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Doppeltwirkender hydraulischer Grubenstempel Die Erfindung betrifft
einen doppeltwirkenden hy-
draulischen Grubenstempel, insbesondere für Ausbaurahmen,
mit im Innenstempel angeordneten Ventflen für selbsttätiges Setzen, Rauben und Absenken
bei überlastung, wobei diese Ventile mit abwechselnd als Zu- und Rücklauf dienenden
Rohren für die Beaufschlagung der Arbeitsräume in Verbindung stehen.
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Es sind einfach wirkende und doppeltwirkende- hy-
draulische
Stempel bekannt.
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Einfach wirkende hydraulische Stempel werden durch das Gewicht des
Innenstempels oder das Gewicht des Innenstempels und der anfliegenden Kappe zusammengeschoben,
unabhängig davon, ob es sich um Einzelstempel oder um Stempel in Ausbaugespannen
handelt. Weiterhin sind Konstruktionen bekannt bei denen das Zusammenschieben durch
die Zugkraft einer eingebauten Schraubenfeder unterstützt wird. Einfach wirkende
hydraulische Grubenstempel enthalten entweder eine oder zwei Kolbendichtungen, wobei
die eine Dichtung den Druckraum abdichtet und die zweite dazu dient, beim Auseinanderziehen
des Stempels, z. B. beim Herausziehen aus den Bruchbergen, das Einströmen von Luft
zu vermeiden.
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Der Einsatzbereich doppeltwirkender hydraulischer Stempel, die in
hydraulischen Ausbaugespannen verwendet und mit hydraulischer Kraft zusammengeschoben
werden, liegt vornehmlich in einfallenden Flözen und in Streben mit Blasversatz,
in denen die Innenstempel durch das Blasgut stark verschmutzen können, so daß zum
Zusammenschieben Kräfte erforderlich werden, die durch die bankrechte Komponente
des Eigengewichtes von Innenstempel und Kappe und durch eingebaute Zugfedem nicht
mehr aufgebracht werden können.
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Doppeltwirkende Stempel haben immer zwei Kolbendichtungen, wobei die
eine zur Abdichtung des eigentlichen Druckraumes dient, der aus dem Zylinderrohr
mit Boden und dem Kolben gebildet wird, die andere zur Abdichtung des Ringraumes,
der durch das Zylinderrohr, den Innenstempel und den oberen Bundring begrenzt wird.
Der letztgenannte Druckraum wird beim Zusammenschieben des Stempels durch das Druckmittel
beaufschlagt. Hierbei ist am oberen Ende des Außenstempels eine dritte
Ab-
dichtung zwischen dem Innenstempel und dem Bundring erforderlich.
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Die hydraulischen Grubenstempel enthalten gewisse Verschleißteile,
die im rauhen Bergbaubetrieb der Gefahr von Beschädigungen ausgesetzt, zumindest
jedoch durch das ständige Zusammenschieben unter Last und unter der Einwirkung eingedrungener
Schmutzteilchen einer unvermeidlichen Abnutzung unterworfen sind, so daß in bestimmten
Zeitabschnitten eine überprüfung und gegebenenfalls Auswechselung der Verschleißteile
erforderlich wird, wobei durch leichte Zugänglichkeit und Zerlegbarkeit der Arbeitsaufwand
nicht unwesentlich herabgesetzt werden kann. Doppeltwirkende hydraulische Grabenstempel,
die, wie bereits erwähnt, vornehmlich in Blasversatzbetrieben eingesetzt werden,
sind hiervon besonders betroffen.
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Diese Forderungen sind bei den bekannten doppeltwirkenden Grubenstempeln
der eingangs näher bezeichneten Gattung nur unvollkommen erfüllt.
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Diese Ausführungen kennzeichnen sich im wesentlichen dadurch, daß
sowohl das Setz-, Raub- als auch das überlastventil im vom Außenstempel umschlossenen
Ventilkolben des Innenstempels angeordnet sind und mit zwei nebeneinanderliegenden
Zu- bzw. Rücklaufrohren in Verbindung stehen.
