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Hydraulischer Grubenstempel Um hydraulische Grubenstempel zu rauben,
wird ein Raubventil geöffnet, welches den Ausfluß der Flüssigkeit aus dem Stempeldruckraum
freigibt. Der entlastete Stempel schiebt sich unter der Wirkung des auf dem Flüssigkeitspolster
ruhenden Innenstempelgewichts ein. Die dem Einschieben des Stempels entgegenwirkenden
Kräfte, wie Drosselwiderstand im Raubventil, Strömungswiderstand in den Durchflußkanälen,
Reibung an der Kolbendichtung und Widerstand ,an der Schmutzabstreifvorrichtung,
sind aber oftmals so groß, daß der Stempel sich nur sehr langsam oder, ohne besondere
Nachhilfe, überhaupt nicht mehr von selbst einschiebt.
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Um das Einschieben des Stempels zu verbessern und damit die Raubarbeit
leichter und schneller, d. h. gefahrloser durchführen zu können, hat man vorgeschlagen,
im Stempel eine Feder vorzusehen, die beim Ausfahren gespannt wird und beim Entlasten
des Stempeldruckraumes den ausgefahrenen Innenstempel zurückzieht. Eine solche Feder
muß eine sehr große Länge besitzen. Sie nimmt daher sehr viel Raum fort und läßt
sich im Stempel nur sehr schlecht unterbringen.
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Weiterhin ist es bei solchen Grubenstempeln, die einen eigenen Flüssigkeitsvorratsraum
besitzen, bekannt, den Vorratsraum so gegen die Außenluft abzudichten, daß beim
Umschleusen der Flüssigkeit von dem Vorratsraum in den Druckraum in ersterem ein
Vakuum entsteht, welches beim öffnen des Raubventils die Flüssigkeit in den Vorratsraum
zurücksaugt und auf diese Weise den Einschub des Stempels beschleunigt. Bei diesem
System wird das Einschieben des Stempels mit sehr einfachen und wirkungsvollen Mitteln,
die praktisch keinen Raum beanspruchen, verbessert. Nachteilig ist jedoch insbesondere,
daß es nur bei solchen Stempeln, anwendbar ist, die über einen eigenen Flüssigkeitsvorratsraum
verfügen.
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Schließlich ist es auch bekannt, bei einem hydraulischen Grubenstempel
neben dem eigentlichen Druckraum, der die Belastung des Stempels durch das Hangende
aufnimmt, einen weiteren Zylinder im Inneren des Stempels vorzusehen, in dem beim
Aus-und Einschieben des Stempels ein Kolben gleitet. Mit diesem zweiten Zylinder
soll das Einschieben des Stempels beim Rauben des Ausbaues bewirkt werden. Zu diesem
Zweck ist der Zylinder über Anschlüsse und Leitungen zugänglich, durch die das Druckmittel
für die Beaufschlagung des in dem zweiten Zylinder gleitenden Einschubkolbens eingeführt
wird. Stempel dieser Art sind wegen der erforderlichen Anschlüsse und Zuleitungen
zu dem Einschubzylinder im Aufbau verhältnismäßig kompliziert und benötigen besondere
Druckmittelquellen, an die sie zum Zwecke des Raubens angeschlossen werden.
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Die Erfindung bezweckt eine einfache, mit geringen Abmessungen zu
bauende Vorrichtung, mit der der Einschub insbesondere bei solchen Stempeln, die
über eine im Streb od. dgl. verlegte Druckmittelleitung von einer zentralen Pumpe
her gespeist werden und die als solche keinen eigenen Vorratsraum besitzen, beschleunigt
und gegebenenfalls noch wesentlich wirksamer als bei den bekannten Vorrichtungen
gestaltet werden kann.
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Die Erfindung geht von einem bekannten Stempel der obenerwähnten Bauart
aus, der einen Druckraum für die Flüssigkeit im zylindrischen Außenstempel aufweist
und mit einem in dem einen Teleskopteil des Stempels angeordneten zweiten Zylinderraum
versehen .ist, in dem ein mit dem anderen Teleskopteil verbundener Kolben beim Aus-
und Einfahren des Stempels gleitet.
