DEP0047951DA - Zweiteiliger Grubenstempel - Google Patents

Description

^fPaienianwall

Dr. W. 9. Radi

Bochum - Weilmav

Heinrich Königeb. 10

Hamann Schwa r ζ , Il_aG_e9 Wattenscheid.

Zweiteilig«? QrabeiiBt ampel.

Ä sind Grubenstempel bekannt, die aus zwei ineinander schiebbaren Bohren bestehen und bei deneman dta Imenrohr eine Brems- oder Klemmvorriohtung vorgesehen ist, die auf die Xmienwantung des AuBenrohrna zur Einwirkung kommt. In dem einen Fall bildet dabei das Innen rohr den Unterstempel und die see trägt auf seiner oberen stirnfläche einen sich nach oben verjüngenden Konus. Um den Konus herum sind mehrere Bremsbacken angeordnet , die einerseits am Konus und andererseits m der innere® Zylinienianduög des AuSefirohres anliegen; dabei sind die Abmessungen so gewählt. daS beim Belasten des senkrecht stehenden Stempels die Bremsbacken durch den Außen-Stempel mitgenommen und so auf den Konus aufgeschoben werden, wodurch sie immer fester zur Anlage an die Innenwandung des AuienBtempela kommen. Eine Beelnfliissung der Bremsbacken von au Sen im Antrieb- oder Löß «sinne ist dabei nicht vorgesehen.

In dem anderen Falle bildet bei der bekannten Konstruktion das Innenrohr den Oberstempel, und an seinem unteren Bude sind radial beweglich« Bremsbacken angeordnet j zwischen diese greift ein Konus ein, der über eine Verlängerungsstange in senkrechter Richtung verstellt werden kann, und »ar mit Hilfe eines durch Schlitze im Innenrohr hindur chgreif end en Keiles. Auf diese Weise sind die Bremsbacken mehr oder weniger fest gegen die Innen wandung des Außenrohres zu treiben bzw. so frei zu geben, daß der Stempel geraubt werden kann.

Bei den bekannten Stempeln dieser Art sind die beweglichen Bremsbacken von au Ben unzugänglich und können sich verkanten und damit festklemmen, sodaB eine ordnungsgemäße Betätigung nicht mehr möglich ist. Außerdem ist bei radialer Bewegung der Bremsbacken keine flächige Anlage zwischen Bremsbacken und Konus

£0 vorbanden, wenn gleichzeitig der zwischen ihnen angeordnete

Betätigungekonus relativ zu den Bremsbacken bewegt wird. Ba es

eich

sich bei GmbeasteapelB um die Uebertraguag verhältnismäßig großer Kräfte handelt, wären Ueberbeanepruchungen m dieser Stell® unvermeidbar.

Gemäß der Srfindung besteht bei eine« zweiteiligen Grubenstempel, bei dem eine Reibungekupplung vorgesehen let, die

eich an dem in den Außenstempel eingreifenden Teil dee Innen-81 empel β befindet und auf die Innenwandung des Außenstempels einwirkt, dieee Eeibungekupplung aus einem Spreisring, d.h. einem nicht völlig geschlossenen Ring, der unter der Ünwirlü kung einer Kraft aufgeweitet wird und dadurch mit dem äußeren

Ringumfang auf die Innenfläche des Außenstempele einwirkt; dieser Spreixring ist lang sunver sch leb 1ich mit dem Innenstempel verbunden.

Aicht ganz geschlossene Ringe, die durch Zusammenziehen

ihrer Enden eine Klemwirkung ausüben sollen, sind bereits vor langer Zeit bei Grubenstempeln bekannt geworden, bei denen Oberstempel und Unterstempel als ineinander gleitende» aylindriscbe Rohre ausgebildet sind. Sin Sohellenband drückt dabei entweder das ge schilt ate obere Ende des Außenstempele auf die Außenwandung des Innenstempele, oder das Schellenband ist so mit dem Außenstempel verbunden, daß es unmittelbar von außen auf den Innenstempel einwirkt. Das einseitig offene Schellenband ist an seinen Bnden mit vorstehenden Hauen versehen, tocti deren Zusammendrücken dae Sehe Henbamd gespannt wird. Das Spannen erljslgls^ÄtiAiß™«!»® durch die Klauen gesteckten, mit einem Schlitz versehenen Spanngliedes dadurch, daß in den Schlita ein Keil hineingetrieben wird, der die Klauen zusammendrückt · Der den Reibungsschluß bewirkende Ring (das Schellenband) hat bei dieser bekannten Konstruktion einen senkrechten Querschnitt, der von den Enden des Ringes, an denen die Klauen an gesetzt sind, nach der Mitte zu bei gleichbleibender Höhe en Bicke stetig abnimmt. Diese Art der Stempel hat sich im Grubenbetrieb nicht einführen können, weil bei dieser Ringform eine ungleichmäßige Verteilung der Andrückkräfte stattfindet und die Reibungeziffer der Bewegung der aufeinander gleitenden Stempel teile gegenüber der Reibungsziffer der Ruhe wesentlich niedriger war.

