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Eiserner Grubenstempel Bei zweiteiligen eisernen Grubenstempeln werden
zum Feststellen der Stempelhälften gegeneinander bzw. zum Lösen der unter Druck
stehenden Stempel Schlösser benutzt, die ein Keilgetriebe darstellen. Dabei muß
von vornherein mit verhältnismäßig großen Kräften gerechnet werden, denn zur Erzielung
eines möglichst gedrängten Schloßaufbaues muß die Keilneigung des Innenstempels
sehr flach gehalten werden, wie dies auch zur Innehaltung handlicher Abmessungen
des Innenstempels selbst erforderlich ist. Eine weitere Grundforderung besteht darin,
daß das beim Setzen und Lösen des Stempels zu betätigende Glied des Keilgetriebes
selbstsperrend sein muß, damit der Stempel auch unter Gebirgsschlägen sich nicht
von selbst löst; das Betätigungsglied des Keilgetriebes muß also wiederum mit geringer
Keilneigung (oder Schraubensteigung) ausgeführt werden, und man muß bestrebt sein,
die von diesem Glied abzustützenden Kräfte möglichst klein zu halten, um vornehmlich
das Lösen unter den schwierigen Betriebsverhältnissen bequem durchführen zu können.
In Hinblick auf die gerade bei einem Grubenstempel anzustrebende Einfachheit des
Aufbaues an sich und die zu fordernden geringen Abmessungen des Stempelschlosses
wäre der Grubenstempel der gegebene, bei dem in das Stempelschloß nur ein Keil eingesetzt
ist, der sich mit seiner Rückenfläche im Stempelschloß abstützt und sich mit seiner
anderen Fläche unmittelbar an den Innenstempel anlegt. Unter den eingangs geschilderten
Bedingungen läßt sich ein solcher Stempel aber nur sehr schwer und häufig sogar
gar nicht lösen, weil der Keil mit Rücksicht auf die Sicherheit gegen ungewolltes
Lösen mit unter der Selbsthemmungsgrenze liegender Neigung ausgeführt werden muß
und daher als Schleppkeil wirkt und zum Lösen entgegen der Einsinkrichtung des Innenstempels
bewegt werden müßte.
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Man hat aber auch schon bei Grubenstempeln dieser Art (vgl. Zeitschrift
»Glückauf«, 1935,
S. 897 ff.) den Schleppkeil in zwei Keile aufgelöst, und
zwar in der Weise, daß der Lösekeil auf seiner (lern Innenstempel zugekehrten Seite
mit einer
Rutschplatte ausgerüstet wird, die selbst keilförmig ist
und auf ihrer dem Innenstempel zugekehrten Seite eine Holzeinlage trägt. Die Keilneigung
der Rutschplatte einschließlich der Holzeinlage wird dabei sehr flach ausgebildet
und ist so angeordnet, claß die Rutschplatte mit der Holzeinlage wie der Lösekeil
von unten nach oben keilförmig ansteigt. Infolge der unterschiedlichen Reibungsverhältnisse
an den verschiedenen Anlageflächen tritt eine Mitnahme der Rutschplatte, die beim
Setzen des Stempels in ihr oberes Hubende gestellt wird, ein; die Bewegung der Rutschplatte
nach unten wird durch Anschläge begrenzt.
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Auf diese `'eise soll das Maß der Nachgiebigkeit des Stempels beherrscht
werden können, indem man die Rutschplatte mit verschieden starken Holzeinlagen ausrüstet
und auch verschiedene Holzarten benutzt bzw. die Holzeinlagen in natürlichem oder
vorgepreßtem Zustand verwendet; schließlich soll die Neigung der Rutschplatte verschieden
gestaltet werden und unter Umständen sogar Null sein. Desgleichen ist vorgesehen,
die Rutschplatte von vornherein in ihr unteres Hubende zu stellen. Alle diese Maßnahmen
zur Beeinflussung des Einsinkweges des Innenstempels setzen aber eine sehr gewissenliafte
Behandlung des Stempels durch den Arbeiter voraus, die unter den obwaltenden Betriebsverhältnissen
nicht oder doch nur kaum durchführbar ist.
