DE1229480B - Hydraulischer Grubenstempel - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

E21d

Deutsche KL! Sc-15/44

Nummer; 1229 480

Aktenzeichen: B 62205 VI a/5 c

Anmeldetag: 20. April 1961

Auslegetag: 1. Dezember 1966

Die geöfäüchliehen hydmuliiehen Grubenstempel ä am inneren Ende des Innenstempels mit einem Kolben versehen, der innerhalb des al* Druekraum dienenden Außenstempels läng&verschiebtich geführt und gegenübef der Innenwandung des Außenstempels flüssigkeitsdieht abgediehtet ist. Der Stempel-Kelben ist bei den in der Praxis eingesetzten hydraulisßhen Stempeln stets mit dem Innenstempel starr verbunden sowie auch in sich starr ausgebildet.

Diese bekannten hydraulischen Grubenstempel besteen öefl Nächteil, daß — um eine zuverlässige Abdichtung zwischen Außenstempel und Innenstem-

gu zu gewährleisten sowie ein leichtes Aus- und insehiebeü der Stempeiteile mu ermöglichen — in der Regel sechs verschiedene Flächen der Stempel· teile von teilweise erheblichen Abmessungen besonders sorgfältig bearbeitet werden müssen, wobei an drei Stellen des Stempels eine genaue Zentrierung der miteinander verbundenen tew, ineinandergeführten Stempelteile erforderlich ist. Hierbei muß einmal der iflaenstempel gegenüber der Irnienwandung des als Drufckraum dienenden Aüßenstempels zentriert wer*- den, was eine sorgfältige Bearbeitung der sich aneinanflerführenden Flächen dm Stempelkolbeng und der Inneawandung des Außenstempels erforderlich ffläeht. Weiterhin muß die Außenwandung des Innsnstempels gegenüber der am inheren Ende des Außenstempels vorgesehenen Führung zentriert werden, was abermals eine genaue Bearbeitung ihrer sieh aneittanderführehden Fläehen notwendig macht. Darüber hinaus ist bei diesen bekannten Stempelbäüarten eine sorgfältige Zentrierung zwischen dem in sich starr ausgebildeten Stempelkolben und dem inneren finde des Innenstempels, an dem der Stempelkolben starr befestigt ist, erforderlich, so daß zwei weitere Fläehenabschnitte sorgfältig bearbeitet werden müssen. Eine derartige, bei den bekannten hydraulischen Grubenstempeln unumgängliche dreifache Zentrierung läßt sieh im Regelfall nur dann mit der erforderlichen Genauigkeit erzielen_ä wenn PräzisioHsstahlrohre verwendet werden. Derartige Präzisionsstählröhre sind naturgemäß wesentlich teurer als handelsübliche Rohre, die eine derartige Feinbearbeitung nicht aufweisen,

Die Praxis hat gezeigt; daß trotz der doppelten Führung der beiden längsverschieblich ineinander angeordneten Stempelteile durch den Stempelkolben bzw. die am ihneren Ende des Außenstempels vorgesehene Führungskäppe auf Grund des großen Schlankheitsgrades der gebräuchlichen hydraulischen Grubenstempel bei ihrer häufig außermittigen Beanspruchung sich ein geringes Verkanten des Innen-Hydraulischer Grubenstempel

Anmelder:

Bochumer Eisenhütte Heintzmann & Co.,

Bochum, Blücherstr. 33

Als Erfinder benannt;
Erwin Blenkle, Bochum

stempeis gegenüber dem Außenstempel nicht vermeiden läßt. Ein solches Verkanten des Innenstempels gegenüber dem Außenstempel führt infolge der in sich starren Ausbildung des Stefflpelkolbens und der gleichfalls starren Befestigung desselben am Innenstempel dazu, daß auch der Stempelkolben gegenüber der Innenwandung des Außenstempels Verkantet und seine Dichtflächen nicht mehr an allen Stellen gleichmäßig an der Innenwandung des Außenstempels anliegen. Infolge der hohen, in den

Drückräumen hydraulischer Grubenstempel herrschender Flüssigkeitsdrücke von z. B. 400 bis 500 at hat dies die nachteilige Folge, daß die Abdichtung zwischen Stempelkolben und Innenwandung des Außenstempels undicht wird und es zu einer äußerst unerwünschten Verringerung der Lastaufnahme des betreffenden Stempels kommt. Ein derartiges Verkanten des Innenstempels samt Stempelkolben gegenüber dem Aüßenstempel hat außerdem einen ungleichmäßigen Verschleiß der am Stempelkolben vorgesehenen Dichtungen zur Folge, wobei ferner die Gefahr besteht, daß der Stempelkolben sich im Außenstempel festklemmt. Derartige Schaden lassen sich vielfach nicht an Ort und Stelle im Streb, sondern nur in besonderen über oder unter Tage vorgesehenen Reparaturwerkstätten beheben, was einen mit einem erheblichen Kosten- und Arbeitsaufwand verbundenen Transport der Stempel zu diesen Werkstätten nach sich zieht. Mit einem Verkanten zwischen Außen- und Innenstempel bzw. Stempelkolben muß vor allem dann gerechnet werden, wenn der Stempel -— wie dies vielfach im untertägigen Grubenbetrieb der Fall ist — nicht nur axial gerichtete Kräfte aufzunehmen hat, sondern auch mehr oder weniger quer zur Stempelachse gerichtete Beanspruchungen aufnehmen muß. Dies ist Vor allem dann der Fall, wenn die hydraulischen Stempel in der halbsteilen oder steilen Lagerung eingesetzt sind

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und/oder als Widerlager bzw. zur Abstützung von der Außenstempelrohre sind somit auch bei diesem

Förderern und Gewinnungsgeräten dienen. bekannten Stempel unzulässig, so daß es nicht mög-

Obwohl bei sämtlichen in der Praxis eingesetzten lieh ist, für die Herstellung des Außenstempels hanhydraulischen Stempeln der Stempelkolben in sich delsübliche Rohre zu verwenden, die regelmäßig starr ausgebildet und mit dem Innenstempel starr 5 größere Maß- und Formtoleranzen aufweisen,
verbunden ist, hat man im Schrifttum bereits vor Außerdem ist es bei dieser zum Stand der Technik längerer Zeit einen·- hydraulischen Grubenstempel gehörenden Stempelkonstruktion nicht nur erfordervorgeschlagen, dessen Stempelkolben einen gegen- lieh, die Innenfläche des Außenstempels einer sehr über der Innenwandüng des Außenstempels ver- sorgfältigen Bearbeitung zu unterziehen, sondern in schieblich geführten Dichtabschnitt aufweist, wel- io genau der gleichen Weise müssen auch die Außencher gegenüber dem inneren Ende des Innenstempels flächen des Führungskolbens sehr sorgfältig bearbeitet allseitig um ein begrenztes Maß abwinkelbar und und die einzelnen, miteinander _# verbundenen bzw. mit diesem über einen Verbindungsabschnitt verbun- ineinandergeführten Stempelteile sehr sorgfältig und den ist. Bei dieser bekannten Bauart besteht der genau zentriert werden. Infolgedessen weist dieser Verbindungsabschnitt des Stempelkolbens aus einem 15 bekannte Grubenstempel praktisch genau dieselben massiven Metallblock, an den sich ein aus einer Nachteile auf, wie sie den gebräuchlichen, eingangs Servodichtung und · Manschettendichtung bestehen- beschriebenen hydraulischen Grubenstempeln zu der Dichtabschnitt anschließt. Während der aus ab- eigen sind. Außerdem ist der vorstehend beschriesolut starrem Werkstoff bestehende Verbindungs- bene Stempel außerordentlich empfindlich gegen abschnitt dieses bekannten Stempels keinerlei ela- 20 bleibende Verformungen der Außenstempelwandung, stische Verformung zuläßt und somit stets seine zum wie sie im praktischen Grubenbetrieb nicht zu ver-Innenstempel koaxiale.Lage beibehält, kann der sich meiden sind, da jegliche Einbeulung des Außendaran anschließende Dichtabschnitt, der eine gewisse stempeis die Gefahr eines Festklemmens des metällielastische Verformbarkeit besitzt, in begrenztem sehen Führungskolbens innerhalb des Außenstempels Maß gegenüber dem mit dem inneren Ende des In- 25 heraufbeschwört.

