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Aus zwei ineinanderverschiebbaren Teilen bestehender nachgiebiger
Grubenstempel Die gebräuchlichen nachgiebigen eisernen Grubenstempel bestehen aus
zwei ineinariderverschiebbaren Teilen, die unter Zwischenschaltung keilförmiger
Quetschguteinlagen aneinanderreibend haften. Bei ihnen ist die Belastungsmöglichkeit
im allgemeinen unbestimmt, weil der dem Zusammendrücken entgegenstehende Widerstand
infolge der Unebenheiten und Verunreinigungen der gegeneinandergleitenden Flächen
sich nicht einwandfrei bestimmen läßt. Diese Umstände verhindern auch meistens ein
allmähliches Gegeneinander,-leiten der Stempelteile und verursachen eine ruckweise
Nachgiebigkeit. Außerdem dienen zur Erzielung der Nachgiebigkeit lose Teile, wie
Keile, Schrauben und Muttern, die in der Grube leicht verlorengehen können und zu
deren Handhabung vielfach besondere Werkzeuge notwendig sind.
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Zur Vermeidung dieser Nachteile geeignete Grubenstempel sind bereits
bekannt, bei denen sich der Innenstempel kolbenartig in dem als Zylinder ausgebildeten
Außenstempel bewegt und durch eine Wasser- bzw. Stahlkugelfüllung getragen wird,
die durch ein von außen zugängliches Drosselorgan nach außen bzw. in eine zweite
Kammer des Unterstempels abgeführt werden kann, um den Stempel zu rauben. Diese
Stempel können jedoch nur als starre Stempel wirken.
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Zudem ist ein Stempel bekannt, der ein Einsatzstück mit einer Zwischenwand
besitzt, die. mit mit Kugelventilen ausgerüsteten öffnungen versehen ist. Bei diesem
Stempel wird ein körniges Füllmittel gegen den Druck der federbelasteten Ventile
durch die öffnungen der Zwischenwand des Einsatzstückes von der auf ihrer einen
Seite liegenden Kammer in die auf ihrer anderen Seite liegenden Kammer gepreßt.
Die Nachteile dieses Stempels bestehen darin, daß zum Rauben ein besonderer, schwer
zu bedienender Schraubbolzen erforderlich ist und daß zum Neusetzen das Einsatzstück
umgesteckt werden muß, daß ferner die Einstellung der Setzlänge Schwierigkeiten
bereitet und daß die Belastung des Ventils nicht während des Arbeitens des Stempels
verändert werden kann.
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Der nachgiebige Stempel nach der Erfindung besteht ebenso wie der
letzterwähnte Stempel aus zwei ineinanderverschebbaren Teilen, bei den das Füllmittel
beim Zusammenschieben der Stempelteile aus einer Kammer durch Öffnungen, bei denen
der Gegendruck eines federbelasteten Ventils zu Überwinden ist, in eine andere Kammer
übertritt.
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Ein besonders einfacher Stempel ergibt sich, wenn das federbelastete
Ventil selbst erfindungsgemäß an einem in Richtung des Durchtrittskanals nach außen
führenden anhebbaren Schaft befestigt ist, der aus dem Stempelteil ragt, in dem
das Ventil angeordnet ist.
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Für diese Lösungsforen ergibt sich gleichzeitig die weitere Möglichkeit,
die Spannung der Feder nicht -nur restlos zu überwinden,
sondern
auch beliebig zu ändern, indem der Schaft drehbar ausgebildet ist und an seinem
ventilnahen Ende ein Gewinde besitzt.
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In weiterer Ausbildung des Stempels wird vorgeschlagen, die Öffnung
des von außen abbebbaren Ventils für den Übertritt der Füllmasse im Boden des als
Kolben wirkenden Stempelteiles anzuordnen.
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Das den Verbindungskanal der beiden Kammern abschließende Ventil sitzt
erfindungsgemäß am unteren Ende einer in das Kopfstück des Stempels ragenden Spindel,
die mittels der geneigten Gleitflächen eines im Kopfstück seitlich verschiebbaren
Riegels unter Spannung der Feder hebbar ist. Hierdurch wird erreicht, daß mittels
des Ventilkegels die Mündung des Verbindungskanals mechanisch geöffnet und beim
Zurückschieben des Riegels infolge der Ventilbelastung selbsttätig geschlossen wird.
