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Hydraulischer Grubenstempel Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen
Grubenstempel mit im Oberstempel angeordneter, durch Druckluft angetriebener Pumpe.
Nach dem Hauptpatent 1150 343 wird vorgeschlagen, daß als austauschbare Einbaueinheit
zwei druckluftgetriebene Pumpen vorgesehen sind, von denen die eine zum Auflasten
und die andere zum Rauben des Stempels dient, während das Setzen des Stempels durch
einen im Vorratsraum angeordneten, durch Druckluft beaufschlagten Fliegkolben erfolgt.
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Die Erfindung sieht eine weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptpatents
vor. Ihr Wesen wird insbesondere darin gesehen, daß in der austauschbaren Einbaueinheit
die durch Druckluft beaufschlagten Fliegkolben der Auflast- und Raubpumpe in einem
gemeinsamen Zylinder gleiten.
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Die Zeichnung stellt den Erfindungsgegenstand in einer beispielsweisen
Ausführungsform im Längsschnitt schematisch dar.
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In den oberen Teil des Innenstempels 1 ist ein Zylinder 2 teilweise
leicht lösbar eingesetzt, den der Stempelkopf 3 leicht lösbar abdeckt. In
dem Zylinder 2 bewegt sich ein Differentialkörper 4, der das überdruckventil sowie
einen den freien Durchgang regelnden Stoßdämpfer enthält. Der Differentialkörper
4 hat für einen Rohr- oder Schlauchanschluß zum Druckraum des Außenstempels einen
Anschlußstutzen 5, der mit einem Dichtungssitz 6 einen Druckraum
7 bildet. Der von dem Sitz 6 und dem Anschlußstutzen 5 gebildete
Druckraum 7 des Differentialkörpers 4 steht ständig mit dem Druckraum des
Außenstempels in offener Verbindung. Auf dem Dichtungssitz 6 sitzt ein Verschlußstück
8. Die abdichtende Flächenpressung erzeugt der in dem Druckraum des Außenstempels
und im Druckraum des Differentialkörpers 4 herrschende Druck sowie eine Feder
9. An dem Verschlußstück 8 sitzt ein Rohr 10
mit einem Kolben
11, der in einer Bohrung 12 des Differentialkörpers 4 gleitet. Die Axialbohrung
13
des von dem Verschlußstück 8, dem Rohr 10 und dem Kolben
11 gebildeten Regelorgans wird durch einen unter der Wirkung einer Feder
14 stehenden Verschlußstück 15 abgeschlossen. Der Kolben 11 hat gegenüber
dem Verschlußkörper 8 einen größeren Durchmesser. Zwischen dem Kolben
11 und dem Dichtungssitz 6 befindet sich ein druckloser Raum
16.
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Bei Auftreten einer plötzlichen und starken überlastung, beispielsweise
durch Gebirgsschläge, hebt sich der Absperrkörper 15 von der Bohrung
13 ab, so daß Flüssigkeit in den Raum 17 eintritt, so daß zwischen
dem Raum 17 oberhalb des Kolbens 11 und dem Druckraum 7 Druckausgleich
herrscht. Infolge des größeren Durchmessers des Kolbens 11 gegenüber dem
Durchmesser des Verschlußstückes 8 und infolge des drucklosen Raumes
16 unterhalb des Kolbens 11 verschiebt sich die den Stoßdämpfer bildenden
Regelorgane 8, 11, 10, 13 entgegen dem hohen Druck im Raum 7, so daß
das Verschlußstück 8 sich von seinem Dichtungssitz 6 abhebt und den
Durchgang der Druckflüssigkeit aus dem Raum 7 in den drucklosen Raum
16 freigibt. Aus diesem Druckraum 16 strömt die Flüssigkeit durch
eine Radialbohrung 18 in den Vorratsbehälter 19 des Innenstempels
1. Das hat zur Folg, daß durch plötzlich auftretende starke überlastungen
der Innenstempel schnell einsinken kann. Bei Nachlassen der plötzlichen überbelastung
bis zur Nennlast setzen sich die Verschlußstücke 8 und 15 wieder auf
ihre Dichtungssitze, so daß ein weiteres Einsinken des Innenstempels sofort aufhört.