nenstempels starr verbundenen und in sich starr Weitere Nachteile ergeben sich bei diesem bekannausgebildeten Verbindungsabschnitt allseitig um ein ten hydraulischen Grubenstempel dadurch, daß der geringes Maß abgewinkelt werden. Infolgedessen ist Stempel im praktischen Grubenbetrieb fast niemals der Dichtabschnitt dieses bekannten Stempelkolbens genau in Richtung seiner Längsachse durch den nicht in allen Fällen koaxial zur Längsachse des 3° Gebirgsdruck belastet wird, sondern im Regelfall Außenstempels geführt, sondern kann sich gewissen eine mehr oder weniger stark außermittige sowie Unebenheiten der Innenwandung des Außenstempels unter einem mehr oder weniger großen Winkel zur durch elastische Formänderung anpassen. Längsachse des Stempels geneigte Belastung durch

Bei diesem bekannten hydraulischen Grubenstem- den Gebirgsdruck erfährt. Es sind daher praktisch pel wird besonderer Wert auf eine möglichst genaue 35 immer mehr oder weniger große, quer zur Stempel- und enge Führung des Innenstempels im Außen- achse gerichtete Kraftkomponenten vorhanden, stempel gelegt, um zu gewährleisten, daß Innenstem- welche eine Abwinklung und/oder Seitenverschiebung pel und Außenstempel stets möglichst genau kon- zwischen dem Innen- und Außenstempel herbeizuzentrisch zueinander angeordnet sind und daß die führen versuchen. Bei ausgefahrenem Innenstempel Längsachsen beider Stempelteile selbst im weit aus- ₄₀ greifen diese Querkräfte an einem besonders langen gefahrenen Zustand möglichst genau miteinander Hebelarm an, so daß in erheblichem Maße die Gefahr fluchten. Eine solche möglichst genau koaxiale An- einer Verkantung des Innenstempels gesenüber dem Ordnung von Innen- und Außenstempel ist bei dieser Außenstempel und einer ungleichmäßigen Bean-Stempelkonstruktion notwendig, weil anderenfalls sprachung der Dichtungselemente des Stemoelkolbens eine zuverlässige Abdichtung des Druckraumes 45 besteht, die einen starken und ungleichmäßigen Verdurch die Manschettendichtung und die Servodich- schleiß der Dichtungselemente zur Folge haben. Bei rung nicht gewährleistet ist. Zu diesem Zweck ist bei der in Rede stehenden bekannten Stempelkonstrukdem bekannten Stempel ein aus metallischem, d. h. tion hat man versucht, diese starken und ungleichpraktisch unelastischem Werkstoff bestehender, als mäßigen Beanspruchungen der Dichtungselemente Verbindungsabschnitt dienender Führungskolben von 50 dadurch zu verringern, daß man dem Dichtabschnitt relativ großer axialer Länge vorgesehen, der mit sehr des Stempelkolbens einen in sich starren Führungsgeringem Spiel innerhalb des Außenstempels geführt kolben von erheblicher axialer Erstreckung zugeist und so gut wie völlig jegliche Abwinklung und ordnet hat, der möglichst spielfrei innerhalb des Seitenverschiebung zwischen dem mit dem Führungs- Außenstempels geführt ist und jegliche Seitenkolben starr verbundenen Innenstempel einerseits 55 verschiebung der Dichtungselemente gegenüber der und dem Außenstempel andererseits ausschließt. Da Längsachse des Außenstempels ausschließt und der als Verbindungsabschnitt dienende Führungs- außerdem jegliche Abwinklung oder Verkantung des kolben — um seiner Aufgabe gerecht werden zu Innenstempels gegenüber dem Außenstempel verhinkönnen — einen Außendurchmesser besitzen muß, dert. Man versucht somit die im praktischen Grabender nur um ein sehr geringes Maß kleiner ist als der 60 betrieb stets auftretenden Querkräfte, die auf den Innendurchmesser des Außenstempels, müssen an Innenstempel einwirken, durch den am unteren Ende die Maßhaltigkeit der Außenstempelrohre verhältnis- des Innenstempels vorgesehenen Führungskolben mäßig hohe Anforderungen gestellt werden. Infolge- und den am oberen Ende des Außenstempels befinddessen müssen hierfür die bislang für hydraulische liehen Führungsring aufzunehmen. Die Folge hiervon Grabenstempel ausschließlich benutzten Präzisions- 65 ist, daß sowohl zwischen dem Führungsring und der Stahlrohre verwendet werden, die außerdem auf ihrer Außenwand des Innenstempels als auch zwischen Innenwandung einer sorgfältigen Oberflächenbear- dem Führungskolben und der Innenwand des Außenbeitung bedürfen. Größere Maß- und Formtoleranzen stempeis örtlich relativ hohe Flächenpressungen auf-

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treten, die unzulässige bleibende Verformungen in Grubenstempel nach der Erfindung verhältnismäßig Form von Riefen, Kerben od. dgl. sowohl an der fest und unnachgiebig ausgebildet und ständig koaxial Außenwandung des Innenstempels als auch an der zur Längsachse des Außenstempels geführt. Hier-Innenwandung des Außenstempels zur Folge haben durch wird gewährleistet, daß der Dichtabschnitt und unter Umständen zu einem Verklemmen des 5 des Stempelkolbens völlig unabhängig von allen Innenstempels im Außenstempel führen können. Be- auftretenden außermittigen Beanspruchungen oder sonders nachteilig wirkt sich die Bildung von Riefen schräg zur Stempelachse am Stempelkopf angreifen- und Kerben an der Innenwandung des Außenstem- den Kräften stets seine koaxiale Lage zur Längsachse pels aus. die hierdurch nach relativ kurzer Zeit als des Außenstempels beibehält und stets auf ganzer Dichtfläche unbrauchbar wird und durch ihre Rauhig- ίο Umfangslänge gleichmäßig dichtend an der Innenkeit und den Abrieb von mehr oder weniger feinen wandung des Außenstempels anliegt, während der Metallteilchen das weiche Material der Dichtungs- Innenstempel auf Grund solcher quer zur Stempelmanschette und der Servodichtung zerstört. Somit achse wirkender Kraftkomponenten ohne weiteres ergeben sich bei der bekannten Bauart bleibende eine gewisse Abwinklung oder auch Seitenverschie-Verformungen der aufeinandergeführten metallischen 15 bung gegenüber der Längsachse des Außenstempels Oberflächen, die sich besonders ungünstig an der bzw. dem koaxial dazu angeordneten Dichtabschnitt Innenwandung des Außenstempels auswirken und des Stempelkolbens erfahren kann, ohne daß hierdazu führen, daß sich die Gefahr eines Festklemmens durch die Wirksamkeit und Zuverlässigkeit der Ab- oder Festfressens des Führungskolbens beträchtlich dichtung zwischen Stempelkolben und Außenstempel vergrößert und ein unzulässig starker Verschleiß der 20 in irgendeiner Weise beeinträchtigt wird. Irgend-Dichtungselemente eintritt, so daß nach einer ge- welche Beschädigungen, vor allem der Innenwandung wissen Einsatzdauer eine einwandfreie Abdichtung des Außenstempels, wie sie sich bei dem zuletzt des Druckraumes nicht mehr zu erreichen ist. behandelten bekannten Stempel außerordentlich