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Das Lösen des Stempels soll durch Herausziehen des Lösekeils bewirkt
werden, zu welchem Zweck dieser an seinem oberen Ende mit Anschlägen versehen ist,
die das Ansetzen einer sog. Raubstange gestatten. Da es im Betriebe aber häufig
vorkommt, daß die Rutschplatte beim Einsinken des Innensternpels nicht bis in ihr
durch Anschläge begrenztcs unteres Hubende gelangt und der Stempel schon in dicscni
Zustand gelöst werden muß, so wird der l_üseheil infolge des zwischen ihm und der
Rutschplatte herrschenden Reibungsschlusses durch den hrlastcten Innenstempel in
das Keilschloß hineinnedrückt und müßte entgegen der Einsinkrichtung des linietistempels
gelöst werdest. Es ist daher #,i-klärlicli, wenn dieser Stempel in der Folgezeit
i<tst ganz 201 Bedeutung verloren hat.
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l:iii bedeutender Fortschritt war die Lösung nach Patent t@Oq s.18
von Sch-,varz insofern, als niit der lliiitereinanderschaltung von zwei Löseniöglichkcitcn
der Schleppkeil bzw. die Keill;aninier durch Ilet@itibung eines Exzenterbolzens
entlastet Nverden l@aiiii, so daß die Betätigung des Lösekeils unter den nach der
Entlastung bedeutend verringerten Kräften 1>etltieni möglich ist.
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l-:in anderer Zweig der Entwicklung verfolgt einen grundsätzlich anderen
Gedanken, indem zwischen dein lnnensteinpel und dein letzten Endes zu betiiti-enden
Körper des Keilschlosses mehrere 1,#cilpaarungen - hintereinandergeschaltet werden,
d. 1i., es soll durch Benutzung einer sog. Keilkette eist möglichst großer Teil
der abzustützenden Kraft durch Reibung vernichtet und so das Löseglied entlastet
werden. Der erste und sinnfälligste Vertreter dieser Gattung ist der Stempel nach
Patent .487 940 voll \ I a e r c k s , dessen Grundgedanke in mannigfaltiger Abwandlung
in der Folgezeit immer wiederkehrt.
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Dabei ist aber zu berücksichtigen, daß in Hinblick auf die geforderte
Beschränkung der Abmessungen des Stempelschlosses die Keilkette nicht beliebig lang
gemacht werden kann. Da eine solche Keilkette eine Übersetzung der Verstellwege
ins Große darstellt, ist auch insofern eine Beschränkung notwendig, als der Lösekeil
gleichzeitig die Querschnittsunterschiede des Innenstempels ausgleichen muß; geringe
Unterschiede des Innenstempelquerschnitts bedingen somit eine große Länge des Lösekeils.
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Eine andere, und zwar sehr wesentliche Gebundenheit besteht nun aber
noch in folgendem: Die Reibungsverhältnisse, die für die Zahl der hintereinander
zu schaltenden Keilpaarungen bzw. für die Bemessung der Keilneigung bestimmend sind,
sind gerade irn Untertagebetrieb außerordentlichen Schwankungen unterworfen, und
Abweichungen von den der Reibung zugrunde gelegten Reibungswerten wirken sich infolge
der Übersetzungswirkung der Keilkette innerhalb eines solchen Keilgetriebes häufig
so negativ aus, daß die Betätigung des Lösekeils doch kaum zu erbringende Kräfte
erfordert oder aber an einer anderen Stelle des Keilgetriebes Selbsthemmung eintritt,
d. h. beim Lösen des Stellkeiles der Stempel doch nicht zusammenfällt.
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Hinzu kommt noch die Tatsache, daß eine solche Keilkette die Herstellung
vieler Einzelteile erforderlich macht, wodurch der Preis des als Massenartikel herzustellenden
Stempels ungünstig beeinflußt wird. Da es sich bei diesen Teilen in der Regel um
im Gesenk geschmiedete Stücke handelt, Nverden häufig schon nnit dem unvermeidlichen
Werkzeugverschleiß von Hatis aus Abweichungen von den der l#,'ecliiiting zugrunde
zu legenden Werten bedingt, was vornehmlich auch für die spezifischen Flächenpressungen
der zur Anlage kommenden Keilflächen gilt; es ist jedenfalls festzustellen, daß
bei clen in Frage kommenden hohen Flächenpressungen die Keilflächen häufig fressen.
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Bei einem auf den Grundgedanken des Patentes 4 87 940 zurückgehenden
Grubenstempel soll eine Entlastung des Lösekeiles dadurch erzielt werden, daß zwischen
Innenstempel und Lösekeil ein Zwi--.clienstück einbeschaltet wird, das sich gegen
ein \1 iderlager abstützt, das eine Keilfläche bildet und den aus der Keilneigung
des Innenstempels herrührenden Querdruck aufnimmt: das Zwischenstück versucht dabei,
sich nach oben aus denn Stempelschloß herauszuschieben, und soll durch den Lösekeil
abgestützt \verden. Der Lösekeil selbst soll dabei auherlialb der Wirkungsrichtung
des Querdrucks liegen und demgemäß nur eine geringe Belastung erfahren. Ein solches
Stempelschloß stellt also ebenfalls eine Keilkette dar, und für diesen Stempel gilt
das in diesem Zusammenhang oben Ausgeführte in gleicher Weise.
