DE1240018C2

DE1240018C2 - Hydraulischer Grubenstempel

Info

Publication number: DE1240018C2
Application number: DE1963B0071366
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans F Heintzmann
Original assignee: Bochumer Eisenhuette Heintzmann GmbH and Co KG
Current assignee: Bochumer Eisenhuette Heintzmann GmbH and Co KG
Priority date: 1961-04-20
Filing date: 1963-04-01
Publication date: 1973-02-08
Also published as: NL6411096A; GB1010905A; GB1077857A; DE1292604B; NL277490A; US3166991A; DE1229480B; GB1037686A; DE1240018B

Description

Gegenstand des Hauptpatents 1 229 480 bildet ein hydraulischer Grubenstempel, dessen Stempelkolben einen Verbindungsabschnitt zu einem Dichtabschnitt aufweist, welche gegen die Achse des Innenstempels abwinkelbar sind, wobei mindestens der Verbindungsabschnitt des Stempelkolbens aus einem Werkstoff von hohem elastischem Formänderungsvermögen besteht und aus mehreren in Richtung der Stempelachse hintereinander angeordneten Teilabschnitten unterschiedlichen Querschnittes gebildet ist, derart, daß . durch elastische Verformung des Verbindungsabschnittes sowohl begrenzte Abwinklungen als auch geringe Seitenverschiebungen zwischen dem koaxial zur Längsachse des Außenstempels geführten Dichtabschnitt und dem Innenstempel ausgleichbar sind. Der Verbindungsabschnitt ist hierbei aus einem Werkstoff von hohem elastischem Formänderungsvermögen hergestellt und besteht aus mehreren in Richtung der Stempelachse hintereinander angeordneten Teilabschnitten unterschiedlichen Querschnittes und damit unterschiedlicher elastischer Verformbarkeit. Demgegenüber ist der Dichtabschnitt verhältnismäßig fest und unnachgiebig ausgebildet und ständig koaxial zur Längsachse des Aüßenstempels geführt. Hierdurch wird gewährleistet, daß der Dichtabschnitt des Stempelkolbens völlig unabhängig von allen auftretenden außermittigen Beanspruchungen oder schräg zur Stempelachse am Stempelkopf angreifenden Kräften stets seine koaxiale Lage zur Längsachse des Außenstempels beibehält und stets auf ganzer Umfangslänge gleichmäßig dichtend an der Innenwandung des Außenstempels anliegt, während der Innenstempel auf Grund solcher quer zur Stempelachse wirkenden Kraftkomponenten ohne weiteres eine gewisse Abwinklung oder auch Seitenverschiebung gegenüber der Längsachse desAußenstempels bzw. dem koaxial dazu angeordneten Dichtabschnitt des Stempelkolbens erfahren kann, ohne daß hierdurch die Wirksamkeit und Zuverlässigkeit der Abdichtung zwischen Stempelkolben und Außenstempel in irgendeiner Weise beemträchtigt werden. Irgendwelche Beschädigungen, vor allem der Innenwandung des Außenstempels, sind bei dem Stempel nach dem Hauptpatent nicht möglich.

Selbst wenn es bei einer besonders starken Abwinklung des Innenstempels gegenüber der Längsachse des Außenstempels zu einem Anliegen des Verbindungsabschnittes an der Innenwandung des Außenstempels kommen sollte, ergeben sich infolge der elastischen Verformbarkeit des Verbindungsabschnittes derart große Berührungsflächen und infolgedessen derart geringe Flächenpressungen, daß jegliche bleibende Verformung sowohl des Verbindungsabschnittes des Stempelkolbens als auch der Innen- wandung des Außenstempels ausgeschlossen ist.

Ein besonderer Vorteil des Stempels nach dem Hauptpatent besteht darin, daß der Innenstempel den auf ihn einwirkenden Seitenkräften infolge

der elastischen Verformbarkeit des Verbindungsabschnittes ohne Beeinträchtigung der Wirksamkeit und Zuverlässigkeit der Abdichtung des Druckraumes dhne weiteres in solchem Maße nachzugeben vermag, daß diese Seitenkräfte durch die Nachgiebigkeit des Verbindungsabschnittes bzw. die Abwinklung und Seitenverschieburig des Innenstempels gegenüber der Längsachse des Außenstempels ganz oder zumindest zu einem wesentlichen Teil abgebaut werden, so daß sie keinerlei Schäden am Stempel anrichten können. Es wird somit bewußt eine relativ große Abwinkelbarkeit und Seitenverschieblichkeit zwischen dem Außenstempel und dem stets koaxial zu dessen Längsachse geführten Dichtabschnitt des Stempelkolbens einerseits und dem *5 Innenstempel andererseits ermöglicht, welche sich außerordentlich vorteilhaft auf die gesamte Funktions- und Arbeitsweise des Stempels sowie insbesondere auf die Lebensdauer nicht nur der Kolbendichtungen, sondern auch des Außenstempels und des gesamten Stempelkolbens auswirkt. Verklemmungen des Stempelkolbens innerhalb des Außenstempels sind bei dem Stempel nach dem Hauptpatent ausgeschlossen. Auch bei sehr starken Abwinklungen des Innenstempels gegenüber der Längsachse des Außenstempels behält der Dichtabschnitt des Stempelkolbens stets seine koaxiale Lage zur Längsachse des Außenstempels bei, so daß auch bei solchen im praktischen Betrieb nicht zu vermeidenden Abwinklungen oder Verkantungen des Innenstempeis gegenüber dem Außenstempel in nahezu

- idealer Weise gleichbleibende Dichtungsverhältnisse gewährleistet werden.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil des Stempels nach dem Hauptpatent besteht darin, daß infolge der durch die elastische Verformbarkeit des Dichtabschnittes bewirkten Möglichkeit von Abwink- ,· hingen und Seitenverschiebungen zwischen dem Dichtabschnitt und dem Innenstempel auf die bis- ' lang bei hydraulischen Grubenstempeln stets erforderlich gewesene genaue Zentrierung der miteinander verbundenen bzw. ineinander gleitenden Stempelteile verzichtet werden kann. Vielmehr vermag der Stempelkolben nach dem Hauptpatent ohne · weiteres auch gewisse Seitenabweichungen in der Größenordnung von einigen Millimetern zwischen der Längsachse des Innenstempels und der Längsachse des Außenstempels auszugleichen, während außerdem für den Außenstempel erhebliche Maß- und Formtoleranzen zugelassen werden können. Infolgedessen kann bei dem Hauptpatent auf die bislang bei hydraulischen Grubenstempeln stets benötigten Präzisionsstahlrohre . mit hoher Oberflächengüte und engen Maß- und Formtoleranzen verzichtet werden. Vielmehr ist es ohne weiteres möglich, nicht nur den Innenstempel, sondern auch den Außenstempel aus handelsüblichen Röhren mit ihren gegenüber Präzisionsstahlrohren wesentlich größeren Maß- und Formtoleranzen herzustellen, wobei lediglich die für die Herstellung des Außen-

