DEP0013750DA - Vorrichtung zum Setzen eiserner Grubenstempel mit Vorlast - Google Patents

Description

Mit der Einführung eiserner Grubenstempel in den Bergbau wurde es beim Setzen der Stempel notwendig, nach dem Herausziehen des Oberstempels aus dem Unterstempel den Oberstempel zunächst festzustellen, um dann das Stempelschloss schliessen zu können. Zu diesem Zweck werden bis auf den heutigen Tag fast allgemein Setzkeile benutzt, die in Schlitze des Unterstempels eingetrieben werden, wobei die Setzkeile gegen die Unterfläche des Oberstempels wirken. Die Schlitze sind anbei im Unterstempel in zwei Reihen angeordnet und gegeneinander so versetzt, dass nach dem völligen Eintreiben des einen Keiles der zweite Keil mit seiner Spitze in den nächst höher liegenden Schlitz eingeführt werden kann, wobei der zweite Keil dann wiederum der Unterfläche des Oberstempels zur anlage kommt. Auf diese Weise ist es möglich, den Oberstempel vornehmlich dann, wenn es sich um schwerere Stempel handelt, nach und nach bis unter das Hangende hochzutreiben. Infolge der für den Aufbau der Stempel zur Anwendung kommenden verhältnismässig kleinen Profile und in Hinblick auf die Hintanhaltung der Schwächung dieser konnten die Schlitze nur sehr schmal ausgeführt werden, wie auch die Keile demgemäss nur sehr dünn sein konnten. Die Keile mussten aus diesem Grunde schon aus hochwertigen Werkstoff angefertigt werden, um Verbiegungen der Keile möglichst zu vermeiden, und zwar vornehmlich für den Fall, dass der Oberstempel nicht nur unter dem Hangenden gehalten, sondern der Stempel mit einer gewissen Vorlast gesetzt werden soll.

In neuerer Zeit müssen bei der maschinellen Kohlengewinnung die an dem unmittelbar vor dem Kohlenstoss untergebrachten Strebfördermittel stehenden Grubenstempel die Abstützung der zwischen dem Fördermittel und dem Kohlenstoss entlang gehenden Gewinnungsmaschine bzw. Abbaugeräte übernehmen, und zwar handelt es sich hierbei um die Abstützung von in der Horizontalebene wirkenden Kräften. Da diese Grubenstempel aber durch den Hangendendruck meist noch nicht belastet sind, kommt es darauf an, sie in erhöhtem Masse mit Vorlast zu setzen, d.h. der Stempel muss vor dem Schliessen des Schlosses so fest zwischen Hangenden und Liegendem verspannt werden, dass die Vorlast schon möglichst 5 t und mehr beträgt. Der Bergmann hat ver- sucht, diese Vorlast durch das Eintreiben der seit langem bekannten Setzkeile zu erreichen, jedoch stellten sich infolge der aus den oben erwähnten Gründen nur verhältnismässig kleinen Abmessungen sowohl der Schlitze als auch der Keile selbst starke Verbiegungen der Keile als auch Verformungen der Schlitze im Unterteil des Stempels heraus. Der Verbrauch an Setzkeilen ist daher verhältnismässig gross, wie vor allem aber auch die Beschädigungen des Unterstempels häufiger Reparaturen erforderlich machen.

