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Ausziehbares, zweiteiliges Grubenausbauelement Gegenstand der Patentanmeldung
Sch 24729 VI a/5 c vom 13. September 1958 (deutsche Auslegeschrift 1135 399)
ist ein ausziehbares, zweiteiliges Grubenausbauelement, insbesondere ein Grubenstempel,
bei dem der als Druckmittelvorratsraum dienende, hohle Innenteil kolbenartig in
dem zylindrischen Außenteil geführt ist, der den einen der beiden Druckräume bildet,
welcher für die Füllung mit einem inkompressiblen Mittel vorgesehen ist. Koaxial
dazu liegt innerhalb des Grubenausbauelementes ein weiterer Druckraum, der ebenfalls
für die Füllung mit einem inkompressiblen Mittel vorgesehen ist und einen Boden
und einen relativ dazu beweglichen Deckel hat. Vorzugsweise sind beide Druckräume
über Teile des Ausbauelementes derart kraftschlüssig miteinander verbunden, daß
die darin befindlichen, inkompressiblen Mittel unter dem gleichen Druck stehen;
das bedeutet, daß bei einer höheren Auflastung des Druckmittels in dem einen Druckraum
der Druck in dem anderen Druckraum praktisch den gleichen Wert annimmt.
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Gegenstand der Erfindung ist eine weitere Ausführungsform des in der
Hauptpatentanmeldung geschützten Aufbauprinzips für ein ausziehbares, zweiteiliges
Grubenausbauelement, insbesondere einen Grubenstempel mit zwei unabhängig voneinander
mit inkompressiblen Mitteln zu füllenden Druckr 'iumen.
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Gemäß der Erfindung liegt der erste der beiden Druckräume wie bei
den Ausführungsformen der Hauptpatentanmeldung innerhalb des Außenteiles des Ausbauelementes,
während der zweite Druckraum bei dem als Oberstempel ausgebildeten Innenteil durch
den Stempelkopf gebildet wird, der mit einer topfartigen, unteren Verlängerung das
obere Ende des Innenteiles druckdicht umschließt und bei fehlender Druckmittelbelastung
auf einem Ansatzstück aufliegt.
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Die Anordnung eines Druckraumes am Stempelkopf, der von einem axial
verschiebbaren, haubenförmigen Kopfteil gebildet wird, ist bereits zu einem anderen
Zweck bei einem hydraulischen Grubenausbauelement bekanntgeworden. Bei diesem Grubenausbauelement
handelt es sich um einen Stempel mit einem Reibungsschloß, daß mit einer dehnbaren
Druckkammer ausgestattet ist und durch ein Druckmittel hydraulisch gespannt wird.
Um die Setzlast bzw. den Gebirgsdruck zum Spannen des Schlosses ausnutzen zu können,
hat man bei diesem vorbekannten Stempel den im Stempelkopf befindlichen Druckraum
durch eine Leitung mit der Schloßkammer verbunden, so daß bei steigendem Gebirgsdruck
eine erhöhte Schloßspannung zur Wirkung kommt. Wie aus der weiteren Beschreibung
hervorgehen wird, befaßt sich die vorliegende Erfindung mit der Lösung einer völlig
anderen Aufgabe. Der Grubenstempel gemäß der Erfindung, der eine Weiterbildung des
Gegenstandes nach der Hauptpatentanmeldung darstellt, wird in der Weise betätigt,
daß zunächst der vorzugsweise mit Öl gefüllte Druckraum im Außenteil aufgelastet
und dadurch der Stempel so weit ausgezogen wird, daß der Kopf am Hangenden zum Anliegen
kommt. Hierauf wird der zweite, durch die topfartige, untere Verlängerung des Stempelkopfes
gebildete Druckraum mit einem anderen Druckmittel, in diesem Falle vorzugsweise
mit einem mit einer Teeremulsion gemischten Druckwasser, gefüllt und dadurch der
Stempelkopf so weit angehoben, daß der Stempel unter einem Setzdruck steht, der
vorzugsweise schon in der Nähe des Betriebsdruckes liegt. Das Rauben des Stempels
geht in der Weise vor sich, daß zunächst das Druckwasser aus dem zweiten Druckraum
abgelassen wird, wodurch im allgemeinen die dabei eintretende Verkürzung des Ausbauelementes
zum Rauben des Stempels bereits ausreicht.
