DE1168848B - Mehrteiliger Grubenstempel - Google Patents

Description

• Mehrteiliger Grubenstempel Die" Erfindung betrifft einen mehrteiligen Grubenstempel und hat sich zum Ziel gesetzt, bei derartigen Grubenstempeln günstige Reibungsverhältnisse zwischen den gegeneinander beweglichen Teilen, insbesondere zwischen dem Innenstempel und den ihn anklemmenden Klemmbacken, und damit eine gute Wirkung des Stempels zu erzielen. Insbesondere soll durch die Erfindung erreicht werden, daß der Reibungskoeffizient der Ruhe und der Bewegung zwischen den genannten Teilen möglichst gleich ist und ein ruckweises Einsinken oder Knallen des Stempels vermieden wird. Auf der anderen Seite soll auch der Stempel bei konstanter Last nicht weiter einsinken, d. h. er soll nicht »kriechen« und der Reibungskoeffizient ferner auch nicht zu klein sein, damit der Aufwand an Kraft zum Anklemmen der Klemmbacken nicht zu groß wird. Trotz möglichst hoher Reibung soll aber in jedem Fall ein Fressen zwischen Innenstempel und den Klemmbacken vermieden werden, wie es bei hohen Flächenpressungen, insbesondere bei der Reibung von Stahl auf Stahl, auftritt. Schließlich soll gemäß der Erfindung auch eine schlagwettergefährliche Funkenbildung an den Reibflächen vermieden werden, welche bei einer Anzahl von Reibbelägen aus Nichteisenmetallen, wie insbesondere Aluminium, beobachtet wurde.
• Zur Erzielung großer Reibungswiderstände hat man bereits den Innenstempel oder die Klemmbacken feilenartig aufgerauht. Auch hat man bereits den Innenstempel mit Schweißraupen aus Hartmetall belegt, um auf den Klemmbacken Verschleißerscheinungen hervorzurufen oder ein Kneten des Werkstoffes des Schloßwiderlagers zu erreichen. Mit beiden Bauarten war insbesondere ein hoher Werkstoffverschleiß verbunden, welcher sich bei Dauereinsatz derartiger Grubenstempel nachteilig bemerkbar machte. Auch bestand die Gefahr, daß die auf dem Innenstempel angeordneten Schweißraupen beim Einsinken in die Schloßtasche abgeschert wurden.
• Schließlich ist es auch bekannt, Reibbeläge aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen in Form dünner Beläge, welche auf ihrer Rückseite durch Riefen oder sonstige Vertiefungen besonders gesichert sein sollten, oder auch in kammerförmigen Aussparungen der Reibflächen anzuordnen. Klemmflächen von derartiger Ausbildung können jedoch die eingangs erwähnten Forderungen nicht erfüllen, weil sie z. B. die auftretenden Flächendrücke nicht aushalten konnten, keine ausreichende Gewähr für ein zuverlässiges Arbeiten im Dauerbetrieb und auch nur unter großem technischem Aufwand herzustellen waren und vor allen Dingen nicht die gewünschten Reibungseigenschaften die erforderliche Sicherheit gegen Funkenbildung aufwiesen.
• Auch Kupfer-Beryllium-Legierungen konnten bei der Verwendung als Reibbeläge für Grubenstempel nicht die hierbei zu stellenden außerordentlichen Anforderungen befriedigend erfüllen.
• Die Erfindung betrifft einen mehrteiligen Stahlgrubenstempel, bei dem die Klemmflächen der unmittelbar den Innenstempel haltenden Schloßteile Reibeinlagen aus Nichtmetalleisen, die weicher als Eisen sind, aufweisen und besteht im wesentlichen darin, daß die Nichteisenmetalleinlagen durch im Abstand voneinander quer zur Bewegungsrichtung des Innenstempels liegende Reibleisten aus Schweißraupen einer Kupfer-Silizium-Legierung gebildet sind und insgesamt nur einen Bruchteil der Klemmflächen ausmachen.
