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Grubenstempel Bei Grubenstempeln mit einschiebbarem und durch ein
SChloß verspaunbarem Innenstempel wird die Tragfähigkeit durch die im SChloßerzeugte
Horizontalspannung bestimmt, welche (wenn man von der beim Setzen erzielten Vorspannung
absieht) in der Regel durch den sich unter dem G.ebirgsdruck einschiebenden Innenstempel
selbst hervorgerufen wird. Bei Stempeln älterer Bauart wird meist ein Innenstempel
mit verhältnismäßig großer Keilsteigung angewandt, so daß durch Zusammenarbeiten
mit einem im Schloß angeordneten Ii-eilgetriehe sich eine im wesentlichen schräg
oder kurvenförmig :ansteigende Druckwegkurve -ergibt und eine höhere Tragkraft erst
nach längerem Einsinkweg des Innenstempels erreicht wird. Abgesehen hiervon haben
diese Stempel den Nachteil, daß sie in ihrem oberen Druckbereich nicht ,genügend
nachgiebig sind, was zu überbeansprachun.gen, insbesondere einem Krummwerden des
Innenstempels, führt.
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Um diese Nachbeile zu vermeiden und bei geringem Eins@chiebweg des
Innenstempels eine verhältnismäßig hohe Tragfähigkeit bei hinreichender Nachgiebigkeit
im oberen Druckbereich zu erhalten, verwendet man Innenstempel prismatischer oder
schwach keiliger Form, welchen ein im Schloß angeordnetes Spannglied, z. B. Schwenkkeil
oder Schleppkeil, zugeordnet ist, welches zu Beginn der Einschiebbewegung des Innenstempels
auf kurzer Weglänge von diesem mittelbar oder unmittelbar mitgenommen wird.
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Um bei solchen Stempeln die :auf das Gehäuse bzw. die Bänder des Schlosses
zur Wirkung gelangende Horizontalspannung nicht übermäßig groß werden zu lassen
und gleichzeitig eine zu große Belastung des zum Lösen des Schlosses vorgesehenen
Elementes.,
z. B. Horizontalkeil, zu vermeiden, hat man .bei solchen Stempeln auch bereits Vorkehrungen
zur Erzeugung hoher Reibungskräfte zwischen: Innenstexnp.el und dem mit diesem zusiammenarbeitenden
Schloßwiderlager getroffen, z. B. durch die Verwendung der Keünutenxeibung und/od-er
die Einschaltung von Reibungsfuttern hoher Reibungsziffer, z. B. AluminiumlegierLUxgen,
ferner die Benutzung von Innenstempeln mit einem Überzug aus einem Metall hoher
Reibungsziffer, z. B. Zink. Diese Erhöhung der Reibung ist erforderlich, um eine
sichere Mitnahme -des Schleppkeils bzw. Schwenkkeils zu Beginn der Einschubbewebwng
des Innenstempels zu gewährleisten. Verwendet man bei Stempeln mit im SChloß angeordnetem
Sp@ann,-glied einen prismatischen Innenstempel, so ergibt sich eine Druckwegkurve,
die zunächst steil bis zur maximalen Tragkraft ansteigt, dann, aber etwa hori.-zonbal
verläuft. Wählt man bei derartigen Stempeln einen Innenstnanpel mit .geringer Keilsteigung,
so ergibt sich an Stelle .des waagerechten Astes der Druckwagkurve ein solcher von
dein Keilwinkel des Stempelteils -entsprechender schwacher Steigung.
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Bei den bisherigen Stempeln der letztgenannten Bauarten findet aber
.eine volle Ausnutzung des aufgewandten Werkstoffes deswegen nicht statt, weil der
Gesetzmäßigkeit nicht Rechnung getragen ist, @daß mit zunehmendem Einsinken des
Innenstempels eine erhebliche Steigerung der Tragfähigkeit möglich -ist; vielmehr
wird bei Stempeln mit prismatischem Innenstempel dessen Tragfähigkeit nur in völlig
ausgezogenem Zustand ausgenutzf. Durch die bekannte Verwendung einer schwachen Keilsteigurng,
von z. B. 2 bis 3 .mm auf im, kann man, eine wesentliche Verbesserung dieser Verhältnisse
nicht erreichen, während eine erhebliche Vergrößerung dieser Steigung den Nachteil
einer unzulässigen Erhöhung -der Horizontalspannung im Schloß zur Folge haben würde.
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Die beschriebenen Nachteile machen sich he, -sonders bei Stempeln
großer Baulänge bemerkbar, bei denen die Tragfähigkeit :durch die die Bruchlast
unterschreitende Knicklast bestimmt wird.
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Die Erfindung beseitigt die beschriebenen Nachteile,dadurch, daß mindestens
,eine Gleitfläche des einschiebbaren Steunpelteils . ,derart oberflächenbe'handelt
ist, d@aß ihre Reibungsziffer bzw. der Ein,-sinkwiderstand nach oben stetig ioder
stufenweise zunimmt. Dabei ergibt sich eine ideale Lösung, wenn die Vergrößerung
der Reibungsziffer der Gleitfläche des Innenstempels bzw. des Einsinkwiderstandes
nach oben der mit zunehmender Verkürzung- des Stempels (unter Berücksichtigung,
der Knickbelastung) steigenden Tragfähigkeit angepaßt ist. Der Erfindungsgedanke
ist vorzugsweise für prismatische Innenstempel bestimmt, kann selbstverständlich
auch für Innenstempel mit schwacher Keilsteigung mit Vorteil benutzt werden. Die
Erhöhurng der Reibung bzw. des dem Einsinken gebotenen. Widerstandes des Innenstempels
naclioben zu kaun durch verschiedene Arten von Oberflächenbehiandlrangen erfolgen.
