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Nachgiebiger Grubenstempel Es sind nachgiebige Grubenstempel bekannt,
bei welchen der im Außenstempel verschieblich geführte und gegen diesen durch ein
Spannschloß feststellbare Innenstempel in Längsrichtung prismatisch (z. B. zylindrisch)
oder schwach konisch ausgebildet und innerhalb des Schloßgehäuses-gegebenenfalls
mittelbar - gegen mindestens einen vom Innenstempel bei dessen Einschubbewegung
unter Erhöhung der Horizontalspannung im Schloß mitnehmbaren, als Keil, Exzenter
oder Schwenkglied (z. B. Schwenkkeil) ausgebildeten Spannkörper abgestützt ist.
Um bei diesen auf Servowirkung beruhenden Grubenstempeln den durch die Mitnahme
des Spannkörpers durch den, Innenstempel auftretenden Horizontalschub im Schloß
unter entsprechender Erhöhung der Schloßspannung aufnehmen zu können, ist es - ebenso
wie bei den nicht auf Servowirkung beruhenden., aber mit entsprechend stärker geneigten
Innenstempel arbeitenden nachgiebigen. Grubenstempeln - bekannt, innerhalb des Schlosses
nachgiebig verformbare Mittel vorzusehen. Als solche nachgiebig verformbare Mittel
hat man z. B. plastisch verformbare Quetscheinlagen aus Holz od. dgl. vorgeschlagen,
wobei diese jedoch den Nachteil haben, daß sie nach jedesmaligem Gebrauch des Stempels
ausgewechselt werden, müssen. Zur Vermeidung dieses Nachteils hat man daher vorgeschlagen,
innerhalb des Schlosses elastisch wirkende :Mittel, z. B. Federn., einzuschalten;
oder den Spannkörper selbst als Feder bzw. federnd auszubilden. Es hat sich jedoch
gezeigt, daß es praktisch nicht möglich oder doch zumindest sehr schwierig ist,
unter Einhaltung kleiner Gesamtabmessungen für das Schloß innerhalb desselben elastische
Körper solcher Stärke einzulegen, die es gestatten, den bei diesen Grubenstempeln
erforderlichen Horizontalschub mit einem den notwendigen Beanspruchungsverhältnissen.
Rechnung tragenden, ausreichend großen elastischen Verformungswiderstand aufzunehmen.
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Die Erfindung geht nun von solchen eingangs beschriebenen, auf Servowirkung
beruhenden Stempeln aus, erreicht diesen gegenüber jedoch unter Vermeidung der behandelten
Nachteile eine Verbesserung dadurch, daß das Schloßgehäuse unter Verwendung von
Werkstoffen hoher Streckgrenze derart bemessen und geformt ist, daß der bei dem
unter der Wirkung des Gebirgsdruckes erfolgenden Einsinken des Innenstempels auftretende
Horizontalschub im Schloß durch elastische Dehnung der etwa parallel zur Schubrichtung
angeordneten Wandungsteile des Schloßgehäuses aufgenommen wird und daß das auf Zug
beanspruchte Schloßgehäuse nur mit seinem etwa quer zur Schubrichtung verlaufenden
Rückenteil am Unterstempel befestigt ist.
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Insbesondere bei den sogenannten »starren«, d. h. im wesentlichen
nicht nachgiebigen Stempeln unter Verwendung von Innenstempeln mit größerer Keilsteigung,
ist es an sich bekannt, daß die Innenstempel um ein gewisses Maß absinken. Diese
Erscheinung ist teils durch das Spiel der im Schloß zusammenwirkenden Teile, teils
aber auch - allerdings in unbedeutendem Umfang - durch elastische Verformung der
Schloßteile unter Ausnutzung der natürlichen Materialelastizität bedingt. Ebenso
ist es an sich bekannt, die Schloßspannung durch federnde Verformung der Verspannungsmittel
zu erzeugen, wobei es sich indessen um die: Ausnutzung einer elastischen Biegeverformung
handelt, die jedoch nicht ausreicht, um die für die- normalen Beanspruchungsverhältnisse
der Grubenstempel ausreichende Horizontalspannung im Schloß zu erzeugen.
