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Grubenstempel Die Erfindung betrifft einen Grubenstempel, dessen Reibungsschluß
zwischen Innen- und Außenstempel durch eine mit Flüssigkeit od. dgl. gefüllte Druckkammer
bzw. Blase erreicht wird. Der Druck wird hierbei durch Keilwirkung, Schraube od.
dgl. hervorgerufen, und zwar dadurch, daß die Druckfläche, auf welcher der Anpreßdruck
erfolgt, zur Erzielung des notwendigen Druckes in der Blase, im Verhältnis zur Reibungsfläche,
auf welche die Blase drückt, sehr gering ist. Um das Verhältnis Reibungsfläche zur
Druckfläche möglichst groß zu machen, wird nach der Erfindung vorgeschlagen, beispielsweise
da, wo die Blase nach der Zeichnung im Innenstempel angebracht ist, die Blase in
ihrem oberen Teil zu verjüngen oder aber den Druckkolben direkt im kleineren Ouerschnitt
in die Blase einwirken zu lassen, oder es kann da, wo die Druckblase im Außenteil
des Stempels angebracht ist, durch eine kolbenartig wirkende Vorrichtung ein Druck
an irgendeiner Stelle auf die Blase erfolgen, wodurch dann der nötige Druck in der
Blase erzeugt wird. Ferner kann man die Blase auch außerhalb des Stempels, da, wo
bei dem bisherigen Stempel das Keilgetriebe sitzt, anordnen, so daß das Keilgetriebe
in diesem Falle durch ein Flüssigkeitsgetriebe ersetzt wird. Auch bei dieser Anordnung
ist es möglich, die kolbenartige Druckbewegung an irgendeiner Stelle in der vorher
beschriebenen
Art anzuordnen. Um zu sehen, ob in der Druckkammer
bzw. Blase der nötige Druck vorhanden ist, kann eine Anzeigevorrichtung angebracht
werden, die im umgekehrten Sinne wie der Druckkolben arbeitet, indem an irgendeiner
Stelle ein kleinerer Kolben möglichst geringen Querschnitts angeordnet wird. Dieser
wird durch eine Feder, deren Spannung dem inneren Druck der Blase entspricht, gegen
die Blase gedrückt, so daß, wenn der notwendige Druck in der Blase erzeugt ist,
der Kolben die Feder zusamnienpreßt und durch eine Anzeigevorrichtung, Bolzen od.
dgl. nach außen anzeigt, ob der notwendige Druck in der Druckblase vorhanden ist.
In der Zeichnung ist die Vorrichtung beispielsweise dargestellt.
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Nach Fig. i ist die Blase i in dem unten aufgeschlitzten Innenstempel
2 angeordnet. Die Blase i hat oben einen verjüngten Ansatz 3, gegen den die durch
den Keil 4 herabgedrückte Stoßstange 5 drückt, wodurch das Verhältnis Druckfläche
zur Reibungsfläche noch größer gemacht wird, als es sonst infolge des größeren Durchmessers
des Innenstempels erforderlich ist.
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Nach Fig. 2 drückt der Kolben 5 in die Blase hinein, wodurch derselbe
Zweck wie bei der Anordnung nach Fig. i erreicht wird. Damit immer ein .bestimmter
Druck in der Blase erreicht wird, ist oberhalb des Keiles 4 noch eine Feder 6 angebracht,
die sich beim Eintreiben des Keiles 4 zusammenpreßt, so daß der Druck des Kolbens
5 dem Federdruck 6 entspricht. Es ist also nach außen ersichtlich, wenn die Feder
ziemlich zusammengepreßt ist, daß dann auch in der Druckblase der entsprechende
Druck vorhanden ist. Damit die Feder immer unter ein bestimmtes Maß zusammengepreßt
wird, ist dieselbe in einem Federtopf 7 angebracht, dessen Rand sich oben beim Zusammendrücken
der Feder gegen das Druckstück 8 abstützt. Das Druckstück8 ist wiederum -in dem
geschlossenen Oberteil des Innenstempels gleitbar angeordnet und drückt gegen die
Kappe 9 derart, daß zwischen Kappe 9 und dem oberen Teil des Stempels noch ein kleiner
Luftspalt ro entsteht. Auf diese Art und Weise wird in der Blase immer schon ein
ganz bestimmter Vordruck erreicht, so daß der Gebirgsdruck mit dem Spiel to, mit
welchem das Druckstück 8 aus dem oberen Teil des Stempels herausragt, wirken kann,
da sich dann die Kappe 9 fest auf den oberen Teil des Stempels legt. Bei den Versuchen
hat sich gezeigt, daß dieses sehr wichtig ist, da ,bei Einwirken des Gebirgsdruckes
immer eine ganz bestimmte Vorspannung in der Blase vorhanden sein muß, damit der
Stempel immer bei einem ganz bestimmten und immer demselben Druck nachgeben kann.
