DE716755C - Grubenstempel - Google Patents

Description

• Grubenstempel Die Erfindung betrifft einen Grubenstempel mit Luftfeder, gegebenenfalls in Verbindung mit Flüssigkeitsdämpfung. Die Luftfeder hat den Vorteil geringen Gewichtsaufwands und eines progressiven Widerstandsanstiegs im allgemeinen sowie der leichten Setzbarkeit unter Vorspannung und des ebenso leichten Raubens des Stempels im besonderen.
• Die Anwendung der Luftfederung an Grttbenstempeln in der Form des in einen Zylinder einschiebbaren Kolbens scheitert jedoch an der Schwierigkeit, den unter Luftdruck stehenden Zylinderraum nach außen dauernd vollkommen dicht zu halten. Selbst wenn man den Stopfbüchsenraum ständig unter Flüssigkeitsabschluß hält, was ebenfalls schvierig ist, ist keine Gewähr für eine dauernde Erhaltun-'- des Bremswiderstandes gegeben. Die je nach dem Grad des Anziehens der Stopfbüchsen stark wechselnde zusätzliche Reibung enthält insbesondere für das Setzen des Steinpels eine Gefahr, weil diese Reibung tinti2r entsprechender Belastung plötzlich auf -Null absinken kann.
• Zur Vermeidung dieser Nachteile ist bereits vorgeschlagen worden, in einer in sich abgeschlossenen, luftdichten Hülle ein Itift-oder flüssigkeitsgefülltes Polsterkissen auf oder im Stempel anzuordnen. Es ist jedoch praktisch nicht inö glich, ein solches Polsterkissen in die Führung zwischen Ober- und Unterstempel einzubauen, ohne Quetschungen und Zerrungen und schließlich ein Zerreiben der Hüllenwandung befürchten zu müssen.
• Die Erfindung vermeidet diese Nachteih# dadurch, daß der durch Kolben und Zylinder eingei;#lilossene Ratiiii des zusammenschiebbaren Stempels durch 2inen axial dehn- und stauchbaren Ringmantel in Form einer Ringinanschette luftdicht abgeschlossen wird, die mit einem Ringrand am offenen Ende des Zvlinders und mit dem anderen Rin-rand ani I#olbenumfang oberhalb des freien 2Z'vIinderrandes luftdicht befestigt- ist. Evtl. kann die letztgenannte Verbindung fortfallen, indeni die Manschette an dieser Stelle ohne öffnun'-, die äußere Kolbenendfläche übergreifend abdeckt.
• Derartige, außerhalb des Zylinders ang.,eordnete Ringmantelbälge sind im Maschinenbau. züm Abdichten bewegter Maschinenteile I bereits vorgeschlagen worden. Dabei handelt ZD z#

  es sieh jedocli um Vuntilanordnungen ti. (1"i.#

  b

  bei denen exakt geführte Maschinenteile voll

  iiii Vergleich zu Grubenstenipeln geringer

  Größe durch Ringmanschetten nach außen ab-

  gedichtet werden. Es fchlt bei diesen B,--i-

  spielen insbesondere da, Murkmal von X-

  ben und Zylinder, die sieh ' gegeneinander

  Hillren und bei denen es sich nunnielir daruni

  handelt, den verbleibenden Ringratim nach

  außen in einfacher Weise abzudichten, ohne

  die Kolbenführun,- .,Im Zylinder züi b--"iii-

  trächtigen. Zudem liegt es auch all sich iür

  den Fachmann nicht nahe, 1)iclitungni.ti,'j-

  nahmen -aus dem genannten z'#nweliduii-s-

  gebiet auf Grubenstümpel, zu übertragen.

  b

  Das Wesentliche d(2s Erfindungsgedankens

  lind liegt Zylinder darin, daß gebildete die einfache, axiale durch Führung 23 Kolben des

  Stempels üi Form einfacher ineinanderschieb-

  barer Rohre tinter vollständigem 1,-Liftabschltil.',#

  des Innenrauins ohne Stopfbüchsen möglicli

  ist und das Or-an für diesen vollkommenen

  b

  1 -tiftabschluß gleielizeitig ein ziis-itzlieli,!.-;

  Luftpolst-er bildet, das durch -seine Form und

  di# Art der Einspannung all Kolben und Zy-

  linder in einer #Veise geführt wird, die ein

  Quetschen, Klemmen odu-r Reiben der Luft-

  polsterhülle init Sicherheit vorhütet. Die Ring-

  manschette bildet also im Geb-ensatz zu d"#:i

  bekannten Luftkissenlffillen ein elastisclic,#

  Polster, dessen Foriii#iiidertin(Y beriebsmäßig

  b

  vollkoniiii-,ii in jeder Stempelstellung voraus-

  bestinirnbar und zu l#)eli(#rrsclien ist.

