DE2636791B2

DE2636791B2 - Hydraulischer Grubenstempel mit Gebirgsschlagventilanordnung

Info

Publication number: DE2636791B2
Application number: DE2636791A
Authority: DE
Inventors: Gottfried Wien Siebenhofer; Siegfried Dipl.-Ing. Dr. Sigott; Heinrich Ing. Suessenbeck; Alfred Ing. Zeltweg Zitz
Original assignee: Voestalpine AG
Current assignee: Voestalpine AG
Priority date: 1975-09-09
Filing date: 1976-08-16
Publication date: 1978-05-18
Also published as: ZA764943B; ZA764944B; PL108898B1; SU712038A3; ATA694775A; US4404893A; GB1522758A; DE2636791C3; IN144129B; JPS562600B2; JPS5245506A; AT339237B; DE2636791A1; FR2323866A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Grubenstempel mit einem den Kolben bildenden Innenstempel, der in einem den Zylinder bildenden Außenstempel geführt ist, und der mit einem Gebirgsschlagventil ausgestattet ist, wobei der Innenstempel einen Hohlraum aufweist, der mit seinem Arbeitsraum in offener Verbindung steht.

Bei einem Gebirgsschlag tritt eine übermäßige Belastung des Grubenstempels bzw. des die Stempel bildenden Ausbaurahmens auf, welche, wenn ihr nicht sofort nachgegeben wird, meist zum Bruch des Stempels oder des Ausbaurahmens führt. Es wurde daher bereits vorgeschlagen, Gebirgsschlagventile vorzusehen, welche einen großen Austrittsquerschnitt aufweisen und daher ein schnelles Einsinken des Stempels unter dem auftretenden Gebirgsdruck ermöglichen. Derartige Gebirgsschlagventile wurden bei den bekannten Ausführungen von Grubenstempeln der oben bezeichneten Art im Stempelboden eingebaut. Solche Gebirgsschlagventile konnten zwar den harten Schlag auf den Stempel vermeiden, jedoch sind Gebirgsschlagventile, welche im Inneren des Grubenstempels angeordnet sind, nur schwer zugänglich, ohne einen vollständigen Stempelausbau zu erfordern.

Es wurde auch bereits vorgeschlagen, ein Gebirgsschlagventil in besser zugänglicher Weise an der Außenseite des Stempels anzubringen. Dieses bekannte Gebirgsschlagventil war durch Rohrleitungen mit dem Arbeitsraum des Innenstempels des Grubenstempels verbunden und diese Verbindungen waren im raunen Grubenbereich sehr störanfällig. Allen bekannten

ίο Ausführungen der eingangs beschriebenen Grubenstempel war jedoch der Nachteil gemeinsam, daß nach Auftreten eines Gebirgsschlages und öffnen des Gebirgsschlagsventils der Innenstempel durch den plötzlichen Druckverlust mit großer Geschwindigkeit auf den Boden des Außenstempels auf traf. Die Beschädigung des Grubenstempels durch den Gebirgsschlag selbst konnte zwar durch die Maßnahme der Anordnung eines Gebirgsschlagventils weitgehend vermieden werden, jedoch wird in diesem Falle eben der

so Tatsache nicht Rechnung getragen, daß auch ein mit hoher Geschwindigkeit auf den Boden des Außenstempels auftreffender Innenstempel zu Beschädigungen und Verformungen des Grubenstempels führen kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die bekannten Ausführungen dahingehend zu verbessern, daß auch eine nach dem Ansprechen des Gebirgsschlagventils mögliche Beschädigungen des Grubenstempels vermieden wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung im

so wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß das Gebirgs-

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Jbiiiugtviiiii in Uli oicn UVItUlllllCI T7CI3C aUUCi IIUIU UC3 Stempels angeordnet ist und starr an diesem festgelegt ist, daß es über eine sich im unteren Endbereich des Außenstempels befindende Öffnung mit dem Arbeits-

'5 raum verbunden ist, deren Querschnitt zumindest dem größtmöglichen Öffnungsquerschnitt des Gebirgsschlagventils entspricht und daß das dem Arbeitsraum zugewendete Ende des Innenstempels die in den Arbeitsraum mündende Öffnung des Außenstempels in der völlig zusammengeschobenen Stellung des Stempels überschleift.

