DE2600461C3 - Hydraulischer Grubenstempel - Google Patents

Description

zustande, die zugleich mit dem Druck der Firste das Gleichgewicht hält. Wenn der Druck des Firstes einen bestimmten Wert übersteigt, dann schiebt sich der obere Teil in den Unterstempel hinein. In diesem Fall wird die durch die Senkung des Firstes frei werdend·; Energie als Reibungsarbeit des Verschlusses aufgezehrt.

Die Reibungsgrubenstempel stellen aus statischen Gesichtspunkten gesehen ein Tragsystem veränderlicher Länge dar, bei dem die Querschnitte sich der Länge des Tragsystems entlang ändern, gleichzeifig können aber der obere und der untere Teil des Grubenstempels infolge des Verschlusses als eingeklemmte Träger betrachtet werden. Bei hydraulischen bzw. Reibungsgrubenstempeln kommen verschiedene Verhältnisse zustande. Bei hydraulischen Grubenstempeln wird die durch das Gewicht der Firste entstandene Belastung über den Stempelkopf auf einen Träger konstanter Länge (auf den oberen Teil des Stempels) übergeben, der die Belastung (d. h. den Druck) einer Flüssigkeit weitergibt, die sich in einem geschlossenen Raum unterhalb des Oberstempels befindet, wodurch der Druck dieser Flüssigkeit zunimmt. Übersteigt dieser Druck einen vorbestimmten Wert, so wird ein Teil der Flüssigkeit durch ein Druckbegrenzungsventil entlassen. Infolge des Abflusses der Flüssigkeit rutscht der obere Teil in den unteren Teil hinein, wobei eine Arbeit ausgeübt wird, die die Energie der Firstenbewegung verzehrt. Ein wesentlicher Unterschied zwischen den hydraulischen- bzw. Reibungsgrubenstempeln besteht darin, daß bei den hydraulischen Stempeln zwischen dem oberen und unteren Teil kein Verschluß vorhanden ist, die beiden Teile können daher nicht als eingespannte Träger betrachtet werden. Der obere Teil des Stempels wird in dem Unterstempel mit Hilfe eines kurzen Kolbens geführt und ist in Querrichtung durch einen am oberen Ende des Unterstempels ausgestalteten Leitrand sowie durch den Kolbenmanlel gestützt. Die Länge des Oberstempels zwischen dem Kolben und dem Leitrand ändert sich während der Verschiebung. Der Oberstempel ist unter dem Einfluß einer exzentrischen und konzentrierten Belastung nicht nur auf Ausbiegung, sondern — infolge der schon erwähnten sich ändernden Spannweite — auch auf reine Biegung und sogar auf Drehung beansprucht.

Also wenn die Ausbiegung des Stempels zu betrachten ist, handelt es sich um ein Tragsystem, das einer komplexen Beanspruchung ausgesetzt ist. Solch ein Tragsystem kann aufgrund der bekannten statischen Zusammenhänge nicht berechnet und bemessen werden.

Die einander angepaßten Bauteile eines Reibungsgrubenstempels weisen Abmessungen auf, die sich innerhalb eines weiten Bereiches ändern. Die Oberflächen sind ziemlich grob bearbeitet. Das ist ein Grund dafür, daß die Reibungsgrubenstempel eines und desselben Typs Tragfähigkeiten aufweisen, zwischen denen Abweichungen von sogar 30 bis 50% vorkommen.

Bei den hydraulischen Grubenstempeln sollen die Paßflächen — um einen geschlossenen Flüssigkeitsraum zu sichern — genau ineinandergepaßt werden. Ferner ho ist eine gute Abdichtung erforderlich. Die Deformation der einzelnen Bauteile, z. B. des Oberstempels bedeutet daher ein außerordentlich großes Problem. Schon wenn der Oberstempel eine kleine· Ausbiegung erleidet oder sein kreisförmiger Querschnitt geringfügig elliptisch h. wird, kann er in den Unterstempel nicht mehr hineindringen, wodurch der Grubenstempel unbrauchbar wird. Ein gekrümmter oder im Querschnitt deformierter Oberstempel kann nicht mehr ausgebessert werden. Ein Grubenstempel dessen Oberteil solche Schaden erlitten hat, kann von der Grube nicht ausgeraubt werden, weil die im Inneren des Stempels angeordnete Feder, die den Oberteil in den Unterteil zwingt, bei Auslassung der Druckflüssigkeit nicht mehr funktionieren kann.

