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Mehrteiliges Stützelement für den Grubenausbau Hydraulische Grubenstempel
haben im Steinkohlenbergbau unter Tage bereits in großem Maße Anwendung gefunden.
Bei diesen ist der Oberteil, der den zum Abstützen des Hangenden bestimmten Kopf
trägt, in der Regel nach Art eines Kolbens in dem mit einer Fußplatte auf dein Liegenden
abgestützten Unterteil geführt. Ein Vorteil solcher hydraulischer Stützelemente
besteht darin, daß durch Einlassen des Druckmittels das Setzen des Grubenstempels
in viel einfacherer Weise vorgenommen werden kann, als dies z. B. unter Verwendung
von Setzkeilen mittels mechanischer Hilfsvorrichtungen möglich ist; auch das Rauben
des Stempels macht, sofern die angewendeten Drücke in mäßigen Grenzen bleiben, keinerlei
Schwierigkeiten: es ist nur erforderlich, das Entlastungsventil zu öffnen und das
Druckmittel abströmen zu lassen, wobei das Oberteil schnell so weit einsinkt, daß
das Rauben des Stempels ohne Schwierigkeiten gelingt.
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Etwas verwickelter liegen die Dinge, «renn man mehrteiligeStützelemente
im Grubenausbau verwendet, die hydraulisch betätigt werden und bei denen eine größere
Lastaufnahme vorgesehen ist, als sie normalen Grubenstempeln zugemutet werden kann.
Namentlich in Flözen mit geringer Mächtigkeit hat man besonders zur Sicherung der
Bruchkante neuerdings Wanderböcke eingesetzt. Diese sollen eine verhältnismäßig
große Fläche des Hangenden abstützen, so daß sie stärker ausgebildet sind und auch
das Druckmittel höher belastet wird. Es ist üblich, den Druckraum eines solchen
mehrteiligen Stützelementes mit einem Füll-und Raubventil zu versehen; um eine Belastung
des Ausbauelementes solchen Ausmaßes, daß dabei das Stützelement selbst oder Teile
desselben zerstört werden könnten, auszuschließen, ist gewöhnlich ein Steuerventil
vorgesehen, welches bei Überschreiten eines bestimmten Wertes des Druckes im Druckmittelraum
selbsttätig öffnet und das Druckventil so lange abfließen läßt, bis der maxianale
Druckwert wieder unterschritten ist.
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Während die Menge des Druckmittels, die bei einem Ansprechen des Überdruckventils
ausfließt, sehr gering ist, ist die Flüssiglceitsmenge, die beim Rauben des Stützelementes
ausfließen muß, damit der Oberteil erheblich absinkt, ziemlich groß. Aus wirtschaftlichen
und auch aus fertigungstechnischen Gründen wird man aber das Füll- und Raubventil
verhältnismäßig klein halten. Wenn dabei nach dem Öffnen des Raubventils nur das
Gewicht des Oberteils, gegebenenfalls verstärkt durch Zugfedern, die im Sinne eines
Einziehens des Oberteils wirken, das Ausfließen des Druckmittels veranlaßt, so dauert
es geraume Zeit, bis der Druckmittelraum genügend entleert und damit das Oberteil
so weit abgesunken ist. daß das Stützelement leicht geraubt werden kann. Es ist
bereits ein mehrteiliger Grubenstempel bekannt, bei dem teilweise das Druckmittel
für die Bedienung des Stempels verwendet und die Last des Gebirges durch ein Federelement
aufgenommen wird, ,welches, im Stempelinneren vorgesehen, durch den Gebirgsdruck
gespannt wird. Bei Einsinken des Oberstempels wird das Öl verdrängt und über einen
Gummischlauch die bereits vorgespannte Luft eines Luftpolsters weiter komprimiert.
Durch den Druck im Luftraum wird eine Steuervorrichtung betätigt, die nacheinander
oder gemeinsam verschiedene Kolbenflächen beaufschlagt oder entlastet. Die Arbeitsweise
des Stempels hängt somit von dem Ineinanderwirken hydraulisch pneumatischer Systeme
ab.
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Bei einem weiteren bekannten Stempel erfolgt das Setzen hydraulisch
und die Stempelkraft wird durch die Dehnung zweier unter elastischem Druck stehenden
Rohre oder mehrerer Ringe erzeugt. Auch das Rauben des Stempels erfolgt nicht unmittelbar
durch die Einwirkung eines erneut zugeführten Druckmittels, sondern zunächst wird
ein Hilfskolben heruntergedrückt und erst nach dem Absaugen des Druckmittels kann
der Oberstempel einsinken. Ein schnelles Rauben des Stempels ist somit nicht gewährleistet.
