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Grubenstempel Es sind Grubenstempel bekannt, bei welchen der Oberstempel
aus zwei oder mehreren gleichsinnig nebeneinander angeordneten Winkeleisen besteht,
zwischen welchen eine im Schloß in senkrechter Ebene unverschiebliche Reibeinlage
eingeschaltet ist, die ebenfalls eine winklige Grundform besitzt. Bei dieser Bauart
bilden die Schenkel der Winkelprofile die Reibflächen, so daß eine Ausnutzung der
»Keilnutenreibung« stattfindet. Ferner sind die Schenkelenden des inneren Winkelprofils
in Nuten eines Schloßkörpers geführt. Durch die große Anzahl und die besondere Anordnung
der Reibflächen wird eine sehr hohe Reibung im Schloß erzeugt, so daß die Horizontalspannung
im Schloß gegenüber anderen vorbekannten Stempelkonstruktionen in vorteilhafter
Weise verringert wird.
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Der bekannte Stempel dieser Ausbildung stellt noch keine vollkommene
Lösung dar, weil die Oberstempel aus zwei gleichsinnig angeordneten Winkelprofilen
den statischen Anforderungen, insbesondere hinsichtlich der notwendigen Knickfestigkeit,
nur dann entsprechen, wenn sie unverhältnismäßig schwer ausgebildet werden.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, den Vorteil der hohen
Reibung des bekannten Stempels auszunutzen, den beschriebenen statischen Nachteil
aber zu vermeiden. Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß unter Verwendung
eines Oberstempels,
welcher aus zwei mit winklig zueinander gerichteten,
als Reibflächen ausgebildeten Schenkeln versehenen Profilen besteht, zwischen welchen
eine im Schloß in senkrechter Ebene unverschiebliche Reibeinlage angeordnet ist,
nunmehr die Enden der nach außen divergierenden Schenkel der im wesentlichen spiegelbildlich
angeordneten beiden Profile einander zugekehrt in Nuten der Reibeinlage geführt
sind. Auf diese Weise gelangt man zu einem Oberstempelprofil, das in seinen statischen
Eigenschaften weitgehend denjenigen eines geschlossenen Kastenprofils entspricht,
d. h. bei verhältnismäßig geringem Gewicht eine hohe Tragfähigkeit und Knickfestigkeit
besitzt.
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Im Rahmen der Erfindung können die Innenstempelprofilhälften verschiedenartig
ausgebildet sein. So kann man -winkelartige oder halbrohrähnliche Profile benutzen.
Zweckmäßig ist es, wenn der Oberstempel aus zwei U-artigen Profilhälften mit nach
außen geneigten, die Reibungsflächen bildenden Flanschen besteht. In allen Fällen
müssen natürlich die Profilhälften sowohl am oberen als auch am unteren Ende in
geeigneter Weise miteinander gekuppelt sein.
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Die günstigsten Verhältnisse ergeben sich, wenn die Reibflächen der
Reibeinlage etwa die gleiche Größe haben wie diejenigen, mit welchen die Profilschenkel
in den korrespondierenden Teilen des Schlosses anliegen. Um dies zu erreichen oder
jedenfalls eine allzu starke Differenz zwischen diesen beiden Reibflächengruppen
zu vermeiden, kann man die Enden der Profilschenkel verbreitern oder keilig zuschneiden.
Die keilige Ausbildung ist am günstigsten, weil man dann auch in der Reibeinlage
die höhere Keilnutenreibung ausnutzt.
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Das Oberstempelprofil nach der Erfindung bringt den weiteren Vorteil
mit sich, daß das Schloß sehr einfae.h ausgebildet sein kann. Die bei manchen modernen
Stempeln erforderlichem vielteiligen Kehlgetriebe unter Einschaltung nicht selbsthemmender
Keile können fortfallen, ohne daß das Rauben des Stempels erschwert wird. Eine besonders
zweckmäßige Bauart des Schlosses ergibt sich, wenn man zwischen einem nur an den
Reibungsflächen der einen Inrienstempelprofilhälfte anliegenden selbsthemmenden
Widerlager und einem diesem zugeordneten horizontalen Setz- und Lösekeil eine sich
auf den Schloßboden abstützende Druckbacke einschaltet, gegen welche sich das Widerlager
finit einer ebenen Fläche abstützt. Das Widerlager kann hierbei als prismatischer
Körper oder Vertikalkeil ausgebildet sein. In. jedem Fall wird durch die Einschaltung
der sich auf den Schloßboden abstützenden Druckbacke der Vorteil erreicht, daß die
vertikale Kraftkomponente in vollem Umfang von der Druckbacke aufgenommen und unmittelbar
und am kurzen Hebelarm über den Schloßboden auf den Unterstempel übertragen wird.