Die Gefahr, daß sich der Führungskolben des vor- nachteilig auswirken, sind bei dem erfindungsgemäß stehend beschriebenen Stempels bei stark außer- 25 vorgeschlagenen Stempel nicht möglich. Selbst wenn mittigen bzw. unter einem größeren Winkel zur es bei einer besonders starken Abwinklung des Stempelachse angreifenden Kräften innerhalb des Innenstempels gegenüber der Längsachse des Außen-Außenstempels festklemmt oder festfrißt, stellt einen stempeis zu einem Anliegen des Verbindungsabschniterheblichen Unsicherheitsfaktor für den praktischen tes an der Innenwandung des Außenstempels kom-Grubenbetrieb dar. Kommt es zu einem solchen Ver- 30 men sollte, ergeben sich infolge der elastischen Verklemmen oder Festfressen des Führungskolbens, so formbarkeit des Verbindungsabschnittes derart große wird die Stempellast nicht mehr durch die Druck- Berührungsflächen und infolgedessen derart geringe mittelfüllung des Druckraumes aufgenommen, son- Flächenpressungen, daß jegliche bleibende Verfordern direkt über den verklemmten Führungskolben mung sowohl des Verbindungsabschnittes des Stemvom Innenstempel auf den Außenstempel übertragen. 35 pelkolbens als auch der Innenwandung des Außen-Die Folge hiervon kann eine erhebliche Überlastung stempeis ausgeschlossen ist.

des Stempels sein, die zu einem Ausknicken oder Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäß vor-

einer völligen Zerstörung desselben führen kann. geschlagenen Stempels besteht indessen darin, daß

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die der Innenstempel den auf ihn einwirkenden Seitenden vorstehend beschriebenen bekannten Gruben- 40 kräften infolge der elastischen Verformbarkeit des stempeln anhaftenden Nachteile zu beseitigen, und Verbindungsabschnittes ohne Beeinträchtigung der löst diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß Wirksamkeit und Zuverlässigkeit der Abdichtung mindestens der Verbindungsabschnitt des Stempel- des Druckraumes ohne weiteres in solchem Maß kolbens aus einem Werkstoff von hohem elastischem nachzugeben vermag, daß diese Seitenkräfte durch Formänderungsvermögen besteht und aus mehreren, 45 die Nachgiebigkeit des Verbindungsabschnittes bzw. in Richtung der Stempelachse hintereinander ange- die Abwinklung und Seitenverschiebung des Innenordneten Teilabschnitten unterschiedlichen Quer- stempeis gegenüber der Längsachse des Außenstemschnittes und damit unterschiedlicher elastischer pels ganz oder zumindest zu einem wesentlichen Teil Verformbarkeit gebildet ist, derart, daß durch elasti- abgebaut werden, so daß sie keinerlei Schäden am sehe Verformung des Verbindungsabschnittes sowohl 5° Stempel anrichten können. Im Gegensatz zu der begrenzte Abwinklungen als auch geringe Seiten- bekannten Bauart wird beim erfindungsgemäß vorverschiebungen zwischen dem koaxial zur Längs- geschlagenen Stempel bewußt eine relativ große achse des Außenstempels geführten Dichtabschnitt Abwinkelbarkeit und Seitenverschieblichkeit zwischen und dem Innenstempel ausgleichbar sind. Während dem Außenstempel und dem stets koaxial zu dessen bei der zuletzt beschriebenen bekannten Stempel- 55 Längsachse geführten Dichtabschnitt des Stempelkonstruktion der Verbindungsabschnitt des Stempel- kolbens einerseits und dem Innenstempel andererkolbens aus einem massiven, erhebliche Querschnitts- seits ermöglicht, welche sich außerordentlich vorteilabmessungen besitzenden und somit praktisch haft auf die gesamte Funktions- und Arbeitsweise unelastischen Metallklotz von überall gleichen Quer- des Stempels sowie insbesondere auf die Lebensschnittsabmessungen besteht, ist der Verbindungs- 60 dauer nicht nur der Kolbendichtungen, sondern auch abschnitt des erfindungsgemäß vorgeschlagenen des Außenstempels und des gesamten Stempelkolbens Grubenstempels aus einem Werkstoff von hohem auswirkt. Verklemmungen des Stempelkolbens innerelastischem Formänderungsvermögen hergestellt und halb des Außenstempels, die bei der zuletzt behanbesteht aus mehreren in Richtung der Stempelachse delten bekannten Stempelkonstruktion eine erhebhintereinander angeordneten Teilabschnitten unter- 65 liehe Gefahrenquelle darstellen, sind bei dem erflnschiedlichen Querschnittes und damit unterschied- dungsgemäß vorgeschlagenen Stempel ausgeschlossen, licher elastischer Verformbarkeit. Demgegenüber ist Auch bei sehr starken Abwinklungen des Innender Dichtabschnitt des Stempelkolbens bei dem stempeis gegenüber der Längsachse des Außenstem-

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pels feehält der Dichtäbsehüitt des Stempelkolbens möglich Ungerädheiten sowie unzulässige Form- und

stets seine koaxiale Läge zur Längsachse des Außen= Mäßtöleranzen zu vermeiden. Aus diesem Grund

stempeis bei, so daß auch bei solchen im praktischen war es bei der Herstellung der bislang gebräuchlichen

Betrieb nicht zu vermeidenden Abwmklüngen öder Grubenstempel erforderlich, Rohre mit einer gegen-

Verkäntüngen des Innenstempels gegenüber dem 5 über der Endwandstärke nicht unbeträchtlich größe-

Aüßenstempei in nahezu idealer Weise gleichblei- ren Wandstärke zu beziehen, um die bei der Nach-

bende DichtüngsVerhaltnisse gewährleistet werden. bearbeitung eintretenden Wandstärkenverlüste aus-

Irgendwelche Beschädigungen, insbesondere blei-¹ gleichen zu können und mit Sicherheit eine End-

bende Verformungen der InnenWandung des Außen- Wandstärke zu gewährleisten, die den jeweiligen Be-

stemp'els, sind bei dem Stempel nach der Erfindung ιό ansprüchungsverhaltnissen genügte. Bei den! erfin-

äüSgesChlösSen, da selbst dätm^ wenn es zu einer dungsgemäß Vorgeschlagenen Stempel können dem-

Anpfgssting des VerbiüdUngSabschnittes gegen die gegenüber — da keinerlei spanabhebende Bearbei-

maenwändüng des Außenstempels kommt, der relativ rung erförderlich ist — ohne Weiteres handelsübliche

weißhere Werkstoff des VerbindungsabsChnittes nie- Rohre mit einer Wändstärke verwendet Werden, die

mälä eine Beschädigung der InnenWandung des 15 der jeweils erforderlichen Endwandstärke entspricht.

