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Hydraulischer Grubenstempel sowie Vorrichtung zum Setzen desselben
Hydraulische Grubenstempel, bei denen der Oberteil als Kolben in dem als Hohlzylinder
ausgebildeten Unterteil geführt ist, sind an sich bekannt. Durch Einpressen der
Betriebsflüssigkeit in den Zylinderraum des Unterteils wird das Oberteil bis gegen
das Hangende ausgeschohen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Stempel so auszubilden,
daß er einmal schnell und mühelos sowie mit möglichst großer Vorspannung gesetzt
werden kann und daß er ferner ebenso schnell und gefahrlos geraubt werden kann.
Bis zum Rauben soll er eine möglichst starre Stütze für das Hangende bilden. wobei
die Höchstlast zur Vermeidung von Verformungen einstellbar ist.
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Erfindungsgemäß wird beim Setzen des Stempels die praktisch in jedem
Abbaubetrieb vorhandene Druckluft verwertet. Im Oberteil des Stempels ist eine druckluftbetätigte
Pumpe angeordnet, die die Betriebsflüssigkeit aus dein Oberteil in den Stempelunterteil
preßt. Der druckluftbetätigte Kolben steht mit einem Flüssigkeitskolben geringeren
Durchmessers in Verbindung, der die Betriebsflüssigkeit mit entsprechend hohem Druck
in den Stempelunterteil preßt. Zweckmäßig wird der Druckluftkolben nur zur Bewegung
in Preßrichtung beaufschlagt, in entgegengesetzter Richtung dagegen durch Federkraft
betätigt. Dadurch wird die Steuerung denkbar vereinfacht. Die Einführung der Druckluft
in den Oberteil geschieht zweckmäßig durch ein lösbar an den Stempel gepreßtes und
mit der Druckluftleitung in 'Verbindung stehendes Hilfsgerät, welches auch das Steuerorgan
umschließt. Bei dem verhältnismäßig geringen Druck der Druckluftleitung genügt es,
wenn (las Hilfsgerät von außen fest gegen die Lufteintrittsöffnung des Stempels
gepreßt wird. Das in dein Hilfsgerät angeordnete Steuerorgan kann @@ahln-ci@e die
Druckluft in den Steinpelolmrteil eintreten
lassen oder aber diesen
mit der Atmosphäre in Verbindung bringen. Die Ausführung des Hilfsgerätes ist an
sich beliebig. Besonders zweckmäßig erscheint eine Formgebung entsprechend einer
Pistole, w-ollei das in derselben untergebrachte Steuerorgan als federbelasteter
Steuerkolben ausgebildet sein kann, der durch Betätigung des Abzuges umgesteuert
wird. Das Einpressen der Betriebsflüssigkeit in den Druckraum des Unterteils erfolgt
unter Benutzung dieser Einrichtung dadurch, daß die Druckluftpistole gegen die Einführungsöffnung
des Stempels gedrückt und dann der Abzug betätigt wird. Die alsdann in den Stetnpel
eintretende Druckluft verschiebt den Druckluftkolben. Entsprechend wird der kleinere
Pumpenkolben betätigt und die von diesem zuvor angesaugte Flüssigkeit mit entsprechend
höherem Druck in den Stempelunterteil gepreßt. Am Ende des Kolbenhubes wird der
Abzug der Luftpistole freigegeben. Dadurch erfolgt eine Umsteuerung, derart, daß
die Druckluftzuführung abgesperrt und der Raum oberhalb des Druckluftkolbens mit
der Atmosphäre in Verbindung gebracht wird. Der Druckluftkolben gelangt dann unter
Federkraft in seine Ausgangsstellung zurück. Gleichzeitig füllt sich der Pumpenzylinder
wieder aus dem Flüssigkeitsvorrat des Oberteils. Bei erneuter Betätigung des Pistolenabzuges
erfolgt abermals eine Verschiebung des Druckluftkolbens und des Pumpenkolbens. Dieser
Vorgang kann so oft wiederholt werden, bis der Druck im Unterteil des Stempels die
Höhe erreicht hat, die sich errechnen läßt aus dem Verhältnis zwischen der Größe
des Druckluftkolbens und des Druckes in der Preßltiftleitung einerseits und der
Größe des Pumpenkolbens andererseits. Nach dem Setzen eines Stempels kann die gleiche
Pistole zum Setzen des nächsten Stempels verwandt werden. Es ist also für sämtliche
Stempel nur ein in der Pistole untergebrachtes Steuerorgan notwendig.