Bei Stempelschlössern anderer Bauart ist die Einschaltung eines sich auf den Schloßboden
abstützenden Zwischenstücks bekannt. Hierbei wird aber nur ein Teil der Vertikalkräfte
durch dieses Zwischenstück am kurzen Hebelarm auf den Unterstempel übertragen, während
die restliche Vertikalkraft von einem dem erwähnten Stützglied nachgeschalteten
Glied der geilkette über einen besonderen Sattelkeil und am längeren Hebelarm auf
den Schloßboden übertragen wird.
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Bei dem Stempel nach der Erfindung kann zwischen das selbsthemmende
Widerlager für die eine Profilhälfte des Innenstempels und die Druckbacke ein vertikaler
Vorspannkeil eingeschaltet werden, welcher nach dem Anschlagen des Horizontalkeils
zur Erhöhung der Vorspannung auf z. B. 15 bis 2o t eingetrieben wird.
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Das selbsthemmende Widerlager kann auch als Schleppkeil ausgebildet
sein.
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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung an verschiedenen
Ausführungsbeispielen dargestellt.
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Fig. i zeigt den Stempel im Längsschnitt; Ftig. 2 ist ein Schnitt
nach Linie II-II der Fig. i in größerem Maßstab; Fig. 3 zeigt eine Reibungszwischenlage
in Seitenansicht; Fig. q. zeigt eine zweite Ausführungsform des Stempels im Längsschnitt;
Fig. 5 bis 7 zeigen ein Oberstempelprofil in schematischer Darstellung, und zwar
in Ansicht und in Querschnitten nach den Linien VI-VI und VII-VII der Fig. 5 ; Fig.
8 bis io zeigen eine weitere Ausführungsform des Oberstempels, ebenfalls in Ansicht
und O_uerschnitten nach Linien IX-IX und X-X der Fig. 8; Fäg. ii bis 15 zeigen verschiedene
Querschnittsformen des Oberstempels; Fig. 16 zeigt eine Besonderheit in größerem
Maßstab; Fig. 17 und 18 zeigen im Längs- und Horizontalschnitt eine weitere Ausführungsform.
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Bei dem Stempel nach Fig. i und 2 besteht der Oberstempel aus den
U-artigen Profilen i und 2, deren Schenkel 3 derart geneigt sind, daß sie jeweils
in Richtung auf den Profilsteg gesehen, nach außen konvergierende Reibungsflächen
,4 bilden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt der von den Reibungsflächen
q. eingeschlossene Winkel 6o°, er kann jedoch auch kleiner oder größer, z. B. 9o
°, bemessen sein. Die einander zugekehrten Enden 5 der Schenkel 3 führen sich in
Nuten 6 einer im Schloßgehäuse in senkrechter Ebene unverschieblich gelagerten,
plattenförmigen Reibzwischenlage 7.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 bilden die Nuten 6 im Querschnitt
einen Kreisabschnitt. Sie können j edoch auch, wie Fig. i i bh-s 15 und 18
zeigen,
eine andere Ausbildung erhalten.
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Das Schloßgehäuse besteht aus dem U-förmigen Stahlband 8, welches
mittels der Bodenplatte 9 auf dem rohrförmigen Unterstempel io befestigt ist. Zwischen
den Seitenwangen des Schloßbandes 8 ist das Widerlager i i befestigt.
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Zwischen der Profilhälfte 2 und dem Schloßband 8 ist ein sich auf
den Schloßboden 9 abstützender Reibungskörper 12 untergebracht,welcher
sich
gegen das Schloßband in einer halbkreisförmigen Fläche 13 - um eine senkrechte Achse
schwenkbar - abstützt. Dieser Reibkörper 12 besitzt Reibflächen, die den Flächen
4. der Profilhälfte 2 entsprechen.