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Die Anordnung der Ventile im Kolben wirkt sich besonders dann nachteilig
aus, wenn diese infolge Verschleißes ausgetauscht werden müssen oder wenn eine Änderung
der geologischen Verhältnisse eine Veränderung der Einstellast des Stempels erforderlich
macht. In diesem Fall müssen die doppeltwirkenden Stempel der bekannten Bauarten
aus dem Streb zu Tage transportiert werden, damit nach dem Auseinanderbauen die
notwendigen Veränderungen vorgenommen werden können.
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Außerdem bereitet die Anordnung der nebeneinanderliegenden Rohre insbesondere
die Bemessung
des Durchfluß- als auch des Festigkeitsquerschnittes
Schwierigkeiten, da die Rohre auch Knickbeanspruchungen ausgesetzt sind.
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Da weiterhin in den meisten Fällen der Ventilkolben aufgeschraubt
wird, sind oft beim Zusammen
bau Verschiebungen der Rohrenden und damit zusätzliche
BeansprächÜngen und eventuelle Undichtigkeiten unvermeidbar, Es ist weiterhin- ein
hydraulischer Grabenstempel bekannt (deutsehe§ Patent 872 192), bei dem das
Setzrohr im Raubrohr angeordnet ist. Außerdem sind auch Stempel bekanntgeworden
(»Glückauf«, 1956,
S. 1467, Abb. 44), bei denen die Ventilpatrone im
Innenstempelob6.tteil -untergebracht ist.
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Bei diesen Ausführungen handelt es sich jedoch um andere, von der
vorliegenden speziellen Art abweichende. St#Tp z##g4 # ttun - g en. Sie können
des-halb auch nicht zur Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe beitragen,
nämlich unter Wahrung bzw. Verbesserung der spezifischen Eigenschaften eines doppeltwirkenden
Stempels der eingangs näher bezeichneten Gattung, die Nachteile der vorbeschriebenen
Ausführungen zu vermeiden, und diesen derart zu gestalten, däß-tseihe -wichtigsten
Teile leicht austauschbar bzw. sogarfür:Aen Umbau in einen einfach wirkenden Stempel
ausgebildet sind.
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Ausgehend _#i6n-Z#inein doppeltwirkenden hydraulischen Grubenstempel
mit im Innenstempel angeordneten Ventilen für selbsttätiges Setzen, Rauben und Absenken
bei überlastung, wobei diese Ventile mit abwechselnd als Zu- und Rücklauf für die
Arbeitsräume dienenden, kofizentrisch in der Stempelachse angeordneten Rohren in
Verbindung. stehen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das an den Stimflächen
Ausnehmungen aufweisende Raubrohr axial unbefestigt angeordnet ist und mit seinem
unteren Ende in das auch das Setzrohr führende Kolbenoberteil eingreift und sich
mit. seinem oberen Ende in dem mit dem Setzr.olir-ve--r's-l#hraubten Innenstempeloberteil
fnrt und-.über eihe.Sohrung mit der als-Sackloch ausgebildeten Adiiahniebohrung
flir die Ventit patröne verbunden ist, deren Widerlager durch einen einschraubbaren
Verschlußstopfen gebildet wird.
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In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist das Setzrohr
als Verspannelement im für Innenstempeloberteil,- Inüen'stempelrohr
und Kolben - angeordnet und dient gleichzeitig als Zu- und Rücklaufleitung
für den;,-Setzraum. Durch das Anordnen des Raubrohres um äas Setzrohr wird beini
Rauben durch die- Verringerung des beaufschlagten Querschnittes -die Zugkraft im
verspannten Setzrohr wesentlich herabgesetzt.
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Zweckmäßigerweise ist weiterhin zwischen dem Kolbenoberteil und dem
Innenstempelrohr eine mit radialen Nuten versehene Scheibe angeordnet, so daß ein
eindeutiger Kraftfluß und Flüssigkeitsdurcht ' ritt auch bei anliegender
Stimfläche des Raubrohres gewährleistet ist.
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Die spezifischen Eigenschaften eines doppeltwirkenden Stempels werden
weiterhin dadurch verbessert, daß die bei, der verwendeten Ventilpatrone nahe beieinanderlieg#nden
Ringräume mit ausreichenden Querschnitten angebohrt werden können. Außerdem ist
durch den.. ein Widerlager bildenden Verschlußstopfen die Möglichkeit gegeben, die
Ventilpatrone hydraulisch aufzusteuern.
