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Nachgiebiger Grubenstempel, Puffer o. dgl. Die Erfindung bezieht sich
auf einen nachgiebigen Grubenstempel, Puffer o. dgl. mit zwei gegeneinander verschiebbaren
Teilen, von denen der eine mit einem Schneidkopf versehene Stempelteil unter Wirkung
des Gebirgs- oder sonstigen Druckes Werkstoff von einem auswechselbaren Stück des
anderen Stempelteiles so entfernt, daß ein beim Zusammenschieben der Stempelteile
wachsender Stempelwiderstand entsteht. Das Neue besteht im wesentlichen darin, daß
ein an sich bekannter ringförmiger Schneidkopf mit radialnach innenvorspringenden,
einandergegenüberstehenden Einzelschneiden Werkstoff von der Oberfläche eines dornartigen
Werkstücks wegnimmt, dessen Querschnitt oder dessen Stoffestigkeit in der Vorschubrichtung
des Schneidkopfes an Größe zunimmt. Durch diese Einrichtung, insbesondere durch
die Anwendung des neuartigen Werkstücks, ist die Sicherheit dafür gegeben, daß der
Stempelwiderstand mit dem Zusammenschieben der Stempelteile in einer Weise wächst,
die rechnerisch bestimmt und durch Wahl von entsprechenden Querschnittsabmessungen
oder Stoffestigkeiten im voraus genau festgelegt werden kann, so daß jedem Betrag,
um den die Stempelteile sich ineinandergeschoben haben, ein ganz bestimmter Gebirgsdruck
entspricht. , Auf der Zeichnung sind zwei gemäß der Erfindung eingerichtete Grubenstempel
beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigt Abb. z das erste Beispiel im Längsschnitt
und Abb. 2 eine Stirnansicht des dazugehörigen, als Abschermesser ausgebildeten
Stützringes für den Oberstempel, Abb. 3 das zweite Beispiel im Längsschnitt und
Abb. q. eine Stirnansicht des dazugehörigen, mit Schneidkanten versehenen Stützringes.
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a ist der mit einem Fuß b versehene rohrförmige Unterstempel,
in welchem sich der ebenfalls aus einem Rohr bestehende und mit einem Kopfstück
o versehene Oberstempel d führt. Der Unterstempel a besitzt in seiner unteren Hälfte
einen Innenflansch f, der aus einem an der Rohrwandung in geeigneter Weise, z. B.
durch Schrauben, Nieten, Schweißung o. dgl., befestigten Ring bestehen kann. Dieser
Flansch oder Ring dient als Träger für einen Dorn g, der an seinem Mantel eine Mehrzahl
unter Belassung eines gewissen Zwischenraumes übereinander angeordneter ringförmiger
Vorsprünge z, 2, 3 usw. trägt. Die Ringe -besitzen verschiedene Höhen, und zwar
nimmt ihre Höhe von oben nach unten allmählich zu. Auf den obersten Ring I stützt
sich der Oberstempel d unter Vermittlung eines Ringes h, der an seinem zweckmäßig
durch radiale Einschnitte in mehrere kürzere Stücke hl unterteilten Innenrande als
Abschermesser ausgebildet ist. Übersteigt der Gebirgsdruck die Abscherfestigkeit
des obersten Ringes I, so wird dieser durch den Stützring h ganz oder soweit die
Schermesser reichen, abgeschert, und der Oberstempel d sinkt bis zur Anlage des
Stützringes h am zweiten ringförmigen Vorsprang
z ein. Wächst der
Gebirgsdruck weiter, dann wird auch der Ring 2 abgeschert und so fort, bis der Stempel
um den vollen möglichen Betrag verkürzt ist.
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Der die abzuscherenden Ringe tragende Dorn g ist mit seinem unteren
Ende lose in das Loch des Tragringes oder Flansches f eingesteckt, ebenso liegt
der Stützring h lose zwischen dem Dorn g und dem Unterstempel d. Um den eingesunkenen
Grubenstempel nach seinem Ausbau aus verlassenen Stellen, Querschlägen o. dgl. erneut
verwenden zu können, ist es also nur nötig, den Dorng auszuwechseln. Zur Verringerung
der Kosten empfiehlt es sich, den Dorn g mit auswechselbaren Ringen zu versehen,
so daß jeweils nur die beschädigten Ringe ausgewechselt zu werden brauchen. Beispielsweise
kann der Dorn aus einem mittleren Bolzen bestehen, auf welchem die durch an ihrem
inneren Rande vorgesehene kurze rohrförmige Fortsätze oder durch Zwischenringe im
gegenseitigen Abstand gehaltenen Abscherringe z, 2, 3 usw. geführt sind. Der Werkstoff
und der Querschnitt dieser Ringe kann dabei je nach dem gewünschten Widerstand verschieden
gewählt sein.
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Statt mit den dargestellten Einzelringen könnte der Dorn an seinem
Mantel auch mit einer schraubenförmig verlaufenden Rippe versehen sein, deren Querschnitt
vom oberen nach dem unteren Ende allmählich zunimmt.