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Mit 14 ist ein selbsthemmendes Wi.derlager des Schlosses bezeichnet,
welches den Reibflächen 4 der Innenstempelhälfte i entsprechende Reibflächen besitzt.
Das Widerlager 14 legt sich bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. i und 2 mit seiner
ebenen Außenfläche gegen einen vertikalen Vorspannke l 18 an, der sich wiederum
gegen die Druckbacke 17 anlegt. Mit 15 ist der horizontale Setz- und Lösekeil bezeichnet,
der in pfannenartigen Nuten 16 des Widerlagers ii bzw. i9 der Druckbacke geführt
ist. Auf diese Weise ergibt sich - wie dies an sich bekannt ist - eine Schwenkbarkeit
der Druckbacke um eine waagerechte Achse. Der Reibungskörper 1a und das Widerlager
14 können aus einem Werkstoff größerer Härte als der Innenstempel hergestellt sein.
Das durch das Schloßband 8 gebildete Schloßgehäuse ist an der offenen Seite und
nach oben hin durch ein U-förmig gebogenes Blech 20 im wesentlichen abgedeckt. In
der Darstellung der Fig. a ist dieses Band teilweise fortgelassen. Der Oberstempel
kann in Längsrichtung prismatisch oder kei.lig ausgebildet sein. Wie Fig. z zeigt,
ist hier eine keilige Ausbildung vorgesehen, wobei die Keilform durch Verringerung
der Wandstärke der Schenkel 3 erzeugt ist (vgl. die gestrichelten Linien in Fig.
2).
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Die Profilhälften i und 2 sind am oberen Ende mit der Kopfplatte verschweißt.
Am unteren Ende sind die Profilhälften mit sich übergreifenden Ansätzen 21 versehen,
wobei die Profilhälfte 2 sich auf den Ansatz 21 der Profilhälfte i abstützt. Die
Ansätze 21 können aber auch anderweitig, z. B. zahnartig, im Eingriff stehen. Auf
diese Weise wird eine Relativverschiebung der Profilhälften zueinander in senkrechter
Ebene verhindert. Dadurch, daß sich der eine der Ansätze :2i in ausgezogenem Zustand
des Stempels gegen die Reibeinlage 7 anlegt, ist ein völliges Herausziehen des Oberstempels
verhindert.
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Zum Lösen des Stempels genügen ein oder wenige Schläge mit einem leichten
Hammer auf den Horizontalkeil 15. .
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Die Bauart nach Fig. 4 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig.
i und 2 dadurch, daß das Widerlager der Profilhälfte i als Schleppkeil 14 ausgebildet
ist, der sich seiner ebenen Rückseite 14" gegen die Druckbacke 17 anlegt. Im übrigen
entspricht die Bauart dieses Schleppkeils der in Fig. 2 dargestellten Form des Widerlagers
14. Fig. 4. zeigt die Stellung des Schleppkeils unmittelbar nach dem Setzen des
Stempels. Wird der Innenstempel unter der Wirkung des Gebirgsdrucks eingeschoben,
so nimmt er den Schleppkeil 14 mit, wobei durch den erzeugten Horizontalschub eine
entsprechende Steigerung der horizontalen Schloßspannung und damit der Tragfähigkeit
des Stempels erreicht wird. Ein Stempel dieser Art ist verhältnismäßig »starr«.
Auch bei diesem Ausführungsbeispiel kann der Oberstempel in Längsrichtung prismatisch
oder keilig ausgebildet sein bzw. es kann bei der Benutzung des Stempels ein prismatischer
Stempel gegen einen keiligen oder umgekehrt ausgetauscht- werden, wenn die Betriebsverhältnisse
dies zweckmäßig erscheinen lassen. Im allgemeinen ist es am günstigsten, wenn man
dem Oberstempel eine geringe Keilneigung z. B. von i :Zoo bis i :50o gibt.
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Will man bei derBauart nachFig.4 eine größere Nachgiebigkeit des Stempels
erreichen, so kann man den Keil 14 bereits beim Setzen in seine unterste Lage bringen.
