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Gruben-Reibungsstempel Die Erfindung betrifft einen Reibungsstempel
mit einem rohrförmigen Innenstempel, der sich rückwärtig im Schloß an kreisbogenförmigen
Anlageflächen abstützt und bei dem die Klemmkraft über eine Klemmplatte auf den
Innenstempel übertragen wird.
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Es sind Reibungsstempel in verschiedenen Ausführungen bekannt, bei
welchen im Schloß ein zweiarmiger Schwenkhebel vertikal oder horizontal gelagert
ist, der durch einen Horizontalkeil beaufschlagt werden kann. Beim Anschlagen des
Keils drückt der Schwenkhebel mit seinem einen Arm gegen eine am Innenstempel anliegende
Klemmplatte mit nahezu der gleichen Kraft mit der sich der Schloßkeil, der an dem
anderen Arm des Schwenkhebels angreift, auf der Klemmplatte abstützt. Es wird auf
diese Weise nahezu eine Verdoppelung der Klemmwirkung auf den Innenstempel erzielt.
Von Nachteil ist bei dieser Stempelbauart, daß mit dem Schwenkhebel ein zusätzlicher
Bauteil in das Schloß gebracht wird, der, da er auf Biegung beansprucht wird, außerdem
noch sehr kräftig ausgeführt werden muß. Da ferner der Schwenkhebel unter den Biegebelastungen
elastisch verformt wird, wird ein Teil der für das Antreiben des Schloßkeils aufzubringenden
Schlagleistung als nutzlose Formänderungsarbeit aufgezehrt. Von Nachteil ist außerdem,
daß bei einigen dieser Schloßkonstruktionen der Schwenkhebel so ausgebildet und
angeordnet ist, daß sich beim Antreiben des Keils an den Abstützfiächen des Schwenkhebels
erhebliche Reibwege ergeben, die ebenfalls Energieverluste und damit einen schlechten
Wirkungsgrad der Schloßkonstruktion bedingen.
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Bekannt sind ferner Grubenstempel, die im Schloß Drehmomentspannringe
aufweisen, die den Innenstempel umschließen und durch Antreiben des Schloßkeils
gegen den Innenstempel verspannt werden. Die als Hebel wirkenden Drehmomentspannringe
haben erhebliche Hebelkräfte aufzunehmen. Sie müssen daher sehr kräftig ausgeführt
werden. Damit die Hebelkräfte annähernd gleichmäßig über die 'auf den Umfang des
Innenstempels verteilten Reibflächen übertragen und somit örtliche überbeanspruchungen
'vermieden werden, müssen die Drehmomentspannringe außerdem sehr genau bearbeitet
werden. Bei Verwendung von rohrförmigen Innenstempeln ergibt sich ferner die Notwendigkeit,
an dem Mantel des Stempelrohres eine Anzahl radial nach außen vorspringender Leisten
anzubringen, an denen die Drehmomentspannringe mit an ihnen angeordneten radialen
Nasen angreifen.
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Schließlich ist auch eine Schloßkonstruktion bekannt, bei der zwei
.horizontale Keile im Schloß vorgesehen sind, die über eine Klemmplatte auf den
Innenstempel wirken. Beide Keile lassen sich unabhängig voneinander antreiben: Auch
mit dieser Schloßkonstruktion läßt sich die Klemmlast etwa verdoppeln, jedoch besteht
hier der Nachteil, daß die Handhabung des Stempels gegenüber einem Einkeilstempel
etwas umständlicher ist, und daß das Schloß etwas größer und schwerer baut als dasjenige
von Einkeilstempeln.
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Die Erfindung bezweckt einen verbesserten Reibungsstempel, der sich
ebenfalls des Hebelprinzips zur Erzielung einer um das Mehrfache größeren Klemmwirkung
bedient.
