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Kastenförmiger Innenstempel Bei Grubenstempeln ist d#ie Verwendung
kastenfönniger Innenstempel bekannt, und zwar auch in der Weise, daß zusätzlich
zu den parallel zur Beanspruchungsrichtung verlaufenden Seitenflanschen mittlere
Versteifungsrippen vorgesehen sind. Bei einer sehr alten Bauart hat man zu diesem
Zweck den Innenstempel aus einem U-Profil und aus einem mit diesem beiderseits verschweißten
T-Profil zusa,mmengesetzt, wobei sich der Steg des T-Profils lose auf dem Boden
des U-Profils als Mittelschenkel abstützt. Die Verschweißung der Konstruktion erfolgt
an den Flanschwurzeln.. Bei einer anderen-Bauart hat man das Kastenprofil mit Mittelsteg
dadurch hergestellt, daß ein I-Profil mit breiten Flanschen seitlich durch angesch-weißte
plattenförmige Stege zu einem Kastenprofil geschlossen wurde.
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Bei einer weiteren Bauart kastenförmiger Innenstempel bestehen diese
aus zwei miteinander durch Schweißen, verbundenen U-Profilen, wobei die Seitenflansche
der U-Eisen am seitlichen Ausknicken dadurch gehindert werden sollen, daß ihre freien
Enden. durch ein auf Zug beanspruchtes Glied, nämlich eine Platte, miteinander verbunden
sind. Es wurde auch vorgeschlagen, zusätzlich zu dieser Platte gegebenenfalls parallel
zu den Seitenflanschen verlaufende mittlere Versteifungsrippen anzubringen, deren
einander zugekehrte Enden die auf Zug beanspruchte Platte zwischen sich nehmen.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls einen ka,ste,nförmigen.
Innenstempel, bestehend aus zwei durch Schweißen miteinander verbundenen. gleichen
Profilhälften mit in, Druckrichtung der Schloßkraft verlaufenden Seitenflanschen
und einer zusätzlichen, parallel zu den Seitenflanschen verlaufenden mittleren Versteifungsrippe.
In Abwe#ichung zu den vorbekannten Vorschlägen, insbesondere der zuletzt behandeften
Bauart, kennzeichnet sich die
Erfindung jedoch dadurch, daß die
Profilhälften aus einteiligen E-Profilen bestehen und die f reien Enden der
Seitenflansche und der Mittelrippen sich unter Verzicht auf ein diese verbindendes
Zugelement unmittelbar aufeinander abstützen, wobei nur die Seitenflansche miteinander
verschweißt sind.
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Der Vorschlag gemäß der Erfindung begründet eine unverhältnismäßig
hohe Verformungsstahilität des Innenstempelprofils gegenüber den, Schloßkräften
und gleichzeitig einen besonders niedrigen Grad von Eigenspannungen, so daß der
Stempel in axialer Richtung bei Zugrundelegung gleicher Quersebnittsgröße für das
Innenstempelprofil höher gelastbar ist als vergleichbare bekannte Stempel. Der Innenstempel
gemäß der Erfindung ist außerdem einfacher, d. h. mit geringeren Mitteln
und geringerem Arbeitsaufwand. herstellbar.
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Gegenüber den #rergleichbaren, bekannten Vorschlägen beruht die Erfindung
*auf folgenden besondexen Erwägungen: Beim Aufbau eines Kastenprofils aus normalen.
U-Eisen, kann. ein gewisser Vorteil darin vermutet werden, die freien, Enden der
Seitenflansche der U-Eisen durch ein auf Zug beanspruchtes Glied zu verbinden" weil
die gesamten Schloßkräfte über diese Seitenflansche gegenseitig kompensiert werden
müssen. In Erkenntnis der Erfindung führt aber die Verwendung zusätzlicher, gegen
Druck versteifender Mittelrippen bei derartigen Kastenprofilen insofern zu einer
wesentlichen Änderung der statischen Voraussetzungen, als nunmehr die waagerechten
Schloßkräfte zum größten Teil von der Mittelrippe und weniger von den Seitenflanschen
aufgenommen werden, so daß die Verwendung dieser zusätzlichen Mittelrippe im Widerspruch
zu dem den Aufbau dieses vo#rbelzannten Profils bestimmenden Leitgedanken der Einscha.Itung
eines Zuggliedes steht. Dabei ist die zunächst naheliegende Annahme, daß sieh die
Belastung (gleich,- Querschnitte von Flanschen und Mittelrippen vorausgesetzt) gleichmäßig
auf diese drei Teile verteilt, deswegen unrichtig, weil die Mittelrippe nur axiaJe
Druckkräfte aufnehmen kann und im Gegensatz hierzu die Seitenflansche zusätzlich
auf Biegung beansprucht sind, so daß die Mittelrippe wesentlich mehr, z. B. mehr
als die Hälfte der gesamten Schloßkräfte, aufzunehmen hat.