Außenstempels herbeizuführen Vermag. Ebenso wie gewisse Ungenaüigkeiteh in der geö-

Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfmdungs- metrischen Gestalt der Stempelteile kann auch eine gemäß Vorgeschlagenen Stempels besteht darin, daß gewisse Rauheit der Innenfläche des Außenstempels infolge der durch die elastische Verformbarkeit des ohne Beeinträchtigung der Abdichtung zwischen dem Dichtäbschnittes bewirkten Möglichkeit von AbWink- ao im Aüßenstempel geführten Dichtabschnitt Und Hingen und Seitenverschiebungen zwischen dem dem Aüßenstempel in Kauf genommen werden. Diehtabsehnitt und dem Innenstempel auf die bislang Selbst in den Fällen, in denen der Außenstempel bsi hydraulischen Grubenstempeln stets erforderlich infolge der hohen mechanischen Beanspruchungen gewesene genaue Zentrierung der miteinander ver- — wie sie im rauhen Grubenbetrieb nicht zu verbundenen bzw. üieinandergleitenden Stempeltfeile 25 meiden sind — eine gewisse bleibende Verformung verzichtet Werden kann. Vielmehr Vermag der Stern- erfahren hat, wird bei der erfindungsgemäß Vor* pelkolben näch der Erfindung ohne weiteres auch geschlagenen Ausbildung des Stempels trotzdem über gewisse Seitenabweichungen in der Größenordnung den gesamten Umfang des Stempelkolbens eine von einigen Millimetern zwischen der Längsachse nah&zU gleichmäßig gute Abdichtung gegenüber der des innenstempels und der Längsachse des Außen- 30 InnenWandung des Außenstempels gewährleistet, stempeis auszugleichen, Während außerdem für den Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäß Vör-Außenstempel erhebliche Maß= und Formtöieranzen geschlagenen hydraulischen Grubenstempels besteht zugelassen Werden können. Infolgedessen kann beim darin, daß auch die am inneren Ende des Außen-ErfihdungsgegettStänd auf die bisläng bei hydräu- stempeis vorgesehene Führung mit verhältnismäßig lisChen Grubenstempeln stets benötigten Präzisions- 35 großem Spiel hergestellt werden kann, da der im Stahlrohre mit hoher Oberflächengüte und engen Aüßenstempel geführte Diehtabsehnitt des Stempel-Formtoleranzen verzichtet Werden. Vielmehr ist es koibens infolge der elastischen Verformbarkeit des ohne weiteres möglich, nicht nur den Innenstempels Verbindüngsabschnittes bei einer Abwinklung der sondern auch den Aüßenstempel aus handelsüblichen Stempelteile praktisch keinerlei Beanspruchungen Rohren mit ihren gegenüber Präzisiönsstahlrohren 40 erfährt sowie in seiner Dichtfunktion nicht beeinwesentlich größeren Maß- und Förmtoleränzen Mr- trächtigt wird. Eine solche eine verhältnismäßig zustellen; wobei lediglich die für die Herstellung des größe Toleranz besitzende Führung am inneren Ende Außenstempels 'Benutzten Röhre auf ihrer Innen- des Aüß&nstempels läßt sich naturgemäß Verhältnis-Wandung einer einfachen, spanlösen Flächenbearbei- mäßig billig herstellen, wobei die Führung außerdem rung bedürfen, um eine einigermaßen geglättete 45 Wesentlich einfacher gehalten werden kann, als dies Oberfläche zu gewährleisten. Eine derartige Glättung bei den bekannten Bauarten der Fall ist. Insbesonder InnenWandung des Außenstempels karin bei- dere kann auf eine genaue Bearbeitung dieser Fühspielsweise mittels eine's Doffles Md gegebenenfalls rung sowie der Aüßenwandung des Innenstempels anschließend durch Rollen mittels mehrerer sich verzichtet werden, während andererseits sich auch auf der InnenWandung des Außenstempelröhres ab=· 50 größere bleibende Verformungen der Innenstempelwälzender Rollen erfolgen-. Eine weitergehende, ins- wandung nicht auf die Längsverschieblichkeit der besondere spanabhebende Oberflächenbearbeitung Stempelteile auszuwirken Vermögen,
sowie eine Einhaltung enger Maß- und Förmtoleran- Der hydraulische Grubenstempel nach der Erfinzen ist jedoch auch bei den für die Herstellung des düng zeichnet sich außerdem durch eine äußef-Außenstempels Verwendeten Rohren nicht erförder- 35 ordentlich große Standfestigkeit auch bei sehr starken Hch. seitlichen Beanspruchungen aus. Diese in der Praxis

Infolge der verhältnismäßig groben Form-, Maß- erwiesene, im Vergleich zu bekannten Stempelüttd Oberflächentoleränzen ist es bei dem erfindungs- konstrüktionen wesentlich bessere Ständfestigkeit des gemäß vorgeschlagenen Stempel ohne weiteres mog« erfindüngsgemäß vorgeschlagenen Stempels ist verlieh-, eine bei handelsüblichen Rohren innerhalb des 60 mutlich darauf zurückzuführen, daß er im Gegensatz zulässigen Töleranzbereiches liegende Seitenabwel" zu den bekannten Bauarten stoß- oder schlagartige chüng von einigen MiUimetenl auf i m Röhrlänge" Qüerbeanspruchuügen durch ein gewisses elastisches zuzulassen^ während bei den zum Stand der Technik bzw. federndes Durchknicken aufzufangen vermag, gehörenden hydraulischen Grubenstempeln an die ohne daß hierdurch seine Standsicherheit beeinträch-Geradheit der Röhre sehr höhe Anforderungen ge- 65 tigt öder gar der Stempel umgeworfen wird,
stellt werden und die für die Herstellung dieser Die Möglichkeit, billige handelsübliche Röhre zu Stempel verwendeten Rohre in der Regel nach- verwenden, sowie vor allem der Fortfäll jeglicher gearbeitet werden müssen-, um so weit wie irgend Zentrierüngsarbfeiten, die durch die Nachgiebigkeit

des Verbindungsabschnittes des Stempelkolbens überflüssig werden, führt zu einer wesentlichen Verringerung der Herstellungskosten gegenüber den gebräuchlichen Stempelkonstruktionen. Außerdem läßt sich der nach der Erfindung ausgebildete Stempelkolben in sehr einfacher Weise sowie mit relativ geringen Kosten herstellen, da hierzu Werkstoffe, insbesondere Kunststoffe, Verwendung finden können, die sich durch einfache Bearbeitungsmethoden in die jeweils vorgesehene Form bringen lassen und außerdem nur geringe Materialkosten verursachen. Derartige Kunststoffe besitzen außerdem den Vorteil, daß sie gute Dichtungs- und Formänderungseigenschaften aufweisen, wobei außerdem das geringe Gewicht des Kunststoffes zu einer erheblichen Gewichtsverminderung des gesamten Stempels führt. Ferner läßt sich bei Bedarf der gesamte Stempelkolben innerhalb kürzester Zeit auswechseln, falls dies einmal wegen des natürlichen Verschleißes erforderlich sein sollte. Ein weiterer Vorteil des Stempels nach der Erfindung besteht darin, daß sein Stempelkolben durch den im Druckraum herrschenden Flüssigkeitsdruck in gewissem Maß in axialer Richtung zusammengepreßt und hierdurch gleichzeitig in gewissem Umfang in radialer Richtung verformt und damit gegen die Innenwandung des Außenstempels angepreßt wird, so daß die Abdichtung zwischen Stempelkolben und Außenstempel um so besser wird, je stärker der Druck im Stempeldruckraum anwächst.

Da der Verbindungsabschnitt des Stempelkolbens aus mehreren in Richtung der Stempelachse hintereinander angeordneten Teilabschnitten unterschiedlichen Querschnittes und damit unterschiedlicher elastischer Verformbarkeit besteht, ist es möglich, die bei der Abwinklung der Stempelteile eintretende elastische Verformung im wesentlichen in einen bestimmten Teilabschnitt des Verbindungsabschnittes zu verlegen, während die übrigen Teile des Verbindungsabschnittes keine oder nur eine demgegenüber geringere elastische Verformung erfahren. Trotzdem wird bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Ausbildung des Verbindungsabschnittes eine ausreichend zug- und druckfeste Verbindung des Dichtabschnittes mit dem Innenstempel erzielt.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung weist nur der dem Dichtabschnitt des Stempelkolbens zugekehrte Teilabschnitt des Verbindungsabschnittes eine eine allseitige Abwinklung zulassende elastische Verformbarkeit auf. In diesem Fall besitzt der übrige Teil des Verbindungsabschnittes, insbesondere der zur Verbindung mit dem inneren Ende des Innenstempels dienende Teil desselben, demgegenüber eine solche Formbeständigkeit, daß bei der Abwinklung der Stempelteile seine zug- und druckfeste Verbindung mit dem Innenstempel nicht beeinträchtigt werden kann.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Verbindungsabschnitt des Stempelkolbens unter Belassung eines allseitigen radialen Spiels im Außenstempel geführt, so daß die Führungs- und Dichtaufgabe des Stempelkolbens ausschließlich dem Dichtabschnitt desselben zugewiesen wird. Der Verbindungsabschnitt kann sich demgegenüber je nach seiner Ausbildung auf ganzer Länge oder aber einem Teil seiner Länge einer etwaigen Abwinklung des Innenstempels gegenüber dem Außenstempel anpassen.