·' stempeis benutzten Rohre auf ihrer Innen wandung einer einfachen, spanlosen Flächenbearbeitung bedürfen, um eine einigermaßen geglättete Oberfläche zu gewährleisten. Eine derartige Glättung der Innenwandung des Außenstempels kann beispielsweise mittels eines Domes und gegebenenfalls anschließendes Rollen mittels mehrerer sich auf der Innenwandung des Außenstempelrohres abwälzender Rollen erfolgen. Eine weitergehende, insbesondere spanabhebende Oberflächenbearbeitung sowie eine Einhaltung enger Maß- und Formtoleranzen ist jedoch auch bei den für die Herstellung des Außenstempels verwendeten Rohren nicht erforderlich.

Infolge der verhältnismäßig groben Form-, Maß- und Oberflächentoleranzen ist es bei dem Stempel nach dem Hauptpatent ohne weiteres möglich, eine bei handelsüblichen Rohren innerhalb des zulässigen Toleranzbereiches liegende Seitenabweichung von einigen Millimetern auf 1 m Rohrlänge zuzulassen, während bei den zum Stand der Technik gehörenden hydraulischen Grubenstempeln an die Geradheit der Rohre sehr hohe Anforderungen gestellt werden und die für die Herstellung dieser Stempel verwendeten Rohre in der: Regel nachbearbeitet werden müssen, um soweit wie irgend möglich Ungeradheiten sowie unzulässige Form- und Maßtoleranzen zu vermeiden. Aus diesem Grund war es bei der Herstellung der bislang gebräuchlichen Grubenstempel erforderlich, Rohre mit einer gegenüber der Endwandstärke nicht unbeträchtlich größeren Wandstärke zu beziehen, um die bei der Nachbearbeitung eintretenden Wandstärkenverluste ausgleichen zu können und mit Sicherheit eine Endwandstärke zu gewährleisten, die den jeweiligen Beanspruchungsverhältnissen genügte. Bei dem Stempel nach dem Hauptpatent können demgegenüber — da keinerlei spanabhebende Bearbeitung erforderlich ist — ohne weiteres handelsübliche Rohre mit einer Wandstärke verwendet werden, die· der jeweils erforderlichen Endwandstärke entspricht.

Ebenso wie gewisse Ungenauigkeiten in der geometrischen Gestalt der Stempelteile kann auch eine gewisse Rauheit der Innenfläche des Außenstempels ohne Beeinträchtigung der Abdichtung zwischen dem im Außenstempel geführten Dichtabschnitt des Stempelkolbens und dem Außenstempel in Kauf genommen werden. Selbst in den Fällen, in denen der Außenstempel infolge der hohen mechanischen Beanspruchungen ·— wie sie im rauhen Grubenbetrieb nicht zu vermeiden sind — eine gewisse bleibende Verformung erfahren hat, /ird bei der Ausbildung des Stempels nach dem Hauptpatent trotzdem über den gesamten Umfang d^fls Stempelkolbens eine nahezu gleichmäßig gute Abdichtung gegenüber der Innenwandung des Außenstempels gewährleistet.

Ein weiterer Vorteil des hydraulischen Grubenstempels nach dem Hauptpatent besteht darin, daß auch die am inneren Ende des Aüßenstempels vorgesehene Führung mit, verhältnismäßig großem Spiel hergestellt werden kann, da der im Außenstempel geführte Dichtabschnitt des Stempelkolbens infolge der elastischen Verformbarkeit des Verbindungsabschnittes bei einer Abwinklung der Stempelteile praktisch Keinerlei Beanspruchung erfährt sowie in seiner Dichtfunktion nicht beeinträchtigt wird. Eine solche eine verhältnismäßig große Toleranz besitzende Führung am inneren Ende des Außenstempels läßt sich naturgemäß verhältnismäßig billig herstellen, wobei die Führung außerdem wesentlich einfacher gehalten werden kann, als dies bei den bekannten Bauarten der Fall ist. Insbesondere kann auf eine genaue Bearbeitung dieser Führung sowie der Außenwandung des Iiinensterripels verzichtet werden, während andererseits sich auch größere bleibende Verformungen der Innenstempel-

wandung nicht auf die Längsverschieblichkeit der Stempelteile auszuwirken vermögen.

Der hydraulische Grubenstempel nach dem Hauptpatent zeichnet sich außerdem durch eine außerordentlich große Standfestigkeit, auch bei sehr starken seitlichen Beanspruchungen, aus. Diese in der Praxis erwiesene, im Vergleich zu bekannten Stempelkonstruktionen wesentlich bessere Standfestigkeit ist vermutlich darauf zurückzuführen, daß der Stempel nach dem Hauptpatent im Gegensat/ zu den bekannten Bauarten stoß- oder schlagartige Querbeanspruchungen durch ein gewisses elastisches bzw. federndes Durchknicken aufzufangen vermag, ohne daß hierdurch seine Standsicherheit beeinträchtigt oder gar der Stempel umgeworfen wird.

Die Möglichkeit, billige handelsübliche Rohre zu verwenden sowie vor allem der Fortfall jeglicher Zentrierungsarbeiten, 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 dem Hauptpatent ausgebildete Stempelkolben in sehr einfacher Weise sowie mit relativ geringen Kosten herstellen, da hierzu Werk- Stoffe, insbesondere Kunststoffe, verwendet werden 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. Ein weiterer Vorteil des Stempels nach dem Hauptpatent besteht darin, daß ein Stempelkolben durch den im Druckraum herrschenden Flüssigkeitsdruck in gewissem Maße 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 eine demgegenüber geringere elastische Verformung erfahren. Trotzdem wird bei der Ausbildung des Verbindungsabschnittes gemäß dem Hauptpatent eine ausreichend zug- und druckfeste Verbindung des Dichtabschnittes mit dem Innenstempel erzielt.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform des Hauptpatentes 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 wird.