Um einen ausreichenden Widerstand gegen außermittige Belastungen zu gewährleisten, werden die bekannten hydraulischen Grubenstempel der eingangs erwähnten Art mit einem verhältnismäßig großen Querschnitt gefertigt, und die Rohrwandungen von Unter- und Oberstempel sowie des Verbindungsrohres müssen sehr dick ausgelegt sein (vgl. »Schlägel und Eisen« Jahrgang 1969, Nr. 5, S.224 und 225 sowie DE-GM 19 37 714). Dadurch wird die ganze Konstruktion des Grubenstempels schwer und kostspielig. Die höheren Herstellungskosten sind einerseits auf den großen Materialaufwand, andererseits auf die erhöhten Verarbeitungskosten zurückzuführen. Die Handhabung derartiger schwerer Bauteile ist nämlich mühsam und erfordert außerdem kostspielige Einrichtungen. Auch ist der Zeitaufwand für die Herstellung derartiger Bauteile beträchtlich, so daß insgesamt die Herstellungszeit des kompletten Stempels sehr lang ist. Eine besondere Schwierigkeit bedeutet bei schweren hydraulischen Grubenstempeln der Transport sowie deren Aufstellung in dem Arbeitsraum. Dort ist nämlich keine geeignete mechanisierte Einrichtung zur Bewegung und zum Heben solcher schwerer Bauteile vorhanden, so daß der Transport und die Aufstellung in der Praxis ausschließlich durch Handarbeit erfolgt. Unter solchen Umständen ist schon eine relativ kleine Verminderung des Stempelgewichles von großer Bedeutung.

Ein bedeutender Teil der Beschädigungen der hydraulischen Grubenstempel kann auf unrichtigen Einbau zurückgeführt werden. Der am häufigsten vorkommende Fehler besteht darin, daß der hydraulische Stempel die Belastung von der Ausbaukappe außermittig aufnimmt. Bei außermittig eingebautem Stempel ist nicht nur der Stempel selbst, sondern auch die mit ihm verbundene Ausbaukappe einer die normale übersteigenden Beanspruchung ausgesetzt. Der außermittige Einbau des hydraulischen Grubenstempels kann nicht nur aus Unachtsamkeit vorkommen. Ein derartiger außermittiger Einbau und damit die Entstehung von außermittigen konzentrierten Kräften kann durch den herkömmlichen Stempelkopf ebenso verursacht werden. Wenn der Stempelkopf eine gegliederte Oberfläche aufweist, wird die außermittige Belastung entlang einer bestimmten Linie auf den Stempelkopf übertragen. Die Lastübergabe ist dann außermittig, wenn die Winkel zwischen den Berührungsflächen des Stempelkopfes und der Ausbaukappe kleiner oder größer als 90" sind. In diesem Fall entstehen zwischen den Berührungsflächen große Druckspannungen und verursachen insbesondere in der Ausbaukappe unzulässige Deformationen oder sogar Brüche, die dann auf die Lastaufnahme des hydraulischen Stempels ungünstig rückwirken.

Um einen außermittigen Einbau des hydraulischen Stempels auszuschließen, hat man versucht, Stempelköpfe anzuwenden, die mittels eines Kugelgelenkes zum oberen Teil des Stempels angeschlossen sind. Diese Stempelköpfe sind aber kostspielig und schwer. Darüber hinaus kann sich der Stempel bei einer dynamischen Fristenbelastung unter der Abbaukappe hervordrehen und auswandern, wodurch die Abstützung

des Hohlraumes unsicher wird.

