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Eiserner Grubenstempel Die Erfindung bezieht sich auf einen eisernen
Grubenstempel unter Benutzung eines die Keilkammer in der Betriebsstellung sperrenden,
bei Betätigung im Lösesinne aber freigebenden Exzenterbolzens, der dadurch gekennzeichnet
ist, daß die Steigung des Exzenterbolzens oberhalb der Grenze der Selbsthemmung
liegt und zum Halten des Exzenterbolzens in der Sperrstellring ein Hebelarm benutzt
wird, dessen freies Ende durch einen zwecks Raubons des Stempels ausschaltbaren,
von der Reibung unabhängigen Riegel, eine Sperrklinke o. dgl. in der Sperrstellung
abgestützt wird. Dabei kann man den Exzenterbolzen im Schloßbügel derart lagern,
daß seine Lagerstellen praktisch nach ein und domselbem Mittelpunkt gekrümmte Flächen
darstellen, ähnlich wie dies bei einer `'Felle und einem Lager der ball ist. Dr
Angriffspunkt der im Stempelschloß auftretenden Horizcntalkraft auf den Exzenterbolzen
liegt dabei so> weit unter der durch die Mitte der Lagerzapfen gehende Ebene, claß
der Exzenterbolzen unter dieser Exzentrizität in der Abstützung der Kräfte das Bestreben
erhält, sich in seinen Lagerstellen im Öffnungssinne zu drehen.
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Um dabei die Kraft, die zum Festhalten des Exzenterbolzens in der
Betriebsstellung erforderlich ist, so klein wie möglich zu halten, hat man ein Interesse
daran, die Exzentrizität in der Abstützung ebenfalls so klein wie möglich zu machen.
Dem steht aber insofern eine Schwierigkeit entgegen, als bei Freigabe des Exzenters
durch Wegnehmen einer Sperre zunächst die Reibung in den Lagerstellen des Exzenters
überwunden werden maß, bevor sich die Zapfen des Exzenters in ihrer Lagerstelle
wie eine Welle in einem Lager drehen können. Die Reibung an den aufeinandergleitenden
Flächen ist aber von den jeweiligen Betriebsbedingungen unter Tage in entscheidendem
Maße abhängig, und zwar ist allgemein festzustellen, daß sich die Reibung durch
Ansetzen von Rost gegenüber dem Anlieferungszustand der Stempel im Untertagebetrieb
erhöht. Da aber der Stempel sowohl im Anlieferungszustand als auch nach längerer
Betriebszeit arbeiten muß, kann
man für die Bemessung des Exzentrizität
in der Abstützung der Kräfte nicht mit einem bestimmten Reibungswert rechnen, vielmehr
muß diese von vornherein so groß bemessen werden, daß auch bei bis zu einem Maximalwert
erhöhter Reibung die angestrebte Wirkung erzielt wird, d. h. für alle übrigen Betriebsverhältnisse
muß die Sperrkraft des Exzenters in der Betriebsstellung größer als wünschenswert
sein.
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Diese Wechselwirkung erhält nur dann eine besondere Bedeutung, wenn
statt der bisher üblichen keilförmigen Oberstempel solche mit planparallelen Flächen
benutzt werden und der Stempel außerdem höhere Hangendendrücke aufnehmen soll als
dies bisher der Fall war. Ein Oberstempel mit planparallelen Flächen muß nämlich
ausschließlich durch Reibung gehalten werden, d. h. die Horizontalkraft im Stempelschloß
muß bedeutend größer als bisher bemessen werden.
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Die Erfindung bezieht sich auf einen eisernen Grubenstempel, bei dem
der die Keilkammer im Betriebszustand sperrende Exzenterbolzen so ausgebildet ist,
daß der Angriffspunkt der Horizontalkraft am Exzenter in einer anderen Ebene liegt
als der Abstützungspunkt des Exzenterbolzens am Schloßbügel. Der Erfindung liegt
der Leitgedanke zugrunde, die bisher praktisch nach dem gleichen Radius gekrümmten
Lagerstellen des Exzenters und des Schloßbiigels nunmehr nach verschiedenen Radien
zu krümmen in der besonderen Weise, daß die Lagerstellen des Exzenters stärker gekrümmt
sind als die mit diesem zusammenwirkenden Lagerstellen des Schloßbügels, und zwar
werden dabei außerdem die Lagerstellen des Exzenters in sich wiederum derart nach
verschiedenen Radien gekrümmt, daß der Abstützungspunkt des Exzenterbolzens auf
der Lagerfläche des Schloßbügels in einer anderen Ebene liegt als der Angriffspunkt
der Horizontalkraft am Exzenter. Bei Aufhebung einer Sperrung, die an einem am Exzenter
angeordneten Hebelarm angreift, der größer ist als der Abstand zwischen den beiden
Ebenen, in denen die Stützkräfte auftreten, tritt eine Schwenkbewegung des Exzenterbolzens
im Öffnungssinne ein, und zwar rollt dabei die Lagerfläche am Exzenter auf der Lagerfläche
am Schloßbügel ab, d. h. es wird an dieser Stelle die bisher auftretende Gleitbewegung
unter Überwindung der Reibung mit ihren oben geschilderten Nachteilen vermieden.
