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Mehrteiliger Grubenstempel mit Reibungsschloß Im bergbaulichen Grubenbetrieb
haben neben den althergebrachten bewährten Reibungsstempeln. neuerdings auch hydraulische
Stempel Eingang gefunden, denen neben einer Entlastung der Bergleute durch leichteres
Setzen der für die Pflege und Beherrschung des Hangenden bedeutsame Vorteil einer
stets gleichmäßigen Setzkraft und Lastaufnahme zukommt.
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Es ist jedoch bekannt, daß diesen Vorteilen eine ungenügende Reaktionsfähigkeit
der Hydraulik, insbesondere gegenüber schlagenden Gebirgsbewegungen, das Nichtanwachsen
der Lastaufnahme bei steigendem Gebirgsdruck, eine starke Reparaturanfälligkeit
der hydraulischen Systeme durch überbeanspruchung von Ventilfedern, Dichtungen u.
dgl., eine Empfindlichkeit gegen mechanische Beschädigungen, ein hoher Anschaffungspreis
sowie große Wartungskosten gegenüberstehen.
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Diese Nachteile sind unvereinbar mit den Forderungen des Bergbaues,
welcher wegen des rauhen Untertagebetriebes einfache und robuste, dabei jedoch sichere
Konstruktionen ohne empfindliche Einzelteile verlangt und zur Veranschlagung niedrigster
Kosten für Anschaffung und Unterhaltung der Grubenausbaue gezwungen ist, um der
Kohle im Wettbewerb mit anderen Energiequellen ihre stark gefährdete Stellung zu
erhalten.
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Vorliegender Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dem Bergbau einen
Grubenstempel zur Verfügung zu stellen, der die Vorteile der altbewährten Reibungsstempel
mit denen der hydraulischen Stempel in sich vereinigt, ohne mit den geschilderten
Nachteilen hydraulischer Stempel belastet zu sein.
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Die Erfindung geht aus von einem mehrteiligen Grubenstempel mit Reibungsschloß,
in dem der Innenstempel gegenüber dem Außenstempel durch zwei Keile verspannbar
ist, die über ein gemeinsames unter der Wirkung ihrer Anspannung verschwenkbares
Widerlager miteinander kraftschlüssig verbunden sind. Grubenstempel mit Reibungsschlössern
dieser Art sind bekannt und beispielsweise in der deutschen Patentschrift 971043
beschrieben. Diesen bekannten artgleichen Reibungsstempeln gegenüber zeichnet sich
die Erfindung dadurch aus, daß von den beiden miteinander kraftschlüssig verbundenen
Schloßkeilen der eine zwecks Betätigung durch eine in Richtung der Stempelachse
wirksame hydraulische Spannvorrichtung als Vertikalspannkeil und der andere als
Horizontalkeil zum Ausgleich von Schloßtoleranzen und zum Rauben des Stempels ausgebildet
ist.
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Einem Stempel mit diesen Merkmalen ist die für einen Reibungsstempel
charakteristische Robustheit voll zu eigen. Ein solcher Stempel ist bei weitgehender
Entlastung des Bergmannes unter Anwendung einer der bekannten abnehmbaren hydraulischen
Setzvorrichtungen auf eine gewollt hohe kontrollierbare Setzlast und unabhängig
von der Setzlasthöhe unter Anwendung einer hydraulischen Spannvorrichtung auf eine
stets gleichmäßige gewollt hohe Klemmlast einstellbar. Er ist beispielsweise bei
Anwendung eines keiligen Innenstempels auch in der Lage, einem über seine Klemmlast
hinaus ansteigenden Gebirgsdruck einen ansteigenden Widerstand entgegenzusetzen.