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Die Einschweißung der auf Zug beanspruchten Platte führt im übrigen
zu einer Verdoppelung des Grades der statischen Unbestimmtheit, wobei sich die sich
aus dieser und der Anzahl der Schweißnähte zusammensetzende Gesanitvorbelastung
zufolge der hierbei notwendigen vier Schweißnähte nochmals gegenüber den Verhältnissen
beim Innensternpelprofil nach der vorliegenden Erfindung verdoppelt. Wird durch
die Verwendung der eingesch-weißten Zugplatte in Verbindung mit U-Profilen mit zusätzlichen,
Mittelrippen auch e-in verhältnismäßlig großer, d. h. annähernd gleicher
Grad der Verformungsstabilität gegenüber den Schloßkräften erreicht, so: ist doch
der Grad der Eigenspannurigen und der Grad der statischen Unbestimmtheit, die als
fe:stigkeitsmindernde Faktoren der Stabilität gegenüberzustellen sind, beide
je doppelt so groß wie bei der Konstruktion gemäß der Erfindung. Bei Unterstellung
gleicher Querschnittsgrößert für das Innenstempelprofil ist daher auch im Falle
der älteren Konstruktion nur eine entsprechend geringere Tragfähigkeit erreichbar,
während andererseits nicht nur ein wesentlich umständliche.res Herstellungsverfahren
(Einschweißen der Zugplatte mittels vier Schweißnähte), sondern auch ein größerer
Materia;laufwand in Kauf genommen werden muß.
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Demgegeiiiiber hat das Profil nach der vorliegenden Erfindung den
Vorteil, daß durch die unmittelbare Abstützung der Profilflansche und der Mittelrippe
aufeinander (also ohne Einschaltung eines Zugbandes) der Grad der statischen Unbestimmtheit
relativ klein gehalten werden kann, unter der Voraussetzung, daß die Mittelrippen.
erfindungsgemäß nicht miteinander verschweißt sind.
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Der vorstehend behandelte Vergleich zwischen der bekannten Konstruktion
und dem Erfindungsgegenstand geht von, der ungünstigen. Annahme aus, daß die Schweißstel#len
im statischen Sinne nicht als feste Einspannungen betrachtet werden können, wobei
diese Unterstellung sowohl bei der Betrachtung der Frage der Verformungsstabilität
als auch bei der Frage des Grades der Vorspannungen zugrunde gelegt ist.
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Geht man umgekehrt von der Annahme aus, daß die Schweißstellen im
statischen Sinne als feste Einspannungen anzusehen sind, so fiele der Vergleich
des Erfindungsgegenstandes mit der älteren Konstruktion hinsichtlich der festigkeitsmindernden
Faktoren, insbesondere der statischen Unbestimmtheit, noch ungünstiger aus. Bei
dieser Betrachtung hätte, nämlich das Profil nach der Erfindung den Vorteil, daß
die Eigenspannungen weniger als ein Viertel derjenigen des bekannten Profils betragen
und nur geringfügig größer sind als die eines aus zwei normalen U-Eisen zusammengesetzten
Kastenprofils, welchem gegenüber aber das angemeldete Profil einen etwa, dreifachen
Widerstand gegen Querschnittsverformung besitzt.
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Obwohl das in erster Linie: behandelte vorbekannte Profil auf der
gleichen, Aufgabenstellung wie die Erfindung beruht, nämlich ein gegen Verformungen
widerstandsfähiges Kastenprofil zu schaffen, sind die Lösungsprin7Apien. grundsätzlich
voneinander verschieden. Während bei dem bekannten Vorschlag die Erhöhung des Widerstandes
gegen Querschnittsverformung mit einer sehr erheblichen Vergrößerung der Eigenspannungen
erkauft ist, indem hierbei die Verwendung eines Zuggliedes zwingend vorgeschrieben.
wird, beruht die Erfindung auf dem Leitgedanken, ein. gegen Querschnittsverfo-rmunggen
widerstandsstarkes Profil mit möglichst geringen, Eigenspannungen zu erzeugen, wobei,
grundsätzlich Versteifungselemente, die quer zur Scl-Aoßkraft gerichtet sind, ebenso
vermieden werden wie eine über das absolute Mindestmaß hinausgehende Anzahl von
Schweißnähten. Wenn gemäß einem Kombinationsmerkmal der Erfindung von, einer Verschweißung
der sich unmittelbar aufeinander abstützenden Mittelrippen abgesehen wird,
so
auf Grund der Erkenntnis, daß eine solche Verschweißung an dieser Stelle deswegen
nur zu einer unwesentlichen Erhöhung der axialen, Knickfestigkeit führen würde,
weil die Beanspruchung in a-,ialer Richtung nach neueren Erkenntnissen bereits im
plastisch deformierharen Bereich liegt und für solche Beanspruchungen im wesentlichen
nur die Größe der Ouerschnittsfläche des Profils, nicht dagegen deren Form (Trägheitsmoment)
maßgebend ist.