Bei einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform sind der Dichtabschnitt und der Verbindungsabschnitt des Stempelkolbens einstückig ausgebildet und bestehen aus einem gummiartigen Werkstoff, insbesondere einem elastisch verformbaren Kunststoff. Als besonders vorteilhaft hat sich hierbei die Herstellung des Stempelkolbens aus einem kautschukartigen Kunststoff geringen Quellvermögens, hoher Abriebfestigkeit sowie hoher Säuren- und Laugenbeständigkeit erwiesen. Ein derartiger aus Kunststoff bestehender Stempelkolben läßt sich in besonders einfacher Weise, beispielsweise durch Gießen, Pressen oder Spritzgießen oder aber durch Aussägen, Ausfräsen od. dgl. aus einem größeren Kunststoffblock, herstellen. Die Herstellungskosten eines solchen KunststofTkolbens belaufen sich nur auf einen Bruchteil der bislang ausschließlich gebräuchlichen, aus Metall bestehenden Stempelkolben, die jeweils einer umständlichen und kostspieligen spanabhebenden Bearbeitung bedurften. Außerdem ist ein solcher, aus Kunststoff bestehender Stempelkolben um ein Mehrfaches leichter als die bislang verwendeten Stahlkolben, was eine nicht unbeträchtliche Verringerung des Gesamtgewichtes des Grubenstempels zur Folge hat. Dies ist vor allem für solche Stempel von wesentlicher Bedeutung, die in der steilen oder halbsteilen Lagerung verwendet werden sollen, in der bislang der Verwendung hydraulischer Grubenstempel infolge ihres hohen Stempelgewichtes verhältnismäßig enge Grenzen gesetzt waren.

Als für die Herstellung derartiger Stempelkolben besonders geeignet haben sich die unter der Bezeichnung »Phoenolan« und »Vulkollan« (eingetragene Warenzeichen) vertriebenen Kunststoffe erwiesen, die sich außer den vorerwähnten Eigenschaften auch durch eine bei kautschukähnlicher Dehnbarkeit ausreichende Härte, Druck- und Abriebfestigkeit sowie durch eine hohe Rückprallelastizität auszeichnen.

Infolge der elastischen Verformbarkeit derartiger Kunststoffe ist es ohne weiteres möglich, bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Stempel den Dichtabschnitt des Stempelkolbens mit geringem Übermaß herzustellen, gegebenenfalls an seinem Umfang mit Dichtungslippen oder Dichtungsansätzen zu versehen, die bei Einführen in den Außenstempel unter elastischer Verformung dichtend gegen die Innenwandung des Außenstempels gepreßt werden, so daß bereits hierdurch eine ausreichende Dichtung zwischen Stempelkolben und Außenstempel erreicht wird und weitere Dichtungen entweder ganz in Fortfall kommen oder aber eine besonders einfache Ausbildung erhalten können. Ein weiterer Vorteil eines aus einem derartigen elastisch verformbaren Werkstoff oder Kunststoff bestehenden Stempelkolbens besteht darin, daß dieser durch den im Druckraum herrschenden Flüssigkeitsdruck in axialer Richtung zusammengepreßt und hierdurch gleichzeitig in gewissem Umfang in radialer Richtung verformt bzw. gegen die Innenwandung des Außenstempels angepreßt wird, so daß die Abdichtung zwischen Stempelkolben und Innenwandung des Außenstempels um so besser wird, je stärker der Druck im Stempeldruckraum anwächst.

Um eine ausreichende elastische Verformbarkeit des Verbindungsabschnittes zu gewährleisten, wird der Verbindungsabschnitt in seinem dem Dichtungsabschnitt zugekehrten Längenbereich zweckmäßig an seinem Umfang mit mindestens einer ringnutartigen Ausnehmung größerer radialer Tiefe versehen. Die

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radiale Tiefe der vorzugsweise keilnutartig ausgebildeten Ausnehmung wird hierbei etwa entsprechend einem Viertel bis zur Hälfte, vorzugsweise entsprechend etwa einem Drittel des Stempelkolbenhalbmessers bemessen. Durch eine solche Ausnehmung wird nicht nur die Verformbarkeit des Stempelkolbens in diesem Bereich erhöht, sondern auch gewährleistet, daß die in diesem Bereich mögliche Verformung nicht durch 'die angrenzenden Kolbenabschnitte größerer Formsteifigkeit beeinträchtigt wird.

Der Verbindungsabschnitt des Stempelkolbens greift zweckmäßig mit einem zapfenartigen Ansatz in die Stirnseite des Innenstempels ein und ist mit diesem vorzugsweise lösbar verbunden. Um eine in ausreichendem Maß beanspruchbare Verbindung herzustellen, empfiehlt es sich, den zapfenartigen Ansatz des aus Kunststoff bestehenden Verbindungsabschnittes mit einer diesen umschließenden Metallhülse, vorzugsweise durch Kleben, fest zu verbinden, welche dann mittels einer Schraubverbindung am inneren Ende des Innenstempels lösbar befestigt werden kann. Die Metallhülse kann hierbei als mit einem Außengewinde versehene Gewindehülse ausgebildet werden, die in ein am inneren Ende des Innenstempels vorgesehenes Innengewinde einschraubbar ist. Ein derart ausgebildeter Stempelkolben läßt sich in einfacher Weise sowie mit relativ geringen Kosten herstellen, wobei durch die vorstehend beschriebene Ausbildung die guten Dicht- und Formänderungseigenschaften sowie das geringe Gewicht des Kunststoffes ausgenutzt werden, andererseits jedoch trotzdem eine zuverlässige, allen auftretenden Beanspruchungen gewachsene und leicht lösbare Befestigung des Stempelkolbens am Innenstempel erreicht wird. Infolgedessen läßt sich der erfindungsgemäß vorgeschlagene Stempelkolben im Bedarfsfall in kurzer Zeit aus- und einbauen sowie -—· sofern dies wegen des natürlichen Verschleißes erforderlich sein sollte — gegebenenfalls erneuern.

In manchen Fällen ist es jedoch möglich, auf eine derartige zwischen Kunststoffkolben und Metallinnenstempel vorgesehene Metallhülse zu verzichten und den Verbindungsabschnitt des Stempelkolbens direkt mit dem inneren Ende des Innenstempels entweder durch Kleben unlösbar oder aber durch eine Schraubverbindung lösbar zu verbinden. Im letzteren Fall empfiehlt es sich indessen, das im Kunststoffkolben vorgesehene Gewinde abzurunden bzw. zumindest mit einer Abfasung zu versehen, um ein Einreißen des Kunststoffes zu vermeiden.