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Nach dem Setzen des Stempels kann die Betriebsflüssigkeit nicht ohne
weiteres wieder in den Vorratsraum im Stempeloberteil zurückströmen, da sie durch
ein Rückschlagventil daran gehindert wird. -Mit dem Allsinken des Hangenden steigt
daher der Druck im Stempelunterteil. Um eine hei ständig wechselndem Druck eintretende
Verformung zu verhindern, ist ein Überdruckventil vorgesehen, welches zweckmäßig
im Oberteil angeordriet ist. Bei Erreichung eines an dem Überdruckventil einstellbaren
Druckes strömt durch dieses Ventil ein Teil des Druckmittels aus dem Zylinderraum
des Unterteils ab, und zwar zweckmäßig in den Vorratsraum im Oberteil. Das Überdruckventil
kann gleichzeitig so ausgebildet werden, daß es z. B. beim Rauben auch durch Betätigung
von außen von seinem Sitz abgehoben werden kann.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Irrfindung schematisch
dargestellt. Es zeigt Fig. i einen senkrechten Querschnitt durch den Stempel in
starker Verkleinerung, Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch die Setzvorrichtung
etwa in natürlicher Größe. Der Stempel besteht aus dem Unterteil io, der als Hohlzylinder
ausgebildet ist, und dein Oberteil i i, der gleitend und dichtschließend in dem
Unterteil io geführt ist. Auch der Oberteil i i ist hohl. Er dient als Vorratsgefäß
für eine gewisse 'Menge 12 der Betriebsflüssigkeit. In <lern Stempeloberteil
i i ist auch der Preßluftkolben 13 geführt, der seinerseits in Verbindung steht
mit dem nach unten gekehrten Plungerkolben 14, der sich in dem zylindrischen Fortsatz
i 5 am unteren Ende des Oberteils i i bewegt. Der hohle Plungerkolben 14 ist mit
einer Reihe von Durchbrechungen 16 versehen. Außerdem weist er an seiner unteren
Stirnseite ein Rückschlagventil 17 auf. Ein in gleicher Richtung sich öffnendes
Rückschlagventil 18 befindet sich im Boden des zylindrischen Fortsatzes 15. Eine
Feder i9, die mit ihrem einen Ende am Boden des Oberteils i i aufsteht und die sich
mit ihrem anderen Ende vor dem Anschlag 2o des Plungerkolbens 14 abstützt, sucht
den Kolben stets in seine dargestellte obere Endlage zu drücken. Im übrigen sind
an dem hohlen Stempeloberteil i i noch Einlaßöffnungen 21 und 22 angeordnet, von
denen die eine 21 oberhalb, die andere 22 unterhalb des Druckluftkolbens 13 mündet.
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Der Druckraum 23 im Stempelunterteil steht durch ein Röhrchen 24 mit
dem Überdruckventil 25 in Verbindung. Dieses Ventil ist normalerweise durch Federkraft
geschlossen. Es wird erst bei Erreichung eines einstellbaren Höchstdruckes geöffnet
und läßt -dann einen Teil der Druckflüssigkeit aus dem Raum 23 durch die Öffnung
26 in den Vorratsraum 12 zurückströmen. Das Überdruckventil 25 kann aber auch z.
B. beim Rauben des Stempels von außen her von seinem Sitz 26 abgehoben werden.
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Die in Fig. 2 der Zeichnung dargestellte pistolenförmige Hilfsvorrichtung
27 ist bei 28 durch einen Schlauch mit der Druckluftleitung verbunden. Der Kanal
29 ist jedoch normalerweise durch den hohlen Kolbenschieber 3o abgesperrt, so daß
die Druckluft nicht durch den Kanal 31 austreten kann. Der Kolbenschieber
30 steht unter der Einwirkung der Feder 32. Er kann durch Betätigung des
Abzuges 33 in der Pfeilrichtung 34 entgegen der Wirkung der Feder 32 verschoben
werden. Damit wird der Kanal 29 offen gelegt, und die Druckluft strömt durch die
Öffnung 31 aus. Gleichzeitig ist aber durch den hinteren Teil 30° des Steuerkolbens
3o die Öffnung 35 abgedeckt, so daß die Druckluft nicht an dieser Stelle entweichen
kann. Wird der Abzug 33 freigegeben, so kehrt der Kolbenschieber 30 wieder in seine
dargestellte-Lage zurück, in welcher die Zuführung der Druckluft allgesperrt und
im übrigen der Kanal 31 durch die Öffnung 35 finit der Atmosphäre in Verbindung
gebracht ist.