Dadurch, daß das Gebirgsschlagventil in an sich bekannter Weise an der Außenseite des Stempels angeordnet und starr an diesem festgelegt ist, wird eine Ausbildung geschaffen, bei welcher der Innenstempel bei seinem Einsinken in den Außenstempel die Durchtrittsöffnungen zwischen dem Arbeitsraum und dem Gebirgsschlagventil überschleifen kann. Diese Durchtrittsöffnungen werden nun bei der Ausbildung in der erfindungsgemäßen Weise in der völlig zusammengeschobenen Stellung des Stempels überschliffen, und es ergibt sich daher am Ende des Einsinkens des Innenstempels in den Außenstempel eine Drosselung dieses Durchtrittsquerschnitts, wodurch der Innenstem-

" pel mit verminderter Geschwindigkeit am Boden des Außenstempels aufsetzt. Durch die Anordnung des Gebirgsschlagventils an der Außenseite des Stempels, an welcher das Gebirgsschlagventil über eine sich im unteren Endbereich des Außenstempels befindende

^hl) Öffnung mit dem Arbeitsraum verbunden ist, deren Querschnitt zumindest dem größtmöglichen Öffnungsquerschnitt des Gebirgsschlagventils entspricht, wird es ermöglicht, daß der Innenstempel eine relativ große Durchtrittsöffnung, welche unmittelbar zum Gebirgs-

'" schlagventil führt, überschleifen kann, wodurch die gewünschte Drosselung in der letzten Phase der Einsinkbewegung des Innenstempels erzielt wird. Eine Ausbildung bei welcher ein Gebirgsschlagventil über

Rohrleitungen mit dem Arbeitsraum des Innenstempels in Verbindung steht, hätte eine kleine Austrittsöffnung »us dem Außenstempel zur Folge, da hinreichend druckfest Rohrleitungen nicht beliebig große Durchmesser aufweisen können. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen ermöglichen die Ausbildung dieser Durchtrittsöffnung in der für die Drosselung erforderlichen Größe, da eine kleine Durchtrittsöffnung zu rasch überschliffen werden könnten und damit wiederum einen harten Schlag auf den Stempel zur Folge hätte.

Die Ausbildung kann hierbei gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes so getroffen sein, daß das dem Arbeitsraum zugewendete Ende des Innenstempels von einem mit den Innenstempel bildenden Rohr verschweißten Ring gebildet ist, der an seinem äußeren Umfang wenigstens einen Dichtungsring aufweist, der in der völlig zusammengeschobenen Stellung des Stempels die in den Arbeitsraum mündende öffnung freiläßt. Je nach dem Abstand der Durchtrittsöffnungen von der Unterkante dos einsinkenden innenstempels und je nach Anordnung des Dichtungsringes ergibt sich bei der erfindungsgemäßen Ausbildung des Grubenstempels die Möglichkeit, daß die Durchtrittsöffnung vom einsinkenden Innenstempel vor der vollständig zusammengeschobenen Stellung der Stempel abgeschlossen werden, wobei der Flüssigkeitspolster im Arbeitsraum des Stempels ein hartes Aufschlagen des Innenstempels am Boden des Außenstempels verhindert oder aber eine zunehmende Drosselung, welche ein vollständiges Einsinken des innensiempeis in den Außenstempeis erlaubt.

Der Dichtungsring selbst überschleift bei dieser Ausbildung in der völlig zusammengeschobenen Stellung des Stempels die Durchtrittsöffnung nicht. Es wird aber ein ringförmiger Öffnungsspalt frei gelassen und ein gedämpftes Einsinken bis zum vollständigen Aufsetzen des Innenstempels am Boden des Außenstempels ermöglicht. Es kann aber trotzdem der gesamte Hub des Stempels ausgenützt werden.

Dadurch, daß die in den Arbeitsraum mündende öffnung, welche zum Gebirgsschlagventil führt, am Umfang des Außenstempels angeordnet ist, wird der Boden des Außenstempels, welcher meist kugelig gestaltet ist, freigehalten. Bei der Anordnung des Stempels in einem Ausbaurahmen ist aber meist der unterste Bereich des Außenstempels durch eine Verschalung unzugänglich gemacht. In einem solchen Fall ist es vorteilhaft, wenn gemäß der Erfindung die in den Arbeitsraum mundende öffnung mit einer in eine am Außenstempel festgelegte, insbesondere angeschweißte Tasche mündet, an deren oberen Ende das Gebirgsschlagventil angeschlossen ist. Bei einer solchen Ausbildung ist gemäß der Erfindung zweckmäßig die Leitung für das Druckmedium zur Betätigung des Grubenstempels an die Tasche angeschlossen.

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels schematisch erläutert.

F i g. 1 zeigt einen Ausbaubock mit Stempeln, F i g. 2 zeigt einen Axialschnitt durch einen Stempel.

In Fig. 1 ist ein Ausbaubock dargestellt, dessen Kappe I gegen den Bodenrahmen 2 über vier Stempel 3 abgestützt ist, v/elche aus einem Außenstempel 4 und einem in diesem teleskopisch verschiebbaren Innenstempel 5 bestehen. Am unteren Ende der Außenstempel sind die Gebirgsschlagventile angeschlossen, wie F i g. 2 in größerem Maßstab zeigt.

