DE1211113B - Hydraulischer Grubenstempel - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

E21d

Deutsche Kl.: 5 c-10/01

Nummer: 1211113

Aktenzeichen: D 28261VI a/5 c

Anmeldetag: 7. Juni 1958

Auslegetag: 24. Februar 1966

Die vorliegende Erfindimg betrifft einen hydraulischen Grubenstempel, bestehend aus Außen- und Innenstempel und einem zugeordneten Differentialkolben, durch welchen der Druck der Flüssigkeit in der Druckkammer des Außenstempels erhöht wird.

Bisher war es bei hydraulischen Grubenstempeln üblich, eine Flüssigkeitsförderung mit verhältnismäßig niedrigem Druck zu verwenden. Es hat sich jedoch als wünschenswert herausgestellt, einen Arbeitsdruck für die Abstützung des Hangenden zur Verfügung zu haben, welcher beträchtlich höher ist als der im allgemeinen bei hydraulischen Grubenstempeln verwendete. Dies ist insbesondere beim hydraulischen Strebausbau erwünscht, wenn gewährleistet werden soll, daß beim Vorversetzen der Stempel entsprechend den aufeinanderfolgenden Einschnitten an der Arbeitsstelle eine im wesentlichen konstante Deckenhöhe gehalten wird.

Es sind schon eine Anzahl Grubenstempel bekanntgeworden, die nicht ausschließlich durch eine Hydraulikflüssigkeit betätigt werden. Der Kolben wird bei derartigen Vorrichtungen zumindest teilweise durch Luftdruck betätigt. Es ist jedoch zur wirksamen Abstützung der gewaltigen Last des Hangenden unbedingt erforderlich, mit rein hydraulischen Stempeln zu arbeiten, da lufthydraulische Stempel den Nachteil eines gewissen Maßes an Nachgiebigkeit aufweisen, wodurch natürlich die Stützkraft des Grubenstempels vermindert wird.

Ein Ziel der Erfindung ist die Schaffung ernes hydraulischen Grubenstempels mit besonders günstigen Abmessungen, der, von einer Flüssigkeitsquelle verhältnismäßig niedrigen Druckes betätigt, unter Druck gesetzt werden kann und mit dem ein beträchtlich höherer Lastwiderstandsdruck erzeugt wird, als allgemein unter solchen Bedingungen bisher erreicht wurde.

Zu diesem Zweck sieht die Erfindung eine handbetätigte Steuervorrichtung mit je einem Füll-, Überdruck- und Raubventil vor, wobei das Füllventil gleichzeitig über Einlaßstutzen mit der Niederdruckseite des Differentialkolbens und der Druckkammer des Außenstempels verbunden ist und diese über einen weiteren Anschlußstutzen mit dem kombinierten Überdruck- und Raubventil in Verbindung steht und daß die Gegenseite des Niederdruckkolbens sich auf einem Luftpolster abstützt.

Vorzugsweise ist ein handbetätigtes Steuerventil vorgesehen, um die hydraulische Druckflüssigkeit zu dem Einlaßstutzen zu leiten, und ein zweites handbetätigtes Ventil, um anschließend die hydraulische Hydraulischer Grubenstempel

Anmelder:

W. E. & F. Dobson Limited, New Basford,

Nottingham (Großbritannien)

Vertreter:

Dipl.-Ing. R. Bibrach, Patentanwalt,

Göttingen, Pütterweg 6

Als Erfinder benannt:

Frank Cowlishaw, Linby, Nottinghamshire

(Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 11. Juni 1957 (18 321)

Druckflüssigkeit zu dem zweiten Einlaßstutzen zu leiten.

Erfindungsgemäß enthält der hohl ausgebildete Oberstempel den Differentialkolben, wobei dessen Differentialhochdruckkolben in einem Hochdruckzylinder untergebracht ist, der in dem Oberstempel angeordnet ist und der durch einen Kanal mit der Druckkammer des Außenkolbens verbunden ist.

Nach der Erfindung haben der Oberstempel und der Unterstempel einen größeren Durchmesser, wobei der Oberstempel einen Zylinder mit großem Durchmesser für den Differentialniederdruckkolben bildet und der Hochdruckzylinder mit kleinerem Durchmesser für den Differentialhochdruckkolben in dem Oberstempel angeordnet ist.
Eine erfindungsgemäße Ausführungsform ist in den Zeichnungen beispielsweise dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch die Hydraulikvorrichtung des Grubenstempels,

F i g. 2 einen Schnitt durch das Steuerventil der Vorrichtung in vergrößertem Maßstab dargestellt,

F i g. 3 einen Schnitt nach den Linien HI-III gemäß Fig. 2,

F i g. 4 das Überströmventil in vergrößertem Maßstab und im Schnitt dargestellt.

