DE871585C

DE871585C - Hydraulischer Grubenstempel

Info

Publication number: DE871585C
Application number: DET385A
Authority: DE
Inventors: Edgar Tacke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-01-17
Filing date: 1950-01-17
Publication date: 1953-03-23

Description

Hydraulischer Grubenstempel Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen oder pneumatisch-hydraulischen Grubenstempel mit einem als Kolben wirkenden Innenstempel zum Stützen des Hangenden in Strecken und Abbaustreben. Ebenso ist er verwendbar im Tunnelbau und z. B. als Deckenstütze im Baugewerbe.
Es sind hydraulische Grubenstempel bekannt, bei denen der Innenstempel als Druckkolben auf ein im Unterstempel eingefülltes Medium in flüssigem oder festem Zustand wirkt.
Gemäß der Erfindung wird ein hydraulischer Stempel geschaffen, mit dem eine sehr hohe Setzlast erzeugt werden kann und dessen Vielzahl in einem Streb oder anderen Abbauort eine gleichmäßig ansteigende und in ihrem Endwert vollständig übereinstimmende Setzlast aufweisen. Diese außerordentlich günstige Wirkung wird mit dem Stempel erzielt durch Verwendung einer mit Druckluft gesteuerten, doppelt wirkenden Pumpe zum Umpumpen eines Druckmediums, vorzugsweise einer Druckflüssigkeit, von einem Vorratsraum in den Druckraum.
Die Pumpe ist zwischenVorratsraum undDruckraum angeordnet, und zwar im Innenstempel unter dem Vorratsraum. Die Zu- und Abführungen der Druckluft sind in der Wandung des Innenstempels angeordnet. Zur Steuerung des Pumpenkolbens dient z. B. eine Schiebersteuerung. In einer vorteilhaften Anordnung weist der Pumpenkolben nach oben und unten gegen die Drucklufträume abgedichtete, als Kolben wirkende Fortsätze auf, deren Querschnitt wesentlich kleiner ist als der von der Druckluft beaufschlagte Kolben. In die Kammern, die die Kolbenfortsätze aufnehmen, münden die Zu- und Ableitungen der Druckflüssigkeiten, die mit entsprechend wirkenden. Rückschlagventilen versehen sind. Der Kolben besitzt seitlich eine Aussparung, in die eine Nocken der Schiebersteuerung eingreift, so daß die Umsteuerung durch die- Bewegung des Kolbens erfolgt. Statt einer Schiebersteuerung kann der Luftkolben auch von einer fliegenden Büchse umgeben sein, die durch die Kolbenbewegung verschoben wird. Ein Kol'benfortsatz kann mit dem Pumpenkolben schwenkbar, vorzugsweise kugelgelenkig, verbunden sein. Dies hat den Vorteil, daß gegebenenfalls im Kolben auftretende Spannungen gering bleiben.. Oberhalb und unterhalb des Kolbens" können Druckfedern in Form von Blatt- und Spiralfedern zum Zweck einer möglichst kurzen und sicheren Schieberbetätigung (Umsteuerung) angeordnet sein. Diese Federn können in Aussparungen des Kolbenkörpers eingelegt . sein. oder teilweise in ihn eingreifen. Die Steuerorgane sind in ihren jeweiligen, Endstellungen arretiert, z. B. durch gefederte Kugelarretierungen, deren. Anwendung sich infolge ihres geringen Raumbedarfs besonders empfiehlt.
Der Innenstempel kann an seinem unteren Ende kegelstumpfförmig abgeschrägt sein, ,so daß der so entstehende Raum im Unterstempel mit einer auf der Druckflüssigkeit schwimmenden Schmierflüssigkeit ausgefüllt werden kann. Dieser übernimmt .die Aufgabe, die Berührungsflächen. zwischen Unter-und Oberstempel ständig leicht gleitend zu erhalten.
