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Grubenstempel Es ist ein Grubenstempel bekannt, dessen Außenstempel
einen rohr- und dessen Innenstempel einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, wobei
die Querschnitte über die ganze Länge des Stempels gleichmäßig sind. Die-Festlegung
des Innenstempels im Außenstempel erfolgt dabei durch eine Keilpaarung, die aus
zwei zwischen Innen- und Außenstempel nach oben aus dem Außenstempel herausgeführten
Keilstücken besteht, zwischen die das keilförmig zugeschärfte Ende des Innenstempels
eingreift. Die Keilflächen sind dabei in sich eben ausgebildet, während die nach
oben aus dem Innenstempel herausgeführten, die Keilstücke tragenden Verlängerungen
lagerschalenartig ausgebildet sind, so daß sie sich an die Innenwandung des Außenstempels
anlegen können, wie andererseits damit auch der Innenstempel lagerschalenartig umfaßt
wird.
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Bei dies-ein bekannten Stempel erfolgt die Festlegung der in den Außenstempel
eingesetzten Keilstücke durch parallel zur Stempelachse angeordnete Druckschrauben,
die in einen am oberen Ende des Außenstempels angeordneten Flansch eingesetzt
sind
und auf die sich die Verlängerungen der Keilstücke mit einem an diesen vorgesehenen
Flansch auflegen. Durch Verstellen der Schrauben ist man dabei in der Lage, die
Keilstücke in verschiedenen Höhenlagen des Außenstempels festzulegen. Die Keilflächen
werden dabei unter einem solchen Winkel angeordnet, daß beim Eindrücken des Innenstempels
in den Außenstempel die Keilstücke gegen die Innenwandung des Außenstempels gepreßt
«-erden und hier einen Reibungsschluß erzeugen, durch den ein Teil des Hangendendrucks
aufgenommen wird, so daß die Stellschrauben nur eine Restkraft abzustützen brauchen.
Dabei ist auch vorgesehen, den Keilwinkel so klein zu machen, daß in der Keilpaarung
Selbsthemmung entsteht. Um den unter Druck stehenden Stempel lösen zu können, sind
in einem am Innenstempel angeordneten Kragen weitere Druckschrauben angeordnet,
die nach vorherigem Lösen bzw. Herunterschrauben der die Keilstücke abstützenden
Schrauben von oben auf den Flansch der Keilstücke zur Einwirkung gebracht werden,
so daß diese mit Gewalt in den Außenstempel hineingedrückt werden, wobei die Verspannung
aufgehoben wird.
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Ein solcher Grubenstempel weist insofern erhebliche Nachteile auf,
als einmal durch das Herausführen der Keilstücke zwischen Außen- und Innenstempel
der Außenstempel einen verhältnismäßig großen Durchmesser aufweisen muß, wodurch
das Gewicht des Grubenstempels wesentlich erhöht wird, während andererseits die
Verwendung von Stütz-bzw. Druckschrauben, von denen je vier vorgesehen sind, die
Handhabung des Grubenstempels nicht nur außerordentlich erschwert, sondern den Grubenstempel
selbst für den rauhen Grubenbetrieb viel zu empfindlich macht. Jedenfalls sind derartige,
mit dem größten Teil ihres Gewindes frei liegende Schrauben der Verschmutzung und
Verrostung ausgesetzt, wodurch die Betriebsfähigkeit des Stempels in Frage gestellt
ist. Vor allem ist aber beim Setzen bzw. Lösen des Grubenstempels eine besondere
Aufmerksamkeit der Arbeiter erforderlich, um alle Schrauben immer gleichmäßig zu
betätigen, da im anderen Fall Verkantungen und Verklemmungen auftreten, unter denen
ein ordnungsgemäßer Gebrauch des Grubenstempels überhaupt nicht mehr möglich ist.
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Es ist ferner ein rohrförmiger Grubenstempel bekannt, bei dem im Außenstempel
auf einem Widerlager zwei Keilstücke angeordnet sind, von denen das obere, auf das
sich der Innenstempel mit seiner unteren Fläche aufsetzt, sich in zwei in der Achse
des Stempels angeordneten Schlitzen führt, ohne dabei mit der Innenwandung des Stempels
in Berührung zu kommen, während das untere Keilstück durch eine im Außenstempel
gelagerte Gewindespindel in waagerechter Richtung verstellbar ist. Mit dem Verstellen
des unteren Keilstücks wird das obere Keilstück gehoben oder gesenkt, d. h. der
Grubenstempel verspannt bzw. entlastet. Eine Vernichtung des Hangendendrucks durch
Reibung der Keilstücke an der Innenwandung des Außenstempels kommt hierbei nicht
in Frage.