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Gemäß der Erfindung ist der genannte Zylinderraum mit den Flüssigkeitsräumen
des Stempels unverbunden und zumindest auf einer Seite des Kolbens so nach außen
abgedichtet, daß beim Ausfahren des Stempels in diesem Zylinderraum ein Vakuum und/
oder eine Luftkompression entsteht, das bzw. die während der gesamten Standzeit
des Stempels in dem Zylinderraum erhalten bleibt und beim Entlasten des Stempeldruckraums
selbsttätig zur Beschleunigung des Stempeleinschubs wirksam wird.
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Falls die Anordnung so getroffen wird, daß beim Ausfahren des Stempels
in dem Zylinderraum auf der einen Seite des Kolbens ein Vakuum und auf der anderen
Seite des Kolbens eine Luftkompression entsteht, stehen besonders hohe Kräfte für
den Einschub
des Stempels zur Verfügung, da sich in diesem Fall
die Wirkungen des Vakuums und der Kompression, addieren. Es kann daher auch unter
sehr ungünstigen Umständen ein, rascher Einschub des Stempels erzwungen werden.
Andererseits hat diese Anordnung den Vorteil, daß der Einschubzylinder und der darin.
gleitende Kolben mit verhältnismäßig kleinen Abmessungen gebaut werden können. Es
ist aber auch möglich, den einen der beiden Räume des Einschubzylinders, die durch
den Kolben voneinander getrennt sind, über Bohrungen, Kanäle od. dgl. mit der Außenluft
in Verbindung zu bringen, so daß der Einschub nur über das Vakuum oder die Kompression
erzielt wird.
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Die Zeichnung zeigt vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung.
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Fig. 1 zeigt teilweise im Längsschnitt einen zweiteiligen Teleskopstempel
gemäß der Erfindung; Fig. 2 zeigt teilweise im Längsschnitt eine etwas abgeänderte
Ausführungsform; Fig.3 zeigt im Längsschnitt einen dreiteiligen Teleskopstempel
gemäß der Erfindung; Fig. 4 zeigt vergrößert eine Einzelheit der Fig. 3 in etwas
abgeänderter Form.
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Der Stempel gemäß Fig. 1 und 2 besteht aus einem zylindrischen Unterstempel
1, der eine Fußplatte 2 trägt, und einem in dem Unterstempel geführten Oberstempel
3, der eine Kopfplatte 4 trägt. Unterhalb der Kopfplatte ist in dem Ober- oder Innenstempel
3 ein Zwischenstück 5 angeordnet, in dem sich die Stempelventile, wie Überdruckventil,
Raubventil und Füllventil, :befinden. Ein Füllstutzen 6 dient zum Anschluß einer
Hochdruckleitung, über die dem Stempel Druckflüssigkeit von außen zugeführt wird.
Der Innenstempe13 ist in einer Führungsbüchse 7 geführt, die am oberen Ende des
Außenstempels 1 angeordnet ist und hier mittels einer Abschlußhülse 8 mit Handgriff
9 gehalten ist. Ein Schmutzabstreifring 10 ist in einer Ringkammer der Abschlußhülse
gelagert.
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Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist koaxial in dem Teleskoprohr
1 ein Zylinder 11 angeordnet, der sich fast über die gesamte Länge des Rohres 1
erstreckt. Am oberen Ende ist der Zylinder 11 durch einen mit einer Abdichtung
12 versehenen Stopfen 13 verschlossen, durch den eine Stange 14 unter Verwendung
einer Abdichtung 15 hindurchgeführt ist. Die Stange 14 ist am oberen Ende
mit dem Zwischenstück 5 verschraubt. Sie trägt am unteren Ende einen mit einer Abdichtung
16 versehenen Kolben 17, der in dem Zylinder 11 gleitet. Der Zylinder 11 ist am
Boden durch eine Platte 18 verschlossen, die mittels einer Dichtung 19 .an der Wandung
des Unterstempels 1 geführt ist. Die Platte 18 ist von einer Schraube 20 so an der
Fußplatte 2 gehalten, daß sie sich zwecks Zentrierung des Zylinders 11 etwas bewegen
kann. In der Platte befindet sich ein Ventil 21.
