DE2151428A1

DE2151428A1 - Hydraulischer doppelteleskopstempel fuer den grubenausbau

Info

Publication number: DE2151428A1
Application number: DE19712151428
Authority: DE
Inventors: Heinz Hessel; Karl-Heinz Plester
Original assignee: Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia GmbH
Current assignee: Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia GmbH
Priority date: 1971-10-15
Filing date: 1971-10-15
Publication date: 1973-04-19
Also published as: FR2156560B1; BE787952A; FR2156560A1

Description

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der Firma

Gewerkschaft Eisenhütte Westi'alia, 4628 Altlünen

ü7/draulischer Doppelteleskopstempel für den Grubenausbau

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Doppelteleskopstempel für den Grubenausbau mit zwei aus einem zylindrischen Außenstempel ausschiebbaren, ineinandex^geführten Innenstempelteilen, von denen d.er in dem Außenctempel geführte äußere Inneristempelteil an seinem Kolben ein zu seinem Druckraum hin öffnendes federbelastetes Rückschlagventil aufweist und an seinem Umfang mit einer Ringkolbenfläche für den Zwangseinschub des Stempels'versehen ist, wobei am zylindrischen Außenstempel für das Setzen und Rauben des Stempels jeweils ein Anschluß angeordnet ist.

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Doppelteleskopstempel dieser Ausführung, die zumeist für wandernde Ausbauelemente in Form von Rahmen oder Böcken verwendet und im Betrieb über im Streb verlegte Druck- und Rücklaufleitungen an eine hydraulische Druckquelle sowie an einen Rücklauf angeschlossen v/erden, sind bekannt. Der Zwangseinschub beim Rauben des Stempels wird hier dadurch bewirkt, daß der Ringraum zwischen dem Außenstempel und dem hierin geführten Innenstempelteil vom Arbeitsdruck beaufschlagt und zugleich der Druckraum des Außenstempels an den Rücklauf angeschlossen wird. Um die Aufeinanderfolge des Ein- und Ausschubs der Innenstempelteile beim Setzen und Rauben des Stempels festzulegen, ist in dem Kolben des äußeren Innenstempelteils das federbelastete Rückschlagventil angeordnet, welches beim Offnen die Verbindung zwischen dem Druckraum des Außenstempels und dem Druckraum des äußeren Innenstempelteils herstellt. Das Schließglied dieses Ventils kann mit einem Stößel versehen sein, der beim vollständigen Einschub des äußeren Innenstempelteils gegen den Boden des Außenstempels stößt und dadurch das Ventil öffnet, so daß das innere Innenstempelteil als zweite Einschubstufe des Stempels eingefahren wird, sobald das äußere Innenstempelteil (erste Einschubstufe) voll eingeschoben ist.

Bei dem vorgenannten Zwangseinschub des Stempels durch Druckbeaufschlagung des Ringraumes wird die in dem Druckraum des Außenstempels befindliche Druckflüssigkeit in den Rücklauf verdrängt. In der Praxis hat sich gezeigt, daß

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sich aufgrund rior verhältnismäßig engen ßtrömungsquersclmitte und der entsprechend großen Durchflußwiderstände im Ablauf des Stempeldruckraumes unter dem Stempelkolben des äußeren Innenstempelteils ein Staudruck aufbauen kann, un-

sr dessen Wirkung das Rückschlagventil entgegen der Federkraft geöffnet und dadurch ein Teil der in dem genannten Druckraum befindlichen Druckflüssigkeit über das Ventil in den Druckraum des äußeren Innensteinpelteils gedruckt wird, wodurch das im Durchmesser kleinere Innenstempelteil mit der Kappe ausgeschoben wird. Hierdurch wird ein ordnungsgemäßes und rasches Rauben des Stempels unmöglich gemacht.

Der Erfindung liegt daher vornehmlich die Aufgabe zugrunde, einen Doppelteleskopstempel der eingangs genannten Art so herzurichten, daß er rasch geraubt werden kann, ohne daß es unter der Wirkung eines Staudrucks zu einem Ausschub des Stempels kommen kann und ohne daß es erforderlich ist, den Strömungswiderstand des Ablaufs durch größere Bemessung der Strömungsquerschnitte so herabzusetzen, daß das Auftreten von Staudrücken im Stempeldruckraum gänzlich verhindert wird.