• Ein nach der Erfindung ausgebildeter Grubenstempel ist nicht nur in Massenfabrikation mit verhältnismäßig geringem technischem Aufwand zuverlässig herzustellen, sondern besitzt auch günstige Reibungsverhältnisse zwischen Innenstempel undKlemmbacken bei nahezu gleichem Reibungskoeffizienten der Ruhe und der Bewegung, wodurch nicht nur ein ruckweises Einsinken oder Knallen des Stempels vermieden wird, sondern auch das sogenannte Kriechen, also ein Einsinken des Stempels bei konstanter Last. Der durch die Erfindung erzielte hohe Reibungskoeffizient zwischen Innenstempel und Klemmflächen ermöglicht eine Verringerung des Kraftaufwandes zum Anklemmen der Klemmbacken bzw. einen hohen Klemmdruck, und trotz hoher Reibung ist kein Fressen zwischen Innenstempel und Klemmbacken und auch kein Abscheren der Schweißraupen zu befürchten. Schlagwettergefährliche Funken an den Reibungsflächen treten nicht auf, und der Verschleiß ist gering, und auf die billigen Klemmbacken bzw. nur auf deren leicht ersetzbare Schweißraupen beschränkt. Während Reibbeläge aus Kupfer für die Erzielung derartiger Vorteile insbesondere hinsichtlich der Anforderungen an Schlagwettersicherheit als nicht geeignet galten, lassen sich mit Schweißraupen aus Kupfer-Silizium-Legierungen überraschenderweise diese Vorteile erzielen, welche darüber hinaus noch den Vorzug besitzen, daß sie gut schweißbar sind und gegenüber dem Stahl der Klemmflächen einen guten und sicheren Einbrand erzielen, welcher für die Sicherheit der Haftung der Schweißraupen in den Nuten von sehr wesentlicher Bedeutung ist.
• Die quer zur Einsinkrichtung des Innenstempels liegenden Schweißraupen sind vorteilhaft in vorher in den Klemmflächen eingearbeiteten Nuten eingelegt und bestehen vorzugsweise aus einer Kupfer-Silizium-Legierung mit Manganzusatz, beispielsweise mit einem Siliziumgehalt von 3,5 % und einem Manganzusatz von etwa 1 %. Die Nuten können in den Klemmflächen durch spanabhebende Bearbeitung oder spanlose Verformung, wie beispielsweise Schmieden oder Pressen, angebracht sein. Die Schweißraupen können dabei so angeordnet sein, daß sie etwas über die Ebene der Klemmflächen überstehen, oder sie können auch zunächst über diese Ebene überstehend aufgebracht und dann durch spanabhebende Bearbeitung oder auch einen Preßvorgang mit dieser Ebene egalisiert werden. In manchen Fällen kann es auch genügen, den Stempel vor dem praktischen Einsatz im Betrieb einer Probepressung zu unterziehen, um diese Egalisierung herbeizuführen.
• Wird schon allgemein durch die Erfindung ein besonders einfacher und wirksamer Weg zur Erzielung der. eingangs erwähnten Reibungsbedingungen erreicht, so kann die Erfindung noch vorteilhaft in der Weise verwirklicht werden, daß die Schweißraupen auf die entsprechenden Klemmflächen unter Schutzgas aufgebracht werden. Es ist bei einer derartigen Arbeitsweise möglich, einen billigen Blankdraht von der Rolle in automatischen Schweißmaschinen zu verwenden, welche durch einen Rüssel oder eine Düse ein Schutzgas unmittelbar auf die Schweißstelle richten und schnell und billig arbeiten. Hierbei kann der Vorgang der Schweißung so gewählt werden, daß beim Schweißen am Grundwerkstoff der Klemmbacken oder im Zusatzwerkstoff der Schweißraupen in den Randzonen durch die Abschreckwirkung der Klemmflächen aus Stahl eineAufhärtung in den Randzonen erzielt wird, welche dadurch beliebig gesteuert werden kann, daß man die Klemmflächen vor dem Schweißen auf die jeweils gewünschte Temperatur vorwärmt. Eine zu große Härte der Leisten aus den Schweißraupen ist nämlich im Sinne der Erfindung nachteilig, da hierbei ihre Hauptfunktion, nämlich an die Hauptklemmflächen immer etwas von ihrer Masse abzugeben, unterbunden wird.
• In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Grubenstempel nach der Erfindung im Längsschnitt und F i g. 2 einen Ausschnitt aus einer Klemmfläche in vergrößertem Maßstab.
