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Eiserner Grubenstempel Mit der ständig zunehmenden Bedeutung des Bruchbaues
für die KohlengeNvinnung im streichenden Strebbau mit fortlaufendem Verhieb ist
es not-«-endig geworden, eiserne Grubenstempel zu schaffen, die im Gegensatz zu
den früher praktisch ausschließlich verwendeten nachgiebigen Stempeln ein wesentlich
starreres Verhalten bei der Lastaufnahme besitzen, um dadurch die Absenkung des
Hangenden an der Bruchkante auf ein möglichst geringes Maß zu reduzieren und damit
die Voraussetzungen für die Bildung einer scharfen Bruchkante zu schaffen, wie man
sie früher nur durch Einsatz von Wanderpfeilern und später der Reihenstempel erzielen
konnte.
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Die unter diesem Gesichtspunkt geschaffenen stärkeren und starreren
Stempelkonstruktionen stellen zwar vom Gesichtspunkt dieser Aufgabenstellung einen
erheblichen Fortschritt gegenüber Grubenstempeln der älteren Bauarten dar, genügen
aber insbesondere nicht den Anforderungen, die sich im Zuge dieser Entwicklung mit
dem Übergang zu Gewinnungsverfahren ergeben haben, die, wie das Arbeiten mit schälend
wirkenden Gewinnungsmaschineti (Kohlenhobeln), eine möglichst geringe Versenkung
des Hangenden als erwünscht erscheinen lassen.
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Ein Grubenstempel, der den hierdurch gegebenen Forderungen entspricht,
muß in bezug auf sein Verhalten im Einsatz sich weitgehend der Charakteristik eines
völlig starren Stempels nähern, das heißt er muß eine vergleichsweise hohe Klemmlast
besitzen und eine Belastung von -to bis 5o t schon nach geringem Einsinkweg aufnehmen,
um bei weiterem Einsinken eine langsam steigernde Druckaufnahme zu zeigen.
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Eine weitere wesentliche Forderung ist die eines möglichst gleichmäßigen
Verhaltens der einzelnen unter gleicher Vorspatinung zu setzenden Stempel
unter
steigender Belastung, weil nur dadurch ein gleichmäßiges Tragen sämtlicher Stempel
eines Strebes erzielt werden kann.
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Die zahlreichen Versuche, eine diesen wesentlichsten Forderungen genügende
Stempel- bzw. Schloßkonstruktion zu schaffen, haben zu einem voll befriedigenden
Ergebnis bisher nicht geführt. Soweit die bekannten Konstruktionen wenigstens der
einen oder andern dieser Forderungen in hinreichendem Maße genügen, erreichen sie
dieses Ergebnis auf Kosten anderer, ebenfalls notwendiger Eigenschaften, wie durch
sehr komplizierte Bauart des Schlosses unter Inkaufnahme eines insbesondere für
die Handhabung solcher Stempel in geringmächtigeren Flözen viel zu hohen Gewichts
oder Verlegung des schwächsten Punktes der Gesamtkonstruktion nicht in leicht auswechselbare,
sondern in Teile, deren Zerstörung ein Unbrauchbarwerden des ganzen Stempels zur
Folge hat.
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Diese Nachteile treffen insbesondere für Stempel zu, bei denen das
Schloß ein kompliziertes Keilgetriebe enthält, welches schon für sich wegen der
zahlreichen aufeinanderwirkendenGleitflächen einen starken Unsicherheitsfaktor für
das gleichmäßige Verhalten verschiedener Stempel bedeutet, ferner für die mit einem
kompliziert angeordneten Schleppkeil ausgerüsteten Schloßkonstruktionen und die,
bei welchen die Reibung zwischen Unter- undOberstempel durch eine besondere Profilgebung
des Oberstempels und der damit zusammenwirkenden Schloßteile erhöht wird.
