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Mehrteiliger Grubenstempel mit Reibungsschloß Es ist allgemein bekannt,
daß die Klemmlast, also die Lastaufnahmefähigkeit eines mehrteiligen teleskopartigen
ausziehbaren Grubenstempels mit Reibungsschloß von der Höhe der Klemmkraft abhängt,
die dem Stempelschloß durch Anschlagen der Schloßkeile vor dem Einsetzen der Belastung
des Stempels unter dem Gebirgsdruck vermittelt wird. Da der Bergbau in stetig steigendem
Maße Grubenstempel mit sehr hoher Klemmlast verlangt, entsprechend hohe Klemmkräfte
im Sternpelschloß jedoch nicht mehr oder nicht allein durch entsprechend stärkeres
Eintreiben der Schloßkeile erzielbar sind, gehen die Bestrebungen schon seit langem
dahin, entweder die aufzubringende Schloßspannung geringer zu halten und die erwünschte
weitere Auflastung des Stempelschlosses durch Anordnung von Auflastungselementen,
z. B. Schwenk- oder Schleppkeilen, Schwenkbügeln od. dgl. auf dem Wege einer Servowirkung
dem Gebirgsdruck zu überlassen oder aber den Kraftaufwand für das Spannen des Schlosses
wirkungsvoller zu gestalten. Letzteres wird angestrebt beispielsweise durch verschiedenartig
ausgebildete Keilgetriebe, durch Vermehrung der Schloßspannkeile, durch die Anwendung
elastisch wirksamer Schloßbänder, durch Vermehrung der Reibflächen oder aber auch
durch übertragung der Keilanzugskräfte von einer Innenstempelzone auf die andere,
sei es unter Verwendung zweier Anzugskeile und eines ihnen gemeinsamen verschwenkbaren
Keilwiderlagers oder nur eines Anzugskeiles in Verbindung mit einem zweiarmigen
Schwenkhebel. In allen diesen Fällen geht jedoch die erzielte Vergrößerung der Schloßklemmkraft
auf Kosten einer einfachen, robusten und daher unempfindlichen Schloßkonstruktion
sowie auf Kosten der Leichtbauweise und ist erkauft durch eine unliebsame Vergrößerung
der Schloßabmessungen sowie der Stempelgestehungskosten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen mehrteiligen Grubenstempel
zu entwickeln, der die angestrebt hohe Klemmkraft ohne Vergrößerung des Energieaufwandes
für das Spannen des Stempelschlosses und ohne Vermehrung der wirksamen Schloßteile
erreicht und sich den bekannten Stempelkonstruktionen gegenüber durch eine einfache
gewichts- und raumsparende Bauart auszeichnet.
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Die Erfindung zeigt einen mehrteiligen Grubenstempel mit Reibungsschloß,
bei welchem der vorzugsweise keilförmige Innenstempel durch die Anzugswirkung eines
Spannkeiles über ein zwischen Spannkeil und Innenstempel angeordnetes Druckstück
gegenüber dem Außenstempel festklemmbar ist mit der Unterscheidung, daß der Spannkeil
um eines von zwei in Keillängsrichtung hintereinander angeordneten Keilwiderlagern
um eine zur Keillängsrichtung senkrechte Achse verschwenkbar ist.
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Durch die erfindungsgemäße Verschwenkbarkeit des Spannkeiles in seiner
Wirkungsebene wurde in der Entwicklung von Grubenstempeln die Möglichkeit geschaffen,
die übliche Anzugswirkung eines Spannkeiles mit einer Hebelwirkung des Keiles zu
kombinieren und dadurch dem Stempelschloß eine wesentlich höhere Klemmkraft zu vermitteln.