Man hat daher bereits viele Vorschläge gemacht, um mit Hilfe von zusätzlichen Vorrichtungen den Oberstempel gegen den Unterstempel hochzutreiben, und zwar beruhten die bekannten Vorrichtungen dieser Art darauf, dass an dem Oberstempel eine Art Bund aufgeklemmt wird, gegen den sich auf das mit dem Unterstempel fest verbundene Schloss abstützende Keilvorrichtungen zur Wirkung gebracht werden. Alle diese Vorrichtungen weisen aber insofern einen Nachteil auf, als das Festklemmen des Bundes am Oberstempel nur sehr schwer durchzuführen ist, wie dabei vor allem Beschädigungen der zum Einspannen des Oberstempels im Stempelschloss dienenden Flächen eintreten. Da diese Vorrichtungen ausserdem nur umständlich zu handhaben sind, wird die Benutzung der in ihrer Handhabung wesentlich einfacheren Setzkeile vom Bergmann bevorzugt unter Inkaufnahme höherer Unkosten, die vornehmlich dadurch entstehen, dass zusätzliche Verspreizungen der am Fördermittel stehenden Stempel mit dem weiter zum alten Mann stehenden Stempeln zur Anwendung gebracht werden; in den meisten Fällen aber lässt sich auf diese Weise die gewünschte Vorlast auch nicht in der erforderlichen Höhe erzielen.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Setzen von eisernen Grubenstempeln mit Vorlast, die von dem Gedanken der in Schlitze des Unterstempels einzutreibenden Setzkeile ausgeht und sie besteht darin, dass im Unterstempel nur noch eine Reihe übereinander angeordneter Schlitze zur Aufnahme der Setzkeile benutzt wird, während in einem gewissen Abstand von der Unterkante des Oberstempels in diesem ein Schlitz vorgesehen wird, derart, dass die in die Schlitze des Unterstempels eingetriebenen Setzkeile abwechseln an der Unterkante des Oberstempels und der oberen Schlitzwandung des im Oberstempel vorgesehenen Schlitzes zur Anlage kommen. Auf diese Weise ist es ohne zusätzliche Schwächung der zum Aufbau des Stempels dienenden Profile möglich, die Schlitzbreite wesentlich zu vergrössern und demgemäss auch die Setzkeile breiter auszuführen, sodass sowohl die bisherigen Beschädigungen der Schlitze als auch Verbindungen der Setzkeile ausgeschlossen sind, wie damit auch vor allem ein kräftigeres Eintreiben der Setzkeile, d.h. die Erzielung höherer Vorlasten gewährleistet ist. Es wird somit mit der Erfindung einem dringenden Bedürfnis vornehmlich der modernen Kohlengewinnung in bester Weise entsprochen, zumal die einfache Handhabung derartiger Setzkeile dem Bergmann seit langem geläufig ist. Auch bezüglich der Herstellung wird insofern ein weiterer Vorteil erzielt, als für das Einbringen der bisherigen, in zwei Reihen angeordneten schmalen Schlitze nur verhältnismässig schwache und damit leicht zu Bruch gehende Stanzwerkzeuge benutzt werden müssten, während nunmehr die Stanzwerkzeuge wesentlich widerstandsfähiger ausgebildet werden können.

Bei der praktischen Durchführung dieses Gedankens hat es sich in Hinblick auf die günstige Bemessung sowohl der Setzkeile als auch der Schlitze im Unter- und Oberstempel als richtig erwiesen, dass senkrecht zur Breitseite der Setzkeile gesehen sowohl der Angriffpunkt der Unterkante des Oberstempels als auch der Oberkante des im Oberstempel eingebrachten Schlitze auf der Keilfläche der Setzkeile in der Mittelebene des Unterstempels liegen, wie dies bei Verwendung eines Doppel-T-Eisens als Oberstempel an sich schon der Fall ist.

