DE1241777B - Hydraulisch ausfahrbarer Grubenstempel mit Reibungsschloss - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

E21d

Deutsche KL: 5c-15/56

Nummer: 1241777

Aktenzeichen: G 37632 VI a/5 c

Anmeldetag: 2. Mai 1963

Auslegetag: 8. Juni 1967

Die Erfindung bezieht sich auf Grubenstempel, die über einen Druckraum im Unterstempel und einen darin geführten Arbeitskolben hydraulisch ausfahrbar und vermittels eines auf den Unterstempel aufgesetzten Stempelschlosses reibungsschlüssig verspannbar sind. Grubenstempel dieser Art sind bekannt. Sie sind in Auswirkung des unvermeidlichen Eindringens von Kohlen- und Gesteinsstaub in das Stempelinnere, insbesondere in den Zwischenraum zwischen dem Unter- und Oberstempel sowie wegen der empfindliehen Kolbendichtungen störanfälliger als reine Reibungsstempel der herkömmlichen Art und müssen deshalb mitunter schon nach verhältnismäßig kurzen Einsatzzeiten zerlegt, gesäubert und unter Erneuerung der Kolbendichtungen wieder instand gesetzt werden.

Ein rasches Zerlegen eines solchen Grubenstempels stößt auf Schwierigkeiten, wenn das Stempelschloß am Unterstempel in der bewährten einfachsten und auch billigsten Weise durch Anschweißen befestigt ist und eine Sicherung des Oberstempels sowie des ihn abstützenden Arbeitskolbens gegen zu weites Ausfahren aus dem Unterstempel vorhanden sein soll. Bei Grubenstempeln mit einer solchen Sicherung hat man sich nur dadurch zu helfen gewußt, daß man den Unterstempel mit einem abnehmbaren Stempelfuß versehen hat. Abnehmbare Stempelfüße bedingen jedoch zusätzliche störanfällige Abdichtungen zwischen Stempelfuß und Unterstempel, Schwächungen dieses Stempelteiles durch Anbringung von Gewinde oder anderen Befestigungsmitteln und verteuern die Stempel sowohl in der Herstellung, als auch in der Wartung, zumal das Lösen der Stempelfuße mit den unter Tage zur Verfügung stehenden Mitteln in der Regel gar nicht durchführbar ist.

Grubenstempel der eingangs umrissenen bekannten Art ohne eine Sicherung des Oberstempels und des ihn abstüzenden Arbeitskolbens gegen ein 7U weites Ausfahren aus dem Unterstempel entsprechen nicht den an Stempel heute zu stellenden Anforderungen. Von einem solchen Grubenstempel her ist es bekannt, den Oberstempel im Stempelschloß zwischen zwei Reibschalen zu verspannen, die als Schleppkeile wirksam im Stempelschloß beweglich sind. Der Arbeitskolben dieses Stempels kann zwar bei einem Zerlegungsvorgang zufolge des Fehlens einer Ausfahrbegrenzung aus dem Unterstempel durch das Stempelschloß hindurch entfernt werden, jedoch hat auch dies ein vorangehendes Abmontieren eines Stempelteiles, in diesem Fall einer oberen Stempelpartie zur Voraussetzung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Grubenstempel der eingangs umrissenen Art mit Hydraulisch ausfahrbarer Grubenstempel
mit Reibungsschloß

Anmelder:

Karl Gerlach, Dipl.-Ing. Dr.-Ing. Hans Gerlach, Moers (Ndrh.), Hornberger Str. 86

Als Erfinder benannt:

Karl Gerlach, Dipl.-Ing. Dr.-Ing. Hans Gerlach, Moers (Ndrh.);

Max Heider, Kapellen-Moers (Ndrh.)

Sicherungen sowohl gegen ein zu weites Ausfahren seines Arbeitskolbens und Oberstempels aus dem Unterstempel als auch gegen Verdrehungen des Oberstempels im Stempelschloß zu schaffen, der sich mit unter Tage zur Verfügung stehenden Mitteln rasch in seine Einzelteile zerlegen läßt, ohne daß es notwendig wäre, auf die festigkeitsmäßig günstigste, einfachste und auch billigste Art der Befestigung des Stempelfußes, des Stempelkopfes oder des Stempelschlosses durch Anschweißen verzichten zu müssen.

