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Die Erfindung betrifft eine Druckmeßvorrichtung für hydraulische Ausbaueinrichtungen,
wie z. B. hydraulische Grubenstempel od. dgl., mit einem den Druck im Druckraum
der Ausbaueinrichtung anzeigenden Manometer, welches über ein mit einem Anschlußstutzen
und einer von diesem zum Manometer führenden Verbindungsbohrung versehenes Armaturgehäuse
an den Druckraum der Ausbaueinrichtung, vorzugsweise über dessen Füllventil, anzuschließen
ist. Bei einer bekannten Druckmeßvorrichtung dieser Art verläuft die Verbindungsbohrung
innerhalb des Armaturgehäuses vom Anschlußstutzen aus koaxial zur Einfüllbohrung
des Füllventils. In dieser Verbindungsbohrung ist ein Druckstift von gegenüber der
Verbindungsbohrung geringerem Durchmesser gelagert, welcher mit Hilfe eines außen
am Armaturgehäuse angebrachten Handrades in axialer Richtung vor- bzw. zurückgeschraubt
werden kann. In vorgeschraubtem Zustand ragt der Druckstift mit seinem vorderen
Endabschnitt um ein beträchtliches Maß aus dem Anschlußstutzen des Armaturgehäuses
nach außen vor, und zwar so weit, daß dann, wenn das Armaturgehäuse beispielsweise
zur Messung am Füllventil eines hydraulischen Grubenstempels angeschlossen und danach
der Druckstift mit Hilfe seines Handrades vorgeschraubt ist, dieser den Absperrkörper
des Füllventils von seinem Ventilsitz abhebt und auf diese Weise der Druckraum des
Grubenstempels über die Verbindungsbohrung mit dem Manometer der Druckmeßvorrichtung
verbindet. Die Druckflüssigkeit fließt dabei aus dem Druckraum des Grubenstempels
über dessen Füllventil in die Druckmeßvorrichtung und dort durch den zwischen Druckstift
und Wandung der Verbindungsbohrung verbleibenden Querschnitt in das Druckgehäuse
des Manometers, so daß der danach im Druckraum noch vorhandene Druckmitteldruck
an diesem abgelesen werden kann. Ist dies geschehen und keine Dauermessung beabsichtigt,
so wird die Druckmeßvorrichtung vom Grubenstempel bzw. dessen Füllventil abgenommen.
Zum Abnehmen der Druckmeßvorrichtung -vom Grubenstempel muß bei der bekannten Druckmeßvorrichtung
zunächst der Druckstift in seine Ausgangsstellung zurückgeschraubt werden, damit
sich der Absperrkörper des Füllventils unter dem Einfluß der Ventilfeder wieder
auf seinen Ventilsitz zurückbewegen kann. Bevor die Druckmeßvorrichtung jedoch abgenommen
werden kann, muß zunächst der Druck im Innern des Armaturgehäuses aufgehoben werden,
weil sonst ein Lösen der Kupplung zwischen dem Anschlußstutzen des Armaturgehäuses
und dem Anschlußstutzen des Füllventils nicht möglich ist. Zum Zwecke einer solchen
Druckentlastung ist im Armaturgehäuse ein Belüftungsventil vorgesehen, welches mit
Hilfe eines zweiten Handrades geöffnet werden kann und im geöffneten Zustand die
Verbindungsbohrung und damit den gesamten Innenraum des Armaturgehäuses sowie den
Druckraum des Manometers mit einer nach außen führenden Entlastungsbohrung verbindet.
Das im Innern des Armaturgehäuses bzw. im Druckraum des Manometers befindliche Druckmittel
fließt dann über die Entlastungsbohrung nach außen ab, so daß der Überdruck im Innern
der Druckmeßvorrichtung bis auf Null absinkt. Danach ist ein Lösen der Kupplung
an dem Anschlußstutzen von Füllventil und Armaturgehäuse ohne Schwierigkeiten möglich,
und die Druckmeßvorrichtung kann vom Grubenstempel bzw. dessen Füllventil abgenommen
werden.