Gemäß einem weiteren Merkmal des Hauptpatents ist der Verbindungsabschnitt des Stempelkolbens unter Belassung eines allseitigen radialen Spiels im Außenstempel geführt, so daß die Führungsund Dichtaufgabe des Stempels 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 vorteilhaften Ausführungsform des Hauptpatents 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 Kunststoffkolbens 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.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß infolge der bei dem Stempel nach dem Hauptpatent zulässigen, außerordentlich großen Form-, Maß- und Oberflächentoleranzen der Stempelrohre mindestens der zur Führung des Dichtabschnittes des Stempelkolbens dienende Außenstempel aus einem in an sich bekannter Weise entlang einer Längsnaht geschweißten Rohr von kreisförmigem Querschnitt gebildet werden kann. Ein derartiges längsgeschweißtes Rohr von kreisförmigem Querschnitt ist etwa um die Hälfte billiger als die bislang für die Herstellung hydraulischer Grubenstempel in der Praxis ausschließlich verwendeten, nahtlos gezogenen oder gewalzten sowie überdies sehr sorgfältig bearbeiteten Präzisionsstahlrohre, so daß sich auf diese Weise eine wesentliche Verringerung der Herstellungskosten erreichen läßt. Bei den bekannten hydraulischen Grubenstempeln lassen sich derartige längsgeschweißte Rohre nicht verwenden und sind bislang auch in der Praxis nicht verwendet worden. Die Gründe hierfür sind im wesentlichen folgende:

Bei der Herstellung von längsgeschweißten Rohren treten zwangläufig gewisse Unründheiten und Verwerfungen der Rohrwandung auf, die im Bereich der für hydraulische Grubenstempel in Frage kommenden Rohrabmessungen bereits zu so großen Maß- und Formtoleranzen führen, daß sie bei den bislang gebräuchlichen Stempelkonstruktionen mit

starr ausgebildetem Stempelkolben und starrer Befestigung des Stempelkolbens am Innenstempel nicht im entferntesten in Kauf genommen werden können. Dies gilt vor allem für das Außenstempelrohr, da die bei den bekannten Stempelkonstruktionen verwendeten Lippen- und Automatikdichtungen der Stempelkolben gegen Toleranzfehler äußerst empfindlich sind und durchweg nur sehr geringe Toleranzen von maximal etwa 0,2 mm zulassen. Das Ausmaß der bei der Herstellung längsgeschweißter Rohre nicht zu vermeidenden Unrundheiten bzw. Verwerfungen und Wellungen der Rohrwandung ist vor allem abhängig von dem Verhältnis zwischen der Breite des zum Rohr geformten Bleches bzw. Bandes zu seiner Dicke, d.h. von dem Verhältnis der äußeren Umfangslänge der Rohre zu ihrer Wandstärke. Unterhalb eines gewissen Grenzwertes lassen sich die fabrikationsbedingten Maß- und Formtoleranzen längsgeschweißter Rohre noch verhältnismäßig klein halten bzw. durch eine auf die Schweißung und Entgratung folgende Kalibrierung der Rohre weiter verringern. Dieser Bereich ist jedoch für die Herstellung von Stempelrohren, insbesondere für die Herstellung von Außenstempelrohren nicht mehr brauchbar, da bei den für die bekannten Stempel benötigten Rohrwandstärken, die durchweg bei 9 bis 11 mm liegen, Rohre. verwendet werden müßten, deren Durchmesser weit oberhalb der für hydraulische Grubenstempel geeigneten Durchmesserbereiche liegen. Derart im Durchmesser groß bemessene Rohre würden nicht nur die Handhabung und den Transport der Stempel erheblich erschweren, da der Bergmann derartige Rohre nicht mehr mit beiden Händen umfassen bzw. halten könnte, sondern wurden außerdem zu einer solchen Vergrößerung der Flüssigkeitsfüllung und des Gewichtes des Stempels führen, daß auch hierdurch die Handhabung und der Transport der Stempel in einem für die Praxis nicht mehr tragbaren Maße erschwert würden.

Die bei der Herstellung von längsgeschweißten Rohren mit für hydraulische Grubenstempel geeigneten Durchmessern und Wandstärken zwangläufig auftretenden erheblichen Unrundheiten sowie Verwerfungen und Wellungen der Rohrwandung lassen sich auch durch eine nachträgliche Kalibrierung der Rohre — insbesondere soweit es sich um die Innenfläche der Rohre handelt — nicht mehr bzw. nicht in ausreichendem Maße beseitigen. Durch eine solche Kalibrierung werden zunächst die Herstellungskosten der längsgeschweißten Rohre erhöht und damit der Vorteil ihres besonders niedrigen Preises zumindest teilweise wiederaufgehoben. Abgesehen davon stößt die Kalibrierung längsgeschweißter Rohre, wenn diese eine besonders große Platzdruckfestigkeit aufweisen müssen, auchdeshalb auf besondere Schwierigkeiten, weil die regelmäßig auf kaltem Wege erfolgende Kalibrierbearbeitung der Rohre zu einer unerwünschten örtlichen Kaltverfestigung führen kann. Besonders gefährdet ist hierbei naturgemäß der Schweißnahtbereich. Durch eine Kaltverformung des ohnehin gegenüber dem übrigen Rohrwerkstoff spröderen und härteren Scliwcißnahtbereichcs würde die zulässige Dehnung und die Sireckgrenze örtlich in solchem MaBe, vciringcrl, daß die Platzdruck-■■festigkeit der Roliic auf ein für hydraulische Grubenstempel 'unzureichend geringes Maß absinkt. Dn-1km bestünde bei längsgcschwcißlen Rohren, die einer stärkeren Kaltbearbeitung unterzogen worden sind, in erheblichem Maße die Gefahr, daß sie bei besonders starken und plötzlichen Drucksteigerungen, wie sie beispielsweise als Folge von Gebirgsschlägen auftreten können, an ihren Längsnähten aufreißen bzw. platzen.

Aus diesen Gründen erschien bislang die Verwendung' von entlang einer Längsnaht geschweißten Rohren von kreisförmigem Querschnitt bei hydrau-

ip lischen Grubenstempeln, insbesondere für die Herstellung des Außenstempels, völlig ausgeschlossen, •an dessen Form- und Maßtoleranzen und an dessen Oberflächengüte zur Erzielung einer zuverlässigen Führung und Abdichtung des Stempelkolbens bei den