ίο Der Innenstempel 5. ist am Außenstempel 4 teleskopisch verschiebbar geführt (Fig.2). Am oberen Ende des Außenstempels ist ein Ring 6 eingesetzt, in welchem Dichtungsringe 7, 8 eingelassen sind, die am Innenstempel 5 dichtend gleiten. Der Innenstempel 5 ist rohrartig ausgebildet. An das untere Ende dieses Rohres ist ein Ring 9 angeschweißt, in welchem Dichtungsringe 10, 11 eingelassen sind, die dichtend an der Innenwandung des Außenstempels anliegen. 12 ist ein Rohrstück, welches ein zu weites Ausziehen des Innenstempels aus dem Außenstempel 4 verhindert.

Der rohrförmige fnnenstempef 5 ist unten offen und der Innenraum 13 dieses Innenstempelrohres steht somit mit dem Arbeitsraum 14 des Stempels in offener Verbindung. Auf diese Weise wird das im Stempel eingeschlossenen Volumen des Druckmediums wesentlich vergrößert und in Anbetracht dieses großen Volumens wird eine gewisse Elastizität durch die Kompressibilität des Druckmediums erreicht.
Die rohrförmige Wand des Außenstempels 4 weist

ίο am unteren Ende eine öffnung 15 mit großem Durchgangsquerschnitt auf. Diese öffnung 15 mündet einerseits in den Arbeitsraum 14 und andererseits in eine Tasche 16, welche an den Außenstempel angeschweißt ist. Das untere Ende des Ringes 9 Überschrift in der

j; tiefsten Stellung diese öffnung 15. Sobald dieses Überschleifen eintritt, wird der Durchtritt durch die öffnung 15 gedrosselt, und es wird somit der Innenstempel in der tiefsten Stellung weich abgefangen und kann nicht schlagartig auf dem Boden 17 des

■in Außenstempels 4 aufschlagen. Da die Dichtung 11 in der tiefsten Stellung des Innenstempels 5 oberhalb der öffnung 15 liegt, tritt auch in völlig eingesunkener Stellung des Innenstempels 5 noch kein dichter Abschluß der öffnung 15 auf, obwohl, sobald der untere

Rand 18 der öffnung 15 vom Ring 9 überschliffen wird, die Drosselung schon so groß wird, daß praktisch von einem Abschluß gesprochen werden kann und das im Stempelinneren enthaltene Volumen des Druckmediums den Stempel weich abfängt.

in Am oberen Ende der Tasche 16 ist ein Muttergewinde 19 vorgesehen, in welches das Bolzengewinde des Gebirgsschlagventils 21 eingeschraubt wird. Infolge dieser Tasche kommt das Gebirgsschlagventil 21 so hoch zu liegen, daß es, obwohl der Boden 17 des

■η Außenstempels 4 unter der Oberkante des Bodenrahmens 2 liegt, zugänglich ist. Mit 20 ist das die Ventilfeder enthaltende Gehäuse bezeichnet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hydraulischer Grubenstempel mit einem den Kolben bildenden Innenstempel, der in einem den Zylinder bildenden Außenstempel geführt ist, und der mit einem Gebirgsschlagventil ausgestattet ist, wobei der Innenstempel einen Hohlraum aufweist, der mit seinem Arbeitsraum in offener Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebirgsschlagventil (21) in an sich bekannter Weise außerhalb des Stempels (3) angeordnet ist und starr an diesem festgelegt ist, daß es über eine sich im unteren Endbereich des Außenstempels (4) befindende Öffnung (15) mit dem Arbeitsraum (14) verbunden ist, deren Querschnitt zumindest dem größtmöglichen Öffnungsquerschnitt des Gebirgsschlagventils (21) entspricht und daß das dem Arbeitsraum (14) zugewendete Endo des Innenstsmpels (5) die in den Arbeitsraum (14) mündende Öffnung (15) des Außenstempels (4) in der völlig zusammengeschobenen Stellung des Stempels (3) überschleift.

2. Grubenstempel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Arbeitsraum (14) zugewendete Ende (9) des Innenstempels (5) von einem mit dem den Innenstempel (5) bildenden Rohr verschweißten Ring (9) gebildet ist, der an seinem äußeren Umfang wenigstens einen Dichtungsring (10, 11) aufweist, der in der völlig zusammengeschobenen Stellung des Stempels (3) die in den r\t UViUI aunt ^ *~wß Uiuititv.iiv4v. wu llung ^ *~r/ 11 viiuiri.

3. Grubenstempel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Arbeitsraum (14) mündende Öffnung (15) anderseits in eine am Außenstempel (4) festgelegte, insbesondere angeschweißte Tasche (16) mündet, an deren oberem Ende (19) das Gebirgsschlagventil (21) angeschlossen ist.

4. Grubenstempel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung für das Druckmedium zur Betätigung des Grubenstempels (3) an die Tasche (16) angeschlossen ist.