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Im Beispiel nach Abb. 3 und q. ist der mit ringförmigen Vorsprüngen
versehene Dorn g durch einen glatten, konischen Dorn g1 ersetzt, der so angeordnet
ist, daß sein Durchmesser nach unten hin zunimmt. Der Oberstempel stützt sich hier
auf das obere Stirnende des Dornes g1, und zwar unter Vermittlung eines Ringes h2,
der am inneren Rande mit hobelstahlartigen Schneidkanten h3 versehen ist. Bei wachsendem
Gebirgsdruck stoßen oder hobeln diese Schneidkanten h3 Längsnuten in den Dorn g1,
wobei die Spandicke nach unten allmählich zunimmt. Das Einsinken des Oberstempels
wird infolgedessen durch den mit der Spanstärke wachsenden Hobelwiderstand begrenzt,
so daß auch in diesem Falle ein Einsinken nur stattfindet, wenn und soweit der Gebirgsdruck
den aus dem jeweiligen Spanquerschnitt sich ergebenden Hobelwiderstand überschreitet.
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Auch bei dieser Ausführungsform sind der Dorn g1 und der die Schneidkanten
hl tragende Stützring h2 leicht auswechselbar gehalten, so daß der Stempel wiederholt
verwendet werden kann. Um die Kosten der Auswechslung der durch das Zusammensinken
des Stempels beschädigten Teile zu verringern, kann der konische Dorn, wie in Abb.
3 angedeutet, aus einer Mehrzahl lose übereinandergelegter Ringe von geeignetem,
gegebenenfalls verschiedenem Werkstoff bestehen, die auf einem axialen Kern geführt
und gehalten sind. Bei Herstellung der Ringe aus Werkstoff verschiedener Festigkeit
kann der Dorn gegebenenfalls auch zylindrisch sein.
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Sowohl beim Beispiel nach Abb. x und 2 als auch bei der Ausführung
nach Abb. 3 und q. kann der Stützring h, h2 statt auf dem ganzen Innenrande auch
nur auf einem Teil dieses Randes als Abschermesser ausgebildet oder mit Schneidkanten
versehen sein. Es werden dann immer nur Teile der Ringe des Dorns g abgeschert bzw.
nur auf einem Teil des Umfanges des Dorns g1 Längsnuten hergestellt, so daß der
Grubenstempel lediglich durch Verdrehen des Stützringes h oder h2 erneut verwendbar
gemacht werden kann.
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Die Dorne g, g1 können aus irgendeinem geeigneten Werkstoff, z. B.
aus einer Metalllegierung von bestimmter Festigkeit, oder auch aus Holz (z. B. Pockholz)
bestehen, während der Stützring h, h2 vorteilhaft aus gehärtetem Gußstahl hergestellt
wird. Zur Verstärkung der als Schneidkanten ausgebildeten Teile des Innenrandes
des Stützringes kann derselbe gegebenenfalls mit Nocken versehen sein.
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Es sei hier bemerkt, daß es in Verbindung mit solchen Grubenstempeln,
bei welchen der Gebirgsdruck dadurch verzehrt werden soll, daß im Unterstempel angeordnete
Werkstoffringe durch Eintreiben eines am Oberstempel angebrachten kegeligen Dorns
zum Fließen gebracht werden, vorgeschlagen worden ist, am Oberstempel einen abgetreppten
kegeligen Dorn anzubringen. Dadurch wird aber der durch die vorliegende Erfindung
angestrebte Erfolg nicht erreicht. Denn selbst wenn man unterstellt, daß der abgetreppte
Dorn nach Art eines Lochstempels oder einer Stanze wirkt und das Loch in den ringförmigen
Werkstücken stufenweise vergrößert, dann tritt eine im voraus genau festlegbare
und rechnerisch zu ermittelnde Zunahme des Stempelwiderstandes beim Zusammenschieben
der Stempelteile nicht auf, da infolge der Unmöglichkeit, ein für sämtliche nacheinander
zur Wirkung kommenden Teile des abgetreppten Lochstempels passende Gegenmatrize
anzubringen, kein glattes Ausstanzen des Ringes erfolgen kann. Der abgetreppte Dorn
reißt vielmehr einfach den Lochrand des ringförmigen Werkstücks ab, wobei das Loch
im Werkstück in ganz unkontrollierbarer Weise vergrößert wird. Und zwar wird regelmäßig
ein nach unten trichterförmig sich erweiterndes Loch entstehen, so daß der Rand
dieses Loches schwächer ist als der Rand des ursprünglich im Werkstoff vorhandenen
Loches. Das hat zur Folge, daß der nunmehr zur Wirkung kommende Teil des abgetreppten
Lochstempels trotz seines größeren Durchmessers keinen erhöhten, sondern eher
einen
verringerten Arbeitswiderstand am Werkstück findet, so daß der Stempeloberteil,
ohne daß ein weiteres Wachsen des Gebirgsdruckes vorausgegangen wäre, weiter einsinkt.
Der Widerstand gegen das Zusammenschieben des Stempels verändert sich jedenfalls
in einer ganz unkontrollierbaren Weise, und es tritt sehr leicht das Gegenteil der
durch die vorliegende Erfindung angestrebten Wirkung ein.
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Im Gegensatz dazu wird beim Gegenstand der Erfindung durch die Anwendung
eines Werkstücks, dessen Querschnitt oder Stofffestigkeit in der Vorschubrichtung
des Schneidkopfes an Größe zunimmt, mit Sicherheit erreicht, daß der Stempelwiderstand
mit dem Zusammenschieben der Stempelteile wächst, und zwar in einer Weise, die rechnerisch
bestimmt und durch Wahl von entsprechenden Querschnittsabmessungen oder Stoffestigkeiten
im voraus genau festgelegt werden kann, so daß jedem Betrage, um den die Stempelteile
sich ineinandergeschoben haben, ein ganz bestimmter Gebirgsdruck entspricht.