»5 bekannten Stempelbauarten besonders hohe Anforderungen gestellt werden. Längsgeschweißte Rohre mit Durchmessern und Wandstärken, wie sie für hydraulische Grubenstempel benötigt werden, sind daher bislang in der Praxis nur als sogenannte Konstruk-

ao tionsrohre, z. B. für die Herstellung von Bauteilen, Gitterkonstruktionen, sowie als Wasser- und Gasleitungsrohre verwendet worden. In der Patentliteratur ist außerdem einmal vorgeschlagen worden, bei einem mechanischen Grubenstempel, dessen

as Stempelteile durch ein Reibungsschloß miteinander verspannbar sind, den Innenstempel aus einem längsgeschweißten Rohr herzustellen, dessen Oberfläche samt Schweißnaht durch maschinelles Hämmern gerundet und vergleichmäßigt oder schwach konisch gestaltet ist. Bei Reibungsstempeln stößt die Verwendung längsgeschweißter Stempelteile auf keine besonderen Schwierigkeiten, da ,sowohl beim Innen- als auch beim Außenstempel verhältnismäßig große Maß- und Formtoleranzen in Kauf genommen werden können. Daher besitzt die überwiegende Mehrzahl aller Reibungsstempel aus U-, E- oder Winkelprofilen zusammengeschweißte Innen- und Außenstempel, während sich aus dem gleichen Grund für Reibungsstempel auch längsgeschweißte Stempelrohre ohne weiteres verwenden lassen, wobei diese nicht einmal unbedingt einer Rundung und Vergleichmäßigung durch maschinelles Hämmern bedürfen, wie es bei der bekannten Bauart vorgesehen ist. Bei allen in. der Praxis eingesetzten hydraulischen Grubenstempeln hat man demgegenüber bislang insbesondere für die Herstellung des Außenstempels ausschließlich Präzisionsstahlrohre verwendet, und zwar deshalb, weil bei allen bekannten hydraulischen Grubenstempeln im Gegensatz zu Reibungsstempeln sowohl an die Geradheit der Rohre als auch an ihre Querschnittsabmessungen und ihre geometrische Form relativ hohe Anforderungen gestellt werden müssen, die nur bei Verwendung von mit einem hohen Genauigkeitsgrad bearbeiteten Präzisionsstahlrohren zu erfüllen sind.

Die bei der Herstellung von längsgeschweißten Rohren mit für hydraulische Grubenstempel geeigneten Abmessungen zwangläufig auftretenden Verwerfungen, Wellungen und Unrundheiten können jedoch

bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Stempel ohne weiteres in Kauf genommen werden, da der mindestens teilweise aus einem Werkstoff mit hohem elastischem Formänderungsvermögen bestehende Stempclkolben derartige Maß- und Formtoleianzen

ohne weiteres auszugleichen vermag und sich' überdies sämtlichen Unriin.dheitcn und Unregelmäßigkeiten (ies StenipeliOlires stopfennrtig iii'solche.r Weise anpaßt,-daß stets eine zuverlässige und gleichmäßige

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Abdichtung auf der gesamten Umfangslänge des Stempelkolbens gewährleistet ist. Die Ausbildung des Stempelkolbens gemäß dem Hauptpatent ermöglicht es, ohne weiteres Unrundheiten von etwa 2 bis 3 mm im Durchmesser auszugleichen, ohne daß hierdurch die Dichtfunktion des Kolbens in irgendeiner Weise beeinträchtigt oder das Ein- und Aus-. schieben des Stempels behindert oder erschwert wird. Eine Nachbearbeitung der Innenfläche des Außenstempels ist in der Regel nicht erforderlich, wie denn auch die bei der Längsschweißung auftretenden Einbrandriefen ohne weiteres in Kauf genommen werden können. Es hat sich vielmehr als ausreichend erwiesen, den Schweißwulst im wesentlichen abzutragen, was meist in einem Arbeitsgang mit der Längsschweißung der Rohre erfolgt. Es hat sich nämlich gezeigt, daß selbst durch einen um ein gewisses Maß über die Innenfläche des Außenstempels vorstehenden Restwulst die Dichtfunktion des Stempelkolbens in keiner Weise beeinträchtigt wird, da auch solche Unregelmäßigkeiten durch den nach dem Hauptpatent ausgebildeten Stempelkolben völlig eingebettet und ausgeglichen werden. Da der Stempelkolben nach dem Hauptpatent sich auch allen sonstigen Unregelmäßigkeiten und Unrundheiten des längsgeschweißten Außenstempelrohres elastisch anzupassen vermag, wird mit zunehmend größer werdendem Druckmitteldruck, z. B. infolge zunehmender Lastaufnahme des Stempels, die Dichtfunktion des Stempelkolbens noch verbessert, so daß auch bei sehr hohen Druckmitteldrücken von z. B. 350 und mehr Atmosphären selbst bei Unrundheiten des Außenstempels von 2 bis 3 mm keinerlei Undichtigkeiten zu befürchten sind und auch im übrigen die Funktionsfähigkeit des Stempels in keiner Weise beeinträchtigt wird.

Da bei dem Stempel nach dem Hauptpatent die am inneren Ende des Außenstempels vorgesehene Führung für den Innenstempel ein verhältnismäßig großes Spiel besitzen kann, brauchen bei diesem Stempel auch an die Maß- und Formtoleranzen des Innenstempels wesentlich geringere Anforderungen gestellt zu werden, als dies bei den bekannten Stempelkonstruktionen notwendig ist. Infolgedessen eröffnet die Erfindung nach dem Hauptpatent auch die vorteilhafte Möglichkeit außer dem Außenstempel auch den Innenstempel aus einem entlang einer Längsnaht geschweißten Rohr von kreisförmigem Querschnitt herzustellen. Während man bei den bekannten hydraulischen Grubenstempeln auch für die Herstellung des Innenstempels nahtlos gezogene oder gewalzte Präzisionsstahlrohre benötigt, die vor allem auf ihrer Außenfläche mit einem hohen Genauigkeitsgrad bearbeitet sind, können bei einer Ausbildung des Stempelkolbens nach dem Hauptpatent sowohl der Außen- als auch der Innenstempel aus längsgeschweißten Rohren hergestellt werden, die etwa um die Hälfte billiger sind als die bislang benötigten Präzisionsstahlrohre und somit eine entscheidende Verbilligung der Stempelherstellung ermöglichen.

