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| Hydraulischer Grubenstempel |
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| Um hydraulische Grubenstempel zu rauben, wird ein Raubventil |
| geöffnet, welches den Ausfluß der Flüssigkeit aus dem Stempel- |
druckraum freigibt. Der entlastete Stempel schiebt sich unter der Wirkung des auf
den Flüssigkeitspolster ruhenden Innenstempelgewichts ein. Die dem Einschieben des
Stempels entgegenwirkenden Kräfte, wie Drosselwiderstand im Raubventil, Strömungswiderstand
in den Durchflußkanälen, Reibung an der Kolbendichtung und Widerstand an der Schmutzabstreifvorrichtung
sind aber oftmals so gross, dass der Stempel sich nur sehr langsam oder, ohne besondere
Nachhilfe, überhaupt nicht mehr von selbst einschiebt.
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Um das Einschieben des Stempels zu verbessern und damit die Raubarbeit
leichter und schneller, d. h. gefahrloser durchführen zu können, hat man vorgeschlagen,
im Stempel eine Feder vorzusehen, die beim Ausfahren gespannt wird und beim Entlasten
des Stempeldruckraumes den ausgefahrenen Innenstempel zurückzieht. Eine solche Feder
muss eine sehr grosse Länge besitzen. Sie nimmt daher sehr viel Raum fort und lässt
sich im Stempel nur sehr schlecht unterbringen.
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Weiterhin ist es bei solchen Grubenstempeln, die einen eigenen Flüssigkeitsvorratsraum
besitzen, bekannt, den Vorratsraum so gegen die Aussenluft abzudichten, dass beim
Umschleusen der Flüssigkeit von dem Vorratsraum in den Druckraum in ersterem ein
Vakuum entsteht, welches beim Öffnen des Raubventils die Flüssigkeit in den Vorratsraum
zurücksaugt und auf diese Weise den Einschub des Stempels beschleunigt. Bei diesem
System wird das Einschieben des Stempels mit sehr einfachen und wirkungvollen Mitteln,
die praktisch keinen Raum beanspruchen, verbessert. Nachteilig ist jedoch insbesondere,
dass es nur bei solchen Stempeln anwendbar ist, die über einen eigenen Flüssigkeitsvorratsraum
verfügen.
Die Neuerung bezweckt eine einfache, mit geringen Abmessungen zu
bauende Vorrichtung, mit der der Einschub insbesondere bei solchen Stempeln, die
über eine im Streb o. dgl. verlegte Druckmittelleitung von einer zentralen Pumpe
herespeist werden und die als solche keinen eigenen Vorratsraum besitzen, beschleunigt
und gegebenenfalls noch wesentlich wirksamer als bei den bekannten Vorrichtungen
gestaltet werden kann.
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Gemäss der Neuerung ist in einem der gegeneinander verschiebbaren
Teleskopteile des Stempels ein gegenüber dem Flüssigkeitsraum abgedichteter Zylinderraum
vorgesehen, in dem ein mit dem anderen Teleskopteil verbundener Kolben derart gleitet,
dass beim Ausfahren des Stempels in dem Zylinderraum ein Vakuum und/oder eine Kompression
entsteht, welches bzw. welche das Bestreben hat, den Stempel beim Öffnen des Raubventils
einzuschieben. Besonders zweckmässig kann es sein, den Zylinder so auszubilden,
dass beim Ausfahren des Stempels in dem Zylinderraum auf der einen Seite des Kolbens
ein Vakuum und auf der anderen Seite des Kolbens eine Luftkompression entsteht.
In diesem Fall addieren sich die Wirkungen des Vakuums und der Kompression, so dass
besonders hohe Kräfte für den Einschub des Stempels zur Verfügung stehen und der
Einschub sich auch unter ungünstigen Umständen ausserordentlich schnell vollzieht.
Andererseits kann aber auch einer der beiden Räume des Zylinders, die durch den
Kolben voneinander getrennt sind, über Bohrungen, Kanäle o. dgl. mit der Aussenluft
in Verbindung stehen, so dass der Einschub nur über das Vakuum oder die Kompresion
erzielt wird.
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Die Zeichnung zeigt vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Neuerung.