Gemäß F i g. 1 besteht die Stempelhydraulik im wesentlichen aus einem Hauptzylinder 1 und aus einem Oberstempel 2.

609 509/39

Der Hauptzylinder 1 wird nach unten zu von einem Bodenstück 3 abgeschlossen, während das obere Ende des Oberstempels 2 ein Anschlußstück 4 aufweist, mit dem es an der Kappe 59 angelenkt ist.

Der Hauptzylinder 1 ist von einem Stützzylinder 5 umgeben. Beide Zylinder (1 bzw. 5) werden von einem Ring 8 im Abstand voneinander gehalten und von einer Kappe 6 abgeschlossen, die außerdem die Dichtung 10 aufnimmt und den zwischen dem Oberstempel 2 und dem Hauptzylinder 1 angeordneten Führungszylinder 7 festhält. Der .Führungszylinder 7 ist zu diesem Zwecke mit einem Flansch versehen, mit dem er sich einerseits auf die Oberkante des Hauptzylinders 1 auflegt und andererseits gegen den in der Kappe 6 gelagerten Sicherungsring 9 preßt.

Das Bodenstück 3 des Hauptzylinders 1 weist einen Querkanal 3 α auf, dessen eines Ende als Flüssigkeitseinlaß mit einem Rückschlagventil 11 und dessen anderes Ende 12 als Flüssigkeitsauslaß ausgebildet ist. Der vertikal verlaufende Kanal 3 b verbindet den Querkanal 3a mit dem unteren Druckraum la.

Der Oberstempel ist hohl ausgebildet und am oberen Ende durch einen Deckel 13 verschlossen. Zwischen Deckel 13 und der inneren Wandung des Oberstempels 2 ist ein Dichtungsring 14 angeordnet. Das untere Ende des Oberstempels 2 wird durch einen Kolben 15 abgeschlossen, der mit einer Abschlußlagerplatte 17, einem Dichtring 18, einem Kolbenring 16 und einem Bolzen 19, mit dem die Abschlußlagerplatte 17 am Kolben 15 befestigt ist, versehen ist.

Im Oberstempel 2 ist zur hydraulischen Druckverstärkung eine Kolbenstange 21 vorgesehen, an der ein Differentialniederdruckkolben 22 mit den zugehörigen Kolbendichtringen 23, 24 befestigt ist.

Der Differentialniederdruckkolben 22 ist außerdem über die Kolbenstange 21 mit dem kleineren Differentialhochdruckkolben 25 verbunden, der in einem kleinen Zusatzzylinder 26 arbeitet. Dieser Zusatzzylinder 26 ist auf dem Kolben 15 befestigt und über einen Kanal 27, der im Kolben 15 bzw. im Bolzen 19 vorgesehen ist, mit dem unteren Druckraum la verbunden.

Das Oberteil des Zusatzzylinders 26 ist in einem am Oberstempel 2 abgestützten Ring 28 gelagert. Der Differentialhochdruckkolben 25 ist zwischen der an ihm befestigten Abschlußlagerplatte 29 mit einem Dichtring 30 versehen und weist eine Kugelgelenkverbindung 31 auf, mit der er bei 21a an die Kolbenstange 21 angeschraubt ist.

In der hier beschriebenen Ausführungsform ist im Kolben 15 eine Luftabschlußschraube 20 mit einem abgewinkelten Kanal 20 a vorgesehen, wobei ein Einlaßkanal 15 α die Verbindung zwischen oberem Druckraum 2a und unterem Druckraum la herstellt. Mehrere Kanäle 28 a verbinden die Kammer 2 b mit dem Druckraum 2 a.

Am oberen Ende des Oberstempels 2 befindet sich ein kombinierter Flüssigkeitsein- und -auslaß 32.

Der Einlaßstutzen mit dem Rückschlagventil Il und der kombinierte Ein- und Auslaß 32 im Hauptzylinder 1 bzw. im Oberstempel 2 sind über Flüssigkeitsleitungen 32a, 32b mit einem in Fig. 2 und 3 dargestellten Flüssigkeitssteuerventil verbunden.