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Diese bekannte Druckmeßvorrichtung für hydraulische Grubenstempel
besitzt jedoch eine Reihe von Nachteilen, die sich in der Praxis außerordentlich
störend bemerkbar machen. So ist es beispielsweise äußerst nachteilig, daß zu Beginn
jeder Druckmessung der gesamte Innenraum des Armaturgehäuses und der Druckraum des
Manometers zunächst mit Druckflüssigkeit aus dem hydraulischen Grubenstempel aufgefüllt
werden müssen, bevor eine Druckmessung möglich ist. Diese keineswegs unbeträchtliche
Druckflüssigkeitsmenge wird dabei dem hydraulischen Grubenstempel entnommen, was
ein spürbares Absinken des Druckmitteldruckes im Druckraum des Grubenstempels zur
Folge hat. Dieses Absinken des Druckmitteldruckes ist wiederum gleichbedeutend mit
einer spürbaren Entlastung des Grubenstempels, die bei einer solchen Druckmessung
höchst unerwünscht ist, weil sie eine Verringerung der Stützkraft des Grubenstempels
und gegebenenfalls eine Beunruhigung des Hangenden mit allen hieraus möglicherweise
resultierenden Folgen verursacht. Dies gilt vor allem dann, wenn im Laufe der Zeit
mehrere Messungen des Druckmitteldruckes des hydraulischen Grubenstempels notwendig
werden und infolgedessen immer wieder Druckflüssigkeit dem Druckraum des Stempels
entnommen wird. Außerdem zeigt diese bekannte Druckmeßvorrichtung niemals genau
den Druck an, der vor der Messung tatsächlich im Druckraum des Grubenstempels vorhanden
war. Vielmehr ist der angezeigte Druck gegenüber dem vor der Messung vorhandenen
Druck um ein keineswegs unbeträchtliches Maß geringer, da bei der bekannten Bauart
nur der Druck am Manometer abgelesen werden kann, der nach der Teilentlastung des
Grubenstempels durch das Anschließen der Druckmeßvorrichtung noch im Druckraum des
Grubenstempels herrscht. Erfahrungsgemäß beträgt die Differenz zwischen dem von
der bekannten Druckmeßvorrichtung angezeigten und dem tatsächlich unmittelbar vor
dem Messen im Druckraum vorhandenen Druck etwa 10 % des Druckmitteldruckes. Diese
Differenz kann jedoch erheblichen Schwankungen unterliegen, so daß keineswegs der
tatsächlich vor der Messung vorhanden gewesene Druck dadurch errechnet werden kann,
daß dem gemessenen Druck 10 % zugeschlagen werden. Vielmehr kann die vorhandene
Druckdifferenz bei einer nicht vollständigen Entleerung der Druckflüssigkeitsfüllung
der bekannten Druckmeßvorrichtung auch wesentlich kleiner als 10 % sein. Außerdem
kann die Druckdifferenz auch wesentlich größer als 10 % werden, und zwar beispielsweise
dann, wenn infolge eines Bedienungsfehlers Druckflüssigkeit über das nicht oder
nicht vollständig geschlossene Belüftungsventil entweichen kann oder wenn infolge
von Fertigungstoleranzen oder infolge einer anderen Ausführungsform bei der bekannten
Druckmeßvorrichtung der Rauminhalt des Armaturgehäuses bzw. des Druckraums des Manometers
größer bemessen ist, als dies üblicherweise der Fall ist. Infolgedessen ist mittels
der bekannten Druckmeßvorrichtung eine exakte und genaue Druckmessung des im Druckraum
eines hydraulischen Grubenstempels oder einer sonstigen hydraulischen Ausbaueinrichtung
für den untertägigen Grubenbetrieb herrschenden Druckmitteldruckes überhaupt nicht
möglich. Außerdem wirkt sich bei der bekannten Bauart der Meßvorgang, insbesondere
dann,
wenn er mehrfach wiederholt wird, außerordentlich nachteilig auf die Stützwirkung
des Grubenstempels aus, was bei schwierigen Hangendverhältnissen unter Umständen
zu schweren Unfällen und lang anhaltenden Betriebsstörungen führen kann.
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Ein weiterer Nachteil der bekannten Druckmeßvorrichtung besteht darin,
daß der im Druckraum eines hydraulischen Grubenstempels oder eines sonstigen, für
den untertägigen Grubenbetrieb bestimmten hydraulischen Ausbauelementes herrschende
außerordentlich hohe Druckmitteldruck von durchweg mehreren hundert Atmosphären
schlagartig das Manometer der bekannten Druckmeßvorrichtung beaufschlagt, wenn der
Absperrkörper des Füllventils durch den Druckstift von seinem Ventilsitz abgehoben
wird. Durch diese schlagartige Beaufschlagung des Manometers werden die mechanischen
Teile desselben in erheblichem Maße beansprucht, so daß das Manometer oftmals schon
nach einer verhältnismäßig geringen Anzahl von Messungen unbrauchbar wird. Macht
sich dies dadurch bemerkbar, daß ein völlig unwahrscheinlicher Druck angezeigt wird,
so wird der Schaden verhältnismäßig schnell entdeckt, und das schadhafte Manometer
kann ausgewechselt werden. Oftmals sind jedoch die Beschädigungen des Manometers
derart, daß zwar ein falscher Druck angezeigt wird, der jedoch durchaus noch im
Bereich des Möglichen liegt. In solchen Fällen wird ein Schaden am Manometer vielfach
erst nach einer großen Anzahl von Fehlmessungen entdeckt, so daß nicht nur das Manometer
ausgewechselt werden muß, sondern auch unter einem erheblichen Aufwand an Arbeitszeit
und Kosten sämtliche Messungen wiederholt werden müssen, was wiederum eine abermalige
Druckentlastung der Grubenstempel verursacht. Die schlagartige Beauschlagung des
Manometers führt bei den bekannten Druckmeßvorrichtungen außerdem zu einem starken
Verschleiß des Manometers, so daß dieses nur eine relativ kurze Lebensdauer besitzt
und in kurzen Zeitabständen ausgewechselt werden muß, was naturgemäß entsprechend
hohe Reparaturkosten verursacht.