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Gemäß der Erfindung ist die im Schloß quer zur Stempelachse verschieblich
angeordnete Klemmplatte so angeordnet, daß sie an einer exzentrisch zur Stempelachse
liegenden schmalen Reibfläche des Innenstempels angreift. Die Anordnung ist dabei
derart getroffen, daß beim Antreiben des Schloßkeils der Innenstempel sich mit einer
zweiten, ebenfalls exzentrisch angeordneten Reibfläche gegen ein im Schloß angeordnetes
Widerlager dreht.
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Bei einer derartigen Ausführung des Stempels und seiner Schloßkonstruktion
wird der Innenstempel für die Erzielung des übersetzungse$ektes herangezogen. Ein
besonderer Schwenkhebel im Schloß wird daher nicht benötigt. Das Schloß kann mithin
leichter, einfacher und billiger ausgeführt werden. Außerdem wird die für das Antreiben
des Schloßkeils aufzubringende Schlagleistung wesentlich besser ausgenutzt, da einerseits
keine nennenswerte Formänderungsarbeit aufgebracht werden . muß und andererseits
selbst die Reibungskräfte am Keil keinen vollen Energieverlust mehr darstellen,
sondern teilweise ebenfalls im Sinne einer Verspannung des Schlosses zur Wirkung
gebracht .werden können. Auch die Verwendung eines rohrförmigen Innenstempels bedeutet
einen Vorteil, da dieses Profil auf Grund seiner hervorragenden statischen Eigenschaften
sich ganz besonders für auf Knickung beanspruchte Teile eignet. Der erfindungsgemäße
Stempel benötigt im Schloß neben dem Schloßkeil lediglich eine einfache
Klemmplatte
und ein gegebenenfalls mit der Klemmplatte vereinigtes Baustück, welches das genannte
Widerlager bildet. Beide Schloßteile sind von vergleichsweise geringer Baugröße
und geringem Gewicht.
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Das für den erfindungsgemäßen Stempel vorgesehene Innenstempelprofil
besitzt zweckmäßig zwei vergleichsweise schmale Reibflächen, die mit dem Abstand
von etwa der Länge des Innendurchmessers des Profils nebeneinander angeordnet sind.
Von den genannten Reibflächen dient die eine als Angriffspunkt für die Klemmplatte,
während die andere für die Abstützung an dem genannten Widerlager des Schlosses
bestimmt ist. Beide Reibflächen sind vorzugsweise pfannenartig ausgebildet. Die
Klemmplatte und das Widerlager besitzen dabei ballige Flächen, die den pfannenartigen
Flächen des Profils angepaßt sind und sich demgemäß auf diesen Flächen abstützen
können.
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Der Keil ist zweckmäßig als Horizontalkeil im Schloß gelagert, wie
das im Stempelbau üblich ist. Er kann selbstverständlich aber auch als Vertikalkeil
oder als Schrägkeil angeordnet werden. Das Widerlager ist im Stempelschloß in geeigneter
Weise befestigt bzw. aufgehängt. Beispielsweise kann das Widerlager gabelförmig
derart ausgebildet sein, daß es die quer im Schloß liegende Klemmplatte umgreift
und von dieser getragen wird. Das Widerlager stützt sich dabei rückseitig an dem
Schloßgehäuse ab.
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Vorteilhaft ist auch, wenn sich die Klemmplatte und das Widerlager
quer zur Stempelachse, d. h. in Richtung der Längsachse des Horizontalkeils bewegen
können. Man erhält hierdurch nicht nur eine Verbesserung der Einstellmöglichkeit
der Schloßteile auf den Innenstempel, sondern es läßt sich außerdem auf sehr einfache
Weise erreichen, daß auch die Reibkräfte am Schloßkeil teilweise zu einer Verspannung
des Schlosses zur Wirkung kommen, wie weiter unten näher erläutert wird.