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Werden in bekannter Weise die Anschlüsse für die mittelbar oder unmittelbar
wirkenden Druckmittel_ an dem ausziehbaren Oberteil des Grubenausbauelementes angebracht,
so kann gemäß der weiteren Erfindung der innerhalb des Stempeloberteiles liegende
Vorratsbehälter für das dem ersten Druckraum zuzuführende Druckmittel teilweise
oberhalb und teilweise unterhalb dieser Anschlüsse liegen. Ist zur Unterbringung
der Anschlüsse in dem Stempeloberteil eine ringförmige Platte vorgesehen, so hat
diese
eine oder mehrere Durchbrechungen, welche den oberen und den
unteren Teil des Druckmittelvorratsraumes miteinander verbinden. Erfolgt das Auffüllen
des ersten Druckraumes dadurch, daß der Flüssigkeitsspiegel des Druckmittels im
Vorratsraum unter Preßluftdruck gesetzt wird, so kann sich die Zuführung der Preßluft
in dem oberhalb der Druckmittelanschlüsse befindlichen Teil des Vorratsraumes befinden.
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Der innerhalb des vom Stempelkopf gebildeten Topfes liegende Druckraum
kann mit einer Verkleidung aus gummiartigem oder sonstigem elastischem Werkstoff
versehen werden, insbesondere kann die zylindrische Wandung mit einem solchen Werkstoff
verkleidet sein. Man kann eine solche zylindrische Auskleidung einerseits auf der
Oberseite des Innenteiles, andererseits auf der Unterseite des vom Stempelkopf gebildeten
Topfbodens anvulkanisieren. Eine solche Auskleidung schafft einerseits einen dichten
Abschluß des in der Höhe verstellbaren Druckraumes und erspart die Verwendung der
üblichen Dichtungsmittel; sie schützt andererseits die Metallteile vor dem Angriff
durch korrodierende Flüssigkeiten.
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Durch einen in den Druckraum von einer Seite hineinragenden, senkrechten
Stift kann eine bestimmte Mindesthöhe des Druckraumes in axialer Richtung gewahrt
sein. Eine maximale Ausziehlänge kann man durch einen Anschlag erreichen, der zwischen
dem Stempelkopf und dem Stempelinnenteil angeordnet ist. Man kann die Ausziehlänge
auch dadurch begrenzen, daß innerhalb des Druckraumes zwischen dem Boden und dem
Deckel eine Kette angeordnet ist, die beim Auflasten des Druckraumes in einer bestimmten
Lage ein Entspannungsventil für das Druckmittel öffnet und so ein weiteres Ausziehen
des Stempelkopfes verhindert.
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In den Zeichnungen ist ein ausziehbarer, zweiteiliger Grubenstempel
gemäß der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt.
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Fig. 1 zeigt den Stempel im Schnitt bei entlastetem zweitem Druckraum,
während Fig. 2 den gleichen Stempel teilweise in Ansicht, teilweise im Schnitt bei
aufgefülltem zweitem Druckraum darstellt.
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Der zylindrische Unterstempel 10 hat eine Fußplatte 11 und am oberen
Ende Führungen 12 für den Oberstempel 13. Die untere Abschlußplatte 14 desselben
gleitet als Kolben in dem Zylinder 10. Die Platte 15 nimmt die Anschlüsse für die
Druckmittel und die Ventile auf. Den oberen Abschluß bildet eine Platte 16 mit einem
oberen Ansatzstück 17. Innerhalb des Oberstempels befinden sich die beiden hohlzylindrischen
Räume 18 und 19, die als Vorratsräume für das in dem ersten Druckraum 20 wirksame
Druckmittel, vorzugsweise Öl, dienen und durch eine senkrechte, die Platte 15 durchsetzende
Leitung 41 in Verbindung stehen. Oberhalb des Ölstandes in den Vorratsräumen befindet
sich ein Luftraum 21. Durch den den Vorratsraum 18 bildenden Teil des Oberstempels
ist zentral ein Rohr 22 geführt, dessen Hohlraum 23 am unteren Ende mit dem Druckraum
20, am oberen Ende mit dem in der Platte 15 untergebrachten Überdruckventil 24 verbunden
ist.
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Der als Kronenkopf mit den überstehenden Zapfen 31 ausgebildete Stempelkopf
32 hat eine topfartige, untere Verlängerung 33, die über den oberen Teil des Zylinders
13 faßt und den zweiten Druckraum 34 bildet, dessen geringste Höhe durch das Anliegen
des Ansatzstückes 17 an der Kopfplatte 32 festgelegt ist. Die zylindrische Wandung
dieses Raumes 34 ist mit einer Auskleidung 35 aus Gummi versehen, die einerseits
auf der Oberseite der Platte 16, andererseits auf der Unterseite der Kopfplatte
32 anvulkanisiert ist.
