DE1164961B - Stuetzelement - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: E21d

Deutsche Kl.: 5c-10/01

Nummer: 1 164 961

Aktenzeichen: Sch 25414 VI a / 5 c

Anmeldetag: 28. Januar 1959

Auslegetag: 12. März 1964

Stützelement

Die Erfindung bezieht sich auf ein mit Druckmittel betriebenes Stützelement, insbesondere für Gruben.

Es sind bereits derartige Stützelemente, insbesondere auch Wanderpfeiler bekannt, die aus einem Stempelunterteil und einem an diesem gleitend gelagerten und mittels Zylinder-Kolben-Anordnung bewegten Stempeloberteil, einem an einem Stempelteil angeordneten Druckmittelbehälter und Betätigungseinrichtungen bestehen, um das Druckmittel unter Druck in den Druckmittelzylinder bzw. zurück in den Vorratsbehälter zu überführen. Sämtliche derartigen bekannten Stützelemente haben aber den erheblichen Nachteil, daß die Verbindungsstelle der beiden zueinander bewegbaren Stempelteile nach außen hin freiliegt. Hierdurch hat im Grubenbetrieb Staub einen leichten Zugang zu den aufeinander gleitenden Oberflächen der beiden Stempelteile. Dies ist besonders störend bei Wanderpfeilern und solchen Stempeln, die sehr oft in ihrer Höhe verstellt werden müssen.

Eine weitere nachteilige Wirkung der bekannten Stützelemente besteht darin, daß an der freiliegenden Trennstelle zwischen den beiden Stempelteilen sehr leicht Druckflüssigkeit aus dem hydraulischen Zylinder herausleckt und verlorengeht. Auch diese nachteilige Wirkung tritt besonders stark bei hydraulischen Wanderpfeilern hervor, weil bei diesen das oftmalige Bewegen der Stempelteile zueinander nicht allein die Leckwirkung erhöht, sondern auch die Dichtigkeit zwischen den Stempelteilen durch Staub usw. sehr gefährdet.

Gegenüber den vorgenannten Stempelbauarten gibt es auch Ausführungsformen, bei denen die Abdichtung des Druckraumes am unteren Ende des im zylindrischen Unterstempels geführten Oberstempels erfolgt. Hierdurch wird die Innenwandung des Unterstempels zur Gleit- und Dichtfläche, während es bei den erstgenannten Bauarten die Außenwandung des Oberstempels ist. Diese Entwicklungsstufe bringt aber noch keine Abhilfe der aufgezeigten Schwierigkeiten. Dies liegt im wesentlichen daran, weil auch bei dieser Stempelkonstruktion eine abgedichtete Führung des Innenstempels am oberen Ende des Unterstempels notwendig ist. Man hat bei den bekannten Stempeln an dieser Übergangsstelle vielfach einen Dichtungsring od. dgl. vorgesehen, der mit seiner Innenfläche unmittelbar an der Außenwandung des Oberstempels anliegt, wie es bei den Stempeln der erstgenannten Art auch der Fall ist. Der Schmutz, der sich an der freiliegenden Außenwand des Oberstempels absetzt, kann daher beim Einziehen des Oberstempels an der Dichtung vorbeigezogen werden und gelangt dann in den Raum zwischen den Wandungen des Unter- und Anmelder:

Hermann Schwarz Kommanditgesellschaft,

Wattenscheid, Schulstr. 2-6

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 30. Januar 1958

Oberstempels, wo er sich schließlich auf der empfindlichen Hauptdichtung am unteren Ende des Unterstempeis ablagert. Von hier aus können die feineren Schmutzteilchen dann leicht zwischen die Hauptdichtung und die Gleitfläche eindringen und somit die einwandfreie Abdichtung des Druckraumes gefährden. Alle diese Nachteile der bekannten Stützelemente dieser Art werden durch die Erfindung dadurch behoben, daß der Druckmittelvorratsbehälter in an sich bekannter Weise ringförmig um den Stempelunterteil angeordnet ist und daß der Stempeloberteil in jeder Stellung in den Druckmittelvorratsbehälter ragt und mit seiner Außenseite gleitend und abgedichtet durch die Decke des Vorratsbehälters geführt ist. Die Übergangsstelle von Stempelunterteil zu Stempeloberteil liegt somit stets' im Inneren des ringförmig angeord^ neten Druckmittelvorratsbehälters. Diese gefährdete Stelle ist dadurch dem Zugang Von Staub u. dgl. entzogen. Zwischen den Stempelteilen hindurchleckendes Druckmittel gelangt unmittelbar in den Druckmittelvorratsbehälter zurück und geht deshalb nicht verloren.

Besonders vorteilhaft ist es gemäß der Erfindung, wenn die Steuerleitungen, soweit sie nicht als Bohrungen in den Stempelteilen ausgebildet sind, im Inneren des Vorratsbehälters angeordnet sind. Hierdurch wird ein praktisch vollkommener Abschluß der Druckmittelkreise nach dem Außenraum hin sichergestellt und damit praktisch jeglicher Verlust an Druckmittel ausgeschaltet und zugleich auch jegliche Gefährdung der Steuerleitungen im Grubenbetrieb ausgeschlossen.
Gemäß einem weiteren Kennzeichen der Erfindung erfolgt die Abdichtung des Oberstempels durch einen mit Dichtungen versehenen Ring, wobei dieser Ring mit dem Flanschring, der auf der Decke des Vorratsbehälters angeordnet ist, durch ein einstückiges, ringförmiges, elastisches Kissen verbunden ist. Dieser elastische Ring hat dabei gleichzeitig die Aufgabe, einer Neigung der Stempelteile in einer beliebigen Richtung entgegenzuwirken.

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Die Verwendung eines elastischen Zwischengliedes zur Abstützung der ausziehbaren Stempelteile gegenüber dem feststehenden Vorratsbehälter gibt den Stempelteilen die Möglichkeit zu einer begrenzten Neigungsbewegung, ohne daß hierdurch an der Eintrittsstelle in den Vorratsbehälter Lücken oder Öffnungen entstehen.

Damit bei derartigen Schiefstellungen des Stempels eine einwandfreie Abstützung des Stempelunterteils auf der Bodenplatte gewährleistet bleibt, ist die Stützfläche des Stempelunterteils kugelförmig gewölbt. Diese Kugelgelenklagerung liegt ebenfalls innerhalb des Vorratsbehälters und ist somit gegenüber von außen eindringender Staub- oder Gesteinsteilchen geschützt.

Die Pumpe zum Beaufschlagen des Zylinders mit Druckmittel ist in der seitlichen Wand des Vorratsbehälters derart angeordnet, daß sich das Kupplungsstück für den Anschluß eines elektrischen Handmotors außerhalb des Vorratsbehälters befindet. In ähnlicher Weise kann im Vorratsbehälter ein von außen zu betätigendes Steuerventil angeordnet sein, das in seinen verschiedenen Stellungen die Steuerleitungen derart freigibt bzw. absperrt, daß sie den Zylinderraum oder den zum Zusammenziehen der Stempelteile dienenden Ringraum mit der Druckmittelpumpe oder mit dem Druckmittelvorratsbehälter verbinden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend an Hand eines zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.

Bei dieser Ausführungsform der Erfindung handelt es sich um einen hydraulischen Wanderpfeiler. Dieser Wanderpfeiler besitzt eine Grundplatte 1, mit der er sich auf dem Liegenden 2 abstützt. Auf der Grundplatte 1 ist der Druckmittelvorratsbehälter 3 befestigt, der eine Seitenwand 4 besitzt und an seinem oberen Teil geschlossen ist, wie es im folgenden beschrieben wird.

Auf dem Behälterboden, der durch die Grundplatte 1 gebildet wird, ist der Stempelunterteil 5 schwenkbar gelagert. Dieser Unterteil 5 besitzt ein massives unteres Endstück 6, das eine konvexe Bodenfläche aufweist und lose innerhalb einer Abgrenzung angebracht ist, die durch eine flanschartig ausgebildete Wand 7 gebildet wird. Dies dient dazu, übermäßige Bewegung des Endstückes 6 zu verhindern. Der Stempelunterteil 5 ist hohl ausgebildet und dient in Verbindung mit dem Stempeloberteil 8, der als Hohlzylinder ausgebildet ist, als Kolben, der vom Stempeloberteil in solcher Weise umgeben ist, daß, wenn hydraulisches Druckmittel in den Zylinderraum eingeführt wird, der Stempeloberteil über die äußere Oberfläche des Stempelunterteiles nach oben gleitet.

Nach der Zeichnung gleitet die innere Oberfläche der Zylinderwandung des Stempeloberteiles 8 unmittelbar auf der zylindrischen Außenfläche des Stempelunterteiles 5. In der Praxis wird man jedoch üblicherweise Kolbenringe oder entsprechende Packungen benutzen, um ein Lecken des Druckmittels über die Oberfläche des Teiles 5 zu verhindern. Im Stempelunterteil 5 führt eine Bohrung 9, die über eine axiale Bohrung 11 mit dem Innenraum des Stempelunterteiles 5 in Verbindung steht, zu einem Leitungsanschlußstück 10. An dieses Leitungsanschlußstück 10 ist eine flexible Leitung 12 angesetzt. Im oberen Ende des Stempeloberteiles 8 ist ein Überdruckventil 13 untergebracht, das über die Leitung 14 mit dem Zylinderinnenraum des Stempeloberteiles 8 in Verbindung steht. Das Überdruckventil 13 steht weiterhin mit einer Überlaufleitung 15 in solcher Weise in Verbindung, daß das durch das Überdruckventil 13 freigesetzte Druckmittel veranlaßt wird, in den Druckmittelvorratsbehälter 3 über diese Leitung 15 zurückzukehren. Nach außen hin ist das Überdruckventil 13 durch einen Schraubenbolzen 16 abgeschlossen.

Auf dem oberen Rand der Behälterwandung 4 ist ίο ein flacher, ringförmiger, starrer Teil 17 angebracht, der durch einen Flanschring 18 fest in seiner Stellung gehalten wird. Von dem Teil 17 wird ein Metallring 19 getragen, der jedoch nicht am Teil 17 befestigt ist. Dieser Metallring 19 legt sich gleitend gegen die äußere Oberfläche des Stempeloberteiles 8 und trägt die elastischen Dichtungsteile 20, die gegen diese Oberfläche drücken. Zwischen den Ring 19 und den Flanschring 18 ist ein einstückiges, ringförmiges elastisches Kissen 21 gelegt, das beispielsweise aus Gummi, mit Textileinlagen verstärktem Gummi oder dergleichen Material hergestellt sein kann. Das Kissen 21 ruht mit seiner unteren inneren Kante auf einem Flansch 22 des Ringes 19 und mit seiner unteren äußeren Kante auf dem Teil 17. Die Teile 17, 18, 19 und 21 dienen dazu, die Oberseite des Druckmittelvorratsbehälters 3 abzuschließen, während das Kissen 21 in Verbindung mit den ihm zugeordneten starren Teilen den Stempeloberteil 8 und damit den eigentlichen Stempel in seiner Lage senkrecht zur Grundplatte 1 hält. Dieses Kissen setzt sich einer Neigungsbewegung des Stempels gegenüber der Grundplatte entgegen, wenn der Pfeiler in einer neuen Lage gesetzt wird. Die Dichtungsteile 20 dienen auch dazu, Staub von der äußeren Oberfläche des Stempeloberteiles 8 abzuschaben und ihn daran zu hindern, sich in den Druckmittelvorratsbehälter zu bewegen.

In einer Ausnehmung der Seitenwandung 4 des Druckmittelvorratsbehälters 3 ist eine Pumpe 23 in solcher Weise angebracht, daß eine Verbindung zwisehen dem Raum außerhalb des Pfeilers mit dem Inneren des Druckmittelvorratsbehälters nicht möglich ist. Die Antriebsspindel der Pumpe ist nach außen geführt, so daß eine Spindelkupplung 24 am Äußeren des Pfeilers vorgesehen ist. Diese Kupplung kann mit der Welle eines Elektromotors oder eines anderen geeigneten Motors zum Antrieb der Pumpe in Eingriff gebracht werden. Die Pumpe 23 ist mit einem Saugstutzen 25 und einem Filter 26 versehen. Der Filter 26 ist hinreichend weit oberhalb des Behälterbodens angeordnet, um zu vermeiden, daß Staubteilchen, die dennoch in das Druckmittel gelangt sein sollten, in die Pumpe eingesaugt werden. Der Druckstutzen 27 der Pumpe 23 führt zu einem Steuerventil 28. Dieses Ventil ist in herkömmlicher Weise aufgebaut und so angeordnet, daß es mit der Leitung 12, einer flexiblen Leitung 29 und der Rücklaufleitung 30 in Verbindung steht. Das Steuerventil 28 steht ferner mit den Leitungen 31 und 32 in Verbindung, die zu einer hydraulischen Rückvorrichtung führen. Von den Leitungen 31 und 32 dient stets eine als Druckleitung und die andere als Rücklaufleitung, die über die Rücklaufleitung 30 mit dem Druckmittelvorratsbehälter 3 in Verbindung steht. Das Steuerventil 28 kann mit einem einzigen Ventilelement ausgerüstet sein, das mittels eines Handhebels 33 zu bedienen ist, um die verschiedenen Leitungen in die gewünschte Beziehung untereinander zu setzen. Das Ventilelement, beispielsweise ein Hahnküken, kann in der herkömmlichen

Weise mit Durchführungen versehen sein, die so einzustellen sind, daß sie mit den verschiedenen Öffnungen im Ventilgehäuse in Übereinstimmung sind.

Die Leitungen 31 und 32 münden jeweils an den sich gegenüberliegenden Enden des Zylinders 34 einer doppeltwirkenden hydraulischen Rückvorrichtung, die schwenkbar mit der Bodenplatte 1 mittels eines Zapfens 35 verbunden ist, der durch ein entsprechendes Auge an der Bodenplatte und an der Rückvorrichtung bzw. den Rückvorrichtungen greift. Ein Kolben 36 der Rückvorrichtung ist, wie dargestellt, mit einem am Stoß entlanglaufenden Fördergerät 37 verbunden. Dieses Fördergerät 37 wird bewegt, wenn der Pfeiler gesetzt ist, indem Druckmittel dem Zylinder 34 über die Leitung 31 zugeführt wird. Wenn das Fördergerät 37 festgehalten wird, wird der Pfeiler nach Absenken des Stempeloberteiles 8 dadurch nachgezogen, daß Druckmittel dem Zylinder 34 über die Leitung 32 zugeführt wird.

Der Kopf des Stempels ist mit einer konkaven ao Lagerfläche 38 versehen, in die eine Kopfplatte 39 mittels ihrer konvexen Lagerfläche 40 an ihrer Unterseite eingelegt ist. Die Krümmungsmittelpunkte dieser Lagerflächen 38 und 40 liegen auf der Mittelachse des Stempels und vorzugsweise in der die Kopfplatte 39 nach oben begrenzenden Fläche. In der dargestellten Ausführungsform schwingt die Kopfplatte 39 um die Mittelachse, und die Gefahr, daß der Stempel exzentrisch belastet wird, ist weitaus geringer, als in solchem Fall, wenn die Kopfplatte eine konkave Lagerfläche aufweist, in die eine entsprechende konvexe Lagerfläche auf dem Kopf des Stempels eingreift. Der horizontale Abstand zwischen den Enden der Lagerfläche 40 an der Kopfplatte ist geringfügig kleiner als der entsprechende Abstand zwischen nach innen vorstehenden Ansätzen 41, die die Lagerfläche 38 begrenzen. Auf diese Weise kann die Kopfplatte nur dann auf den Stempel aufgesetzt werden, wenn die Platte und der Stempel in geeigneter Lage zueinander sind. Die Ansätze 41 begrenzen auch die Schwingbewegung der Kopfplatte auf dem Stempel und dienen zugleich dazu, eine unbeabsichtigte Trennung der Kopfplatte vom Stempel zu verhindern.

Der Innenraum des Druckmittelvorratsraumes 3 oberhalb des Druckmittelspiegels kann durch geeignete feine Öffnungen belüftet und diese können beispielsweise am oberen Teil des Behälters angebracht sein. Diese Öffnungen, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind, sind in solcher Weise verteilt, daß kleine Fremdkörper, die durch sie durchtreten könnten, unmittelbar auf den Behälterboden fallen.

Die Arbeitsweise des dargestellten Wanderpfeilers ist wie folgt: Wenn der Wanderpfeiler gesetzt werden soll, wird der Handgriff 33 so betätigt, daß die Leitung 27 mit der Leitung 12 in Verbindung kommt. Die Pumpe 23 wird dann angetrieben, um Druckmittel in den Zylinderraum des Stempeloberteiles zu fördern. Dabei gleitet dieser aufwärts, und die Kopfplatte 39 legt sich gegen das Hangende mit einer Kraft an, die durch den Druck des Druckmittels bestimmt ist. Das Steuerventil 28 wird dann so lange in dieser Stellung gelassen, bis es erwünscht ist, den Wanderpfeiler zu rauben. Hierzu wird mittels des Steuerventils 33 die Leitung 12 in Verbindung mit der Rücklaufleitung 30 gebracht. Der Stempeloberteil 8 sinkt dann, sobald das Druckmittel von dem Zylinderraum des Stempeloberteiles 8 zurück in den Druckmittelvorratsraum 3 fließt. Um die Abwärtsbewegung des Stempeloberteiles 8 zu beschleunigen, ist in der dargestellten Ausführungsform ein Ringraum 42 vorgesehen, der durch eine Ringfläche 43 auf dem Stempelunterteil 5 und eine gegenüberliegende ähnliche Fläche 44 im Stempeloberteil 8 begrenzt wird. Dieser Ringraum 42 steht mit einem Kanal 45 in der Wand des Stempelunterteiles in Verbindung. Dieser Kanal 45 ist wiederum mit einer Leitung 29 verbunden. Das Steuerventil 28 ist so ausgebildet, daß die Leitung 27 mit der Leitung 29 in Verbindung gesetzt wird, wenn die Leitung 12 mit der Rücklaufleitung 30 in Verbindung steht. Gleichzeitig mit dem Ablaufen des Druckmittels aus dem Zylinderraum des Stempeloberteiles 8 kann dann über die Pumpe 23 Druckmittel dem Ringraum 42 zugeführt werden, wodurch das Einsinken des Stempeloberteiles außerordentlich beschleunigt wird. In normalen Fällen ist es jedoch kaum notwendig, Druckmittel dem Ringraum 42 zuzuführen. Es wird dann einfach die Pumpe 23 nicht betätigt. Die Anordnung kann jedoch auch so getroffen werden, daß das Steuerventil einen Teil des Druckmittels, das von den Zylinderräumen des Stempelunterteiles 5 und des Stempeloberteiles 8 abfließt, in den Ringraum 42 führt. In solchem Fall ist es nicht notwendig, die Pumpe während des Absinkens zu benutzen. Der Antriebsmotor kann ein elektrischer Handmotor 46 sein, wie er in der Zeichnung gestrichelt dargestellt ist.

Der Stempeloberteil 8 kann so angeordnet sein, daß er mit seinem unteren Rand in dem Druckmittelvorratsbehälter 3 in das Druckmittel eintaucht, wenn er völlig abgesenkt ist. Wenn als Druckmittel Öl benutzt wird, erreicht man hierdurch zugleich eine Schmierung der sich gegenüberliegenden, im Eingriff stehenden Oberflächen der Stempelteile 5 und 8.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Mit Druckmittel betriebenes Stützelement, insbesondere Grubenstempel, mit einem den Stempelunterteil umgebenden, Betätigungseinrichtungen und Steuermittel enthaltenden Vorratsbehälter, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterstempel (5) als Kolben und der Oberstempel (8) als Zylinder ausgebildet und dieser in der Decke (17, 18) des Vorratsbehälters (3) gleitend und abgedichtet geführt ist.

2. Stützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung des Oberstempels (8) durch einen mit Dichtungen (20) versehenen Ring (19) und die Verbindung dieses Ringes (19) mit dem Flanschring (18) durch ein einstückiges, ringförmiges, elastisches Kissen (21) erfolgt.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 640 845, 809 903, 827 939, 846 238, 871 883, 899 483, 901 282, 918 561, 922 527, 924 686, 926 601, 934 342, 967 868.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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