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Andererseits sind- die vorgeschlagenen Maßnahmen erfindungsgemäß auch
so getroffen, daß die bei dem behandelten Stand- der Technik aufgezeigten Nachteile
hinsichtlich der nicht ausreichenden Möglichkeiten zur einfachen, leichten Zerlegbarkeit
und Austauschbarkeit von Verschleißteilen unter Tage vermieden und beseitigt werden.
Dabei erstreckt sich die leichte Austauschbarkeit nicht nur auf dichtende Teile,
sondern im Bedarfsfall auch auf den einfachen Austausch der Ventilpatrone, die durch
die Ausbildung der Aufnahmebohrung als Sackloch hydraulisch herausgedrückt werden
kann.
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Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß
es durch die leichte Zerlegbarkeit und Zugänglichkeit der einzelnen Bauteile möglich
wird, ein 6 ii cl(if igältWiikän den k ein6n -em-f a cE wirikeiiden
Grubenstempel umzubauen und umgekehrt. Hierdurch kann man sich den gegebenen jeweiligen
Flözverhältnissen weitgehend unter wirtschaftlicher Ausnutzung der jeweiligen Bauart
bei günstigsten Reserven. teil- und Lagerhaltungskosten anpassen- Wenn beispielsweise,
was im praktischen Betrieb häufig vorkommt, ein Bruchbaustreb auf Blasversatz umgestellt
werden muß, oder wenn eine Strebausrüstung, die - in einem Bruchbaustreb
eingesetzt war, in einen Blasversatzstreb verlegt werden muß, so läßt sich der Ausbau
durch einfaches Umbauen der Stempel dieser Veränderung anpassen. Außerdem kann bei
Verschlechterung der Gebirgsverhältnisse in einem laufenden Streb durch- -den leicht
durchzuführenden übergang zu doppeltwirkenden Stempeln die Sicherheiterhöht
- werden, weil doppeltwirkende Stempel durch Beschädigungen der Schlauchleitungen
nicht beemiflußt werden.
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Dadurch, daß im wesentlichen der Stempelkopf,* der Bundring" das Innenstemp#Irohr,
das Außenstempelrohr mit dem Stempeffuß -, das Setzrohr und das. Kolbenunterteil
für beide.Bauarten verwendbar sind, können bei entsprechender Planung die Kosten
sowohl für Material als auch -Arbeitsaufwand wesentlich herabgesetzt werden.
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Durch--den bereits beschriebenen leichten Ausbau der Väntilpatrone
kann bei einem Umbau -die gleiche Ventil#atron#- auch ihr Ste*uergerät für den einfach
wirkenden.Stempel-verwendet-werden.
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Die Zeichnungen zeigen schematisch ein Ausfühu rungsbeispiel der Erfindung,
und zwar in Fig. 1 einen Längsschnitt d urch einen doppeltwirkenden
Grabenstempel, F i g. 2 einen Längsschnitt durch einen aus dem doppeltwirkendeir
Gruben - stempel. gemäß der F i g. 1
umgebauten einfach wirkenden Grubenstempel.
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Bei der Grabenstempelausführung gemäß - der Fig.
1 führen das Außenstempelrohr 1 mit dem Bundring2 und der darin angeordneten
Dichtung.3 sowie dem Ring 4 -mit dem Abstreifring 5 einerseits und der Kolben
andererseits das Innenstempelrohr 6.
das Innenstempeloberteil 7- ist
nach oben durch den Stempelkopf 8 abgeschlossen und.umschließt in einem senkrecht
zur Stempelachse verlaufenden Sackloch 9
die Ventilpatrone- 10, zu
der in nicht näher dargestellter Weise Raub- und überlastungsventil zusammengefaßt
sind und die axial durch den Verschlußstopfen 11 gehalten wird. Das gleichfalls
nicht dargestellte Setzventil ist ebenfalls im Innenstempeloberteil
7 enthalten.
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Das Setzrohr 12 ist in dem Raubrohr 13 angeordnet und im Innenstempeloberteil
7 verschraubt, so daß es als Verspannelement nach Anziehen der Muttern 14
das Kolbenunterteil 15, das Kolbenoberteil 16, die
Scheibe
17 und das Innenstempelrohr 6 mit dem Innenstempeloberteil
7 zusammenhält.
