DE2462929C2 - Ringspaltdichtung eines Teleskopstempels für Grubenausbauzwecke - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ringspaltdichtung eines Teleskopstempels für Grubenaushiuzwecke mit einem den Ringspalt dichtenden elastischen Dichtring.

Hydraulische Grubenstempel we^rden im Untertagebergbau vor allem beim Schreitausbau eingesetzt. Sie weisen nur eine oder aber mehrere Ausfahrstufen auf. Bekannt ist ein Teleskopstempel mit zwei hydraulisch ein- und ausfahrbaren Teleskopstufen, bei dem am Fuß des Außenstempels ein Setzanschluß und am oberen Ende des Außenstempels ein Raubanschluß angeordnet ist, um den Stempel aktiv rauben zu können (GB-PS IO 79 789). Die beim Stempelrauben vom hydraulische:: Druck beaufschlagten Ringräume der einzelnen TeIekopfstufen sind über eine Anschlußbohrung des Mittelstempels verbunden, die so am Mittelstempel angeordnet ist, daß sie im Verlauf des Ausschubes des Mittelstempels die am Außenstempel angeordnete Stempelführung überläuft und beim weiteren Ausschub ins Freie mündet, so daß beim Ausfahren des Innenstempels die in dem Ringraum zwischen Mittel-Stempel und Innenstempel befindliche Druckflüssigkeit über die Anschlußbohrung ins Freie abgespritzt wird.

Da die den Ringspalt zwischen Außen- und Mittelstempel abdichtende Dichtung beim Ein- und Ausschub des Mittelstempels von der Anschlußbohrung überlaufen wird und andererseits beim Zwangseinschub des Mittelstempels der Ringraum zwischen Außen- und Mittelstempel unter hohem hydraulischem Druck steht, ist die Dichtung einem beträchtlichen Verschleiß ausgesetzt.

Es ist bei Kolbendichtungen bekannt, eine weich-elastische Dichtmanschette rückseitig gegen einen hochabriebfesten, härteren Stützring aus Kunststoff abzustützen oder außenseitig durch verschleißfeste Lagerringe abzudecken, um ein Hineinwandern der elastischen Dichtmanschette in den Dichtungsspalt zu verhindern, was zu einer Zerstörung der Dichtmanschette führen würde (DE-GM 1871613, DE-AS 1003674, DE-OS 2113 392). Ferner ist es bei hydraulischen Grubenstempeln oder sonstigen Stangendichtungen bekannt, einem Dicht- oder Führungsring einen abriebfesten Schmutzabstreifer vorzuschalten, wobei der Abstreifring auch in der Nut des elastischen Dichtringes angeordnet werden kann (DE-OS 22 29 682, DE-AS 15 33 749). Schließlich sind Kolben- und Stangendichtungen in zahlreichen Ausführungen bekannt, die aus Kombinationen von elastischen Dicht- und Lippenringen, Stützringen und Abstreifringen u. dgl. bestehen (Zeitschrift :>fluid«, Mai 1972, Seiten 63 bis 68).

Die Erfindung geht von einer Ringspaltdichtung der eingangs genannten Art aus. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders zuverlässige und vergleichs- -.veise einfache und verschleißarme Ringspaltdichtung für hydraulische Grubenstempel zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Dichtring mit einem eine Vordichtung bildenden Dichtelement versehen ist, welches eine größere Verschleißfestigkeit hat als der Dichtring.

Nach der Erfindung ist also der eigentlichen Stangendichtung, die üblicherweise als weich-elastische Dichtung ausgebildet wird, eine verschleißfestere Vordichtung zugeordnet, die bei einem Teleskopstempel der genannten Art mit zwei Ausfahrstufen beim Ein- und Ausschub des Mittelstempels von der genannten Anschlußbohrung überfahren wird. Diese Vordichtung besteht aus einem Dichtring aus hartem, verschleißfestem Werkstoff, insbesondere einem Hartkunststoffring od. dgl., der in elastischer Anlage am Mittelstempel gehalten wird. Während der die eigentliche Stangendichtung bildende Dichtring gute Dichteigenschaften, jedoch eine vergleichsweise geringe Verschleißfestigkeit aufweist, handelt es sich bei der Vordichtung um ein verschleißfestes, allerdings weniger gut dichtendes Dichtelement, welches vor allem den Strahlverschleiß an der Stangendichtung herabsetzt. Der Dichtring und das die Vordichtung bildende Dichtelement sind miteinander vereinigt, wobei zv> eckmäßig der im Querschnitt größer bemessene Dichtring Träger des im Querschnitt wesentlich kleineren Dichtelementes ist. In bevorzugter Ausführung hat demgemäß der zweckmäßig mit einer Dichtlippe, einem Dichtwulst od. dgl. versehene weich-elastische Dichtring eine axiale und radiale Abmessung, die größer ist als die axiale und radiale Abmessung des sich gegen den Dichtring abstützenden verschleißfesteren ringförmigen Dichtelementes. Letzteres wird durch die rückseitige Abstützung gegen den elastischen Dichtring in Dichtanlage gegen

so den Mittelstempel gedrückt.