Um nun auch bei Verwendung von hohlen Oberstempeln, bei denen also, abgesehen von der den Oberstempel unten abschliessenden Fussplatte, von Haus aus keine Angriffsmöglichkeit in der Mittelachse besteht, einen solchen Angriffspunkt zu schaffen, sieht die Erfindung vor, durch Einsetzen eines besonderen Formstückes in den Oberstempel neben dem durch die Fussplatte gegebenen Angriffspunkt einen zweiten Angriffspunkt zu schaffen, der beim zusammengebauten Stempel ebenso wie der durch die Fussplatte gegebene Angriffspunkt in der Mittelebene des Unterstempels liegt. Dabei wird nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dieses Einsatzstück so gestaltet, dass es in in die Wandungen des Oberstempels eingebrachte Schlitze als Brücke eingesetzt und festgelegt werden kann, wobei die Schlitze so lang bemessen sind, dass durch sie und zwar unter der Brücke hindurch, die Setzkeile hindurchgeschoben werden können. Der Angriffspunkt an der Unterkante des Stempels wird dabei durch die Fussplatte gebildet, und zwar wird diese und die eingeschweisste Brücke an ihrer wirksamen Kante so abgeschrägt, dass die Setzkeile den Oberstempel in der Mittelebene des Unterstempels treiben.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sollen die Angriffspunkte für die Setzkeile durch ein gemeinsames Formstück gebildet werden, und zwar wird hierzu ein Flacheisen benutzt, das in den hohlen Oberstempel eingeschweisst wird, dessen unteres Ende den unteren Angriffspunkt bildet, während durch Einbringen eines Schlitzes in die- ses Flacheisen der zweite Angriffspunkt geschaffen wird. Die Benutzung eines gemeinsamen Formstücks für die Schaffung beider Angriffspunkte ist insofern besonders vorteilhaft, als es nämlich darauf ankommt, den Abstand der beiden Angriffspunkte genau innezuhalten. Während dies bei Verwendung einer den einen Angriffspunkt bildenden Fussplatte und einer den zweiten Angriffspunkt bildenden, in den Oberstempel einzuschweissenden Brücke beim Schweissen besondere Sorgfalt erfordert, kann ein für beide Angriffspunkte gemeinsames Formstück nach einer Lehre hergestellt werden, sodass durch sein Einschweissen in den Oberstempel sich der Abstand von unteren zum oberen Angriffspunkt nicht mehr verändern kann. Schliesslich wird mit der Erfindung eine Anweisung aufgestellt, nach der die Schlitzteilung sowohl im Unterstempel als auch der Abstand des unteren und oberen Angriffspunktes im Oberstempel auszuführen ist. Jedenfalls hängt von der Innehaltung eines bestimmten Verhältnisses zwischen diesen Teilungen die Formgebung der Setzkeile ab, woran zur Gewährleistung der Handlichkeit dieser eine praktisches Interesse besteht. Hierauf soll weiter unten eingegangen werden, nachdem zunächst an Hand von Ausführungsbeipielen die Verwirklichung der Erfindung näher erläutert worden ist.

Auf den anliegenden Zeichnung zeigt

Abb. 1 einen Grubenstempel mit Doppel-T-förmigen Oberteil in Ansicht

Abb. 2 den gleichen Oberstempel in einer um 90° versetzten Ansicht, teilweise geschnitten,

Abb. 3 entspricht der Abb. 2 und stellt einen anderen Betriebszustand dar,

Abb. 4 zeigt einen Grubenstempel mit hohlem Oberteil in Seitenansicht bei teilweisen Schnitt,

Abb. 5 den gleichen Stempel wie Abb. 4 in einer anderen Betriebsstellung, während

Abb. 6 einen Oberstempel in einer um 90° versetzten Ansicht erkennen lässt.

Abb. 7 zeigt eine andere Ausführungsform eines Grubenstempels mit hohlem Oberteil in Ansicht und teilweisen Schnitt, während

Abb. 8 einen waagerechten Schnitt entsprechend A - B aus Abb. 7 wieder gibt.

Bei dem aus einem Unterstempel 10 und einem durch ein Schloss 11 gegen den Unterstempel 10 feststellbaren Oberstempel 12 bestehenden Grubenstempel sind gemäss der Erfindung in dem Unterstempel 10, und zwar in dessen Mittelebene in einer Reihe übereinander angeordnete