Darüber hinaus ergibt sich einesteils aus der Erhöhung der wirksamen Klemmkräfte
zufolge der kraftschlüssigen Verbindung der beiden Schloßkeile und anderenteils
aus der gegenseitigen Lage dieser Keile der Vorteil einer besonders guten Ausnutzung
der in das Schloß eingeleiteten hydraulischen Kräfte und im Zusammenhang damit auch
die Möglichkeit einer einfachen Anordnung und Ausbildung der hydraulischen Setz-
und Spannvorrichtung selbst. Die Vorrichtung kann leichter, niedriger und handlicher
sein schon allein deshalb, weil der Stempel die Möglichkeit gibt, die bei der Fertigung
unvermeidlichen Toleranzen sowie das in den Einsatzfällen wechselnde Schloßspiel
schon vor dem hydraulischen Betätigen des Spannkeiles durch den Querkeil auszugleichen,
so daß sich für den hydraulischen Spannkeil nur noch kurze Anzugswege und damit
für die hydraulische Spannvorrichtung nur geringe Hubbewegungen ergeben. Für das
Rauben steht dem Bergmann der ihm gewohnte, in bezug auf seine Lage zum Stempel
günstige Querkeil zur Verfügung, der zufolge seiner kraftschlüssigen Paarung mit
dem Vertikalkeil bei gleichzeitiger Entspannung auch dieses Keiles allmählich oder
schlagartig leicht lösbar ist.
Von besonderem Vorteil für die Setzarbeit
sowie die Ausbildung und Anbringung der hierzu verwendeten hydraulischen Setz- und
Spannvorrichtung ist es, wenn der hydraulisch anzuspannende Vertikalkeil in das
Stempelschloß von unten eingeführt ist. Es ist dann eine Setzvorrichtung anwendbar,
die den Innenstempel anhebt und ihm nach Erreichung der gewollten Setzlast bei gleicher
Hubrichtung und gleicher Abstützung lediglich durch Ventilumschaltung auch die gewollte
kontrollierbare Klennmlast in einer von der Setzkraft unabhängigen Höhe erteilt.
Die Abstützung einer solchen kombinierten Setz- und Spannvorrichtung kann dabei
in einfachster und auch sicherster Weise am feststehenden Stempelschloß oder unterhalb
des Schlosses an einem besonderen Auflager erfolgen, das z. B. in Form von Lageraussparungen
oder konsolartigen Ansätzen am Unterstempel vorgesehen ist. Die Einführung des Vertikalkeiles
von unten her bringt auch den Vorteil, daß der Spannkeil schon allein durch seine
Schwerkraft in seiner Ausgangslage verharrt bzw. in sie zurückkehrt, so daß es hierzu
keinerlei zusätzlicher Hilfsmittel bedarf.
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Der Gedanke, bei einem Reibungsstempel eine am Stempel abnehmbar zu
befestigende hydraulische Hubvorrichtung zum Setzen des Stempels und anschließenden
Spannen seines Schlosses zu verwenden, ist bereits bekannt. So zeigt beispielsweise
die deutsche Patentschrift 853 735 einen Stempel mit einem Querkeil, der durch einen
hydraulisch betätigten Stößel der Setz- und Spannvorrichtung in das Stempelschloß
eingeschlagen wird. Aus der Auslegeschrift 1014 502 ist auch schon ein hydraulisch
betätigbarer Vertikalspannkeil bekanntgeworden, und die Auslegeschrift 1064 007
zeigt wiederum einen als Arretierglied gedachten Vertikalkeil, der nach dem Spannen
eines mit Drehmomentenspanngliedern ausgerüsteten Stempelschlosses hydraulisch in
Wirklage gebracht wird. Keine dieser Druckschriften befaßt sich jedoch mit zwei
untereinander kraftschlüssig gekuppelten Schloßkeilen, von denen der eine als hydraulischer
Vertikalspannkeil und der andere als Ausgleichs- und Raubquerkeil wirksam wird,
wie es für die Erfindung zur Erzielung der geschilderten Wirkungen kennzeichnend
ist.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung
und Zeichnung, die zur Erläuterung der Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles
dienen. In der Zeichnung zeigt Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Grubenstempel im Längsschnitt
und Fig. 2 den zugehörigen Grundriß im Schnitt nach der gebrochenen Linie II-II
der Fig. 1.