Der Stempel gemäß der Erfindung wird vorzugsweise aus Leichtmetall bzw. Leichtmetallegierungen hergestellt. Alle Teile können als Preßteile hergestellt werden, so daß dem Bergmann ein leicht zu handhabender Stempel gegeben wird, der volle Sicherheit bei genügender Starrheit aufweist. --Infolge der Herstellung aus Preßteilen können zudem einzelne Teile ausgewechselt werden, so daß auch seine Wirtschaftlichkeit bedeutungsvoll ist.
Weitere Vorzüge und konstruktive Einzelheiten gehen aus der folgenden Beschreibung hervor.
In der Zeichnung ,sind mehrere Ausführungsbeispiele 'des Erfindungsgedankens dargestellt. Es zeigt A#bb. i timen schematischen Längsschnitt durch die Hauptteile eines hydraulischen Grubenstempels gemäß der Erfindung; dabei sind zum leichteren Verständnis die Zu- und Ableitungen der Preßluft und des Druckmediums in der Wandung des Innenstempels nebeneinander in einer Ebene dargestellt; in der praktischen Ausführung des Stempels liegen diese Leitungen hintereinander, wie aus Abb. 2 ersichtlich, Abb. 2 einen schematischen: Schnitt -gemäß der Linie II-II der Abb. i, Abb. 3- einen schematischen Längsschnitt durch die eine Hälfte eines Grubenstempels einer anderen Ausführungsform; Lufteinlaß und Luftauslaß sind in der praktischen Ausführung um 90° gegeneinander versetzt, Abb. q. einen -schematischen Längsschnitt durch einen Innenstempel -mit einer elastischen Blase im Vorratsraum, Abb.-5 einen schema;tischen--Längsschnitt- durch einen Innenstempel mit einem frei beweglichen Kolbendeckel auf dem Druckmedium im Vorratsraum.
In den Abbildungen bezeichnet i den Außenstempel, in welchem der Innenstempel2 gleiten kann. Letzterer ruht auf einem mit einem Druckmedium, vorzugsweise Öl, gefüllten Druckraum 3 im Außenstempel. Dieser Druckraum 3 steht mittels Zu- und Ableitungen mit einem Vorratsraum q. im Innenstempel 2 in Verbindung. Das Fließen des Druckmediums wird durch einen doppelt wirkenden Kolben 5, der durch Druckluft betrieben wird, erzeugt. Durch die .einströmende Druckluft wird der Kolben 5 bewegt,- der seinerseits das Druckmedium aus dem Vorratsraum q. in den Druckraum 3 preßt, so daß der .Innenstempel gehoben wird und sich gegen das Hangende andrückt. Die Bewegung des Kolbens 5 erfolgt in einem im unteren Teil des Innenstempels angeordneten Pumpenraum 6, der nach unten durch einen verstärkten Boden des Innenstempels und nach oben durch einen! Zwischenboden 7 abgeschlossen ist. In dem Boden und in dem Zwischenboden 7 des Innenstempels sind je eine Kammer 8 ausgespart, in welche Fortsätze 9 des Kolbens 5 eintreten durch Öffnungen., die der Form der Fortsätze 9 angepaßt sind, so daß eine gute Abdichtung gesichert ist. In .diese Kammern 8 münden auch die Zu- und Ableitungen des Druckmediumsunter Zwischenschaltung von. Rückschlagventilen io, die jeweils den Eintritt des Druckmediums aus dem Vorratsraum 4 1n die Kammern 8 zulassen, den Austritt jedoch nur zu dem Druckraum 3 freigeben. Soll umgekehrt der Druck im Druckraum nachlassen, wird ein an der Außenseite des Stempels zugänglicher Mehrwegehahn i i geöffnet, und das Druckmedium strömt durch das Einsinken des Innenstempels in den Vorratsraum im Innenstempel zurück.
Die Bewegung des Kolbens 5 wird durch Druckluft hervorgerufen. Diese wird aus der jeweils am Abbauort vorhandenen. Druckluftleitung, z. B. bei i'2', dem Innenstempel zugeführt. Entsprechend ausgeführte Kanäle 13 leiten die Druckluft über oder unter den Kolben 5. In den Kanälen i3 ist eine Schiebersteuerung angeordnet; deren Schieber-i4 mit einem Nocken 15 in den Kolben 5 eingreift und so durch die Bewegungen des letzteren gesteuert wird.