Damit die durch außermittig angreifende Kräfte auftretenden Belastungen nicht direkt auf den Grubenstempel übertragen werden, ist es bekannt, den Stempelkopf als Verformungsglied auszubilden (DE-PS 8 51787), in dem die eingeleiteten Kräfte zu einer bleibenden Verformung des Verformungsgliedes umgesetzt werden. Die Verwendung eines derartigen Verformungsgliedes erfüllt zwar den gewünschten Zweck, jedoch ist nach jedem Ausrauben eine Erneuerung des Verformungsgliedes erforderlich. Dies hat umständliche Umrüstungs- und Wartungsarbeiten zur Folge.

Bei einem anderen Grubenstempel (DE-PS 9 74 559) ist auf dem Kopfteil des Oberstempels ein in Richtung der Stempellängsachse bewegbarer und auf dem Oberstempel geführter Zusatzkopf vorgesehen, der über eine Feder, die zwischen der Kopfplatte des Zusatzkopfes und dem Stempelkopf angeordnet ist, elastisch in Achsrichtung des Stempels auftretende Belastungen auffängt. Außermittig auftretende Kräfte führen bei diesem Grubenstempel zu einem Verkanten von Zusatzkopf und Oberstempel und damit zu einem Blockieren und gegebenenfalls zum Fressen der beiden Teile, wodurch nach dem Ausrauben ein Auswechseln des Zusatzkopfes und/oder ein Nacharbeiten des Oberstempels, insgesamt also aufwendige Wartungsarbeiten erforderlich sind.

Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, einen hydraulischen Grubenstempel der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der große außermittige Belastungen aufnehmen kann, wobei er auf seine Tragfähigkeit bezogen weniger materialaufwendig und billiger als die bekannten ist, im Arbeitsraum durch Hand leicht transportiert, aufgestellt und ausgeraubt werden kann, seine Form trotz größeren außermittigen Belastungen nicht ändert und somit durch derartige Belastungen nicht beschädigt wird.

Dies wird durch die Erfindung dadurch erreicht, daß das im Inneren des rohrförmigen Oberstempels angeordnete Verbindungsrohr auf seinem Mantel über dessen Umfang und Länge verteilt mehrere entlang seiner Mantellinie verlaufende radiale, bis zur Innenwand des Oberstempels reichende Rippen aufweist, und daß am oberen Ende des Oberstempels ein elastisch gelagerter Stempelkopf angeordnet ist.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen hydraulischen Grubenstempels sind der rohrförmige Oberstempel und das in seinem Inneren angeordnete mit Rippen versehene Verbindungsrohr separate Bestandteile, wobei die Innenwand des Oberstempels und die äußeren Umfangsoberflächen der Rippen des Verbindungsrohres zweckmäßig konisch sind.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist der rohrförmige Oberstempel zusammen mit dem Verbindungsrohr und mit seinen Rippen aus einem einzigen Stück gefertigt.

Es kann von Vorteil sein, wenn der hydraulische Grubenstempel im oberen Teil seines Ventilgehäuses eine konzentrische, sich nach innen vorangehend konisch verjüngende und eine auf die Längsachse des Grubenstempels senkrechte Bodenfläche aufweisende Vertiefung hat in der ein durch den Stempelkopf eingespannter Federkörper und in diesem ein eingebetteter Einsatzkörper angeordnet ist.

Es ist weiterhin vorteilhaft wenn am oberen Ende des Ventilgehäuses ein mittels eines Befestigungsringes konzentrisch befestigter Stempelkopf und an der Innenseite desselben eine ringförmige Nut vorgesehen ist, deren Dicke in axialer Richtung ein mehrfaches des Durchmessers des Befestigungsringes beträgt.