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So ist z. B. nicht mit Sicherheit festzustellen, iti welcher Weise
die Keilpaartitig zwischen dem Zwischenstück und seinem Widerlager unter den gegebenen
Verhältnissen wirkt; es kann auch hier der
Fall eintreten, daß bei
Anordnung der Keilflächen in der Nähe der Selbsthemmungsgrenze, wie dies zur Entlastung
des ebenfalls durch eine Raubstange zu betätigenden Lösekeils wünschenswert ist,
unter Umständen der Reibungswert so weit verringert wird, daß schon Selbsthemmung
eintritt. Andererseits muß ein solches Stempelschloß in seiner Höhenerstreckung
verhältnismäßig groß ausgebildet werden, damit das Keilwiderlager des Zwischenstücks
eindeutig im Bereich der im Stempelschloß auftretenden Querkraft, die Anlagefläche
des Lösekeils dagegen außerhalb des Wirkungsbereichs der Querkraft liegt, wie dies
bei diesem Grubenstempel ausdrücklich angestrebt wird.
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Die Erfindung bezieht sich auf einen aus einem Außen- und keilförmigen
Innenstempel bestehenden eisernen Grubenstempel mit Feststellung der Stempelhälften
durch einen selbsthemmenden, mit seiner Spitze nach unten zeigenden Treib-, Löse-
und Ausgleichskeil und Einschaltung eines Zwischenstücks zwischen diesen Keil und
den Innenstempel und ist dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenstück zum Treib-,
Löse- und Ausgleichskeil mit entgegengesetzt gerichteter Steigung ausgeführt und
auf einem senkrecht zur Stempellängsachse liegenden Widerlager abgestützt ist. Dabei
weist das Zwischenstück eine solche Breite auf, daß der Treib-, Löse- und Ausgleichskeil
auch bei ganz eingeschobenem Innenstempel mit seiner mit einer Schlagfläche ausgerüsteten
Spitze unten aus dem Stempelschloß herausragt und so zur Ausübung von Han1-merschlägen
beim Lösen des Stempels frei liegt. Das Zwischenstück gemäß der Erfindung ist also
nicht mit dem Rutschkeil nach dein eingangs erwähnten Grubenstempel nach der Zeitschrift
»Glückauf«, 1935, S. 897 ff. zu vergleichen, wie es andererseits auch nicht
die Wirkung des sich gegen ein Keilwiderlager abstützenden Zwischenstücks wie bei
dem ebenfalls als bekannt vorausgesetzten Grubenstempel hat.
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Beim Erfindungsgegenstand liegen die Anlageflächen des Treib-, Löse-
und Ausgleichskeils und des Zwischenstücks, bezogen auf die Schloßachse, hintereinander
und werden somit unmittelbar durch die aus der Keilneigung des Innenstempels herrührende
Querkraft belastet, wobei lediglich insofern eine geringe Entlastung eintritt, als
das Zwischenstück durch den Innenstempel gegen sein waagerechtes Widerlager gedrückt
wird und dort in Reibungsschluß mit dem W iderlager gerät. Die Erfindung geht von
der L`berlegung aus, daß es jedenfalls richtiger ist, bezüglich der Abstützung der
Kräfte durch den Lösekeil insofern klare Verhältnisse zu schaffen, als man durch
Ausschaltung der sog. Keilkette und deren L"bersetzungs-,virkung mit Sicherheit
mit einer in Abhängigkeit von dem Hangendendruck stehenden Belastung des Lösekeils
rechnen kann.
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Gegenüber dem Grubenstempel mit einem sich gegen ein Keilwiderlager
abstützenden Zwischenstück weist der Erfindungsgegenstand den Vorteil eines niedrigeren
und auch schmalen Schloßaufbaues auf, und, da die im Bereich des Schloßbandes liegenden
Drucküberträgungsflächen voll ausgenutzt «-erden können, lassen sich die spezifischen
Flächenpressungen bedeutend herabsetzen, was wiederum für den Lösevorgang von großer
Bedeutung ist. Selbst wenn mit dem Verzicht auf Herabsetzung der Belastung des Lösekeils
durch eine Keilkette die zum Lösen erforderliche Kraft größer wird, spielt dies
praktisch beim Erfindungsgegenstand insofern keine Rolle, als der Lösekeil durch
von unten nach oben zu führende Hammerschläge aus seiner Verspannung herausgeschlagen
werden kann, was in jedem Falle günstiger ist als das Lösen eines solchen Keiles
mittels einer Raubstange.
