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Verstellbarer, nachgiebiger, eiserner Grubenstempel Die Erfindung
betrifft einen eisernen, verstellbaren und nachgiebigen Grubenstempel mit gleichbleibendem
Gleitwiderstand. Es ist bereits vorgeschlagen worden, an Stelle der starren, bei
wachsendem Gebirgsdruck knikkenden und dadurch jede Stützkraft verlierenden Grubenstempel
Stempel zu benutzen, die aus ineinanderschiebbaren Teilen, beispielsweise Rohren,
bestehen, deren gegenseitige Verschiebung durch Klemmringe, Druckstücke, Keile,
Bremsfedern usw. bis zu einem gewissen Grade verhindert wird. Grubenstempel mit
Klemmringen-verlieren bei auftretendem Gebirgsdruck, also bei Überlastung, ihren
Gleitwiderstand im Laufe der Zeit vollkommen, bilden dann also keine Stütze mehr.
Bei Grubenstempeln mit Selbstanzug durch Keile oder Bremsfedern ist dies zwar nicht
der Fall, der Widerstand gegen Zusammenschieben nimmt vielmehr immer mehr zu, bleibt
nicht gleichmäßig, und der Stempel wird dadurch nach einer gewissen Verschiebung
der Keile oder Bremsfedern vollkominen starr, die Verschiebung ist dadurch eine
begrenzte. Ein solcher Stempel kann also genau wie ein von Anfang an starrer Stempel
ausknicken.
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Man hat auch Grubenstempel aus Rohr mit einem inneren keilringförmigen
Kolben versehen, welcher, durch eine von außen betätigte Zugstange gespreizt, sich
an die innere Rohrwand anlegt und auf diese Weise den Widerstand gegenüber dem Gebirgsdruck
erzeugt. Die Anpressung des Kolbens ist aber hierbei von der jedesmaligen durch
den Arbeiter erfolgenden Einstellung beim Einbau des Stempels abhängig, so daß die
Anpressung entweder, zu gering sein kann und dem Stempel daher nicht die nötige
Tragkraft verleiht oder aber zu groß sein kann, so daß der Stempel praktisch vollkommen
starr wird und daher bei Überlastungen nicht nachgibt, sondern ausknickt.
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Andere bekannte Grubenstempel mit innenliegenden Bremsbacken, welche
mit Hilfe von Zugfedern auf einen konischen Dorn gezogen und dadurch gespreizt werden,
bieten wieder keine Möglichkeit, die Vorspannung der Bremsbacken je nach der gewünschten
Tragkraft des Stempels einzustellen.
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Die bekannten Stempel lassen den Augenblick des Ausknickens oder Durchrutschens
infolge Überlastung nicht vorher erkennen. Sie lassen sich auch nicht bequem unter
der Holzverstrebung festkeilen, und ihr oberer Teil wird dabei: häufig stark beschädigt.
Aus allen diesen Gründen sind die Grubenbetriebe vielfach wieder zur Verwendung
der teuren und unhandlichen Holzstempel übergegangen.
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Der vorliegende Grubenstempel beseitigt die Mängel der bekannten Stempel
dadurch,
daß bei ihm für die vorherige Einstellung und Erhaltung
eines bei Verschiebung seiner Teile gleichbleibenden Gleitwiderstandes gesorgt ist,
so daß der Stempel auch beim Zusammenschieben dauernd die Fähigkeit besitzt, die
für ihn vorgesehene Höchstbelastung aufzunehmen. Der Stempel ist dabei so eingerichtet,
daß er auf eine bestimmte Tragfähigkeit eingestellt werden kann.
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Das Mittel hierzu ist ein in dem einen Stempelteil verschiebbarer
Gleit- bzw. Reibungskörper, dessen Andruck an die Stempelwand und dadurch dessen
Gleitwiderstand geregelt werden kann und der die Stütze für den anderen Stempelteil
bildet.
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Auf der Zeichnung ist ein Grubenstempel gemäß der Erfindung in einem
Ausführungsbeispiel in Fig. i im senkrechten Schnitt dargestellt.
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Die Fig. a, 3, 4, 5, 6, 7, 8 und 9 zeigen abgeänderte Ausführungsbeispiele
einzelner Stempelteile.
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Der Grubenstempel des Beispiels der Fig. i besteht aus einem unteren,
aus einem Rohr oder anderem Hohlkörper bestehenden Teil a, in dem sich ein Gleit-
oder Reibungskörper befindet, der bei dem Beispiel aus einer Anzahl -Druckstücke
b und dazwischen angeordneten keilförmigen, vorzugsweise geteilten oder nach Art
der Kolbenringe gestalteten Reibungsstücken c besteht. Diese Reibungsstücke c können
entweder in sich federn oder mittels umgelegter Federringe d radial federnd gemacht
werden.
