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Grubenstempel Die Erfindung betrifft einen Grubenstempel, dessen Innenstempel
durch ein Stempelschloß mittels Reibung gegenüber der Stempelbelastung gehalten
wird. Die Erfindung bezweckt, die Beanspruchung des Stempelschlosses dadurch zu
vermindern, daß die Zahl der Reibflächen vermehrt wird. Gemäß der Erfindung erfolgt
das dadurch, daß Zugleisten vorgesehen sind, die vom Innenstempel in das Schloß
gezogen werden, wo sie reibungsschlüssig gekoppelt sind mit zwischen den Leisten
und dem Innenstempel liegenden Elementen, die sich auf das Schloß aufstützen. Es
ist bereits vorgeschlagen worden, bei einem Grubenstempel Zugleisten vorzusehen,
die vom Innenstempel in das Schloß gezogen werden, wo sie reibungsschlüssig mit
Elementen des Schlosses gekoppelt sind, die sich auf das Schloß stützen. Bei diesem
Vorschlag erfolgt jedoch keine Vermehrung der Reibflächen, und die Elemente des
Schlosses greifen nur auf der Außenseite der Leisten an, die ihrerseits am Innenstempel
anliegen.
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Gemäß einer vorzugsweisen Ausführungsform sind mehrere solcher Leisten
vorhanden. Nach einer weiteren vorzugsweisen Bauart sind die genannten Elemente
des Schlosses in Richtung der Innenstempelbewegung um einen durch Anschläge vorbestimmten
Weg beweglich. Durch solche Anordnung kann man eine Charakteristik des Stempels
erreichen, nach welcher der Einsinkweg des Innenstempels in den Außenstempel bis
zu hohen
Belastungen sehr gering ist, von einer bestimmten sehr
hohen Belastung an im Verhältnis zur weiteren Belastungssteigerung aber verhältnismäßig
groß ist.
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Der Grubenstempel nach der Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise
veranschaulicht. Fig. i zeigt einen Längsschnitt durch ein Schloß gemäß der Erfindung
und Teile des Innen- und Außenstempels, Fig. 2 zeigt einen Querschnitt nach Linie
2-2 der Fig. i, Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt nach Linie 3-3 der Fig. 2, Fig.
4 zeigt einen Längsschnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 5 zeigt einen Querschnitt nach Linie 5-5 der Fig. 4.
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Der Grubenstempel nach den Fig. i bis 3 besteht aus einem kastenförmigen
Außenstempel io, einem darauf aufgeschweißten Schloßkörper i i und einem I-förmigen
Innenstempel 12. Zwei gleichartige Leisten 13 a und 13 b sind. von unten
her über den Flansch des Innenstempels 12 geschoben. Zu diesem Zweck besitzen die
Leisten 13 a und 13 b einen Längsschlitz 13 c. Die Leisten 13 a und
13 b sind im Querschnitt (s. Fig. 2) keilförmig ausgebildet und liegen mit
ihren Keilflächen an einem entsprechenden Keilstück 14 an. Zwischen den gegenüberliegenden
Flächen der Leisten 13a bzw. 13b und den Innenflächen der Flansche des Innenstempels
12 liegen entsprechend geformte Keilstücke 15 a und 15 b. Die Keilstücke 14, 15
a und 15 b sind frei beweglich, ruhen auf entsprechenden an den Außenstempel 12
angeschweißten Konsolen 16 und sind gegen das Herausfallen durch die Teile 12, 13a
und 13b gesichert. Die Keilstücke 14, 15 a und 15 b, die auf der einen
Seite des Innenstempels liegen, werden durch einen Querkeil 17 gegen den Innenstempel
12 bewegt.
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Der in Fig. i bis 3 dargestellte Stempel arbeitet folgendermaßen:
Nachdem der Innenstempel aus dem Außenstempel so weit herausgezogen worden ist,
daß sein Kopf an das Hangende anstößt - in der Regel wird er durch eine Setzvorrichtung
gegen das Hangende mit einem Druck von einigen Tonnen angedrückt -, wird der Keil
17 angeschlagen. Dadurch bewegt sich das Keilstück 14 auf den Innenstempel 12 zu
und drückt die Leisten 13 a und 13 b auseinander. Dadurch werden die Keilstücke
15 a und 15 b zwischen den Leisten 13 a und 13 b einerseits und den Flanschen
des Innenstempels 12 andererseits eingeklemmt. Es tritt also ein erheblicher Druck
zwischen den Teilen 12, 15 a, 13 a, 14, 13 b, 15 b auf, der im Zusammenhang
mit dem Reibungskoeffizienten dieser Teile eine Bewegung des Innenstempels i2 in
den Außenstempel io hinein auch bei hoher Belastung verhindert. Die Größe der Belastung,
bei der eine Bewegung trotzdem erfolgt, und die Größe dieser Bewegung im Verhältnis
zur Steigerung der Last ist in bekannter Weise abhängig von dem Keilwinkel und dem
Reibungskoeffizienten. Bei der dargestellten Anordnung wird durch den Keil 17 nicht
nur das Keilstück 14, sondern werden auch die Keilstücke 15 a und 15 b bewegt.