Vorzugsweise weist der Dichtring eine Einziehung ajf, welche das verschleißfestere Dichtelement der Vordichtung aufnimmt. Für dieses Dichtelement kann ein einfacher Flachring Verwendung finden, der in bevorzugter Ausführung rückseitig an seinem Umfang elastisch gegen den Dichtring der Stangendichtung abgestützt ist und von dem Dichtring gegen die abzudichtende Stempelfläche gedrückt wird. Der elastische Dichtring kann dabei zugleich die Aufnahmenut abdichten. Da der Dichtring der Stangendichtung und das Dichtelement der Vordichtung zu einer Einheit verbunden sind, wird nur eine einzige Aufnahmenut für die kombinierte Dichtung benötigt.

Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. I einen hydraulischen Teleskopstempel in Teilansicht, teilweise im Längsschnitt;

F i g. 2 eine bevorzugte Ringspaltdichtung gemäß der Erfindung.

Der in F i g. 1 teilweise im Längsschnitt dargestellte Doppelteleskopstempel besteht in bekannter Weise aus drei ineinandergeführten zylindrischen Stempelrohren, von denen das äußere Stempelrohr den Außenstempel 10, das darin geführte mittlere Stempelrohr den Mittelstempel 11 und das in dem letztgenannten geführte Stempelrohr mit dem kleinsten Durchmesser den Innenstempel 12 bildet. Der Außenstempel 10, der an seinem (nicht dargestellten) unteren Ende eine Fußplatte aufweist, trägt am oberen Ende eine eingeschraubte Führungsbuchse 14, in der der Mittelstempel 11 geführt ist Letzterer weist, am (nicht dargestellten) unteren Ende einen Kolben mit Kolbendichtung und am oberen Ende eine Führungsbuchse 16 auf, in welcher der im Durchmesser kleinste Innenstempel 12 geführt ist. Der Innenstempel 12 trägt ebenfalls an seinem (nicht dargestellten) unteren Ende einen Kolben mit Kolbendichtung; mit dem Kopf 18 des Innenstempels wird eine Kopfplatte oder eine Kappe verbunden, die von dem Stempel gegen das Hängende gedrückt wird.

Der Teleskopstempel weist im (nicht dargestellten) Fußbereich einen Setzanschluß auf, über den der Stempel mit der im Streb verlegten Druckleitung verbunden werden kann, so daß der Stempel ausfährt. Die Anordnung ist so getroffen, daß zunächst der Mittelstempel 11 unter Mitnahme des Innens'empels 12 ausgeschoben wird, bis der Mittelstempel 11 durch Anschlag seiner Ringkolbenfläche an der unteren Stirnfläche der Führungsbuchse 14 an einem weiteren Ausschub gehindert, wird. Anschließend wird dann der Innenstempel 12 so weit ausgeschoben, bis er sich mit seiner Kappe gegen das Hangende legt oder bis sein Kolben gegen die Führungsbuchse 16 des Mittelstempels stößt.

Der Teleskopstempel kann aktiv eingefahren werden, was durch Druckbeaufschlagung der Ringräume 20 und 22 zwischen den Stempelteilen 10 und 11 bzw. 11 und 12 erfolgt. Der Außenstempel IO trägt in Nähe seines oberen Endes einen Raubanschluß 21, über den zum Einfahren des Mittelstempels 11 der Ringraum 20 von dem hydraulischen Druckmittel beaufschlagbar ist. Der hydraulische Krafteinschub des Innenstempels 12 erfolgt durch Druckbeaufschlagung des Ringraumes 22, der bei voll eingefahrenem Mittelstempel 11 mit dem Ringraum 20 über eine schräg nach unten geneigte Anschlußbohrung 32 verbunden ist. Es ist erkennbar, daß sich die Anschlußbohrung 32 beim Ausschub des Mittelstempels 11 an der Führungsbuchse 14 und den hier angeordneten Stangendichtungen 33, 34 entlang nach außen bewegt, wobei die Verbindung der beiden Druckräume 20 und 22 aufgehoben wird. Über die Anschlußbohrung 32 wird beim nachfolgenden Ausschub des Innenstempels 12 die im Ringraum 22 befindliche Druckflüssigkeit ins Freie abgespritzt. Die Anschlußbohrung 32 hat in diesem Fall also die Funktion einer Spritzöffnung, über welche die Flüssigkeit im Ringraum 22 abgeführt wird, eo

Beim Rauben des Stempels wird, wie erwähnt, der Ringraum 20 über den Raubanschluß 21 vom hydraulischen Druck beaufschlagt. Hierbei schiebt zunächst der Mittelstempel 11 und dann erst der Innenstempel 13 ein. Es ist erkennbar, daß die Verbindung der beiden Ringräume 20 und 22 beim Rauben des Stempels wieder hergestellt wird, sobald der Mittelstempel 11 angenähert vollständig eingeschoben ist. Das über den Raubanschluß 21 zugeführte hydraulische Druckmittel kann jetzt von dem Ringraum 20 über die Anschlußbohrung 32 in den Ringraum 22 gelangen und durch Druckbeaufschlagung der Ringkolbenfläche des Innenstempels 12 diesen einschieben.