Bei einem hydraulischen Grubenstempel, bei welchem der Innenstempel und der obere Teil des Außeristempels aus Präzisionsstahlrohren bestehen und praktisch ohne Spiel auf einem großen Längsabschnitt gleitend ineinander geführt sind, ist es bereits bekannt, den unteren Teil des Außenstempels aus vier gewölbten Platten herzustellen, die durch vier Schweißnähte zu einem im Querschnitt etwa stern- oder kleeblattförmigen Gebilde miteinander verbunden sind. Dieser einen verhältnismäßig komplizierten Querschnitt besitzende Unterteil des Außenstempels, dessen lichter Querschnitt wesentlich größer als der Außenquerschnitt des Innenstempels bemessen ist, ist mit dem in seinem Innendurchmesser gleich dem Außendurchmesser des Innenstempels bemessenen oberen Teil des Außen-Stempels durch eine ringförmige Platte verbunden, die an den beiden Teilen des Außenstempels durch drei ringförmige Schweißnähte befestigt ist., Der Innenstempel ist bei dieser bekannten Bauart durch eine am oberen Ende des Außenstempels vorgesehene Lippendichtung abgedichtet, die von oben frei zugänglich und daher in keiner Weise gegen den Zutritt von Staub und Feuchtigkeit geschützt ist, so daß sie schon allein aus diesem Grund einem außerordentlich starken Verschleiß ausgesetzt ist und bereits nach

ao kurzer Einsatzdauer zerstört bzw. unbrauchbar sein dürfte. Ein besonderer Nachteil ist jedoch der, daß diese Lippendichtung den Außenstempel gegen die Außenwandung des Inhenstempels abdichten muß, der unter den rauhen Arbeitsbedingungen des untertägigen Grubenbetriebes in erheblichem Maße der Gefahr bleibender Verformungen, wie z. B. Einbeulungen und Verkratzungen sowie auch von Korrosionserscheinungen und Verschmutzungen, ausgesetzt ist, so daß dessen Außenfläche bereits nach kurzer Einsatzdauer eine Ausbildung aufweist, die sie als Dichtfläche für eine gegen mechanische Beanspruchungen sowie außerdem gegen jegliche Toleranzfehler der geometrischen Gestalt und der Außenabmessung des Innenstempels außerordentlich empfindliche Lippendichtung völlig ungeeignet macht. Da der Innenstempel in dem oberen Teil des Außenstempels auf einem relativ großen Längenabschnitt praktisch ohne Spiel geführt ist, müssen an die geometrische Gestalt und die Querschnittsabmessungen des Innenstempels und des oberen Teiles des Außenstempels sehr hohe Anforderungen gestellt werden, da bereits geringfügige Maß- und Formtoleranzen entweder zu Verklemmungen oder aber zu einer ungenauen und wackeligen Führung der beiden Stempelteile führen. Außerdem ist wegen der am oberen Ende des Außenstempels vorgesehenen Lippendichtung, die nur sehr geringe Maß- und Formtoleranzen zuläßt, die Verwendung von Präzisionsstahlrohren für die Innenstempel und das obere Ende des Außenstempels unumgänglich,.

Der untere, aus vier gewölbten Platten zusammengeschweißte Teil des Außenstempels besitzt zunächst deshalb gegenüber dem oberen Teil des Außenstempels einen größeren lichten Querschnitt, weil anderenfalls eine Zu- und Abführung der Druckflüssigkeit über die durch eine in den Außenstempel mündende Bohrung mit dem Außenstempel verbundenen, an dessen Außenseite vorgesehenen Ventile nicht möglich wäre. Zum zweiten würde dann, wenn der Außenstempel auf ganzer Länge aus einem ent-' sprechend seinem oberen Abschnitt ausgebildeten Rohr hergestellt wäre, die Gefahr von Verklemmungen des Innenstempels innerhalb des Außenstempels in solchem Maße anwachsen, daß bereits die geringste bleibende Verformung des Außen- oder Innenstempels ausreichen würde, um jegliche Längsverschiebung dieser Teile auszuschließen. Es ist somit "bei diesem Stempel unumgänglich, den Außenstempel

in einen oberen und unteren Längen abschnitt von unterschiedlichem lichtem Querschnitt zu unterteilen und diese beiden Teile mittels eines ringförmigen Bauelementes und dreier ringförmiger Schweißnähte miteinander zu verbinden, was zu einer verhältnismäßig umständlichen, schwer herzustellenden und infolge des großen Anteils an Handarbeit relativ teuren Konstruktion führt. Der aus vier miteinander verschweißten gewölbten Platten bestehende Unterteil des Außenstempels läßt sich nur von relativ erfahrenen und sorgfältig arbeitenden Schweißern mit einem erheblichen Zeit- und Arbeitsaufwand von Hand herstellen, so daß er nicht nur gegenüber einem entlang einer Längsnaht geschweißten Rohr von kreisförmigem Querschnitt, sondern auch gegenüber einem handelsüblichen, nahtlos gezogenen oder gewalzten Rohr wesentlich teurer ist. Außerdem besitzt der Innenquerschnitt dieses aus vier gewölbten Platten zusammengeschweißten Unterteils des Außenstempels eine derart komplizierte Formgebung sowie, bedingt durch die Art seiner Herstellung, derart große Maß- und' Formtoleranzen, daß es völlig ausgeschlossen wäre, die Innenfläche eines derart ausgebildeten Stempelunterteils als Dichtfläche für einen Stempelkolben, und zwar nicht nur für einen mit den bekannten Lippen- oder Automatikdichtungen ausgerüsteten Stempelkolben, sondern auch für einen Stempelkolben gemäß dem Hauptpatent zu verwenden. Da der aus vier miteinander verschweißten gewölbten Platten bestehende Unterteil des Außenstempeis dieses bekannten hydraulischen Grubenstempels zur Führung und Dichtung gegenüber einem Stempelkolben beliebiger Ausbildung völlig unbrauchbar ist, vermochte diese bekannte Bauart dem Fachmann nicht die Lehre zu vermitteln, mindestens den zur Führung des Dichtabschnittes des Stempelkolbens nach dem Hauptpatent dienenden Außenstempel aus einem in an sich bekannter Weise entlang einer Längsnaht geschweißten Rohr von kreisförmigem Querschnitt herzustellen.

Ferner sind in der Patentliteratur bereits Vorschläge gemacht worden, durch die die Verwendung von Präzisionsstahlrohren bei hydraulischen Grubenstempeln vermieden^r werden soll. So hat man beispielsweise bei einer bekannten Bauart zur Zentrierung des Innenstempels an dem bei allen Betriebsstellungen des Stempels im Außenstempel verbleibenden Stück in Nuten des Innenstempels liegende, nach innen verspannte Ringe angeordnet. Hierdurch soll das teleskopartige Ineinandergleiten von nicht bearbeiteten Stempelrohren, welche gewisse Toleranzen aufweisen, ermöglicht werden. Bei diesen nicht bearbeiteten Stempelrohren handelt es sich jedoch um nahtlos gezogene oder gewalzte Rohre, jedoch nicht um entlang einer Längsnaht geschweißte Rohre von kreisförmigem Querschnitt, da bislang unter einem Rohr für die Herstellung eines hydraulischen Grubenstempels auch dann, wenn es unbearbeitet bleiben bzw. gewisse Toleranzen aufweisen sollte, nur ein nahtlos gezogenes oder gewalztes Rohr verstanden wurde. Außerdem ist die bei diesem bekannten Stempel verwendete normale Lippendichtung völlig außerstande, Maß- und Formtoleranzen, die den Betrag von 0,2 mm wesentlich übersteigen, ohne Beeinträchtigung ihrer Dichtfunktionen auszugleichen. Würde man bei dieser bekannten Stempelkonstruktion tatsächlich Rohre verwenden, die hinsichtlich ihrer geometrischen Gestalt und ihrer Abmessungen größere Maß- und Formtoleranzen aufweisen, wie es beispielsweise bei entlang einer Längsnaht geschweißten Rohren der Fall ist, so wäre es völlig ausgeschlossen, einen solchen Stempel mittels einer normalen Lippendichtung, wie sie bei diesem bekannten Stempel vorgesehen ist, auch nur einigermaßen dicht zu bekommen.