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Ferner wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, an dem Stempelteil, in
den das Füllmittel beim Arbeiten des Stempels hineingepreßt ist, ein nach innen
zu öffnendes, zweckmäßig für den Anschluß an einen Preßluftschlauch passendes Rückschlagventil
anzuordnen. Zum Setzen des Stempels wird über dieses Rückschlagventil nach Abheben
des den Verbindungskanal der Kammern schließenden Ventils ein Luftdruck auf die
in der ersten Kammer vorhandene Flüssigkeit ausgeübt, die dann in die zweite Kammer
übergeschleust wird, wobei die Stempelteile auseinandergeschoben werden.
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Da bei dem erfindungsgemäßen Stempel das Füllmittel einen dauernden
Hinundherläuf aus der einen in die andere Kammer macht, ohne daß die beiden Stempelteile
jemals auseinandergenommen zu werden brauchen, ist es erforderlich, daß bei Verwendung
einer Flüssigkeit als Füllmittel sich ansammelnder Schmutz, der vor allem durch
die Preßluftleitung hereingebracht werden kann, in einem Sumpf aufzufangen. Hierzu
wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Ventilkanal um einen gewissen Betrag
oberhalb des Kolbenbodens anfängt: Ein letzter Vorschlag geht schließlich dahin,
daß außer dem unter regelbarer Belastung stehenden Übertrittsventil in an sich bekannter
Weise ein nur bei ungewöhnlich hohem Druck sich öffnender Sicherheitsauslaß vorgesehen
ist.
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Außer der Beseitigung der obenerwähnten, den bekannten Stempeln anhaftenden
Nachteile wird durch die Erfindung noch der Vorteil erreicht, daß bei Verwendung
einer Flüssigkeit als Füllmittel die Kammern so angeordnet werden können, daß die
eine in dem einen, die andere in dem anderen Stempelteil sitzt, wobei zweckmäßig
die Kammer, in die das Füllmittel beim Zusammenschieben der Stempelteile übertritt,
gleichbleibenden Rauminhalt besitzt und im oberen Stempelteil angeordnet ist. Der
die Kammer gleichbleibenden Rauminhalts enthaltende Stempeloberteil wirkt dabei
als Kolben in der Druckkammer des Stempelunterteils. Diese Anordnung war bisher
nur bei Stempeln möglich, die mit körnigen Füllmitteln arbeiteten. Bei diesen Stempeln
ist am unteren Ende des Innenstempels eine nach dem Innern des Innenstempels sich
verjüngende trichterförmige Öffnung angeordnet, in der sich das körnige Füllmittel
festdrückt. Wird ein flüssiges Füllmittel benutzt, so ist diese trichterförmige
Öffnung unbrauchbar; eine von einem federbelasteten Ventil verschlossene Öffnwig,
wie sie für Flüssigkeiten erforderlich ist, ist aber in dieser Anordnung nur verwendbar,
wenn sie, wie es erfindungsgemäß vorgeschlagen ist, von außen beliebig zum unbehinderten
Durchfluß des Füllmittels geöffnet werden kann.
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Auf der Zeichnung ist der Grubenstempel in zwei Ausführungsbeispielen
dargestellt. Es zeigen: Abb. i den Seitenriß des senkrechten Längsschnittes durch
den Stempel, Abb. z die Seitenansicht des Stempels, Abb. 3 den senkrechten Schnitt
durch das Kopfstück'des Stempels, Abb. q. den Grundriß des waagerechten Schnittes
nach Linie q.-¢ der Abb. 3, Abb. 5 den senkrechten Längsschnitt einer anderen Ausführung
des oberen Endes des Verbindungskanals und der zugehörigen Ventile. .