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Fig. 1 zeigt teilweise im Längsschnitt einen zweiteiligen Teleskopstempel
gemäss der Neuerung ; Fig. 2 zeigt teilweise im Längsschnitt eine etwas abgeänderte
Ausführungsform ;
| Fig. 3 zeigt im Längsschnitt einen dreiteiligen Teleskop- |
| stempelgemäss der JNRedng ; |
| Fig. 4 zeigt vergrössert eine Einzelheit der Fig. 3 in etwas |
| abgeänderterForm. |
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Der Stempel grmäss Fig. 1 und 2 besteht aus einem zylindrischen Unterstempel
1, der eine Fußplatte 2 trägt, und einem in dem Unterstempel geführten Oberstempel
3, der eine Kopfplatte 4 trägt. Unterhalb der Kopfplatte ist in dem Ober-oder Innenstempel
3 ein Zwischenstück 5 angeordnet, in dem sich die Stempelventile, wie Überdruckventil,
Raubventil und Füllventil befinden. Ein Füllstutzen 6 dient zum Anschluss einer
Hochdruckleitung, über die dem Stempel Druckflüssigkeit von aussen zugeführt wird.
Der Innenstempel 3 ist in einer Führungsbüchse 7 geführt, die am oberen Ende des
Aussenstempels 1 angeordnet ist und hier mittels einer Abschlußhülse 8 mit Handgriff
9 gehalten ist. Ein Sohmutzabstreifring 10 ist in einer Ringkammer der Abschlußhülse
gelagert.
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Bei der Auaführungsfoæm gemäss Fig. 1 ist koaxial in dem Teleskoprohr
1 ein Zylinder 11 angeordnet, der sich fast über die gesamte Länge des Rohres 1
erstreckt. Am oberen Ende ist der Zylinder 11 durch einen mit einer Abdichtung 12
versehenen Stopfen 13 verschlossen, durch den eine Stange 14 unter Verwendung einer
Abdichtung 15 hindurchgeführt ist.
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Die Stange 14 ist am oberen Ende mit dem Zwischenstück 5 verschraubt.
Sie trägt am unteren Ende einen mit einer Abdichtung 16 versehenen Kolben 17, der
in dem Zylinder 11 gleitet. Der Zylinder 11 ist am Boden durch eine Platte 18 verschlossen,
die mittels einer Dichtung 19 an der Wandung des Unterstempels 1 geführt ist. Die
Platte 11 ist von einer Schraube 20 so an der Fußplatte 2 gehalten, dass sie sich
zwecks Zentrierung des Zylinders 11 etwas bewegen kann.
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In der Platte befindet sich ein Ventil 21.
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Der Innenstempel 3 trägt einen Ringkolben 22 mit einer Manschettendichtung
23, der auf seiner Kolbenfläche vom Flüssigkeitsdruck beaufschlagt wird. Zwischen
dem Kolben 22 und der zylindrischen Hülse 11 befindet sich ein Ringkanal 24 für
den Durchtritt der Flüssigkeit.
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Es ist ersichtlich, dass beim Ausfahren des Innenstempels 3, was durch
Einpressen von Flüssigkeit in das Innere des Stempels geschieht, der Kolben 17 in
dem Zylinder 11 nach oben gleitet, so dass sich der Raum 11a unterhalb des Kolbens
17 vergrössert und der Raum 11b oberhalb des Kolbens in seinem Volumeninhalt verringert.
Da der Zylinder 11 nach aussen abgedichtet ist und auch die Räume 11a und 11b gegeneinander
abgedichtet sind, entsteht beim Ausfahren des Stempels in dem Raum 11a ein Vakuum
und in dem mit Luft gefüllten Raum 11b eine Luftkompression. Sowohl das Vakuum als
auch die komprimierte Luft wirken so auf den Kolben 17, dass dieser und zusammen
mit ihm der Innenstempel 3 nach unten verschoben wird. Dies kann jedoch nur dann
vor sich gehen, wenn durch Öffnen des Raubventils die Flüssigkeit aus dem Stempel
entweichen kann. In diesem Fall wird der Stempel unter der sich überlagernden Wirkung
des Vakuums und der komprimierten Luft sehr schnell zum Einschub gebracht.
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Es ist möglich, einen der beiden Druckräume, zweckmässig den Kompressionsraum
11b, wirkungslos zu machen, indem eine Verbindung mit der Aussenluft hergestellt
wird, die einen Druckausgleich herbeiführt* Beispielsweise kann der Raum 11b über
eine Querbohrung und eine axiale Bohrung in der Stange 14 sowie über eine Bohrung
in dem Zwischenstück 5 mit der Aussenluft in Verbindung stehen. In diesem Fall kann
in dem Raum 11b beim Setzen des Stempels keine Kompression entstehen, so dass nur
das Vakuum in dem Raum 11a den beschleunigten Einschub des Stempels herbeiführt.
Andererseits kann aber auch der Raum 11a über Bohrungen in der Platte 18 und dem
Fußstüok 2 oder über Bohrungen in der Stange 14 und dem Zwischenstück 5 mit der
Aussenluft verbunden sein, so dass für das Einschieben des
Stempels
nur die Luftkompression in dem Raum llb wirksam wird.