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Gemäß einer besonderen Ausführungsfo#rm des Profils nach der Erfindung
sollen die Mittelrippen eine etwas größere Länge als die Seitenflansche besitzen,
derart, daß die beim Zusammenfügen der beiden ProfilhäIften zwischen den Seitenflanschen
entstehenden kleinen Spalte durch die Schweißnähte ausgefüllt sind. Dadurch wird
mit Sicherheit auch unter Berücksichtigung der Walztoleranzen eine Abstützung der
Mittelrippen aufeinander erzielt.
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Die ebenen Stützflächen der Mittelrippen sind zweckmäßig etwas breiter
bemessen. als die entsprechenden Flächen der Seitenflansche.
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Wenn# auch, eine Verschweißung der Mittelstege grundsätzlich nicht
erfolgen, soll, so steht nichts im Wege, diese Mittelstege an den beiden Enden des
Innenstempels auf eine gewisse kurze '\#Teglänge durch Schweißstellen. miteinander
zu verbinden.
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Der Erfindungsgedanke ist sowohl für prismatische als auch in; Längsrichtung
keilfbrrnige Innenstempel verwendbar. Es steht auch nichts im Wege, die durch Warmwalzen
hergestellten Profile anschließend auf kaltem Wege durch einen Ziehr oder Walzprozeß
zu kalibrieren, wozu in der Regel ein einziger Stich ausreichend. sein wird.
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Das Kastenprofil nach der Erfindung ist sowohl für von Hand zu setzende
Stempel verwendbar als auch für Stempel, die für den mechanisierten Strebausbau.
bestimmt sind.
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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung an. einem Ausführungsbeispiel
eines für den mechanisierten Strebausbau bestimmten Stempels dargestellt.
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Fig. i ist ein Aufriß teils im Schnitt; Fig. 2 ist ein waagerechter
Schnitt durch das Schloß.
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Das von der Erfindung vorgeschlagene Profil ist insbesondere aus Fig.
2 ersichtlich. Gemäß dem daxgestellten Ausführungsbeispiel besteht der Innenstempel
i aus, zwei E-Profilen, die einteilig hergestellte Körper bilden.. Die freien Enden
der Seitenflansche :2 und die Mittelrippen 3 stützen sich unmittelbar aufeinander
ab. Dabei sind nur die Seitenflansche miteinander verschweißt, während eine Verschweißung
der Mittelrippe nicht vo-rgesehen ist.
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Der Außenstempel ist mit 5 bezeichnet.
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Das Schloß besteht aus den beiden Federstahlbändern6, die be(i
7 mit der Rückenplatte8 verschweißt sind und die in ihrem Scheitel
9 das Druckstück io tragen. In diesem ist der Nachstellkeil ii verschieblich
angeordnet, welcher das Widerlager für das Kniehebelpnar 12, 13 bildet. Das freie
Ende des Kniehebels 12 stützt sich in einer Pfanne der Druckbacke 14 ab, welche
eine Reibeinlage 15 (insbesondere aus Aluminium) trägt, die in ähnlicher Weise auch
auf der gegen7 überliegenden Seite zwischen Innenstempel und Rückenplatte angeordnet
ist.
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Der Kniehebel 12 ist mit dem Bedienungshebel 16 versehen, durch dessen
Schwenken (von eine. Rückmaschine aus) das Kniehebelsystem und damit das Stempelschloß
auf ein, der gewünschten Tragfähigkeit des Stcmpels entsprechendes Maß verspannt
wird.
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Der Erfindungsgedanke kann beispielsweise bei einem bekannten Handstempel
benutzt werden, bei welchem an Stelle des Kniehebelpaares 12, 13 ein einfacher
Spannhörper in Form eines schwenkbaren Keils benutzt wird, der gleichzeitig das
Setz-und Löseglied b#ildet, und dessen Schwenkung durch den Gebirgsdruck herbeigeführt
wird, wobei die die Reibeinlage- tragende Druckbacke 14 um ein entsprechendes Maß
nach abwärts mitgenommen wird.