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In der Zeichnung bedeutet 1 den schwach keiligen Innenstempel,
2 den Außenstempel und 3 das Stempelschloß. Die gegenseitige Verspannung
des Innenstempels 1 und des Außenstempels 2 im Stempelschloß 3 erfolgt durch
zwei selbsthemmende Keile 4
und 5, von denen der eine 4 als Querkeil
vorwiegend zum Ausgleich der Schloßspiele und Fertigungstoleranzen dient, während
der andere 5 als Vertikalkeil zur Einleitung der Schloßspannkräfte bestimmt ist
und hydraulisch betätigt wird. Er ist als Flachkeil von unten her in das Schloß
3 eingeführt und darin mittels beidseitiger am verjüngten Keilende angebrachter
Nasen 6 gesichert, die in einander gegenüberliegende Aussparungen 7 der Schloßwangen
eingreifen und bei entspanntem Schloß auf den unteren Rändern dieser Aussparungen
aufsitzen. Zur Abstützung der für die Betätigung des Spannkeiles 5 erforderlichen
Spannvorrichtung ist unterhalb des Keiles 5 am Außenstempel 2 ein konsolartiges
Auflager 8 angeordnet. Die beiden Keile 4, 5 sind gegenüber dem Innenstempel
1 über ein Zwischenstück 9 mit stempelseitigen Reibeinlagen 10, beispielsweise
aus einer hochfesten Kupferlegierung, und gegenüber dem Stempelschloß 3 über ein
schwenkbares Widerlager 11 abgestützt. Zur Erzielung einer bei jeder Schwenklage
des Widerlagers 11 flächigen Anlage des mit Reibbelägen 5' versehenen Spannkeiles
5 ist zwischen den Keil 5 und das Widerlager 11 ein frei verschwenkbares Druckstück
12 zwischengeschaltet, das sich mit einer balligen Druckfläche in einer entsprechend
ausgewölbten Lagerfläche des Widerlagers abstützt und am Widerlager mittels eines
in die Kraftübertragung nicht einbezogenen Haltezapfens gesichert ist. Das verschwenkbare
Widerlager 11 ist im wesentlichen halbzylindrisch geformt und in einer entsprechend
hohlzylindrischen Lagerfläche des Stempelschlosses 3 gelagert, so daß es sich beim
Anziehen des Spannkeiles 5 leicht einstellen kann und den Klemmdruck durch
eine Schwenkbewegung auf den Querkeil 4 und über das Zwischenstück 9 auf
den Innenstempel 1 überträgt. Die leichte Einstellbarkeit des Widerlagers
11 hat beim Rauben des Stempels den wesentlichen Vorteil, daß durch das Lösen
des Querkeiles 4 das Widerlager 11 samt Druckstück 12 frei wird und damit auch der
mit ihm kraftschlüssig verbundene Vertikalspannkeil 5 gelöst wird.
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Die Erfindung ist keineswegs auf das beschriebene und dargestellte
Ausführungsbeispiel beschränkt. So ist es beispielsweise auch möglich, den Spannkeil
5 im Rahmen der Erfindung entgegen der zeichnerischen Darstellung von oben her in
das Schloß einzuführen und an seine Stelle den Ausgleichsquerkeil 4 zu setzen.
Es ist auch denkbar, den Ausgleichskeil 4
unter entsprechender Abänderung
des Schwenklagers 11, beispielsweise durch eine Verlagerung seiner Schwenkachse
in eine zur Stempelachse parallele Lage, gleichfalls als Längskeil in gleich- oder
gegenläufiger Anordnung zu dem hydraulisch betätigbaren Spannkeil s vorzusehen.
Da der Querkeil 4 seinem Wesen nach nur oder vorwiegend nur zum Ausgleich von Schloßspielen
bzw. zum Ausgleich von Schloßtoleranzen dient, ist es auch denkbar, bei solchen
Grubenstempeln, bei denen aus konstruktions-, fertigungs- und einsatzbedingten Gründen
Schloßspiele und Schloßtoleranzen nur im geringen Maße zu erwarten sind, auf einen
Ausgleichskeil zu verzichten und die vom hydraulisch betätigten Spannkeil
5 aus in das Schloß eingeleiteten Kräfte über das schwenkbare Widerlager
11 unmittelbar auf das Zwischenstück 9 zu übertragen.