Der erfindungsgemäße hydraulische Grubenstempel weist vorteilhaft einen Gummifederkörper auf, wobei der Einsatzkörper aus Aluminium besteht. Es kann auch von Vorteil sein wenn zwischen dem oberen Rand des Ventilgehäuses und dem Boden der Aussparung des Stempelkopfes eine elastische Unterlage angeordnet ist. Durch die Erfindung werden folgende wesentliche Vorteile erreicht:

Die Belastung, die aus einem infolge der auf den Oberstempel außermittig eingeleiteten Kräfte auftre-

^: tenden Moment resultiert, wird durch die Rippen auch auf das Verbindungsrohr übertragen. Die Rippen selbst sind auch Lastträger. Die Belastung wird durch die Rippen auf den vollen Querschnitt des Oberstempels praktisch gleichmäßig verteilt. Infolgedessen beträgt

2Ii der Widersland des Oberstempels gegen von außermittigen Kräften erzeugte Momente ein Mehrfaches des der bekannten Oberstempel.

Das Gewicht des erfindungsgemäßen Oberstempels entspricht praktisch dem Gewicht der herkömmlichen, ohne Rippen ausgebildeten Grubenstempel, da die Materialmenge der Rippen auf die Materialmenge des Stempels bezogen unbedeutend klein ist. Ein solcher Grubenstempel ist daher billig, kann leicht transportiert und bedient werden. Infolge der erhöhten Tragfähigkeit

J0 kann ein bestimmter Arbeitsraum mit wesentlich kleinerer Anzahl von Grubenstempeln unterstützt werden. Die Kappe und der Stempelkopf liegen derart aneinander, daß weder in der Kappe noch im Stempelkopf schädliche außermittig konzentrierte Kräfte auftreten könnten. Die Belastung wird vom Stempelkopf durch die Unterlage dem Ventilgehäuse bzw. dem Oberstempel praktisch ohne außermittige Wirkung übertragen.

Die Rippen können sich entlang der ganzen Länge des Verbindungsrohres zwischen dem Kolben und dem Ventilgehäuse erstrecken, sie können aber auch kurzer ausgestaltet werden. Der erfindungsgemäße Grubenstempel kann auch derart ausgestaltet werden, daß er nicht nur im Bergbau, sondern auch auf anderen Gebieten, z. B. als Leichtmetalltragsäule, angewendet werden kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles, mit Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen erfindungsgemäßen Grubenstempel im Längsschnitt und

Fig. 2 einen Schnitt, entlang der Linie 11-11 der F ig. 1.

Der als Beispiel gezeigte Grubenstempel besteht aus

zwei im wesentlichen rohrförmigen Hauptteilen. Diese sind: der Unterstempel 1 und der in diesem verschiebbar angeordnete Oberstempel 2. Der Unterstempel 1 ist von unten mit einem Bodendeckel 3 abgeschlossen, in dem ein an sich bekannter Dichtungsring 4 angeordnet ist. Der Bodendeckel 3 ist durch einen Scherdraht 6

Wi befestigt der sich in einer halbkreisförmigen Nut 5 des Unterstempels 1 befindet Der Unterstempel 1 wird durch den Oberstempel 2 und durch einen mit einem Handgriff versehenen Abschlußring 7 abgeschlossen. Dieser Abschlußring 7 ist ebenfalls durch einen

υ Scherdraht 9 am Unterstempel befestigt der sich in einer Kreisnut 8 befindet Der Druckraum des Unterstempels I ist am Oberstempel 2 durch einen Kolben 10, durch dessen Dichtungselement 11, ferner

durch ein am Kolben 10 mittels Schraubengewinde befestigtes und mit einem O-Ring 12 abgedichtetes Verbindungsrohr 13, sowie durch ein am oberen Ende des Verbindungsrohres 13 angeordnetes und durch einen weiteren O-Ring 14 abgedichtet befestigtes Ventilgehäuse 15 begrenzt.