In jüngster 'Zeit ist vorgeschlagen worden, aufbauend auf den bekannten Kons trukti ons el ement en dieses Stempels, einen

Grubenstempel

Grubenstempel Ib der Heise auszubilden, daß beim Spannen des Ringes dieser stets die Kreisform beIbeMlt_f da nur in diesem fall© der Querschnitt des Stempels gleichförmig belastet und damit der Eeibungsschluß auf dem ganzen Umfang gleichmäßig is ti bei einer bestimmten Anspannung des KIeamrisgos kmnn also damit gerechnet werden, daß alle Stempel im wesentlichen gleichmäßig an der Abstützung des Hangenden teilnehmen. Die Verwendung eines solchen Xlemmringes hat den großen Vorteil, daß er die Verwendung rohrförmiger a'eile sowohl für den Ihnenstempe 1 als auch für den Außenstempel ermöglicht s im Gegensats m rechteckigen Querschnitten der Stempelteile haben kreisförmige querschnitte ein besseres ^Viderstandsmome nt und so kann aar & zielung der gleichen Belastung beim Bohr quer schnit t an Gewicht gespart werden, was für einen Grubenstempel von ausschlaggebender

Bedeutung ist.

Mtm auf die besondere Bemessung bzw. Formgebung des Klemmringes, die zur Erzielung einer gleichförmigen Belastung des Bohrquerschnitts erforderlich ist, näher eingegangen wird, soll noch der weitere Vorschlag erwähnt werden, der für den eogenann ten Kleoimringstempel gemacht wurde und der dahin geht, eine Klemmvorrichtung zu benutzen, welche,um den Innenstempel frei bewegen zu können, unter eine Spannung gebracht wird, die über derjenigen liegt, die erforderlich ist, um im Zusammenwirken mit der an den Brems fläche η herrschenden Beibung die gewünschte hohe tragfähigkeit zu erzeugen} beim Setzen des Stempele wird durch Betätigung besonderer Hilfsmittel die in der Klemmvorrichtung herrschende Spannung herabgesetzt und der Klemmring auf den Innenstempel zur Einwirkung gebracht. Die jetzt nocn in dem Bing herrschende Spannung reicht aus, um den Innenstempel mit einer Kraft festzuhalten, bei der er maximal belastet werden kann; beim Ueberschreiten dieser Last sinkt der Innenstempel ein, wobei jedoch die Abbremsung des Innenstempels immer in voller jiöh® wirksam bleibt. Das Rauben des Stempels erfolgt so, daß bei läliedererhöhung der Spannung des Ringes dieser aufgewei tet und auf diese Weise der Oberstempel wieder frei beweglich

wird. Dabei bleiben die dem Ring erteilten Spannungen ta Gebiete elastischer Verformung. Schließlich ist auch vorgeschlagen worden, eine Vereinigung der beiden genannten Konstruktionsprineipien vorzunehmen, indem der aufgeweitete, eine* freie Beweglichkeit

keit den Innenstempels e im ögl ichende Klemmring zunächst entspännt «Ird₉ wbei der InnenstempeX eine Vorspannung erhält, und dann durch weiteres Zuziehen des Hinges ein höherer Druck auf den Innenstempel ausgeübt wird, bei der er seine maximale Tragfähigkeit erreicht«

Während bei den bekannten bzw. vorgeschlagenen Konstruktionei der Bing von außen entweder unmittelbar oder mittelbar auf die Außenfläche des Innenstenipels wirkten und mit dem Außenstempel längsu nver schieb lieh verbunden war, wird gemäß der Erfindung die Bauart so gewählt, daß -unter Aufrechterhaltung des Prinsips der Herstellung einer Reibungskupplung zwischen dem Außenstempel und dem bei ü eberschreit en einer vorgegebenen Belastung in diesem einsinkenden Innenstempel durch einen Klemmriag- der längsunverschieblich nunmehr mit dem Innenetempel verbundene Klemmring mit Beibungsdruck auf die Innenwandung des AuBenst empels einwirkt, indem er in erforderlichem Maß® aufgeweitet wird. Zum Aufweiten des Hinges kann dabei eine den Abstand der Kingenden voneinander vergrößernde Einrichtung vorgesehen sein, z.B. kann au» Aufweiten des Hinges ein zwischen die Ringenden einzutreibender Keil dienen.