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Die Erfindung bezieht sich auf einen begrenzt nachgiebigen Rohrstempel,
bei dem ebenfalls zwischen Außen- und Innenstempel eine nach Art einer Spreizkegelkupplung
arbeitende Bremsvorrichtung eingeschaltet wird, um den Hangendendruck so weit durch
Reibung zu vernichten, daß die zum Lösen des Stempels zu betätigende Hilfsvorrichtung
nur noch eine Restkraft des Hangendendrucks aufzunehmen hat, der sich aber von den
bekannten, eingangs erwähnten Grubenstempeln dieser Gattung grundsätzlich dadurch
unterscheidet, daß die Spreizkegelkupplung unterhalb des sich unmittelbar im Außenstempel
führenden Innenstempels angeordnet ist, ähnlich wie die Hubstücke des im vorstehenden
ebenfalls genannten Grubenstempels. Die Abstützung der Spreizkegelkupplung erfolgt
dabei auf einem den Außenstempel quer durchsetzenden Keil, einem Maschinenelement,
das sich im Rahmen von Grubenstempeln infolge seiner Einfachheit bereits bestens
bewährt hat, so daß die immer einwandfreie Gebrauchsfähigkeit des Grubenstempels
gewährleistet ist. Durch die Anordnung der Spreizkegelkupplung unter dem Innenstempel
bei unmittelbarer Führung des Innenstempels im Außenstempel wird darüber hinaus
eine bedeutende Gewichtsersparnis erzielt.
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Gemäß der Erfindung wird auf dem nicht selbsthemmenden Kegelmantel
des Spreizdornes eine mehrteilige Büchse vorgesehen, auf deren selbsthemmenden Außenfläche
Bremsbacken vorgesehen sind, die sich gegen die Innenwandung des Außenstempels legen.
Die Ausführung kann auch so getroffen werden, daß sich die Bremsbacken unmittelbar
gegen den Spreizdorn anlegen, wobei zur Erzielung eines genügend großen Reibungsschlusses
die äußeren Flächen der Bremsbacken mit einer die Reibung erhöhenden Zahnung oder
mit Werkstoff höherer Reibungsziffer versehen sind. Schließlich können die Bremsbacken
auch mit entgegengesetzt zueinander gerichteten Flächen versehen werden, von denen
die einen sich über den festliegenden Spreizdorn schieben, während zwischen die
anderen das entsprechend zugeschärfte untere Ende des Innenstempels eindringt. Zwecks
Längenanpassung des Grubenstempels wird zwischen Innenstempel
und
der Spreizkegelkupplung eine Füllmasse aus Bergeklein od. dgl. eingebracht.
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Zur Festlegung des Spreizdornes können auch zwei um go° gegeneinander
versetzte, den Außenstempel und den Spreizdorn durchdringende Exzenterbolzen benutzt
werden, die beim Rauben des Stempels nacheinander in die Lösestellung gedreht und
so entlastet werden, wobei bei Entlastung des ersteren dieser vorübergehend durch
einen Spitzdorn ersetzt wird, der nach dem Lösen und Entfernen des zweiten leicht
herauszutreiben ist. Nach dem hintereinander erfolgenden Austausch der Exzenterbolzen
durch Spitzdorne werden diese unter gegenseitiger Sicherung allmählich herausgetrieben
und so ein allmähliches Lösen des Grubenstempels bewirkt.
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An Hand der Zeichnung sollen verschiedene Ausführungsmöglichkeiten
des Erfindungsgedankens beschrieben werden.
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Abb. i läßt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes im
Längsschnitt und Abb.2 einen dazugehörigen Querschnitt erkennen; Abb.3 zeigt eine
zweite Ausführungsmöglichkeit und Abb. 4 ,ebenfalls einen dazugehörigen Querschnitt;
in Abb. 5 ist ein drittes Ausführungsbeispiel im Längsschnitt wiedergegeben.
