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Hydraulische Hangendtragvorrichtung bzw. Grubenstempel Die Erfindung
bezieht sich auf hydraulische Vorrichttingen zur Abstützung des Hangenden im Grubenbetrieb.
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Solche Hangendtragvorr ichtungen,wie Grubenstempel, werden mit einem
Überdruckventil versehen, welches den Druckraum mit einem Druckvorratsbehälter für
die Druckflüssigkeit verbindet und hierdurch die Belastung, die der Stempel od.
dgl. aufnehmen kann, begrenzt, nämlich sein Nachgeben bewirkt, sobald der Hangenddruck
eine vorbestimmte Belastung, für die der Stempel ausgelegt ist, übersteigt.
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Beim Ansprechen dieses Überdruckventils ergibt sich ein momentaner
erheblicher Abfall der Tragfähigkeit des Stempels, der aus sicherheitlichen Gründen
unerwünscht ist.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, diesen vcrübergehenden Abfall
der Tragfähigkeit durch Verwendung von Ventilen mit niedriger Nachwirkungscharakteristik
nach Möglichkeit zu vermeiden.
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Die Erfindung löst unter gleichzeitiger Erzielung besonderer Vorteile
diese Aufgabe auf einem grundsätzlich anderen Wege, wobei sie Gebrauch von der als
solche bekannten Maßnahme macht, durch den auf den Stempel od. dgl. wirksam werdenden
Hangenddruck, einen Druckspeicher aufzuladen, dessen Druck nach seiner Entlastung
in umgekehrter Richtung wirksam wird.
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Gemäß der Erfindung wird der Höchstdruck, bis zu welchem der Druckspeicher
wirksam ist. niedriger eingestellt als der Druck, auf den das Überdruckventil eingestellt
ist, so daß die Hangendtragvorrichtung bzw. der Stempel unter dem Hangenddruck zunächst
bis zur Erschöpfung des Arbeitsbereiches des Druckspeichers und anschließend gegen
den Druck, auf den das Überdruckventil eingestellt ist, weiter einsinkt.
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Als Folge dieses zweistufigen Verlaufs des -il£bsinkvorganges wird
bei einer plötzlichen Erhöhung des auf den Stempel wirkenden Druckes ein Teil det
erfolgenden Drucksteigerung durch den Druckspeicher absorbiert und derart die Druckänderung,
der das Überdruckventil ausgesetzt ist, verringert. Dadurch wird das Verhalten des
Stempels bei plötzlichem Ansteigen des Hangenddruckes verbessert, nämlich der sonst
eintretende Abfall der Tragfähigkeit vermieden.
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In weiterer Ausbildung des Erfindungsgedankens kann in dem Druckspeicher
eine Menge an Druckmedium gespeichert :verden, welche ausreicht, um eine das Setzen
des Stempels bewirkende maschinelle Vorrichtung zu betätigen und den gesetzten Stempel
unter Vorspannung zu !)ringen.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform besitzt der Druckspeicher eine
so begrenzte Kapazität, daß sein Arbeitsbereich erheblich kleiner ist als dem Druck.
bei welchem Überdruckventil wirksam wird, entsprechen würde, so daß der Stempel,
wenn er unter der Wirkung des Druckes im Druckspeicher steht, so lange nachgibt,
bis dessen Kapazität erreicht ist uiad bei späterer Erreichung des Druckes, auf
den das Überdruckventil eingestellt ist, weiter einsinkt.
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Zwischen dem Druckspeicher und dem den Druckraum des Stempels bildenden
Zylinder kann ein druckempfindliches Ventil angeordnet sein, welches den Druckspeicher
an- bzw. abschaltet.
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Der Druckspeicher kann ein solcher der auf Federwirkung beruhenden
Bauart oder auch mit Luftkolben oder Luftsack ausgerüstet sein.
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Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung gehen aus der nachstehenden
Beschreibung von vorzugsweisen Ausführungsformen von Grubenstempeln gemäß der Erfindung
an Hand der Zeichnung hervor, von der in schematischer Darstellung Fig. 1 einen
Vertikalschnitt durch einen hydraulischen Stempel mit einem Druckspeicher mit Luftkolben
veranschaulicht; Fig.2 ist ein entsprechender Schnitt durch einen sich selbst setzenden
und verspannenden Stempel mit einem Druckspeicher mit Luftsack.
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Der in Fig. 1 dargestellte Stempel besteht aus einem Zylinder 1, der
den Außenstempel und den Druckraum bildet, und einem ausfahrbaren, den Innenstempel
bildenden Kolben 2. Der Kolben 2 ist hohl, unten abgeschlossen und bildet einen
Vorratsbehälter für die Druckflüssigkeit. Eine durch einen Handgriff 4 über
eine
Kurbel 5 und eine Verbindungsstange (betätigte Pi:=ni,e 3 fördert die Druckflüssigkeit
aus dein durch der, Hohlkolben gebildeten Behälter in den Druckraum des Zylinders.
wenn- der Stempel ausgefahren _ . und gesetzt werden -soll.
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Der Druckraum steht mit dem V orratsbebälter über c iii t:-der belastetes
Ventil ? in Verbindung, welches das Pückströmen der Druckflüssigkeit aus dem Druckraren
innen Vorratsbehälter ermöglicht, sobald der Druck iii dem System unter dem Einfluß
des Hanenddruckes über einen vorbestimmten Wert ansteigt. In dem Zylinder 1 ist
ein =Druckspeicher 8, gemäß crem Ausführungsbeispiel ein- solcher mit Luftkolben,
un tcr g ebrachi:- Dieser - Druckspeicher- . weist- _ einen-Hohlkolben 9 auf, der
einen Raum 10 umgibt, welcher unter Drr?ch stehende Luft- enthält und der sich zwischen
dem Boden 11 des Zylinders und einer diesen unterteilenden Platte 12, die durchgehende
Löcher 13 aufweist, bewegen kann. _ °` Die Kapazität des Druckspeichers ist, verglichen
mit der des Zylinders, verhältnismäßig klein. Sein maximaler Arbeitsdruck, wenn
der Kolben sich in der Stellung am Boden 11 des Zylinders befindet, ist wenigstens
gleich dem Höchstdruck in dem System, und sein Mindestdruch. in dem Zeitpunkt, in
dem der Kolben der Unterteilungsplatte: 12 anliegt, - liegt etwas unterhalb des
Druckes, bei dem das Entlastungsventil 7 anspricht.
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Wenn die Belastung des Stempels mit dein Absinken des Hangenden ansteigt
und damit der hydraulische Druck in dem Zylinder sich dem Maximaldruck nähert, wird
der Druckspeicher aufgeladen. Der hydraulische Druck steigt an, bis das vorbestimmte
Maximum erreicht ist und-in diesem Zeitpunkt das Entlastungsventil sich öffnet,
so daß Druckflüssigkeit aus dein Zylinder austreten kann und der Druckspeicher teilweise
entladen wird, bis der Druck in dem System wieder auf den Wert abgefallen ist, bei
weleliein-sieh das Ventil schließt.
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Hierbei ergibt sich, wie ersichtlich, eine verhältnismäßig starke
Strömung von Druckflüssigkeit durch <las Ventil, was es ermöglicht, ein Ventil
von verhältnismäßig einfacher Ausbildung zu verwenden. Außerdem wird die Zahl von
Malen, die das Ventil in Tätigkeit tritt, erheblich verringert. -Im Falle von schwereren
Gebirgsschlägen, d. h. eines plötzlichen und steilen Anstiegs des Hangenddrucks
als Folge eines Arbeitens der Gebirgsschichten, kann der Stempel ohne -nennenswerte
Verringerung seines Widerstandes um ein erhebliches Maß nachgeben, und es wird damit
die Gefahr, daß eine große Zahl von einander benachbarten Stempeln plötzlich ihre
Tragfähigkeit verliert, erheblich verringert.
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Zwecks Raubens des Stempels kann das Entlastungsventil 7 auch von
Hand betätigt werden. Es ist durch eine Stange 14 mit einem Exzenter 15 verbunden,
der mittels eines Schraubenschlüssels od. dgl., der an den Vierkant 16 angesetzt
wird, gedreht werden kann. Durch Anheben der Stange 14 wird der Druck der Feder
auf das Entlastungsventil verringert und damit das Ventil betätigt, so daß unter
Entlastung des Stempels Druckflüssigkeit aus dem Zylinder nach dem Bekälter strömen
kann.
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Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform des neuen Stempels ist
eine sich selbst, und zwar unter Vorspannung setzende Konstruktion, bei welcher
die in dem Druckspeicher durch -das Absenken des Hangenden gespeicherte Energie
zum Setzen des Stempels und Ausübung einer Vorspannung auf das Hangende ausgenliizt
wird. Dieser Stempel weist einen Zylinder i_z dem ein hohler Kalben 21 arbeitet,
welcher einen Druckspeicher bildet. Der Zylinder ist mit dem Innern des Behälters
über ein Entlastungsv entil verbunden. In der Konstruktion ist ein hydraulischer
Druckspeicher 23, gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel in Gestalt eines Luftsackes,
untergebracht. Dieser Druckspeicher kann mit dem Zylinder durch Öffnen des von Hand
zu betätigenden Ventils 24 verbunden werden, so daß er aufgeladen wird, sobald der
Stempel unter demHangenddruck zusammengepreßt wird. Das von Hand betätigte Ventil
kann so eingestellt werden, daß es den Druckspeicher von dem Zylinder abschaltet.
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Der Druckspeicher kann ferner über das von Hand betätigte Ventil mit
einem Hilfszylinder 25 und-dem Hauptzylinder verbunden werden, um derart Druck auf
einen Kolben 26 in dem Hilfszylinder zur Wirkung zu bringen. Dieser Kolben ist durch
eine hohle Stange 27 mit einem größeren Kolben 28, der in dein Behälter 21 arbeitet,
verbunden. Auf diese Weise ergibt ein Druck auf den Kolben 26 auch einen Druck auf
die Flüssigkeit in dem Behälter, die derart über die hohle Stange 27, die mit dem
Behälter über eine Öffnung 29 in Verbindung steht, nach dem Hauptzylinder übergeführt
wird. Der Druckspeicher kann ferner durch das-von Hand betätigte Ventil mit dem
Hauptzylinder verbunden werden und übt dann einen Vorspannungsdruck auf den Kolben
21 aus.
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Der Druckspeicher 30 besteht aus einem nachgiebigen Sack, der Preßluft
enthält und in einer Kammer 31 untergebracht ist. Die größte Ausdehnung dieses Sackes
wird durch eine Platte 32 begrenzt, die Löcher 33 aufweist, durch die Druckflüssigkeit
hindurchtreten und derart einen Druck auf den Sack ausüben kann.
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In dem den Druckspeicher mit dem von Hand betätigten Ventil und über
dieses mit-dem Hauptzylin.-der verbindenden Kanal 35 ist ein druckempfindliches
Ventil 34 angeordnet, das nur in einer Richtung wirksam ist und den Durchtritt der
hydraulischen Flüssigkeit von dem Druckspeicher aus freigibt, sobald der Druck in
dem System unter den maximalen Druck des Druckspeichers abfällt. Nachdem das druckempfindliche
Ventil sich wieder geschlossen hat, kann der Druck in dem System auf den durch das
Entlastungsventil eingestellten Grenzwert ansteigen, ohne daß hierdurch der Druckspeicher
beeinflußt wird.
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Auf diese Weise ist es möglich, in dem Druckspeicher genügend Druckflüssigkeit
zu speichern, um das Selbstsetzen und Vorspannen des Stempels auf einen Teil der
Nennlast zu bewirken, selbst wenn der auf den Stempel wirkende Hangenddruck kleiner
ist als die Belastung, bei der der Stempel nachzugeben beginnt. -Es ist zu bemerken,
daß im Falle der Verwendung eines hydraulischen Druckspeichers mit Luftsack oder
von ähnlichem Typ der Arbeitsbereich desselben verhältnismäßig leicht eingestellt
werden kann und die Verwendung eines einstellbaren druckempfindlichen Ventils es
ermöglicht, den Stempel so einzustellen, daß er unter praktisch allen Bedingungen
arbeiten kann, die unter Tage vorkommen.
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Eine solche Verstellung sowohl des Druckspeichers wie des druckempfindlichen
Ventils kann nach Demontage des Stempels erfolgen, jedoch können auch von außen
zu betätigende Vorrichtungen, wie der Gewindestopfen 36, vorgesehen werden, die
die Verstellung ohne die Notwendigkeit eines Auseinanderbaus des Stempels ermöglichen.
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Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die vorstehend im einzelnen-
beschriebenen und in den
Abbildungen dargestellten Ausführungsformen
beschränkt, sondern es sind demgegenüber zahlreiche Änderungen möglich, ohne von
ihrem Grundgedanken abzuweichen.