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Das bei der bekannten Bauart nach jeder durchgeführten Druckmessung
erforderliche Entlasten vom Druckmitteldruck hat zur Folge, daß die in der Druckmeßvorrichtung
vorhandene Druckflüssigkeit nach außen abfließen kann. Dies ist infolge des hohen
Druckes, unter dem die Druckflüssigkeit auch innerhalb der Druckmeßvorrichtung steht,
für den Bedienungsmann nicht ganz ungefährlich. Außerdem ist es sehr leicht möglich,
daß die Arbeitskleidung des Bedienungsmannes von der ausströmenden Druckflüssigkeit
durchnäßt wird, was nicht nur unangenehm, sondern insbesondere bei dem oftmals recht
starken Wetterzug in untertägigen Abbaubetriebspunkten zu Erkrankungen führen kann.
Außerdem können die in der Nähe befindlichen Einrichtungen und Maschinen ebenfalls
mit Druckflüssigkeit benetzt werden, was ein Korrodieren derselben in erheblichem
Maße fördert. Schließlich erfordert das nach jeder Messung notwendige Belüften der
Druckmeßvorrichtung, daß das Belüftungsventil geöffnet und geschlossen wird, wozu
mehrere Handgriffe notwendig sind. Die für die Durchführung dieser Handgriffe notwendige
Zeitspanne ist zwar bei jeder einzelnen Messung nicht sehr groß, addiert sich jedoch
bei einer größeren Anzahl von Messungen zu einer verhältnismäßig großen Gesamtzeit,
so daß auch die Arbeitskosten für die Durchführung einer Messung bei der bekannten
Druckmeßvorrichtung nicht unbeträchtlich sind.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Druckmeßvorrichtung
für hydraulische Ausbaueinrichtungen, insbesondere im untertägigen Grubenbetrieb,
zu schaffen, der die vorerwähnten Nachteile der bekannten Bauart nicht anhaften.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Druckmeßvorrichtung eine
an den Druckraum des Manometers angeschlossene, mit einer Druckflüssigkeit gefüllte
Zylinderbohrung aufweist, in welcher ein verschiebbarer Kolben dichtend geführt
ist, und daß die Zylinderbohrung mit der Anschlußstelle der Ausbaueinrichtung über
einen Kapillarkanal verbunden ist. Durch die vorzugsweise von Hand erfolgende Verschiebung
des Kolbens läßt sich bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Druckmeßvorrichtung
der Druck in der mit Druckflüssigkeit gefüllten Zylinderbohrung und damit auch im
Druckraum des Manometers und in dem Kapillarkanal so lange stetig erhöhen, bis die
Zylinderbohrung und damit der Druckraum des Manometers über den Kapillarkanal druckmittelleitend
mit dem Druckraum der Ausbaueinrichtung verbunden ist und der Druck im Druckraum
des Manometers im wesentlichen dem im Druckraum der Ausbaueinrichtung herrschenden
Druckmitteldruck entspricht. Hierdurch wird zunächst erreicht, daß bei einer Druckmessung
dem Druckraum der hydraulischen Ausbaueinrichtung, beispielsweise dem Druckraum
eines hydraulischen Grubenstempels, keine Druckflüssigkeit entnommen wird. Dies
ist vor allem deshalb möglich, weil bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Druckmeßvorrichtung
bei beendeter Druckmessung keine Belüftung des Innenraumes des Armaturgehäuses bzw.
des Druckraumes des Manometers vorgenommen und bewußt auf ein Belüftungsventil verzichtet
wird. Es besteht somit keine Möglichkeit, die in der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Druckmeßvorrichtung befindliche Druckflüssigkeit nach außen abfließen zu lassen.
Auch dann, wenn die Druckmeßvorrichtung nach beendeter Messung beispielsweise vom
Füllventil eines hydraulischen Grubenstempels abgenommen worden ist, kann keine
Druckflüssigkeit nach außen abfließen, weil der Kapillarkanal die einzige Verbindung
der Druckflüssigkeitsfüllung des Innenraumes des Armaturgehäuses nach außen darstellt
und dieser Kapillarkanal infolge seines geringen Querschnittes ein Ausfließen von
Druckflüssigkeit nach außen und gleichzeitig ein Eindringen von Luft nach innen
verhindert. Andere Öffnungen des Innenraumes der Druckmeßvorrichtung nach außen
sind nicht vorhanden. Der Innenraum des Armaturgehäuses, der im wesentlichen aus
dem Druckraum des Manometers und der daran angeschlossenen Zylinderbohrung und dem
Kapillarkanal besteht, ist bereits vor dem Meßvorgang mit Druckflüssigkeit gefüllt
und nach außen - abgesehen von dem Kapillarkanal - druckmitteldicht verschlossen.
Infolgedessen geht bei einer Druckmessung mit Hilfe der Druckmeßvorrichtung nach
der Erfindung nicht die geringste Druckflüssigkeitsmenge verloren. Es wird beim
Meßvorgang auch keinerlei Druckflüssigkeit aus dem Druckraum des Grubenstempels
oder der sonstigen Ausbaueinrichtung entnommen, an dem bzw. an der eine Druckmessung
vorgenommen wird. Daher findet bei der Durchführung der Druckmessung keinerlei Druckentlastung
des Grubenstempels oder der sonstigen
Ausbaueinrichtung statt, wie
sie bei der bekannten Druckmeßvorrichtung nicht zu vermeiden ist. Selbst dann, wenn
in kurzen zeitlichen Abständen an ein und derselben Ausbaueinrichtung mehrere Messungen
vorgenommen werden und dabei stets die Druckmeßvorrichtung an das Füllventil angeschlossen
und wieder abgenommen wird, tritt praktisch keinerlei Entlastung des Grubenstempels
oder der sonstigen Ausbaueinrichtung auf, so daß alle bei der bekannten Bauart mit
der beträchtlichen Verringerung der Lastaufnahme der Ausbaueinrichtung bei jeder
Messung verbundenen Nachteile vermieden werden.