Die Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß das Rückschlagventil eine auf einen maximalen Staudruck im Druckraum des Außenstempels abgestimmte Ventilfeder aufweist, deren Schließkraft etv/a gleich oder etwas größer ist als der Quotient T>-j χ ^₁ x I·¹-, , wobei

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ί\ die Ringkolbenfläche des äußeren Innenstempelteils, i'p die wirksame Ivolbenflache des äußeren Innenstempelteils. 3P₇ die vom Druck be auf nchlagte v/irksame Fläche des Rückschlagventils ist.

Durch entsprecherde Abstimmung der !Feder des Rückschlagventils auf einen maximal möglichen Staudruckwert läßt sich in äußerst einfacher Weise zuverlässig verhindern, daß es beim £wangsoinschub des Steupelr. zu einem ungewollten Auseclmb des im Durchmesser kleinsten Iimenstr-Eipelteils unter der Wirkung eines Staudrucks im Stenpeldruokrauia kommt. Damit ist ein rasches und störungsfreies Rauben des Stempels sicher· gestellt, wobei das Rückschlagventil nicht nur beim Setzen, sondern auch beim Rauben des Stempels die Aufeinanderfolge des Aufschubs bzw. Einschubs der Innenstempolteile bestimmt.

Die Erfindung sei nachstehend anhand des in der dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Der teilv/eise im Längsschnitt dargestellte Doppelteleskopstempel besteht in bekannter Weise aus drei ineinandergeführten zylindrischen Stempelrohren 10. 11 und 12, von denen das äußere Stempelrohr 10 den Außenstempel. das darin geführte mittlere Stempelrohr 11 den äußea^en Innenstempel und das in dem letztgenannten geführte Stempelrohr 12 mit dem kleinsten Durchmesser den inneren Innenstempel bildet. Der Außenstempel 10 ist am unteren Ende durch eine ange-

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schweißte !Fußplatte \?j verschlossen. Er trägt am oberen Ende eine Führungsbuchse 14, in der der Innenstempelteil 11 geführt ist.· Letzterer weist fuii unteren Ende einen Kolben 15 und lianschettendiclrtmngon li· imd am oberen Ende eine .Führungsbuchse 17 auf, in der der in Durchmesser kleinste Innenstempelteil 12 geführt ist. Der Innenstempelteil 12 trägt ebenfalls am unteren Ende einen Kolben 18, der mittels Dichtunynmaiischetten gegenüber dem Innenstempelteil 11 abgedichtet ist. Mit dem Kopf 19 des Innenstempelteils 12 wird eine Kopfplatte bzw. eine Kappe verbunden, die von dem Stempel gegen das Hangende gedrückt wird.

Der äußere Innenstempelteil 11 weist am Außenumfang eine Eingschulter 20 auf, die einen Hingkolben bildet. Oberhalb dieser Ringschulter 20 ist zwischen dem Außenstempel 10 und dem Stempelteil 11 ein Hingraum 21 vorhanden, der im Bereich des oberen Endes des Außenstempels einen Anschluß 22 aufweist, über den der Hingraum 21 zwecks Einschubs des Stempels von dem hydraulischen Druckmittel beaufschlagt wird.

Der Druckraum des Außenstempels 10 unter dem Kolben 15 ist mit 23 bezeichnet. Dieser Druckraum steht über eine Bohrung 24 in der i'ußplatte I^ mib einem Anschluß 25 in Verbindung, der, ebenso wie der Anschluß 22. im Betrieb an die im Streb verlegte Pumpendruckleitunf; (nicht dargestellt) anschließbar ist. Dor Üruckraum im Sbempelfcoil 11 oberhalb des Kolbens ist mit 2b be;zeichneb. Die Druckräume 2y und 26 sind über eine zentrale Bohrung im Kolben 15 verbunden. In dieser Boh-

