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Grubenstempel Die Erfindung betrifft einen Grubenstempel, dessen Ober-
und Unterstempel aus vorzugsweise geflanschten Rinnenprofilen bestehen, deren Enden
gleichsinnig ineinandergelegt und durch ein Stempelschloß miteinander verspannt
sind. Bei Grubenstempeln dieser Art ist es bekannt, als Spannelement einen im Stempelschloß
schwenkbar gelagerten Exzenter zu verwenden, welcher an einem der relativverschieblich
geführten Stempelteile angreift und von diesem bei der Einschubbewegung mitgenommen
wird. Bei diesem vorbekannten Grubenstempel stützt sich der Exzenter über den gesamten
Schwenkweg nur mit einem schmalen Bereich seiner im Querschnitt geraden Mantelfläche
gegen einen kleinen Teil der dem Exzenter zugekehrten Außenseite des zu verspannenden
Stempelprofils ab. Infolge der dabei nur etwa linienförmigen Berührung zwischen
Exzenter und Stempelprofil läßt sich eine sichere Verspannung der ineinandergeführten
Stempelhälften nicht erreichen: Außerdem besitzt diese Bauart den Nachteil, daß
mit zunehmender Schwenkung des Exzenters stark ansteigende Flächenpressungen zwischen
Exzenter und Stempelprofil auftreten, die zu einer Beschädigung bzw. einem raschen
Verschleiß der Stempelteile führen.
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Die Verwendung von im Stempelschloß schwenkbar gelagerten, an einem
der relativverschieblich geführten Stempelteile angreifenden und von diesem mitnehmbaren
Exzentern ist ferner bei solchen Grubenstempeln bekannt, deren Oberstempel aus einem
Doppel-T-Profil und deren Unterstempel aus einem Kastenprofil bestehen. Der Exzenter
greift hierbei mit seiner im Querschnitt ebenen Mantelfläche an dem Steg des Doppel-T-Profils
an, welcher auf der gegenüberliegenden Seite gegen eine Reibungsbacke abgestützt
ist. Bei diesem vorbekannten Grubenstempel wird somit lediglich ein kleiner Teil
der Umfangslänge des Oberstempelprofils für die Verspannung ausgenutzt, wobei außerdem
der Exzenter über seinen gesamten Schwenkweg stets an gleichen Umfangsabschnitten
des Oberstempelprofils angreift.
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Erfindungsgemäß wird bei einem Grubenstempel, dessen Ober- und Unterstempel
aus vorzugsweise geflanschten Rinnenprofilen bestehen, deren Enden gleichsinnig
ineinandergelegt und durch einen im Stempelschloß schwenkbar gelagerten, an einem
der relativverschieblich geführten Stempelteile angreifenden und von diesem mitnehmbaren
Exzenter gegeneinander verspannbar sind, eine Verbesserung dadurch erzielt, daß
die Klemmfläche des Exzenters eine Querschnittsform besitzt, die der dieser Fläche
zugekehrten Innen-oder Außenfläche des Stempelprofils angepaßt und in Schwenkrichtung
des Exzenters derart unterschiedlich ausgebildet ist, daß der Exzenter mit seiner
fortschreitenden Schwenkung an größer werdenden und/ oder wechselnden Umfangsabschnitten
des Stempelprofils angreift. Hierdurch ergibt sich zunächst die :Möglichkeit, die
bei der jeweiligen Anordnung und Formgebung der Rinnenprofile günstigsten sowie
verhältnismäßig große Umfangsabschnitte der Stempelprofile für die Verspannung durch
den Exzenter auszunutzen. Außerdem kann man die Anordnung und die Größe der für
die Verspannung verwendeten Umfangsabschnitte der Rinnenprofile jeweils so wählen,
daß bei beliebiger Größe der Schloßspannung eine sichere Mitnahme des Exzenters
durch das an diesem anliegende Profil gewährleistet ist, andererseits jedoch auf
keinem Teil des Schwenkweges unzulässig hohe Flächenpressungen oder plastische Verformungen
der Rinnenprofile eintreten. Durch Wahl einer entsprechenden, in Schwenkrichtung
des Exzenters unterschiedlich ausgebildeten Ouerschnittsform der Klemmfläche läßt
sich andererseits erreichen, daß mit fortschreitender Schwenkung des Exzenters eine
gewisse elastische Verformung der Rinnenprofile erfolgt, so daß sich ein besonders
guter Reibungsschluß zwischen den gleichsinnig ineinanderliegenden -Stempelprofilen
ergibt. Ferner hat man bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Stempel die Möglichkeit,
den Exzenter mit fortschreitender Schwenkung an vorzugsweise stetig größer werdenden
Umfangsabschnitten des Stempelprofils angreifen zu lassen. Auf diese Weise läßt
sich trotz Zunahme der gesamten, auf die relativverschieblichen Teile des Stempels
übertragenen Klemmkraft erreichen, daß die spezifischen Flächenpressungen zwischen
Exzenter und Stempelprofil etwa gleich bleiben. Dadurch, daß der Exzenter in seiner
Querschnittsform der Innen- oder Außenfläche des Stempelprofils
angepaßt
ist, ergibt sich außerdem die Möglichkeit, für den Reibungsschluß zwischen Exzenter
und Stempelprofil die gegenüber der reinen Flächenreibung vorteilhaftere Keilnutenreibung
auszunutzen.