  Um eitum inöglichst großen Verstellbereich

  (ler Stempellänge zW2Cks Verwendun- des

  gleichen Stempels in verschieden liolien-Al.)-

  "allen züi erreichen, werden nach einer Weiter-

  bildung des Erfindungsgedankens niehrer(#

  Ringmanschetten axialaneiliande#gereibt. Die

  dab2i zusammenstoßenden Ringränder der

  einander benachbarten 'Manschetten wurden

  urfindungsgetnäll ebenfalls fest in einen ine-

  tallischen Ring eingespannt, so daß für jede

  cInzelne Manschette genau die gleichen vor-

  ausbestiiiii-nbaren F,-)rm#n(lerung"1)cdingtiii-vi-,

  bestehen wie für die einzeln eill"espannte

  Mare#cliette. Diese Einspamiringe werden lose

  auf dein Kolbenuinfang geführt, so daß sie

  S.ch beim Zusammenschieben des Stempel,-;

  a IhnMilich eiiiincl--r nä 'he -rn.

  Das Konipressionsverhältnis des neuen

  Stempel,- kann in beliebig e r Weise beeinflußt

  werden, indem ein Teil der unter Druck züi

  setz#l-ii(Icii Ri; ' "une vorher inIt Flüss: 'gkeit ge-

  füllt wird. Dabei können enge DUrchtritts-

  ;#fintuigun voll einer Luftkainmer in die

  andere vorgesehen werden, iiiii eilte Dämpfung

  i)];-*itzlicli auftreLender Belastungen zu er-

  j-eiclieti. Maßnahirien können auch

  ,lazu (liew#ri, die Drticlziitlai;ttin,- beim Rati-

  1,un les St#UnipcIs zit d'anipfen, um eine züi

  schnelk- und plötzliche Entlastung des Haii-

  zcyencl#,ii zu vermeiden.

  \Ve;t(2re ErfindunIgstlierkinale, insbesonden#

  liinsichtlich der praktischen Durchfülirung

  luftdichtütt Anschlusses der Ringnian-

  ,zclictteii 1V an Kolben und Z#-Iiiirlerwaiidtingeii, - bl

  sind in der nachfolgenden Beschreibung ail

  Hand (L#r 7eiclinungen erMutert.

  Fig. i zei-t in schematischer Darstelli--ng

  eiii-,-ii Grubenstumpel mit enier Rhigtrau-

  'Cliutte

  Fig. 2 einen solclien mit einer -Mehrfach,-

  iii.#tn#,clietie darstellt.

  Fig. 3 bis 8 zeigen -#7urbchiedvne

  rungsfortliun der E-inspannung der Man-

  sclietten all 7-,dinder und K.olben.

  Der Kolben; i (Fig. i) besteht aus e',iiem

  uinfacht-ii, unten geschlossenen Rohr, das sicill

  in dein ebenso gestalteten Zvlinder 2 führt.

  Der E-olhen i könnte auch aus einem gut t-le-

  rtliidut(.--ii Holzpfalil bestellen. Ani obere-

  freien Öfflitingsrand des Zylinders 2 ist auf.',uli

  der untvre -Ringrand 3 der RingmanscIlette 4

  ni«ttels 1 cin##r Klemnisclielle ## luftdicht all-

  ge

  , preßt, während der obere Ringrand fi (1(:r

  Manschette 4 all der Außenwandung des Kol-

  bens i in gleicher Weise durch eine Kleiiiiii-

  sclielle 7 befestigt ist. Die hier gezeigte Be-

  e

  festigtin-#,weise ini Gebrauch du,-;

  , t'

  Steinpels vor dein Sc-tzen eine Verstellung

  der Befestigungsstelle 6, 7, so daß der Stu,.11-

  pel der jeweiligen Einbauhöhe angepal' ' 't w, r-

  den kann. Ein Luftventil 8 älinlich den b#Ui

  Pneutnatikreifen bekannten -Ventilen güi;tatt2#t.

  den zunächst drucklosen Steitipel an Ort und

  Stulle vermittels Luftpunipe oder Prußluit-

  leitungsanschluß init der ge-wünscliten Vor-

  spannung aufzustellen. 1--'beiiso kann (ki-

  Stempel durch Ablassen des Dru(#I:es

  oder durch teilweises Ablassen des Drucku.#

  dein veränderten Gebirgedruck nielii- angep211-.',i

  werden.