Auf diese Weise erfolgt eine ideale Regelung des langsamen Einsinkens bei geringer
überbelastung und eines schnellen Einsinken bei plötzlicher und starker überbelagtung.
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Im Differentialkörper 4 taucht ein Plunger 20 ein und aus, der an
einem Niederdruckkolben 21 sitzt. Beim Eintauchen des Plungers 20 wird bis zum Erreichen
der Nennlast Flüssigkeit über die Bohrungen 22 und 23 in den Raum
7 ünd somit durch das Druckrohr oder den Schlauch in den Druckraum des Außenstempels
gedrückt. Beün Ausziehen des Plungers 20 schließt sich ein unter der Wirkung der
Feder 24 stehendes Rückschlagventil 25 den Kanal 23 ab und verhindert
ein Rückströmen der Druckflüssigkeit. Hierbei gibt ein Saugventil 26 den
Durchgang der Druckflüssigkeit aus- dem Vorratsbehälter 19 des Innenstempels
1 durch die Bohrungen 27 im Differentialkörper 4 frei, so daß der
Plunger 20 während seines Auszuges Flüssigkeit aus dem Vorratsraum
19
in den Hochdruckraum 28 einsaugt. Während des folgenden Druckhubes des Plungers
20 schließt das Saugventil 26 den Durchgang 27 zum Vorratsraum
19 ab, so daß die in den Hochdruckraum 28 eingesaugte Flüssigkeit
durch die Bohrungen 22, 23 über das sich öffnende Rückschlagventil
25 in den Druckraum 7 und somit in den Druckraum des Außenstempels
gedrückt wird.
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Der Druckhub des Plungers 20 erfolgt durch Preßluft, die durch die
Zuführungsleitung 29 in einen Ringraum 30 des Kolbens 21 eintritt
und von hier durch eine Radialbohrung 31 und einen Längsschlitz
32 im Kolbenschieber 33, in den Druckraum 34 der Niederdruckpumpe
eintritt. Die Preßluft verschiebt den Kolben 21, bis der Schieber 33 auf
den Differentialkörper 4 stößt und die Radialbohrung 31 für die Preßluft
abschließt. Gleichzeitig stößt ein Schieber 35 gegen den Differentialkörper
4 und gibt durch seinen Längsschlitz 36 einen freien Durchgang der Preßluft
aus dem Druckraum 34 frei zur Außenluft über eine oder mehrere Radialbohrungen
37. Eine Rückholfeder 38 bringt den Kolben 21 in die AnfangssteRung
zurück, in welcher der Schieber 33 den Durchgang 31, 30 der Preßluft
in den Druckraum 34 freigibt und der Schieber 35 den Druckraum 34 abschließt.
Es ist zweckmäßig, den Schieber 33 am Ende des Druckhubes auf eine Feder
39 od. dgl. im Differentialkörper 4 stoßen zu lassen, um ein plötzliches
Schließen des Durchgangs 30, 31 für Preßluft zu verwirklichen.