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Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform ist die Schwenkachse des Exzenters,
dessen Schwenkweg vorzugsweise durch Anschläge begrenzt ist, in der Ebene des Stempelschlosses
parallel verstellbar angeordnet, so daß der Exzenter in seiner Ausgangsstellung
in einfacher Weise gegen das ihm zugekehrte Stempelprofil verspannt sowie die Größe
der auf die ineinandergelegten Rinnenprofilabschnitte übertragenen Spannkraft verändert
werden kann. Die Schwenkachse des Exzenters ist dabei zweckmäßig gegen die als Wälzlager
ausgebildete Schmalseite eines Spannkeiles abgestützt, welcher in Ausnehmungen eines
mit der einen Stempelhälfte fest verbundenen Schloßbügels in etwa horizontaler Ebene
geführt ist.
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In der Zeichnung ist die Erfindung an zwei Ausführungsbeispielen veranschaulicht.
Es zeigt Fig. 1 einen Grubenstempel in der Seitenansicht, Fig.2 einen Ausschnitt
aus Fig. 1 in größerem Maßstab, Fig. 3 einen Schnitt nach Linie 111-III der Fig.
2. Fig. 4 eine Draufsicht auf den in Fig. 2 und 3 verwendeten Exzenter.
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Fig. 5 eine andere Ausführungsform eines Stempels in der Seitenansicht
im Ausschnitt, Fig.6 einen Schnitt nach Linie IV-IV der Fig.5. Fig. 7 den Stempel
gemäß Fig. 5 bei einer anderen Stellung des Exzenters, Fig.8 einen Schnitt nach
Linie VIII-VIII der Fig. 7, Fig. 9 den bei dem Stempel gemäß Fig. 5 bis 8 verwendeten
Exzenter in der Draufsicht.
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Bei dem in Fig. 1 dargestellten Grubenstempel bestehen Oberstempel
1 und Unterstempel 2 aus geflanschten Rinnenprofilen, deren Enden gleichsinnig ineinandergelegt
sind. Die Rinnenprofile 1 und 2 besitzen, wie Fig. 3 zeigt. dieselben Querschnittsformen
und Abmessungen und stützen sich mit den Flanschen 1 a und 2 a und mit den
Stegen 1 b und 2 b gegeneinander ab. Am oberen Ende des Unter- bzw. Außenstempels
2 ist ein Schloßbügel 3, z. B. durch Schweißen, befestigt. Der Schloßbügel 3 ist,
dem Außenumfang des Außenstempels 2 entsprechend, gekröpft und umschließt diesen
bis unter die Profilflanschen 2a.. Durch die am Umfang des Außenstempels 2 außen
angeschweißten und gekröpften Schenkel des Schloßbügels 3 wird das Widerstandsmoment
der Profilstege 2 b im Bereich des Stempelschlosses 3 vergrößert, so daß ein Aufklaffen
der Profilstege 2b an dieser Stelle verhindert wird.
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In den freien Schenkeln des Schloßbügels 3 sind in der Ebene des Schloßbügels
3 langgestreckte Ausnehmungen 4 vorgesehen. In den Ausnehmungen 4 sind ein Spannkeil
5 und ein Lösekeil 6 in der Querebene des Stempelschlosses verschieblich geführt.