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In Fig. 5 bis 7 ist ein Oberstempelprofil dargestellt, bei welchem
beide Profilhälften i und 2 in Längsrichtung keili.g ausgebildet sind. Zur Erzeugung
der Keilform besitzen die Schenkel 3 an den Enden parallel zueinander verlaufende
Ansätze 5, die in Längsrichtung keilig zugeschnitten sind.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 8 bis io ist nur das Profil i
in Längsrichtung keilig ausgebildet.
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Bei Fig. i i sind die beiden Profilhälften als Winkeleisen ausgebildet.
Die Keilform wird hierbei durch keiliges Zuschneiden der Schenkel unter Beibehaltung
der gleichen Wandstärke auf der ganzen Länge des Stempels erreicht.
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Fig. 12 zeigt zwei Spezialprofile U-artiger Grundform mit geneigten
Flanschen, bei denen die Keilsteigung durch Verringerung der Wandstärke der Schenkel
3 erreicht ist.
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Fig. 13 zeigt die Verwendung von Halbrohrprofilen mit durch entsprechende
Bearbeitung erzeugten ebenen Reibungsflächen 4 (die auch ballig geformt sein können).
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Bei Fi.g. 14 sind zwischen die Reibflächen 4 und die entsprechenden
Widerlager im Schloß noch besondere Reibzwischenlagen 4a (z. B. aus Leichtmetall)
eingeschaltet.
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Fig. 15 zeigt eine Querschnittsform, welche im wesentlichen dem in
Fig.8 bis io dargestellten Profil entspricht.
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Die bei allen Ausführungsbeispielen vorhandenen Nuten 22 sind vorgesehen,
damit nur die schrägen Flächen 4 zum Tragen kommen. Die Ausbildung dieser Nuten
22 ist in Fig. 16 in größerem Maßstab dargestellt. Man erkennt, daß die Nut derart
verbreitert ist, daß die Kanten 24. bei jeder Stellung frei liegen, so daß diese
Kanten nicht zu einer Gratbildung führen können. Aus dem gleichen Grunde sind die
Kanten 23 in dem Widerlager 14 abgerundet. Die gleiche Ausbildung ist natürlich
bezüglich des Reibkörpers 12 vorzusehen.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 17 und 18 besitzt die plattenartige
Reibeinlage 7 beiderseits Verstärkungsansätze 7a, in welchen Keilnuten 6 zur Aufnahme
der Schenkelenden 5 vorgesehen sind. Gegenüber den Verhältnissen bei den vorstehend
beschriebenen Ausführungsformen ergibt sich hierbei eine wesentliche Vergrößerung
der in der Reibeinlage wirksamen Reibungsflächen. Diese Anordnung bringt die Möglichkeit
mit sich,
die letztgenannten Reibflächen in ihrer Größe annähernd
gleich den Reibflächen 4 zu bemessen.
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Das Widerlager für die Profilhälfte i ist als Schleppkeil 14 (vgl.
Fig. 4) ausgebildet. Zusätzlich ist noch der senkrechte Vorspannkeil i8 eingeschaltet.
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Wie Fig. 17 erkennen läßt, sind die in den Seitenwangen des
Schlosses zur Durchführung des Horizontalkeils 15 vorgesehenen Ausnehmungen 25 so
geformt, daß der Keil in diesen Wangen nicht aufliegt. Auf diese Weise soll vermieden
werden, daß durch den Keil Vertikalkräfte auf die Schloßwangen übertragen werden,
eine Aufgabe, die ausschließlich der Druckbacke 17 zufallen soll.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 17 und 18 wird der Schloßboden
durch das U-förmige Band 2o gebildet. .
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Ein besonderer Vorteil- des Stempels nach der Erfindung besteht darin,
daß er auf einfachste Weise verschiedenen betrieblichen Bedingungen unter Erzeugung
verschiedener Druckwegkurven angepaßt werden kann. Will man beispielsweise den Stempel
nach Fig. i ohne Vorspannkeil 18 verwenden, so ist lediglich die Auswechselung des
Horizontalkeils gegen einen solchen größerer Breite erforderlich.
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Wenngleich die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen
der . Schloßkonstruktion für das Zusammenwirken mit den von der Erfindung vorgesehenen
Oberstempelprofilen besonders günstig sind, so ist es doch möglich, auch eine andere
Schloßkonstruktion, also ein Keilgetriebe anderer Art, zu verwenden.