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Elastischer 1Ketaligrubenstempel Bekanntlich werden von altersher
und auch heute noch beim Grubenausbau Stempel verwendet, welche aus Holz bestehen,
jedoch hat diese Art des Ausbaues den -Nachteil, daß die Grubenstempel sehr stark
durch die chemischen Einflüsse der Grubenfeuchtigkeit leiden und außerdem beim Rauben
häufig zerbrechen, so daß trotz der hohen Preise für Grubenholz nur ein sehr geringer
Prozentsatz dieser Stempel anderweitig wieder verwendet werden kann. Man hat deshalb
bereits Metallgrubenstempel hergestellt, welche mehrfach verwendbar waren und hat
dieselben mit Kappschuhen ausgerüstet, welche gewöhnlich scharnierartig mit dem
Oberteil des Stempels verbunden waren, so daß beim Rauben dieser Stempel der Kappschuh
nach Überwindung eines gewissen Widerstandes seitlich herunterklappte und der vom
Druck befreite Stempel weggezogen werden konnte. Diese Stempel haben den Nachteil,
daß ihre wachsende Belastung bei wachsendem Gebirgsdruck nicht äußerlich erkennbar
ist, so daß schließlich die Gefahr des Zubruchegehens der Strecke besteht und Unglücksfälle
eintreten können. Man hat daher bereits Grubenstempel gebaut, bei welchen ein Einsatzstempel
sich teleskopartig in einem Rohr verschieben kann, so daß durch Längenänderung dieser
Stempel eine Änderung bzw. ein Wachsen des Gebirgsdruckes äußerlich erkennbar wird
und zur Warnung des Aufsichtspersonals dient. Eine solche bekannte Einrichtung besteht
darin, daß ein mit Gewinde versehener Einsatzstempel sich teleskopartig in einem
Rohr verschieben kann, an dessen Kopfende sich unter Federdruck mehrere. das Muttergewinde
enthaltende Segmente gegen den Einsatzstempel pressen. Bei wachsendem Gebirgsdruck
werden durch den Einsatzstempel die Gewindesegmente entgegen der Federspannung nach
außen gepreßt, so daß der Einsatzstempel in das Standrohr hineingedrückt werden
kann. Diese Einrichtung hat den Nachteil, daß der Widerstand des Stempels gegen
den Gebirgsdruck, welcher von der Federung der Segmente abhängig ist, stets gleichbleibt,
gleichviel an welcher Stelle des Einsatzstempels die Gewindesegmente auf diesen
drücken. Es besteht aber das Bedürfnis, daß beim Hineindrücken, entsprechend dem
wachsenden Gebirgsdruck, auch der Widerstand des Stempels wächst. '\@'eiterhin hat
dieser bekannte Stempel noch den -Nachteil, daß der Einsatzstempel durch Herausschrauben
auf die notwendige Länge eingestellt werden muß, was zeitraubend ist. Auch ist das
Rauben dieser Stempel mit Gefahr für die Arbeiter verbunden, weil der Einsatzstempel
erst heruntergeschraubt werden muß, ehe derselbe entfernt werden kann. Bekanntlich
aber geht nach dem Rauben der Stempel das Hangende häufig zu Bruch.