Der Spannkeil 5 besitzt eine sehr geringe Keilsteigung von z. B. etwa 3 bis 5° und
stützt sich mit einer rückseitigen Keilfläche gegen die Spannfläche des Lösekeils
6 ab, welche eine an der Grenze des Selbsthemmungsbereiches liegende Keilsteigung
von etwa 13° aufweist. Der Lösekeil 6 ist rückseitig gegen ein Widerlager 10 abgestützt,
welches mit den freien Schenkeln des Schloßbügels 3 fest verbunden ist. Die dem
Lösekeil 6 zugekehrte Fläche des Widerlagers 10 ist unter einem solchen Winkel zu
den Schenkeln des Schloßbügels 3 angeordnet, daß die den Stempelprofilen zugekehrte
Spannfläche 5a des Querkeils 5 pa,rallel zu den Profilflanschen der Stempelprofile
1 und 2 gerichtet ist. Die Spannfläche 5a. wird - wie insbesondere Fig. 2 erkennen
läßt - als Wälzlager für eine mit einem Exzenter 7 fest verbundene Schwenkachse
8 verwendet. Die Enden der im Querschnitt kreisrunden Schwenkachse 8 sind - wie
aus Fig.3 ersichtlich - gleichfalls in den Ausnehmungen 4 des Schloßbügels 3 gelagert.
Sowohl mittels des Lösekeils 6 als auch mittels des Spannkeils 5 läßt sich das durch
die Spannfläche 5a gebildete Widerlager für die Schwenkachse 8 des Exzenters 7 in
der Querebene des Stempelschlosses 3 parallel zu sich selbst verstellen. An den
Enden des Lösekeils 6 sind Anschläge 6a, 6 b vorgesehen, durch welche die Querverschieblichkeit
des Lösekeils 6 begrenzt ist. Mittels eines hinter den Endanschlag 6 b eingreifenden,
am Schloßbügel 3 schwenkbar gelagerten Hebels 9 kann der Lösekeil 6 in der in Fig.3
dargestellten Endstellung festgelegt werden.
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Bei dem in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel greift
der Exzenter 7 mit seiner Zunge in die Rinne des Innenstempelprofils 1 ein. Die
Klemmfläche des Exzenters besitzt - wie insbesondere Fig. 3 und 4 erkennen lassen
- eine etwa trapezförmige, dem Innenumfang des Innenstempelprofils 1 angepaßte
Querschnittsform, welche die Rinne des Innenstempels 1 im wesentlichen ausfüllt.
Wie aus Fig.4 ersichtlich, ist der in die Rinne des Innenstempels 1 eingreifende
Teil des Exzenters 7 in Schwenkrichtung keilförmig ausgebildet. Diese Keilform des
Exzenters 7 ist so gewählt, daß er bei der (in Fig. 1 mit gestrichelten Linien angedeuteten)
oberen Endstellung lediglich mit einem Teil seiner Seitenflächen 7a an den Innenseiten
der Profilstege 1 b anliegt. Nachdem der Stempel auf die jeweils gewünschte Länge
ausgezogen und der Lösekeil 6 in der in Fig. 3 dargestellten Stellung festgelegt
ist, wird der Exzenter 7 durch Eintreiben des Spannkeils 5 in der in Fig. 1 dargestellten
Stellung gegen die Stege 1 b des Innenstempels 1 verspannt. Bei der durch den Gebirgsdruck
bewirkten Einschuhbewegung des Innenstempels 1 nimmt dieser den Exzenter 7 mit und
schwenkt ihn bis zu der in Fig.2 dargestellten Endstellung. Während auf dem ersten
Teil des Schwenkweges die mit fortschreitender Schwenkung zunehmende Klemmkraft
über die Seitenflächen 7a des Exzenters auf einen größer werdenden Flächenabschnitt
der Profilstege 1 b übertragen wird, verlagert sich auf dem letzten Teil des Schwenkweges
die Klemmfläche in den bogenförmigen Übergangsbereich zwischen dem Profilboden 1
c und den Profilstegen 1 b des Innenstempels 1. Die Stirnfläche 7 b und die
Seitenflächen 7 a des Exzenters liegen, wie die Fig.2 und 3 erkennen lassen,
in dessen unterer Endstellung nur mit ihrem bogenförmigen Übergangsbereich am Innenumfang
des Innenstempelprofils 1 an. Hierdurch erreicht man, daß in dem Bereich des Schwenkweges,
in welchem die größten Klemmkräfte zu übertragen sind, nur die gegen Verformungen
besonders widerstandsfähigen Querschnittsbereiche des Innenstempels 1 für die Verspannung
herangezogen werden. Außerdem stützt sich der Exzenter 7 auf dem letzten Teil des
Schwenkweges sowie in der unteren Endstellung mit den lappenförmigen Randabschnitten
7 c gegen die Flanschen 1 a des Innenstempels ab. Die Schwenkbewegung des Exzenters
7 wird bei dem in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel durch die sich
gegen die Flanschen 1 a des Innenstempels 1 anlegenden Randabschnitte 7 c begrenzt.
