DEP0013208DA - Sicherungskörper für verstellbare eiserne Gruben- stempel. - Google Patents

Description

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Dr.-Ing, Arnold Haarmana ^?**^ <2?2j£ ⁵ * ^{9e 1948 Be}·""

Sicherungskörper in Stempelschlössern bei verstellbaren eisernen Grubenstempeln,,

Verstellbare eiserne Grubenstempel in den verschiedensten Ausführungen finden heute fast durchweg im Grubenbetrieb für die Stützung des Hangenden im Streb Verwendung» Sie bestehen im wesentlichen aus zwei Teilen, und zwar aus dem Unterstempel mit Schloss und aus dem in diesem gleitenden Oberstempel_s um ein Anpassen des Stempels an die verschiedensten Flözmächtigkeiten zueT-iaöglichen» Durch das Schloss wird der Stempel in seiner ausgezogenen der Flözmächtigkeit angepassten Lage verriegelt, und zwar entwe der starr oder gewollt nachgiebig« Die gewollte Nachgiebigkeit wire durch die Einlegung einer Quetscheinlage im Stempelschloß erreicht, die bisher üblicherweise aus Holz in ungepreßtem oder vorgepreßtem Zustand bestand«,

Während man früher auf dem Standpunkt stand, der Stempel müsse dem Gebirgsdrucke nachgeben, haben neuere Erkenntnisse auf dem Gebiete des Gebirgsdruckes gezeigt, daß das Gebirg© unbedingt starr abgefangen werden muß* wenn eine Aufblätterung der Hangendschichten und Verschlechterung der Arbeitsbedingungen verhindert werden sollen» Man erblickt daher heute in der Nachgie bigkeit des Stempels lediglich eine Notwendigkeit für einen Überlastungsschutz für den Stempel, um diesen bei zu hoher Belastung gegen Zerstörung zu schützen«, Diese Gefahr ist bei den nachgiebigen Stempelausführungen bis zu einem gewissen Grade vermieden, jedoch sind derartige Stempel wiederum zu weich, indem die Nachgiebigkeit bereits zu einem Zeitpunkt der Belastung einsetzt, zu dem der Stempel noch starr sein soll, und nicht erst dann, wenn der Druck des Hangenden den Stempel gefährdende Ausmasse annimmt« Is verschlechtert sich daher wegen ungenügender Anfangstragfähigkeit des Ausbaues (tor Zustand des Hangenden infolge allzu grosser Gebirgssenkung in einen

solchen Masse, dass der Einsatz 1eistungssteigernder Gewinnungs- und Lademaschinen wegen des schlechten Hangenden unmöglich gemacht wircL Es ist daher bei einem neuzeitlichen Abbaustempel anzustrechem Gröaste Starrheit des Stempels bis fast an dessen Bruchgrenze, dann aber eine Nachgiebigkeit durch Einlage eines rechtzeitig ansprechenden Sicherungskörpers in das Stempelschloss, um bei weiter zunehmendem Gebirgsdruck eine Überlastung des Stempels und damit dessen Beschädigung oder Zerstörung zu verhüten*

Untersucht man nun die Frage, ob die heute im Gruben~ betrieb zur Verwendung gelangenden nachgiebigen Abbaustempel ein derartiges Sicherungselement besitzen, so muss man diese Präge unbedingt verneinen« Denn die heute für die Erzielung der !Nachgiebigkeit übliche ins Stempelschlqss gelegte Holzeinlage spricht viel zu früh an, um die verlangte anfängliche Starrheit des Stempels zu gewährleisten» Auch vorgepreßte Holzeinlagen führen nicht zu dem angestrebten Ziel, da sie, wie praktische Druckversuche gezeigt haben, den Stempel immer noch eine zu weiche Eigenschaft verleihen« Ausserdem behält das Holz auch nach Zerstörung seiner Faser allzusehr einen Zusammenhang, indem es bei weiterem Zusammenpressen wieder starr wird. Die Holzeinlagen geben daher dem Stempel bei ansteigender Lage die Eigenheit steigender Starrheit, während gerade di© entgegengesetzte Eigenheit erwünscht und angestrebt wird, wie anfangs erwähnt wurde« Holzeinlagen eignen sich daher nicht als- Sicherungselemente Wollte man bei nachgiebigen Stempeln die hier übliche Holzeinlage durch eine massive Metalleinlage ersetzen, so würde der Stempel seine Nachgiebigkeit verlieren, also gänzlich starr werden und dadurch der Gefahr der Zerstörung bei Überlastung durch den Gebirgsdruck unterliegen. Was benötigt wird ist also nicht ein Quetschkörper, welcher anfänglich weich ist und bei steigender Zusammendrückung von grösserer Härte und Widerstandsfähigkeit wird_? sondern umgekehrt ein Sicherungskörper, welcher anfänglich von hoher