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Der Gegenstand der Erfindung vermeidet diese :Yachteile und stellt
einen Grubenstempel dar, welcher trotz Wahrung aller Erfordernisse,
wie
Festigkeit, Knicksicherheit u. dgl., an Ort und Stelle augenblicklich den herrschenden
Grubenverhältnissen angepaßt und leicht und ohne jede Erschütterung geraubt werden
kann. Die Aufstellung selbst erfolgt mit oder ohne Verwendung von Holzunterlagen
in wenigen Minuten, und man hat es in der Hand, durch eine zweckmäßige Nachspannvorrichtung
dem Stempel die erforderliche Spannung zu geben. Der neue Stempel besteht im allgemeinen
aus drei ineinander befindlichen und gegeneinander beweglichen Teilen, und zwar
aus einer äußeren, auch den stärksten Gebirgsdrücken widerstehenden Hülse, welche
in eigenartiger Weise elastisch gestaltet ist, so daß der im Innern derselben befindliche
und von ihr getragene Einsatzstempel nötigenfalls dem Gebirgsdruck weichend teleskopartig
in die äußere Hülse hineingedrückt werden kann, wobei der Widerstand des Stempels
gegen den Gebirgsdruck wächst. Der dritte Teil besteht in einer in an sich bekannter
Weise mittels Gewinde innerhalb des Einsatzstempels verschraubbaren Nachstelleinrichtung,
durch welche es ermöglicht wird, den Stempel unter die erforderliche Spannung zu
setzen, nachdem der Einsatzstempel in der äußeren Hülse bereits grob eingestellt
worden ist. Das Einstellen des Einsatzstempels innerhalb der äußeren Hülse besteht
in einem axialen Verschieben desselben, wobei nach Erreichen der erforderlichen
Stellung durch seitliches Drehen desselben zwei gewindeähnlich ausgestattete Zahnstangenpaare
ineinander in Eingriff kommen. Das Rauben der Stempel erfolgt dadurch, daß nach
Lockerung der Nachspannvorrichtung von sicherer Entfernung aus der Einsatzstempel
innerhalb der äußeren Hülse so weit gedreht wird, bis die zahnstangenähnlichen Führungen
außer Eingriff kommen, worauf der Einsatzstempel innerhalb der Hülse herabfällt
und der Stempel seitlich abgezogen werden kann. Dieser Vorgang geht ohne jede Erschütterung
vor sich, und es besteht hierbei noch der weitere Vorteil, daß keinerlei Druckerhöhung,
auch nicht vorübergehend, eintritt, sondern im Gegenteil je nach der Art der gewählten
Verzahnung gegebenenfalls bereits beim Drehen eine Druckverminderung eintritt, welche
diesen Arbeitsvorgang erleichtert.
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Die äußere Stempelhülse ist, wie bereits erwähnt, im Innern mit zwei
zahnstangenähnlich ausgestatteten Tragvorrichtungen versehen, während der Einsatzstempel
am äußeren Umfang die entsprechenden Gegenverzahnungen enthält. Da beide Verzahnungen
segmentartig nur einen Teil des Umfanges einnehmen, kann durch Drehen des Einsatzstempels
gegenüber der äußeren Hülse erreicht werden, daß die Verzahnungen außer Eingriff
kommen, so daß sich die beiden Hülsen teleskopartig gegeneinander verschieben können.
Die Verzahnungen beider Hülsen können entweder derart ausgestattet sein, daß beim
Verdrehen der Hülsen gegeneinander die axiale Stellung beider Hülsen unverändert
bleibt. Sie können aber auch nach Art eines ein-oder mehrgängigen Gewindes ausgeführt
sein, wobei darauf zu achten ist, -daß der Steigungswinkel dieses Gewindes kleiner
ist als der Reibungswinkel der verwendeten Materialien, so daß das Gewinde selbsthemmend
wirkt. Zwischen den zahnstangenähnlich ausgestatteten Segmenten der äußeren Hülse
ist die Wandung derselben abgeschwächt, so daß bei einem senkrecht zur Achse nach
außen gegen die Zahnstangen gerichteten Drucke eine Formänderung der Hülse eintreten
kann. Zur Erleichterung dieser Formänderung kann die Wandung der äußeren Hülse auch
noch durch Schlitze o. dgl. geschwächt werden. Da die gewindeähnlichen Verzahnungen
innerhalb der Hülse und am Außenumfange des Einsatzstempels kegelartig ineinandergreifen,
wird ein Druck senkecht nach außen auf die Verzahnungen stets dann ausgeübt. wenn
der Gebirgsdruck auf den Stempel wirkt. Man hat es nun in der Hand, die elastische
Formänderung der äußeren Hülse so weit durchzuführen, daß bei dem Ansteigen des
Gebirgsdruckes über ein gewisses Maß hinaus die äußeren Zahnstangen sich so weit
nach außen schieben, daß das Außengewinde des Einsatzstempels die Verzahnung überspringt
und der Einsatzstempel in das Innere der Hülse hineingedrückt wird. Da bei diesem
Hineindrücken wieder neue Verzahnungen in Eingriff kommen und andererseits infolge
des Nachgebens des Stempels der Druck auf denselben, nachläßt, wird das Überspringen
sich stets nur auf ein oder zwei Zahnkämme beschränken, worauf der Stempel wieder
seinen festen Halt erhält. Dieses Hineindrücken des Einsatzstempels in die Hülse
kann zu Warnungszwecken insofern verwendet werden, als man die Möglichkeit besitzt,
an dem Stempel optische oder akustische Alarmeinrichtungen an sich bekannter Art
anzubringen, welche die Belegschaft warnen, sobald ein Überspringen der Verzahnung
des Stempels stattgefunden hat. Das Aufsichtspersonal ist beim Abgehen der Strecke
dann sofort darüber informiert, ob eine Verschiebung der Stempel stattgefunden hat,
und kann evtl. durch Aufstellen weiterer Stempel die nötigen Vorsichtsmaßregeln
treffen, damit ein Zubruchgehen der Strecke vermieden wird.