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Über das federbelastete Ventil 21 und die Bohrung für die Schraube
20 wird Luft, die beim Zusamnenbau des Stempels unter Umständen in dem Raum 11a
verblieben ist oder im Betrieb des Stempels über die Kolbendichtung 16 in dem Raum
lla gelangt ist, aus dem Raum Ha abgedrückt, wenn der Stempel eingeschoben wird.
Das Ventil 21 ist nicht unbedingt erforderlich. Falls infolge einer geringen Undichtigkeit
der Manschette 16 in dem Raum 11a Luft vorhanden ist, so kann diese beim Einschub
des Stempels
| wieder über die Abdichtung in den Raum 11b und von dort |
gegebenenfalls nach aussen zurückgedrückt werden.
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Der Ausschub des Stempels wird durch Anschlag des Kolbens 17 bzw.
eines oberhalb des Kolbens 17 an der Stange 14 befindlichen Anschlages (nicht dargestellt)
an dem Stopfen 13 begrenzt. Es ist daher möglich, die Führungsbüchse 7 wesentlich
schwächer auszuführen und den Innenstempel 3 enger in dem Aussenstempel 1 zu führen.
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Wird der Raum 11b als Kompressionsraum benutzt, so ist der an der
Stange 14 befindliche Anschlag entsprechend der gewünschten maximalen Kompression
anzubringen.
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Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 2 wird der für den Stempeleinschub
vorgesehene Zylinderraum durch den rohrförmigen Innenstempel 3 gebildet, an dessen
Innenwandung der mit Dichtungsringen 32 versehene Kolben 31 gleitet.
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Der Kolben 31 ist an dem oberen Ende eines Rohres 33 befestigt, welches
koaxial in dem Unterstempel 1 an der Platte 18 angebracht ist.
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Der für den Stempeleinschub wirksame Zylinderraum 34 liegt zwischen
dem Kolben 31 und dem Kolben 35 ; der an dem Innenstempel 3 angebracht ist und unter
Zwischenlage von Abdichtungen 36 auf dem Rohr 33 geführt ist. Der Kolben wird von
unten her von der Flüssigkeit beaufschlagt, die über den Füllstutzen 6, das Zwischenstück
5, die Rohrleitung 33 und Querbohrungen 33a in den Druckraum unter dem Kolben 35
gelangt.
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Beim Ausfahren des Stempels verringert sich das Volumen in dem Zylinderraum
34. Das bedeutet, das die in dem Raum vorhandene Luft komprimiert wird, und zwar
umsomehr, je weiter der Stempel ausgefahren wird. Unter der Wirkung der komprimierten
Luft wird der Stempel eingefahren, sobald der Druckflüssigkeit durch Öffnen eines
Raubventils Gelegenheit gegeben ist, aus dem Flüssigkeitsdruckraum des Stempels
zu entweichen.
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Auch bei der Ausführungsform gemäss Fig. 2 kann der Kolben 31 als
Ausschubbegrenzung für den Innenstempel 3 dienen. Er ist so angebracht, dass bei
Erreichen des maximalen Stempelausschubs der Kolben 35 des Innenstempels 3 an ihm
zum Anschlag kommt, wobei je nach Grösse der in den Kolben 31 und 35 befindlichen
Ausnehmungen die maximale Kompression bestimmt wird.
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Die Fig. 3 und 4 zeigen einen mehrstufigen Teleskopstempel, der aus
drei gegeneinander verschiebbaren Rohren 40,41 und 42 besteht. Das Rohr 40 trägt
eine Fußplatte 43. Es bildet den Unterstempel. Das Rohr 42 trägt eine Kopfplatte
44 und ein Zwischenstück 45 mit den Stempelventilen. Der Füllstutzen ist mit 46,
das aus einer Kegelmanschette bestehende Füllventil mit 47 und ein Auszugsbegrenzungsventil
mit 48 bezeichnet.
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Letzteres wird durch eine Feder 49 normalerweise in Offenstellung
gehalten.
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Die der Führung der Teleskoprohr dienenden Teile 50 und 51 und die
Schmutzabstreifringe 52 entsprechen den Teilen 7, 8 und 10 der Fig. 1 und 2. Der
Ringkolben des Innenstempels 42 ist mit 53 und der Ringkolben des Innenstempels
41 mit 54 bezeichnet. Letzterer besitzt Bohrungen für den Durchtritt der Druckflüssigkeit,
die über das Füllventil 47y das Ausschubbbgrenzungsventil 48, den Ringkanal 56 zwischen
dem Kolben 53 und einem Stopfen 57 und die Bohrung 55 in dem Kolben 54 fliessen
kann.