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Bei Rinnenprofilen, deren Böden unmittelbar gegeneinander abgestützt
sind, empfiehlt es sich demgegenüber
in der Regel, den Exzenter
7 auf dem letzten Teil des Schwenkweges am Boden des Innenstempelprofils angreifen
zu lassen. Wesentlich ist jedoch in allen Fällen, daß die Seitenflächen 7a des Exzenters
7 auf dem letzten Teil des Schwenkweges sich in solchem Maße von den Profilstegen
1 b lösen, daß keine elastische oder bleibende Aufweitung des Innenprofils 1 eintreten
kann und ein Festklemmen des Exzenters 7 in der Rinne des Innenstempels 1 mit Sicherheit
vermieden wird. Unter dieser Voraussetzung läßt sich auch bei hohen Spannkräften
das Stempelschloß ohne Schwierigkeiten lösen.
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Beim Rauben des Stempels wird zunächst durch Drehung des Hebels 9
die Feststellung des Lösekeils 6 aufgehoben. Der Lösekeil 6 läßt sich infolge seiner
etwa an der Grenze des Selbsthemmungsbereiches liegenden Keilsteigung anschließend
mit geringem Kraftaufwand im Lösesinne verschieben, so daß das Widerlager 5 a der
Schwenkachse 8 des Exzenters 7 in der Ebene des Stempelschlosses 3 nachgeben kann.
Hierdurch wird die Verspannung zwischen Exzenter 7 und Oberstempel l aufgehoben,
so daß sich der Oberstempel 1 in den Unterstempel 2 einschieben läßt.
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Bei dem in den Fig. 5 bis 9 dargestellten Ausführungsbeispiel greift
der Exzenter 7 am Außenumfang des als Außenstempel ausgebildeten Oberstempels 1
an. Der Exzenter 7 besitzt, wie insbesondere die Figuren 6, 8 und 9 erkennen lassen,
eine dem Außenumfang des Oberstempels 1 angepaßte, rinnenförmige Querschnittsform
und stützt sich mit seiner Schwenkachse 8 gegen die als Wälzlager ausgebildete Spannfläche
5 a eines im Stempelschloß 3 geführten Querkeils 5 ab. Bei dem in den Fig. 5 bis
8 dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt der Querkeil 5 eine Keilsteigung von
etwa 8 bis 10 Grad, so daß sich dieser auch ohne Zuordnung eines Lösekeils mit mäßigem
Kraftaufwand bei voller Lastaufnahme des Stempels lösen läßt. Der Querkeil 5 stützt
sich rückseitig gegen ein seiner Keilsteigung entsprechend geneigtes Widerlager
10 ab, durch welches die freien Schenkel des Schloßbügels 3 fest miteinander verbunden
sind.
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Der Schloßbügel3 ist am oberen Ende des als Innenstempel ausgebildeten
Unterstempels 2 befestigt. Wie die Fig. 6 und 8 zeigen, ist der Boden des aus einem
etwa. U-förmig geformten Flacheisen gebildeten Schloßbügels 3 mit den Flanschen
2 a. des Unterstempels 2 verschweißt, so daß diese in ihrem Abstand zueinander festgelegt
sind.