Im Ventilgehäuse 15 ist wie üblich ein aus Füllventil, Entlastungsventil und Druckbegrenzungsventil zusammengesetzter Ventilkörper 16 angeordnet. Am oberen Teil des Ventilgehäuses 15 ist ein Stempelkopf 17 angeordnet. Am unteren Ende des Unterstempels 1 ist mittels geschlitzten Rohrstopfen 18 eine Fußplatte 19 befestigt. Zwischen dem Bodendeckel 3 und dem Ventilgehäuse 15 ist eine im Inneren des Verbindungsrohres 13 angeordnete Feder 20 eingespannt, die das Ventilgehäuse 15 und dadurch den Oberstempel 2 und seine Bauteile ständig dem Bodendeckel 3 des Unterstempels 1 entgegen zieht.

Am einen Ende des Oberstempels 2 ist der Kolben 10 am anderen Ende das Ventilgehäuse 15 befestigt. Die beiden Enden des Verbindungsrohres 13 sind mit dem Kolben 10 bzw. mit dem Ventilgehäuse 15 ebenfalls verbunden. Somit bilden der Oberstempel 2, der Kolben 10, das Ventilgehäuse 15 und das Verbindungsrohr 13 eine fest zusammengebaute Einheit.

Wie in F i g. 2 gezeigt ist, stehen aus der Wand des Verbindungsrohres 13 radiale Rippen 21 hervor, die sich in Richtung der Mantellinie des Verbindungsrohres 13 erstreckend angeordnet sind. Die äußeren Umfangsflächen der Rippen 21 sind der Innenwand des Oberstempels 2 angepaßt. Die Innenwand des Oberstempels 2 kann zylindrisch oder konisch sein. Ist sie zylindrisch, so liegen die äußeren Oberflächen der Rippen 21 ebenfalls an einer Zylinderfläche. Bei konischer Innenwand liegen auch die äußeren Oberflächen der Rippen 21 an einer Konusfläche.

Der Oberstempel 2, das Verbindungsrohr 13 und seine Rippen 21 können aus einem einzigen Stück, z. B. durch Strangpressen gefertigt werden. Die Zahl der Rippen 21 ist mehr als fünf und liegt vorteilhaft zwischen fünf und acht.

Bei dem erfindungsgemäßen hydraulischen Grubenstempel ist oben am Ventilgehäuse 15 eine Vertiefung ausgearbeitet, deren Durchmesser nach innen vorangehend konisch abnimmt und deren Kanten abgerundet sind. In dieser Vertiefung 22 ist ein Federkörper 23 angeordnet. Die Vertiefung 22 ist koaxial zu der Längsachse des hydraulischen Grubenstempels und weist senkrecht zu der Längsachse einen Kreisquerschnitt auf. Der Federkörper 23 besteht vorteilhaft aus Gummi. Er wird durch den Stempekopf 17 in der Vertiefung 22 gehalten. Der Stempelkopf 17 ist am oberen Ende des Ventilgehäuses 15 durch einen aus Scherdraht gefertigten Befestigungsring 24 fixiert. Im Stempelkopf 17 ist eine ringförmige Nut 25 ausgestaltet, die einen Teil des Befestigungsringes 24 in sich schließt und deren Dicke in axialer Richtung ein mehrfaches des Durchmessers des Befestigungsringes 24 beträgt. Diese Nut 25 ermöglicht es, daß der Stempelkopf 17 sich in Richtung des Oberstempels bewegt.

Zwischen der Innenwand des Stempelkopfes 17 und der Außenwand des Ventilgchäuses 15 ist ein Luftspalt vorgesehen, der eine Verdrehung von max. 12° des Stempelkopfes 17 relativ zu der Längsachse des Grubenstempels ermöglicht. Im Inneren des Federkörpers 23 ist ein Einsatzkörper 26 aus Kunststoff oder Aluminium angeordnet.

Zwischen dem Boden der Aussparung 27 des Stempelkopfes 17 und dem oberen Rand des Ventilgehäuses 15 kann eine elastische Unterlage 28 (z. B. aus Gummi) angeordnet werden. In Fig. 1 ist diese Unterlage 28 als ein Ring dargestellt, er kann aber auch durch mehrere voneinander in entsprechendem Abstand angeordnete, aus Stahl gefertigte Spiralfedern ersetzt werden.