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In dem aus einem Stahlrohr gebildeten Außenstempel io führt sich der
ebenfalls rohrförmig ausgebildete Innenstempel i i, der zur Erhöhung der Knicksicherheit
mit einem Holzkern 12 versehen ist. In den Außenstempel io ist in Schlitze 14, 14
ein Keil 15 eingesetzt, der als Widerlager für den Innenstempel i i dient und der
gleichzeitig die Lösevorrichtung des Grubenstempels darstellt. Zwischen dem Keil
15 und dem inneren Ende des Innenstempels i i ist eine durch Reibung mit der Innenfläche
des Außenstempels in Eingriff geratende Kuppelvorrichtung eingeschaltet, die wie
folgt aufgebaut ist: Auf den Keil 15 stützt sich der mit einer Führungshülse 16
versehene kegelförmige Dorn 17 ab, der an seiner Grundfläche in einen Flansch 18
ausläuft. Um den Spreizdorn 17 herum liegt eine dreiteilige Büchse ig,, deren Außenmantel
20 ebenfalls wieder keilförmig ausgebildet ist. Zwischen dem Außenmantel der Büchse
ig und der Innenleitung des Außenstempels io ist ein ebenfalls dreiteiliges Reibungsfutter
21 eingeschaltet, das nach unten hin eine Anzugsmöglichkeit behält und auf das von
oben der Innenstempel i i aufgesetzt wird. Ebenso kann auch das Reibungsfutter ig
gegenüber dem Flansch i8 eine gewisse Anzugsmöglichk-lit erhalten.
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Die Neigung der Keilfläche 2o ist so schlank ausgeführt, daß mit dem
Einsinken des Innenstempels die einzelnen Teile des Reibungsfutters 21 durch die
sich infolge der Keilneigung der Fläche 2o bildenden Querkräfte mit verhältnismäßig
großer Kraft gegen die Innenleibung des Außenstempels io angedrückt werden. Damit
ergibt sich für die Fläche 20 ein Neigungswinkel, der unter dem Reibungswinkel liegt.
Um nun aber mit dem Heraustreiben des Keiles 15 die Reibungskupplung aufzuheben,
erhält der Spreizdorn 17 eine über dem Reibungswinkel liegende Neigung, wodurch
der Lösevorgang wesentlich erleichtert wird. Bei Unterdruckgeraten des Stempels
vermag der Innenstempel in den Außenstempel einzudringen, und zwar so lange, bis
die Keilflächen satt aufeinanderliegen. Da die Erfindung darauf abzielt, den Hauptteil
des Hangendendrucks durch Reibung im Außenstempel zu vernichten, werden, um ein
Aufplatzen des Stahlrohres zu verhüten, in der zur Hauptsache in Anspruch genommenen
Zone außen auf den Grubenstempel Verstärkungsringe 22 aufgezogen. Der Spreizdorn
17 und die kegelige Büchse ig werden dabei zweckmäßig aus Hartguß hergestellt, während
für das Reibungsfutter 2i die Verwendung eines weicheren Werkstoffs vorgesehen ist.
Es sei hier schon erwähnt, daß auch bei diesem Ausführungsbeispiel wie bei dem Ausführungsbeispiel
nach Abb. 3 die Haftfähigkeit der beispielsweise aus Stahl hergestellten Reibungsbüchse
durch Eindrehen von Rillen in den Außenmantel erhöht werden kann, wobei damit gerechnet
wird, daß infolge der hohen Flächenpressung sich der Werkstoff des Innenstempels
etwas in die Rillen eindrückt.