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rung sitzt ein Rückschlagventil, dessen Ventilglied mit 27 bezeichnet ist. Das Ventilglied 27 steht unter der Wirkung einer Ventilfeder 28, die hier aus Tellerfeder!! besteht, welche das Schließglied 27 gegen die Ventilsitzfläche an einem Hülsenteil 29 drücken. Das Ventxlschlxeßglied 27 ist mit einem Stößel ^O versehen, welcher die Hülse 29 mit Spiel durchfaßt und der mit einer Anschlagfläche 31 am Boden der den Zylinderdeckel bildenden !Fußplatte 13 zusammenwirkt.

Die beim Rauben des Stempels vom hydraulischen Arbeitsdruck beaufschlagte Ringkolbenfläche 20 ist mit F-, bezeichnet, während Fp die von dem Druck im Stempeldruekraum 23 beaufschlagte Fläche des Kolbens 15 ist. Die vom Druck in dem Druckraum 23 beaufschlagte wirksame Eolbenfläche des Ventilschließglieds 27 mag mit F^. bezeichnet sein·

Die Schließkraft, mit der die Ventilfeder 28 das Schließglied ^7 gegen den Ventilsitz drückt, ist so bemessen, daß sie etwa gleich oder etwas größer ist al* der Quotient ρ-, χ ϊ, χ F^,

Hierbei bedeutet p-, der Arbeitsdruck in der Pumpenförderleitung bzw. der Druck, der beim Zwangseinschub des Stempels am Anschluß 22 bs>/. im ZyL inderraum 21 herrscht.

Die Arbeitsweise dos Stempels ist v/ie folgt:

Beim Setzen des Stempels wii'd das (nicht dar^esbolLte) Steuer ventil so eingestellt, daß dex* Druckraum 2j> des Außensteiupeis

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10 über den Anschluß 24 , 2'j von dem Arbeitsdruck p-, beaufschlagt wird. Da das Ventil 2?, 28, 29 durch die Ventilfeder 28 in seiner Schließstellung gehalten wird und somit die beiden Dimckräu/ne 2J- und 26 keine Verbindung haben, wird zunächst der Irnensteinpelteil 11 unter Ilitnahme des darin angeordneten Innenstenipelteils 12 aufgeschoben, bis der Innensttinipelteil 11 durch Anschlag der Ringkolbenfläche 20 an (Iαν unteren Stirnfläche der Buchse I^ an einem weiteren Aus-Gclmb gehindert wird. In diesem Pail baut sich in dem Druckrauiu 25 ein erhöhter Druck auf. unter dessen Wirkung das Rückschlagventil 27 gegen die Rückstellkraft seiner Feder 28 geöffnet wird, so daß die Druckflüssigkeit nun über den Druckraum 23 und das Rückschlagventil auch in den Druckraum 2(% gelangen kann. Hierdurch wird der innere fötempeltcil 12 so weit ausgeschoben. bis er sich mit seiner* Kappe gegen das Hanrjende legt und dadurch an einem weiteren Ausschub gehindert wird. Dadurch baut sich in dem Druckraum 26 der von dem Arbeitsdruck und der Kolbenfläche des Innenstempelteils 12 abhängige Setzdruck auf. mit der !folge, daß das Rückschlagventil unter der Wirkung seiner Feder 28 wieder in die Schließstellung gebracht wird.

Bg besteht auch die Möglichkeit, die Reihenfolge, in der die beiden Innenstempelteile 11 und 12 ausschieben, zu vertauschen. In diesem Fall wird der mit dem Drucköl gefüllte Ringraum 21 gegenüber dem Rücklauf abgesperrt, so daß der Irmenstempelteil 11 in dem Außenstempel 10 hydraulisch ver-

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riegelt wird. Wird nun. der Druckrauni 2J von dem Arbeitsdruck ρ-, beaufschlagt, so baut sich in diesem'Kaum, ein -Druck auf, unter dessen Wirkung das Ventil 27 öffnet, so daß nun zunächst der Innenstempelteil 12 bis zu seinem Anschlag voll ausgeschoben wird. Anschließend wird dann der Innenstempel-, teil 11 dadurch zum Aus schub gebracht, daß der Druck in dein Ringraum 21 abgebaut wird.