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Der Innenstempel 3 trägt einen Ringkolben 22 mit einer Manschettendichtung
23, der auf seiner Kolbenfläche vom Flüssigkeitsdruck beaufschlagt wird. Zwischen
dem Kolben 22 und der zylindrischen Hülse 11 befindet sich ein Ringkanal 24 für
den Durchtritt der Flüssigkeit.
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Es ist ersichtlich, daß beim Ausfahren des Innenstempels 3, was durch
Einpressen von Flüssigkeit in das Innere des Stempels geschieht, der Kolben 17 in
dem Zylinder 11 nach oben gleitet, so daß sich der Raum 11 a unterhalb des Kolbens
17 vergrößert und der Raum 11 b oberhalb des Kolbens in seinem Volumeninhalt
verringert. Da der Zylinder 11 nach außen abgedichtet ist und auch die Räume 11
a und 11 b gegeneinander abgedichtet sind, entsteht beim Ausfahren des Stempels
in dem Raum 11 a ein Vakuum und in dem mit Luft gefüllten Raum 11 b eine Luftkompression.
Sowohl das Vakuum als auch die komprimierte Luft wirken so auf den Kolben 17, daß
dieser und zusammen mit ihm der Innenstempel 3 nach unten verschoben werden. Dies
kann jedoch nur dann vor sich gehen, wenn durch Öffnen des Raubventils die Flüssigkeit
aus dem Stempel entweichen kann. In diesem Fall wird der Stempel unter der sich
überlagernden Wirkung des Vakuums und der komprimierten Luft sehr schnell zum Einschub
gebracht.
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Es ist möglich, einen der beiden Druckräume, zweckmäßig den Kompressionsraum
11 b, wirkungslos zu machen, indem eine Verbindung mit der Außenluft hergestellt
wird, die einen Druckausgleich herbeiführt. Beispielsweise kann der Raum 11 b über
eine Querbohrung und eine axiale Bohrung in der Stange 14 sowie über eine Bohrung
in dem Zwischenstück 5 mit der Außenluft in Verbindung stehen. In diesem Fall kann
in dem Raum 11 b beim Setzen des Stempels keine Kompression entstehen, so daß nur
das Vakuum in dem Raum Il a den beschleunigten Einschub des Stempels herbeiführt.
Andererseits kann aber auch der Raum 11 a über Bohrungen in der Platte 18 und dem
Fußstück 2 oder über Bohrungen in der Stange 14 und dem Zwischenstück 5 mit der
Außenluftverbunden sein, so daß für dasEinschieben des Stempels nur die Luftkompression
in dem Raum 11 wirksam wird.
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über das federbelastete Ventil 21 und die Bohrung für die Schraube
20 wird Luft, die beim Zusammenbau des Stempels unter Umständen in dem Raum 11a
verblieben ist oder im Betrieb des Stempels über die Kolbendichtung 16 in den Raum
11 a gelangt ist, aus dem Raum 11 a abgedrückt, wenn der Stempel eingeschoben wird.
Das Ventil 21 ist nicht unbedingt erforderlich. Falls infolge einer geringen Undichtigkeit
der Manschette 16 in dem Raum 11a Luft vorhanden ist, so kann diese beim Einschub
des Stempels wieder über die Abdichtung in den Raum 11 b und von dort gegebenenfalls
nach außen zurückgedrückt werden. Der Aussehub des Stempels wird durch Anschlag
des Kolbens 17 bzw. eines oberhalb des Kolbens 17 an der Stange 14 befindlichen
Anschlages (nicht dargestellt) an dem Stopfen 13 begrenzt. Es ist daher möglich,
die Führungsbüchse 7 wesentlich schwächer auszuführen und den Innenstempel 3 enger
in dem Außenstempel l zu führen. Wird der Raum 11 b als Kompressionsraum benutzt,
so ist der an der Stange 14 befindliche Anschlag entsprechend der gewünschten maximalen
Kompression anzubringen.