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Andererseits besteht keine Gefahr, daß es bei der erfindungsgemäß
vorgeschlagenen Druckmeßvorrichtung zu Fehlmessungen infolge Undichtigkeiten des
mit Druckflüssigkeit gefüllten Innenraumes der Druckmeßvorrichtung bzw. dadurch
kommt, daß aus diesem Innenraum Druckflüssigkeit ausläuft, wenn diese nicht an eine
Ausbaueinrichtung angeschlossen ist, sondern nicht gebraucht wird und irgendwo -
zweckmäßigerweise in einer Schutzhülle oder einem Schutzkasten - gelagert ist. Infolge
der druckmitteldichten Ausbildung der Druckmeßvorrichtung bleibt diese stets mit
Druckflüssigkeit gefüllt, so daß ein Nachfüllen im Augenblick der Messung nicht
zu erfolgen braucht und die damit verbundenen Nachteile vermieden werden. Um zu
verhindern, daß Schmutzteilchen in das Innere der Druckmeßvorrichtung eindringen,
ist es ratsam, auf den Anschlußstutzen des Armaturgehäuses eine beispielsweise aus
Kunststoff bestehende Schutzkappe aufzustecken, wenn die Vorrichtung nicht gebraucht
und irgendwo gelagert wird.
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Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Druckmeßvorrichtung
besteht jedoch darin, daß der auf dem Manometer angezeigte Druckflüssigkeitsdruck
praktisch gleich dem Druck ist, der vor und während der Messung tatsächlich im Druckraum
des Stempels oder der sonstigen Ausbaueinrichtung herrscht. Eine derart genaue Messung
ist vor allem deshalb möglich, weil dem Druckraum des Grubenstempels oder der sonstigen
Ausbaueinrichtung weder vor noch während der Messung Druckflüssigkeit entnommen
wird, so daß bei der Messung praktisch keinerlei Druckabfall im Druckraum der Ausbaueinrichtung
eintritt, wie dies bei der bekannten Druckmeßvorrichtung nicht zu vermeiden ist,
bei der die aus der Druckmeßvorrichtung ausgelaufene Druckflüssigkeit bei jeder
Messung wieder aus dem Druckraum der Ausbaueinrichtung ergänzt werden muß. Daß bei
der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Druckmeßvorrichtung der von dem Manometer angezeigte
Druck nicht ganz exakt gleich dem Druck ist, der vor und während der Messung im
Druckraum derAusbaueinrichtung herrscht, liegt daran, daß die Druckmeßvorrichtung
vorzugsweise an das Füllventil des Grubenstempels oder der sonstigen Ausbaueinrichtung
angeschlossen wird und daß während der Messung der Absperrkörper des Füllventils
gegen den Druck der Ventilfeder von seinem Ventilsitz abgehoben werden muß, um eine
direkte Verbindung zwischen dem Druckraum des Grubenstempels und dem Druckraum des
Manometers herzustellen. Zum Abheben des Absperrkörpers von seinem Ventilsitz benötigt
man einen Druckflüssigkeitsdruck, der um ein sehr geringes Maß, nämlich um den Druck,
den die Ventilfeder auf den Absperrkörper des Füllventils ausübt, größer ist als
der im Druckraum herrschende Druckmitteldruck. Dieser zusätzlich benötigte Druck
ist jedoch im Verhältnis zu dem im Druckraum des Grubenstempels oder der sonstigen
Ausbaueinrichtung herrschenden, außerordentlich hohen Druckflüssigkeitsdruck so
gering, daß er - ohne die Messung irgendwie zu verfälschen - vernachlässigt werden
kann. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß das Füllventil während des Einsatzes des
Stempels oder der sonstigen Ausbaueinrichtung durch den im Druckraum herrschenden
Druckmitteldruck in Schließstellung gehalten wird und der von der Ventilfeder ausgeübte,
geringe Druck nur dann von Bedeutung ist, wenn der Grubenstempel bzw. die sonstige
Ausbaueinrichtung entlastet ist und der Druck im Druckraum bis annähernd auf Null
abgesunken ist. In diesem Zustand verhindert die Ventilfeder des Füllventils, daß
sich der Absperrkörper von seinem Ventilsitz abhebt und Druckflüssigkeit aus dem
Druckraum austreten läßt bzw. Schmutz von außen in den Druckraum eintreten kann.