Beim Rauben des Stempels wird der Anschluß 24, 25 des Druckraumes 23 an den Rücklauf und zugleich der Anschluß 22 des Ringraumes 21 an die Druckleitung angeschlossen. Der von dem Arbeitsdruck p-, beaufschlagte Ringkolben 20 schiebt dann -den Innenstempelteil 11 ein. wobei die Druckflüssigkeit aus dem Raum 22 über den Ablauf 25 in die Rücklaufleitung abfließt. Da der Ablauf aus dem Raum 25 jedoch einen verhältnismäßig großen Durchflußwiderstand hat, kann es beim Einschub des Innenstempelteils 11 zu einem Staudruck im Druckraum 2 5 kommen. Dieser Staudruck kann jedoch ein öffnen des Rückschlagventils 27 nicht bewirken, da die Ventilfeder 28 so abgestimmt ist, daß das Ventil selbst bei maximalem Staudruck nicht öffnet. Auf diese Weise wird verhindert, daß sich unter der Wirkung des Staudrucks im Druckraum 25 das Ventil öffnet und die Druckflüssigkeit in den Druckraum 2G verdrängt wird mit der .Folge , daß der Inn en stempel teil 12 bei·! Rauben des Stempels ungewollt ausgeschoben wird.

Sobald sich der Inncmjteifipc] teil Il beim Zwaiigseinschub seiner unteren Hubntt l]ui nähert, fitößt der ütüJiol H> des

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Hückschlasventils gegen die Anschlagf lache 31 ■>' wodurch das Ventil zwangsweise geöffnet wird. Die in dem Druckrauw 26 unter den Kolben 18 des Innenstempelteils 12 befindliche Flüssigkeit kann daher über das Rückschlagventil und die Druckkammer 23 in den Ablauf 24-, 25 ablaufen. Der Einschub des Innerstenpelteils 12 erfolgt dabei unter der Wirkung des Eigengewichts dieses Stempelteils sowie der auf"diesem, ruhenden Last (Gewicht der Kappe).

Mit der Anordnung nur eines einzigen Ventils. 27 bis 29 kann daher die Heihenfolge des Ein- und Ausschubs des Stempels in der beschriebenen Weise festgelegt und zugleich die nachteilige Auswirkung der Staudruckbildung in dem Druckraum beseitigt werden.

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Claims

Ansprüche

1. Hydraulischer Doppelteieskopstempel für den Grubenausbau mit zwei aus einem zylindrischen Außenstempel ausschiebbaren, ineinaiidergei'ührten Innenstempelteilen, von denen der in dem Außenstempel geführte äußere Innenstempelteil an seinem Kolben ein zu seinem Druckraum hin öffnendes federbelastetes Rückschlagventil aufweist und an seinen Außenumfang mit einer Ringkolbenfläche für den Zwangseinschub des Stempels versehen ist, wobei an zylindrischen Außenstempel für das Setzen und Rauben des Stempels jeweils ein Anschluß angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (27 bis 30) eine auf einen Haximal-Staudruck im Druckraum des Außenstempels abgestimmte Ventilfeder (28) aufweist, deren Schließkraft etwa gleich oder etwas größer ist als der Quotient P₁ ^χ F, χ F-., wobei

p, der hydraulische Arbeitsdruck,

F, die Ringkolbenfläche (20) des äußeren Innensterroel teils

(H),
JjVj die wirksame Kolbeiiflache des äußeren InnensbempelbeLln

(11) und
b^x-, die vom Druck beaufschlagte wirksame Fläche des Lb-T-druckvenbLLs L«b.

2. übei.ipoL nauh Atuspruch L, dadurch \eLimuanLehnet, flail -la£.

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Schließglied (27) cLes Rückschlagventils in bekannter Weise einen Stößel (50) aufweist, der es durch Anschlag am Boden dec Außenstempels (10) gegen die Rückstellkraft seiner Feder (28) öffnet.

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