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Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 wird der für den Stempeleinschub
vorgesehene Zylinderraum durch den rohrförmigen Innenstempel 3 gebildet, an dessen
Innenwandung der mit Dichtungsringen 32 versehene Kolben 31 gleitet. Der Kolben
31 ist an dem oberen Ende eines Rohres 33 befestigt, welches koaxial in dem Unterstempel
1 an der Platte 18 angebracht ist.
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Der für den Stempeleinschub wirksame Zylinderraum 34 liegt zwischen
dem Kolben 31 und dem Kolben 35, der an dem Innenstempel 3 angebracht ist und unter
Zwischenlage von Abdichtungen 36 auf
dem Rohr 33 geführt ist. Der
Kolben wird von unten her von der Flüssigkeit beaufschlagt, die über den Füllstutzen
6, das Zwischenstück 5, die Rohrleitung 33 und Querbohrungen 33 a in den Druckraum
unter dem Kolben 35 gelangt.
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Beim Ausfahren des Stempels verringert sich das Volumen in dem Zylinderraum
34. Das bedeutet, daß die in dem Raum vorhandene Luft komprimiert wird, und zwar
um so mehr, je weiter der Stempel ausgefahren wird. Unter der Wirkung der komprimierten
Luft wird derStempel eingefahren, sobald derDruckflüssigkeit durch Öffnen eines
Raubventils Gelegenheit gegeben ist, aus dem Flüssigkeitsdruckraum des Stempels
zu entweichen.
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Auch bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 kann der Kolben 31 als Ausschubbegrenzung
für den Innenstempel 3 dienen. Er ist so angebracht, daß bei Erreichen des maximalen
Stempelausschubs der Kolben 35 des Innenstempels 3 an ihm zum Anschlag kommt, wobei
je nach Größe der in den Kolben 31 und 35 befindlichen Ausnehmungen die maximale
Kompression bestimmt wird.
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Die Fig. 3 und 4 zeigen einen mehrstufigen Teleskopstempel, der aus
drei gegeneinander verschiebbaren Rohren 40, 41 und 42 besteht. Das Rohr 40 trägt
eine Fußplatte 43. Es bildet den Unterstempel. Das Rohr 42 trägt eine Kopfplatte
44 und ein Zwischenstück 45 mit den Stempelventilen. Der Füllstutzen ist mit 46,
das aus einer Kegelmanschette bestehende Füllventil mit 47 und ein Auszugsbegrenzungsventil
mit 48 bezeichnet. Letzteres wird durch eine Feder 49 normalerweise in Offenstellung
gehalten.
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Die der Führung der Teleskoprohre dienenden Teile 50 und 51 und die
Schmutzabstreifringe 52 entsprechen den Teilen 7, 8 und 10 der Fig. 1 und 2. Der
Ringkolben des Innenstempels 42 ist mit 53 und der Ringkolben des Innenstempels
41 mit 54 bezeichnet. Letzterer besitzt Bohrungen für den Durchtritt der Druckflüssigkeit,
die über das Füllventil 47, das Ausschubbegrenzungsventi148, den Ringkanal
56
zwischen dem Kolben 53 und einem Stopfen 57 und die Bohrung 55 in dem Kolben
54 fließen kann.
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Der Stopfen 57 bildet den Boden eines Zylinders 58, der auf dem Kolben
54 koaxial befestigt ist. In dem Zylinder gleitet ein Kolben 59, der als Stopfen
auf einer Hülse 60 sitzt, die mittels einer Platte 61 und einer Schraube 62 am Fußstück
43 mit etwas Spiel zwecks Zentrierung befestigt ist. Die Platte 61 liegt mit einer
Dichtung 63 an der Innenwandung des Unterstempels 40 an. Sie wird vom Flüssigkeitsdruck
im Unterstempel gegen das Fußstück 43 gepreßt.