An der Führungsbuchse 14 des Außenstempels 10 ist eine den Ringspalt zwischen Führungsbuchse und Mittelstempel 11 abdichtende Stangendichtung in Gestalt eines elastischen Dichtringes 33 und ein der Stangendichtung zu dem Ringraum 20 hin vorgeschaltetes Dichtelement 34 angeordnet, welches eine Vordichtung bildet. Das Dichtelement 34 wird von einem O-Ring oder einem sonstigen elastischen Ansteilring 35 gegen die zylindrische Umfangsfl^rrhe des Mittelstempels 11 gedruckt Das Dichtelem^nt 34 besteht am einem harten, verschleißfesten Werkstoff, wie z. B. Kunststoff oder Metall, während für den die eigentliche Stangendichtung bildenden Dichtring 33 eine elastische Dichtung herkömmlicher Art, z. B. eine Manschettendichtung od. dgl. verwendet werden kann.

Die Aufgabe der Vordichtung 34,35 besteht vor allem darin, die von dem Dichtring 33 gebildete Stangendichtung vor erhöhtem Sirahlverschleiß zu schützen, wenn beim Stempeleinschub die Anschlußbohrung 32 den Dichtring33 überfährt und dabei die Druckmittelverbindung zwischen den beiden Ringräumen 20 und 22 über den Ringspalt zwischen Führungsbuchse und Mittelstempel herstellt Um die an sich gut dichtende Stangendichtung 33 hierbei vor übermäßigem Verschleiß zu schützen, ist die weniger gut dichtende, jedoch aus einem hoch verschleißfesten Werkstoff bestehende Vordichtung 34 vorgesehen.

Während gemäß Fig. 1 die Stangendichtung 33 und die Vordichtung 34 in gesonderten Ringnuten der Fihrungsbuchse 14 angeordnet sind, zeigt F i g. 2 die erfindungsgemäße Ausführungsform einer Ringspaltdichtung, bei der die Stangendichthng und die Vordichtung vereinigt und in einer gemeinsamen Ringnut angeordnet sind. Mit 36 ist hier der Dichtring der Stangendichtung bezeichnet, der aus einem elastischen Werkstoff, wie Gummi, Kunststoff od. dgl. gefertigt ist und der ein angeformtes Dichtorgan, z. 15. einen Dichtwulst 37, aufweist, welcher sich dichtend gegen den Mittelstempel 11 legt. Seitlich neben dem Dichtorgan 37 weist der profilierte Dichtring 36 eine Einziehung 38 auf, in welcher das die Vordichtung biWinde hoch verschleißfeste Dichtelement 39 sitzt, dessen Querschnittsabmessung erheblich kleiner ist ais diejenige des eisMischen Dichtringes 36. Das ebenfalls aus einem Ring bestehende Dichtelement 39 kann nit dem elastischen Dichtring 36 fest verbunden sein. Es wird von dem elastischen Dichtring 36 gegen die Umfangsfläche ues Mittelstempels gedrück!, so daß es eine Verdichtung des Ringspaltes zwischen den beiden Stempelteilen bewirkt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Ringspaltdichtung eines Teleskopstempels für Grubenausbauzwecke, mit einem den Ringspalt dichtenden elastischen Dichtring, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (36) mit einem eine Vordichtung bildenden Dichtelement (39) versehen ist, welches eine größere Verschleißfestigkeit hat als der Dichtring.

2. Ringspaltdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweckmäßig mit einer Dichtlippe, einem Dichtwulst (37) od. dgl. versehene weich-elastische Dichtring (36) eine axiale und radiale Abmessung hat, die größer ist als die axiale imd radiale Abmessung des sich gegen den Dichtring abstützenden verschleißfesteren ringförmigen Dichtelementes (39).

3. Ringspaltdichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (36) eine Einziehung (J8) aufweist, welche das verschleißfestere Dichteiement (39) aufnimmt.

4. Ringspaltdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das aus einem gegenüber dem Dichtring (36) verschleißfesteren und härteren Werkstoff gefertigte Dichtelement (39) mit dem Dichtring verbunden irt.