Iragkraf-t ist und bei Erreichung eines gewollten Höehstdruckes nach« gibt* Ein derartiger Sicherungskörper würde dem Abbaustempel die angestrebte erforderliche Eigenschaft verleihen.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein Sicherungsk'ör— per für Abbaustempel mit einer Einlage im Stempelschloss, wobei die Erfindung darin besteht? dass der die Einlage bildende Sicherungs— körper unter steigender Belastung anfänglich von hoher Tragfestig— keit ist ₉ dagegen bei Erreichung eines gewollten Höehstdruckes aber durch seitliches Ausweichen seiner tragenden Wände nachgibt, zu welchem Zweck der, Sicherungskörper eine dies ermöglichende geeignet© Formgebung besitzt und aus einem geeignetem Werkstoff hergestellt ist«,

Verschieden© Ausführungsformen derartiger Körper sind denkbary wie beispielsweise die verschiedenen Abbildungen der Zeichnung zeigen, womit aber noch nicht alle Ausführungsmöglichkeiten erschöpft sind«

Um auf möglichst geringem Raum eine möglichst hohe Festigkeit bei geringem Werkstoffaufwand au erzielen, ist es zweckmässig, den Sicherungskörper als Hohlkörper auszubilden, wobei sich solche aus S„tahl am geeignesten erwiesen haben» So z_eB„ kann man als Sicherungseinlage für das Stempelschloss ein Rohr 1 verwenden, wie es die Abb, 1 der Zeichnung zeigt« Der Hohlraum im Körper ermöglicht eine gute Nachgiebigkeit, während die geringe Wandstärke einen grossen Hub der pressenden Backen 2 und 3 (beim Zweck der Verwendung die Schlosselemente) gewährleistet«

Anstelle des einfachen Bohres kann auch ein Doppelrohr 4 nach Abbe 2 als Sicherungskörper Verwendung finden» Dies hat den Vorteil einer geringeren Wandstärk® bei gleicher Stützkraft, da in diesem Falle bei der Zusammenpressung vier tragende Rohrwände zu verformen sind. Infolge der geringeren Wandstärke ist ein grösserer Gesamthub zwischen den Baken 2 und 3 zu erzielen, bevor die Rohre völlig platt gedrückt sind, wonach der Körper wieder die unerwünsch-

te starre Eigenhalt erhalten würde«

Will man den Unterschied zwischen der anfänglichen Unnachgiebigkeit des Körpers und seiner späteren Nachgiebigkeit besonders gross gestalten, so gibt man den Einzelrohren 5 eine ovale Form, wie dies die Abb„ 5 zeigt» Der Körper wird dabei so in das Stempelschloss eingelegt, dass die lange Achse des Ovals in Richtung des ausgeübten Druckes zu liegen kommt« Je weniger gekrümmt die langen Wände des Ovals sind, desto härter ist die Anfangseigenheit des erzählten Druekkurve»

In weiterer Verfolgung deses Gedankens kann man die in der Druckrichtung liegenden Wände auch völlig gerade gestalten und kommt damit zu einem Vierkantrohr S₉ wie die Abb« 4 wiedergibt»

Wird ein solches Vierkantrohr, welches naturgemäss auch rechteckigen Querschnitt haben kann, in die Schlosstasche des Stempels eingelegt, so wäre es möglich aber unerwünscht, wenn die tra~ genden Wände beim Kachgeben nach aussen hin ausweichen würden« Sie legten sich dann gegen die Seitenwandung der Sehlosstasehe und stützten sich gegen diese ab, was zu einer Versteifung des Sicherungskörpers führen würde und wodurch ein sicheres Ansprechen des Körpers zu einem vorbestimmten Punkt der Belastungskurve in Frage gestellt wäre₀

Um dies zu vermeiden, wird in weiterer Ausbildung des Erfindungsgedankens vorgeschlagen, den Sicherungskörper so auszubilden, dass seine tragenden Wände gezwungen sind, sich nach innen zu verformen» Dies wird mit Sicherheit durch eine geringe Verformung der tragenden Wände in Richtung der gewünschten Ausweichbewegung, also nach dem Innern des Sicherungskörpers hin, erreichtoAbb* 5 zeigt einen derartigen Körper I₉ wobei 8 und 9 die gedrückten Wände und 1o und 11 die tragenden Wände des Körpers 7 darstellen, der aus Stahlblech geeigneter Stärke hergestellt sein kann« Die tragenden Wände Io und 11 sind, wie die Abbildung zeigt, etwas· naeh dem Innern des Hohlkörpers hin durchgedrückt, sie müssen also unter der Beiast-