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Der Zylinder 58 ist gegenüber dem Flüssigkeitsraum im Stempel
abgedichtet. Dagegen ist der Kolben 59 bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 nicht
gegenüber der Wandung des Zylinders 58 abgedichtet. Das bedeutet, daß beim Ausschieben
des Rohres 41 aus dem Rohr 40 in dem gesamten Zylinderraum ein Vakuum entsteht,
welches auf den Stopfen 57 wirkt und diesen zusammen mit dem Rohr 41 zurückzieht,
wenn die Druckflüssigkeit bei geöffnetem Raubventil aus dem Flüssigkeitsraum entweichen
kann.
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Bei der Ausführungsform gemäß Fig.4 ist der Kolben 59 mittels einer
Manschette 64 gegenüber der Wandung des Zylinders 58 abgedichtet. Auf diese Weise
entstehen in dem Zylinder 58 zwei abgedichtete Räume 58 a und 58 b.
Ähnlich wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 wird beim Ausfahren des Teleskoprohres
41 in dem Raum 58 a ein Vakuum und in. dem Raum 58 b eine Kompression
der darin vorhandenen Luft erzielt. Sowohl das Vakuum wie die Luftkompression wirken
im Sinne eines Einschiebens des Rohres 41. Auch hier ist es möglich, den
einen der beiden Räume 58 a und 58 b über Kanäle mit der Außenluft
in Verbindung zu bringen, um dessen Wirkung auszuschalten. Beispielsweise kann der
Raum 58 b über Bohrungen in dem Kolben 54 und dem Führungsring 51 mit der
Außenluft in Verbindung stehen, so daß für den Einschub nur das Vakuum in dem Raum
58 a wirksam wird. Es ist aber auch möglich, den Vakuumraum 58 a über Bohrungen
in dem Kolben 59, die Hülse 60 und Bohrungen 65 und 66 in der Platte 61 und dem
Fußstück 43 an die Außenluft anzuschließen, wenn für den Einschub nur der Kompressionsraum
58 b wirksam werden soll.
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Das Ventil 67 in dem Kolben 59 hat dieselbe Aufgabe wie das Ventil
21 der Fig. 1.
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Das Ausschubbegrenzungsventil 48 ist mittels eines Zugorgans, beispielsweise
eines Nylonseiles, mit dem Stopfen 57 verbunden. Das Seil ist so lang, daß es das
Ventil 48 bei Erreichen des maximalen Stempelausschubs gegen die Wirkung der Feder
49 schließt, so da.ß keine Flüssigkeit mehr von außen in den Stempel gelangen kann.
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Es ist möglich, auch dem Teleskoprohr 42 einen Einschubzylinder der
beschriebenen Art zuzuordnen. Um einen Einschub des in den Fig. 3 und 4 dargestellten
Stempels bei jeder Auszugsstellung sicherzustellen, wird zweckmäßig eine Vorrichtung
vorgesehen, mit der der Innenstempel 42 an dem Innenstempel. 41 so verriegelt werden
kann, daß er von dem Innenstempel beim Einschieben mitgenommen wird. Es wird damit
verhindert, daß unter der Wirkung des Einschubzylinders sich nur der Innenstempel
41 relativ zu dem Innenstempel 42 verschiebt, ohne daß dabei sich die Länge des
ausgefahrenen Stempels verändert. Zur Verriegelung der genannten Innenstempel kann.
ein Stift oder auch ein Verkantungsbügel dienen, der auf der Hülse 50 des Innenstempels
41 befestigt ist und den Innenstempel 42 so umgreift, daß er diesen infolge Verkantens
mitnimmt.
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Die erfindungsgemäßen Stempel können als Einzelstempel oder als Stempel
eines wandernden Ausbauelements, beispielsweise eines Ausbaurahmens, verwendet werden.