Gleichfalls wurde auf diesem Wege die Möglichkeit geschaffen, die unvermeidlichen
Fertigungstoleranzen und die auf die Konizität des Innenstempels zurückzuführenden
Schloßspiele bei nur einem Schloßkeil auszuschalten, ohne auf eine Vergrößerung
der Keilneigung oder der Keillänge angewiesen zu sein. Der Spannkeil selbst kann
bei gleicher oder sogar geringerer Keilneigung schmaler und wesentlich kürzer gehalten
sein, so daß außer einer Gewichtserleichterung auch der Vorteil erzielt wird, daß
seine aus dem Schloß herausragenden Enden als unerwünschte vorstehende Teile weniger
störend empfunden werden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die im Sinne einer Auflastung
der Schloßklemmkraft wirksame Schwenkbewegung des Spannkeiles zwangläufig mit dem
Anschlagen desselben durch das in Anschlagrichtung vordere Keilwiderlager ausgelöst
werden, vorzugsweise dadurch, daß der Spannkeil
zwischen den in
seiner Längsrichtung aufeinander folgenden Keilwiderlagern geführt wird. In einem
solchen Falle erfolgt die Schwenkbewegung des Spannkeiles unter Vermeidung jeglicher
weiterer Hilfsmittel allein in Auswirkung des Kraftaufwandes für das Eintreiben
des Keiles und ist größenmäßig mit abhängig von der Keilneigung. Erfindungsgemäß
ist es deshalb möglich, durch entsprechende Wahl der Keilneigung im Bereich des
vorderen Keilwiderlagers gegenüber derjenigen im Bereich des Druckstückes die auf
den Keilanzugsweg einerseits und auf die Keilhebelwirkung andererseits zurückzuführenden
Anteile der resultierenden erhöhten Schloßspannkraft in ein bestimmtes gewolltes
Verhältnis zueinander zu setzen.
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Das zwischen Spannkeil und Innenstempel vorgesehene Druckstück kann
dabei im Rahmen der Erfindung beliebig ausgestaltet sein. Es empfiehlt sich lediglich,
die Keilanlage ballig auszubilden und gegenüber dem Keilwiderlager im Rücken des
Spannkeiles versetzt anzuordnen. Von besonderem Vorteil jedoch ist die Ausbildung
dieses Druckstückes als frei bewegliches Schwenklager nach Art eines zweiarmigen
Hebels sowie seine Zuordnung zum Schloß und Spannkeil derart, daß es sich mit einem
Hebelarm außerhalb der Schwenkachse an dem Keil und mit dem anderen Hebelarm unmittelbar
am Schloßkörper abstützt. Durch diese Weiterbildung der Erfindung sind innerhalb
des Schlosses lediglich mit Keil und Druckstück drei verschiedenartige Übersetzungsmöglichkeiten
für die einzuleitenden Schloßkräfte gegeben, die Klemmkräfte in einer mit vergleichbaren
Mitteln bisher nicht erzielbaren Höhe gewährleisten und darüber hinaus auch eine
bisher nicht denkbare Perspektive hinsichtlich der konstruktiven und funktionellen
Ausgestaltung des Schlosses und seiner Einzelteile eröffnen.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus nachstehender Beschreibung
des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels und der davon gleichfalls
nur beispielsweise abgeleiteten Ausführungsformen. In der Zeichnung zeigt Fig. 1
einen Grubenstempel gemäß der Erfindung im Längsschnitt und Fig.2 den dazugehörigen
Grundriß im Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1.
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Im Ausführungsbeispiel ist 1 der Oberstempel, 2 der Unterstempel und
3 das Stempelschloß. Der Oberstempel l kann aus Stahl oder Leichtmetall bestehen
und keilförmig verjüngt sein. Als Schloßspannvorrichtung dient ein als Querkeil
ausgebildeter, vorzugsweise hartverchromter Spannkeil 4, der im Schloß 3 in einer
Keilnut S zwischen zwei in Keillängsrichtung hintereinander angeordneten Keilwiderlagern
6 und 7 geführt ist. Das in Anschlagrichtung vordere WiderIager 6: stützt den Keil
4 im Bereiche seines verjüngten Endes an der dem Innenstempel zugekehrten Anzugsfläche
und das in Anschlagrichtung hintere Widerlager 7 an der Rückenfläche ab. Beide Widerlager
6, 7 des Keiles 4 sind mit bulligen Gleitflächen versehen und bilden Teile des Schlosses
3. Sie können ganz oder teilweise aus einer Kupferlegierung bestehen oder mit einer
solchen Legierung in Form eines Belages überzogen sein. Dies ergibt im Verein mit
der Hartverchromung des Keiles 4 besonders günstige Reibungsverhältnisse. Zwischen
dem Keil 4. und dem Oberstempel 1 liegt ein Druckstück 8 in der ungefähren Form
eines zylinderabschnittförmigen Schwenklagers, das mit seiner zylindrischen Umfangsfläche
als Lagerfläche in einer entsprechend konkaven Gegenlagerfläche einer muldenförmigen
Längsvertiefung des Oberstempels 1 um eine ideelle Schwenkachse frei drehbar bzw.