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Mittels des Schlauches 25 kann über den Hahn 26 durch das Rohr 27
in den Raum 21 Preßluft eingeführt werden. Durch den Schlauch 28 kann über den Hahn
29 und die Leitung 30 Druckwasser eingeführt werden, und zwar über das Rückschlagventil
36, die Bohrung 37 in dem konzentrisch den oberen Vorratsraum 19 durchsetzenden
Rohr 38 und die Verteilungsleitungen 39, die sich in den Teilen 16 und 17 befinden
und in den zweiten Druckraum 34 führen. Zwischen dem Vorratsraum 18 und dem Druckraum
20 ist eine durch ein Rückschlagventil 40 absperrbare Verbindung vorgesehen.
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Das Setzen eines derartigen Grubenstempels vollzieht sich in der Weise,
d'aß zunächst bei geöffnetem Hahn 26 Preßluft in den Raum 21 eingeführt und dadurch
das Ö1 in den Vorratsräumen 18 und 19 unter den Preßluftdruck gesetzt wird. Dieser
reicht aus, um die Sperre des Rückschlagventils 40 aufzuheben und dadurch
den Druckraum 20 aufzulasten. Dabei hebt sich der Oberstempel 13 und nimmt
mittels des Ansatzstückes 17 auch den Stempelkopf 32 mit, bis die Zapfen 31 am Hangenden
zur Anlage kommen. Nunmehr ist der Ausziehvorgang beendet, und es beginnt die Auflastung
des Stempels mit dem Setzdruck. Zu diesem Zweck wird durch den Schlauch 28 Druckwasser
zugeführt, welches in der geschilderten Weise in den Raum 34 eintritt, wobei sich
der Stempelkopf 32 anhebt und beispielsweise in die in Fig. 2 dargestellte Lage
kommt. Bei dieser ist die Auskleidung 35 ebenfalls gespannt. Sollte ein zu starkes
Anheben des Stempelkopfes 32 stattfinden, so öffnet die auf der Unterseite desselben
vorgesehene Kette 42 das Ventil 43 und das Druckwasser fließt ab, so daß der Stempelkopf
sich nicht weiterheben kann.
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Der nach dem Auflasten des zweiten Druckraumes 34 in diesem herrschende
Flüssigkeitsdruck hat sich infolge der kraftschlüssigen Verbindung, die durch das
Liegende und das Hangende, den Stempelkopf 32 und die Zylinder 10 und 13 besteht,
auch dem Öl mitgeteilt, welches sich im Druckraum 20 befindet. Wenn während des
.Betriebes des Stempels nunmehr der Druck, der auf den Stempel ausgeübt wird, einen
Wert erreicht, der oberhalb desjenigen liegt, auf den das überdruckventi124 eingestellt
ist, so spricht dieses Ventil an, und es tritt Öl aus dem Raum 20 über die Bohrung
23 und die Verbindungsleitung 44 zurück in den Vorratsraum 18. Es ist bei diesem
Stempel nicht vorgesehen, daß auch die im Druckraum 34 befindliche Flüssigkeit beim
Auftreten starker Belastungen durch ein besonderes Überdruckventil entlastet wird.
Das ist auch nicht nötig; denn durch die Entlastung des Druckraumes 20 über das
Ventil 24 geht der Druck in dem Raum 34 entsprechend dem Verhältnis der wirksamen
Druckquerschnitte der Abschlußplatte 14 und der Kopfplatte 32 ebenfalls herunter.
Da bei der praktischen Ausführungsform diese Querschnitte nahezu gleich groß gewählt
werden, herrscht in beiden Druckräumen zu jeder Zeit annähernd der gleiche Druck.
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Soll der Stempel geraubt werden, so wird das mit großem Öffnunsquerschnitt
versehene Druckwassert2
ventil 45 betätigt. Dadurch entweicht das
Druckwasser aus dem Raum 34, und der Stempelkopf 32 sinkt schnell ab, bis er auf
dem Ansatzstück 17 zur Auflage kommt. Das Absinken reicht in der Regel aus, um den
Stempel zu rauben. Ist der Absinkweg nicht ausreichend, so muß durch Öffnen des
Ventils 24 Druckflüssigkeit (Öl) aus dem Druckraum 20 in solchem Maße in den Vorratsraum
18 abgelassen werden, daß der Kolben 14 und damit der Oberstempel 13 nachgeben und
der Stempelkopf 32 in genügendem Maße freigelegt wird.