Die Erfindung geht demgemäß aus von einem hydraulisch ausfahrbaren Grubenstempel mit einem als Druckzylinder ausgebildeten und durch einen darin geführten Arbeitskolben abgedichteten Unterstempel sowie mit einem in den Unterstempel mit Spiel eingesetzten, sich mit seinem unteren Ende auf dem Arbeitskolben abstützenden Oberstempel, der im Stempelschloß unter der Anzugswirkung einer Schloßspannvorrichtung zwsichen zwei Reibschalen verspannbar ist, und löst die ihr zugrunde liegende Aufgabe im wesentlichen dadurch, daß die beiden Reibschalen im Stempelschloß gegen Verschiebungen in Richtung der Stempelachse und gegen Drehbewegungen um diese Achse herum in an sich bekannter Weise formschlüssig abgesichert sind, den Oberstempel verdrehungssicher umgreifen und mit über die Zylinderwandung nach innen vorspringenden Teilen ihrer am Schloßboden aufruhenden Stirnflächen Anschläge für die Begrenzung des Ausfahrhubes des mit dem Oberstempel verbundenen Arbeitskolbens bilden.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung können in den einander gegenüberliegenden Wangen des Stempelschlosses Wanddurchbrechungen vorgesehen sein, durch die hindurch die Verbindung zwischen dem Oberstempel und dem Arbeitskolben im Stempeldruckzylinder dadurch gelöst bzw. wieder-

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hergestellt werden kann, daß die Verbindungsstelle und Oberstempel 2 ermöglichen. Die Anbringung der mit den Wanddurchbrechungen des Schlosses zur Durchbrechungen 15 in den Schloßwangen hat den Deckung gebracht wird. Als Verbindungselement Vorteil, daß Beschädigungen der Dichtlippen 10' kann in an sich bekannter Weise eine Spannhülse durch Überfahren von Lochrändern im Unterstempel 1 benutzt werden, die einen in den Oberstempel hinein- S vermieden bleiben und darüber hinaus eine größere ragenden mittigen Ansatz des Arbeitskolbens mit all- Ausfahrlänge des Stempels ermöglicht ist.
seitigem Spiel durchdringt und mit Vorspannung in Der Oberstempel 2 ist innerhalb des Schlosses 3

Bohrungen im unteren Ende des Oberstempels ein- durch zwei Reibschalen 16, 17 geführt, von denen getrieben ist. die eine 16 mit einem Randbund 20 an ihrem unteren

Durch die Erfindung ist erstmalig ein Reibungs- io Ende, dessen Radius größer ist als die halbe Schloßstempel mit einem als Druckzylinder ausgebildeten weite, in eine Nut der Schloßrückenwandung eingreift Unterstempel und mit einem gegen Verdrehen und und mit zwei lappenartigen Fortsätzen 19 an ihrem zu weites Ausfahren abgesicherten Oberstempel ge- oberen Ende den Oberstempel 2 im Bereich von schaffen worden, dessen Oberstempel, Schloßteile Profilabflachungen 2' umgreift. Durch den Eingriff und Arbeitskolben aufeinanderfolgend durch ein am 15 des Randbundes 20 der Reibschale 16 in das Stempel-Unterstempel aufgeschweißtes, einteiliges Schloß hin- schloß sowie durch seine Abmessungen im Verhältnis durch nach oben herausgezogen werden können, ohne zur Schloßweite ist die Reibschale 16 innerhalb des daß dazu mehr notwendig wäre als das Lösen der Schlosses 3 sowohl gegen Längsverschiebungen als Verbindung zwischen Oberstempel und Arbeitskolben. auch gegen Verdrehungen abgesichert. Sie ist selbst