Dieses Steuerventil besteht aus einem Ventilkörper 33, einem Rückschlagventileinlaß 34, einem Rückschlagventilauslaß 35, einem Rückschlagzuleitungsventil 36, das durch die Flüssigkeitsleitung 32 a, 32 b mit dem Hauptzylinder 1 und dem Oberstempel 2 verbunden ist, und einem Umgehungsventil 37 zwischen dem Zuleitungsventil 36 und dem Auslaßventil 35.

Das Flüssigkeitssteuerventil wird über eine Spindel 38, auf der Nocken 39 und 41 angeordnet sind, handbetätigt. Ein Stößel 40 zur Steuerung des Umgehungsventils 37 und der Stößel 42 zur Steuerung des Einlaßventils'34 werden beim Drehen der Spindel 38 durch die Nocken 39 bzw. 41 verschoben.

Wie F i g. 4 zeigt, ist außerdem ein Überströmventil vorgesehen, das aus einem Ventilgehäuse 43 mit dem Bodenstück 44, einem Kopfstück 45 und einem im Boden 44 vorgesehenen Einlaß 46 besteht. Mit dem Auslaß 12 des Hauptzylinders 1 ist es durch eine Leitung 32 c verbunden, deren anderer Arm 32 a an dem Auslaß 32 angeschlossen ist. Der Einlaß 46 weist einen Ventilsitz 48 mit Querbohrungen 49 auf. Im Normalzustand ist der Einlaß 46 durch eine Kugel 50 verschlossen, die von einer in den Lagern 52, 53 geführte, mit Hilfe der Feder 54 belastete Ventilstange 51 auf den Ventilsitz 48 gepreßt wird. Das Lager 53 weist Bohrungen 55, 56 auf, so daß beim Anheben der Ventilstange 51 die Hydraulikflüssigkeit vom Einlaß 46 durch die Bohrungen 55, 56 in den Auslaß 47 entweichen kann. Die Ventilstange 51 ist am oberen Ende mit einem Bügel 57 verbunden, in welchem ein Nocken 58 rotiert, der auf der Spindel 38 angeordnet ist (F i g. 2), so daß ein Drehen der Spindel 38 das Ventil 48, 49, 50 direkt öffnet.

In der folgenden Beschreibung der Arbeitsweise des Hydraulikstempels wird vom eingefahrenen Zustand des Stempels ausgegangen, wobei das System mit einer verhältnismäßig schwachen Druckquelle verbunden und das Überdruckventil auf beträchtlich höheren Druck eingestellt ist.

Soll der Stempel ausgefahren werden, so wird die Spindel 38 gedreht, so daß der Nocken 41 das Einlaßventil 34 öffnet (F i g. 2) und die Hydraulikflüssigkeit über das Zuleitungsventil 36 zum Einlaßstutzen für den unteren Druckraum la und dann zum kombinierten Ein- und Auslaßstutzen 32 des Oberstempels 2 oberhalb des Differentialniederdruckkolbens 22 gelangt.

Dadurch wird der Oberstempel 2 ausgefahren, bis er mit seiner Kappe 59 gegen das Hangende stößt. Im Hauptzylinder 1 wird dadurch ein Druck aufgebaut, der dadurch aufrechterhalten bleibt, daß der Gegendruck das Rückschlagventil 11 schließt.

Durch das Schließen des Rückschlagventils 11 wirkt dann der Druck der Hydraulikflüssigkeit über den kombinierten Ein- und Auslaß 32 des Oberstempels 2 auf den Differentialniederdruckkolben 22 bzw. die Kolbenstange 21 ein und drückt die Kolbenstange 21 nach unten. Gleichzeitig wird der Druck im unteren Druckraum la verstärkt, da der Differentialdruckkolben 25 im Zusatzzylinder 26 abwärts gedruckt wird (in diesem Falle ist der volle Widerstand der Ventilfeder 54 wirksam). Der verstärkte Druck steht in direktem Verhältnis zu den Flächen des Differentialniederdruckkolbens 22 zum Hochdruckkolben 25. Dieser Druck wird durch das Umgehungsrückschlagventil 37 (F i g. 2) aufrechterhalten, und die Spindel 38 wird wieder gedreht, so daß der Nocken 41 dem Einlaßventil 34 das Schließen ermöglicht.

Um die maximale Verstärkerwirkung zu gewährleisten, muß die Kolbenstange 21 anfänglich in ausgeglichenem Zustand durch einen ihn stützenden Druck, der ausreicht, den Reibungswiderstand und

das Gewicht des Oberstempels 2 sowie jede zu diesem Zeitpunkt auf ihm liegende Belastung zu überwinden, gehalten werden. Hierzu reicht jedoch der unter dem Differentialniederdruckkolben 22 wirkende Flüssigkeitsdruck im Hauptzylinder 1 nicht aus. Aus diesem Grund wird der erforderliche Stützdruck dadurch sichergestellt, daß der die Kolbenstange 21 unterstützende Luftdruck im großen und ganzen gleich dem Druckdifferential der Kolbenstange 21 ist.