  In dein nach Fiz. 2

  bestellt die. Riii-manschette ails einem har-

  iiion;#lzaförinig gestalteten Bal- 9, dessen eiii-

  l b

  zeliie Kaniniern io dadurch die gleicht-n

  Z,

  Ei-enschaften -emäß dvni Erfiiidtiii->-

  "edanken erhalten, daß im Grui -ide jeder Eili-

  .,-,cliiiiirting ein Einspannring ii angeordnet

  gegen den jede einzelne Einschnurungs-

  i s t, , 111 - l#

  stelle des Balges durch einen außetiliegenden

  Spanndralit 12 fest angepreßt wird; die Ein-

  spannrinIge ii führen sich dabei lose auf dein

  als Kolben i dienenden Oberstempel.

  lich die oberstc und iii-it"rs#e Einschnürtiii-,#,-

  stelle, nzlinlich die Ringränder 3 und 6-, sili i

  genau wie in Fi-. i durch Kleinitischellen

  bzw. 7 luftdicht am Kolben- bzw. Zylinelur-

  timfan- befesti-t. In Fi-. 2 ist auch gezeigte

  wie durch Flüssigkeitsfüllung der Kornpru,-

  ,ionsraum verkleinert werden kann, um c;lieii

  geringen Hub des Stempels bei hohem Druck züi erreichen. Außerdem wird durch die verengten Durchtrittsquerschnitte zwischen Kolben- und Zylinderwandung eine Dänipfungswirkung erzielt, die ein stoßweises Arbeit#cii des Stempels hindert. Ein Ventil 13 dient zum Wasser- und Lufteinlaß- und -auslaß.
• In Fig. 3 ist im senkrechten Schnitt die linke Hälfte eines Stempelkopfes dar g ' estellt, bei dem eine topfförtnige Manschette angewendet ist. Diese Manschette 14 ist mit ihrer Öffnung nach unten über dem oben geschlossenen Kolben i gestülpt; der Topfboden 5 der Manschette 14 liegt dabei flach auf deni Deckel des Kolbens i auf. Ein K-opfteller 16 dient als Befestigungs-.undAbdichtungsorgan, indem er mit einer zentralen Schraube 17 ,durch den Topfboden der Manschette hindurch fest am Kolbendeckel verschraubt wird. Der untenliegend.e Ringrand 18 der Manschette 14 wird durch Schrauben ig vermittels der Rin-scheibe --go dicht gegen den Ran,dflansch ->i gepreßt, der am Öffnungsende des Zylinders 2 angeschweißt ist. Eine gleiche Befestiggungsweise -für den unteren Ringrand 18 ist auch in Fig. 4 für die mantelförmige Manschette 2-2 vorgesehen. Der obere Ringrand dieser Manschette ist in ähnlicher Weise an dem Ringflansch 23 des Köpf-StÜCkeS 24 des Oberstempels durch eine Ringscheibe -2,5 vermittels der Schrauben 26 angedichtet. Das Kopfstück 24 ist mit dem als Kolben i dienenden Rohr bei 27 durch Schweißung verbunden.
• Eine weitere Vervollkommnung für die dichteVerbindung zwischen den beiden Sternpelteilen und der elastischen Manschette ert' Clibt sich durch die Anwendung des an sich bekannten Anhaftverfahrens zur Verbindun-%-on \,'fetall mit Gummi.
• DasVerfahren besteht beispielsweise darin, daß man vor dem Auftragen des Kautschuks das Metall mit einer vorzugsweise dünnen Schicht von Kautschtik, welcher Hämoglobin und beim Erhitzen eine fortschreitende Erhärtung erfahrende Stoffe enthält, überzieht und zurOxydation tindErhärtungdieSchicht erhitzt (Patentschrift 5719--0).
• Die für den Erfindungsgegenstand ohnehin erforderliche Anwendung besonders starkwandiger Gummimanschetten erleichtert auch die Anwendung ödes Anhaftverfahrens. In Fig. 5 istgezeigt, wie der felgenartige untere Z, Rin-rand 28 der Manschette 29 im Anhaftverfahren unmittelbar mit dem oberen Offnungsrand des unteren Stempelteiles und Zylinders --9 verbunden ist, während der obere Ringrand 3o der Manschette -99 im gleichen Vdrfahren mit dem Schraubring 31 vereinigt ist. Die Zusammensetzung dieses St empels erfolgt derart, daß das mit dem Kolben i verbundene Kopfstück 3,2 mit seinem Gewindeansatz in den Schraubring» 3 1 eingedreht wird, webei der Schraubring an den Schlüsselnas-en 33 festgehalten werden kann, um die Manschette 29 vor Verdrehung zu schützen.