Da hierbei die bisher an sich gute Anschmiegung der Lagerflächen des Exzenters am
Schloßbügel verlorengeht, werden die Rollbahnen zweckmäßig mit einer Oberflächenhärtung
versehen.
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Das theoretisch richtige Abrollenlassen des Exzenters auf der Lagerfläche
des Schloßbügels setzt die Jlöglichkeit der Zurücklegung eines entsprechenden Weges
in Richtung der Rollbewegung voraus. Zii diesem Zweck können Mittel vorgesehen werden,
die den E xzenterbolzen im gelösten Zustand in das eine Hubende zurückstellen. Aber
selbst wenn auf diese Mittel im Interesse der Vereinfachung des Stempelschlosses
verzichtet wird, d. h. sich der Exzenterbolzen im gelösten Zustand unter Umständen
schon im Hubende des Rollweges befindet, tritt gegenüber der bisherigen Ausbildung
der Lagerstellen des Exzenters praktisch doch ein wesentlicher Vorteil ein, und
zwar auf folgende Weise: Bei der Belastung des Grubenstempels durch den Hangendendruck
geraten sämtliche Schloßteile unter eine solche Beanspruchung, die bis an die Grenze
der elastischen Formänderung geht. Im Augenblick der Aufhebung der Sperrvorrichtung
des Exzenters tritt nun eine plötzliche Entlastung im Stempelschloß ein, unter der
die Schwenkbewegung des Exzenters eingeleitet wird. Ist aber erst einmal der Exzenter
in Bewegung geraten, so fällt damit auch augenblicklich die Horizontalkraft ab,
d. h. daß der an den Rollbahnen auftretende verhältnismäßig geringe Schlupf der
Flächen gegeneinander unter sehr geringen Flächenpressungen vor sich geht. Dabei
ist vor allen Dingen auch zu berücksichtigen; daß sich beim Setzen des Grubenstempels
der EXZent,#rbolzen praktisch meistens nicht in das Hubende der Rollbewegung stellt,
vielmehr bleibt hier immer eingewisses Spiel, so daß auch die erste nach dem Aufheben
der Sperrung einsetzende Schwenkbewegung praktisch durch Abrollen des Exzenters
eintritt.
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Die Erfindung sieht außerdem vc,r, die Rollbahnen und die Sperrvorrichtung
gegebenenfalls so einander zuzuordnen, daß bei gelöstem Stempel der Exzenterbolzen
unter seinem Eigengewicht sich in die Ausgangsstellung des beim Abrollen zurückzulegenden
Weges stellt, d. h. die Schwenkbewegung nach Anfhebung der Sperrung unter echter
Abrollung eintritt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll an Hand der Zeichnung beschrieben
werden. Diese läßt in Abb. 1 das Schloß eines Grubenstempels in Ansicht in Betriebsstellun"
in Abb. 2 das gleiche Schl()ß in Lösestellung bei teilweisern Schnitt und in Abb.
3 eine Seitenansicht erkennen; Abb. q und 5 zeigen in größerem Maßstabe Einzelheiten
in zwei verschiednen Betriebsstellungen.
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Es sei davon ausgegangen, daß in dem Schloß des aus dem Unterstempel
io und dein Oberstempel 11 bestehenden Grubenstempels der Schl(ißkörper 12 in Richtung
des Pfeils.A den zur Erzeugum; des Einsinkwiderstands erforderlichen htorizontaldi-uck
auf den Exzenterbolzen 13 und dieser wied°_rum den Ilorizontaldruck auf den Schloßbügel
14 überträgt. 1)ar Exzenterbolzen 13 ist in den beiden Schenkeln 14 und 14' des
Schloßbiigels mittels der Lagerzapfen 15, 15' abgestützt. Gemäß der Erfindung wird
die wirksame Stützfläche i6 der Lagerzapfen 15, i#5' des Exzenterbolzens 13 nach
einem kleineren Radius gekrümmt als die Stützfläche i j in den Schenkeln des Schloßbügels
14 in der besonderen Weis-, daß die Stützbahn 16 ihrerseits mit verschiedenen Radien
ausgeführt wird, und zwar derart, daß in der Betriebsstellung die 1_agerzapfen 15,
15' in einer anderen Ebene (vgi. Pfeil Bi an der Lagerfläche 1-7 des Schl()ßbii,gels
14 anliegen, als die Horizontalkraft A am Exzenterbolzen 13 angreift. Zweckmäßig
erfolgt der Kraftangriff A in der Mittellinie C des Schloßbügels 14, und zwar unter
Vermittlung zweier Anlageflächen 18, i9, die in sich eben sind und auf derselben
Seite der Mittellinie C liegen, während der Anlagepunkt der Zapfen i5, 15' im Schloßbüge114
auf der entgegengesetzten Seite der Mittellinie C liegt.