Auch das Prinzip des mit Kigenfederung arbeitenden Hinges kann bei einem solchen von innen auf den Außenstempel einwirkenden Klemmring, der gleichsam als eine Innenbremse auf zufassen ist, Anwendung finden* Der Hing hat dam la entspannten ZmitsM einen größeren Umfang als in der Arbe it est ellung die Zylinderfläche hat, gegen die er anliegt. Er wird mittels einer die Bingenden einander nähernden Vorrichtung beim Setzen des Stempels soweit zusammengesogen, daß sein Umfang kleiner ist als in der Arbeitsstellung. Hört die Wirkung dieser Zugvorrichtung auf, so kommt der Hing wieder zum Anliegen an der zylindrischen Innenfläche des Außenstempele oder eines zwischen diesem und dem Klemmring liegenden Zwischengliedes, und der erforderliche Reibungsdruok wird auf den Außenstempel ausgeübt. Die Spannung des Hinges kann dabei so groß sein, daß der Stempel bis zur höchsten Belastung beansprucht wird, ehe der Innenstempel einsinkt. Die Spannung des durch die Zugvorrichtung entlasteten Hinges kann aber auch f auf einen «iert beschränkt sein, der kleiner ist als der Wert bei sofortiger Aufnahme der Nennlast, und es ist eine Einrichtung vorgesehen, um den Hing in höherem Maße aufzuweiten und dadurch

sab

erst di· Btibuagsfeupplwag so stark zu machen, daß dl® Höchstlast des Stempels erreicht wird.

Un eine gleichförmige Belastung des AuSensteapels durch den aufgeweiteten Kleismring sicherzustellen, und damit einen gleich- § mäßigen EeibungssohluS zu gewährleisten, ist der Xlenaring auf

dem elastisch beanspruchten Teil seines Uafanges als Träger gleicher festigkeit ausgebildet, indem Bein Querschnitt nach der dem Ringschlitz gegenüber liegenden Stelle zu stetig zunimmt. Der Klemmring kann auf den Außenstempel mittels einer oder aeh rerer über den Pängumfang verteilter Bremsbacken einwirken ι da bei liegen vorzugsweise die And rück flächen der Breaebacken aa Bing symmetrisch zu dem Kingechlitz , in welchem die Binrichtung zum Aufweiten des Hinges angeordnet 1st. Die Anordnung von Bremsbacken ermöglicht auch die Verwendung nicht kreisförmiger

Profile. Der Klemmring kann aber auch eelbet aus einen Breas-

werkstoff wie z.B. Al oder Al-Legierung bestehen.

Ein weiterer Vorteil der neuen Anordnung ist der, daß auch der Innenstempel hohlzylindrisch ausgebildet sein kann. Bei gleichzeitiger rohrförmiger ausbildung des AuSensteapele kann der aufzuweitende Bing über das geschlitzte Knde dee Innen st en pels auf den AuBenstempel einwirken. Dabei ist der Helbbelag vorzugsweise zwischen Innenstempel und AuBensteapel angeordnet, während der Kleiamring im Innern des Innensteapels befestigt ist.

JSine gewisse Schwierigkeit besteht bei der Anordnung eines Hinges, der auf die Innenwandung des AuBenstempels einwirkt, darin, daß er von außen nicht ohne weiteres zugänglich ist und daü eine längsunve r schieb liehe Verbindung zwischen Innensteapel und Klemmring geschaffen werden mu£. Diese laßt sich dadurch erreichten, daß z.B. hakenförmige Ansätze des Innenstempels den gegen die Stirnfläche des Innensteapele anliegenden Hing von innen her umfassen, sodaB er gezwungen ist, dessen Bewegungen zu folgen. Erfolgt das Aufweiten des Klemmringes mittels eines zwischen seinen Enden in senkrechter Rich- tung eingetriebenen Keiles, so kann dieser Keil ein b1» zua anderen £nde des Innenstempele reichendes gekröpftes oberes Ansatzstück haben, das innerhalb des Innensteapels liegt.

