Kanälen der Steckhülse befindliche Schmutzteilchen durch die ins
Freie abgelassene Preßluft mitgerissen und die Kanäle gereinigt. Wird der Drehschieber
durch eine weitere Drehung im Uhrzeigersinne bis zur nächsten Umfangsstellung gedreht,
so liegt die Öffnung 36 vor der Zuführung 42, die in den Luftraum 13 mündet. Die
in dieser Stellung einströmende Druckluft drückt auf den Flüssigkeitsspiegel der
im Vorratsbehälter 10 befindlichen Druckflüssigkeit, die hierdurch über das Rückschlagventil
46 in den Druckraum 12 im Stempelunterteil 3 einströmt. Der Stempeloberteil 4 wird
hierbei so weit ausgefahren, bis der Kronenkopf 17 mit seinen Ansätzen 18 am Hangenden
zur Anlage kommt.
-
Sobald der Oberteil seine obere Endlage erreicht hat, wird die Druckluftzufuhr
in dem Werkzeug 23 unterbrochen. Der Drehschieber kann dann in die letzte Umfangsstellung
weitergedreht werden, in der die Öffnung 36 mit der zum oberen Druckraum 19 in Verbindung
stehenden Zuführung verbunden ist. Es wird nun das Absperrorgan betätigt, das den
Weg für das zweite Druckmittel, vorzugsweise mit einer Teeremulsion vermischtes
Druckwasser, freigibt. Die Druckflüssigkeit füllt den Raum 19 aus und hebt hierdurch
den Kronenkopf 17 an, bis der gewünschte Setzdruck erreicht ist. Das in der Zuführung
43 liegende Rückschlagventil47 sperrt den Druckraum 19 selbsttätig ab, sobald die
Zufuhr der Druckflüssigkeit unterbrochen wird. Falls bei dem Setzen des Stempels
der Kronenkopf 17 zu weit ausgefahren werden sollte, öffnet eine im Innern des Kronenkopfes
17 befestigte Kette 48 ein Ventil 49, wodurch das Druckwasser ins Freie abfließt
und ein weiteres Anheben des Kronenkopfes verhindert wird. Nach erfolgtem Ausfahren
und Setzen des Stempels wird der Drehschieber in die Ausgangsstellung zurückgedreht
und das Werkzeug abgenommen, das dann bei weiteren Stempeln in der gleichen Weise
verwendet wird.
-
Soll der Stempel geraubt werden, so wird das mit großem Öffnungsquerschnitt
ausgestattete Druckwasserventil 50 betätigt, das ebenfalls in der Platte 6 am Stempeloberteil
angeordnet ist. Mit dem Ausströmen des Druckwassers sinkt der Kronenkopf 17 sehr
schnell ab, bis er auf dem Ansatzstück 8 zur Anlage kommt. Sollte dieser Absinkweg
für das Rauben des Stempels noch nicht ausreichend sein, so kann durch Öffnen des
Ventils 16 auch noch Druckflüssigkeit (Öl) aus dem unteren Druckraum 12 in den Vorratsraum
abgelassen werden, und zwar so lange, bis durch den absinkenden Stempeloberteil
der Stempel genügend verkürzt ist.