Hierzu genügt ein sehr geringer Anpreßdruck von einigen wenigen Kilogramm je Quadratzentimeter,
um welche dann bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Druckmeßvorrichtung der vom
Manometer angezeigte Druck von dem tatsächlichen Druck im Druckraum abweicht. Da
diese Abweichung jedoch meist weit weniger als 1 a/o des Druckes im Druckraum beträgt,
kann sie ohne weiteres vernachlässigt werden. Im übrigen ist die Skala eines für
derart hohe Drücke geeigneten Manometers so grob unterteilt, daß solche geringen
Drücke, wie sie von der Ventilfeder eines Füllventils verursacht werden, kaum abgelesen
werden können. Will man jedoch eine ganz exakte Messung durchführen, so ist dies
mittels der bekannten Druckmeßvorrichtung ebenfalls möglich, da der Anpreßdruck
der Ventilfeder des Füllventils im allgemeinen bekannt ist und daher von dem vom
Manometer angezeigten Druck subtrahiert werden kann. Eine solche Korrektur ist bei
der bekannten Meßvorrichtung nicht möglich, da bei ihr das Ausmaß der Abweichung
des gemessenen Druckes von dem tatsächlich vor der Messung vorhanden gewesenen Druck
je nach dem Grad der Belüftung der Meßvorrichtung erheblichen Schwankungen unterliegt
und infolgedessen niemals genau feststeht.
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Ein weiterer Vorteil der Druckmeßvorrichtung nach der Erfindung besteht
darin, daß beim Abnehmen der Druckmeßvorrichtung, beispielsweise vom Füllventil
eines hydraulischen Grubenstempels, keine Druckflüssigkeit ausströmt, die das Bedienungspersonal
durchnässen und die in der Nähe befindlichen Einrichtungen und Maschinen benetzen
kann. Außerdem besteht auch keine Gefahr, daß das Bedienungspersonal durch mit hohem
Druck ausströmendes Druckmittel verletzt wird, wie dies bei der bekannten Druckmeßvorrichtung
bei unsachgemäßer Handhabung durchaus möglich ist. Eine unsachgemäße Handhabung
der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Druckmeßvorrichtung ist demgegenüber praktisch
kaum möglich.
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Ein weiterer besonders wichtiger Vorteil der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Druckmeßvorrichtung ist das beim Durchführen der Messung eintretende allmähliche,
d. h. stetige Ansteigen des Druckflüssigkeitsdruckes im Druckraum des Manometers.
Die mechanischen Teile und die Membran des Manometers werden auf diese Weise weitgehend
geschont, so daß praktisch kaum einmal ein Manometer
ausgewechselt
werden muß und kaum Reparaturen anfallen. Das stetige und allmähliche Ansteigen
des Druckflüssigkeitsdruckes im Druckraum des Manometers ist durch die besondere
Ausbildung und Arbeitsweise der Druckmeßvorrichtung nach der Erfindung bedingt,
die dadurch ermöglicht wird, daß mit dem Kapillarkanal eine an den Druckraum des
Manometers angeschlossene, mit einer Druckflüssigkeit gefüllte Zylinderbohrung verbunden
ist, in welcher ein verschiebbarer Kolben gleitend und dichtend geführt ist. Mit
Hilfe dieses Kolbens läßt sich der Druck im Innern des Armaturgehäuses und damit
im Innern des Druckraumes des Manometers stetig bzw. allmählich erhöhen, und zwar
dadurch, daß der in der Zylinderbohrung angeordnete Kolben vorzugsweise von Hand
vorgeschoben wird. Das stetige bzw. allmähliche Ansteigen des Druckes im Innern
der Druckmeßvorrichtung wird von ihrem Manometer laufend angezeigt, so daß eventuelle
Undichtigkeiten und ein hierdurch bedingter Druckverlust innerhalb der Meßvorrichtung
bzw. an den Anschlußstutzen von Füllventil und Armaturgehäuse sofort entdeckt und
behoben werden können und auf diese Weise Fehlmessungen vermieden werden. Da derartige
Undichtigkeiten jedoch kaum auftreten, steigt im Regelfalle der Druck innerhalb
der Druckmeßvorrichtung so lange an, bis er den Druck erreicht hat, der unmittelbar
vor bzw. im Augenblick der Messung im Druckraum des Grubenstempels oder der sonstigen
Ausbaueinrichtung herrscht. In diesem Augenblick wird der Absperrkörper des Füllventils
von beiden Seiten mit gleich hohem Druck beaufschlagt, so daß dieser nur noch durch
die Einwirkung der Ventilfeder auf seinen Ventilsitz gedrückt wird. Wird der hydraulische
Druck in der Druckmeßvorrichtung durch weiteres Vorschieben des Kolbens nur um den
geringen Druck erhöht, mit dem die Ventilfeder des Füllventils auf den Absperrkörper
einwirkt, so hebt sich dieser von seinem Ventilsitz ab, und der Druckraum des Grubenstempels
ist direkt mit dem Druckraum des Manometers verbunden. Der dann vom Manometer angezeigte
Druckflüssigkeitsdruck ist gleich dem zu Beginn der Messung im Druckraum des Grubenstempels
vorhandenen Druck zuzüglich des relativ äußerst geringfügigen Druckes, mit dem der
Absperrkörper des Füllventils von der Ventilfeder auf seinen Ventilsitz gedrückt
wird. Das Manometer der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Druckmeßvorrichtung wird
somit bei der Messung nur allmählich von dem Druck beaufschlagt, der im Druckraum
des Grubenstempels herrscht, und nicht schlagartig, wie dies bei der bekannten Druckmeßvorrichtung
auch bei sehr langsamem Vorschrauben des Druckstiftes nicht zu vermeiden ist. Die
mechanischen Teile des Manometers werden infolgedessen bei der Druckmeßvorrichtung
nach der Erfindung weitgehend geschont, so daß Falschmessungen infolge verbogener
oder verklemmter Teile innerhalb des Manometers nicht zu befürchten sind. Derartige
Verklemmungen und Beschädigungen sind bei der bei der Druckmeßvorrichtung nach der
Erfindung eintretenden, stetigen und allmählichen Drucksteigerung praktisch ausgeschlossen.