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Im Gegensatz zu den bisher verfolgten Konstruktionsgrundsätzen soll
gemäß der Erfindung das Schloßgehäuse bei Wahl vergleichsweise kleiner Ouerschnitte
aus einem Werkstoff hoher Streckgrenze hergestellt werden. Hierdurch ist es beispielsweise
unter Verwendung eines Werkstoffes, der gegenüber dem üblicherweise verwendeten
Material eine etwa dreifach höhere Streckgrenze hat, bei gleicher horizontaler Schloßkraft
möglich, eine etwa dreifach höhere elastische Dehnung zu erzielen, wenn die spezifische
Belastung, d. h. die Zugspannung, in den Schloßbändern entsprechend der etwa dreimal
höheren Streckgrenze des Materials verdreifacht bzw. die Querschnitte der Bänder
entsprechend verringert werden. Hierbei ist es wichtig, daß diel Wangen des Schlosses
nicht etwa auf ihrem ganzen Verlauf oder einem Teil desselben mit dem Unterstempel
oder den sonstigen Konstruktionsteilen verschweißt sind, sondern daß das Schloßband
bzw. das Schloßgehäuse zur Ermöglichung der elastischen. Längung, nur mit, seinem
etwa quer zur Schubrichtung angeordneten
Rückentenl am Unterstempel
verschweißt bzw. sonstwie befestigt ist.
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Besonders geeignet für den: Stempel gemäß der Erfindung ist die Verwendung
von Federstahl für das Schloßgehäuse, und zwar zweckmäßig eines Silizium-oder Silizium-Mangan.-Stahls,
hochgekohlter C-Stähle (Kohlenstoffgehalt über 0,7, z. B. 0,91/o) sowie auch legierte
Stähle.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die auf Zug beanspruchten
Teile des Schloßgehäuses durch Ausstanzen der Schloßgehäusewandung bandförmig ausgebildet,
wobei die Zugbänder des Schloßgeliäu6es in. ihrer Längsrichtung ebenflächig ausgebildet
sind und untereinander gleiche Form und Länge besitzen. Bei einer anderen Ausführungsform
greift der Spannkörper im Scheitel zweier Zugstäbe an., die je einen spitzen, vorzugsweise
möglichst kleinen Winkel mit der Stempellängsachse einschließen. Die Enden der Zugstäbe
sind dabei zweckmäßig durch einen etwa parallel zur Stempellängsachse gerichteten
Druckstab verbunden.
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Die auf Zug beanspruchten Seitenwangen: des Schloßgehäuses können
jedoch auch durch vier etwa einen Rhombus bildende Zugstäbe gebildet sein, die in.
der einen etwa parallel zur Stennpelachse verlaufenden Diagonalen durch einen Druckstab
verbunden sind. Eine weitere vorteilhafte: Möglichkeit besteht darin, die Seitenwangen,
des Schloßgehäuses aus zwei oder mehreren Gruppen von im Dreieck oder Rhombus angeordneten
Zugstäben zu bilden:, welche durch Druckstäbe gegeneinander abgestützt sind.
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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen
erläutert. Es zeigen Fig. 1 und 2 ein Ausführungsbeispiel im Aufriß und Querschnitt,
Fig. 3 ein bandförmiges Schlo:ßge'häuse in perspektivischer Ansicht, Fig. 4 die
Seitenansicht eines Schloßbandes in anderer Ausführungsform, Fig. 5 eine weitere
Ausführungsform eines Schloßgehäuses in, perspektivischer Ansicht, Fig.6 eine weitere
Ausführungsform in schematischer Seitenansicht, Fig. 7 das Kräfteschaubild bei einem
Schloß gemäß Fig. 6, Fig.8 das Schema einer weiteren Ausgestaltung eines Schlosses
gemäß Fig. 6 und 7 und Fig.9 ein gitterartiges Schloßgehäuse in. schematischer Ansicht.