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Durch die Druckstücke b hindurch führt eine Spindel e, auf welche
das unterste Druckstück mit Gewinde aufgesetzt ist. Um bei einem Anzug des Gewindes
die Druckstücke b gegen Drehung zu sichern, können bekannte Elemente, beispielsweise
Arretierungsbolzen o. dgl., vorgesehen werden. Eine Feder f bewirkt ein Zusammenpressen
der Druckstücke auf der Spindel. Auf den Gleitkörper setzt sich das obere Rohr g'auf.
Durch ein auf dem oberen Ende der Spindel befindliches Kegelradpaar lt oder
eine Mutter i oder andere bekannte Elemente kann die Spindel durch Öffnungen
im Rohr g hindurch in Drehung versetzt werden. Zwischen Spindel und Rohr g kann
beispielsweise auch ein Rohr k geschoben werden, welches unten einen Ring
l zur Aufnahme der Feder f trägt und mittels eines einzutreibenden
Keiles in oder einer Druckschraube auf weitere Arten die Spannung des Gleitkörpers
löst.
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Das Kegelradpaar lt oder die Mutter i oder die sonstigen
zum Antrieb der Spindel e vorgesehenen Elemente können auch in einem besonderen
Kopfstück n untergebracht werden, welches zum bequemeren Einbau des Stempels gleichzeitig
als Schlagkopf .ausgebildet und auf dem oberen Rohr g in 'geeigneter Weise befestigt
und in seinen beispielsweisen äußeren Form in Fig. 8 und g dargestellt ist. Der
Schlagkopf erhält oben eine hohl gewölbte Form zur Aufnahme einer hölzernen Deckenstrebe
und als wesentliche Neuerung die Nocken o, welche als Schlagflächen b beim Einbau
des Stempels dienen. Dadurch daß die Hammerschläge beim Einbau gegen den für diesen
Zweck besonders geeignet hergestellten Schlagkopf w bzw. dessen Nocken o geführt
werden, wird eine sonst durch diesen Arbeitsvorgang hervorgerufene Deformation der
übrigen Stempelteile vermieden. Wo ein Festschlagen des Stempels nicht angebracht
erscheint, kann man eine Gewindespindel einschalten, mittels welcher man den Stempel
festsetzt.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Spannung und Entspannung
des Gleitkörpers vermittels eines Exzenters p zeigt Fig.4 und 5, wobei das obere
Rohr g mit dem obersten der Druckstücke b fest verbunden ist. Dabei kann die Feder
f sowohl innerhalb des Rohres g, wie in Fig. 4 dargestellt, als auch außerhalb desselben,
wie in Fig. 5 dargestellt, angeordnet werden.
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Der Reibungskörper kann auch, wie in Fig.6 dargestellt, in einer entsprechenden
Aufweitung des unteren Rohres a untergebracht werden, so daß die Reibungsstücke
c gegen das obere Rohr g arbeiten.
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Die Feder f kann auch, wie in dem Ausführungsbeispiel (Fig.7) dargestellt,
unterhalb des Gleitkörpers angeordnet werden, wobei dann- die Spindel im obersten
der Druckstücke b mit Gewinde geführt ist.
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Die Druckstücke b werden vermittels der Spindel e! und der Feder f
zusammengedrückt und pressen die Reibungsstücke c gegen die innere Wand des Rohres
a. Diese bewirken dadurch einen Reibungswiderstand gegen den durch das obere Rohr
g auf den Gleitkörper übertragenen Gebirgsdruck. Wächst der Gebirgsdruck über die
den Beharrungszustand des Stempels bewirkenden Kräfte hinaus, so tritt eine sehr
kurze Abwärtsbewegung des Gleitkörpers ein, welche nach praktischen Versuchen nur
einen bis wenige Millimeter beträgt und dadurch sofort wieder zum Stillstand kommt,
weil der Gebirgsdruck in seiner Eigenschaft als elastischer Druck im Augenblick
der Bewegung des Gleitkörpers geringer wird und die Größe des durch die Feder f
an den Reibungsstücken c beständig erzeugten Reibungswiderstandes unterschreitet.
Es tritt somit sofort wieder der Behärrungszustand ein, welcher so lange anhält,
bis er durch ein erneutes Anwachsen. des Gebirgsdruckes überwunden wird, und so
fort.
