DEP0027467DA - Grubenstempel aus Ober- und Unterstempel - Google Patents

Description

Fritz Otto in Düsseldorf. Grubenstempel aus Ober- und Unterstempel.

Die Erfindung bez-ieht sich auf einen Grubenstempel aus Ober- und Unterstempel, bei welchem der Oberstempel zum Absinken in den Unterstempel gebracht werden kann.

Die im Grubenausbau verwandten Stahlstempel sind in der Regel mit einem Reibungsschloss ausgerüstet. Mit ihnen zusammen werden Setzvorrichtungen verwandt, um dem Stempel vor Beginn des Einwirkens des Gebirgsdrukkes eine hinreichende Standsieherheit durch eine Vorspannung des Stempelkopfes gegen das Hangende von etwa 2-5 to je nach der Flözmächtigkeit zu geben. Die Erzielung dieser sogenannten Setzlast stellt keine Aufgaben, da hierbei der unsichere Wert "Reibung" keine Rolle spielt. Die Aufgabenstellung beginnt jedoch dort, wo das Reibungsschloss durch eine zuverlässige Reibung dafür ausschlaggebend ist, dass die von dem Bergbau gestellten Forderungen erfüllt werden.

So wird z.Zt. im Bergbau bei Stahlstempeln mit Reibungsschlössern verlangt, dass die Klemmkraft des Schlosses vor dem Einsinken des Oberstempels unter der Einwirkung des Gebirgsdruckes wenigstens Io to beträgt. Die Grossed der Klemmkraft ist bei den Grubenstempeln mit Reibungsschlössern nicht feststellbar und kann nur aus der Anzahl und der Stärke der Anschläge auf den Schlosskeil geschätzt werden. Die Klemmkraft kann daher grosser oder kleiner als Io to sein. Aus diesem Grunde erfolgt je nach der Art des Schlosses und der Grosse sowie

Gleichmässigkeit seiner Reibung ein mehr oder weniger ruekweises Einsinken des Oberstempels. Hierbei treten andere unsichere Faktoren in Gestalt der Verlagerung des von dem eingedrungenen Stempel aufgenommenen Druckes auf die Haehbarstempel oder auf den Versatz bzw. Bruch auf. Dementsprechend werden bei der Deutung der Unterschiede zwischen den einzelnen Belastungskurven, wie sie durch die Grosse des Einsinkweges und der Lastaufnahme, die Ausmasse des Druckabfalles und die Dauer des Wiederanstiegs bedingt sind, den verschiedensten, teils vom Stempel abhängigen, so der Bauart und dem Alter des Schlosses, der Steigung (Konizität) des Oberstempels usw., teils von den örtlichen Verhältnissen, so den Gebirgsverhältnissen, der Stempeldichte, der Versatzart und der Art des Verzuges, abhängigen Umständen zugeschrieben.

Diese der Praxis entsprechende Beurteilung lässt erkennen, dass die mathematisch erfassbaren Reibungsgrössen der Reibungsschlösser mit den praktischen Ergebnissen nicht übereinstimmen.

Es gibt jedoch Reibungselemente z.B. in Gestalt der Reibungsfeder, bei welchen Berechnung und Praxis übereinstimmen. Die Verwendung der Reibungsfeder lässt das genaue Festlegen jeder gewünschten Klemmkraft, so von 5 to, Io to usw. zu. Hierzu wird der Reibungsfedersäule mit einer grösseren Endferaft von 5o - loo to eine entsprechende Vorspannung von 5 - Io to gegeben, sodass eine Gegiwhr dafür besteht, dass die Klemmkraft nicht mehr nachlässt, wenn der Oberstempel einzusinken beginnt. Die bei den Stahlstempeln geforderte Einsinkcharakteristik verlangt einen steilen Anstieg der Klemmkraft auf 5o to bei einem Einsinkweg von wenigstens 2o mm, um ein Absetzen des Hangenden an den Setzrissen zu verhindert und die Voraussetzung für die richtige Belerrschung des Hangenden in Bruchbaubetrieben zu geben. Diesen Anforderungen lässt sich mit der Reibu&gsfeder gerecht werden, deren Diagramm unfi Federweg sich mit der Charakteristik des Einsinkweges ±®,Einklang bringen lassen, sodass auch der bei Bruchbau mit 5o to vorgesehene Abknickpunkt wahlweise tiefer gelegt werden kann. Von

diesem Knickpunkt an erfolgt ein weiteres Einsinken des Überstempele "bis zu jeder gewünschten Höchsttragfähigkeit von 5ο - loo to.