Schlitze 13 und in einem gewissen Abstand von der Unterkante 14 des Oberstempels 12 in diesem ein Schlitz 15 eingebracht in einer solchen Anordnung, dass folgende Arbeitsweise beim Setzen des Stempels mit Vorlast ermöglicht wird. Es sei angenommen, dass -vgl. Abb. 2- die unter das Hangende 16 gelegte Kappe 17 durch einen Grubenstempel abgestützt werden soll. Zu diesem Zweck wird der Grubenstempel unter der Kappe 17 zunächst aufgerichtet und bei geöffnetem Stempelschloss der Oberstempel durch Benutzung der Keile 18, 18' hochgetrieben. In Abb. 2 ist die Stellung wiedergegeben, in der in die Schlitze 13' der Keil 16 eingesetzt ist, auf dem der Oberstempel 12 mit seiner Unterkante 14 aufsteht. Mit dem weiteren Eintreiben des Keiles 18 bis zu seiner vollen Höhe -vgl. Abb. 3- hat sich der Oberstempel 12 soweit aus dem Unterstempel 10 herausgeschoben, dass sich nunmehr in die übernächsten Schlitze 13''' der nächste Keil mit seiner Spitze einsetzen lässt, der dann unter die obere Schlitzwandung 15' des in dem Oberstempel 12 vorgesehenen Schlitzes 15 fasst, sodass mit dem Eintreiben des Keiles 16' ein weiteres Anheben des Oberstempels 12 eintritt. Ist auch dieser Keil bis zu seiner vollen Höhe eingetrieben worden, so kann der Keil 18 in die Schlitze 13'' des Unterstempels 10 eingesetzt werden, wobei er wiederum unter die Unterkante 14 des Oberstempels 12 fasst. Dabei wird nach einem kurzen Anheben des Oberstempels 12 durch Eintreiben des Keiles 18 der Keil 18' aus dem Unterstempel herausgezogen, um die weitere Aufwärtsbewegung des Oberstempels 12 zu ermöglichen. Mit dem abwechselnden Eintreiben der Keile 18, 18' kann somit der Unterstempel von unten beginnend bis zu seiner vollen Länge auseinandergeschoben werden. Bis zum Untertreiben des Oberstempels 12 unter die Kappe 17 ist dies mit mässigen Hammerschlägen möglich, während danach kräftige Hammerschläge auf den betreffenden Setzkeil ausgeübt werden, wodurch die gewünschte Vorlast von beispielsweise 5 oder mehr to zu erzielen ist. Nachdem dann das Stempelschloss 11 geschlossen worden ist, werden die Setzkeile aus dem Unterstempel zurückgeschlagen und völlig herausgezogen.

In vielen Fällen ist eine Verstärkung der wirksamen Schlitzwandung empfehlenswert, wie sie beispielsweise bei dem Oberstempel in Form der Verbreiterung 19 angedeutet ist. Die wirksame Schlitzwandung kann durch Aufsetzen von Fasstücken 20 aus hochwertigem Werkstoff verstärkt werden (vg. Abb. 2). Schliesslich ist es auch möglich, im Oberstempel statt nur eines Schlitzes deren mehrere in einer Reihe übereinander anzuordnen.

Auch bei dem Grubenstempel nach Abb. 4 bis 5 ist wieder ein Unterstempel 10, ein Stempelschloss 11 und ein durch das Stempelschloss 11 im Unterstempel 10 festzulegender Oberstempel 12 vorgesehen; dieser wird im vorliegenden Falle aus einem Kastenprofil gebildet. In die Schlitze 13, die in die Wandungen 12' des Oberstempels 12 eingebracht sind, ist eine Brücke 34 eingesetzt und mit den Wandungen 12' fest verschweisst, während unten an dem Oberstempel eine Fussplatte 35 vorgesehen ist, die in bekannter Weise einen Ueberstand 36 bildet, der in Verbindung mit einem nicht gezeichneten Anschlag ein Herausziehen des Oberstempels 12 aus dem Unterstempel 10 verhütet. Um beim Eintreiben der Setzkeile eine Beschädigung der die Brücke 34 festlegenden Schweissnähte zu verhüten, greift die Brücke 34 mit einem Ueberstand 34' zwischen die Wandungen des Oberstempels 12 ein.