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Auch kann es sehr zweckmäßig sein, wenn man das Widerlager im Schloß
ebenfalls als Keil ausbildet. Der Stempel besitzt bei einer solchen Ausführung zwei,
vorzugsweise horizontal gelagerte Schloßkeile, die, wie bei dem bekannten Zweikeilstempel,
unabhängig voneinander angetrieben werden können. Zweckmäßig wird jedoch der das
Widerlager bildende Keil als Füllkeil gehandhabt, d. h., er wird beim Setzen des
Stempels nur so weit angeschlagen, daß er, ohne eine nennenswerte Verspannung zu
bringen, im wesentlichen nur das Spiel im Schloß ausgleicht. Der zweite Keil kann
dann als Spannkeil dienen, der beim Setzen des Stempels mit wuchtigen Schlägen angetrieben
und beim Rauben wieder zurückgetrieben wird. Auf diese Weise kann in Verbindung
.mit dem Hebelprinzip eine außerordentlich hohe Klemmkraft im Schloß erzielt werden.
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Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele der Erfindung. Es zeigt F
i g. 1 einen Stempel gemäß der Erfindung in Seitenansicht, wobei das Schloß zum
Teil im Schnitt dargestellt ist, F i g. 2 einen horizontalen Schnitt durch das Schloß
gemäß F i g. 1, F i g. 3 eine Einzelheit des Schloßgetriebes, F i g. 4 ein weiteres
Ausführungsbeispiel der Erfindung, F i g. 5 und 6 zwei horizontale Schnitte durch
das Stempelschloß gemäß F i g. 4. Der Stempel gemäß der Erfindung besteht in üblicher
Weise aus einem Außenstempel 1, einem darin teleskopartig verschiebbaren Innenstempel
2 und einem Schloß 3, welches an dem oberen Ende des Außenstempels fest angebracht
ist und in deit der Innenstempel 2 in - jeder beliebigen Auszugsstegjäg reibungsschlüssig
festgelegt werden kann. Der Innenstempel t trägt an seinem oberen Ende eine Kopfplatte
2 d (F i g. 4) für die Auflage einer Kappe od. dgl.
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Der Innenstempel 2 weist ein rohrförmiges Profil auf, an welchem sich
zwei Reibflächen 2 a befinden. Die beiden Reibflächen 2 a liegen mit etwa dem Abstand
des Innendurchmessers des Profils nebeneinander, um einen langen Hebelarm zu erzielen.
Sie sind pfannenartig ausgebildet und so angeordnet, daß die Schloßkräfte etwa tangential
in das Proßl eingeleitet werden. Zwischen den Reibflächen besitzt das Profil eine
Ausbuchtung 2 b. Der Rücken 2 e den Profils ist kreisbogenförmig ausgebildet. Er
stützt sich an entsprechenden Kreisflächen des Schlosses 3 so ab, daß der
Innenstempel sich im Schloß um .neige Längsachse drehen kann. In horizontalen Längsschlitzen
3 a ist ein Schloßkeil 4 gelagert, der über eine Klemmplatte 5 auf eine vier beiden
Reiff 2 a des Innenstempels 2 wirkt (F i g. 1 bis 3). Die Klemmplatte 5 besitzt
zu diesem Zweck eine b Reibfläche S a, die sich in die pfannenartige Re> fläche
2a des Innenstempels hineinlegt. Die Anordnung ist so getroffen, daß beim Antreiben
dea Keils 4 infolge des exzentrischen Kraftangri% der Innenstempe12 um seine
Längsachse im Schloß ge-
dreht wird.
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Der Innenstempel 2 wird bei diesem Vorgang gegen ein Widerlager 6
gedreht, welches sich mit balligen Flächen 6a in die zweite Reibfläche 2a riss Inenstempels
hineinlegt. Das Widerlager 6 ist, wie insbesondere die F i g. 1 und 3 zeigen,
gabelartig gebildet, und umgreift mit seinen Gabelteilen einen der beiden schmalen
Ansätze 5c der Klemmplate. Auf diese Weise wird das Widerlager von der Klemmaplatte
5 in dem Schloß gehalten. Das Wi stützt sich rückseitig mit einer abgerundeten Fläche
6 b an dem Sehloß ab.