Bei Vollversatz und Blindörtern ist vielfach nur eine Tragfähigkeit von weniger als 5o to erforderlich. Die Anwendung der Rei"bungsfeder ist hier besonders vorteilhaft, weil sie jede gewünschte Charakteristik in einfacher Weise an ein und demselben Stempel erzielen lässt, indem lediglich der Federweg der aus einzelnen Ringen bestehenden Reibungsfedersäule verkürzt oder verlängert wird, bzw. die Zahl der Federringe verringert oder vermehrt wird.

Bei den bekannten Grubenstempeln mit Reibungsschlössern ist eine derartige Einstellbarkeit entsprechend den jeweiligen Versatzverfahren nicht möglich.

Nach der Erfindung ruht der Oberstempel, ein nachgiebiges Zwischenglied enthaltend, auf einer Einsinksperre in Form einer lösbaren Bühne auf. Hierdurch ist erreicht, dass das Reibungsschloss mit seinen Unsicherheit sfaktoren in Wegfall kommt und sich durch den Einbau eines in seiner Wirkung beherrschbaren nachgiebigen Zwischengliedes eine Übereinstimmung zwischen den rechnerischen und den praktischen Ergebnissen erzielen lässt. Als Zwischenglied kann an sich jedes beliebige nachgiebige Druekübertragungsmittel Verwendung finden. Die lösbare Bühne gestattet ein einfaches und augenblickliches Rauben des Stempels, indem der Oberstempel durch en der Bühne zum ungehemmten Einsinken in den Unterstempel freigegeben wird.

Ein besonderes zweekmässiges Zwischenglied im Oberstempel ist nach der Erfindung eine dem Bedarfsfalle entsprechende Ringfedersäule, welche die eingangs erwähnten Vorteile auf Grund der Ringfedereigenschaften erzielen lässt.

Die Anwendung von Ringfedern ist bei einem Reibungsklemmschloss schon vorgeschlagen worden. Dieses Reibungsklemmschloss ist aus zwei Teilen zusammengesetzt, nämlich der Vorlastungs- und Lösungsmechanik und der eigentlichen Klemm-Mechanik. Erstere ist durch eine

Sehleppkeilanordnung gebildet, während letztere aus Ringfedern besteht. Die Schleppkeilanordnung wird durch ein Hebelwerk beim Schliessen des Schlosses gegen die Klemmvorrichtung aus Eingfedern gezogen. Durch Abheben der Schleppkeilanordnung von der Ki^mmvorrichtung mittels des Hebelwerkes wird das Schloss gelöst. Die Ringfedern wirken hier lediglich als ein das Durchschieben durch reibenden Angriff am Oberstempel hinderndes Klemmelement. Demgegenüber bilden die Ringfedern bei der Erfindung ein nachgiebiges Stützelement, welches ohne Schlupf am Oberstempel angreift.

Die Vorspannung der Ringfedersäule ist bedarfsweise einstellbar. Hierzu kann ein Teller auf dem einen Ende der Federsäule einen mittels einer Mutter gegen das feststehende Federwiderlager anzuziehenden Spannbolzen aufweisen.

Die Bühne kann nach der Erfindung durch Schwenknocken mit quer zur Stempelachse liegender Achse und lösbarer Verriegelung gegen Schwenken gebildet sein. Solche Schwenknocken sind einfach und lassen sich in raumsparender Anordnung vorsehen.