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Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung ist der innerhalb
der Zylinderbohrung geführte Kolben mit Hilfe eines Exzenterhebels aus seiner Ausgangsstellung
im Sinne einer Verkleinerung des mit dem Kapillarkanal verbundenen, mit Druckflüssigkeit
gefüllten Abschnittes der Zylinderbohrung verschiebbar. Bei der Verwendung eines
Exzenterhebels wird die von Hand aufzubringende Kraft für das Vorschieben des Kolbens
außerordentlich gering, so daß der Kolben sehr feinfühlig und ohne große Kraftanstrengung
vorgeschoben und der Druck im Innern der Druckmeßvorrichtung in der gewünschten
Weise stetig und allmählich gesteigert werden kann. Dabei hat es sich als zweckmäßig
erwiesen, an dem Exzenterhebel ein diesen in seine Ausgangsstellung zurückstellendes
Federelement anzuordnen. Hierdurch erreicht man, daß lediglich im Augenblick der
Messung das Manometer mit dem im Armaturgehäuse bzw. im Druckraum des Grubenstempels
vorhandenen, verhältnismäßig hohen Druck beaufschlagt ist, während nach beendeter
Messung der in der Druckmeßvorrichtung herrschende überdruck sofort bis auf Null
zurückgeht, was durch eine Zurückbewegung des Kolbens und die damit verbundene Vergrößerung
des Rauminhaltes innerhalb der Druckmeßvorrichtung bewirkt wird. Diese Zurückbewegung
des Kolbens geschieht durch die Einwirkung des Druckflüssigkeitsdruckes innerhalb
der Druckmeßvorrichtung. Sie ist aber erst dann möglich, wenn der Exzenterhebel
in seine Ausgangsstellung zurückbewegt ist, was durch das Federelement bewirkt wird,
sobald der Exzenterhebel losgelassen wird. Sinkt auf diese Weise der Druck in der
Druckmeßvorrichtung nur geringfügig ab, so drückt die Ventilfeder den Absperrkörper
des Füllventils wieder auf seinen Ventilsitz, so daß der Druckraum des Grubenstempels
oder der sonstigen Ausbaueinrichtung wieder verschlossen ist. In diesem herrscht
dann wieder der gleiche Druck wie zu Beginn der Messung. Demgegenüber sinkt innerhalb
der Druckmeßvorrichtung der Druck durch weiteres Zurückbewegen des Kolbens bis auf
annähernd Null wieder ab, so daß die Druckmeßvorrichtung bei völlig zurückgeschobenem
Kolben ohne Schwierigkeiten von dem Anschlußstutzen des Füllventils abgenommen werden
kann.
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Es ist jedoch auch möglich, eine solche Anordnung zu treffen, daß
der Kolben mit Hilfe einer Schraube oder eines Gewindebolzens im Sinne einer Verkleinerung
des mit dem Kapillarkanal verbundenen, mit Druckflüssigkeit gefüllten Abschnittes
der Zylinderbohrung verschiebbar ist. In beiden Fällen besteht außerdem die Möglichkeit,
daß der Kolben nicht nur im Sinne einer Verkleinerung, sondern auch im Sinne einer
Vergrößerung des mit dem Kapillarkanal verbundenen, mit Druckflüssigkeit gefüllten
Abschnittes der Zylinderbohrung verschiebbar ist, so daß der Kolben mit Hilfe des
Exzenterhebels bzw. der Schraube oder des Gewindebolzens auch zurückgezogen werden
kann, ohne daß im Innern der Druckmeßvorrichtung ein Druckflüssigkeitsdruck vorhanden
ist. Eine solche Ausbildung ist vor allem dann von Vorteil, wenn im Falle einer
Reparatur, beispielsweise nach dem Auswechseln eines Manometers, das Innere der
Druckmeßvorrichtung wieder mit Druckflüssigkeit gefüllt werden soll. In diesem Fall
ist es dann möglich, durch Zurückziehen des zunächst vorgeschobenen Kolbens in seine
Ausgangsstellung Druckflüssigkeit aus einem Behälter anzusaugen und auf diese Weise
die Druckmeßvorrichtung nach der Erfindung wieder mit Druckflüssigkeit zu füllen.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Kapillarkanal
zwischen der Innenwandung der bis zum Anschlußstutzen durchgeführten
Verbindungsbohrung
und der Außenfläche eines in diese öldicht eingeführten Stiftes vorgesehen. Dabei
ist zweckmäßigerweise der Kapillarkanal durch eine in Längsrichtung verlaufende
Ausnehmung der Innenwandung der Verbindungsbohrung und/oder des in diese öldicht
eingeführten Stiftes gebildet. Auf diese Weise lassen sich die Schwierigkeiten umgehen,
die ansonsten beim Einbringen des Kapillarkanals in das Armaturgehäuse bei dessen
Fertigung auftreten, wie z. B. das Verlaufen oder gar Abbrechen des Werkzeuges.