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Beim Setzen des in Fig. i dargestellten Stempels befindet sich der
Kolben 13, 14 in der dargestellten Lage. Nach dem Aufstellen des Stempels an der
gewünschten Stelle des Allbaubetriebes wird die Druckluftpistole nach Fig. 2 mit
ihrer ?Mündung 31 vor die Öffnung 22 des Stempels gedrückt. Infolge einer nicht
dargestellten Gummizwischenlage wird allein durch das Andrücken der Pistole ein
luftdichter
Anschluß erreicht. Wird nunmehr der Abzug 33 der Pistole
in der Pfeilrichtung 34 betätigt, so strömt die Druckluft unterhalb des Kolbens
13 in den Vorratsraum i i. Ein Teil der Druckflüssigkeit 12 wird sodann durch die
Öffnungen 16 und an den Rückschlagventilen 17 und i8 vorbei in den Raum 23 gepreßt.
Durch den Druck der Flüssigkeit in dein Raum 23 wird der Oberstempel i i ausgeschoben
und gegen das Hangende gedrückt. Die Anpressung entspricht dem Druck der Preßluftleitung
multipliziert mit der Grundfläche des Oberstempels i i. Zur Erhöhung der Vorspannung
wird darauf die Pistole 27 von der Öffnung 22 entfernt und vor die Öffnung 21 gedrückt.
Der Raum innerhalb des Oberstempels i i oberhalb der Vorratsflüssigkeit 12 wird
dadurch entlastet und steht nunmehr mit der Atmosphäre in Verbindung. Wird dann
durch die Pistole 27 Druckluft auf der Oberseite des Kolbens 13 zugeführt, so wird
dieser Kolben nach unten verschoben und die in dem zylindrischen Fortsatz 15 befindliche
Flüssigkeitsmenge wird mit erhöhtem Druck an dem Ventil 18 vorbei in den Raum 23
gepreßt. Bei Freigabe des Abzuges 33 der Pistole wird der Raum oberhalb des Kolbens
13 durch die Kanäle 31 und 35 mit der Atmosphäre in Verbindung gebracht. Der Kolben
13, 14 kehrt daher unter der Einwirkung der Feder i9 in seine Ausgangslage zurück.
Der zylindrische Fortsatz 15 füllt sich durch Öffnungen 16 und an dem Ventil 17
vorbei aus dem Vorrat 12 erneut mit Flüssigkeit. Bei abermaliger Druckluftzuführung,
oberhalb des Kolbens 13 wird diese Flüssigkeit erneut in den Raum 23 gepreßt. Dieser
Vorgang kann so lange wiederholt werden, bis in dem Raum 23 der Druck erreicht ist,
der in dem zylindrischen Fortsatz 15 erreicht werden kann. Dieser Höchstdruck entspricht
dem Druck der Preßluftleitung multipliziert mit der Verhältniszahl zwischen der
Größe des Druckluftkolbens 13 und des Pumpenkolbens 14.
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Beim Absinken des Hangenden steigt der Druck in dem Raum 23 bis zu
der an dem Überdruckventil 25, 26 eingestellten Höhe. Ist dieser Druck erreicht,
so ergießt sich ein Teil des Druckmittels durch die Öffnungen 26 in den Vorratsraum
12 zurück.
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Soll der Stempel geraubt werden, so wird das Überdruckventil 25 durch
Betätigung von außen von seinem Sitz abgehoben.
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Der in Fig. i dargestellte Stempel wird bei der beschriebenen Ausbildung
unter Anwendung von Druckluft mit einer Vorspannung gesetzt, die ein Vielfaches
des Preßluftdruckes ausmacht. Der Stempel selbst hat aber kein eigenes Steuerorgan,
sondern das einzige Organ 30 zur Steuerung der Preßluftzuführung befindet
sich in der pistolenförmig ausgebildeten Hilfsvorrichtung 27 nach Fig. 2 der Zeichnung,
die nacheinander zum Setzen einer beliebig großen Zahl von Stempeln verwandt werden
kann. Als Betriebsflüssigkeit kann Wasser verwandt werden. Da die Flüssigkeit aber
nicht verlorengeht, kann auch 01 benutzt werden.