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Die Ansätze 5 c der Klemmplatte greifen m die Schlitze 3 a des Schlosses
ein. Die Klemmplatz S und das Widerlager 6 sind in den Sehlitzen 3a fa Richtung
der Keilachse beweglich. Die Mitnahme des Widerlagers 6 bei Querverschiebung der
Klemmplatte 5 erfolgt durch einen Ansatz 5 b an der I platte. Außerdem ist das Widerlager
6 gegenüber Klemmplatte 5 etwas beweglich, um eine Einsieg der Schloßteile zueinander
zu ermöglichen.
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Wie erwähnt, wirkt der Keil 4 über die Klemmaplatte 5 nur auf
die eine der beiden Reibflächen 2u des Innenstempels. Beim Antreiben des SChloßkeN
4
wird daher der Innenstempel 3 gegen das Widerlager 6 gedreht, so daß nunmehr
die Abstützung und die Reibung an beiden Reibflächen 2a des Innenstempels erfolgt.
Der Innenstempel 2 wird durch diese Maßnahme zur Erzielung der Hebelwirkung herangezogen.
Das bedeutet, daß die durch den Keilantrieb erzielte Klemmwirkung im Schloß verdoppelt
wird, da an beiden Reibflächen 2a jeweils die volle Keilkraft wirkt.
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Durch die Querbeweglichkeit der Klemmplatte 5 und des Widerlagers
6 in Richtung der Keilachse wird außerdem erreicht, daß auch die in Richtung
des
Pfeiles A (F i g. 2) wirkende Reibung an dem Keil teilweise zur Verspannung des
Stempelschlosses ausgenutzt werden kann. Die Reibkraft A wirkt im Sinne einer Mitnahme,
d. h. einer Querverschiebung der Klemmplatte 5 und des Widerlagers 6 und somit im
Sinne einer Verdrehung des Innenstempels um seine Längsachse, da das Widerlager
6 sich seitlich an dem Vorsprung 2 b des Innenstempelprofils 2 sowie die Teile 5
a und 6 a in den Pfannen 2 a abstützen und daher das Drehmoment übertragen können.
Es überlagern sich daher beim Antreiben des Schloßkeils 4 einerseits die durch die
Anpressung der Klemmplatte 5 gegen den Innenstempel 2 bewirkten Klemmkräfte und
andererseits die durch die Querverschiebung der Klemmplatte 5 und des Widerlagers
6 in Richtung der Keilachse wirkenden Reibkräfte, die beide eine Verdrehung des
Innenstempels 2 gegen das Widerlager 6 hervorrufen.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der F i g. 4 bis 6 wird das Widerlager
6 durch einen zweiten Schloßkeil 4 a gebildet, der unterhalb des erstgenannten Schloßkeils
4 liegt und ebenfalls als Horizontalkeil in Längsschlitzen 3a des Schlosses 3 gelagert
ist. Die beiden Keile 4 und 4a wirken auf eine gemeinsame Klemmplatte 5, die sich
mit den balligen Flächen 5a in die beiden pfannenartigen Reibflächen 2a des
Innenstempelprofils hineinlegt. Selbstverständlich kann auch für jeden Keil eine
besondere Klemmplatte vorgesehen werden.