verschwenkbar ist. Diese Schwenkachse des Druckstückes 8 liegt parallel zur Längsachse
des Stempels selbst. An der vom Stempel abgekehrten Seite stützt sich das Druckstück
8 nach Art eines zweiarmigen Hebels mit zylindrisch gewölbten Auflagenlächen an
einem Ende in zwei mit Abstand übereinander liegenden Zonen an Absätzen 9 des Schloßkörpers
3 und am anderen Ende in einer Mittelzone an der Anzugsfläche des Schloßkeiles 4
ab, wobei die ballig gewölbte Auflagerfläche an diesem Ende einen nasenartig vorstehenden
Nocken 10 bildet, der in eine Aussparung 11 der Schloßwangen eingreift. Der Hebelarm,
mit dem sich das Druckstück 8 am Keil 4 abstützt, ist damit länger als der Hebelarm,
mit dem sich das Druckstück 8 in zwei Zonen übereinander an den Absätzen
9 des Schloßkörpers abstützt, so daß die Klemmkräfte beim Eintreiben des Keiles
4 im Verhältnis der Hebelarme zueinander übersetzt über das Druckstück auf den Innenstempel
übertragen werden. Beim Eintreiben des Keiles 4 in das Stempelschloß 3 wird jedoch
diesem Keil durch das in Anschlagrichtung vordere Widerlager 6 in Auswirkung der
Keilneigung zwangläufig eine Schwenkbewegung um das in Anschlagrichtung hintere
Keilwiderlager 7 aufgezwungen. Dabei werden die am Keil 4 im Abstand y von seinem
Auflager angreifenden Kräfte unter dem Hebelarm y' auf die um dieses Maß gegenüber
dem Keilauflager 7 versetzte Angriffszone des Spannkeiles am Druckstück 8 übertragen,
so daß es zu einer zusätzlichen Auflastung des Schlosses im Verhältnis der Keilhebelarme
y, y' kommt.
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Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel
beschränkt, sondern unter Beibehaltung des grundsätzlichen Gedankens einer kombinierten
Spannbewegung des Schloßkeiles in vielerlei Art abwandelbar. So ist es beispielsweise
einleuchtend und braucht deshalb zeichnerisch gar nicht dargestellt zu werden, daß
eine Auflastung der Schloßklemmkraft unter der Hebelwirkung des Spannkeiles auch
dann eintritt, wenn das dem Spannkeil nachgeschaltete Druckstück 8 nicht als Schwenklager
nach Art eines zweiarmigen Hebels, sondern beispielsweise als an einem Innenstempel
mit ebenen Gleitflächen anliegenden Einlage mit einer dem Keil 4 zugekehrten bullig
gewölbten Rückenfläche ausgebildet ist. Es ist ferner einleuchtend, daß die beiden
Keilwiderlager 6, 7 mit der gleichen Wirkung auch hintereinanderliegend auf der
gleichen Keilanzugsfläche wirksam sein können. Erwähnenswert ist schließlich, daß
die Schwenkbewegung des Keiles 4, die auch noch bei einem Werte y'=0 eine zusätzliche
Auflastung mit sich bringt, im Ausführungsbeispiel eine Abwälzbewegung des Keilrückens
am Widerlager 7 und damit eine Verlagerung der Keildruckzone längs des Widerlagers
7 zur Folge hat. In Anbetracht des nur geringen Schwenkbereiches des Spannkeiles
4 ist jedoch diese Verlagerung vernachlässigbar klein, so daß sie in Vorstehendem
einfachheitshalber außer Acht gelassen werden konnte. Sie könnte im übrigen in einfacher
Weise dadurch ausgeschaltet werden, daß in dem Keilwiderlager 7 im Bereich der Keildruckzone
eine mit dem Keil 4
verschwenkbare Einlage in der ungefähren Form
einer Kalotte bzw. eines Zylinderabschnittes gelagert wird. In einem solchen Falle
würde die Keilgleitfläche dieser Einlage zweckmäßigerweise dem Profil des Keilrückens
anzupassen sein.