In einer anderen Ausführungsform ist der Kolben 5' I- oder H-förmig gestaltet, und in den so entstehenden Aussparungen sind Blatt- oder Spiralfedern 16 eingesetzt, die einerseits die Bewegung des Kolbens unterstützen, andererseits den Richtungswechsel erleichtern. Die Kolbenfortsätze 9' können kugelgelenkartig ineinandergreifen, so daß Spannungen in dem genannten Kolbenkörper vermieden werden. Die Druckluftsteuerung erfolgt in dem Ausführungsbeispiel nach Abb.3 durch eine fliegende Büchse 17, die einerseits vom Kolben 5' über den Auflagerring i8 einer Kolbenfeder 16 erfaßt wird, andererseits durch eine Kugelarretierung i9 mit derWandung des Innenstempels verbunden ist. Der Boden 2o des Innenstempels, kann vörteilhafterweise . hegelstumpfförmig abgeschrägt sein, so daß es möglich wird, in den so freigelegten dreieckigen Ringkörper 21 eine auf dem Druckmedium schwimmende, gleichzeitig ölende Flüssigkeit einzuführen. Diese übernimmt die Aufgabe, bei Auf-oder Abbewegung des Innenstempels die Innenwandung des Außenstempels zu schmieren und gleichzeitig damit abzudichten.
An geeigneten Stellen können vorzugsweise Manschettendichtungen 22 angeordnet sein, die ein sicheres Abdichten gewährleisten. Um den in Ruhelage befindlichen Stempel vor Druckmediumverlusten zu schützen, schwimmt auf dem Druckmedium im Vorratsraum ein fliegender Deckel 23. Auch kann das Druckmedium im Vorratsraum in einer dehnbaren Blase 2.4 zusammengehalten werden. Um auch in Schräglage des Stempels stets sicher zu sein, Druckflüssigkeit ansaugen zukönnen, ist die Eintrittsöffnung der Ansaugleitung durch einen frei beweglichen Schlauch 25 verlängert, der in jeder Lage des Stempels in das Druckmedium eintaucht. Verbessert wird dies zudem durch Aufsetzen eines Ansaugmundstücks 26 auf das Schlauchende, wobei das Mundstück gleichzeitig als Fallgewicht ausgebildet ist.
Im Innenstempel ist z. B. am oberen Ende seitlich ein Entlüftungsloch 27 vorgesehen.
Sämtliche Öffnungen zum Ein- und Austritt der Luft oder Druckluft sind mit Federdeckeln 28 oder ähnlichen Verschlüssen versehen, so daß ein Verschmutzen des Inneren des Stempels weitmöglichst vermieden ist. Ferner sind sämtliche Gleit- und Dichtungsflächen so angeordnet, daß sie durch äußere mechanische Beeinflussung nicht beschädigt werden können. Die Empfindlichkeit des Stempels, die bisher immer ein wichtiger Grund für das Versagen von hydraulischen Stempeln in der Praxis, zumal in der Grube, war, ist bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Stempel wesentlich herabgesetzt, so daß die bisherigen Versuchsergebnisse seine Bewährung in der Praxis sichern.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Hydraulischer oder pneumatisch-hydraulischer Grubenstempel mit einem als Kolben wirkenden Innenstempel, gekennzeichnet durch die Verwendung einer mit Druckluft gesteuerten, doppelt wirkenden Pumpe (5) innerhalb des hohlen Innenstempels zum Umpumpen des Druckmediums, vorzugsweise einer Druckflüssigkeit, vom Vorratsraum (q.) in. den Druckraum (3).
2. Grubenstempel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die mitDruckluftgesteuerte Pumpe (5) zwischen dem im Innenstempel (2) liegenden Vorratsraum (q.) und dem Druckraum (3) im Fuß des Außenstempels (i) angeordnet ist.