Der Stempelkolben kann gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung eine diesen auf ganzer Länge, vorzugsweise koaxial durchsetzende Bohrung besitzen, so daß außer dem Innenraum des Außenstempels auch der gesamte Innenraum des Innenstempels unter dem vollen Flüssigkeitsdruck steht und somit als Druckraum dient. Dies hat den Vorteil, daß sich der im Druckraum herrschende Flüssigkeitsdruck unmittelbar auf die Innenseite der am Hangenden und Liegenden abgestützten Kopf- bzw. Fußplatte des Stempels auswirkt bzw. die bei der Konvergenz des Hangenden und Liegenden auf die Enden des Stempels übertragenen Druckkräfte unmittelbar von der Druckflüssigkeitsfüllung des Stempels aufgenommen werden, so daß außer dem Außenstempel auch der Innenstempel weitgehend von Längskräften entlastet ist und im wesentlichen nur auf Platzdruck beansprucht wird. Außerdem wird durch eine derartige den Stempelkolben durchsetzende Bohrung erreicht, daß ein weitgehender Ausgleich der beiderseits den Stempelkolben belastenden Druckkräfte erfolgt, so daß auch besonders hohe Flüssigkeitsdrücke ohne weiteres von einem aus Kunststoff oder einem ähnlichen Werkstoff bestehenden Stempelkolben aufgenommen werden können.
Um die Dichtfunktion des vorzugsweise mit

ίο einem geringen Übermaß hergestellten Dichtabschnittes des Stempelkolbens zu verbessern, wird dieser zweckmäßig mit einer mit diesem einstückig ausgebildeten Dichtungslippe ausgerüstet, die dem Stempeldruckraum zugekehrt und gegen die Innenwandung des Außenstempels anpreßbar ist. Die Dichtungslippe kann hierbei beispielsweise durch eine im Querschnitt etwa dreieckförmige, zum Stempeldruckraum hin offene ringnutartige Ausnehmung des Dichtungsabschnittes des Stempelkolbens gebildet sein. Eine

ao weitere Verbesserung ergibt sich dadurch, daß in der ringnutartigen Ausnehmung des Dichtungsabschnittes ein an sich bekannter aus elastischem Werkstoff bestehender O-Ring gelagert wird, welcher durch einen auf den Dichtabsdhnitt des Stempelkolbens aufschraubbaren Gewindering — der aus Metall oder aber auch aus Kunststoff bestehen kann — gegen die Dichtungslippe verspannbar ist. Der vorzugsweise ebenfalls aus Kunststoff bestehende Gewindering kann jedoch auch auf der der Dichtungslippe zugekehrten Stirnseite einen ringartigen Ansatz erhalten, durch welchen die Dichtungslippe unmittelbar, d. h.

ohne Zwischenschaltung eines O-Ringes, gegen die Innenwandung des Außenstempels anpreßbar ist.

Gegenstand der Erfindung bildet ferner der Gedanke, auch den Stempelkopf mindestens teilweise aus einem Kunststoff großer Druck-, Schnitt- und Abriebfestigkeit herzustellen, wobei dieser gegebenenfalls auch aus demselben Kunststoff wie der Stempelkolben hergestellt werden kann. Ein solcher Stempelkopf ist nicht nur in seiner Herstellung wesentlich einfacher und billiger als die bislang verwendeten, aus Stahl bestehenden Stempelköpfe, sondern bedeutet zusätzlich zu dem aus Kunststoff bestehenden Stempelkolben eine weitere wesentliche Gewichtsverminderung, die insbesondere für eine Verwendung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Stempels in der stellen oder halbsteilen Lagerung von Bedeutung ist. Ebenso wie der Stempelkolben kann der Stempelkopf — selbst wenn er eine verhältnismäßig kompli¹-zierte Formgebung besitzt — ohne weiteres durch Gießen, Pressen, Spritzgießen od. dgl. in einem Arbeitsgang in seiner endgültigen Form hergestellt werden, so daß die bei den bislang verwendeten Stempelköpfen erforderlichen umständlichen spanabhebenden Bearbeitungen entfallen. Hierbei empfiehlt es sich in der Regel, den aus Kunststoff bestehenden Stempelkopf so anzuordnen, daß er die eine Stirnseite des Stempeldruckraumes bildet und mit dem die Seitenwandung des Stempeldruckraumes bildenden metallischen Außenstempel, vorzugsweise durch Kleben, zug-, druck- und torsionsfest sowie flüssigkeitsdicht verbunden ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß die Verbindung zwischen Kunststoffkopf und Metallröhr des Außenstempels weitgehend von Druckbeanspruchungen entlastet ist, da die vom Hangenden auf den Stempelkopf übertragenen Druckkräfte unmittelbar von der Druckflüssigkeitsfüllung des Stempels aufgenommen werden.

" Der Kunststoff-Stempelkopf wird hierbei zweckmäßig mit einer vorzugsweise quer zur Stempelachse verlaufenden Ausnehmung (bzw. Bohrung) zur Aufnahme der dem Stempeldruckraum zugeordneten Ventile versehen. Eine solche Ausnehmung läßt sich ohne weiteres gleichzeitig beim Gießen, Pressen od. dgl. des Stempelkopfes, d. h. ohne jegliche spanabhebende Bearbeitung, in einem Arbeitsgang herstellen. Diese quer zur Stempelachse verlaufende Ausnehmung des Kunststoffkopfes wird zweckmäßig so ausgebildet, daß sie aus mehreren hintereinander angeordneten Längenabschnitten unterschiedlichen Querschnittes besteht, in welchen die im Querschnitt entsprechend ausgebildeten Ventilgehäuse der dem Stempeldruckraum zugeordneten Ventile lösbar befestigt werden. Dies läßt sich beispielsweise in der Weise verwirklichen, daß die Ausnehmung des Stempelkopfes in ihrem mittleren Bereich einen Längenabschnitt relativ kleinen Querschnittes erhält, in welchem eine dem Querschnitt entsprechend ausgebildete Gewindehülse gelagert — gegebenenfalls durch Kleben befestigt — wird, in die dann von beiden Seiten die die Ventile aufnehmenden Ventilgehäuse größeren Querschnittes einschraubbar sind.

In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand zweier Ausführungsbeispiele veranschaulicht. Es zeigt

Fig. 1 einen Stempel gemäß der Erfindung im Längsschnitt,

F i g. 2 einen Ausschnitt aus F i g. 1 in größerem Maßstab,

F i g. 3 eine andere Ausführungsform eines Stempelkolbens ausschnittsweise im Längsschnitt.

Der Außenstempel 1 und der Innenstempel 2 bestehen aus handelsüblichen Rohren, von denen lediglich der Außenstempel auf seiner Innenseite eine Glättbearbeitung erfahren hat. Im Inneren des Außenstempels ist ein am inneren Ende des Innenstempels lösbar befestigter Stempelkolben 3 längsverschieblich geführt. Der Stempelkolben besteht — wie F ϊ g. 1 erkennen läßt — im wesentlichen aus zwei Abschnitten, einem an der Innenwandung des Außenstempels dichtend geführten Dichtabschnitt 4 und einem diesen Dichtabschnitt 4 mit dem inneren Ende des Innenstempels 2 verbindenden Verbindungsabschnitt 5. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel sind der Dichtabschnitt 4 und der Verbindungsabschnitt 5 des Stempelkolbens einstückig ausgebildet und bestehen aus einem elastischen Kunststoff geringen Quellvermögens, hoher Abriebfestigkeit, hoher Laugen- und Säurenbeständigkeit und hoher Rückprallelastizität, z. B. aus Phoenolan. An der Übergangsstelle zwischen Dichtabschnitt 4 und Verbindungsabschnitt 5 ist eine in Umfangsrichtung verlaufende, im Querschnitt etwa keilnutartige Ausnehmung 6 vorgesehen, deren radiale Tiefe etwa einem Drittel des Kolbenhalbmessers entspricht. Während der Dichtabschnitt 4 eine relativ große Formbeständigkeit aufweist, ist der Verbindungsabschnitt 5 insbesondere im Bereich seiner keilnutartigen Ausnehmung 6 in solchem Maß elastisch verformbar, daß er eine allseitige Abwinklung des Innenstempels 2 gegenüber dem Außenstempel 1 bzw. dem in diesem längsverschieblich und dichtend geführten Dichtabschnitt 4 zuläßt. Der Kunststoffkolben 3 ist mit einer diesen etwa koaxial durchsetzenden Bohrung 7 versehen, durch welche die Druckräume 8 bzw. 9 des Innen- und Außenstempels flüssigkeitsleitend miteinander verbunden sind.