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Um an dem Grubenstempel vorstehende Teile möglichst zu vermeiden und
andererseits ein schnelles Lösen zu ermöglichen, wird der Lösekeil 15, wie dargestellt,
in an sich bekannter Weise als Stufenkeil ausgebildet, d. h. daß schon nach kurzem
Zurücktreiben des Keiles 15 die Führungsbüchse 16 und damit der Spreizdorn 17 von
den Flächen 23,23
auf die Abtreppung 24,24 abrutschen. Es ist auch möglich,
statt eines mit zentrisch angeordneten Spreizkeilflächen (Kegel) versehenen Widerlagers
ein solches zu benutzen, das eine Keilfläche besitzt, die durch einen Schrägschnitt
durch einen Zylinder gebildet wird, wobei die Gegenhälfte gleichfalls der Grundform
nach aus einem Zylinder, die Gleitfläche aber ebenfalls durch einen Schrägschnitt
hergestellt wird. Dabei empfiehlt es sich wiederum, den Widerlagkörper an seiner
mit der Gegenhälfte in Berührung kommenden Keilfläche und auf seinem Umfang möglichst
glatt auszubilden, die Gegenhälfte dagegen an ihrer an der Innenfläche des Außenrohres
zur Anlage kommenden Fläche von vornherein
mit einem Werkstoff höherer
Reibung zu belegenbzw.ebenfalls mitHaftrillenzu versehen.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach :ebb. 3 und 4. besteht die zwischen
der im Außenstempel io festgelegten Lösevorrichtung und dem Innenstempel i i eingesetzte
Reibungskupplung aus zwei im- Querschnitt halbkreisförmig ausgebildeten Bremsbacken
25, 25, deren Keilflächen 26 ebenfalls durch einen Schrägschnitt gebildet werden.
Diese Keilflächen liegen an Keilflächen 27,27 des Spreizdornes 28 an, der
einen runden Querschnitt aufweist, wobei die Flächen 27,27 ebenfalls durch
Schrägschnitte gebildet werden.
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Bei dem Grubenstempel nach Abb. 5 wird im wesentlichen die gleiche
Grundanordnung benutzt; lediglich sind dabei die Bremsbacken 25",25' mit zwei weiteren,
einen nach oben sich öffnenden Winkel bildenden Keilflächen 26' versehen, zwischen
die das heilförmig zugeschärfte Ende 2g des Innenstempels i i eindringt. Die Kuppelvorrichtung
ist also mit einer Doppelkegelkupplung zu vergleichen und besitzt den Vorteil, daß
die Gewähr für die Anlage der Bremsbacken 25', 25' auf ihrer ganzen Längserstreckung
an der Innenwand des Außenstempels io gegeben ist. Sowohl beim Ausführungsbeispiel
nach Abb. 3 als auch beim Ausführungsbeispiel nach Abb.5 werden durch Wahl entsprechender
Werkstoffe im Hinblick auf das Anpressen und auf den Lösevorgang die gleichen Bedingungen
wie beim Ausführungsbeispiel nach Abb. i erzielt. Beim Stempel nach Abb. 3 und Abb.
5 kann die Längenanpassung des Grubenstempels durch Abschneiden des aus der eisernen
Ummantelung hervorstehenden Holzkernes 12 erfolgen; es ist aber auch möglich; zwischen
die Bremsbacken 25, 25 bzw. :25',25' und den Innenstempel eine Füllmasse, z. B.
Bergeklein, einzubringen (vgl. Abb.5), um dadurch eine Feinanpassung der erforderlichen
Länge des Grubenstempels zu erzielen.
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Beim Ausführungsbeispiel nach Abb. 3 wird der Spreizdorn 28 durch
zwei um 9o° versetzt zueinander im Außenstempel io festgelegte Exzenterbolzen
30,30' abgestützt. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß man durch Drehen,
beispielsweise des Exzenterbolz-Uns 30 aus der Sperrstellung, diesen Bolzen
entlastet, da in diesem Augenblick der Druck mir von dem Bolzen 30' aufgenommen
wird. Nach der Entlastung des Exzenterbolzens 30 wird dieser herausgezogen
und an seiner Stelle ein Spitzdorn so weit eingetrieben, bis dieser trägt. Alsdann
wird durch Drehen des Exzenterbolzens 3o' auch dieser entlastet und ebenfalls herausgezogen.
Zum schnellen Lösen des Stempels bedarf es dann nur Cines Hammerschlages gegen das
spitze Ende des Hilfsdornes, der infolge seiner kegeligen Zuschärfung leicht herauszutreiben
ist. Man kann aber auch an Stelle des Exzenterbolzens 30' ebenfalls einen
Spitzdorn eintreiben und durch abwechselndes langsames Heraustreiben beider Spitzdorne
ein allmähliches Einsinken des Innenstempels herbeiführen; die Anwendung zweier
Hilfsdorne bietet dabei die Gewähr, daß der Stempel nicht unerwünscht plötzlich
zusammenfällt.