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Die Keile stützen sich rückseitig mit balligen Flächen 4 b an pfannenartigen
Widerlagerffächen im Schloß ab, wie insbesondere F i g. 4 zeigt. Auf der anderen
Seite stützen sich die Keile an der Klemmplatte 5 ab. Die Anordnung ist dabei so
getroffen, daß beim Antreiben der Keile 4 und 4 a die Kraftübertragung jeweils nur
auf eine der beiden Reibflächen 2 a des Innenstempels erfolgt. Zu diesem Zweck sind
die Keile 4 und 4 a gegenüber der Klemmplatte 5 etwas geneigt, so daß sie nur einseitig
an der Klemmplatte anliegen (F i g. 5 und 6). Es ist aus F i g. 5 ersichtlich, daß
der Keil 4 beim Antreiben so auf den Innenstempel 2 wirkt, daß dieser in Pfeilrichtung
B gedreht wird. Dagegen ist für den Keil 4a die Anordnung so getroffen, daß eine
Verdrehung des Innenstempels 2 in Pfeilrichtung C erfolgt (F i g. 6).
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Wird nun zunächst der Keil 4 angetrieben, so dreht sich der
Innenstempel in Pfeilrichtung B gegen die das Widerlager für den Anzug des Keils
4 bildende Fläche 5 a der Reibplatte 5, über die der Keil
4 a auf den Innenstempel wirkt. Der Keil 4 a bildet also das Widerlager für
die unter Einwirkung des Keils 4 bewirkte Verdrehung des Innenstempels. Andererseits
bildet der Keil 4 das Widerlager für die Verdrehkräfte, die beim Antreiben des Keils
4a erzeugt werden. Durch diese Wechselwirkung kann unter Anwendung des Hebelprinzips
eine außerordentlich hohe Verspannung des Schlosses erzielt werden, indem zunächst
der eine der beiden Keile eingetrieben und anschließend der zuerst das Widerlager
bildende zweite Keil eingeschlagen wird.
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Auch bei der Anordnung gemäß F i g. 4 bis 6 ist die Klemmplatte 5
in Richtung der Keilachse im Schloß querverschiebbar. Es können also auch hier die
an den Keilflächen wirkenden Reibkräfte für eine zusätzliche Verspannung des Schlosses
wirksam gemacht werden. Um dies zu erreichen, wird zunächst der Keil 4 a als Füllkeil,
d. h. so weit angetrieben, daß er im wesentlichen nur das Spiel im Schloß ausgleicht.
Für die weitere Verspannung wird dann nur noch der Keil 4 angetrieben, wobei sich
die erwähnte Ausnutzung der Reibkraft'ergibt.
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Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen stützt sich der Innenstempel
2 rückwärtig unmittelbar im Schloß ab. Es ist selbstverständlich möglich, für die
Abstützung des Innenstempels eine pfannenartige Reibeinlage vorzusehen, die sich
auf geschmierten Flächen im Schloß zusammen mit dem Innenstempel drehen kann. Es
wird hierdurch die beim Verdrehen auftretende Reibung an der Abstützfiäche des Innenstempels
erheblich verringert, so da( das Schloßgetriebe einen außerordentlich hohen Wirkungsgrad
erhält.
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Die Drehung, die der Innenstempel beim Verspannen des Schlosses ausführt,
ist natürlich nur sehr gering. Sie geht über das durch das erforderliche Spiel im
Schloß und die elastische Verformung der Schloßteile gegebene Maß nicht oder nicht
wesentlich hinaus.
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Selbstverständlich ist die Hrfinäung nicht an das beschriebene Innenstempelprofil
gebden. Es können für diesen Zweck auch andere Profile verwendet werden, bei denen
die Klemnnkräfte mentrisch so in das Profil eingeleitet werden können, daß eine
Verdreheng gegen ein Widerlager erzielt wird.
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Auch für die Verspannung des Schlosses brauchen nicht unbedingt Horizontalkeile
verwendet zu werden, obwohl dies im allgemeinen besonders zweckmäßig ist. Es können
auch vertikal im Schloß angeordnete Keile oder auch andere Spannmittel, beispielsweise
Exzenter, Spannschrauben u. dgl. vorgesehen werden. Der Ausdruck »Keil« ist daher
im allgemeinsten Sinne zu verstehen.