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Es bedeudet 1 den prismatischen oder schwach keilförmigen Innenstempel
(Steigung z. B. 6 mm auf 1 m), 2 den Außenstempel, 3 und 4 zwei Reibeinlagen, vorzugsweise
aus einer Aluminium-Silizium-Legierung, 5 das Schloßband, 6 ein Widerlager für die
Aufnahme des als Setz- und Lösekeil ausgebildeten Spannkörpers 7. 8 ist die den:
Reibbelag 4 tragende Backe, die um ein geringes Maß in Längsrichtung von dem Stempel
mitgenommen werden kann, und dabei den Keil aus seiner Schrägstellung annähernd
in. die horizontale Stellung mitnimmt. Die Schenkel des Schloßbandes 5 sind ebenflächig
ausgebildet und auf beiden Stempelseiten gleichgeformt. Das Schloßgehäuse 5 ist
nur im Bereich des die Schenkel verbindenden Rückenteils an dem Außenstempel 2 befestigt.
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Das in Fig. 3 dargestellte Schloßgehäuse 5 besitzt sowohl in vertikaler
als auch in horizontaler Ansicht U-förmige Gestaltung. Es handelt sich hierbei um
ein in an sich bekannter Weise U-förmig ausgebildetes Schloßgehäuse, dessen Schenkel
ebenfalls etwa U-förmig ausgebildet sind. Das Schloßgehäuse kann nahtlos aus einem
Stück durch entsprechendes Ausstanzen; und Biegen geformt sein. Es ist aber auch
möglich, den Körper aus zwei Teilen herzustellen, beispielsweise jeden Schenkel
aus einem Stück zu fertigen und beide Schloßteile an der Rückseite des Schlosses
durch eine Schweißnaht oder in sonstiger Weise zu verbinden.
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Die Fig. 4 und 5 veranschaulichen °in etwa U-förmiges Schloßgehäuse:,
welches in der horizontalen Mittelebene geteilt ist, wobei die übereinanderliegenden
Schenkel an dem den Spannkörper 7 aufnehmenden Ende U-förmig --#ntwed:er durch Verschweißung
nach Fig. 4 oder durch Schrumpfringe r nach Fig. 5 verbunden, sind. Die auf Zug
beanspruchten Teile des Schloßbandes 5 besitzen untereinander gleiche, Form und
gleiche Länge:. Mit 6 ist das bereits in Fig. 1 und 2 veranschaulichte, in die Hohlkehle
der U-Schenkel eingesetzte oder eingeschweißte Widerlager für den Spannkörper 7
bezeichnet.
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Gemäß Fig. 6 greift das Schwenkglied 7 im Scheitel zweier Zugstäbe
b an, die gegebenenfalls durch den Druckstab c verbunden sind. Die Zugstäbe b schließen
mit der Senkrechten einen spitzen Winkel a ein. Die Wirkung dieser Anordnung ergibt
sich aus der schematischen Darstellung gemäß Fig. 7, bei welcher die gestrichelten
Linien die Verhältnisse nach der elastischen Verformung darstellen. Durch die eintretende
Längung d b der Zugstäbe b und elastische Zusammendrückung d c des
Druckstabes c ergibt sich ein verhältnismäßig großer Horizontalschub d a
gemäß -der Formel
Fig. 8 veranschaulicht eine weitere Ausgestaltung des in Fig. 6 und 7 dargestellten.
Schlosses derart, daß jede Schlaßwange aus vier einen, Rhombus bildenden Zugstäben
b besteht, die längs einer parallel zur Stempelachse verlaufenden Diagonalen durch
den Druckstab e verbunden sind.
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Fig. 9 zeigt eine dritte Ausführungsform eines solchen gitterwerkartigen
Schlosses (durch Kombination mehrerer im Dreieck bzw. Rhombus angeordneter Druck-
und Zugstäbe). Derartige Schloßwangen können durch Stanzen oder durch Winkeln aus
einem Band hergestellt werden.
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Der Erfindungsgedanke ist für gewöhnliche von Hand zu setzende Grubenstempel
anwendbar, kann aber auch für Grubenstempel Anwendung finden, die für den mechanisierten
Strebausbau benutzt werden und bei denen die Verspannung und das Lösen (z. B. durch
Exzenter od. dgl.) maschinell erfolgt. Hierbei wird durch die erfindungsgemäße elastische
Aufnahme der horizontalen Schloßkraft erreicht, daß mit einer bestimmten, Exzenterbewegung
usw. das gewünschte Maß der Horizontalkraft und damit der Tragfähigkeit des Stempels
erzielt wird.