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Der eigentliche Druckraum 18 ist über den Druckkanal
19 des Setzrohres 12 in nicht dargestellter Weise mit dem ebenfalls nicht
dargestellten Setzventil im Innenstempeloberteil 7 verbunden.
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Der Raubraum 20 steht über die mit Nuten 21 versehene Scheibe
17, den durch das Setzrohr 12 und das Raubrohr 13 gebildeten Ringkanal
22 und der in den Ringraum 23 mündenden Bohrung 24 mit dem Raubventil der
Ventilpatrone 10 in Verbindung.
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Beün Setzen gelangt die Druckflüssigkeit über das nicht näher dargestellte
z. B. als Rückschlagventil ausgebildete Setzventil im Innenstempeloberteil
7 in den Ringraum 23 und von dort aus durch den Druckkanal
19 unter das Kolbenunterteil 15 in den eigentlichen Druckraum
18. Die beim Auseinanderfahren des Stempels aus dem ringförmigen Raubraum
20 verdrängte Flüssigkeit gelangt über die Nuten 21 der Scheibe 17 in den
Ringkanal 22 und von hier über den Ringraum 23 in das Innenstempeloberteil
7 und die nicht dargestellte Rückflußleitung.
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Beim Rauben strömt die Druckflüssigkeit von der Pumpe über das nicht
dargestellte Steuergerät in den Ringraum 23 und betätigt das Raubventil der
Ventilpatrone 10. Durch die Betätigung des Raubventils werden der eigentliche
Druckraum 18 und der Druckkanal 19 mit der Rückflußleitung verbunden,
wodurch sich der Stempel entspannen kann. Gleichzeitig mit dem öffnen des Raubventils
fließt die von der Pumpe kommende Druckflüssigkeit durch den Ringkanal 22 und die
Nuten 21 in den Raubraum 20 zwischen Innen- und Außenstempelrohr 6 bzw.
1. Hierdurch wird der Stempel zusammengeschoben. Die aus dein Druckraum
18 verdrängte Druckflüssigkeit fließt über den Druckkanal 19 in die
Rücklaufleitung. Das Innenstempeloberteil 7 ist mit zwei nicht dargestellten
Anschlüssen versehen und über zwei ebenfalls nicht dargestellte Schlauchleitungen
mit dem Steuergerät verbunden.
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Die verschiedenen Anforderungen, die flachgelagerte Flöze und Bruchbau
auf der einen Seite und steil gelagerte Flöze sowie Blasversatz auf der anderen
Seite an den schreitenden Ausbau stellen, können es erforderlich machen, daß man
aus wirtschaftlichen Erwägungen die Ausbaugespanne und Ausbauböcke mit einfach-
oder doppeltwirkenden Stempeln ausrüstet. Die Erfindung berücksichtigt dieses Bedürfnis,
indem sie durch weitgehende Zerlegbarkeit, Zugänglichkeit und Verwendung möglichst
vieler gleicher Teile die Umbaubarkeit eines doppeltwirkenden in einen einfach wirkenden
hydraulischen Grubenstempel und umgekehrt ermöglicht und somit die Gesamtkosten
für beide Verwendungsmöglichkeiten günstig beeinflußt. Die in der F i
g. 2 dargestellte, aus der doppeltwirkenden Ausführung gemäß der F i
g. 1 umgebaute einfachwirkende Ausführung zeigt deutlich, daß lediglich das
mit einer Entlüftungsschraube 24', einem Anschluß 25' und einem Blindstopfen
26' versehene Innenstempeloberteil 7' und das Kolbenoberteil
16'
ausgetauscht und eine Zugfeder 27" einzubauen ist während die Teile
4, 5 und 13 weggelassen und die übrigen in der F i g. 2 nicht
bezeichneten Teile der F i g. 1 übernommen werden können.
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Der Blindstopfen 26* kann zum Anschluß eines Druckmeßgerätes verwendet
werden, und der Anschluß 25' ist über eine Schlauchleitung mit dem nicht
dargestellten Steuergerät verbunden, in dem sich bei der einfach wirkenden Ausführung
das überdruck- sowie das Setz- und das Raubventil befinden.