Der Federtopf 7 und das Druckstück 8 bilden also gleichzeitig eine Anzeigevorrichtung
für eine bestimmte Kraft, mit der die Feder gespannt wird. Es ist also nicht nötig,
daß der Gebirgsdruck noch mitwirkt, wenn die Kraft in dem Kolben 5 allein schon
durch .das Eintreiben des Keiles 4 groß genug ist, um in der Blase den notwendigen
Druck zu erzeugen. Damit die Gummiblase sich nicht in die Schlitze des aufgeschlitzten
Innenstempels eindrücken kann, sind zwischen Blase und Innenrohr noch Stahlbleche,
die gegeneinander verschiebbar sind, angeordnet, so daß sich die Blase - nicht durch
den hohen Druck in die Schlitze eindrücken kann.
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Nach Fig. 3 ist die Blase i i in dem oberen Teil des Stempels 1.2
angeordnet, so daß sie den Innenstempel ringförmig umschließt. Um das Verhältnis
Druckfläche zur Reibfläche möglichst groß zu machen, ist hier der Kolben 13 an einer
Stelle .der Blase derart angeordnet, daß er durch den Keil 14 angetrieben werden
kann und dadurch der notwendige Druck in der Blase erzeugt wird. Man könnte auch
den Keil 14 direkt gegen die Blase drücken lassen oder die Blase gegen den Innenstempel;
doch würde sich die Blase dann leicht beschädigen lassen. Um auch hier ein Herausquetschen
der Blase zwischen dem Spiel, mit dem der Kolben 13 eingesetzt wird, zu verhindern,
ist es zweckmäßig, auch hier über den Kolben das dünne Stahlblech 15 anzuordnen.
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Fig. 4 zeigt dieselbe Anordnung wie Fig. 3, nur ist hier hinter dem
Keil 16 noch .der Druckbolzen 17 angeordnet, der durch die Feder 18 gegen den Keil
16 gedrückt wird. Der Keil 16 wird hierbei also nur so weit eingetrieben, bis der
Druckbolzen 17 soeben mit dem Stempelgehäuse abschließt. Der Druckbolzen
17 stellt also gleichzeitig eineAnzeigevorrichtung für das Maß der Federanspannung
dar. Der Druckbolzen 17 kann auch aus dem Stempelgehäuse herausragen. In diesem
Falle sind auf -dem Druckbolzen 17 Marken angebracht, die je nachdem, wie weit der
Druckbolzen aus dem Stempelgehäuse herausragt, angeben, mit welcher Last der Stempel
belastet ist. Diese Vorrichtung- wie in Fig. 4 kann auch direkt nur als Anzeigevorrichtung
dienen, indem der Keil 16 fortgelassen wird und der Druckbolzen 17 sich direkt gegen
den Kolben 2o legt oder direkt mit dem Kolben 2o verbunden ist. Der in der Blase
herrschende Druck drückt dann den Kolben 20 gegen die Feder und den Druckbolzen
17. Es kann auch dann durch die Markierung an dem Druckbolzen der entsprechende
Druck in der Blase bzw. die Last, die der Stempel aufgenommen hat, bestimmt werden.
Der Kolben 13 (Fig. 3) bzw. 20 (Fig.4) kann auch an jeder anderen Stelle der Blase
angeordnet werden. Um bei dieser Anordnung der Blase auch den Gebirgsdruck ausnutzen
zu können, ist der Stempelfuß 21 (Fig. 3) in dem Stempelrohr 22 gleitbar angeordnet.
Ebenso ist unter der Blase ein Ring 23 angeordnet. Zwischen dem Ring 23 und dem
Stempelfuß 21 ist ein Gestänge 24 angeordnet, welches an einer Stelle unterbrochen
ist und durch den Keil 25 auseinandergetrieben wird. Hierdurch wird der Ring
23 gegen die Blase gepreßt und wirkt hier somit auch als Druckkolben. Ebenso kann
zwischen Keil und Gestänge noch eine Feder angeordnet werden, so daß das Gestänge
auch nur mit einem bestimmten Druck auf den Kolben 23 drückt, und zwar nur so weit,
bis der untere Teil des Stempels auf dem Rand des Stempelfußes aufliegt. An Stelle
des Gestänges kann auch über dem Stempelfuß ein Rohr
angeordnet
werden, das das Gestänge ersetzt und ebenfalls durch Keilwirkung gegen den Kolben
23 gepreßt werden kann.
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An -Stelle der Keilwirkung kann auch überall eine Schraube, Exzenter
oder sonstiges Element angeordnet werden.