Der Stempelkolben 3 besitzt ferner — wie die F i g. 1 und 2 erkennen lassen — im Bereich des Dichtabschnittes 4 eine Dichtungslippe 10, die durch eine ringnutartige, zum Stempeldruckraum 9 hin offene Ausnehmung 11 im Dichtabschnitt 4 des Stempelkolbens 3 gebildet ist. Bei der in F i g. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform ist in der ringnutartigen Ausnehmung 11 ein aus elastischem Werkstoff bestehender O-Ring 12 gelagert, welcher durch einen auf den Dichtabschnitt 4 aufschraubbaren Gewindering 13 gegen die Dichtungslippe 10 verspannbar ist. Der Gewindering 13 kann entweder aus einem metallischen Werkstoff oder aber ebenfalls aus Kunststoff bestehen. Im letzteren Fall empfiehlt es sich jedoch, für den Gewindering 13 Kunststoffe zu verwenden, die eine gegenüber dem Kunststoffkolben 3 größere Druckfestigkeit und ein geringeres elastisches Formänderungsvermögen besitzen. Das zwischen Stempelkolben 3 und Gewindering 13 vorgesehene Gewinde 14 wird in jedem Fall zweckmäßig als Flach- bzw. Trapezgewinde ausgebildet, wie dies in Fig. 2 erkennbar ist. Gegebenenfalls kann jedoch auch auf die Anordnung eines O-Ringes 12 ganz verzichtet werden und statt dessen der Gewindering 13 — wie dies in Fig.3 angedeutet ist—mit einemringkragenartigen Ansatz 15, der im Querschnitt keilförmig aus^ gebildet ist, versehen werden, welcher die Dichtungslippe 10 beim Aufschrauben des Gewinderinges 13 gegen die Innenwandung des Außenstempels 1 anpreßt.

Der Verbindungsabschnitt 5 des Stempelkolbens greift bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel mit einem zapfenartigen Ansatz 16 in die Stirnseite des Innenstempels 2 ein. Dieser zapfenartige Ansatz 16 ist mit einer aus Metall bestehenden Gewindehülse 17 durch Kleben fest verbunden. Die Gewindehülse 17 besitzt ein Außengewinde 18 und ist in ein an der Innenseite des Innenstempels 2 vorgesehenes Innengewinde unter Zwischenschaltung eines als O-Ring ausgebildeten Dichtungsringes 19 eingeschraubt.

Der Verbindungsabschnitt 5 des Stempelkolbens führt sich bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel mit einem relativ kurzen Längenabschnitt Sa, allerdings unter Belassung eines geringen radialen Spiels, an der Innenwandung des Außenstempels. Hierdurch soll eine allzu große Seitenverschiebung des inneren Endes des Innenstempels gegenüber dem diesen umschließenden Teil des Außenstempels vermieden werden. Es kann jedoch ohne weiteres an dieser Stelle auch ein wesentlich größeres radiales Spiel zwischen dem Verbindungsabschnitt des Stempelkolbens und der Innenwandung des Außenstempels vorgesehen werden.

An Stelle einer ringnutartigen Ausnehmung 6 kann der Verbindungsabschnitt 5 des Stempelkolbens im Bedarfsfall auch mit mehreren in axialer Richtung vorzugsweise in geringem Abstand hintereinander angeordneten Ausnehmungen versehen werden, welche selbstverständlich im Querschnitt auch eine andere Form erhalten können, als dies bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Fall ist.

Auf das innere Ende des Außenstempels 1 ist — wie F i g. 1 zeigt — ein Führungsstück 20 aufgeschraubt, welches eine gegenüber den bei hydraulichen Grubenstempeln bislang üblichen Führungen wesentlich größere Toleranz besitzen und den Innenstempel 2 unter Belassung eines geringen radialen

Spiels umschließen kann. Mit 21 ist ein innerhalb des Führungsstückes 20 angeordnetes elastisches Zentrierstück bezeichnet, das auch als Schmutzabstreif er bzw. Dichtung arbeitet. Der Innenstempel 1 ist an seinem äußeren Ende mit einem angeschweißten Stempelfuß 22 versehen.

Der Außenstempel 1 ist — wie F i g. 1 erkennen läßt — an seinem äußeren Ende mit einem Stempelkopf 23 versehen, der aus einem Kunststoff hoher stellen als den Verbindungsabschnitt und beide Teile dann durch Vulkanisieren oder Kleben unlösbar oder aber gegebenenfalls auch lösbar miteinander zu verbinden. Weiter wäre es möglich, gegebenenfalls auch den Stempelfuß 22 in der gleichen Weise wie den Stempelkopf 23 aus Kunststoff herzustellen. Dies gilt insbesondere für den Fall, daß der Stempelfuß eine andere Ausbildung erhält, als dies bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der Fall ist. Schließ-

Abriebfestigkeit, Druck- und Schnittfestigkeit be- ίο lieh kann der in F i g. 1 dargestellte Stempel im Be-

steht, beispielsweise ebenfalls aus Phoenolan wie der Stempelkolben 3. Der Stempelkopf 23 greift mit einem ringförmigen Ansatz 23 a dichtend in den Druckraum 9 des Außenstempels 1 ein und ist mit diesem durch Kleben mittels eines geeigneten Kunst-Stoffklebers flüssigkeitsdicht sowie ausreichend zug-, druck- und torsionsfest verbunden. Innerhalb des Kunststoffkopfes 23 ist eine quer zur Stempelachse verlaufende Ausnehmung 24 vorgesehen, die aus mehreren Längsabschnitten unterschiedlicher Quer-Schnittsabmessungen besteht und zur Aufnahme der dem Stempeldruckraum zugeordneten Ventile—Einfüllventil 25 sowie Überdruck- und Raubventil 26, 27 — bestimmt ist. An den Mittelteil 24 a der Ausnehmung 24 des Stempelkopfes 23 schließt sich ein parallel zur Stempelachse angeordneter Flüssigkeitskanal 28 geringer axialer Länge an, welcher in den Druckraum 9 des Außenstempels mündet. Die Ausnehmung 24 des Stempelkopf es 23 besteht in ihrem mittleren Längenbereich aus einem Zylinderabschnitt relativ kleinen Durchmessers, an welchen sich beiderseits gleichfalls zylindrische Abschnitte größeren Durchmessers anschließen. In dem mittleren Zylinderabschnitt relativ kleinen Durchmessers ist eine Gewindehülse 31 gelagert, gegebenenfalls auch durch Kleben mit dem Stempelkopf fest verbunden, in welche von beiden Seiten die Ventilgehäuse 29 des Einfüllventils 25 bzw. 32 des Raub- und Überdruckventils 26, 27 eingeschraubt sind. Die Ventilgehäuse 29 bzw. 32 sind hierbei mit Außengewinden 30 bzw. 33 versehen, die in entsprechend ausgebildete Innengewinde der Gewindehülse 31 eingeschraubt werden können. Zur Abdichtung der Ventilgehäuse gegenüber der Ausnehmung bzw. Querbohrung des Stempelkopfes 23 sind als O-Ringe ausgebildete Dichtungsringe 34, 35 vorgesehen. In ihrem mittleren Längenbereich ist die Gewindehülse 31 ferner mit einer dem Flüssigkeitskanal 28 entsprechenden Anschlußbohrung 36 versehen.

