-
Hydraulischer Stempel für gebirgsschlaggefährdete Flöze Die Erfindung
betrifft einen hydraulischen Stempel für gebirgsschlaggefährdete Flöze, bestehend
aus Kolben und Zylinder mit einem unterhalb des Zylinders angeordneten druckfreien
Raum sowie einem Arbeitsventil zur hydraulischen Absicherung des Stempels.
-
Hydraulische Stempel sind durch mindestens ein Arbeitsventil, das
sich im Stempel oder in einem außerhalb des Stempels liegenden Steuergerät befinden
kann, gegen zu hohe Auflastungen durch Gebirgsdruck abgesichert. Diese Arbeitsventile
sind so eingestellt, daß beim Überschreiten eines bestimmten Druckes im Stempel
entsprechend der Stempel-instellast beispielsweise ein durch mechanische Federkraft
belasteter Ventilkegel gegen die Federkraft kurzzeitig vom Sitz abhebt, wobei Druckflüssigkeit
aus dem Stempeldruckraum abströmt. Das Öffnen des Arbeitsventils dauert so lange,
bis Druckausgleich erzielt ist und der Ventilkegel durch die Federkraft wieder schließt.
Bei hohen Stempeltragkräften und hohen Stempeldrücken (bis 2 480 kp/cm ) wird der
öffnungsquerschnitt des Arbeitsventils relativ klein bemessen, um die Flächenpressung
an den Dichtflächen im zulässigen Bereich zu halten. Das hat den nachteil, daß der
Stempeldruck durch kurzzeitige starke Konvergenz bei Gebirgsschlägen plötzlich stark
ansteigen kann, weil der öffnungsquerschnitt im Arbeitsventil nicht ausreicht, um
die für den Druckausgleich notwendige Flüssigkeitsmenge sofort abströmen zu lassen.
Es besteht also die Gefahr, daß der Stempel durch den plötzlichen Druckanstieg zerstört
wird.
-
Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen hydraulischen stempel und
dessen hydraulische Absicherung so auszubilden, daß bei plötzlicnem hohem Druckanstieg
im Stempel infolge von Gebirgsschlägen ein ausreichend großer offnungsquerschnitt
für das Abströmen von Druckflüssigkeit zur Entlastung des Stempels zur Verfügung
steht.
-
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Zylinderdruckraum
eine große Öffnung aufweist, die von einem durch den Schließdruck beispielsweise
einer Feder und durch den Stempelinnendruck belasteten Drucksicherungsventil gegen
den druckfreien Raum verschlossen ist, wobei die Unterseite des Zylinderbodens als
Dichtsitz für den Dichtkegel ausgebildet ist, der in einem Führungshalter mit seitlich
verlaufenden Auslaßkanälen gelagert und mit einer durch eine Drossel verengten Durchlaßbohrung
für den Druckdurchtritt in den Druckreserveraum unter dem Dichtkegel versehen ist,
und daß der Reservedruckraum über eine Bohrung mit einem unter dem Führungshalter
angeordneten, auf einen höheren Druck als das Arbeitsventil im Stempelsteuergerät
eingestellten Uberströmventil gegen den druckfreien Raum abgesichert ist, oder daß
der Reservedruckraum von einem fliegenden Kolben durch den Andruck eines in der
Kammer des Führungshalters befindlichen, unter hohem Druck vorgespannten Gases verschlossen
ist.
-
In der Zeichnung, in der in Fig. 1 und Fig. 2 je ein im Längsschnitt
dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, werden die konstruktiven
und funktionellen Einzelheiten der Erfindung erläutert.
-
Der aus Kolben 1 und Zylinder 2 gebildete hydraulische Stempel ist
am oberen Zylinderrand in ein Stützrohr 3 eingehängt und von einem Führungsrohr
4, das mit dem Kolben 1 auf und ab bewegt wird, umgeben. Auf diese Weise ist der
hydraulische Stempel von mechanischen Druckkräften und Knickbeanspruchungen vollständig
entlastet. Die Druckmittel zufuhr in den Zylinderdruckraum 5 erfolgt durch die hohlzylindrisch
ausgebildete Kolbens tange 1 von einem außerhalb des Stempels angeordneten, in der
Zeichnung nicht dargestellten Steuergerät, in dem auch das zur hydraulischen Absicherung
des Stempels erforderliche Arbeitsventil untergebracht ist.