ung - durch Pfeile ist die &iehtung des Druckes und des Gegendruckes der Schlosselemente angedeutet - in der vorbestimmten Richtung nach, dem Innern des Hohlkörpers zu ausweichen,, Dadurch wird der Hohlkörper unabhängig von jeglicher Beeinflussung durch benachbarte Wände der Schlosstasche₉ wie dies bei einem Ausweichen der tragenden Wände des Hohlkörpers nach aussen zu der fall sein würde*

loch ®in weiterer Vorteil wird durch die Durchwölbung der tragenden Wand© des Hohlkörpers nach dessen Innern hin erreicht» Drücken sich nämlich die ursprünglich etwa gerade tragenden Wände nach aussen hin durch, so biegen sich erfahrungsgemäss die belasteten Wände 8 und 9 nach dem Innern des Hohlkörpers hin durch. « Dies führt soweit, dass eine etwa vorhandene Schweissnaht aufplatzten kann und dauert solange, bis sich die Flächen der Wände 8 und 9 berühren, worauf der Siche'rungskSrper eine erhöhte Festigkeit gegen weitere Zusammendrückung bekommte Dies würde der gewünschten Druckeigenheit, die eine möglichst gleichmässige sein soll, zuwider laufen*

Wird aber erfindungsgemäss der Sicherungskörper so ausgebildet, dass sich die tragenden Wände 1o und 11 nur nach innen durchwölben, so haben die belasteten Wände 8 und 9 das Bestreben, sich nach aussen hin durchzubiegen« Daran werden sie aber durch die Druckbacken 2 und 3 des Stempelschlosses gehindert« Infolgedessen hat der ganze Sichierungskörper eine erhöhte Festigkeit« Es kann daher zur Erreichung einer bestimmten Festigkeit ein dünnerer Werkstoff gewählt werden als bei einem Hohlkörper, dessen tragende Wände sich nach aussen wölben,, Der ganze Körper kann also aus dünnem Blech hergestellt werden und wird dadurch außerordentlich billig, zumal bei dem Vorschlag auch noch Sehweissnähte zulässig sind* Man ist also nicht gezwungen, für die Herstellung des Sicherungskörpers teueren nahtlosen Werkstoff zu verwenden»

Ist der Hohlkörper quadratischen oder rechteckigen Querschnittes, so zwigt er gelegentlich die ITeigung, sich par alle logrammartig zu verschieben, wenn die drückenden Flächen des Schlosskörpers etwas Seitenbewegliehkeit aufweisen« Um dieser Neigung vorzubeugen, wird der Querschnitt des Sicherungskörpers 12 zweckmässig trapezförmig gestaltet", wie dies die Abb* 6 zeigt. Hier ist eine trapezförmige Ausführungsform mit geraden tragenden Wänden 13 und 14 wiedergegeben, zweckmässig ist aber auch hier, die Wände nach innen hin vorzuformen, wie oben für den quadratischen und rechteckigen Korper beschrieben«

Wird bei einem trapezförmigen Körper 15 die Einknieklinie 16 der tragenden Wände 17 und 18, wie beispielsweise bei der Abb» 5 vorgeschlagen, in halbe Höhe des Körpers gelegt, so lässt sich der Körper 15 nicht mehr so mühlos zusammenfalten wie ein quadratischer oder rechteckiger Körper* Es käme nämlich dann beim PaltungsVorgang die Einknieklinie auf die Grundfläche zu liegen und der trapezförmige Körper könnte nur bei ständiger Verschiebung der Einknieklinie weiter falten, was dem gleichmässigen Ablauf der Druckkurve hinderlich wäre« Es wird deshalb zweckmässig bei einem trapezförmigen Sicherungskörper die Einknicklinie nicht in halbe Höhe des Körpers gelegt, sondern es ist wegen der unsymmetrischen Verhältnisse vorteilhaft^ diese aussermittig zu legen, wie es beispielsweise die Abb» 7 zeigt, bei der die Einknieklinie 16 der Seitenwände 17 und 18 oberhalb der Mitte des Körpers liegt, und zwar so, dass der gefaltete Schlusszustand ohne besondere Verschiebung der Einknieklinie erreicht werden kann» Je nach der Formgebung des Körpers kann es auch zweckmässig sein, die Einknieklinie unterhalb der Mitte des Körpers zu legen«

Haturgemäss kann auch der trapezförmige Körper als

Doppelkörper 19 ausgebildet werden« Man erreicht dann die zu der AbTa₀.2 erwähnten Vorteile und kommt dann etwa zu der in Abbildung 8 dargestellten Ausführungsfornu

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