Ja oberen Sode des Ansatzstückes und in der Wandung des Ihnenstempels sind Correspond ie rend e Schlitze vorgesehen, durch

die ein Querkeil geführt let, mittels dessen man daß Ansatzstück und damit den zwischen dl© Hingenden eingreifenden Keil in senkrechter dichtung im Antreib- und Losesinne bewegen kann. Der querkeil ist an einer a Stelle des Stempels angeordnet, die auch bei ganz ine inand er geschobenen Steapeltelleo noch frei zugän&lg ist. An dem eingetriebenen Querkeil befindet sich zweckmäßig eine Sk&la, die dem Bedienungsmann den zur Herstellung der erforderlichen Reibungskupplung erforderlichen Weg des Keiles anzeigt.

Auf der anliegenden Zeichnung ist ein Ausf ührungsbeispiel

des neuen Stempels dargestellt, bei dem von der Eigenfederung des Hinges zur Erzielung der Seibungskupplung kein Gebrauch gemacht, sondern das Aufweiten nur durch hinwirken einer äußeren Kraft auf den Bing herbeigeführt wird. Eb zeigt 1$ Abb. 1 sine Ansicht des neuen Stempels, bei dem die Vorder

hand des Äußernteapels teilweise ausgeschnitten ist, um den zum Aufweiten des Hinges dienenden Keil sichtbar zu machen,

Abb. 2 einen senkrechten Schnitt entsprechend II - II von Abb. 1,

Abb. 5 einen waagerechten Schnitt entsprechend III - III von Abb. 2,

Abb. 4 entspricht Abb. 2 und stellt eine andere Ausführungsiorm des Inaenstempels dar.

Der Außenstempel 1 ist rohrförmig ausgebildet und hat einen ?uß 2. Innerhalb des Außenstempsls gleitet der ebenfalls rohrförmig© Innenstempel 5, auf dem sich der bekannte JCronenkopf 4 befindet. Am oberen JSnde des AuJJenstempels ist eine Bandleiste 5 veen- zusammen mit einer in einer Hut eiogekTakmmten Ringdichtung 6, durch die ein staubdichter Abschluß der innerhalb des Innenstempels liegenden Reibungskupplung erzielt wird, m unteren Ünde dos Innen Stempels liegt der Klemmring 7 an und wird mittels der ihn auf der Unterseite umfassenden Haken 8 von dem Innenstempel 1 ängsunverschleb 1 ich gehalten. Zwischen dem

Klemmring 7 und dem Untersteapel ist der Bremsbelag angeordnet,

der bei Verwendung von Stahl für den Zanenstempel beispielsweise aus Aluminium besteht.

Der Ring ? bat verdickte Kaden 10, in denen sich ent sprechen« geformte Iiuten zur Aufnahme des senkrechten Keiles 11 befinden.

Der Keil 11 hat eio gekröpftes innerhalb des Innenstempele liegendes Ansatsstuok 12* in dem sich ein Schlitz 13 befindet, welches der Schlitz 14 in der wandung des Innenstempele 3 entspricht. Burch diese Schlitze ist ein Querkeil 15 geführt. Beim Sintreiben des ^uerkeiles 15 senkt sich der senkrechte Xeil 11, wodurch der Ring aufgeweitet und der fieibungsdruck gesteigert wird. Hach Zurückschlagen des Keiles 15 kann der Keil 11 wieder angehoben und der Ring 7 entspannt werden, sodaß der Innenstempel sich frei im Außenstempel bewegen läßt. Für das Hochschlagen des Keiles 11 kann ge- gebenenfalls eine weitere Gruppe entsprechender Schlitze in dem Ansatzstück 12 und in den Wandungen des Xnnenstempels vorgesehen sein. 16 Bind im Xnnenstempel sitzende gelochte Platten, in denen das Ansatzstück 12 geführt wird.

Für das Auf- und Abbewegen des senkrechten Keiles kk 11 kann

sich bei der Anordnung gemäB Abb. 4 in dem Ansatzstück 12 auch eine Oeffnung befinden, in der die Scheibe 18 liegt. Diese Scheibe sitzt exzentrisch auf der Welle 17» welche mit beiden Enden in der wandung des Innenstempels 3 gelagert ist und mittels eines heraus ragenden HebeIe 19 gedreht werden kann.

Bei der dargestellten Ausführungeform spielt der Innenstempel

die Bolle des Oberstempels, der AuBenstempel die Bolle des Unterstempele . Unter entsprechender konstruktiver Umgestaltung kann aber auch der Innenstempel als Unterstempel und dementsprechend der AuBenstempel als Oberstempel ausgebildet sein.