Auch unter den im Zusammenhang mit einer anderen bekannten Stempelkonstruktion erwähnten handelsüblichen Rohren sind ebenfalls nur nahtlos gezogene oder gewalzte Rohre zu verstehen, da nach übereinstimmender Auffassung der Fachwelt bis zum Anmeldetage für die Herstellung hydraulischer Grubenstempel lediglich derartige Rohre in Betracht kamen. Die bei dieser bekannten Bauart vorgesehene Dichtung vermag sich im übrigen nur dann gewissen — allerdings nur relativ geringen — Toleranzen des Außenstempelrohres anzupassen, wenn die im Druckraum befindliche Druckflüssigkeit unter einem gewissen Druck steht, während bei drucklosem Druckraüm Undichtigkeiten zwischen der Dichtung und der Innenwandung des Außenstempels nicht zu vermeiden sind. Derart große Maß- und Formtoleranzen, wie sie bei entlang, einer Längsnaht geschweißten Rohren von kreisförmigem Querschnitt auftreten, lassen sich ohne Zweifel mittels einer Dichtung, wie sie bei dieser bekannten Bauart vorgesehen ist, nicht überbrücken, so daß auch dieser in der Patentliteratur gemachte Vorschlag dem Fachmann offensichtlich nicht die Anregung geben konnte, an Stelle der bisr lang ausschließlich für die Herstellung hydraulischer Grubenstempel verwendeten nahtlos gezogenen oder gewalzten Rohre längsgeschweißte Rohre zu verwenden.

Wenngleich in der Regel es bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Stempel nicht erforderlich ist, die Außen- und Innenflächen der Stempelrohre (Innen- und Außenstempel) nachzubearbeiten, so steht selbstverständlich nichts im Wege, sofern dies zweckmäßig oder wünschenswert ist, wenigstens einzelne dieser Flächen einer gewissen Glättbearbeitung zu unterwerfen. Hierbei genügt es jedoch in aller Regel, wenn lediglich die Innenfläche des Äußenstempels z. B. durch Stopfenzug, Honen oder Schleifen geglättet wird, während die Außenfläche des Außenstempels und die Außen- und Innenfläche des Innenstempels keinerlei Glättbearbeitung erfahren. Durch eine solche Glättung der Innenwandung des Außenstempels wird der Reibungswiderstand zwischen Stempelkolben und Außenstempel verringert und dadurch insbesondere das Einschieben des Stempels, z.B. beim Rauben, erleichtert.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn sowohl beim Außen- als auch beim Innenstempel des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Grubenstempels sich das Verhältnis zwischen Außendurchmesser und Wandstärke auf etwa 17 bis 18:1 beläuft. Besonders günstige Verhältnisse ergeben sich ferner, wenn beim Außen- und Innenstempel sich das Verhältnis zwischen äußerer Umfangslänge und Wandstärke auf etwa 52 bis 60:1, vorzugsweise auf etwa 55 bis 56:1, beläuft. Die Wandstärke des Außenstempels wird hierbei im allgemeinen zwischen etwa 7,3 und 7,9 mm gewählt und beträgt vorzugsweise etwa 7,5 mm, während die Wandstärke des Innenstempels sich auf etwa 6,3 bis 6,7 nim, vorzugsweise auf etwa 6,5 mm, beläuft.

Bei allen bekannten hydraulischen Grubenstempeln

werden demgegenüber für die Herstellung der Außen- und Innenstempelrohre um mindestens etwa 2 bis 3 mm größere Ausgangswandstärken benötigt, damit / die Stempelrohre nach der unumgänglich notwendigen spanabhebenden -Bearbeitung der Rohre noch eine ausreichende Endwandstärke aufweisen. Diese Endwandstärke muß bei den bekannten hydraulischen Grubenstempeln jedoch ebenfalls noch um mindestens 1 bis 2 mm größer bemessen werden als bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Stempel, um eine für die hohen mechanischen Beanspruchungen des rauhen Grubenbetriebes ausreichende Beulstabilität zu gewährleisten. Bei den bekannten Stempelkonstruktionen führen bereits geringfügige Verbeulungen der Stempelrohre, insbesondere des Außenstempels, zu einer erheblichen Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit des Stempels, insbesondere der Dichtung und Führung zwischen Stempelkolben und Außenstempel, so daß jegliche bleibende Verformungen bzw. Verbeulungen der Stempelrohre soweit wie irgend möglich vermieden werden müssen. Bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen . Stempel können demgegenüber gewisse Verbeulungen der Stempelrohre, und zwar auch des Außenstempelrohres, ohne weiteres in Kauf genommen werden, da dadurch weder die Abdichtung zwischen Stempelkolben und Außenstempel noch die Funktionsfähigkeit des gesamten Stempels beeinträchtigt werden. Die infolgedessen mögliche Verringerung der Endwandstärke der Stempelrohre um mindestens etwa 1 bis 2 mm gegenüber den gebräuchlichen Stempelkonstruktionen führt zu einer nicht unbeträchtlichen Gewichtsverminderung des Stempels und außerdem selbstverständlich zu einer ins Gewicht fallenden Materialersparnis und Kostenverminderung.

Die Möglichkeit, bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Stempel mit Wandstärken der längsgeschweißten Rohre auszukommen, die erheblich niedriger liegen als Wandstärken der nahtlos gezogenen bzw. gewalzten Präzisionsstahlrohre, ist aber auch deshalb von Bedeutung, weil mit den heute zur Verfügung stehenden Rohrschweißverfahren Rohrwandstärken bis zu etwa 8 mm ohne schweißtechnische Schwierigkeiten unter Gewährleistung eines sehr hohen Schweißnahtfaktors herzustellen sind. Dagegen würde die Längsschweißung von Rohren mit einer beträchtlich größeren Wandstärke — wie sie bei den bekannten Stempeln benötigt wird — schweißtechnisch außerordentlich schwierig und mit den meisten der zur Verfügung stehenden Rohrschweißverfahren überhaupt nicht mehr mit der erforderlichen Schweißnahtgüte zu bewerkstelligen sein.