An den Stempelkopf schließt sich eine nicht gezeigte Kappe an, die wie üblich auf die obere Fläche des Stempelkopfes 17 aufliegt. Bei außermittigem Einbau bzw. wenn die Kappe und der hydraulische Grubenstempel miteinander außermittig verbunden sind, kann sich der Stempelkopf derart verdrehen, daß die Belastung von der Kappe auf den Stempelkopf 17 in Achsenrichtung des Stempelkopfes, konzentrisch übergeben wird. Dabei wirkt der Federkörper 23 als eine quasihydraulische Flüssigkeit, d. h. in ihm treten überall die gleichen Spannungen auf.

Die durch die Kappe übertragene Belastung wird durch den Federkörper 23 auf den Boden der Vertiefung 22 des Ventilgehäuses 15 übergeben.

Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Grubenstempels ist im übrigen analog der der herkömmlichen Grubenstempel.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 809 646/300

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Hydraulischer Grubenstempel mit einem rohrförmigen, von unten durch einen Bodendeckelabgeschlossenen Unterstempel und einem in diesem verschiebbar angeordneten am unteren Ende mit einem Kolben versehenen rohrförmigen Oberstempel, bei dem am oberen Ende des Unterstempels ein den Innenraum des Unterstempels zusammen mit dem Oberstempel abschließender Abschlußring ίο befestigt ist und am oberen Ende des Oberstempels ein zu diesem dicht befestigtes Ventilgehäuse angeordnet ist, wobei im Inneren des Oberstempels ein zwischen den Ventilen des Ventilgehäuses und dem Druckraum des Grubenstempels die Flüssig- >s keitskommunikation sicherndes Verbindungsrohr und im Inneren des Verbindungsrohres eine zwischen dem Oberstempel und dem Unterstempel eingespannte Feder angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das im Inneren des rohrförmigen Oberstempels (2) angeordnete Verbindungsrohr (13) auf seinem Mantel über dessen Umfang und Länge verteilt mehrere entlang seiner Mantellinie verlaufende radiale, bis zur Innenwand des Oberstempels (2) reichende Rippen (21) aufweist, und daß am oberen Ende des Oberstempels (2) ein elastisch gelagerter Stempelkopf (17) angeordnet ist.

2. Hydraulischer Grubenstempel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Oberstempel (2) und das in seinem Inneren M angeordnete mit Rippen (2) versehene Verbindungsrohr (13) separate Bauteile sind.

3. Hydraulischer Grubenstempel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand des Oberstempels (2) und die äußeren Umfangsoberflächen der Rippen (21) des Verbindungsrohres (13) konisch sind.

4. Hydraulischer Grubenstempel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberstempel (2) und das Verbindungsrohr (13) zusammen mit seinen Rippen (21) aus einem einzigen Stück gefertigt ist.

5. Hydraulischer Grubenstempel nach Anspruch 1, bei dem das Ventilgehäuse eine nach oben offene, den Stempelkopf aufnehmende konische Vertiefung aufweist, deren Bodenfläche etwa rechtwinklig zur « Stempelachse verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß in der Vertiefung (22) ein durch den Stempelkopf (17) eingespannter Federkörper (23) und in diesem ein eingebetteter Einsatzkörper (26) angeordnet ist.

6. Hydraulischer Grubenstempel nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Ende des Ventilgehäuses (15) ein mittels eines Befestigungsringes (24) konzentrisch befestigter Stempelkopf (17) und an der Innenseite desselben eine ringförmige Nut (25) vorgesehen ist, deren Dicke in axialer Richtung ein Mehrfaches des Durchmessers des Befestigungsringes (24) beträgt.

7. Hydraulischer Grubenstempel nach einem der Ansprüche 1, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß er einen vorteilhaft aus Gummi bestehenden Federkörper (23) aufweist, wobei der Einsatzkörper (26) aus Aluminium besteht.