Das ist aber nicht notwendig. Beim Eindringen des vom Querkeil 17 bewegten Keilstückes
14 erfolgt auf den Innenstempel 12 auch ein Druck in Richtung der Eindringbewegung.
Infolgedessen dringt auch das am Schloßkörper 1 i anliegende Keilstück 14 zwischen
die Leisten 13a und 13 b ein, so daß auch an dieser Seite eine Verlclemmung zwischen
Innenstempel und Teilen des Schlosses erfolgt.
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Vorzugsweise wird die Anordnung in folgender Weise abgewandelt: Der
Steg des Innenstempels 12 ist von oben nach unten hin leicht verjüngt. Beim Setzen
des Stempels werden die Keilstücke 14, 15 a, 15 b mit einigen Millimetern
Abstand von den Konsolen 16 eingesetzt und in dieser Stellung durch den Keil 17
festgeschlagen. Zur Einstellung eines bestimmten Abstandes der Keilstücke von den
Konsolen kann hier eine Feder eingesetzt sein. Wenn der Stempel eine Belastung erfährt,
die größer ist als die durch den Keil 17 gegebene Setzlast, so beginnt der Innenstempel
12 zusammen mit den Teilen 14, 15 a., 15 b in das Schloß einzusinken. Eine
solche anfänglich geringe Nachgiebigkeit des Stempels liegt manchmal im Interesse
der Kohlengewinnung. Damit jedoch das Gebirge dadurch nicht in unzulässiger Weise
in Bewegung gerät, wird dieser Einsinkweg des Stempels in der Regel nur wenige Millimeter
betragen. Er kann durch den Abstand, mit dem die Teile i.I. 15 a und 15 b gegenüber
den Konsolen 16 eingesetzt sind, bestimmt werden. Die Charakteristik des Stempels
in diesem Gebiet, d. h. die Abhängigkeit des Einsinkweges von der Belastung, hängt
hier vor allem auch von der Verjüngung des Steges des Innenstempels 12 ab. Sobald
die Keilstücke 14, 15 a, 15 b sich auf die Konsolen 16 aufgesetzt haben, werden
die Leisten 13 a, 13 b und damit der Innenstempel 12 durch um das Mehrfache
größere Reibungskräfte gehalten, da jetzt auch die Keile 14, 15 a, 15
b, die bis dahin vom Innenstempel 12 mitgenommen wurden, gegenüber den Flanschen
des Innenstempels und gegenüber den vom Innenstempel mitgenomrnenen Leisten 13 a,
13 b reibungsschlüssig arbeiten. Infolgedessen hält der Stempel eine Erhöhung
der Belastung um das Mehrfache aus, ohne daß der Innenstempel weiter einsinkt. Erst
von einer bestimmten Belastung an, die vorzugsweise in der Nähe der maximalen Stempelbelastung
liegt, überwindet der Innenstempel 12 die Reibung und sinkt weiter entsprechend
dem Maße der Verjüngung seines Steges ein.
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Um den Anstieg der Charakteristik in der Periode, in der der Stempel
bei geringerer Belastung einsinkt, wesentlich steiler zu machen als beim Einsinken
in der Nähe der maximalen Belastung, kann man die Reibungsverhältnisse an den jeweils
arbeitenden Teilen entsprechend einrichten. Ein anderer Weig, der in einfacher Weise
zu dem gleichen Ziel führt, besteht darin, daß man die Keilstücke 14, 15 a, 15
b oder einen Teil derselben auch in der senkrechten Richtung keilig gestaltet,
so daß sie sich von oben nach unten verjüngen. Dadurch
wird die
Druckaufnahme des Stempels je Längeneinheit des Einsinkweges vergrößert, solange
der Innenstempel diese Keilstücke in das Schloß hineinzieht.
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Statt den Steg des Innenstempels 12 von oben nach unten zu verjüngen,
kann man auch die Leisten 13 a, 13 b von oben nach unten verjüngen.
:Ulan kann dies in besonders einfacher Weise dadurch erreichen, daß man den Längsschlitz
13c trapezförmig macht mit der großen Basis oben. :Ulan kann selbstverständlich
mehrere dieser Formen gleichzeitig benutzen.