• In Fig. 6 ist der obere Ringrand 30 der Manschette 29 unmittelbar am Kopfstück 32, vermittels des Anhaftverfahrens befestigt; das Kopfstück 32' ist jedoch insoweit von dem Kolben i als Oberstempel unabhängig im Zusammenbau, als hierfür eine lösbare Verbindung vermittels Gewinde34 und zwischengelegter Dichtung 35 vorgesehen ist. Ebenso ist der Zylinder 2 als Unterstempel über einen Schraubring 36 mit der Manschette lösbar %,erbunden, indem ihr unterer Ringrand 28 im Anhaftverfahren mit diesem Schraubring dicht vereinigt ist. Die Zusammensetzung des Stempels nach Fig. 6 erfolgt in der Weise, daß zunächst der Kolben i in das Kopfstück 32 eingeschraubt wird und alsdann der Zylinder 2 in den Schrattbring 36, wobei die Manschette 29 zum Schutz gegen Verdrehen so weit zusammengeschoben wird, daß die Nasen 37 am Schraubring36 und 38 amKopfstÜck 32 ineinander bzw. hintereinander fassen können.
• In den Fig. 5 und 6 ist auch gezeigt, daß die aus Gummi bestehende Manschette außerdem durch einvulkanisierte Gewebeeinlagen verstärkt werden kann, wie dies bei Reifendecken für Kraftfahrzeuge allgemein bekannt ist. Die Anwendung von Gummi als Grundstoff der Manschetten ist nicht Bedingung; es können auch andere Werkstoffe benutzt werden, die durch Gummi- o. dgl. Ü"ber7tig luftdicht gemacht sind.
• In dem Ausführungsbeispiel nach Fi-. 7 ist das Anhaftverfahren an beiden Ringrändern 39 der Manschette 40 in der Weise angewendet, daß diese Ringränder mit je einem selbständigen Haltering 41 und 42, verbunden sind, die ihrerseits mit dem Kolben i bzw. Zylinder -9 durch Schweißung verbunden werden. Eingepreßte, rund umlaufende Sicken 43 und 44 an Kolben und Zylinder erleichtern dabei die genaue -Einstellung der Ringe 41 und 42, sowie idie Bildung einer dichten Schweißnaht.
• In Fig. 8 ist die Anwendung ödes Anhaftverfahrens an den Führungsringen i i der Bal,gmanschette gemäß Fig.:2 gezeigt. Dazu sei bernerkt, daß es nicht erforderlich ist, die Balgraanschette 9 aus einem Stück herzustellen. Jede Kammer io kann selbständig für sieh hergestellt und alsdann zum Beispiel ähnlich der Darstellung in Fig. 8 mit den zusammenstoßenden Ringrändern benachbarter Kammern an dern gemeinsamen Führungsring-ii mit Hilfe des Anhaftverfährens befestigt werden.
• ti Die runde Ouerschnittsforin der Teile i 1111--12 ist nichtiiedingung, obwohl sie zweifellos sowohl aus Festigkeits- als auch a:us wirtschaftlichenGründen zv-veckmäßig ist. Andere ecki-e Ouerschnittsformen haben den Vorzu-, daß sie ohne weiteres die zwischengeschaltete Manschette gegen Verdrehen schützen würden: ein solcher Schutz kann auch bei runden Rohren zusätzlich in Form von Führtin,-sleisten o. dgl..vorggesehen werden.
• Die bereits angedeutete Anwendung eines Oberstempels (Kolbens) aus Holz ergibt die Möglichkeit, innerhalb des aus Metall be-.stehenden Unterstempels (Zylinders) zusätzliche Reihungs- bzw. Dämpfungsmittel einzubauen, die in ihrer Wirkung :darauf beruhen, daß sie den Werkstoff des Oberstempels in seiner Form oder Struktur an-,reifen, sei ei; durch quetschendes Zusammenpressen vermittels im Unterstempel ein-Keilflächen oder -spitzen, sei es durch Abschaben eines Teils Ader Oberfläche o. dgl. Hierfür können als Beispiele viele bekannte Grubenstempel