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Auf dem Differentialkörper 4 verschiebt sich ein Niederdruckkolben
40, der von der Preßluft in der gleichen Weise beaufschlagt wird, wie der Niederdruckkolben
21. Die Preßluft tritt auch hier aus der Zuführungsleitung 41 in einen Ringraum
30 des Kolbens 40 ein und strömt durch die von dem Schieber 33 absperrbare
Radialbohrung31 und den Schieberschlitz 32 in den Druckraum 42. An dem Kolben
40 sitzt ein Hochdruckkolben 43, der mit der Radialbohrung 18 zwischen dem
Raum 16 und dem Vorratsbehälter 19 korrespondiert. Die Radialbohrung
18 ist durch ein Rückschlagventil 44 abgedeckt derart, daß beim Austauchen
des Kolbens 43 in der Radialbohrung 18 sowie im Raum 16 zwischen dem
Kolben 11 und dem Dichtungssitz 6 ein Unterdruck entsteht. Dieser
Unterdruck hat zur Folge, daß der Kolben 11 sich in den Raum 16 einschiebt,
der Verschlußkörper 8 sich von seinem Ventilsitz abhebt und Flüssigkeit aus
dem Raum 7 und somit aus dem Druckraum des Außenstempels herauszieht, was
ein Einsinken des Innenstempels 1 zur Folge hat. Am Ende des Saughubes stößt
der Schieber33 des Kolbens 40 gegen die Feder 39 und sperrt schnell die Radialbohrung
31 ab. Außerdem stößt der Schieber 35 gegen den Differentialkörper
4 und sofort öffnet er den Durchgang der Luft aus dem Druckraum 42 über den Längsschlitz
36 zu dem drucklosen Raum 45. Dieser drucklose Raum 45 steht durch eine oder
mehrere Bohrungen 46 im Differentialkörper 4 und Radialbohrungen 37 im Zylinder
2 mit der Außenluft in offener Verbindung. Die Rückholfeder 47 verschiebt nunmehr
den Kolben 40 in seine entgegengesetzte Endlage, bevor der Stoßdämpfer
8, 10, 11,
13, 15 in die Schließstellung gelangt. Die von dem Kolben
43 angesaugte Flüssigkeit wird hierbei aus der Radialbohrung 18 bei sich
öffnendem Rückschlagventil 44 in den Vorratsbehälter 19 des Innenstempels
1 gedrückt. Die beiden Zuführungsleitungen 29 und 41 zu den Ringräumen
30 und Radialbohrungen 31 der Niederdruckbolzen 21 und 40 werden durch
einen Mehrweghahn 48 od. dgl. geschaltet. Die Preßluftleitung bleibt ständig an
dem Schaltorgan 48 angeschlossen.
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Soll ein Stempel gesetzt werden, so wird die Preßluft durch das Schaltorgan
48, durch die Zuleitung 29
zum Niederdruckkolben 21 geleitet. Es beginnen
seine Hin- und Herbewegungen. wobei der Innenstempel sich aus dem Außenstempel auszieht,
bis die Nennlast erreicht wird. Dieser Schaltweg der Preßluft bleibt auch während
der Belastung des Stempels bestehen, so daß das Auftreten irgendeiner Undichtigkeit
den Druckhub des Plungers 20 beginnen läßt und somit auf die Lastaufnahme des Stempels
keinen schädlichen Einfluß ausüben kann. Soll der Stempel geraubt werden, so genügt
es, das Schaltorgan 48 umzuschalten, um den Durchgang der Preßluft durch die Zuführungsleitung
41 zum Kolben 40 freizugeben, und die Zuf ührungsleitung 29 zum Kolben 21
abzuschließen. Es beginnt das beschriebene Aussaugen der Druckflüssigkeit aus dem
Druckraum des Außenstempels in den Vorratsbehälter 19 des Innenstempels
1, der sich hierbei in den Außenstempel einschiebt. Der Erfindungsgedanke
wird dadurch nicht verlassen, daß die Preßluftleitung durch ein Anschlußnippel od.
dgl. unter Fortfall des Schaltorgans 48 und der Zuführungsleitungen 29, 41
unmittelbar jeweils an eine der Radialbohrungen 49 angesetzt wird.
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Es liegt im Sinn der Erfindung, daß der Zylinder 2 seine Niederdruck-
und Hochdruck-pumpen sowie das Regelorgan, das als überdruckventil und gleichzeitig
als Gebirgsschlagventil ausgestaltet ist, aufnimmt. Der Zylinder 2 hat am unteren
Ende seiner Niederdruckteile einen Bund 50, der in das Rohr eines Innenstempels
beliebigen Durchmessers leicht abnehmbar befestigt werden kann. Bei dem in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Bund 50 in das obere Ende
51 des Innenstempels 1
eingeschraubt. Auf diese Weise ist es möglich,
an Ort und Stelle unter Tage den Zylinder 2 mit seinen gesamten Pumpen und Regelorganen
leicht auszuwechseln. Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, ein
Druckminderventil in der Preßluftleitung vor dem Eintritt in den Ringraum
30 des Kolbens 21 einzuschalten. Durch dieses Druckminderventil hat man es
in der Hand, den Druck im Druckraum 34 zu reduzieren und auf diese Weise den Stempel
mit jedem beliebigen Setzdruck zu setzen.