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Der obere rohrförmige Stempeloberteil a besitzt die allseitig geschlossene
Druckkammer b mit unveränderlichem Rauminhalt. Dadurch, daß dieser Stempelteil mit
seinem unteren Ende sich als Kolben in dem unteren, ebenfalls rohrförmigen Stempelteil
c führt, hat der letztere - eine allseitig geschlossene Druckkammer d mit veränderlichem
Rauminhalt. Die beiden Druckkamanern b und d
stehen durch den Verbindungkanal
e in Verbindung. Das diesen Kanal umgebende Rohr e1 ist durch das Bodenstück f des
oberen Stempelteils geführt und durch die Mutter g festgehalten. Diese Mutter g
dient gleichzeitig zum Anpressen der Druckplatte für die die Druckkammer b unten
abdichtende Manschette h. Unterhalb des Bodenstückes f besitzt das
Rohr e1 einen tellerförmigen Ansatz e2, der die die Druckkammer d gegen den Kolben
f abdichtende Manschette k1 festhält und andrückt. Diese Manschette wird außerdem
gegen die Seitenwandung angedrückt durch die Spreizplatte i, welche durch die auf
das Rohr e1 geschraubte Mutter il angedrückt wird. Die Druckkammer b ist gegen die
Unterseite
des Kopfstückes h durch die Manschette Z abgedichtet, die ebenfalls unter Verwendung
einer Druckplatte durch Schrauben m gehalten wird. Eine dieser Schrauben in besitzt
eine zentrische Bohrung ml, die als Luftkanal das zum Anschluß an eine Preßluftleitung
eingerichtete Rückschlägventil ya mit der Druckkammer b verbindet.
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Die obere Mündung des Verbindungskanals e steht durch ein Ventil unter
Abschluß. Dieses Ventil besteht aus der mit ihrem Bodenstück auf das Rohr ei geschraubten
Führungsbüchse o, dem daraufgeschraubten Deckel o1, der Ventilspindel o2, der innerhalb
der Führungsbüchse o um die Spindel angeordneten Druckfeder o3, der als Federwiderlager
dienenden Mutter 04 und dem am unteren Ende der Spindel sitzenden Führungsstück
o5 mit dem zentrisch darin sitzenden, als Abschluß der Mündung des Kanals e wirkenden
Dichtungskern o6. Die Spannung der Druckfeder o3 ist durch Drehen der Spindel o=
einstellbar, indem sich dabei die Mutter o4 hebt oder senkt. Damit die Mutter 04
sich nicht mit der Spindel dreht, ist ein darin sitzender, in einem Schlitz o' der
Büchse o geführter Stift o$ vorgesehen. Der das obere geschlitzte Ende der Spindel
o'- überdeckende Teil des Kopfstückes h besitzt eine Bohrung p, damit die Spindel
von außen mittels eines Schraubenziehers erfaßbar ist.
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Soll der Stempel gesetzt werden, so muß zuerst das die obere Mündung
des Verbindungskanals e abschließende Ventil abgehoben «-erden. Dieses Abheben geschieht
durch Hochheben der Spindeln o= mittels des im Kopfstück k ruhenden. seitlich verschiebbaren
Riegels q. Dieser Riegel besitzt zwei nach der Mitte zu geneigte Ebenen, die beim
Verschieben des Riegels nach der einen oder anderen Seite die auf das obere Ende
der Spindel sitzende Mutter r mit der Spindel anheben. Das Verschieben des Riegels
kann sowohl durch Druck oder Schlag auf die nach außen ,dcehrten beiden Kopfflächen
als auch durch Ziehen an einer an dem Riegel befestigten Leine geschehen. Der Riegel
q besteht im Ausführungsbeispiel aus zwei beiderseits der Spindel o= liegenden Schienen,
die durch die Bolzen q' miteinander verbunden sind. An diese Bolzen q= kann die
gegebenenfalls Verwendung findende Zugleine befestigt werden. Wird der Riegel q
ebenfalls durch Druck, Schlag oder Ziehen in die Losstellung zurückgeschoben, so
daß die Mutter r durch die tiefliegende Mitte des Riegels q wieder freigegeben ist,
so- wird durch den auf dem Federwiderlager 04 stehenden Druck der 1#'eder o3 die
Spindel o= nach unten gedrückt und das Ventil wieder geschlossen.
