DE1113192B

DE1113192B - Multi-part pit stamp with friction lock

Info

Publication number: DE1113192B
Application number: DEG29639A
Authority: DE
Inventors: Karl Gerlach
Original assignee: HANS GERLACH DR ING
Current assignee: HANS GERLACH DR ING
Priority date: 1960-05-09
Filing date: 1960-05-09
Publication date: 1961-08-31
Also published as: BE603540A; GB980695A

Description

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.Multi-part pit ram with friction lock It is generally known that the clamping load, so the load-bearing capacity of a multi-part telescopic extractable pit punch with friction lock depends on the level of the clamping force, the die lock by striking the lock wedges before the onset of the load of the stamp is conveyed under the mountain pressure. Since the mining industry is steadily increasing Dimensions pit punch with very high clamping load required, correspondingly high clamping forces in the Sternpelschloß, however, no longer or not only through correspondingly stronger Driving in the lock wedges are achievable, efforts have been going on for a long time either to keep the buckle tension to be applied lower and the desired one further loading of the ram lock through the arrangement of loading elements, z. B. swivel or drag wedges, swivel brackets or the like. By way of a servo effect To leave the pressure of the rock or the effort required to tension the lock to make it more effective. The latter is aimed for, for example, by various trained wedge gears, by increasing the lock clamping wedges, by the application elastically effective lock straps, by increasing the friction surfaces or else by transferring the wedge tightening forces from one inner punch zone to the other, be it with the use of two wedges and a pivotable one common to them Wedge abutment or just a tightening wedge in connection with a two-armed Swivel lever. In all of these cases, however, the achieved increase in the lock clamping force goes at the expense of a simple, robust and therefore insensitive lock construction as well as at the expense of the lightweight construction and is bought at the cost of an unpleasant enlargement the lock dimensions and the stamp production costs.

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.The invention is based on the object of a multi-part pit punch to develop the desired high clamping force without increasing the expenditure of energy for tensioning the ram lock and without increasing the number of effective lock parts achieved and compared to the known stamp designs by a simple weight- and space-saving design.

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.The invention shows a multi-part pit punch with a friction lock, in which the preferably wedge-shaped inner punch by the tightening effect of a Clamping wedge via a pressure piece arranged between the clamping wedge and the inner punch can be clamped in relation to the outer punch with the distinction that the clamping wedge around one of two wedge abutments arranged one behind the other in the longitudinal direction of the wedge is pivotable about an axis perpendicular to the longitudinal direction of the wedge.

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.The inventive pivotability of the clamping wedge in his At the impact level, the development of pit punches made it possible to the usual tightening effect of a clamping wedge with a leverage effect of the wedge combine and thereby give the ram lock a much higher clamping force. Likewise, in this way the possibility was created, the inevitable Manufacturing tolerances and those attributable to the conicity of the inner punch Switch off lock games with only one lock wedge, without clicking on an enlargement to be dependent on the wedge inclination or the wedge length. The clamping wedge itself can kept narrower and significantly shorter with the same or even lower wedge inclination be, so that in addition to a reduction in weight, the advantage is also achieved that its ends protruding from the lock as undesirable protruding parts less are perceived as disturbing.

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.In a further embodiment of the invention, the can in the sense of a charge the lock clamping force effective pivoting movement of the clamping wedge necessarily with the Hitting the same triggered by the front wedge abutment in the hitting direction are, preferably in that the clamping wedge between the in its longitudinal direction successive wedge abutments is performed. In one such a case, the pivoting movement of the clamping wedge takes place avoiding any further aids solely as a result of the effort required to drive them in of the wedge and its size depends on the wedge inclination. According to the invention it is therefore possible to select the wedge inclination in the area of the front wedge abutment compared to that in the area of the pressure piece the wedge tightening path on the one hand and the wedge lever action on the other hand Proportions of the resulting increased lock clamping force in a certain desired To set a relationship with each other.

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.The pressure piece provided between the clamping wedge and the inner punch can it can be designed in any way within the scope of the invention. It is only recommended that to form the wedge system convex and opposite the wedge abutment in the back of the To arrange the clamping wedge offset. However, the training is of particular advantage this pressure piece as a freely movable pivot bearing in the manner of a two-armed Lever and its assignment to the lock and clamping wedge in such a way that it deals with a Lever arm outside the pivot axis on the wedge and directly with the other lever arm supported on the lock body. Through this development of the invention are within of the lock only with wedge and pressure piece three different translation options given for the lock forces to be introduced, the clamping forces in a with comparable Guarantee funds previously unachievable and, moreover, also a previously inconceivable perspective in terms of the constructive and functional Open up the design of the lock and its individual parts.

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.Further features of the invention emerge from the description below of the embodiment shown in the drawing and that of it as well for example derived embodiments only. In the drawing, FIG. 1 shows a pit punch according to the invention in longitudinal section and FIG. 2 the associated Plan view in section along the line II-II in FIG. 1.