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Fig. 5 und 6 stellen eine Ausführung dar, bei der die Blase das bei
-den mechanischen Stempeln gebräuchliche Keilschloß ersetzt. Der Vorteil dieser
Anordnung besteht darin, daß die Reibfläche sehr lang ausgebildet und das sonst
übliche starke und schwere Stempelschloß sehr schwach ausgeführt werden kann und
daß sich die Reibung auf eine große Fläche verteilt. Fig. 6 stellt einen Querschnitt
durch den Oberteil des Stempels (Fig.5) dar. Hierbei ist die Blase 26 einseitig
in dem oberen Teil des Außenstempels angeordnet und ebenso wie bei Fig. 3 und 4
ein Kolben 27 vorgesehen, der durch den Keil 28 angetrieben wird. Außerdem ist noch
zwischen der Blase 26 und dem ausziehbaren Innenstempel 29 ein Druckstück
30 vorgesehen, welches den Innenstempel umfaßt. Damit sich das Druckstück
30 gut an den Innenstempel anschmiegt, ist dasselbe der Länge nach an mehreren
Stellen aufgeschlitzt. Wie bei den anderen Ausführungen (Fig. 3 und 4) kann auch
hier unterhalb der Blase noch ein Druckstück 31 angeordnet werden, welches durch
Gestänge und Keil oder Rohr und Keil mit dem gleitbaren Stempelfuß verbunden ist,
so daß auch hier der Gebirgsdruck mit auf die Blase zur Anwendung gebracht werden
kann. Die Druckkolbenanordnung mit der dahinterliegenden Feder kann auch, wie bei
allen Ausführungen, dafür verwendet werden, daß, wenn durch den Gebirgsdruck der
Druck in: der Blase zu groß wird, der Kolben gegen die Feder ausweichen kann und
somit immer der gleichmäßige Druck in der Blase herrscht. Weiter kann der Kolben
des ausziehbaren Innenstempels auch konisch ausgebildet werden. Da hierbei durch
das Einsinken des Stempels der Druck in der Blase erhöht wird, kann der Druckkolben
auch hier ausweichen, so daß auch hierbei der Druck in der Blase immer gleichbleibt
oder entsprechend der Federanspannung sehr wenig ansteigt.
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Bei der Ausführung nach Fig.5 läßt sich der Druck in der Blase bzw.
Druckkammer selbstverständlich, wie in der Erfindung beschrieben, durch Eindrücken
eines Mediums, beispielsweise Wasser oder Luft mit einer Pumpe, erzeugen, auch kann
durch ein entsprechendes Überdruckventil der Druck durch Ablassen des Mediums gleichmäßig
gehalten bzw. beim Rauben des Stempels ganz abgelassen werden.
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Für das schnelle Rauben des Stempels kann auch bei allen Ausführungen
der Druck hinter dem Kolben durch Anbringung einer Ausklinkvorrichtung, beispielsweise
Exzenter od. dgl., ganz plötzlich aufgehoben werden, so daß der Druck in der Druckkammer
plötzlich absinkt und somit auch ein plötzliches Rauben des Stempels möglich ist.
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Zu diesem Zweck kann, wie in Fig. 4 dargestellt, hinter der Kolbenfeder
18 noch eine verschiebbare Muffe 32 angeordnet werden, die durch die Sperrklinke
33 festgehalten wird. Beim Hochschlagen der Sperrklinke 33 wird durch Herausdrücken
der Muffe 32 die Federwirkung aufgehoben und dadurch der Druck plötzlich entspannt.
Es ist also möglich, durch Loslösen der Klinke aus weiter Entfernung das Rauben
des Stempels vorzunehmen. Eine ähnliche Klinkvorrichtung kann auch in dem Gestänge
24 angeordnet werden oder aber, wie in der Zeichnung Fig.3 dargestellt, kann auch
in dem Gestänge, das den Gebirgsdruck überträgt, eine Kniehebelvorrichtung 34 angeordnet
werden, an dessen Öse 35 ein Seil befestigt werden kann. Da der Kniehebel fast senkrecht
steht, gehört keine große Kraft dazu, durch Ziehen an dem Seil den Kniehebel zum
Einfallen zu bringen und so die Blase bzw. Druckkammer zu entspannen.
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Um das Setzen des Stempels zu erleichtern und diesen mit einer möglichst
großen Vorspannung zu setzen, kann, wie in Fig.2 dargestellt, unter dem Innenstempel
35 eine Manschette 36 angeordnet werden. Durch Einführen von Preßluft oder Preßflüssigkeit,
am einfachsten Preßwasser, wird der Innenstempel zunächst herausgedrückt, so daß
der Innenstempel 35 in dem Außenstempel 37 als Kolben wirkt. Durch Einführung von
Preßwasser, Preßluft od. dgl. in den unteren Teil des Außenstempels wird der Innenstempel
dann zunächst herausgeschoben und kann mit Vorspannung gesetzt werden. An dem oberen
Teil des Innenstempels ist ein Zylinder 38 angeordnet, in dem der Kolben 39 hin
und her bewegt werden kann. Die Kraft dieses Kolbens wird durch Doppelkniehebel
40 und 41 auf die Stange 5 übertragen, die wiederum auf die Druckblase drückt und
so den Reibungsschluß tätigt. Damit beim Nachlassen oder Fortfall des Preßluft-
oder Flüssigkeitsdruckes der Reibungsschluß in Tätigkeit bleibt, wird der Kniehebel
so weit durchgedrückt, daß er etwas über die Mittellinie zwischen seinen beiden
Stützpunkten hinübergedrückt wird und dort gegen den Anschlag 42 anschlägt. Hierdurch
ist ein Zurückschlagen des Kniehebels unmöglich, und der Reibungsschluß arretiert.