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Die Beanspruchung der einzelnen Teile dieses Stempels ist insofern
sehr günstig, als die Leisten 13a und 13b insbesondere auf Zug beansprucht
werden. Jede der im Ausführungsbeispiel aus einem Stück bestehenden Leisten kann
auch aus zwei Stücken bestehen, die unten miteinander verbunden sind, beispielsweise
durch einen Bolzen, der sich entweder gegen das untere Ende des Innenstempels legt
oder durch ein Loch im unteren Ende des Innenstempels hindurchgeht. Eine besondere
.Befestigung der oberen Enden der Leisten ist in der Regel nicht erforderlich. Man
kann aber auch hier die Leisten miteinander verbinden, z. B. durch einen Bolzen,
auf dem sie sich gegeneinander ein wenig bewegen können.
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Bei der Anordnung nach den Fig. ,4 und 5 besteht der Innenstempe122
aus einem kastenförmigen Profil und die Leisten 23 a und 23 b aus einfachem Flacheisen.
Die Leisten 23 a und 23 b sind mit dem Innenstempel durch Bolzen verbunden, von
denen der eine Bolzen 28a durch das untere Ende des Innenstempels hindurchgeht,
während ein oberer Bolzen 28b oberhalb des Schlosses 21 durch den Innenstempel 22
hindurchgeht. Zwischen dem Innenstempel und den Leisten 23 a und 23 b liegen Zwischenstücke
29a bzw. 29b, die auf die Schloßwandung aufgehängt sein können. Durch Anschlagen
eines Querkeiles, der entweder unmittelbar auf eine Leiste, besser aber - wie in
der "Zeichnung dargestellt - über ein Zwischenstück 3o auf die Leiste 23 b einwirkt,
werden Innenstempe122 über vorzugsweise ein weiteres Zwischenstück 29a und die Leiste
23a zwischen die Teile des Schlosses eingeklemmt. Infolge der Vervielfachung der
im Kraftwege liegenden Reibungsflächen wird die Kraft, die bei der Belastung des
Stempels auf die Schloßwandung wirkt, erheblich verkleinert. Zur Erhöhung der auf
die Leisten wirkenden Schloßkräfte können entweder die Leisten oder die auf den
Leisten reibenden Teile des Schlosses mit Stoffen belegt sein oder aus Stoffen bestehen,
die einen größeren Reibungskoeffizienten besitzen. In manchen Fällen ist es zweckmäßig,
die Leisten selbst oder die mit ihnen zusammenarbeitenden Teile des Schlosses aus
Leichtmetall herzustellen, zumal dadurch das Gewicht des Stempels verringert wird.
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Ebenso wie bei der Ausführungsart nach den Fig. i bis 3 können nach
der Ausführungsart nach den Fig. 4 und 5 der Innenstempel 22 und/oder die Leisten
23 a, 23 b und auch die Zwischenstücke 29 a und 29b verjüngt sein.
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Man kann auch eines der Zwischenstücke 29a, 29 b (und ebenso eines
der Keilstücke 1q., 15 a, 1 5 b)
in umgekehrter
Richtung verjüngen. Beim Belasten des Stempels trägt ein solches Keilstück zu dem
steileren Anstieg der Charakteristik nichts bei. Der Vorteil dieser Anordnung ergibt
sich aber beim Rauben. Wenn nämlich der Keil 27 zwecks Raubens gelöst wird,
gibt ein so geformtes Stück den Innenstempel sofort auf großer Fläche frei, so daß
der Innenstempel mit Sicherheit vollständig in das Schloß und den Außenstempel einsinkt
und somit der Stempel leicht geraubt werden kann.
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Ein in umgekehrter Richtung verjüngtes Zwischenstück kann mit besonderem
Vorteil in der Weise benutzt werden, daß es durch ein festes Distanzstück gehindert
wird, vom Innenstempel in das Schloß hineingezogen zu werden, wobei man das Distanzstück
so einrichtet, daß es das Zwischenstück freigibt, wenn der Stempel eine Belastung
erfährt, die in der Nähe der Maximalbelastung liegt. Beispielsweise kann man zwischen
dem Zwischenstück und seiner Auflage einen Körper einschalten, der bei einem Druck,
welcher dem Maximaldruck des Stempels entspricht, zerdrückt wird. Man kann z. B.
das Zwischenstück durch einen Scherbolzen oben halten. Sobald das Haltestück zerdrückt
oder der Scherbolzen abgeschert ist, rutscht das Zwischenstück nach unten und gibt
dem Innenstempel so viel frei, daß er um einen erheblichen Betrag in das Schloß
einsinken kann. Die Anordnung wirkt also als eine zuverlässige Sicherung des Stempels
gegen Bruch infolge Überbelastung.