Nach einer gewissen Betriebszeit steigert die Dekkenlast den Druck im Hauptzylinder 1 so weit, daß die Ventilfeder 54 nachgibt, woraufhin der Druck vorübergehend durch den Auslaß 47 entweichen kann.

Ist es erforderlich, den Stempel einzufahren, wird die Spindel 38 in umgekehrter Richtung gedreht, so daß der Nocken 39 den Stößel 40 betätigen und das Umgehungsrückschlagventil 37 öffnen kann, woraufhin die Hydraulikflüssigkeit aus dem Oberstempel 2 durch das Auslaßventil 35 entweicht. Gleichzeitig wird der Nocken 58 betätigt, um dadurch die Ventil- ao stange 51 anzuheben, wodurch die Flüssigkeit aus dem Oberstempel 2 durch den Auslaß 47 entweichen kann.

Verschiedene abgeänderte Ausführungen sind möglich, ohne dabei ,vom Erfindungsgedanken abzuweichen. So können beispielsweise getrennte Flüssigkeitssteuerventile zur Steuerung des Flüssigkeitsstromes zum und vom Zusatzzylinder 26 und vom und zum Hauptzylinder 1 vorgesehen werden. Bei dieser Ausführungsform wird Flüssigkeit aus dem Zusatzzylinder 26 ausgestoßen, wenn sich die Flüssigkeit im Hauptzylinder 1 aufbaut, so daß diese die einseitige Belastung des Kolbens bewirkt.

In einer weiteren abgeänderten Ausführungsform weisen der Oberstempel 2 und der Hauptzylinder 1 etwas vergrößerte Querschnitte auf, um die Anwendung eines reduzierten Anfangdruckes ohne entsprechende Verringerung des verstärkten Druckes zu ermöglichen, wobei der Oberstempel 2 mit einem Innenrohr versehen ist, das einen Zylinder für den Differentialniederdruckkolben 22 bildet, welcher das gewünschte Verhältnis zum Differentialhochdruckkolben 25 aufweist, unabhängig von den Außendurchmessern des Oberstempels 2 und des Hauptzylinders 1.

Der erfindungsgemäße Grubenstempel kann ferner mit an sich bekannten Auslegern od. dgl. versehen werden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Hydraulischer Grubenstempel, bestehend aus Außen- und Innenstempel und einem zugeordneten Differentialkolben, durch welchen der Druck der Flüssigkeit in der Druckkammer des Außenstempels erhöht wird, gekennzeichnetdurch eine handbetätigte Steuervorrichtung mit je einem Füll-, Überdruck- und Raubventil, wobei das Füllventil gleichzeitig über Einlaßstutzen (11, 32) mit der Niederdruckseite des Differentialkolbens und der Druckkammer des Außenstempels verbunden ist und diese über einen weiteren Anschlußstutzen (12) mit dem kombinierten Überdruck- und Raubventil in Verbindung steht und daß die Gegenseite des Niederdruckkolbens sich auf einem Luftpolster abstützt.

2. Grubenstempel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein handbetätigtes Steuerventil (33, 42) vorgesehen ist, um die hydraulische Druckflüssigkeit zu dem Einlaßstutzen (11) zu leiten, und ein zweites handbetätigtes Ventil (33, 40), um anschließend die hydraulische Druckflüssigkeit zu dem zweiten Einlaßstutzen (32) zu leiten.

3. Grubenstempel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der hohl ausgebildete Oberstempel (2) den Differentialkolben enthält, wobei dessen Differentialhochdruckkolben (25) in einem Hochdruckzylinder (26) untergebracht ist, der in dem Oberstempel (2) angeordnet ist und der durch einen Kanal (27) mit der Druckkammer des Außenkolbens verbunden ist.

4. Grubenstempel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberstempel (2) und der Unterstempel (1) größeren Durchmesser besitzen, wobei der Oberstempel (2) einen Zylinder mit großem Durchmesser für den Differentialniederdruckkolben (22) bildet und der Hochdruckzylinder (26) mit kleinerem Durchmesser für den Differentialhochdruckkolben (22) in dem Oberstempel (2) angeordnet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 808 785, 871 585,
562;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1001956.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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