Hierbei können Winkelhebel mit einem zum Nocken verkürzten Schenkel vorgesehen sein, für deren anderen Schenkel eine lösbare Sperre vorgesehen ist. Diese Bühnenausbildung bietet den Vorteil, dass sie sich neben ihrer Einfachheit schnell ζ usammenbauen und in die Betriebsstellung bringen lässt. Ausserdem lässt sie die Übertragung des Gebirgsdruckes um das Verhältnis der Hebellängen verringert auf die Sperre zu.

Als Sperre kann am Unterstempel ein drehbarer, nach oben offener Hohlring mit radialen Durchlässen zur Einführung der Schenkelenden vorgesehen sein. Bei dieser Ausbildung der Sperre kann durch geringfügiges Drehen des Ringes das Lösen zwecks Raubens bewirkt werden, durch einen Hebel oder durch Zugangriff mittels Seil oder Kette. Die in den Hohlring eingreifenden Hebelenden der als Bühne ausgebildeten Winkelhebel werden vorteilhaft mit reibungsmindernden Rollen ausgerüstet. Naturgemäss ist es auch möglich, eine andere geeignete Raub- oder löse-

vorrichtung bzw. Sperrvorrichtung vorzusehen.

Die Lagerungen für die Nockenzapfen können an einem am Kopf des Unterstempels angebrachten Ring vorgesehen sein, so/&ass der Unterstempel in seiner Form oder in seinem Profil keiner Sonderausblidungen bedarf, um mit der Verschwindbühne ausgastet zu werden.

Der Ober- und Unterstempel können ein beliebiges geeignetes Profil oder eine beliebige geeignete Form haben. Ebenso kann der Oberstempel mit jeder geeigneten Setzvorrichtung ausgerüstet werden. An zweckentsprechender Stelle des Oberstempels lässt sich ein Zeiger anbringen, der den Einsinkweg anzeigt. Bei Reibungsfedern ist der Einsinkweg proportional dem Weg der Re ibungs feder, soldass sich aus dem Einsinkweg jederzeit der Gebirgsdruck bestimmen lässt.

Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Abb. 1 lässt einen Stempel im Aufriss teilweise im Schnitt erkennen.

Abb. 2 ist ein Seitenriss des Unterstempels.

Abb_e 3 gibt einen Schnitt nach der Linie I - I in Abb. 1 wieder.

Abb. 4 zeigt einen Schnitt nach der Linie II II in Abb. 1.

Der Oberstempel besteht aus dem unteren Rohrstück 1, dem mittleren Rohrstück 2 und dem oberen Rohrstück 3 mit dem Stempelkopf 4. In dem unteren Rohr ist die Reibungsfeder 5 niit der Vorspannschraube 6 vorgesehen. Letztere ist an dem Teller 7 angebracht, der auf der Reibungsfeder ruht und an ihrem freien Ende mit einer Mutter versehen, die gegen die untere Federabäützung 8 wirkt. Mit der Spannschraube lässt sich jede gewünschte kleinere oder grössere Klemmkraft, z.B. in dem Intervall von 5 - Io to einstellen. Die Grosse der Klemmkraft lässt sich durch Messen des von der Spannschraube zurückgelegten Weges bestimmen, da der ^eg der Spannsehraube proportional dem Federweg der Reibungsfeder oder deren Spannkraft ist. Das Rohrstück 2 ruht auf dem Teller 7

auf und kann beim Zusammendrücken der Feder 5 in das Rohrstüek 1 einsinken. Es ist mit Aussengewinde versehen und trägt die lutter 9_S welche dazu dient, das auf dem Rohrstück 2 verschiebbare Rohrstück 3 mit dem Stempelkopf gegen das Hangende zu pressen.