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Die Erfindung geht von der Aufgabenstellung aus, ein mehrteiliges
Stützelement für den Grubenausbau zu schaffen, bei dem nicht nur die Last des Gebirges
durch eine hydraulische Einrichtung aufgenommen wird, sondern die gleiche Einrichtung
auch dazu dient, auf rein hydraulischem Wege sowohl das Setzen als auch ein schnelles
Rauben des Elementes zu bewirken.
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Dazu wird bei einem mehrteiligen Stützelement für den Grubenausbau,
bei dem Oberteil und Unterteil die Form von Hohlzvlindern haben und der Oberteil
mit einem Kolben in dem als Druckmittelraum dienenden Unterteil geführt ist, erfindungsgemäß
vorgeschlagen, daß oberhalb der Kolbenführung in an sich bekannter Weise durch die
Wände der Hohlzylinder ein weiterer,
abgedichteter Ringraum gebildet
wird, dessen größte axiale Erstreckung durch einen Anschlag festgelegt ist, und
sowohl der Druckmittelraum als auch der Ringraum sowie eine das Druckmittel zuführende
Leitung an ein 1lehrwegeventil angeschlossen sind, das in einer Stellung den Druckmittelraum
mit der Druckmittelleitung, in einer anderen Stellung den Ringraum damit verbindet,
während der Ringraum bzw. der Druckmittelraum jeweils entlastet sind.
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Der Grubenstempel nach der Erfindung -zeichnet sich durch einen einfachen
Aufbau und eine sehr sichere Arbeits#,yeise aus; ein schnelles Rauben des Stempels
wird ermöglicht, weil mit dem Entlasten des Hauptdruckmittelraumes gleichzeitig
derRingraum zumHerabdrücken des Kolbens unter Druck gesetzt wird.
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In der Zeichnung ist ein mehrteiliges Stützelement gemäß der Erfindung
in einer beispielsweisen Ausführungsform dargestellt: Das Unterteil 10, an dem sich
die Fußplatte 11 befindet. bildet den den Druckinittelraum umschließenden Zylinder.
In diesem gleitet der ebenfalls rohrförmig ausgebildete Oberteil 18, auf dem sich
die Kopfplatte 19 befindet, mittels des isoll)ens 20. 12 sind die 1'erst<irkungsrippen
der Fußplatte. 13 ist das Füll- und Raubventil mit dein Anschlulfstück 14 für die
Druckmittelzuleitung und dem Abflußstutzen 16. 17 ist das Überdruckventil.
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Der Außendurchmesser des Oberteils 18 und die lichte Weite des den
Unterstempel 10 bildenden Zylinders sind nun derart bemessen, daß zwischen
ihnen oberhalb des Kolbens 20 cin Ringraum 22 verbleibt, der je nach der Stellung
des Oberteils eine größere oder geringere Höhe hat. Während der druckdichte Abschluß
des Hauptdruckmittelraumes innerhalb des Oberteils 10 durch die Manschette 21 hergestellt
wird, erfolgt der untere Abschluß des Ringraumes 22 durch die Manschette 23. Der
obere Abschluß des Ringraumes 22 wird gebildet durch den nach innen vorspringenden
Deckel 24. der sich an dem Zylinder 10 befindet und an dem ebenfalls eine Dichtungsmanschette
25 vorgesehen ist. Im oberen Teil des Ringraumes ist der die Wandung des Zylinder
s 10 durchsetzende Druckmittelanschluß 28 vorgesehen. Damit dieser Anschluß 28 nicht
von dem Kolben 20 überfahren werden kann, ist ein Ring 27 vorgesehen, an dem der
obere Rand 26 des Kolbens 20 anschlägt.
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Soll das Stützelement geraubt werden, so wird mittels des Raubventils
13 der innerhalb des Zylinders 10 liegendeHauptdruckmittelraum entlastet undgleichzeitig
über die Leitung 15 und den Anschluß 28 der Ringraum 22 unter Druck gesetzt. Der
im Ringraum 22 herrschende Überdruck wirkt auf die Flächen 26 und bewirkt ein schnelles
Absinken des Oberteils 18.
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Die Fülleitung 15 für den Ringraum 22 kann statt über das Raubventil
13 auch unmittelbar an ein Verteilungsorgan für das Druckmittel, beispielsweise
an die Strebwasserleitung, angeschlossen sein.