3. Grubenstempel nach den Ansprüchen i und 2, :dadurch gekennzeichnet, daß die Zu- und Abführung (13) der Druckluft zur Pumpe (5) in der Wandung des Innenstempels (2) verlegt sind. q.. Grubenstempel nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, da@ß in der Wandung des Innenstempels eine Schiebersteuerung zur Steuerung des Pumpenkolbens (5) angeordnet ist. 5. Grubenstempel nach den: Ansprüchen i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenkolben (5) nach oben und unten mit gegen die Drucklufträume (6) abgedichteten, als Kolben (9 und 9') ausgebildeten Fortsätzen von wesentlich kleinerem Ouerschnitt als der von der Druckluft beaufschlagte Kolben (5) versehen ist. 6. Grubenstempel nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (9 Und 9) in Räumen (8) wirken, in denen mit Rückschlagventilen (io) ausgerüstete Verbindungsleitungen enden, die mit in der Wandung des Innenstempels (2) angeordneten Druckflüssigkeitszu- und -ableitungen verbunden sind. 7. Grubenstempel nach den Ansprüchen, i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (5) seitlich mit einer Aussparung versehen ist, in die ein Nocken (15) der Schiebersteuerung (1q.) eingreift, so daß die Umsteuerung durch die Bewegung des Kolbens (5) erfolgt. B. Grubenstempel nach den Ansprüchen i bis 7, außer q., dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan des Luftkolbens (5) als eine den letzteren umschließende fliegende Büchse (17) ausgebildet ist, die durch die Kolbenbewegung verschoben wird. g. Grubenstempel nach den Ansprüchen i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fortsatz (Flüssigkeitskolben g') mit dem Pumpenkolben (5') schwenkbar, vorzugsweise kugelgelenkig, verbunden ist. io. Grubenstempel nach den Ansprüchen i bis g, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckluftkolben (5) von unten und/oder oben unter der Wirkung einer oder mehrerer Druckfedern (16) steht. ii. Grubenstempel nach den Ansprüchen i bis io, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (16) in Aussparungen des Kolbenkörpers (5) angeordnet sind oder eingreifen. 12. Grubenstempel nach den Ansprüchen i bis i i, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (1q.) bzw. Steuerbüchse (17) eine lösbare Arretierung, vorzugsweise gefederte Kugelarretierung (19), aufweist. 13. Grubenstempel nach den Ansprüchen i bis 12- dadurch gekennzeichnet, daß der Innenstempel (2) an seinem unteren Ende kegelstumpfförmig ausgebildet ist. 1.
4. Grubenstempel nach den Ansprüchen i bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Kegelstumpfform ausgesparte Raum (21) mit auf der Druckflüssigkeit schwimmender Schmierflüssigkeit, vorzugsweise Schmieröl, ausgefüllt ist. 15. Grubenstempel nach den Ansprüchen i bis 1¢, -dadurch gekennzeichnet, daß die EinlaßÖffnung der Preßluft mit einem unter Federwirkung stehenden Abschluß (28) geschlossen ist. 16. Grubenstempel nach den Ansprüchen i bis 15, dadurch gekennzeichnet, .daß der Flüssigkeitsspiegel im Vorratsraum (q.) durch einen frei fliegenden bzw. frei schwimmenden Kolben (23) abgeschlossen ist. 17. Grubenstempel nach den Anspruchen i bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmittel in einer dehnbaren Blase (2¢) im Vorratsraum (¢) eingeschlossen ist. 18. Grubenstempel nach den Ansprüchen i bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberstempel (2) eine Entlüftungsbohrung (27) aufweist. 19. Grubenstempel nach :den Ansprüchen i bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmittelansaugkanal durch .eine bewegliche Fortsetzung, vorzugsweise einen Schlauch (25), verlängert ist, der in jeder Lage des Stempels die tiefste Stelle des Druckmittelvorratsraumes (q.) erreicht. 2o. Grubenstempel nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Fortsetzung des Kanals mit einem als Fallgewicht ausgebildeten Ansaugmundstück (26) versehen ist. 21. Grubenstempel nach den Ansprüchen i bis 2o, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmedium korrosionsverhindernd ist. 22. Grubenstempel nach den Ansprüchen i bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß er aus Leichtmetall- bzw. -legierungspreßteilen zusammengesetzt ist. Angezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 9o5 2o2.