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Auf weitere Vorteile der Erfindung wird bei der folgenden Beschreibung
der Einrichtung hingewiesen werden. Der Gegenstand
der Erfindung
ist auf beiliegender Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar
zeigt Abb. i eine Seitenansicht des Grubenstempels, Abb. 2 einen Ouer schnitt nach
Linie 2-2 der Abb. i, Abb. 3 die äußere Hülse des Grubenstempels, teilweise im Schnitt,
Abb. 4. einen Querschnitt nach Linie d.-q. der Abb. 3, Abb.5 einen Querschnitt nach
Linie 5-5 der Abb. 3, Abb.6 den Einsatzstempel im Schnitt in Verbindung mit der
Feineinstellung, Abb.7 einen Querschnitt nach Linie 7-7 der Abb. 6.
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Wie ersichtlich, besteht der neue Stempel aus einer äußeren Hülse
i, einem Einsatzstempel 2 und dem Gewindeschaft 3, welcher zur Feineinstellung dient
und am oberen Ende den drehbaren Stempelteller 4. trägt. Am unteren Ende ist die
Hülse i mit einer Auszackung versehen, um dem Stempel einen sicheren Stand zu geben.
Die Hülse kann unmittelbar auf das Gestein gesetzt werden. Es können aber auch,
insbesondere bei unruhigen Gebirgen, elastische Mittel, wie Holz u. dgl., untergelegt
werden, oder aber es kann, wie Abb. 3 und 5 zeigt, in bekannter Weise ein kegelartig
geformter Holzblock 14 in die mit einem Einsatztopf 15 versehene untere öffnung
der Hülse eingeschoben werden, welcher gleichfalls elastisch wirkt. Wie insbesondere
Abb. 4. zeigt, ist die Hülse i mit zwei im Innern derselben zahnstangenartig gegenüberliegenden
Zahnsegmenten 5 versehen. Diese Zahnsegmente können auch als ein- oder mehrgängiges
Gewinde, welches jedoch selbsthemmend sein muß, ausgebildet werden. Die Verzahnung
wird zweckmäßig sägezahnähnlich ausgebildet, es kann aber auch jede andere geeignete
Gewindeform gewählt werden. Da die aufeinander aufliegenden Flächen der Verzahnung
kegelförmig abgeschrägt sind, stellen sich die äußere Hülse i und der Einsatzstempel
2 stets von selbst konaxial ein. Zwischen den Gewindesegmenten ist die Hülse in
ihrer Wandung schwach gehalten, so daß bei wechselndem Gebirgsdruck infolge der
nach außen gerichteten Druckwirkung der Verzahnung eine gewisse elastische Formänderung
der Hülse möglich wird. Diese elastische Formänderung kann auch dadurch noch erleichtert
werden, daß in dem abgeschwächten Teil der Hülse Schlitze o. dgl. angebracht werden.
Wie bereits erwähnt, wird in die Hülse i der Einsatzstempel 2 eingeschoben, welcher
an seiner Außenseite ebenfalls mit entsprechend geformten zahnstangenähnlichen Segmenten
ausgestattet ist. Die Breite dieser Segmente in der Hülse i und am Einsatzstempel
2 ist so gewählt, wie insbesondere Abb. 7 zeigt, daß die beiden Hülsen ohne Benutzung
der Zahnstangen teleskopartig ineinandergeschoben werden können. Sie können jedoch
in jeder beliebigen Lage durch einfache Verdrehung gegeneinander dadurch festgestellt
werden, daß nunmehr die zugehörigen Zahnstangensegmente miteinander in Eingriff
kommen. Damit hierbei ein Überdrehen der verzahnten Teile gegeneinander nicht stattfindet,
ist, wie Abb. 3 zeigt, ein Anschlag 6 vorgesehen. Der Einsatzstempel 2 trägt am
oberen Ende einen Stutzen 7, welcher aus einem mit Löchern S versehenen Ring und
dem hülsenähnlichen Fortsatz 9 besteht, welcher in das Innere des Einsatzstempels
2 hineingeschoben und mit diesem in beliebiger Art fest verbunden wird. Der Teil
7 ist durchbohrt und im Innern mit Gewinde versehen und dient zur Aufnahme des Gewindeschaftes
3, welcher am oberen Ende in einen ebenfalls durchlochten verstärkten Teil i o übergeht,
an welchem der Teller 4. drehbar befestigt ist. Die Durchlochung des Teiles io dient
zur Verdrehung des Schaftes 3 zwecks Feineinstellung des Stempels. Der hierzu und
gleichzeitig, wie später erläutert werden wird, zum Rauben des Stempels dienende
Rundeisenstab i2 ist an dem einen Ende mit Gewinde, an dem anderen Ende dagegen
mit einer Öse 13 versehen. Die Löcher ä des Stutzens 7 tragen im Innern ein Gewinde,
welches dem Endgewinde des Rumdeisenstabes 12 entspricht. An die Stelle der Bohrungen
R und io in Verbindung mit der Stange 12 kann natürlich auch eine andere, dem gleichen
Zweck dienende Einrichtung treten.