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Durch die Erfindung wird demgegenüber ein eiserner Grubenstempel von
außerordentlich einfacher Bauart geschaffen, der seinem Verhalten im Einsatz nach
im Bereich der in Frage kommenden Drücke bis zu 30 t Tragkraft völlig starr
ist und erst bei noch höherem Ansteigen des Druckes, das heißt in einem Bereich,
in dem sonst die Gefahr eines Einknickens des Oberstempels bestehen würde, eine
geringe, die Gefahr einer Zerstörung des Stempels auszuschaltende Nachgiebigkeit
aufweist.
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Der neue Stempel besitzt wie zahlreiche bekannte Ausführungen einen
schwach konisch zulaufenden Oberstempel, der zwischen einem verhältnismäßig großflächigen
Druckstück und einer Rückenplatte geführt ist und durch Keilwirkung auf das Druckstück
gehalten wird.
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Alle bekannten Konstruktionen dieser grundsätzlichen Bauart haben
jedoch den Nachteil, daß die Übertragung des Druckes auf das Druckstück ungleichmäßig
erfolgt, so daß die Reibung zwischen den aufeinander aufliegenden Flächen von Druckstück
und Oberstempel örtlich verschieden groß ist, wodurch die Reibung im Schloß absolut
verringert wird und außerdem die Gefahr örtlicher Anfressungen und als deren Folge
eines ruckweisen und unkontrollierbaren Zusammengehens des Stempels besteht.
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Dies ist auch bei einer neueren Stempelkonstruktion dieser Art der
Fall, bei welcher die Festlegung des Oberstempels durch dieKniehebelwirkung eines
auf das Druckstück einwirkenden Schwenkkeiles erzeugt wird, weil dieser in den verschiedenen
Phasen je nach dem Grade seiner Verschwenkung auf das Druckstück in dieses mehr
oder weniger verkantendem Sinne einwirkt und damit den Druck auf dieses ungleichmäßig
überträgt.
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Aus der Erkenntnis heraus, daß es zur Erzielung der erwünschten Charakteristik
des Stempels bei steigender Belastung unbedingt erforderlich ist, ein zu jedem Zeitpunkt
auf der ganzen Reibungsfläche völlig gleichmäßiges Aufliegen und Andrücken des Druckstückes
zu sichern, wird bei der nach dem bekannten Prinzip des Kastenschlosses gestalteten
Schloßkonstruktion des Grubenstempels nach der Erfindung ein kompaktes, einen praktisch
unverformbaren starren Körper darstellendes Druckstück aus hochwertigem Material
verwendet, dessen Auflagefläche auf den Oberstempel zweckmäßig bearbeitet bzw. geschliffen
ist. Die Gegendruckfläche des Druckstückes ist gemäß der Erfindung so gestaltet,
daß der dieses auf die Reibungsfläche des Oberstempels aufpressende Keil von Beginn
des Festkeilvorganges an in allen Punkten der wirksamen Keilfläche gleichmäßig und
während der Belastung gleichbleibend auf der Gegendruckfläche aufliegt. Damit wird
der Druck ganzflächig gleichmäßig auf die Reibungsfläche des Oberstempels übertragen.
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Zu diesem Zweck wird die Gegendruckfläche mit einer mittleren Nut
in Richtung des in der Regel horizontal, gegebenenfalls auch vertikal liegend angeordneten
Keiles versehen, welche der Neigung und dem vorzugsweise gewölbten Profil der wirksamen
Fläche des zwischen das Druckstück und die rückwärtige Gleitfläche am Schloßkasten
eingetriebenen Keiles genau angepaßt ist. Auch die rückwärtige, zweckmäßig ebenfalls
gewölbte Fläche des Keiles, welche der Schloßrückwand anliegt, wird an einer in
dieser angebrachten Nut ebenfalls mit satter Auflage geführt.