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Man intili dabei überhaupt daran denken, daß für die Brauchbarkeit
eines Grubenstempels nicht nur der Lösevorgang maßgebend ist, sondern vor allem
auch die Frage eine Rolle spielt, unter welchem Aufwand der Grubenstempel hergestellt
werden kann und wie groß seine Lebensdauer ist. Der Erfindungsgegenstand bietet
nach diesen beiden Gesichtspunkten gegenüber den bekannten Grubenstempeln insofern
ganz bedeutende Vorteile, als das zur Abstützung des Zwischenstücks dienende Widerlager
unmittelbar von der vorderen Wandung des _@tißetisteinpels unter deren Verstärkung
durch einen anzuschweißenden Querriegel gebildet werden kann; jedenfalls ist ein
keilförmiges Widerlager für ein solches Zwischenstück, vornehmlich dann, wenn es
an den Unterstempel angebogen wird oder mit dem Schloßband ein Stück bildet, schwierig
herzustellen, und zwar sowohl in bezug auf die dabei erforderlichen Arbeitsgänge
als auch in Hinblick auf die dabei notwendigen Verformungen des Werkstofs. Es hat
sich jedenfalls gezeigt, daß unter den in Frage kommenden hohen Kräften Körper,
die zu ihrer Herstellung größere Verformungen erfordern, an diesen Stellen besonders
leicht zu Anrissen und damit Brüchen führen.
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Beim Erfindungsgegenstand, bei dein die rückwärtige Anlagefläche des
Stellkeils senkrecht steht, kann <las Schloßband in einfachster Weise aus einem
Flacheisen gebogen werden, und, da es mir zentrisch beansprucht wird, ist mit einer
bedeutend höheren Widerstandsfähigkeit des Schloßbandes zu rechnen. Da andererseits
nur zwei lose Körper in (las Schloß eingesetzt und nur drei bzw. sechs Flächen zum
Tragen gebracht zu werden brauchen, ist auch in dieser Beziehung der Erfindungsgegenstand
günstiger als der bekannte Grubenstempel finit Ahstiitzuna des Zwischerlstiicks
gegen ein Keilwiderlager, und zwar vor allem in l-linblick darauf, daß bei Herstellung
der Einzelteile durch Schinieden in: Gesenk infolge Verschleißes dieser Werkzeuge
Abweichungen von dem Sollmaß unvermeidlich sind.
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In der zugehörigen Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
in Seitenansicht und teilweisem Schnitt wiedergegeben.
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Der Außenstempel io besteht aus zwei mit seinen Schenkeln durch Schweißnähte
11 miteinander verbundenen U-Eisen und trägt an seinem oberen Ende das kastetiförniige
Schloßband 12, das aus Flacheisen llebildet wird. In das Schloßband sind der
Treib-,
Löse- und Ausgleichskeil 13 und das keilförmige Zwischenstück 14 eingesetzt, und
zwar steht das -Zwischenstück 14 mit seiner Fläche 15 auf der Stirnfläche der vorderen
Wandung des Außenstempels io auf; die Auflagefläche 16 ist durch einen gleichzeitig
das Schloßband 12 stützenden Querriegel 17 vergrößert, und zwar wird der Querriegel
17 fest an den Außenstempel io angeschweißt.
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Der Treib-, Löse- und Ausgleichskeil 13 liegt mit seiner Rückenfläche
18 an der parallel zur Stempellängsachse verlaufenden Innenfläche des Schloßbandes
i2 an und weist nach unten eine zu einer Schlagfläche i9 ausgebildete Spitze auf,
die frei aus dem Schloßband 12 hervorragt und gegen die bequem Hammerschläge von
unten nach oben geführt werden können. Um den Stempel gegebenenfalls nachgiebiger
zu gestalten, ist es möglich, zwischen das Zwischenstück 14 und das Widerlager 16
eine dünne Quetscheinlage einzuschalten. Durch einen nach dem Zusammenbau des Stempels
seitlich auf das Zwischenstück 14 aufzuschweißenden Anschlag 2o wird der Zusammenhalt
sämtlicher Einzelteile gewährleistet.