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Bei dem in den Fig. 5 bis 8 dargestellten Ausführungsbeispiel ist
der Schwenkweg des Exzenters 7 durch am Schloßgehäuse vorgesehene Anschläge 11,
12 begrenzt. An den unteren Anschlägen 12 sind Federbügel 13 befestigt, welche der
durch das Einschieben des Oberstempels 1 bewirkten Schwenkbewegung des Exzenters
entgegenwirken und bei unbelastetem Stempel den Exzenter 7 in der in Fig. 5 dargestellten
oberen Endstellung festhalten.
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Wie die Fig. 5, 6 und 9 zeigen, besitzt der Exzenter 7 eine solche
Formgebung, daß er in der oberen Endstellung sowie auf dem ersten Teil des Schwenkweges
sich lediglich mit den Randabschnitten 7 d gegen die Flanschen 1 a des Oberstempels
1 abstützt. Die auf dem ersten Teil des Schwenkweges an den Flanschen des Außenprofils
1 angreifenden Randflächen 7d des Exzenters 7 sind., wie, aus Fig. 5 ersichtlich,
mit einer ihren Reibungskoeffizienten erhöhenden Querriffelung versehen, so daß
in jedem Falle eine -Mitnahme des Exzenters 7 bei der Einschubbewegung des Außenprofils
1 gewährleistet ist. An Stelle einer Oberflächenaufrauhung können diese Flächenabschnitte
des Exzenters 7 auch mit einem Reibbelag, beispielsweise aus Aluminium, versehen
sein.
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Auf Grund der insbesondere aus Fig.9 ersichtlichen Formgebung des
Exzenters 7 greift dieser auf dem letzten Teil des Schwenkweges sowie in seiner
in Fig. 7 und 8 dargestellten unteren Endstellung zusätzlich mit den Innenflächen
7 e an der Außenseite der Profilstege 1 b des Außenprofils l an. Die wirksame
Klemmfläche des Exzenters 7 ist somit auf dem letzten Teil des Schwenkweges wesentlich
größer als auf dem vorderen Teil, so daß trotz einer Erhöhung der gesamten, auf
die Stempelhälften 1, 2 übertragenen Klemmkraft die spezifische Flächenpressung
etwa gleich groß bleibt. Die auf dem letzten Teil des Schwenkweges an den Flanschen
l a des Außenstempelprofils angreifenden Flächenabschnitte des Exzenters7 brauchen
keinen gegenüber der restlichen Klemmfläche höheren Reibungskoeffizienten zu besitzen.
Obwohl - wie Fig. 8 zeigt - in der unteren Endstellung des Exzenters 7 das Außenstempelprofil
1 auf einem wesentlichen Teil seines Außenumfanges an der Klemmfläche des Exzenters
7 anliegt, läßt sich der Exzenter durch Lösen des Spannkeils 5 ohne Schwierigkeiten
von dem Außenstempelprofil lösen, so daß der Außenstempel l in den Innenstempel
2 eingeschoben werden kann.
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Selbstverständlich ist es möglich, für die Verspannung von Ober- und
Unterstempel auch andere Umfangsabschnitte des gegenüber dem Stempelschloß 3 relative
erschieblichen Stempelprofils auszunutzen als bei den in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen. Außerdem steht nichts im Wege, die für die Verspannung des
Stempels verwendeten Umfangsabschnitte des am Exzenter 7 anliegenden Stempelprofiles
kleiner oder größer zu wählen als bei den vorstehend behandelten Ausführungsformen.
In allen Fällen ist es jedoch zweckmäßig, dafür Sorge zu tragen, daß auf dem letzten
Teil des Schwenkweges sowie in der unteren Endstellung des Exzenters 7 eine ausreichend
große Klemmfläche zur Verfügung steht, so daß unzulässige Beanspruchungen der Stempelprofile
vermieden werden.
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Die Exzenter können im allgemeinen im Gesenk geschlagen werden, wobei
die bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 bis 9 vorgesehene Oberflächenriffelung
gleich mitgeschlagen wird. In manchen Fällen ist es zweckmäßig, die Klemmflächen
des Exzenters 7 einer Oberflächenhärtung zu unterwerfen.
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Obwohl es in den meisten Fällen zweckmäßig ist, das Stempelschloß
3 mit dem Unterstempel 2 zu verbinden und den Exzenter 7 am Oberstempel 1 angreifen
zu lassen, steht selbstverständlich nichts im Wege, die Anordnung umgekehrt zu wählen.