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Die in -ihrem Rauminhalt veränderliche Druckkammer d des Stempelunterteils
ist teilweise oder ganz mit einer geeigneten Flüssigkeit s, z. B. Glycerin, gefüllt.
Ist zum Setzen des Stempels die obere Mündung des Verbindungskanals e durch das
mechanische Abheben des Ventils freigegeben, so wird durch das Rückschlagventil
n Preßluft eingelassen, die durch die Bohrung der Schraube in' iü die Druckkammer
b und daraus durch die Löcher o' in der Ventilführungsbüchse o und durch den Verbindungskanal
e in die Druckkammer d tritt. Dadurch wird in der Druckkammer d der in seinem unteren
Ende als Kolben ausgebildete Stempeloberteil a hochgehoben. Ist der Stempel gesetzt,
so wird das Ventil für den Verbindungskanal e zunächst in der vorgeschriebenen Weise
geschlossen und alsdann die Preßluftzuführung beendet.
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Ist der Stempel zwischen dem Liegenden und dem Hangenden eingespannt
und wird durch den nachfolgenden Gebirgsdruck der Stempel zusammengedrückt, so hat
die Flüssigkeit s das Bestreben, durch den Verbindungskanal e nach oben zu entweichen.
Sie kann dies aber nur, wenn der auf ihr wirkende Druck stärker ist als der auf
die Mündung des Verbindungskanals e lastende Ventildruck. Ist z. B. der dem hv draulischen
Hochheben des Ventils entgegenwirkende Druck durch Einstellung der Feder o3 auf
35 t eingestellt, so wird sich das Ventil erst öffnen, wenn der Gebirgsdruck stärker
ist. Alsdann tritt durch Senkep des Kolbens momentweise ein geringer Teil der Flüssigkeit
s durch den Verbindungskanal eund durch die Löcher o' in die Druckkammer b über.
Sobald durch die Senkung der Stempel dem Gebirgsdruck gefolgt ist, schließt sich
das Ventil wieder selbsttätig. Dieser Vorgang wiederholt sich beim jedesmaligen
Auftreten eines die Nachgiebigkeit des Stempels beanspruchenden Gebirgsdruckes.
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Für nachgiebige Grubenstempel verlangt der Bergbau in manchen Fällen
kurz bemessenen geringen Anfangswiderstand. Ein solcher wird gemäß der Erfindung
dadurch erzielt, daß in der Druckkammer d des unteren Stempelteils c über dem Flüssigkeitsspiegel
ein Luftraum verbleibt. Dieser Luftraum kann durch die nach unten ragende Verlängerung
des Kanalrohres e1 abgeschlossen werden, so daß die Luft nicht entweichen kann.
Da Luft in bekannter Weise sehr stark zusammengepreßt werden kann, bevor ein nen=
nenswerter Widerstand entsteht, kann der als Kolben wirkende Stempeloberteil sich
beim Beginn der Nachgiebigkeit um eine gewisse Spannung senken, wobei die unter
ihm stehende Luft den weichen Anfangswiderstand bietet - ,
Bei der
in Abb. 5 dargestellten Ausführung ist an das obere Ende des Verbindungskanals
e eine Abzweigung t angeschlossen, die mit einem nach oben geführten
Rohr u verbunden ist; dessen obere Mündung durch ein regelbar belastetes Ventil
v abschließbar ist. Die Bauart dieses Ventils kann im wesentlichen dem Ventil für
die Hauptmündung entsprechen. Diese Anordnung kann vorgesehen werden, um bei einem
außergewöhnlich hohen und plötzlich auftretenden Gebirgsdruck eine größere Flüssigkeitsmenge
aus der Druckkammer d nach oben entweichen zu lassen. Damit bei dieser Anordnung
die Flüssigkeit nicht bei jedem Gebirgsdruck gleichzeitig durch die Abzweigung t
treten kann, ist deren Mündungsbelastung stärker als diejenige der Hauptmündung.
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