Das Rohrstüek 1 führt sich mit einer Verlängerungjlo im ünterstempel 11. Beim Angriff des Stempels am Hangenden ruht es auf den zu locken 12 verkürzten Schenkeln der Winkelhebel 13 auf. Die Drehzapfen 14 der Winkelhebel sind in Augen 15 an einem Ring 16 gelagert, letzterer ist auf den Kopf des Unterstempels aufgesetzt und mit ihm verschweisst. Die Enden der anderen Sehenkel IT der Winkelhebel greifen in einen nach oben offenen Hohlring 18 am ünterstempel und übertragen den Gebirgsdruck um das Verhältnis der Hebellängen verringert auf diesen Hohlring. Zur Reibungsminderung sind die Enden mit Rollen 19 versehen. Radialdurchlässe 2o lassen das Einschwenken der Schenkelenden in den Hohlring zu und ebenso das Herausschnellen der Enden aus dem Hohlring beim Rauben. Ein Hebel 21 gestattet das Drehen des Ringes zum Schliessen oder Lösen. Z^ur lösenden Ringdrehung mittels eines Seilzuges 22 oder einer Kette kann auch noch ein Zapfen 23 vorgesehen sein. Dieser Seilangriff kann so ausgebildet sein, dass auch der Stempel nach seinem Zusammensinken weggezogen werden kann.

Die Drehung zum Lösen braucht nur wenige Winkelgrade zu betragen. Beim Lösen schnellen die Hebelschenkel 17 nach oben und geben die Nocken 12 den Oberstempel frei, sodass letzterer in den Unterstempel absinkt.

Die Hebelschenkel 17 zur Übertragung des Gebirgsdrueks auf den drehbaren Hohlring 18 können mehr oder weniger lang sein, wie es gerade am geeignetsten ist. Wo es die Entfernung der Grubenstempel voneinander zulässt, können sich die Hebelschenkel bis fast auf die ganze Länge des Unterstempels erstrecken, sodass zum Rauben nur eine ungewöhnliche geringe Lösekraft erforderlich ist. Bei besonderer Dichte der Grubenstempel sind die Hebelschenkel entsprechend kurz.

Durch die mehrfache Unterteilung des Grubenstempels ergibt sich eine "bequeme Transportmöglichkeit, die dadurch noch vertesert werden kann, dass die Winkelhebel 13 sich durch Herausschlagen ihrer Drehzapfen atinehmen und mit den anderen Teilen gesondert transportieren lassen. Der Zusammenbau des Stempels an der Verwendungsstelle ist leicht und einfach.

Claims (9)

Patent ansprüche.

1.) Grubenstempel aus Ober- und Unterteil, dadurch gekennzeichnet, dass der Oberstempel ein nachgiebiges Zwischenglied enthaltend, auf einer Einsinksperre in Form einer lösbaren Bühne aufruht.

2.) Grubenstempel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das nachgiebige Zwischenglied im Oberstempel durch eine dem Bedarfsfall entsprechende Ringfedersäule gebildet ist.

3.) Grubenstempel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannung der Ringfedersäule einstellbar ist.

4.) Grubenstempel nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass ein Teller auf dem einen Ende der Federsäule einen mittels einer Mutter gegen das feststehende Federwiderlager anzuziehenden Spannbolzen aufweist.

5.) Grubenstempel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bühne durch die Schwenknocken mit quer zur Stempelachse liegender Achse und lösbarer Verriegelung gegen Schwenken gebildet ist.

6.) Grubenstempel nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass Winkelhebel mit zum Nocken verkürztem einen Schenkel das Auflager des Oberstempels bilden, während für den anderen Stempel Schenkel der Winkelhebel eine lösbare Sperre vorgesehen ist.

7.) Grubenstempel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass am Unterstempel ein drehbarer, eis nach ohen offener Hohlring mit radialen Durchlässen zur Einführung der Schenkelenden vorgesehen ist.

8_e) Grubenstempel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die in den Hohlring eingreifenden Schenkelenden mit reibungsmindernden Rollen versehen sind.

9.) Grubenstempel nach einem der Ansprüche bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageraugen für die Hockenzapfen an einem am Kopf des Unterstempels angebrachten Ring vorgesehen sind.