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Die Einrichtung arbeitet wie folgt: Nachdem der Stempel an Ort und
Stelle hochgerichtet worden ist, wird zunächst bei heruntergeschraubtem Schaft 3
der Einsatzstempel 2 so weit aus der Hülse i herausgezogen, bis der Teller 4. das
Hangende fast berührt. Hierauf wird der Einsatzstempel 2 in der Hülse i so weit
gedreht, bis die beiden Zahnsegmente miteinander in Eingriff stehen. Dies ist mit
Sicherheit dann erfolgt, wenn die Drehung bis an den Anschlag durchgeführt wird.
Die Drehung der beiden Hülsen gegeneinander erfolgt von Hand. Hierauf wird die Stange
12 in das Loch i i gesteckt und die Nachspannung des Ganzen vorgenommen, womit die
Aufstellungsarbeit des Stempels beendigt ist. Wie bereits erwähnt, kann sowohl am
Kopf- wie am Fußende des Stempels elastisches Material, wie Holz u. dgl., verwendet
werden. Die Verzahnung der Zahnstangen der Hülse i und des Einsatzstempels 2 kann
auch als Gewinde ausgeführt
werden, wobei -dieses Gewinde zweckmäßig
als Linksgewinde ausgeführt wird. Desgleichen ist es zweckmäßig, das Gewinde der
Feineinstellung als Linksgewinde auszuführen, damit beim Aufstellen des Stempels
die Drehungen sämtlich in Richtung des Uhrzeigers ausgeführt werden können.
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Soll der Stempel geraubt werden, dann wird zunächst der Schaft 3 um
ein geringes Maß heruntergeschraubt und dadurch gelockert, wobei jedoch darauf zu
achten ist, daß der Stempel noch trägt. Hierauf wird die Stange 12 mit ihrem Gewindeende
in eines der im Innern ebenfalls mit Gewinde versehenen Löcher 8 eingeschraubt und
dann an die Öse 13 der Stange 12 ein Zugseil befestigt. Durch Ziehen an diesem Seil
wird der Einsatzstempel 2 gegenüber der Hülse i verdreht, und zwar unter Vermeidung
jeder Erschütterung, wobei die Gewindesegmente außer Eingriff kommen und der Einsatzstempel
2 in die Hülse i teleskopartig herabfällt. Beim Ziehen an dem erwähnten Seil wird
gleichzeitig der Stempel seitlich weggezogen, so daß die Arbeiter sich nicht unter
das nunmehr ungestützte Hangende zu begeben brauchen und somit eine Gefährdung derselben
ausgeschlossen ist. Der Stempel kann aus beliebigem, geeignetem Material hergestellt
sein und beliebig oft wieder verwendet werden. Dadurch, daß die Wandung der Hülse
i zwischen den Verzahnungssegmenten schwach ausgeführt ist, ist der Stempel in axialer
Richtung elastisch, da die Auflageflächen der sägezahnähnlichen Verzahnung etwas
kegelförmig gestaltet sind. Bei übermäßigem Anwachsen des Gebirgsdruckes werden
die Verzahnungen infolge der elastischen Wirkung der Hülse i auseinandergepreßt,
wobei der Einsatzstempel um einen oder mehrere Gänge heruntergepreßt werden kann,
wobei er jedoch infolge der vermehrten Einschaltung von Gängen wieder Halt gewinnt.
Der Stempel kann also, ohne zu Bruch zu gehen, in einem gewissen genau bestimmbaren
Maße nachgeben. Wie aus den Abb.2, 6 und 7 ersichtlich, ist der Einsatzstempel seitlich
neben den Zahnstangen mit Löchern 16 versehen.