Im Gegensatz zu dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel kann der Stempelkolben 3 gegebenenfalls auch nur teilweise aus einem geeigneten elastischen Werkstoff, insbesondere einem gummiartigen Kunststoff bestehen. Insbesondere ist es möglich, lediglich den Verbindungsabschnitt 5 des Sternpelkolbens ganz oder teilweise aus einem solchen elastisch verformbaren Werkstoff bzw. Kunststoff herzustellen, während der Dichtabschnitt 4 aus einem Werkstoff gebildet wird, der ein nur geringes elastisches Formänderungsvermögen besitzt. In solchen Fällen ist der Stempelkolben naturgemäß nicht einstückig ausgebildet, sondern besteht aus mindestens zwei miteinander verbundenen Kolbenabschnitten, die beispielsweise durch Vulkanisieren oder Kleben miteinander verbunden sind. Außerdem wäre es denkbar, den Dichtabschnitt des Stempelkolbens aus einem Kunststoff geringeren elastischen Formänderungsvermögens und größerer Druckfestigkeit herzudarfsfall auch in einer um 180° gewendeten Stellung eingebaut werden, derart, daß der die Ventile aufnehmende Stempelkopf gegen das Liegende abgestützt ist und somit als Fußstück des Stempels dient.

Claims (21)

Patentansprüche:

1. Hydraulischer Grubenstempel, dessen Stempelkolben einen gegenüber der Innenwandung des Außenstempels verschieblich geführten Dichtabschnitt aufweist, welcher gegenüber dem inneren Ende des Innenstempels allseitig um ein begrenztes Maß abwinkelbar und mit diesem über einen Verbindungsabschnitt verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der Verbindungsabschnitt (5) des Stempelkolbens (3) aus einem Werkstoff mit hohem elastischem Formänderungsvermögen besteht und aus mehreren in Richtung der Stempelachse hintereinander angeordneten Teilabschnitten unterschiedlichen Querschnittes und damit unterschiedlicher elastischer Verformbarkeit gebildet ist, derart, daß durch elastische Verformung des Verbindungsabschnittes (5) sowohl begrenzte Abwinklungen als auch geringe Seitenverschiebungen zwischen dem koaxial zur Längsachse des Außenstempels (1) geführten Dichtabschnitt (4) und dem Innenstempel (2) ausgleichbar sind.

2. Grubenstempel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen nur der dem Dichtabschnitt (4) des Stempelkolbens (3) zugekehrte Teilabschnitt des Verbindungsabschnittes (5) eine eine allseitige Abwinkelung zulassende elastische Verformbarkeit aufweist.

3. Grubenstempel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsabschnitt (5) des Stempelkolbens (3) unter Belassung eines allseitigen radialen Spiels im Außenstempel (1) geführt ist.

4. Grubenstempel nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß Dichtabschnitt (4) und Verbindungsabschnitt (5) des Stempelkolbens (3) einstückig ausgebildet sind und aus einem gummiartigen Werkstoff, insbesondere einem elastisch verformbaren Kunststoff bestehen.

5. Grubenstempel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempelkolben (3) aus einem kautschukähnlichen Kunststoff geringen Quellvermögens, hoher Abriebfestigkeit sowie hoher Säuren- und Laugenbeständigkeit besteht.

6. Grubenstempel nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsabschnitt (5) des Stempelkolbens (3) in seinem dem Dichtabschnitt (4) zugekehrten Längenbereich an seinem Umfang mit mindestens einer ringnutartigen Ausnehmung (6) großer radialer Tiefe versehen ist.

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7. Grubenstempel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Tieie der vorzugsweise keilnutartig ausgebildeten Ausnehmung (6) sich etwa auf ein Viertel bis die Hälfte, vorzugsweise etwa auf ein Drittel des Stempelkolbenhalbmessers beläuft.

8. Grubenstempel nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsabschnitt (5) des Stempelkolbens (3) mit einem zapfenartigen Ansatz in die Stirnseite des Innenstempels (2) eingreift und mit diesem vorzugsweise lösbar verbunden ist.

9. Grubenstempel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zapfenartige Ansatz des Verbindungsabschnittes (5) mit einer diesen umschließenden Metallhülse (17), vorzugsweise durch Kleben, fest verbunden ist, welche mittels einer Schraubverbindung (18) am inneren Ende des Innenstempels (2) lösbar befestigt ist.

10. Grubenstempel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallhülse (17) als mit einem Außengewinde versehene Gewindehülse ausgebildet ist, die in ein am inneren Ende des Innenstempels (2) vorgesehenes Innengewinde (18) einschraubbar ist.

11. Grubenstempel nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempelkolben (3) eine diesen auf ganzer Länge vorzugsweise koaxial durchsetzende Bohrung (7) besitzt.

12. Grubenstempel nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtabschnitt (4) des Stempelkolbens (3) eine mit diesem einstückig ausgebildete und dem Stempeldruckraum zugekehrte Dichtungslippe (10) besitzt, welche gegen die Innenwandung des Außenstempels (1) anpreßbar ist.

13. Grubenstempel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungslippe (10) durch eine im Querschnitt etwa dreieckförmige, zum Stempeldruckraum (9) hin offene ringnutartige Ausnehmung des Dichtabschnittes (4) des Stempelkolbens (3) gebildet ist.

14. Grubenstempel nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß in der ringnutartigen Ausnehmung (11) ein an sich bekannter, aus elastischem Werkstoff bestehender O-Ring (12) gelagert ist, welcher durch einen auf den Dichtabschnitt (4) des Stempelkolbens (3) aufschraubbaren Gewindering (13) gegen die Dichtungslippe (10) verspannbar ist.

15. Grubenstempel nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der vorzugsweise ebenfalls aus Kunststoff bestehende Gewindering (13) auf der der Dichtungslippe (10) zugekehrten Stirnseite einen ringkragenartigen Ansatz besitzt, durch welchen die Dichtungslippe (10) unmittelbar gegen die Innenwandung des Außenstempels (1) anpreßbar ist.

16. Grubenstempel nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Stempelkopf (23) mindestens teilweise aus einem Kunststoff großer Druck-, Schnitt- und Abriebfestigkeit besteht.

17. Grubenstempel nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempelkopf (23) aus demselben Kunststoff wie der Stempelkolben (3) gebildet ist.

18. Grubenstempel nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffkopf (23) die eine Stirnseite des Stempeldruckraumes (9) bildet und mit dem die Seitenwandung des Stempeldruckraumes (9) bildenden metallischen Außenstempel (1) vorzugsweise durch Kleben zug-, druck- und torsionsfest sowie flüssigkeitsdicht verbunden ist.

19. Grubenstempel nach Anspruch 16 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffkopf (23) mit einer vorzugsweise quer zur Stempelachse verlaufenden Ausnehmung (24) zur Aufnahme der dem Stempeldruckraum zugeordneten Ventile (z. B. 26, 27 bzw. 25) versehen ist.

20. Grubenstempel nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (24) des Kunststoffkopfes (23) aus mehreren hintereinander angeordneten Längsabschnitten (24, 24 a) unterschiedlichen Querschnittes besteht, in welchen die im Querschnitt entsprechend ausgebildeten Ventilgehäuse (ζ. B. 29, 32) der dem Stempeldruckraum (8 bzw. 9) zugeordneten Ventile (z. B. 26, 27 bzw. 25) lösbar befestigt sind.

21. Grubenstempel nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (24) des Stempelkopfes (23) in ihrem mittleren Bereich einen Längenabschnitt (24 a) relativ kleinen Querschnittes besitzt, in welchem eine im Querschnitt entsprechend ausgebildete Gewindehülse (31) gelagert ist, in welche von beiden Seiten die einen größeren Querschnitt besitzenden Ventilgehäuse (29, 32) einschraubbar sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 847 283, 941 541;
deutsche Auslegeschriften Nr. 1 044 004,
013 245, 1 014 501, 1 048 852, 1063 098.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

609 729/52 11.66 © Bundesdruckerei Berlin