-
Im Zylinderboden 2a ist eine große Öffnung 6 vorgesehen, die gegen
den druckfreien Raum 7 im Stützrohr 3 unter dem Zylinder 2 durch das Drucksicherungsventil
8, 9 verschlossen ist, das unterhalb des Zylinderbodens 2a in dem nach unten verlängerten
Zylinderrohr 2b untergebracht ist.
-
Die Unterseite des Zylinderbodens 2a ist konisch zulaufend als Dichtsitz
für den Ventilkegel 9 des Drucksicherungsventils 8, 9 ausgebildet. Der Dichtungskegel
9, der in dem Führungshalter 10 mit großen, seitlich verlaufenden Auslaßkanälen
11 gelagert ist, wird von der Feder 12 und bei durckmittelbeaufschlagtem Zylinderdruckraum
5 durch die Rraft, die sich aus dem Differenzdruck der Flächenun-terschiede des
größeren Dichtkegels 9 zu der kleineren Dichtsitzöffnung 6 entsprechend der Differenz
ihrer Durchmesser d2 d, ergibt, gegen den Ventilsitz 8 gepreßt. Dazu ist der Zylinderdruckraum
5 mit dem Reservedruckraum 13 im Führungshalter 10 unterhalb des Dichtkegelkörpers
9 über die Durchlaßbohrung 14 und die darin eingesetzte Drossel 15 verbunden.
-
In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel führen bohrungen
16 vom Reservedruckraum 13 durch den Boden des Führungshalters 10 zu einem unterhalb
desselben im druckfreien Raum 7 angeordneten überströmventil 17, das auf einen höheren
Druck als das Arbeitsventil im Stempelsteuergerät eingestellt ist. Durch einen Gebirgsschlag
wird der Druck im Stempeldruckraum 5 plötzlich stark erhöht, so daß das Arbeitsventil
nicht mehr genügend Druckflüssigkeit abströmen lassen kann. Mit dem Druckanstieg
im btempeldruckraum 5 wird der über den Reservedruckraum 13 und über die Bohrung
16 auf das Uberströmventil 17 wirksame Druck erhöht. Das Überströmventil 17 öffnet
und läßt Druckflüssigkeit in den druckfreien Raum 7 im Stützrohr 3 abströmen. Da
sich infolge der durch die Drossel 15 bewirkten Verzögerung nicht sofort Druckausgleich
zwischen dem Stempeldruckraum 5 und dem Reservedruckraum 13 einstellt, wird durch
den höheren Druck im Stempeldruckraum 5 der Dichtkegel 9 vom Dichtsitz 8 abgehoben,
wobei Druckflussigkeit in großer enge aus dem Stempeldruckraum 5
durch
die Auslaßkanäle 11 in den druckfreien Raum 7 und durch die bohrungen 18 ins Freie
gelangt. Der Stempel wird eingeschoben und solange bis unter den Einstelldruck des
Arbeitsventils entlastet, bis das Drucksicherungsventil 8, 9 durch den Schließdruck
der Feder 12 wieder geschlossen wird.
-
In Fig. 2 ist in Abwandlung des Erfindungsgedankens anstelle des Überströmventils
17 die Verwendung einer Kammer 19 mit unter hohem Druck vorgespanntem Gas dargestellt,
die gegen den Reservedruckraum 13 durch einen fliegenden Kolben 20, auf dem sich
die Ventilfeder 12 abstützt, verschlossen ist. Zum Füllen der Kammer 19 mit Gas
ist im.
-
Boden des Führungshalters 10 ein Füllventil 21 vorgesehen.
-
Bei Gebirgsschlägen wird der Druckanstieg im Zylinderdruckraum 5 über
den Dichtkegel 9 und die Druckflüssigkeit im Reservedruckraum 13 auf den fliegenden
Kolben 20 übertragen, der das Gas in der Kammer 19 weiter komprimiert. Durch die
Kompression gibt der Dichtkegel 9 nach, so daß Druckflüssigkeit bis zum Druckausgleich
zwischen Zylinderdruckraum 5 und Kammer 19 über die Auslaßkanäle 11 ungehindert
in den druckfreien Raum 7 und über die Bohrung 18 abströmen kann.
-
A n s p r u c h :