Patentan sprüehe

Claims (15)

1. Patentansprüche.

   I») Zweiteiliger SJMbejaBteapel₉ bei dem an de in den Außenstenpel eingreifenden lei 1 des Innenetempele eine Heibungskupp-Iung vorgesehen Ist₉ die auf die Inwnwandung des IuBensteBpels einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daS die Beibungekupplung aus einem Spreizring besteht, der längsunverschieblich mit dem Xnnen stempel verbunden ist.
2. 2.) Zweiteiliger Grubenstempel nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß zum Aufweiten des Spreizringes eine^en^AbBtand der Singenden voneinander vergrößernde i&e-riehtung vorgesehen ist.
3. 5») Zweiteiliger Grubenstempel nach Anspruch 2, dadurch g*- kennzeichnet, daß zum Aufweiten des Spreizringes ein zwischen die Eingenden einzutreibender Keil 4&mfc>^<w^M ^ ■
4. 4.) Zweiteiliger Grubenstempel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der auf die Xnnenwandung des AuBenstempels ein- wirkende ling ia entspannten Zustand einen größeren Umfang hat als in der arbeitsstellung und mittels einer die Singenden einander nähernden Vorrichtung soweit zusammengezogen werden kann, daß sein Umfang kleiner als der in der Arbeit sstellung vorhandene ist, die dem Ring dabei erteilte Spannung aber noch im Gebiet elastischer Verformung liegt.
5. 5·) Zweiteiliger Grubenstempel nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß bei ausgeschalteter Zugvorrichtung die dem Bing innewohnende Spannung ausreicht, den erforderlichen Reibungsdruck auf den Außenstempel auszuüben.
6. 2$ 6.) Zweiteiliger Grubenstempel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei ausgeschalteter Zugvorrichtung die dem Bing innewohnende Spannung zur Aufnahme der Setzlast durch den Oberstempel ausre^^und eine Einrichtung zum weiteren Aufweiten des Ringes vo»geeehen ist, bei dem die Belauf eine noch im Gebiete elastischer Verformung liegende Spannung gebracht wird, die derjenigen Belastung entspricht, bei der der Oberst ampel einzusinken beginnt.
7. 7.) Zweiteiliger Grubeoetempel nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Spreizring auf dem elastisch beanspruchten Teil seines Umfanges als Träger gleicher Festigkeit ausgebildet ist, indem sein Querschnitt nach der den Kingenden gegenüberliegenden Seite zu stetig zunimmt.
8. 8.) Zweiteiliger Grubeiiateinpel nach Aaepraca 1 bis 7^adurch gekennzeichnet, daß de*( Spreizring auf de» AuBenetempel mitte» ^®mr geschlossen über den Hingunfang verteilte^ Bremsbacken ©4n— w£*k*v *ψτ*°Η* ⁴^*⁰-
9. 9.) Zweiteiliger Grubenstempel naeh Anepruch B₉ dadurch gekennzeichnet, dafi die Andrückflachen der Bremsbacken am Hing symmetrisch suliea- Ring^ffirn- liegen.
10. 10. ) Zweiteiliger Grubenstempel nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Xnnenstempel als Kohr mit zylindrischem Querschnitt ausgebildet ist.
11. 11. ) Zweiteiliger Grubenstempel nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Spreizring "Uber das geschlitzte Ende des Innens t GmpelS ^uSen AuBenstempel einwirkt.
12. 12. ) Zweiteiliger Grubenstempel nach Aneprueh 11, dadureh gekennzeichnet, daß ein Reibbelag zwischen Innenstempel und Außenetempel angeordnet ist.
13. 15·) Zweiteiliger Grubenstempel nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Spreizring und dem Innenstempel eine längsunverschiebllche Verbindung dadurch geschaffen ist, daß der Spreizring an einer waagerechten üchnittfläehe des Xnnen-Btempels anliegt und mittels am Xnnenstempel befindlicher Haken umfaßt wird.
14. 14. ) Zweiteiliger Grubenstempel nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der in senkrechter Sichtung beweglif gekröpftes innerhalb des Innenstempels liegend dem mittels im Innen stempel vorgesehener Oeffnungen relativ zu diesem eine JLängsbewegung erteilt werden kann.
15. 15. )Zweiteiliger Grubenstempel nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß durch korrespondierende Schlitze im Ansatzstück und in der Wandung des Innenstempels ein Querkeil geführt ist, bei dessen Eintreiben der senkrechte Keil eingetrieben bzw. gelockert wird.

    bewegliche Keil ein