Die wirksame Kante der Brücke 34 ist mit Abschrägungen 37 und die entsprechende Kante der Fussplatte 35 mit Abschrägungen 37' versehen derart, dass durch den Schnittpunkt der Abschrägungen 37 und der Abschrägungen 37' Angriffspunkte 48 und 49 gebildet werden, die in der Mittelachse 40 des Unterteils 10 des Grubenstempels liegen und an die die Keilfläche 21 und der Setzkeile 22 angreift. Beim Ausführungsbeipspiel nach Abb. 7 und 8 wird in dem kastenförmigen Oberstempel 12 ein Flacheisen 23 eingeschweisst, das im unteren Teil eine hakenförmige Abbiegung 24 aufweist, deren frei überstehendes Ende entsprechend dem Ueberstand 36 der Fussplatte 35 beim Ausführungsbeispiel nach Abb. 4 bis 6 einen Anschlag bildet. Das Flacheisen 23 ist mit einem Schlitz 25 versehen, dessen obere Begrenzung den Angriffspunkt 48 bildet, während der Schnittpunkt der Längsachse des Flacheisens 23 mit der Umbiegung 24 den Angriffspunkt 49 darstellt. In den Wandungen 12' des Oberteils 12 sind ebenfalls Schlitze 13, 13' eingebracht, die jedoch lediglich das Einstecken der Setzkeile 22 ermöglichen, ohne dass diese an den Wandungen der Schlitze 13 anfassen.

Dieses Ausführungsbeispiel ist insofern besonders vorteilhaft, als nach Herstellung der hakenförmigen Umbiegung 24 des Flacheisens 23 der Punkt 49 gegen einen Anschlag gelegt werden kann, um den Schlitz 25 einbringen zu können, auf welche Weise die Gewähr dafür gegeben ist, dass der Abstand vom Punkt 48 zum Punkt 49 genau eingehalten wird. Das Einschweissen des Flacheisens 23 in den Oberstempel geschieht bei Herstellung des Oberstempels aus zwei Winkeln 26, 26' vor dem Zusammenschweissen der Winkel, und zwar wird das Flacheisen 23 durch zwei Längsschweissnähte 27, 27' und zwei Quernähte 28, 28' mit dem Winkeleisen 26 verschweisst und danach der Winkel 26 mit dem Winkel 26' durch Schweissnähte 29, 29' verbunden. Der Zusammenbau des Oberteils erfordert dabei weniger Sorgfalt als bei der Herstellung des Oberteils nach dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 4 bis 6 aufzubringen ist, um den Abstand der Angriffspunkte 48 49 genau einzuhalten. Es sie noch erwähnt, dass durch die Anordnung der Angriffspunkte 48, 49 in der Mittelachse 40 des Unterteils 10 die Benutzung der Keile 22 von beiden Seiten her möglich ist. Zur Abstützung der Setzkeile 22 im Unterstempel 10 dienen in die Wandungen des Unterstempels 10 eingebrachte Schlitze 30.

Aus der allgemeinen Lehre der vorliegenden Erfindung, die Schlitze im Unterstempel nur in einer Reihe übereinander anzuordnen und im Oberstempel einen Schlitz in einem bestimmten Abstand von der Unterkante vorzusehen, und zwar so, dass die in die Schlitze des Unterstempels eingetriebenen Setzkeile abwechselnd an der Unterkante des Oberstempels und der oberen Schlitzwandung des im Oberstempel vorgesehenen Schlitzes zur Anlage kommen, ergeben sich gewisse notwendige und weiterhin vorteilhafte Gesetzmässigkeiten über das Grössenverhältnis der hier in Frage kommenden Konstruktionsteile, nämlich insbesondere zwischen der Schlitzteilung des Unterstempels d in Abb. 4, dem Abstand e zwischen den Angriffspunkten 48 und 49, dem Abstand c der Schlitze im Unterstempel, dem Hubmass b der Setzkeile 22 und der Einstecklücke a, d.h. derjenigen Höhe, bei der die Keile nach dem Einstecken bereits in der anderen Wandung des Unterstempels zur Auflage gekommen sind und mit ihrer keilförmigen Oberfläche den Oberstempel erfassen.