• In F i g. 1 ist der Innenstempel 1 mit dem Außenstempel 2 durch ein Schloß verbunden, welches im wesentlichen aus einem Schloßkörper 3 mit den Klemmbacken 4 und 5 und einem Schloßkeil 6 besteht. In den Klemmbacken 4 und 5 befinden sich Leisten 7 gemäß der Erfindung. die als Schweißraupen ausgebildet sind und vorzugsweise unter Schutzgas aufgebracht werden.
• Die F i g. 2 zeigt einen Ausschnitt aus den Klemmbacken 4 oder 5. Die Leisten 7 sind in muldenförmigen, quer zur Bewegungsrichtung des Innenstempels liegenden Nuten 8 gelagert, und es ist in manchen Fällen vorteilhaft, wenn sie gegenüber dem Grundwerkstoff der Klemmbacken 4 bzw. 5 um einen kleinen Betrag vorstehen. Je nach dem zu erwartenden Verschleiß kann gegebenenfalls auf die vorherige Anbringung der Nuten 8 in den Klemmbacken 4 bzw. 5 verzichtet werden. da möglicherweise der beim Schweißen erzeugte Einbrand eine genügende Stärke der Schweißraupe 7 ergibt.
• Die als Schweißraupen ausgebildeten Leisten 7 bestehen aus Kupfer oder Kupferlegierungen, vorzugsweise aus solchen mit einem Zusatz an Silizium und Mangan, beispielsweise in den in der Beschreibung angegebenen Grenzen. Sie geben beim Einsinken des Innenstempels 1 an die sie umgebenden Stahlklemmflächen der Klemmbacken 4 und 5 jeweils immer einen gewissen Teil ihrer Masse ab. um auf den Gesamtklemmflächen die durch die Erfindung erzielten günstigen Reibungsverhältnisse zu sichern.
• Die Erfindung ist nicht nur bei einem Schloßmechanismus nach der in Fig. I dargestellten Art möglich, sondern sie kann auch bei jedem anderen Reibungsstempel angewendet werden. Ferner können rohrförmige Stempel durch die Erfindung wesentlich verbessert werden. Auch ist es möglich, Stempel mit einem Servoelement, z. B. einem Schleppkeil oder einem Schwenkkeil durch die Erfindung funktionssicherer zu machen. Außerdem ist selbstverständlich die Erfindung auch auf Gleitfüße und andere nachgiebige Formen des Streckenausbaus anwendbar und kann dazu dienen, die klemmende Wirkung der Funktionsteile anderer Grubenausbauelemente zu verbessern.

Claims (6)

1. Patentansprüche: 1. Mehrteiliger Grubenstempel, bei dem die Klemmflächen der unmittelbar den Innenstempel haltenden Schloßteile Reibeinlagen aus Nichteisenmetallen, die weicher als Eisen sind, aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Nichteisenmetalleinlagen durch im Abstand voneinander quer zur Bewegungsrichtung des Innenstempels liegende Reibleisten aus Schweißraupen einer Kupfer-Silizium-Legierung gebildet sind und insgesamt nur einen Bruchteil der Klemmflächen ausmachen.
2. 2. Stahlgrubenstempel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißraupen in vorher in den Klemmflächen eingearbeitete Nuten eingelegt sind.
3. 3. Stahlgrubenstempel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißraupen aus einer Kupfer-Silizium-Legierung mit Manganzusatz bestehen.
4. 4. Verfahren zur Herstellung der Klemmflächen von Grubenstempeln nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißraupen unter Schutzgas aufgebracht werden.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß beim Schweißen am Grundwerkstoff oder Zusatzwerkstoff der Schweißraupen in den Randzonen der Schweißung eine Aufhärtung erzeugt wird, welche gegebenenfalls durch Vorwärmung der Klemmflächen gesteuert wird.
6. 6. Verfahren zur Herstellung von Klemmflächen für Grubenstempel nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißraupen durch Bearbeitung oder Druckeinwirkung mit der Oberfläche der Hauptklemmflächen egalisiert werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 815 949, 894 981, 905 722; Spruth, »Strebausbau in Stahl und Leichtmetall«, 1951, S. 132.