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Der Stopfen 57 bildet den Boden eines Zylinder 58, der auf dem Kolben
54 koaxial befestigt ist. In dem Zylinder gleitet ein Kolben 59, der als Stopfen
auf einer Hülse 60 sitzt, die mittels einer Platte 61 und einer Schraube 62 am Fußstück
43 mit etwas Spiel zwecks Zentrierung befestigt ist. Die Platte 61 liegt mit einer
Dichtung 63 an der Innenwandung des Unterstempels
40 an. Sie wird
vom Flüssigkeitsdruck im Unterstempel gegen das Fußstück 43 gepreßt.
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Der Zylinder 58 ist gegenüber dem Flüssigkeitsraum im Stempel
| abgedichtet. Dagegen ist der Kolben 59 bei der Ausführung- |
| form gemäss Fig. 3 nicht gegenüber der Wandung des Zylinders |
| 58 abgedichtet. Das bedeutet, dass beim Ausschieben des |
Rohres 41 aus dem Rohr 40 in dem gesamten Zylinderraum ein Vakuum entsteht, welches
auf den Stopfen 57 wirkt und diesen zusammen mit dem Rohr 41 zurückzieht, wenn die
Druckflüssigkeit bei geöffnetem Raubventil aus dem Flüssigkeitsraum entweichen kann.
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Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 4 ist der Kolben 59 mittels einer
Manschette 64 gegenüber der Wandung des Zylinders 58 abgedichtet. Auf diese Weise
entstehen in dem Zylinder 58 zwei abgedichtete Räume 58a und 58b. Ähnlich wie bei
der Ausführungsform gemäss Fig. 1 wird beim Ausfahren des Teleskoprohres 41 in dem
Raum 58a ein Vakuum und in dem Raum 58b eine Kompression der darin vorhandenen Luft
erzielt. Sowohl das Vakuum wie die Luftkompression wirken im Sinne eines Einschiebens
des Rohres 41. Auch hier ist es möglich, den einen der beiden Räume 58a und 58b
über Kanäle mit der Aussenluft in Verbindung zu bringen, um dessen Wirkung auszuschalten.
Beispielsweise kann der Raum 58b über Bohrungen in dem Kolben 54 und dem Führungsring
51 mit der Aussenluft in Verbindung stehen, so dass für den Einschub nur das Vakuum
in dem Raum 58a wirksam wird. Es ist aber auch möglich, den Vakuumraum 58a über
Bohrungen in dem Kolben 59, die Hülse 60 und Bohrungen 65 und 66 in der Platte 61
und dem Fußstück 43 an die Aussenluft anzuschliessen. wenn für den Einschub nur
der Kompressionsraum 58b wirksam werden soll.
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Das Ventil 67 in dem Kolben 59 hat dieselbe Aufgabe wie das Ventil
21 der Fig. 1.
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Das Ausschubbegrenzungsventil 48 ist mittels eines Zugorgans, beispielsweise
eines Nylonseiles, mit dem Stopfen 57 verbunden. Das Seil ist so lang, dass es das
Ventil 48 bei Erreichen des maximalen Stempelausschubs gegen die Wirkung der Feder
49 schliesst, so dass keine Flüssigkeit mehr von aussen in dem Stempel gelangen
kann.
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Es ist möglich, auch dem Teleskoprohr 42 einen Einschubzylinder der
beschriebenen Art zuzuordnen. Um einen seinschub des in den Fig. 3 und 4 dargestellten
Stempels bei jeder Auszugsstellung sicherzustellen, wird zweckmässig eine Vorrichtung
vorgesehen, mit der der Innenstempel 42 an dem Innenstempel 41 so verriegelt werden
kann, dass er von dem Innenstempel beim Einschieben mitgenommen wird. Es wird damit
verhindert, dass unter der Wirkung des Einschubzylinders sich nur der Innenstempel
41 relativ zu dem Innenstempel 42 verschiebt, ohne dass dabei sich die Länge des
ausgefahrenen Stempels verändert. Zur Verriegelung der genannten Innenstempel kann
ein Stift oder auch ein Verkantungbügel dienen, der auf der Hülse 50 des Innenstempels
41 befestigt ist und den Innenstempel 42 so umgreift, dass er diesen infolge Verkantens
mitnimmt.
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Die Stempel gemäss der Neuerung können als Einzelstempel oder als
Stempel eines wandernden Ausbauelement, beispielsweise eines Ausbaurahmens verwendet
werden.