8. Hydraulischer Grubenstempel nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem oberen Rand des Ventilgehäuses (15) und der Gegenfläche '" des Stempelkopfes (17) eine elastische Unterlage (28) angeordnet ist.

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Grubenstempel mit einem rohrförmigen, von unten durch einen Bodendeckel abgeschlossenen Unterstempel und einem in diesem verschiebbar angeordneten am unteren Ende mit einem Kolben versehenen rohrförmigen Oberstempel, bei dem am oberen Ende des Unterstempels ein den Innenraum des Unterstempels zusammen mit dem Oberstempel abschließende·· Abschiußring befestigt ist und am oberen Ende des Oberstempels ein zu diesem dicht befestigtes Ventilgehäuse angeordnet ist, wobei im Inneren des Oberstempels ein zwischen den Ventilen des Ventilgehäuses und dem Druckraum des Grubenstempels die Flüssigkeitskommunikation sicherndes Verbindungsrohr und im Inneren des Verbindungsrohres eine zwischen dem Oberstempel und dem Unterstempel eingespannte Feder angeordnet ist

Bei den bekannten Lösungen der zur Unterstützung der Grubenhohlräume dienenden Konstruktionen (Grubenstempel und Ausbaukappen) wirkt der Druck der Gesteine, die sich oberhalb des Hohlraumes befinden, durch die Ausbaukappe auf den oberen Teil des Grubenstempels (Oberstempel), dann auf den unteren Teil desselben (Unterstempel) und endlich auf das Gestein, das den Boden des Hohlraumes bildet. Bei den sog. Reibungsgrubenstempeln wirkt der Druck des Gesteins über eine Verschlußkonstruktion, bei hydraulischen Grubenstempeln aber über ein Flüssigkeitskissen auf den Unterstempel.

Das deckende Gestein berührt die Ausbaukappe nur in einigen Punkten. Ebenso berührt die untere Oberfläche der Ausbaukappe den Stempelkopf nur in einigen Punkten oder entlang einer Linie.

Die punktartig bzw. entlang einer Linie angreifenden Kraftwirkungen sind darauf zurückzuführen, daß die durch Handarbeit oder durch Maschinen aufgefahrenen Hohlräume oben eine Oberfläche aufweisen, die nie glatt ist. Das ist aber für eine Unterstützung nicht günstig, weil infolge des obengenannten Umstandes auf den Grubenstempel und die Ausbaukappe konzentrierte Kräfte wirken. Im oberen Teil des Grubenstempels entsteht daher ein zusammengesetzter mechanischer Spannungszustand, der infolge der außermittigen konzentrierten Kräfte aus Druck-, Biegungs- und Drehbeanspruchung besteht.

Diese alltägliche Erscheinung ist bei den die statischen Überprüfungen der Bergbaukonstruktionen vorschreibenden Industrienormen berücksichtigt. Nach den Industrienormen kann ein Grubenstempel als zuverlässig anerkannt werden, wenn er nach einer Belastung mit einer Exzentrizität von 20 mm und einer Größe, die 75% der nominalen entspricht, keine bleibende Deformation aufweist.

In der Praxis bewährt sich ein Grubenstempel als gut, wenn unter dem Einfluß der exzentrischen Kräfte nur eine geringfügige Ausbiegung auftritt.

Die Länge und der Querschnitt der Grubenstempel wird üblich nach den Bemessungsformeln der langen auf Druck beanspruchten Stangen bestimmt, diese Methode gibt aber kein zuverlässiges Ergebnis. Mit den einfachen unter Druck stehenden Stangen können weder die Reibungsgrubenstempel, noch die hydraulischen Grubenstempel verglichen werden. Aus dem Gesichtspunkt der Bemessung gehören sie nicht zu derselben Gruppe.

Der obere Teil des Reibungsgrubenstempels ist während der Belastung eng und fest in den Verschluß am oberen Ende des Unterstempels eingeklemmt. Durch den Verschluß kommt eine Reibungskraft