Damit nämlich der von dem einen Keil ein bestimmtes Stück gehobene Oberstempel von dem nächsten Keil soweit gehoben wird, das der erste Keil wieder zum wirksamen Anliegen kommt, muss der Abstand zwischen der Unterkante des Oberstempels und der oberen Wandung des darin vorgesehenen Schlitzes, also die Grösse e gleich der doppelten Schlitzteilung im Unterstempel vermindert um die Hubhöhe des Setzkeiles sein, d.h.

e = 2d - b.

Ex definitione ist nun die Schlitzteilung gleich der Summe von Einstecklücke, Hubhöhe und Schlitzabstand im Unterstempel, d.h.

d = a + b + c.

Da nun zweckmässig die Hubhöhe gleich einer halben Schlitzteilung ist, also

2b = d, so ergibt sich daraus für das Verhältnis zwischen Einstecklücke a und Schlitzteilung c einerseits und der Schlitzteilung andererseits

a + c = d.

In der Praxis ist die Einstecklücke nach unten begrenzt durch die Tragfähigkeit der Keilstütze und dadurch, dass der Keilwinkel nicht zu spitz gewählt werden kann; bei gegebenen Stempelquerschnitt ergibt sich also die Einstecklücke praktisch aus der gewählten Form der Setzkeile. Der Schlitzabstand im Unterstempel kann einen bestimmten Betrag mit Rücksicht auf die Standfestigkeit des Unterstempels nicht unterschreiten. Von den genannten fünf Grössen sind nur zwei frei wählbar. Die anderen sind dann durch die von der Erfindung gestellte Forderung festgelegt.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Setzen eiserner Grubenstempel mit Vorlast unter Benutzung von Setzkeilen, die in Schlitze des Unterstempels eingesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß im Unterstempel zweckmäßig in dessen Mittelebene Schlitze nur in einer Reihe übereinander angeordnet sind und im Oberstempel ein Schlitz in solchem Abstand von seiner Unterkante vorgesehen ist, daß die in die Schlitze des Unterstempels eingetriebenen Setzkeile abwechselnd an der Unterkante des Oberstempels und der oberen Wandung des in diesem vorgesehen Schlitzes zur Anlage kommen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksamen Schlitzwandungen durch Verbreiterungen des Werkstoffs bzw. durch Aufsetzen von Paßstücken gegebenenfalls aus hochwertigem Werkstoff verstärkt sind.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß senkrecht zur Breitseite der Setzkeile (22) gesehen deren Angriffspunkte (48, 49) am Oberstempel (12) in der Mittelebene des Unterstempels (10) liegen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines hohlen Oberstempels (12) der obere Angriffspunkt (48) für die Setzkeile (22) durch ein in den Oberstempel (12) fest eingeschweißtes Formstück (24), der untere Angriffspunkt (49) dagegen durch die Fußplatte (35) gebildet wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Formstück (34) aus einer in Schlitze (13) des Oberstempels (12) eingeschweißten Brücke besteht, die mit einem Überstand (34') schließend zwischen die Wandungen (12') des Oberstempels (12) eingreift.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Angriffspunkt (48) und der untere Angriffspunkt (49) durch ein gemeinsames in den Oberstempel (12) eingeschweißtes Flacheisen (23) gebildet werden, indem dieses im Bereich der in den Wandungen (12') des Oberstempels (12) eingebrachten Schlitze (13) mit einem Schlitz (25) versehen ist, an dessen obere Begrenzung die Setzkeile (22) angreifen, während der untere Angriffspunkt (49) durch die aus dem Oberstempel (12) nach unten vorkragende, hakenförmig umgebogene Unterkante des Flacheisens (23) gebildet wird, wodurch ein Anschlag (24) für die Festlegung des Oberstempels (12) im Unterstempel (10) entsteht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (e) zwischen der Unterkante (49) des Oberstempels (12) und der oberen Wandung (48) des darin vorgesehenen Schlitzes gleich der doppelten Schlitzteilung (d) im Unterstempel (10) vermindert um die Hubhöhe (b) des Setzkeiles (22) ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Hubhöhe (b) als auch die Summe von Einstecklücke und Schlitzabstand im Oberstempel (a + c) gleich der halben Schlitzteilung (d) des Unterstempels sind.