Bei Rohrwandstärken von etwa 7,3 bis 7,9 mm für den Außenstempel und etwa 6,3 bis 6,7 mm für den Innenstempel ergeben sich ferner bei den vorstehend genannten Abmessungsverhältnissen zwischen Außendurchmesser und Wandstärke bzw. äußerer Umfangslänge und Wandstärke Querschnitts- und Durchmesserabmessungen für den Außen- und Innenstempel, wie sie sich auf Grund langjähriger Erfahrungen als für die Praxis besonders geeignet erwiesen haben. Bei der Herstellung von längsgeschweißten Rohren, die diese somit für den praktischen Einsatz besonders günstigen Abmcssungsverliällnissc zwischen Außcndurchmesser und Wandsiärkc bzw. äußcrci Umfangslänge und Wandstärke aufweisen, ergeben sidi jedoch fabrikationsbedingt bzw. zwangläufig erhebliche Unrundheiten, Wellungen und Verwerfungen der Rohrwandung, so daß derartige Rohre für die Herstellung der gebräuchlichen hydraulischen Grubenstempel völlig unbrauchbar wären. Diese in der Größenordnung von etwa 2 bis 3 mm liegenden Maß- und Formtoleranzen können jedoch bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Stempel bzw. zufolge der Ausbildung des Stempelkolbens nach dem Hauptpatent ohne weiteres ausgeglichen werden, ohne daß hierdurch die Funktionsfähigkeit des Stempels im mindesten beeinträchtigt wird.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Außen- und Innenstempelrohre aus einem Stahl mit einer Streckgrenze von etwa 55 bis 60 kg/mm², einer Dehnung von etwa 18 bis 22% und einer Zugfestigkeit von etwa 60 bis 70 kg/mm² bestehen. Ein derartiger hochfester Stahl mit einer extrem hohen Streckgrenze und besonders hohen

ao Dehnung hat sich auch unter besonders schwierigen Einsatzbedingungen als allen im praktischen Betrieb auftretenden mechanischen Beanspruchungen in jeder Weise gewachsen gezeigt. Aus einem derartigen Stahl bestehende Stempelrohre weisen außerdem trotz

as ihrer gegenüber den bekannten Stempelkonstruktionen wesentlich geringeren Wandstärke eine besonders große, auch extremen dynamischen Beanspruchungen völlig genügende Platzdruckfestigkeit auf. Ein diese besonders günstigen Eigenschaften aufweisender Stahl, der sich bei Versuchen als hervorragend geeignet erwiesen hat, besitzt einen Kohlenstoffgehalt von 0,19 bis 0,27%, einen Siliziumgehalt von 0,32 bis 0,39%, einen Mangangehalt von 0,92 bis 1,07%, einen Phosphorgehalt von 0,018 bis, 0,028% und einen Schwefelgehalt von 0,026 bis 0,028%.

In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels veranschaulicht. Es zeigt F i g. 1 einen Stempel gemäß der Erfindung im Längsschnitt,

F i g. 2 einen schematischen Querschnitt nach der Linie H-II der F i g. 1 und

F i g. 3 eine Einzelheit aus F i g. 1 in größerem Maßstab.

Der in F i g. 1 nur schematisch angedeutete hydraulische Grubenstempel besteht im wesentlichen aus einem rohrförmigen Außenstempel 1, einem rohrförmigen Innenstempel 2, einer am inneren Ende des Außenstempels 1 vorgesehenen Abschlußkappe 3, einem Kopfstück 4 und einem Fußstück 5.

Außenstempel 1 und Innenstempel 2 bestehen jeweils aus einem längsgeschweißten Rohr. Am inneren Ende des Innenstempels ist ein aus einem kautschukartigen Kunststoff bestehender Stempelkolben 6 vorgesehen, der einen an der Innenwandung des Außenstempels 1 dichtend geführten Dichtabschnitt 6 a aufweist und über einen Verbindungsabschnitt 6 b mit dem inneren Ende des Innenstempels 2 allseitig um ein begrenztes Maß abwinkelbar verbunden ist. Als für die Herstellung des Stempelkolbens besonders geeignet erwiesen haben sich die unter den Bezeichnungen »Vulkollan« und »Phoenolan« (eingetragene Warenzeichen) vertriebenen Kunststoffe, die außer einem geringen Quellvermögen, einer hohen Abriebfestigkeit und einer hohen Säure- und Laugenbeständigkeit sich durch eine ausreichende Härte und Druckfestigkeit sowie durch eine hohe Rückprallclaslizität auszeichnen.

,Der Verbindungsabschnitt 6 b besitzt ein so hohes elastisches Formänderungsvermögen, daß er sowohl begrenzte Abwinklungen als auch gewisse Seitenverschiebungen zwischen dem im Außenstempel 1 geführten Dichtabschnitt 6 a und dem Inneristempel 2 durch elastische Verformung auszugleichen vermag. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel sind der Dichtabschnitt 6 a und der Verbindungsabschnitt 6 b durch zwei in axialer Richtung hintereinander angeordnete Längenabschnitte des einstückig ausgebildeten Stempelkolbens 6 gebildet. In der mit einer Dichtung versehenen Abschlußkappe 3 ist der Innenstempel 2 unter Belassung eines allseitigen radialen Spiels geführt. Der Stempelkolben 6 besitzt eine Axialbohrung 7, die die Innenräume 8 und 9 des Außen- und Innenstempels 1 bzw. 2 druckmittelleitend miteinander verbindet, so daß nicht nur der Innenraum 8 des Außenstempels 1, sondern auch der Innenraum 9 des Innenstempels 2 als Druckraum dient.

Wie weiterhin aus Fig. 1 ersichtlich, greift der Verbindungsabschnitt 6 b des Stempelkolbens 6 mit einem zapfenartigen Ansatz in die Stirnseite des Innenstempelrohres 2 ein, wobei der zapfenartige ι Ansatz des Verbindungsabschnittes 6 b lediglich durch Preßpassung mit dem inneren Ende des Innenstempelrohres kraftbeanspruchbar gekuppelt ist. Hierzu ist die den Stempelkolben 6 durchsetzende Bohrung 7 in ihrem dem Innenstempel 2 zugekehrten Längenabschnitt — wie in Fig. 3 strichpunktiert angedeutet — konisch verengt ausgebildet. In diesen Längenbereich der Bohrung 7 ist von der dem Druckraum 8 zugekehrten Seite her eine zylindrisch ausgebildete Spannhülse 10 eingetrieben, welche mit ihrer äußeren Mantelfläche unter elastischer Aufweitung des konisch verengten Längenabschnittes der Bohrung 7 die äußere Mantelfläche 6 c des zapfenartigen Ansatzes des Verbindungsabschnittes 6 b gegen die Innenfläche des Innenstempelrohres 2 anpreßt.