Die kurze ruckartige Bewegung hat, wie die praktischen Versuche
gezeigt haben, weiter zur Folge, daß durch sie in dem äußeren Rohr ein laut hörbar
kurzer Klang hervorgerufen wird, so daß selbst in verhältnismäßig großer Entfernung
befindliche Personen auf die erfolgte Bewegung aufmerksam gemacht werden und den
evtl. weiteren Niedergang des Gebirges rechtzeitig beobachten können. Diese Eigenschaft
besaß bisher nur der Holzstempel, weshalb er immer wieder bevorzugt wurde.
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Durch entsprechendeBemessung derFeder f und der Keilneigungen im Gleitkörper
sowie der Federspannung kann der Grubenstempel genau für einen Maximaldruck, welcher
der Knickfestigkeit der Rohreg und g und seinem Verwendungszweck entspricht, eingestellt
werden.
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Der Einbau des Stempels erfolgt in der Weise, daß die Feder f in irgendeiner
Art entspannt wird; beispielsweise erfolgt diese Entspannung nach Fig. i und i dergestalt,
daß die Spindel c vermittels der Kegelräder h und nach Fig. 2 die Mutter i gedreht
wird. Der Druck der Druckstücke b auf die Reibungsstückes wird aufgehoben, die Reibungsstücke
treten auf Grund ihrer Eigenfederung radial zurück, und der Gleitkörper kann- frei
bewegt, der Stempel also in seiner Länge dem Bedarfsfall entsprechend genau eingestellt
und hierauf durch die entgegengesetzten vorbeschriebenen Arbeitsvorgänge wieder.
betriebsfertig gemacht und durch Hammerschläge gegen den Schlagkopf n fest unter
die Holzverstrebung gesetzt werden.
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f Die Entspannung des Reibungskörpers kann auch dadurch bewirkt werden,
daß in der Ausführung nach Fig. 3 der Keil m eingetrieben wird oder die Spannung
durch eine Druckschraube gelöst wird. Dadurch macht das Rohr k keine Bewegung nach
oben, die Spindel e eine relative Bewegung nach unten, so, daß die Spannung der
Feder zwischen dem Ring L und dem Bund der Spindel gehalten, also von dem Gleitkörper
abgehalten wird.
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In dem Beispiel nach Fig. ¢ und 5 geht die Entspannung des Gleitkörpers
in der Weise vor sich, daß die Spindel e vermittels des durch einen Schlüssel q
o. dgl. betätigten Exzenters p nach unten gedrückt, die Feder f dadurch zusammengedrückt
und ihre Spannung zwischen Spindelbund und dem obersten der Druckstücke b gehalten
wird. Das unterste der Druckstücke b, welches auf der Spindel mittels Gewinde o.
dgl. befestigt ist, macht dabei ebenfalls eine Abwärtsbewegung, wie aus Fig. 5 ersichtlich,
und gibt den Reibungsstücken c sowie den übrigen Druckstücken b Gelegenheit, sich
von der inneren Rohrwand zu lösen und ebenfalls nach unten zu gleiten. In dem Beispiel
nach Fig.6 erfolgt das Lösen des Gleitkörpers in der' Weise, daß die Schraube oder
andere Befestigungsmittel der Büchse r gelöst, dadurch die Feder
f entspannt wird und die Reibungsstücke c sich vermöge ihrer in diesem Fall
radial. nach außen wirkenden Eigenfederung von dem Rohr g abheben können.
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Der Ausbau erfolgt in den gleichen beschriebenen Weisen durch Entspannung
der Feder f bzw. des Gleitkörpers.
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Durch die allmähliche Entspannung des Stempels beim Ausbau. durch
Lösen der Spindel e oder der Büchse r ist es möglich, etwa noch vorhandene und.
sich durch weitere Senkung auswirkende Gebirgsdrücke rechtzeitig zu erkennen, wobei
jedoch eine Einsturzgefahr dadurch vermieden, wird, daß der Stempel bei dem allmählichen
Lösen immer noch eine bestimmte Tragfähigkeit beibehält.
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Die Antriebsart der Spindel oder des Exzenters zum Aus- oder Einbau
des Stempels gestattet weiterhin die Verwendung genügend langer Werkzeuge, wie Schlüssel
o. dgl., so daß der Arbeiter in angemessener Entfernung bleiben kann, um bei einem
unvorgesehenen Abrutschen des Stempels infolge selbsttätiger, nachträglicher Schrägstellung
desselben nicht verletzt zu werden.