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Um die bei dieser Ausbildung des Schlosses zwar gegenüber bekannten
Konstruktionen stark verringerten, aber beispielsweise im Falle unkontrollierbarer
Verformungen der zur Auflage aufeinanderkommenden Flächen gegebenen Möglichkeit
einer örtlich nicht ganz gleichmäßigen Druckübertragung auf die Reibungsfläche mit
absoluter Zuverlässigkeit auszuschalten, besteht in weiterer Ausbildung der Erfindung
das Druckstück aus zwei Teilen, von denen der unter der unmittelbaren Einwirkung
des Keiles stehende ballig gewölbt in einer entsprechenden Auswölbung des am Oberstempel
anliegenden Teiles drehbar ist. Durch diese Ausführungsform wird man weitgehend
unabhängig von einem genauen Ineinanderpassen der Auflageflächen von Keil und Druckstück,
ja es kann je nach den Anforderungen, die gestellt werden, unter Umständen auf eine
besondere Nut bzw. Führung für den Keil verzichtet und dieser gegebenenfalls auch
mit ebener Auflagefläche ausgebildet werden.
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Die ballige Vorwölbung und die entsprechende Einwölbung können auch
umgekehrt wiebeschrieben so angebracht werden, daß die Vorwölbung sich an dem dem
Oberstempel benachbarten und die Aus-
Wölbung an dein unter der
unmittelbaren Keileinwirkung stehenden Teil befindet. Die Vor- bzw. Auswölbung kann,
um ei»e allseitige Verdrehbarkeit der Teile relativ zueinander zu erzielen, die
Form einer Kugelkalotte besitzen. in der Regel genügt aber eine zylindersegutentartige
Gestaltung in der Längsachse des Keiles.
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Bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen des neuen Stempels
ist ein nachgiebiges Element im Schloß nicht vorgesehen, und das bei höherer Belastung
eintretende Einsinken des Oberstempels wird lediglich durch elastische Verformung
der Schloßteile selbst erzielt.
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Je nach den Anforderungen, die an den Stempel vom Standpunkt des Verwendungszwecks
aus gestellt werden, kann man diesem aber auch einen gewissen erwünschten Grad an
Nachgiebigkeit geben. Zu diesem Zwecke kann es genügen, die Führungsnut für den
Keilrücken mit einer Schicht aus einem in geringem Maße elastisch nachgiebigen Kunststoff
auszufiittern. Selbstverständlich kann außerdem oder für sich auch die Reibungsfläche
des Druckstuckes in an sich bekanter Weise einen Reibungsbelag erhalten.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung kann ebenfalls zum Zwecke der
Erzielung einer gewünschten Nachgiebigkeit bei höherer Belastung zwischen die Rückenfläche
des Schlosses und den Oberstempel ein leicht konisch entgegengesetzt dein Anzug
des Oberstempels verlaufendes Gleitstück und gegebenenfalls außerdem zwischen dieses
und die Rückenplatte auch noch eine Schicht aus ein wenig nachgiebigem Kunststoff
o. dgl. eingeschaltet werden.
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In den Abbildungen sind verschiedene Ausführungsformen des neuen Grubenstempels
beispiels-Weise dargestellt, und zwar zeigt Fig. t die einfachste Ausführungsform
des neuen Stempels im Aufriß, teilweise itn Schnitt; Fig.2 ist ein Schnitt gemäß
Linie A-A der Fig. i ; Fig. 3a und 31) zeigen (las einteilige Druckstück
dieses Stempels im vergrößerten Maßstab in Aufsicht und im Schnitt gemäß Linie B-B;
Fig. 4 zeigt den Stempel mit zweiteiligem Druckstück im Aufriß, teilweise im Schnitt;
Fig. g ist ein Schnitt gemäß Linie A-A der Fig. 4; Fig. 6 und 7 zeigen die beiden
Teile des Druckstückes in Aufsicht und im Schnitt gemäß Linie C-C; Fig. b zeigt
im vertikalen Schnitt durch das Schloß die Ausführungsform mit zusätzlich an der
gegenüberliegenden Seite des Oberstempels angeordnetem konischem Keil.