Bei einer fertigungstechnisch besonders günstigen Ausführungsform der Erfindung
ist der Kapillarkanal durch eine sich über die gesamte Länge des in diesen öldicht
eingeführten Stiftes erstreckende Abflachung gebildet, welche sich nur über einen
kleinen Teil des Umfanges des Stiftes erstreckt. Bei dieser Ausführungsform der
Erfindung läßt sich der Kapillarkanal besonders leicht herstellen, da es verhältnismäßig
einfach ist, einen ansonsten öldicht in eine Bohrung eingeführten Stift um ein geringes
Maß einseitig flach zu schleifen, so daß auf einem kleinen Teil des Umfanges des
Stiftes ein geringfügiges Spiel zwischen der Mantelfläche desselben und der Innenwandung
der Gehäusebohrung entsteht. Dieses geringfügige Spiel reicht völlig aus, um den
für die Druckmessung erforderlichen Kapillarkanal zu bilden.
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Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die Verbindungsbohrung und die
Zylinderbohrung mit dem Kolben koaxial hintereinander anzuordnen. Dabei ist es in
weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorteilhaft, den Stift innerhalb der Verbindungsbohrung
längsverschieblich zu führen und mit einem Endabschnitt an der ihm zugekehrten Stirnseite
des Kolbens zu befestigen, während er mit seinem anderen Endabschnitt über den Anschlußstutzen
hinaus nach außen vorragt. Diese Ausführungsform der Druckmeßvorrichtung nach der
Erfindung ist vor allem für Dauermessungen geeignet, die sich über einen längeren
Zeitraum erstrecken. Bei derartigen Dauermessungen muß dafür gesorgt werden, daß
der Absperrkörper des Füllventils auch dann offenbleibt, wenn der Druck im Druckraum
des Grubenstempels oder der sonstigen Ausbaueinrichtung beispielsweise infolge von
Gebirgsbewegungen ansteigt. Würde in einem solchen Fall der Absperrkörper des Füllventils
durch die Wirkung des Druckflüssigkeitsdruckes und der Ventilfeder auf den Ventilsitz
gedrückt werden, so wäre die Verbindung zwischen dem Druckraum des Grubenstempels
und der Druckmeßvorrichtung unterbrochen und der vom Manometer angezeigte Druck
geringer als der tatsächlich im Druckraum des Grubenstempels bzw. der Ausbaueinrichtung
vorhandene Druckflüssigkeitsdruck. Um dies zu vermeiden, ist innerhalb der Verbindungsbohrung
der Stift längsverschieblich geführt und in seiner axialen Länge derart bemessen,
daß sein über den Anschlußstutzen hinaus nach außen vorragender Endabschnitt im
vorgeschobenen Zustand den Absperrkörper daran hindert, an seinem Ventilsitz zur
Anlage zu kommen.
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Dabei ist es ratsam, die axiale Länge und den Durchmesser des Stiftes
so zu bemessen, daß sein über den Anschlußstutzen hinaus nach außen vorragender
Endabschnitt bei in Ausgangsstellung befindlichem Kolben in die Durchflußbohrung
des Füllventils bis kurz vor dessen Absperrkörper einschiebbar ist. Durch eine solche
Bemessung und Ausbildung des Stiftes erreicht man, daß zum Beginn jeder Messung
durch das Vorschieben des Kolbens stets zunächst eine beträchtliche Druckerhöhung
innerhalb des Amaturgehäuses stattfindet, bevor der vordere Endabschnitt des Stiftes
den Absperrkörper berührt. Die axiale Länge des Stiftes wird dabei zweckmäßigerweise
so bemessen, daß dessen vorderer Endabschnitt erst dann den Absperrkörper des Füllventils
berührt, wenn durch das Vorschieben des Kolbens der Druck innerhalb des Armaturgehäuses
bereits verhältnismäßig hoch geworden ist und zumindest annähernd dem Druck im Druckraum
des Grubenstempels bzw. der sonstigen Ausbaueinrichtung entspricht. Hierdurch wird
erreicht, daß der Stift den Absperrkörper des Füllventils nicht schon dann von seinem
Ventilsitz abhebt, wenn innerhalb der Druckmeßvorrichtung erst ein geringer Gegendruck
oder noch gar kein Druck vorhanden ist, wie dies bei der bekannten Druckmeßvorrichtung
der Fall ist, bei der es infolgedessen zu einer schlagartigen Beanspruchung des
Manometers kommt. Bei der Druckmeßvorrichtung nach der Erfindung wird demgegenüber
durch die besondere Bemessung des Stiftes gewährleistet, daß zuerst ein so hoher
Druck innerhalb des Armaturgehäuses und innerhalb des Druckraumes des Manometers
aufgebaut wird, daß dieser den Absperrkörper des Füllventils von seinem Sitz abhebt.
Erst nachdem dies geschehen ist, ragt der Stift so weit nach außen aus dem Anschlußstutzen
des Armaturgehäuses heraus, daß er den bereits abgehobenen Absperrkörper des Füllventils
in seiner abgehobenen Stellung festhält, was insbesondere bei Dauermessungen von
Bedeutung ist.
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Bei derartigen Dauermessungen empfiehlt es sich weiterhin, mit Hilfe
einer Rasteinrichtung am Exzenterhebel oder an der Schraube bzw. dem Gewindebolzen
den Kolben und damit den Stift in vorgeschobener Lage zu arretieren. Dies kann gegebenenfalls
auch dadurch geschehen, daß das den Exzenterhebel zurückstellende Federelement ausgeklinkt
wird, wobei jedoch auch andere Möglichkeiten der Arretierung vorgesehen sein können.