Weitere Merkmale der Erfindung beziehen sich auf 20 auch zugleich Verdrehungssicherung des Obereine als besonders vorteilhaft erkannte Ausbildung stempeis 2. Die den Oberstempel gegen Verdrehung der Reibschalen, ihre Lagerung im Schloß, ihre Zu- sichernden lappenartigen Fortsätze 19 der Reibeinlage Ordnung zur Schloßspannvorrichtung sowie auf die 16 dienen jedoch auch zugleich als Abstandhalter Ausbildung des Oberstempelprofils sowie auch der für beide Reibschalen 16, 17 vor dem Einführen des Schloßspannvorrichtung selbst. Diese Weiterbildun- 25 Oberstempels 2 in das Schloß bzw. in den Untergen der Erfindung ergeben sich aus nachstehender stempel. Die Lappen 19 könnten statt an der Reib-Beschreibung des auf der Zeichnung dargestellten schale 16 mit demselben Erfolg an der Reibschale 17 Ausführungsbeispieles der Erfindung, sowie aus der angebracht sein.
Zeichnung selbst. In dieser zeigt Die Reibschale 17 besitzt auf beiden Seiten konkav-

Fig. 1 einen Grubenstempel gemäß der Erfindung 30 zylindrische Anlageflächen mit zueinander senkrecht im Längsschnitt und stehenden ideellen Krümmungsachsen. Sie bildet ein

Fig. 2 den zugehörigen Grundriß im Schnitt nach zwischen der oberen und unteren Wandung des der Linie II-II der Fig. 1. Schlosses3 in die Schloßkammer hineinragendes

In der Zeichnung bedeutet 1 den Unterstempel, Gegenlager für ein Schwenkstück 18 in der unge-2 den Oberstempel mit vorzugsweise flachovalem 35 fähren Form eines Zylinderabschnittes, das als Teil Querschnitt und zueinander keilig stehenden zylinde- der Schloßspannvorrichtung unter der Anzugswirkung risch gekrümmten Gleitflächen und 3 das einteilige eines Querkeiles 30 um eine quer zur Stempellängs-Stempelschloß, welches auf den Unterstempel 1 auf- richtung liegende Achse verschwenkbar ist. Durch geschweißt ist. Der Unterstempel 1 ist zum Zweck den Eingriff der Reibschale 17 in die Schloßkammer des hydraulischen Setzens des Reibungsstempels als 40 ist auch diese Reibschale 17 zwischen den Schloß-Druckzylinder ausgebildet. Er ist an seinem Fußende wandungen gegen Längsverschiebungen gesichert. Die durch eine aufgeschweißte Fußplatte 4 druckdicht ab- beiden Reibschalen 16,17 begrenzen bei eingebautem geschlossen. Mit 5 ist ein unterhalb des Schlosses 3 Oberstempel 2 mit ihren unteren Stirnflächen den am Unterstempel 1 befestigtes Mutterstück einer Ausfahrweg des Arbeitskolbens 9 im Unterstempel 1 Steckverbindung bezeichnet, das über eine Rohr- 45 und damit auch den Ausfahrweg des Oberstempels 2, leitung 6 und einen Kanal 7 in der Fußplatte 4 mit während sie bei ausgebautem Oberstempel 2 aus dem dem Druckzylinder im Unterstempel 1 in Verbindung Stempelschloß 3 leicht herausnehmbar sind und damit steht und für den Anschluß des Stempels an eine im Stempelschloß selbst eine lichte Durchgangsweite Druckmittelquelle dient. Am unteren Ende des Ober- freigeben, welche gleich oder größer ist als die lichte stempeis 2 ist vermittels einer Spannhülse 8 ein KoI- 50 Weite des Druckzylinders im Unterstempel 1. Um ben 9 befestigt, der Träger einer Topfmanschette 10 ein Eindringen von Verunreinigungen in das Stempelist. Die Topfmanschette 10 ist unter Ausnutzung ihrer schloß 3 zu verhindern, sind die Reibschalen 16, 17 Eigenelastizität an einem scheibenartigen Vorsprung an ihrem oberen Ende mit je einem vorstehenden 11 mit unterschnittenen Rändern befestigt nach Art flanschartigen Kragen 16', 17' versehen, der als eines Knopfverschlusses. Zur Vermeidung von Be- 55 Schmutzabweiser den Rand der Schloßöffnung überschädigungen der Topfmanschette 10 und ihrer Dicht- läppt. Beide Reibschalen bestehen aus einer Kupferlippen 10' ist die Fußplatte 4 mit einer mittigen Über- gußlegierung im ungekneteten Zustand, wodurch der höhung 4' versehen, die zum elastischen Abfangen Einfluß von Kohlenstaub und Feuchtigkeit auf ihren des Oberstempels mit einer elastischen Auflage 12 Reibwert weitestgehend ausgeschaltet ist.
ausgerüstet ist. Die Befestigung des Kolbens 9 ver- 60 Die bisher beschriebene Schloßkonstruktion und mittels der Spannhülse 8 erfolgt unter Einschaltung Anbringung des Kolbens 9 am Oberstempel 2 hat den eines mittigen Kolbenansatzes 13, dessen Bohrung 14 Vorteil, daß auch der Kolben 9 nach oben hin durch der Spannhülse 8 ein so großes Spiel gibt, daß zwi- das Schloß 3 entfernt werden kann. Zu diesem Zweck sehen Kolben 9 und dem Ende des Oberstempels 2 wird der Oberstempel 2 gegenüber dem Untereine allseitige Bewegungsmöglichkeit besteht. In den 65 stempel 1 so weit angehoben, daß die Spannhülse 8 Seitenwangen des Schlosses 3 sind Durchbrechungen im unteren Ende des Oberstempels 2 vor die Durch-15 vorgesehen, die ein Herausschlagen der Spann- brechungen 15 in den Schloßwangen zu liegen kommt, hülse 8 zur Lösung der Verbindung zwischen Kolben 9 Die Spannhülse 8 wird durch die Durchbrechungen