dienen, deren Oberteile ausHolz und derenUnterteile ausMetall bestehen. Wesentlich für den vorliegenden Anwen,dungsfall ist. daß derartige Maßnahmen in Verbindung mit der gekennzeichneten Luftfederung angewendet werden, die wie keine andere überhaupt eine Freiheit für solche Kombinationsmiiglichkeiten gibt. je nach dem Charakter des abzustützenden Hangenden kann es dabei zweckmäßig sein, diese z us, ätzlichen 'Mittel an das Ende des Stempelhubes oder in den Anfang zu legen und für den restlichen Teil die -,veiche, progressive Luftferlerung auszunutzen.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Grubenstenipel mit Luft- und -e-"-,cl)enelifalls Flüsssigkeitspolstern in durch Zvlin-ler und Kolben gebildeten Räumen, gekennzeichnet. daß diese Räume durch eine luftrliclit am offenen E-nde des Zylinders und am Umfang des*Kolbens außerhalb des Zvlin,-lers befestigte.. axial nachgiebigeRingmanschette luftdicht nach außen abgeschlossen sind.
2. 2. Grubenstempel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringmanschette an einem Ende topfförmig geschlossen ist und mit dieser Boderifl,,iche (i,#) auf (lern oberen Abschlußdeckel des Kolbens (i) befestigt ist, während der untere Ringrand Wg) am Öffnungsrand (21) des ZVIiII:'ler-0 (2) luftdicht angeschlossen ist. 3. Grubenstempel nach Anspruch i. gekennzeichnet durch axiale Aneinanderreihung mehrerer Ringmanschettenkanimern (io), deren zusammenstoßende Ringränder benachbarter Kammern ge- meinsam von je einem auf dem Kolben (i') geführten, axial beweglichen Einspannring (ii) gehalten werden. 4. Grubensternpel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der in den Zvlinder (2) eintauchende Stempelteil (i') # - l U S H017 oder einem andern leichter als Metall verformbaren Werkstoff besteht. 5. Grubenstempel nach Anspruch i, dadurch gekenzeichnet, #daß bei Anwendung eines oberen Stempelteiles gemäß Anspruch 6 im Innern des Zylinders (2) Organe vorgesehen sind, #die den Oberstempel (i) bei seiner Bewegung nach unten durch Quetschung, Abspannum-0. dcil. verfarmen. 6. Grubensternpel nach Anspruch i, rladurch gekennzeichnet, daß die Organe gemäß Anspruch 7 nur in der unteren Hälfte des Hubweges des Oberstempels wirksam gemacht -,verden. 7. Grubenstenipel nach Anspruch i, #ladurch gekennzeichnet, #daß die aus Gunliiii bestehende Ringmanschette (29) mit verstärkenden Gewebeeinlagen versehen ist. g. Grubenstempel nach Anspruch i# gekennzeichnet durch rohrförmige Rinrän-der (3, 6) an den beiden Enden der Ringinanschette (4) und Kletrunschellen (5, 7) zum unmittelbaren Aufpressen der i#ingränder auf den 'Umfang des Kolbens (1) bZW. CleS ZVIindCrS (2). o. Grubenstempel nach Anspruch i. ge- kennzeichnet durch ringflanschenförmige, senkrecht zur Stempelachse stehende Einspannränder (18) der Ringmanschetten (14, 22) und entsprechende Ringflanschen ( ' 21. 23) am Kolben und Zylinder des Stempels. io. Grubenstempel nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Anwendung des Anhaftverfahrens zur luftdichten Verbindung der Ringränder der Ringmanschette mit Kolben und Zylinder, gegebenenfalls unter Einschaltung von Schraubringen (3 1 # 36) zwecks Erleichterung des Zusammenhaues des Stempels. i i. Grubenstempel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsränder (39) der Ringmanschette (4o) in irgendeiner Weise dicht mit Einspannringen (41, -42) verbunden sind, die durch Schweißung -dicht mit dem Kolben (i) bzw. dem Zvlin-der (2) vereinigt werden.