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.In the exemplary embodiment, 1 is the upper punch, 2 is the lower punch and 3 is the punch lock. The upper punch l can consist of steel or light metal and be tapered in the shape of a wedge. The lock tensioning device is a preferably hard chrome-plated tensioning wedge 4 designed as a transverse wedge, which is guided in the lock 3 in a keyway S between two wedge abutments 6 and 7 arranged one behind the other in the longitudinal direction of the wedge. The front abutment 6 in the direction of the stop supports the wedge 4 in the region of its tapered end on the tightening surface facing the inner punch and the rear abutment 7 in the direction of the stop on the back surface. Both abutments 6, 7 of the wedge 4 are provided with beefy sliding surfaces and form parts of the lock 3. They can consist entirely or partially of a copper alloy or be coated with such an alloy in the form of a coating. In conjunction with the hard chrome plating of the wedge 4, this results in particularly favorable friction conditions. Between the wedge 4 and the upper punch 1 is a pressure piece 8 in the approximate shape of a cylindrical section-shaped pivot bearing, which is freely rotatable or pivotable with its cylindrical peripheral surface as a bearing surface in a correspondingly concave counter-bearing surface of a trough-shaped longitudinal recess of the upper punch 1 about an ideal pivot axis. This pivot axis of the pressure piece 8 is parallel to the longitudinal axis of the stamp itself. On the side facing away from the stamp, the pressure piece 8 is supported in the manner of a two-armed lever with cylindrically curved support surfaces at one end in two spaced apart zones on paragraphs 9 of the lock body 3 and at the other end in a central zone on the tightening surface of the lock wedge 4, the convex support surface at this end forming a nose-like protruding cam 10 which engages in a recess 11 in the lock cheeks. The lever arm with which the pressure piece 8 is supported on the wedge 4 is thus longer than the lever arm with which the pressure piece 8 is supported in two zones one above the other on the paragraphs 9 of the lock body, so that the clamping forces when driving the wedge 4 in proportion the lever arms are translated to each other and transferred to the inner punch via the pressure piece. When the wedge 4 is driven into the ram lock 3, however, a pivoting movement about the rear wedge abutment 7 in the direction of the stop is forced upon this wedge by the front abutment 6 in the direction of the stop as a result of the inclination of the wedge. The forces acting on the wedge 4 at a distance y from its support are transmitted under the lever arm y 'to the engagement zone of the clamping wedge on the pressure piece 8 offset by this amount relative to the wedge support 7, so that there is an additional load on the lock in the ratio of the wedge lever arms y, y 'is coming.

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.The invention is of course not limited to the illustrated embodiment limited, but maintaining the basic idea of a combined The clamping movement of the lock wedge can be modified in many ways. This is how it is, for example plausible and therefore does not need to be represented graphically that an increase in the lock clamping force under the leverage of the clamping wedge occurs when the pressure piece 8 downstream of the clamping wedge is not used as a pivot bearing in the manner of a two-armed lever, but for example as an inner punch with flat sliding surfaces adjacent insert with a beefy one facing the wedge 4 arched back surface is formed. It is also evident that the two Wedge abutments 6, 7 with the same effect also lying one behind the other on the same wedge tightening surface can be effective. Finally, it is worth mentioning that the pivoting movement of the wedge 4, which is an additional one even with a value y '= 0 Load brings with it, in the exemplary embodiment, a rolling movement of the wedge back at the abutment 7 and thus a displacement of the wedge pressure zone along the abutment 7 results. In view of the only small swivel range of the clamping wedge 4, however, this displacement is negligibly small, so that in the above could be disregarded for the sake of simplicity. You could rest in simpler Way are switched off in that in the wedge abutment 7 in the area of the wedge pressure zone one with the wedge 4 swiveling insert in the approximate shape a dome or a cylinder section is mounted. In such a case the wedge sliding surface of this insert would expediently match the profile of the wedge back to be adapted.

Claims

CLAIMS: 1. A multi-part props with friction lock, in which preferably wedge-shaped inner die can be clamped by the tightening action of a clamping wedge through a valve disposed between the clamping wedge and inner punch pressure piece against the outer plunger, characterized in that the clamping wedge at one of two consecutively arranged in wedge longitudinally wedge abutments to an axis perpendicular to the longitudinal direction of the wedge can be pivoted.

2. Pit punch according to claim 1, characterized in that the pivoting movement of the clamping wedge acts in the sense of increasing the lock clamping force.

3. Pit stamp according to claims 1 and 2, characterized in that the pivoting movement of the Clamping wedge is inevitably triggered by striking the same.

4. Pit stamp according to claims 1 to 3, characterized in that the pivoting movement to the Clamping wedge is forced on by the front wedge abutment in the stop direction.

5. pit punch according to claims 1 to 4, characterized in that the in Stop direction front wedge abutment forms part of the lock body.

6th Pit punch according to Claims 1 to 5, characterized in that the clamping wedge guided between the wedge bearings arranged one behind the other in the longitudinal direction of the wedge is.

7. pit punch according to claims 1 to 6, characterized in that the Attack zone of the clamping wedge on the one provided between the wedge and the inner punch Pressure piece is arranged offset from the wedge abutments. B.

Pit stamp according to claims 1 to 7, characterized in that the wedge attack zones on Pressure piece and wedge abutment are convex.

9. Pit stamp after the Claims 1 to 8, characterized in that the clamping wedge has different wedge inclinations owns.

10. Pit punch according to claims 1 to 9, characterized in that that the pressure piece arranged between the clamping wedge and the inner punch acts as a pivot bearing designed in the manner of a two-armed lever and with a lever arm on the clamping wedge and is supported with the other lever arm on the lock body.

11. Pit stamp after claims 1 to 10, characterized in that the downstream in the longitudinal direction of the wedge Wedge abutment in the approximate shape of a spherical cap or a cylinder section mounted pivotably in a correspondingly concave bearing surface of the lock body is.

12. Pit punch according to claims 1 to 11, characterized in that the clamping wedge is hard chrome-plated.

13. Pit punch according to claims 1 to 12, characterized in that the lock parts interacting with the clamping wedge entirely or partially consist of a copper alloy or with such an alloy are coated.