Die Innenfläche des Innenstempelrohres und/oder die äußere Mantelfläche 6 c des zapfenartigen Ansatzes des Verbindungsabschnittes 6 b kann im Passurigsbereich dieser beiden Teile zur Herstellung einer besseren Haftung aufgerauht werden. Ferner ist es möglich, den zapfenartigen Ansatz des Verbindungsabschnittes 6 b zusätzlich oder gegebenenfalls ohne die Herstellung einer Preßpassung sowie gegebenenfalls ohne die Verwendung einer Spannhülse in das innere Ende des Innenstempels 2 mit einem geeigneneten Klebstoff einzukleben.

Eine andere Ausführungsmöglichkeit besteht darin, der den Stempelkolben 6 durchsetzenden Bohrung 7 auf ihrer gesamten Länge gleiche Querschnittsabmessungen zu geben und statt der aus der Zeichnung ersichtlichen zylindrischen Spannhülse 10 eine zumindest an ihrer Außenmantelfläche konisch ausgebildete Spannhülse zu verwenden. Diese Spannhülse wird dann von der dem Innenraum 9 des Innenstempels zugekehrten Seite her in die Bohrung 7 des Stempelkolbens unter elastischer Aufweitung dieser Bohrung in solcher Weise eingetrieben, daß die äußere Mantelfläche 6 c des zapfenartigen Ansatzes des Verbindungsabschnittes 6 b gegen die Innenfläche des Innenstempelrohres 2 angepreßt wird, ao Wie insbesondere Fi g. 2 erkennen läßt, bestehen der Außen- und Innenstempel 1 bzw. 2 aus längsgeschweißten Rohren von relativ geringer, jedoch etwas unterschiedlicher Wandstärke. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt die Wandaj stärke des Innenstempelrohres 6,5 mm und die des Außenstempelrohres 7,5 mm, während sich die Außendurchmesser von Innen- und' Außenstempelrohr auf 108 bzw. 131 mm belaufen. Die Längsschweißnähte des Außen- und Innenstempels sind in F i g. 2 mit 11 und 12 bezeichnet.

Die den Druckräumen 8 und 9 zugeordneten Ventile sind in einem Ventilgehäuse 13 von im wesentlichen zylindrischer Grundform zusammengefaßt. Das Ventilgehäuse 13 ist zwischen dem Kopfstück 4 und dem Stempelkolben 6 in den Innenstempel 2 eingeschaltet und mit den beiden rohrförmigen Teilen des Innenstempels 2 durch eine Schraubverbindung lösbar verbunden.

Mit 14 bzw. 14 a sind hakenförmige Halteelemente bezeichnet, welche an dem Fußstück 5 bzw. dem Ventilgehäuse 13 angeordnet sind. Die Halteelemente 14*, 14 a dienen zur Lagerung und Befestigung eines die Druckräume 8, 9 im wesentlichen durchsetzenden Rückstellelementes 15, welches im vorliegenden Ausführungsbeispiel als metallische Schraubenfeder ausgebildet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

209 686/457

Claims

Patentansprüche:

1. Hydraulischer Grubenstempel, dessen Stempelkolben einen Verbindungsabschnitt zu einem Dichtabschnitt aufweist, welche gegen die Achse des Innenstempels abwinkelbar sind, wobei mindestens der Verbindungsabschnitt des Stempelkolbens aus einem Werkstoff von hohem elastischem Formänderungsvermögen besteht und aus mehreren in Richtung der Stempelachse hintereinander angeordneten Teilabschnitten unterschiedlichen Querschnitts gebildet ist, nach Patent 1 229 480, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der zur Führung des Dichtabschnittes (6 a) des Stempelkolbens (6) dienende Außenstempel (1) aus einem in an sich bekannter Weise entlang einer Längsnaht (11) geschweißten Rohr von kreisförmigem Querschnitt gebildet ist.

2. Hydraulischer Grubenstempel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß außer dem Außenstempel (1) auch der Innenstempel (2) aus einem entlang einer Längsnaht (12) geschweißten Rohr von kreisförmigem Querschnitt besteht.

3. Grubenstempel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß von den Außen- und Innenflächen des Außen- und Innenstempels (1, 2) lediglich die Innenfläche (la) des Außenstempels (1) z. B. durch Stopfenzug, Honen oder Schleifen geglättet ist.

4. Grubenstempel nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß beim Außen- und Innenstempel (1, 2) sich das Verhältnis zwischen Außendurchmesser und Wandstärke auf etwa 17 bis 18:1 beläuft.

5. Grubenstempel nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß beim Außen- und Innenstempel (1, 2) sich das Verhältnis zwischen äußerer Umfangslänge und Wandstärke auf etwa 52 bis 60:1, vorzugsweise auf etwa ^r5 bis 56:1, beläuft.

6. Grubenstempel nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke des Außenstempels (1) etwa 7,3 bis 7,9 mm, vorzugsweise etwa 7,5 mm, beträgt.

7. Grubenstempel nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke des Innenstempels (2) etwa 6,3 bis 6,7 mm, vorzugsweise etwa 6,5 mm, beträgt.

8. Grubenstempel nach Anspruch ί oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Außen- und Innenstempelrohre (1, 2) aus einem Stahl mit einer Streckgrenze von etwa 55 bis 60 km/mm², einer Dehnung von etwa 18 bis 22% und einer Zugfestigkeit von etwa 60 bis 70 kg/mm² bestehen.

9. Grubenstempel nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, bei dem der Verbindungsabschnitt des Stempelkolbens mit einem zapfenartigen Ansatz in die Stirnseite des Innenstempelrohres eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß der zapfenartige Ansatz des Verbindungsabschnittes (6 b) lediglich, durch Preßpassung mit dem inneren Ende des Innenstempelrohres (2) kraftbeanspruchbar gekuppelt ist.

10. Grubenstempel nach Anspruch 9, bei dem der Stempelkolben mit einer diesen auf ganzer Länge, vorzugsweise koaxial durchsetzenden Bohrung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in die Bohrung (7) des Siempelkolbens (6) eine Spannhülse (10) eingreift, durch welche die Außenfläche (6 c) des zapfenförmigen Ansatzes des Verbindungsabschnittes (66) gegen die Innenwandung des Innenstempelrohres (2) angepreßt ist.