Zum Lösen des Reibungsschlusses wird das Druckmedium in dem Zylinder 38 von der
anderen Seite durch Umstellen des Dreiwegehahnes 43 eingedrückt und dann der Kolben
39 in entgegengesetzter Richtung bewegt, wobei der Kniehebel wieder über seine Mittellinie
hinweg zurückgeschoben wird und die Druckblase entspannt. Dieselbe Anordnung mittels
Kniehebels läßt sich auch in der Ausführung nach Fig.3, wo die Druckkammer um den
Innenstempel herum angeordnet ist, erzielen. Hierbei ist mit 44 der Zylinder bezeichnet,
in dem sich der Kolben 45 bewegt. Seine Kraft wird durch das Gestänge 46 auf die
beiden Kniehebel 47 und 48 übertragen, die weiter über den Ring 23 auf die Druckblase
drücken und den für den Reibungsschluß notwendigen Druck erzeugen. Die Arbeitsweise
ist also dieselbe wie bei Fig. 2. Dieselbe Anordnung läßt sich auch in der Ausführung
nach Fig. 5 anwenden, wo die Blase einseitig im Außenstempel angeordnet ist. Hierbei
wird die Kraft des im Zylinder 49 wirkenden Kolbens
5o auf die
Kniehebel 51 übertragen und die Preßluft durch den Dreiwegehahn 5a gesteuert. Bei
Betätigung der Kniehebel durch Luft oder Preßwasser kann natürlich das weitere Gestänge
zwischen Kniehebel und Stempelfuß zur Übertragung des Gebirgsdruckes fortfallen,
da der notwendige Druck auf die Blase ja durch die Kolbenkraft ausgedrückt wird.
Das Setzen und Rauben des Stempels läßt sich auf diese Art und Weise sehr leicht
durchführen.
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Bei fortschreitendem Ausbau in Verbindung mit maschineller Kohlengewinnung
ist es häufig notwendig, daß eine ganze Stempelreihe gleichzeitig versetzt werden
muß. Die Stempel werden hier zweckmäßig auf einer besonderen Schiene befestigt,
die durch geeignete Vorschubvorrichtungen vorgeschoben werden kann. Die Luft- bzw.
Wasserzuführung,der einzelnen Zylinder ist hierbei miteinander verbunden, so daß
von einer Seite aus die Betätigung der einzelnen Kolben erfolgen kann. Die Versetzung
einer ganzen Stempelreihe kann damit gleichzeitig erfolgen. Die einzelnen Stempelausführungen
lassen sich auch umgekehrt setzen, so daß also der Stempelfuß als Kappe und die
Kappe als Fuß wirkt. Dieses hat den Vorteil, daß herabfallender Schmutz nicht zwischen
Innen- und Außenstempel gelangen kann. Die Arbeitsweise ist hierbei dieselbe.
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Die Betätigung der Doppelhebel, beispielsweise 4o und 41 (Fig. 2)
oder 47 und 48 (Fig. 3) oder 51 (Fig. 5), kann natürlich auch durch einen anderen
Antrieb, beispielsweise Keil oder Exzenter, erfolgen, wobei die Stützdrehpunkte
der Hebel verstellbar gemacht werden können, .beispielsweise 53 (Fig. 2), so daß
der Hub, der durch den Doppelhebel bewirkt wird, vergrößert oder verkleinert werden
kann. Auch kann das Stück 53 durch den oberen Teil des Stempels hindurchragen,
so daß auch der Gebirgsdruck noch auf die Druckvorrichtung einwirken kann. Ferner
kann die Anschlagvorrichtung, beispielsweise 4a (Fig. 2), ähnlich wie bei 32 (Fig.4),
durch eine Klinke arretiert und plötzlich ausschaltbar sein, so daß ein schlagartiges
Rauben des Stempels hier möglich ist. An Stelle der Kolbenstange 5 (Fig. i und 2)
kann auch der untere Doppelhebel 41 (Fig. 2) bis auf die Druckblase verlängert und
unten kolbenartig ausgebildet sein, so daß die Druckstange 5 fortfallen kann.