Claims (4)

15 hindurch herausgeschlagen und der Oberstempel 2 aus dem Schloß herausgezogen. Die Reibschalen 16, 17 werden damit frei und können gleichfalls aus dem Schloß entfernt werden. Es ist nun möglich, den Kolben, im Gegensatz zu allen anderen bekannten hydraulisch ausfahrbaren Grubenstempeln mit Reibungsschloß, nach oben durch das Schloß herauszuziehen, so daß die Fußbodenplatte 4 mit dem Unterstempel — wie erwähnt — fest verschweißt sein kann und damit störanfällige Dichtungen und Schwächungen des Unterstempels 2 durch Anbringung von Gewinde oder anderen Befestigungsmöglichkeiten vermieden werden. Das Schwenkstück 18 innerhalb der Schloßkammer stützt sich einesteils auf einem Querkeil 30 und anderenteils auf einer vorsprungartigen Stufe 21 im Schloßinneren ab, die Verschiebungen des Schwenkstückes 18 in der Senkrechten zuläßt. Das sich auf der Schloßstufe 21 abstützende Ende 18' des Schwenkstückes 18 ist wulstartig geformt, d. h. um zwei zueinander senkrechte ideelle Achsen konvex gekrümmt, so daß es sich sowohl in der Vertikalen als auch in der Horizontalen freibeweglich, entsprechend der jeweiligen Keillage einstellen kann. Die Anzugsfläche 22 des Querkeiles 30 ist im Schloßrücken vorgesehen. Der Keil 30 stützt sich an dieser Fläche 22 in der Senkrechten freibeweglich mit einer Planfläche ab, während er am Schwenkstück 18 in einer konkavzylindrischen Keilnut 22' mit einer entsprechend konvex-zylindrischen Gleitfläche 23 drehbeweglich angreift. Die durch die Scheitellinie der konvexen Rückenfläche des Keiles 30 gelegte Mittelebene tangiert die konvex-zylindrische Mantelfläche des Schwenkstückes 18 bzw. deren ideelle Verlängerung. Die konkave Keilnut 22' liegt zur Hälfte in einem Schwenkstückansatz 23', der stempelseitig durch eine Verstärkungsrippe 24 unterfangen ist, die ihrerseits mit erheblichem Spiel in eine Wandungsaussparung 25 des konkaven Gegenlagers in der Reibschale 17 eingreift. Das Schwenkstück 18 hat zwischen den Schloßwangen ein nur kleines Spiel, so daß seine Querbeweglichkeit im Schloß gering ist. Die ideellen Krümmungsachsen der konvexen Rückenfläche des Schwenkstückes 18 und seiner konkaven Anlagefläche 22', mit der sich das Schwenkstück 18 am konvexen Keilrücken abstützt, liegen zueinander sowie auch zur Anlagefläche der Schloßstufe 21 parallel. Dadurch sowie auch in Auswirkung der Beweglichkeit des Schwenkstückes 18 in der Vertikalen und der Horizontalen um seine Abstützung an der Schloßstufe werden beim Eintreiben des Querkeiles 30 jedwede Verkantungen oder Verklemmungen von Schloßteilen vermieden. Mit der beschriebenen Schloßkonstruktion sind deshalb besonders hohe und streuungsfreie, also stets gleiche Schloßklemmkräfte erzielbar. Das verkantungsfreie ruhige Sicheinspielen der einzelnen Schloßteile unter der Anzugswirkung des Keiles 30 macht den Stempel für den Einsatz hydraulischer Schloßspannvorrichtungen besonders gut geeignet. Um beim Einsatz einer solchen Spannvorrichtung die Vorrichtung ungeachtet der schrägen Keilanzugsfläche 22 im Schloßrücken genau in der Verlängerung dieser Fläche 22 angreifen zu lassen, sind an der Keilaustrittsseite des Schlosses 3 an den Schloßwangen Schrägflächen 26 zur Abstützung der beispielsweise am verdickten Keilende 31 im Sinn einer Zugkraft angreifenden hydraulischen Spannvorrichtung vorgesehen, die senkrecht zur planen Keilanzugsfläche 22 im Schloß stehen. Das Stempelschloß 3 hat in seinem Boden unterhalb seines Keilgetriebes 18, 30 eine Durchbrechung für den Austritt von Schloßverunreinigungen. Diese Bodendurchbrechung 32, die Durchbrechungen in den Schloßwangen oder auch weitere — nicht dargestellte — Schloßdurchbrechungen können vorgesehen sein, um das Schloß 3 vermittels eines Spülmittelstromes durchspülen und Verunreinigungen aus dem Schloß herausschwemmen zu können. Patentansprüche:

1. Hydraulisch ausfahrbarer Grubenstempel mit einem als Druckzylinder ausgebildeten und durch einen darin geführten Arbeitskolben abgedichteten Unterstempel sowie mit einem in den Unterstempel mit Spiel eingesetzten, sich mit seinem unteren Ende auf dem Arbeitskolben abstützenden Oberstempel, der im Stempelschloß unter der Anzugswirkung einer Schloßspannvorrichtung zwischen zwei Reibschalen verspannbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Reibschalen (16,17) im Stempelschloß (3) gegen Verschiebungen in Richtung der Stempelachse und gegen Drehbewegungen um diese Achse herum in an sich bekannter Weise formschlüssig abgesichert sind, den Oberstempel (2) verdrehungssicher umgreifen und mit über die Zylinderwandung nach innen vorspringenden Teilen ihrer am Schloßboden aufruhenden Stirnflächen Anschläge für die Begrenzung des Ausfahrhubes des mit dem Oberstempel (2) verbundenen Arbeitskolbens (9) bilden.

2. Grubenstempel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem Oberstempel (2) und dem Arbeitskalben (9) in an sich bekannter Weise aus einer Spannhülse (8) besteht, die in Querbohrungen des unteren Endes des Oberstempels (2) hineingetrieben ist und mit allseitigem Spiel einen in den Oberstempel (2) hineinragenden mittigen Ansatz (13) des Kolbens (9) durchdringt, wobei in den einander gegenüberliegenden Wangen des Stempelschlosses (3) Durchbrechungen (15) vorgesehen sind, mit denen die Bohrungen im unteren Oberstempelende und im Kolbenansatz (13) zur Dekkung gebracht werden können.

3. Grubenstempel nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß von den beiden Reibschalen (16, 17) die eine (16) mit einem Randbund (20) an ihrem unteren Ende, dessen Radius größer ist als die halbe Schloßweite, in eine Nut der Schloßrückwandung eingreift und mit zwei lappenartigen Fortsätzen (19) den Oberstempel (2) im Bereich von Abflachungen (2') seines Profils umgreift, während die andere (17) ein zwischen der oberen und unteren Schloßwandung in die Schloßkammer hineinragendes Gegenlager für ein. Schwenkstück (18) bildet, das in an sich bekannter Weise in der ungefähren Form eines Zylinderabschnittes ausgebildet und unter der Anzugswirkung eines Querkeiles (30) um eine quer zur Stempellängsrichtung liegende Achse verschwenkbar ist.

4. Grubenstempel nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwenkstück