Die Erfindung betrifft einen Grubenstempel für Schildausbaugestelle im untertägigen Bergbau, mit einem eine Stempelkopfbasis aufweisenden Stempelkopf, der mittels Verbindungsmitteln lösbar am Stangenende einer Kolbenstange befestigt ist, wobei die Stempelkopfbasis und das Stangenende einander überlappend ineinanderfassen und die Verbindungsmittel im Überlappungsbereich von Stempelkopfbasis und Stangenende angeordnet sind. Die Erfindung betrifft ferner auch die Stempelkopfbasis und die Kolbenstange für den Grubenstempel.

Ein gattungsgemäßer Grubenstempel ist aus der DE 91 16 604 U1 bekannt. Der bekannte Grubenstempel ist als mehrstufiger hydraulischer Stempel ausgeführt, wobei die innerste bzw. oberste Stufe mittels einer Kolbenstange aus Vollprofil gebildet ist, deren Stangenende mit einem Zapfenvorsprung versehen ist, der in eine Vertiefung in der Stempelkopfbasis eines einen kugelkalottenförmigen Kopf aufweisenden Stempelkopfs eingreift. Als lösbare Verbindungsmittel zwischen dem Stempelkopf und der Kolbenstange können entweder im Überlappungsbereich Ringnuten vorgesehen sein, die im Deckungszustand einen gemeinsamen Ringkanal bilden, durch den ein Drahtstift geführt wird; alternativ könnte jedoch auch eine Schweißverbindung gewählt werden, die für Reparaturzwecke abgestochen wird oder es könnte eine konische oder zylinderförmige Schraubverbindung durch Gewindegänge an der Innenseite des Kragens und der Außenseite des Zapfenvorsprungs zur Anwendung kommen. Zum Lösen der Schraubverbindung muss, bei Korrodierungen ggf. mit Hilfe eines Schlagwerkzeugs, die Verbindung zuerst angelöst werden, bevor die Teile getrennt werden können.

Aus der DE 1 956 911 ist ein Verlängerungsstück für hydraulische Grubenstempel bekannt, welches durch hydraulische Druckbeaufschlagung von einer Kolbenstange gelöst werden kann. Um einen Druckraum zu bilden, ist das Verlängerungsstück in seinem Endabschnitt offen und mittels einer Muffe umschlossen, sodass die Kolbenstange mit ihrem Kolbenfuß in die mittels der Muffe gebildete Vertiefung eintauchen und dann das obere, offene Ende des Verlängerungsstücks abschließen kann. Im Verlängerungsstück ist eine Zwischenplatte eingeschweißt, um bei eingesetzter Kolbenstange einen Druckraum zwischen der Unterseite der Kolbenstange und der eingeschweißten Zwischenplatte zu erzeugen, wobei in diesen Druckraum ein Anschlussstutzen führt, über den ein Druckmittel wie ein hydraulisches Fett zum Lösen der Verbindung zugeführt werden kann. Die Arretierung erfolgt mittels Sicherungsstücken wie Drahtstiften, die zwischen der Innenseite der Muffe und einem Fußstück der Kolbenstange in sich im Deckungszustand ergebende Ringnuten eingeschlagen werden. Die Sicherungsstifte müssen weiterhin mittels Hammerschlägen oder dergleichen gelöst werden. Das Trennen von Kolbenstange und Verlängerungsstück hingegen kann mittels hydraulischer Beaufschlagung äußerst einfach und vor Ort durchgeführt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Grubenstempel mit Kolbenstange und lösbarem Stempelkopf zu schaffen, dessen Verbindungsmittel auf einfache Weise vor Ort, ggf. sogar im Einbauzustand des Grubenstempels, gelöst werden können.

Diese sowie weitere Aufgaben werden erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Verbindungsmittel wenigstens ein hydraulisch verstellbares Riegelelement aufweisen, das im Riegelzustand in eine Aussparung im Überlappungsbereich eingreift. Bei der erfindungsgemäßen Lösung erfolgt die Verriegelung bzw. Sicherung zwischen Stempelkopf und Kolbenstange nicht mehr mittels Stiften oder Drähten, die im Deckungszustand in Ringkanäle oder dergleichen eingeschlagen werden, sondern als Verbindungsmittel kommt ein Riegelelement zum Einsatz, das hydraulisch in eine Riegelstellung sowie in eine Lösestellung, in der ein Lösen von Stempelkopf und Kolbenstange möglich ist, verschoben werden kann. Bei der erfindungsgemäßen Lösung besteht daher keine Gefahr mehr, dass durch unbedachte Hammerschläge die Kolbenstange oder der Stempelkopf beschädigt werden könnten. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die Kolbenstange und/oder der Stempelkopf mit einer korrosionsmindernden Oberflächenbeschichtung wie z.B. einer Bronzierung od. dgl. versehen sind, da diese Beschichtung dann nicht mehr der Gefahr unterliegt, durch die mechanischen Hammerschläge beschädigt zu werden.

Bei der bevorzugten Ausgestaltung ist das Riegelelement durch hydraulische Beaufschlagung radial verstellbar. Die Verstellrichtung des Riegelelementes ist dann senkrecht zu derjenigen Richtung, in der Stempelkopf und Kolbenstange getrennt bzw. zusammengesetzt werden, wenn die Riegelelemente sich nicht in der Riegelstellung sondern in der Lösestellung befinden. Die Aussparung besteht vorzugsweise aus einer umlaufenden Nut. Dies hat den Vorteil, dass bei der Montage von Stempelkopf und Kolbenstange keine bestimmte Ausrichtung zwischen den zusammenzusetzenden Teilen eingehalten werden muss, um zu gewährleisten, dass das Riegelelement in die Aussparung vollständig einfasst.

Zwar kann es grundsätzlich ausreichen, nur ein Riegelelement zu verwenden. Vorzugsweise bestehen die Verbindungsmittel allerdings aus mehreren hydraulisch verstellbaren Riegelelementen, die vorzugsweise gleichmäßig umfangsverteilt angeordnet sind. Bei der besonders bevorzugten Ausgestaltung sind die Riegelelemente im Stempelkopf angeordnet und greifen in eine am Stangenende der Kolbenstange ausgebildete Nut ein. Dies hat, wie weiter unten noch erläutert werden wird, erhebliche Handhabungsvorteile, da der gesamte Hub der Kolbenstange ausgenutzt werden kann und gleichzeitig Montage bzw. Demontage des Stempelkopfs unabhängig vom Ausfahrzustand der Kolbenstange erfolgen können. Die Riegelelemente könnten jedoch auch im Stangenkopf angeordnet sein und in eine Nut im Stempelkopf eingreifen. Bei der bevorzugten Ausgestaltung mit Riegelelementen im Stempelkopf ist besonders vorteilhaft, wenn das Stangenende als zylindrischer Kragen ausgebildet ist, in den die Stempelkopfbasis einfasst und der an seiner Innenseite die Nut aufweist. Weiter vorzugsweise kann der Stempelkopf dann mit einem ersten Hydraulikleitungssystem zum Bewegen der/des Riegelelemente/s in den Riegelzustand und mit einem zweiten Hydraulikleitungssystem zum Zurückbewegen der/des Riegelelementes in die Lösestellung, in welcher Stempelkopf und Kolbenstange gelöst werden können, versehen sein. Die beiden Hydrauliksysteme sind vorzugsweise getrennt ausgeführt und können insbesondere von axial und radial verlaufenden Bohrungen gebildet werden. Um die Verstellkraft aufbringen zu können, sind vorzugsweise das erste und zweite Hydraulikleitungssystem jeweils als geschlossenes System ausgeführt.

Weiter vorzugsweise wird das Riegelelement von einem Kolbenkörper und einem Riegelkörper gebildet, die z.B. lösbar zusammengesetzt sind und getrennt gefertigt werden. Besonders vorteilhaft ist dann, wenn Kolbenkörper und Riegelkörper mittels einer Schraube miteinander verbunden sind, die im Montagezustand des Riegelelementes mit ihrem Schraubenkopf über eine äußere Mantelfläche des Riegelkörpers hinausragt und zwischen dem Grund der Ausnehmung bzw. Nut und der Mantelfläche für das Zurückbewegen des Riegelkörpers einen Spaltraum erzeugt. Dies hat den Vorteil, dass die Nut auf einfachste Weise gefertigt werden kann und es für das zweite Hydraulikleitungssystem ausreichend ist, dass dieses an beliebiger Stelle in die Nut bzw. Aussparung mündet. Weiter vorzugsweise kann die Stempelkopfbasis für jedes Riegelelement ein radial ausgerichtetes Sackloch zur Aufnahme des Kolbenkörpers der Riegelelemente aufweisen, in welches Sackloch das erste Hydraulikleitungssystem mit einer Stichleitung mündet.

Um nicht nur das Verriegeln sondern auch das Trennen von Stempelkopf und Kolbenstangen auf einfache Weise zu ermöglichen, kann weiter vorzugsweise der Stempelkopf mit einem dritten Hydraulikleitungssystem zum Trennen von Stempelkopf und Kolbenstange versehen sein. Das dritte Hydraulikleitungssystem ist vorzugsweise derart ausgeführt, dass es eine zur Unterseite der Stempelkopfbasis offene Leitungsbohrung aufweist. Wird dann das dritte Hydraulikleitungssystem mit Hydraulikmittel, welches beispielsweise mit einer Hydraulikpresse eingespeist wird, beaufschlagt, entsteht zwischen der Unterseite der Stempelkopfbasis des Stempelkopfes und dem Grund der die Stempelkopfbasis aufnehmenden Vertiefung im Kolbenstangenende ein Druckraum, in den das über das dritte Hydraulikleitungssystem eingespeiste Hydraulikmittel hineingepresst wird und hierdurch den Stempelkopf anhebt und von der Kolbenstange löst. Der gesamte Lösungsvorgang erfolgt hierbei ohne Werkzeuge und absolut verschleißfrei.

Besonders zweckmäßig ist, wenn Anschlussstutzen oder Anschlussmittel für einige oder alle Hydraulikleitungssysteme im Boden von sacklochartigen Aufnahmeaussparungen im kugelkalottenförmigen Stempelkopf angeordnet sind. Entsprechende Aufnahmeaussparungen dienen zur Aufnahme von Befestigungszapfen zum Befestigen des Stempelkopfes an Anbauteilen eines Schildausbaugestells. Ein Anschlussstutzen oder Anschlussmittel für z.B. das dritte Hydraulikleitungssystem kann jedoch auch in einer separaten Vertiefung am Umfang des Stempelkopfes angeordnet sein.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von schematisch in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispielen für einen erfindungsgemäßen Grubenstempel. In der Zeichnung zeigen:

1 schematisch eine Kolbenstange mit montiertem Stempelkopf eines Grubenstempels gemäß einem ersten Ausführungsbeispiels, teilweise aufgebrochen;

2 eine Detailansicht des Stangenendes der Kolbenstange und des Stempelkopfes zusammen mit den Riegelelementen entlang II-II in 1;

3 eine Schnittansicht entlang III-III in 2; und

4 schematisch eine Kolbenstange mit montiertem Stempelkopf eines Grubenstempels gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiels, teilweise aufgebrochen;

In der Zeichnung ist von den Grubenstempeln nur eine Kolbenstange 1 sowie ein lösbar mit dieser verbundener Stempelkopf 10 dargestellt. Die Kolbenstange 1 kann die einzige Stufe eines einstufigen Grubenstempels oder aber die letzte Stufe eines mehrstufigen hydraulischen Grubenstempels bilden, wobei die erfindungsgemäßen Grubenstempel, wie dem Fachmann bekannt ist, an ebenfalls nicht dargestellten Schildausbaugestellen zum Einsatz kommen, um eine Hangendkappe relativ zu den Liegendkufen abzustützen und damit den Gewinnungsstreb für die Gewinnungsarbeit mit einer Gewinnungsmaschine freizuhalten. Die Kolbenstange 1 wird mit ihrem Stangenschaft 2 und dem Stangenfuß 3 in ein nicht dargestelltes Zylinderrohr eingeschoben, um durch Druckbeaufschlagung auf den Stangenfuß 3 die Kolbenstange 1 hydraulisch auszufahren. Der Stempelkopf 10 umfasst einen kugelkalottenförmigen Kopf 11 sowie eine Stempelkopfbasis 12, die aus Vollmaterial z.B. als Drehteil ausgebildet sind, wobei die Stempelkopfbasis 12 gegenüber dem Kopf 11 über eine Stufe 13 abgesetzt ist. Die Stempelkopfbasis 12 ist vollständig in eine mittels eines konzentrisch umlaufenden Kragens 4 gebildete Vertiefung 5 im Stangenende der Kolbenstange 1 eingeschoben und dort mittels der in den 2 und 3 dargestellten Riegelelemente 20 gegen Lösen gesichert. Die Riegelelemente 20 fassen im Riegelzustand in eine umlaufende und an der Innenseite 7 des Kragens 4 ausgebildete Nut 8 ein und die Stufe 13 am Stempelkopf 11 liegt an einem Anschlag 9 an der Stirnseite des Kragens 4 an. Oberhalb der Stufe 13 des Kopfes 11 ist eine Dichtung 15 angeordnet, die im dargestellten Montagezustand von Stempelkopf 10 und Kolbenstange 1 den Überlappungsbereich zwischen Stempelkopfbasis 12 und Kragen 4 gegen Eindringen von Feuchtigkeit und Schmutz schützt. Für die hydraulische Verriegelung der in 2 gezeigten Riegelelemente 20 ist der Stempelkopf 11 mit einem ersten Hydraulikleitungssystem 30 und einem zweiten Hydraulikleitungssystem 40 versehen. Das erste Hydraulikleitungssystem 30 dient zur Verschiebung der Riegelelemente 20 in die in 2 gezeigte Riegelstellung und umfasst eine auf der Mittelachse A des Stempelkopfs 10 angeordnete Axialbohrung 31 und eine Radialbohrung 32, deren Durchgang zum Boden 18 einer seitlich am Kopf 11 ausgebildeten Aufnahmeaussparung 17 für die Befestigungszapfen mit einem Anschlussstutzen 33 verschlossen ist, an welchem z.B. eine Fett- oder Hydraulikpresse angesetzt wird, um die Riegelelemente 20 in die Riegelposition gemäß 2 zu verschieben, wie nun zuerst erläutert wird.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel kommen zur Verriegelung des Stempelkopfes 11 in der Vertiefung 5 in der Kolbenstange 1 zwei Riegelelemente 20 zum Einsatz. Jedes Riegelelement 20 umfasst hierbei einen Kolbenkörper 21, der mit geringem Bewegungsspiel und abgedichtet mittels Dichtungen 22 in einer radial ausgerichteten Sacklochbohrung 19 in der Stempelkopfbasis 20 des Stempelkopf 11 geführt ist. Eine zweite Radialbohrung 34 des ersten Hydraulikleitungssystems mündet als Stichleitung in die zentrale Axialleitung 31, um den Kolbenkörper 21 an seiner Rückseite vom Boden des Sacklochs 19 her mit dem Hydraulikmittel zu beaufschlagen und den Kolbenkörper 21 radial nach außen durch hydraulische Druckbeaufschlagung zu verstellen. Da jeweils für beide bzw. alle Riegelelemente 20 ein Kolbenkörper 21, eine Sacklochbohrung 19 und eine Radialleitung 34 vorgesehen sind, werden alle Riegelelemente 20 bei Druckbeaufschlagung des ersten Hydrauliksystems 30 simultan radial nach außen bewegt. Zur Verriegelung und Sicherung des Riegelzustandes zwischen dem Stempelkopf 11 und dem Kragen 4 am Stangenende der Kolbenstange 1 ist jedes Riegelelement 20 ferner mit einem Riegelkörper 23 versehen, der ringsegmentartig ausgebildet ist und sich etwa mit der Nutbreite der Nut 8 über einen Winkelbereich von 5° bis 15° erstreckt. Der Riegelkörper 23 ist mittels einer Befestigungsschraube 24 an der Stirnseite des Kolbenkörpers 21 befestigt, wobei der Schraubenkopf 25 der Befestigungsschraube 24 über die äußere Mantelfläche 26 des Riegelkörpers 23 geringfügig hinausragt, damit, wie insbesondere der 3 zu entnehmen ist, auch im Riegelzustand zwischen der Mantelfläche 26 und dem Nutgrund 8' der Nut 8 im Kragen 4 ein kleiner Spaltraum verbleibt, in das Hydraulikmittel zum Bewegen der Riegelelemente 20 in eine Löse- bzw. Entsperrstellung eingespeist werden kann. Die Druckbeaufschlagung der Riegelelemente 20 für deren Zurückbewegung aus der Riegelstellung in die Lösestellung, in der der Stempelkopf 11 und die Kolbenstange 1 getrennt werden können, erfolgt über das in 1 dargestellte zweite Hydraulikleitungssystem 40 im Stempelkopf 10, welches wiederum eine axial, allerdings außermittig angeordnete Leitungsbohrung 41 sowie eine radial verlaufende Leitungsbohrung 42, welche im Bereich der Nut 8 endet, sowie eine zweite radiale Leitungsbohrung 44 umfasst, die in den Boden 18A einer zweiten, gegenüberliegenden Aufnahmeaussparung 17A mündet und dort mittels eines weiteren Anschlussstutzen 43 verschlossen ist. An diesem kann wiederum eine Hydraulik- oder Fettpresse angesetzt werden, um das zweite Hydraulikleitungssystem 40 mit dem Druck des Hydraulikmittels zu beaufschlagen und die Riegelelemente derart zurückzubewegen, dass sie versenkt in einer umlaufenden Nuteinziehung 16 in der Stempelkopfbasis 12 liegen. Die zentrale Axialleitung 31 und die axiale Leitungsbohrung 41 sind jeweils an ihrem Durchbruch zur Unterseite 14 der Stempelkopfbasis 12 mittels eines eingeschweißten Stopfens 36 verschlossen.

4 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel mit einem Stempelkopf 100, der an einer Kolbenstange 1 befestigt ist, die identisch zum ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet ist. Gleiche Bauteile sind in 4 mit denselben Bezugszeichen wie beim Ausführungsbeispiel nach den 1–3 gekennzeichnet. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel weist der Stempelkopf 100 in der Stempelkopfbasis 112 ein drittes Hydraulikleitungssystem 50 auf, welches über eine außermittige Axialleitung 51 und eine Radialleitung 52 verfügt, die in eine Vertiefung 54 am Übergang des kugelkalottenförmigen Kopfes 111 und der Stempelkopfbasis 112 mündet und dort mit einem Anschlussstutzen 53 zum Ansetzen einer Hydraulik- oder Fettpresse verschlossen ist. Die Axialleitung 51 ist, im Gegensatz zu den beiden anderen Axialleitungen 31, 41 des ersten und zweiten Hydraulikleitungssystem 30, 40, zur Unterseite 114 der Stempelkopfbasis 112 nicht mittels eines Dichtungsstopfens 36 verschlossen sondern offen, so dass an der Unterseite 114 Hydraulikmittel, das am Anschlussstutzen 53 eingespeist wird, austritt. Am Umfang der Stempelkopfbasis 112 zwischen den Nuteinziehungen 16 und der Unterseite 114 ist eine weitere, z.B. von einem O-Ring gebildete Dichtung 55 angeordnet, um durch Druckbeaufschlagung des dritten Hydraulikleitungssystems 50 mit dem an der Unterseite 114 ausströmenden Hydraulikmittel, sofern die Riegelelemente sich nicht im Riegelzustand sondern in Lösestellung befinden, den Stempelkopf 100 relativ zur Vertiefung 5 hydraulisch anzuheben und aus der Vertiefung 5 in der Kolbenstange 1 heraustreiben.

Für den Fachmann ergeben sich aus der vorhergehenden Beschreibung zahlreiche Modifikationen, die in den Schutz der anhängenden Ansprüche fallen sollen. Die Anordnung der Hydraulikleitungssysteme und Leitungen wie die Formgebung der Riegelkörper und die Anzahl der Riegelelemente kann variiert werden. Das gesamte Hydraulikleitungssystem könnte auch der Kolbenstange zugeordnet werden, wobei dann die Stempelkopfbasis mit geringerem Durchmesser ausgeführt werden könnte, um im Kragen der Kolbenstange ausreichend Querschnitt zur versenkten Aufnahme der Riegelelemente zu schaffen.