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Beim erwähnten Ausführungsbeispiel besitzt der
Exzenterbolzen
13 in seinem Mittelteil einen hebelartigen FortSat! 20, der hinter einen Drehriegel
21 faßt, der seinerseits doppelschnittig in mit dem Unterstempel io fest verbundenen
Konsolen 22 gelagert ist. Der Drehriegel 21 trägt ferner an einem Ende einen Hebel
23, der an seinem freien Ende einen mit einem Loch 24 versehenen Anschlag 25 aufweist,
der überdas Profil des Unterstempels 1o vorspringt. Mit seinem zwischen den Konsolen
22 liegenden :Mittelteil ist der Drehriegel 21 im Querschnitt halbrund ausgebildet,
und zwar derart, daß bei Stellung des Hebel; 23 parallel zur Stempelachse die gerade'
Flache 26 des halbrunden Querschnitts waagerecht liegt und sich der hebelartige
Fortsatz 20 des Exzenterbolzens 13 gegen die etwas abgeplattete L'bergangsstelle
der Krümmung des halbrunden Ouerschnitts auf die gerade Fläche 26 anlegt.
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Beim Ünterdruckgeraten des Grubenstempels versucht die Horizontalkraft
A, den Exzenterbolzen mit dem Hebelarm D entsprechend dem Abstand der Kraft =1 von
der Kraft R im Offnungssinne zii drehen, dem der Hebelarm I: des hebelartigen ForLSatzeS
20 entgegenwirkt. Am Drehriegel 21 ist daher nur eine sehr geringe Kraft F abzustützen.
Beim Rauben des Stempels wird der Drehriegel 21 durch Schlagen gegen den Anschlag
25 mit dem Hammer oder durch Angreifenlassen eines Seil- oder Kettenzugs in der
Öse 24 des Hebels 23 um oo ` gedreht, so daß der hebelartige Fortsatz 2o des Exzenterbolzens
13, wie Abb. 2 erkennen läßt, sich gegen die ebene Fläche 26 des Drehriegels anlegt.
Diese geringe Schwenkbewegung genügt, um vornehmlich bei Grubenstempeln mit planparallelem
Oberteil den Schloßkörper 12 freizugeben und die Bremskraft aufzuheben.
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Bei dieser Schwenkbewegung desExzenterbolzens 13 tritt ein Abrollen
der Fläche 16 der Lagerzapfen 15, 15' auf der Lagerfläche 17 des Schloßbügels 14,
14' ein. Die Lagerfläche 17 kann leicht gekrümmt oder auch eben sein. Es ist auch
miiglich, diese Lagerstelle, wie strichpunktiert in Abb. 4 angedeutet, derart schräg
zu setzen, daß unter der Horizontalkraft .1 der Exzenter-1 bolzen 13 (las Bestreben
erhält, in dir: Ausgangsstellung des bei der angestrebten Abrollbewegung zurückzulegenden
Weges zu rutschen. Das gleiche kann auch durch entsprecli(#nd" Anordnung der Rollbahnen
16 und 17, (lie auiai zwischen dem Exzenterbolzen 13 und dem Scliliißb:ürper 12
angeordnet sein können, erzielt «-erden, indem man sie dann so anordnet, daß der
Exzenterl;olzen 1;; sich unter seinem Eigengewicht in die :1u;gangsstclltiii" des
bei d.--,r Rollbewegung zurückzulegenden Weges stellt. Uni Cberbeanspruchungen des
WerkstiAs an den Rollbahnen 16 und 17 zu vermeiden, ist an dieser Stelle eine Oberflächenhärtung
v orgeselien. Die Erfindung ist nicht an die dargestellte Sperrvorrichtung des Exzenterbolzens
in der Betriebsstellung gebunden.
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Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die zum Lösen des Schlosses
beim Rauben des Stempels aufzuwendende Kraft infolge der weitgehenden Verringerung
der Reibung an den Stützflächen der Lagerzapfen des Exzenterbolzens außerordentlich
herabgesetzt werden kann, d. h. das Rauben selbst für den Bergmann, efahrlos möglich
ist.