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In den Fig. i und 2 ist mit a der Oberstempel, mit b der Unterstempel,
mit c der Schloßkasten bezeichnet. In dem Schloßkasten liegt das Druckstück d, das
bei der (bargestellten Ausführungsform die Gestalt eines rechteckigen quaderförmigen
Körpers besitzt, an dessen rückwärtiger Fläche sich zwei Führungsleisten e für den
Keil befinden, der das dem Keilprofil entsprechende, in der Richtung des Keilendes
von der einen zur anderen Seite ansteigende konisch verlaufende Bett f für die Wirksame
Keilfläche einschließt. In der Schloßrückwand ist eine entsprechend profilierte
Nut g vorgesehen. Der zwischen Druckstück und Schloßrückwand eingetriebene. vorzugsweise
als Flachkeil ausgebildete Keil preßt so das Druckstück mit völlig gleichn i iißigeni
Druck- gegen den Oberstempel. Andererseits läßt sich der Keil und damit der Stempel
durch einen leichten Schlag auf sein verjüngtes Ende leicht rauben.
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In Fig.3 und ,4 sind die Bezeichnungen für Oberstempel, Unterstempel
und Schloßkasten die gleichen wie in Fig. i und z. Bei dieser vorzugsweisen Ausführungsform
des neuen Stempels besteht das Druckstück d aus zwei Teilen, nämlich dein eingewölbten,
dem Oberstempel anliegenden Teil d' und dem vorgewölbten Teil d",
auf dessen Rückenfläche der Keil f einwirkt. Der rückwärtige Teil e des Druckstückes
ist nach dem Ausführungsbeispiel lediglich mit einer der Keilfläche entsprechend
gewölbten und ebenso wie bei der Ausführungsform nach Fig. i und 2 ansteigenden
Nut versehen, die, wie Fig.6 erkennen läßt, entsprechend der Keilneigung verläuft
und die gewölbte Druckfläche des Keiles f aufnimmt.
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Die das Verschwenken der Teile d' und d" relativ zueinander
ermöglichende, im Falle des Ausführungsbeispiels zvlindersegmentartige NVölbung
besitzt zweckmäßig einen vergleichsweise großen Radius. Sowohl bei der Ausführungsform
gemäß i und 2 Wie nach Fig. 3 und ,4 kann die Führungsnut für die Rückenfläche des
Keiles im Schloßkasten mit einem Futter aus wenig nachgiebigem Kunststoff o. dgl.
ausgekleidet werden. Ebenso kann die Druckfläche des Keiles einen in den Figuren
nicht (bargestellten Reibungsbelag erhalten.
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Ist eine größere Nachgiebigkeit erwünscht, so kann, Wie Fig. b zeigt,
in der Rückwand des Schlosses zwischen diese und den Oberstempel ein als Schleppkeil
wirkender konischer Keil lt und evtl. zwischen diesen und die Rückwand noch
eine Einlage aus wenig nachgiebigem Werkstoff i eingeschaltet werden.
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Die dargestellten beispielsweisen Ausführungsformen des neuen Stempels
ermöglichen damit eine Anpassung an alle vorkommenden Verhältnisse.
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Die Druckaufnahme des Stempels gemäß Fig. i bis 4 bzw. die Einsinkcharakteristik
des Stempels entspricht in optimaler Weise den Forderungen, die heute für den Ausbau
von neuzeitlichen, vorzugsweise mit schälend "\-irkenden GeNvinnungsmaschinen ausget
listeten Abbaubetrieben zu stellen sind, d. h. außer der :Möglichkeit, den Stempel
unter Zuhilfenahme geeigneter Setzvorrichtungen mit erheblicher Vorspannung zu setzen,
eines praktisch starren Verhaltens des Stempels bis zu den normalerweise in Betracht
kommenden Drücken und erst bei Cberschreitung einer durch entsprechende Ausbildung
des Schlosses vorbestimmbaren Druckgrenze beginnenden Nachgiebigkeit. Bei Versuchen
mit dem neuen Stempel ergab> :ich bei 2o t Belastung ein Einsink«-eg von nur 1o
inm, bei 35 t Belastung ein Einsinkweg von 15 min.
I)ie vorstehend
im einzelnen beschriebenen und in den Figuren dargestellten Ausführungsformen des
neuen Stempels bzw. der neuen Schloßkonstruktion sind nur beispielsweise. und es
sind zahlreiche Abänderungen derselben möglich, ohne den Grundgedanken der Erfindung
zu verlassen.