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Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Druckmeßvorrichtung für hydraulische
Ausbaueinrichtungen, wie z. B. hydraulische Grubenstempel, läßt sich gegebenenfalls
auch für andere hydraulische Anlagen und Einrichtungen verwenden, bei denen von
Zeit zu Zeit ohne Verlust an Druckflüssigkeit Druckmessungen durchgeführt werden
sollen, bei denen jedoch ein festes Anschließen eines Manometers aus besonderen
Gründen nicht möglich oder nicht erwünscht ist.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand eines Ausführungsbeispiels
veranschaulicht. Es zeigt F i g. 1 einen hydraulischen Grubenstempel mit angeschlossener
Druckmeßvorrichtung, F i g. 2 einen Längsschnitt durch die Druckmeßvorrichtung in
vergrößertem Maßstab, F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der F i g. 2.
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In F i g. 1 ist ein hydraulischer Grubenstempel 1 des offenen Systems
dargestellt, der auf dem mit 2 bezeichneten Liegenden steht und das mit 3 bezeichnete
Hangende über eine Kappe 4 abstützt. Der hydraulische Grubenstempel 1 besitzt ein
Füllventil 5, an welches eine Druckmeßvorrichtung 6 angeschlossen worden ist. Die
Druckmeßvorrichtung 6 besitzt ein in Uhrenform ausgebildetes Manometer 7 üblicher
Bauart und ein Armaturgehäuse 8, welches mit
Hilfe einer Kupplungsvorrichtung
9 an das Füllventil 5 des Grubenstempels 1 angeschlossen ist.
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In F i g. 2 sind die Einzelheiten der Druckmeßvorrichtung 6 und des
Füllventils 5 zu erkennen. Das Füllventil 5 besitzt einen Anschlußstutzen
5 a, in welchen ein Anschlußstutzen 8 a des Armaturgehäuses 8 eingreift.
Beide Anschlußstutzen 5 a und 8 a werden durch die Kupplungsvorrichtung 9
lösbar miteinander verbunden. Das Armaturgehäuse 8 wird in seiner Längsrichtung
vom Anschlußstutzen 8 a aus von einer Verbindungsbohrung 10 durchsetzt, die
in eine Anschlußbohrung 11 für das Manometer 7 mündet, welche senkrecht zu der Verbindungsbohrung
10 in das Armaturgehäuse 8 eingebracht ist. Die Anschlußbohrung 11 ist mit einem
Gewinde versehen, in welches der Anschlußstutzen 7 a des Manometers 7 eingeschraubt
ist. Der dem Füllventil 5 abgekehrte Endabschnitt des Armaturgehäuses 8 ist mit
einer Zylinderbohrung 12 versehen, die koaxial zu der Verbindungsbohrung 10 verläuft
und ebenfalls in die Anschlußbohrung 11 mündet, jedoch einen wesentlich größeren
Durchmesser als die Verbindungsbohrung 10 besitzt. In der Zylinderbohrung 12 ist
längsverschieblich und dichtend ein Kolben 13 geführt, der mit Hilfe eines Exzenterhebels
14 um ein begrenztes Maß in Richtung auf die Verbindungsbohrung 10 vorgeschoben
werden kann. Der Exzenterhebel14 ist etwa U-förmig ausgebildet, wobei einer seiner
beiden Schenkel in dem dem Anschlußstutzen 8 a abgekehrten Endabschnitt des Armaturgehäuses
drehbar gelagert ist. Dieser Schenkel ist im Bereich der Zylinderbohrung 12 nach
Art einer Exzenterwelle ausgebildet, während die übrigen Teile des Exzenterhebels
14 als Handgriff dienen. Der Exzenterhebe114 wird von einem ausklinkbaren Federelement
18 in seiner Ausgangsstellung gehalten.
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An der der Verbindungsbohrung 10 zugekehrten Stirnseite des Kolbens
13 ist ein Stift 15 befestigt, der im wesentlichen druckflüssigkeitsdicht, jedoch
verschiebbar in der Verbindungsbohrung 10 geführt ist. Die axiale Länge des Stiftes
15 ist so bemessen, daß bei in Ausgangsstellung befindlichem Kolben 13 der diesem
abgekehrte Endabschnitt des Stiftes 15 nach außen über den Anschlußstutzen 8 a des
Armaturgehäuses 8 hinaus vorragt. Die Länge dieses nach außen vorragenden Endabschnittes
des Stiftes 15 ist gerade so bemessen, daß sie zwar in die Einfüllöffnung des Füllventils
5 hineinragt, jedoch dessen Absperrkörper 5 b, der von einer Ventilfeder 5 c auf
seinen Ventilsitz gedrückt wird, nicht berührt, sondern im Abstand davon angeordnet
ist.
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In der Verbindungsbohrung 10 ist ein Kapillarkanal 16 angeordnet,
der bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel - wie vor allem F
i g. 3 erkennen läßt - durch eine Abflachung 17 gebildet ist, die sich über die
gesamte Länge, jedoch nur über einen kleinen Teil des Umfanges des Stiftes 15 erstreckt.