So kann man einen Innenstempel verwenden, dessen Gleitfläche im unteren Bereich
aus - dein nicht oberflächenbehandelten Stahl dieses Stempelteils besteht, während
der obere und gegebenenfalls auch der mittlere Bereich der Gleitfläche durch einen
Überzug aus Metall hoher Reibungsziffer, z. B. Zink, gebildet ist. In vielen, Fällen
wird es genügen, werm man zwei Reibungsstufen vorsieht; doch steht selbstverständ-
-1ich.nichts im Wege, auch mehrere Reibungsstufen übereinander anzuordnen. Gemäß,
einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann man die Gleitfläche im oberen und
gegebenenfalls auch mittleren; Bereich mit aufgesetzten, vorzugsweise aufgeschweißten
Schneidrippen geringer Höhe aus hartem Werkstoff versehen, welche in größeren senkrechten;gegebenenfalls
nach oben zunehmenden Abständen übereinander angeordnet sind und beim Einsgreifen
.in das aus Stahl oder widerstandsfähigem Metall bestehende Schloßwiderlager von
diesem Späne abhobeln. Es ist dabei selbstverständlich auch möglich, einen Innenstempel
zu verwenden, dessen Gleitfläche ins unteren Bereich aus Stahl, im mittleren Bereich
durch einen Metallüberzug gebildet ist, während im oberen Bereich ,die vorstehend
erwähnten S.chneidrippen ixis.beson,-dere aus Hartmetall angeordnet sind. Man kann
dabei diese Schneidrippen so anbringen, daß sie nur in Ausnahmefällen zur Wirkung
gelangen, nämlich dann, wenn durch besonders starke Setzbewegungen des Hangenden
,der Innenstempel übermäßig stark eingeschoben wird. Verwendet man solche Schneidrippen
aus Hartmetall, so werden diese in Form von Raupen von z. B. 2 bis 3 mm Höhe und
mäßiger Breite aufgeschweißt und. entweder schräg angeordnet io-der winkelförmig
ausgebildet und ixn letzteren. Fall mit dem Scheitel vorzugsweise nach abwärts.
gerichtet. Dabei kann man den Höhenabstand der Schrxeidrippen nach oben zu vergrößern,
rum den Flächendruck und damit den EinsinkwIderstand mit - zunehmendem Einsinkweg
ebenfalls zu vergrößern.
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Durch die Erfindung wird also eine Ausnutzung der reit zunehmendem
Einschieben dies Innenstempels steigenden tatsächlichen Tragfähigkeit des Stempels
:ermöglicht, ohne daß dabei eine zusätzliche Erhöhung der Horizontalspannung im
Schloß eintritt.
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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Er: fi:ndung beispielsweise
dargestellt.
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Gemäß Fig. i und 2 wird ein Innenstempel i mit schwacher Keilsteigung
in Längsrichtung benutzt, derart, daß sich beispielsweise die Breite des Stempelquerschnitts
in -der Richtung von unten nach oben a!uf i m um wenige Millimeter vergrößert. In
dem auf dem Unterstempel 2 befestigten Schloß 3 ist ein Keilgetriebe q., 5 angeordnet,
wobei 5 der Setz- rund Lösekeil ist. Wie Fig.2 durch .die gekreuzte Schraffierung
:erkennen läßt, sind die beiden Gleitflächen des Innenstempels, die im unteren Bereich
A aus dem Stahl des Stempels selbst bestehen, in der oberen Hälfte B mit einem Überzug
aus Metall hoher Reibungsziffer, z. B. Zink, versehen. Sobald :also; -der Innenstempel
bei seinem Einschieben reit dem BereichB in das Schloß eintritt,
wird
die Reibung und damit die Tragfähigkeit des Stempels stufenartig erhöht und seine
Nachgiebigkeit entsprechend verringert. Der Metallüberzug ist selbstverständlich
in einer solchen Weise anzubringen, daß er eine hinreichende Verschleißfestigkeit
besitzt, was, mit Hilfe von ,an sich bekannten Verfahren möglich ist.
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Wie insbesondere. die gestrichelten Linien in Fig. 2 andeuten, kann
man an Stelle oder zusätzlich zu einer durch einen Metallüberzug gebildeten Reibungsstufe
:eine durch aufgeschweißte Schneidrippen 6 aus Hartmetall od. dgl. gebildete Stufe
verwenden. Bei dem dargestellten Ausführungs; Beispiel bilden. diese - (winklig
ausgebildeten) Schneidrippen 6 ,eine dritte Stufe, die nur im oberen Bereich angeordnet
ist und nur in Ausnahmefällen in Wirkung gelangt, und zwar so, daß sie von dem aus
Stahl oder widerstandsfähigem Metall bestehenden Schloßwiderlager 7 Späne abhobelt.
Urn eine hinreichende Hobelwirkung zu erreichen, müssen diese Schneidrippen in einem
größerem. Höhenabstand übereinander angeordnet sein. Selbstverständlich kann an
Stelle von Zink auch ein Überzug aus Aluminium bzw. einer verschleißfesten Aluminiumlegierung
gewählt werden.
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Fig.3 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel, bei welchem im Schloß
8 ein in senkrechter Ebene um einen kleinen Winkel schwenkbarer Spannkeil 9 an.
geordnet ist, der sich mit einer Seite gegen eine Druckbacke io abstützt, die ein
Reibungsfutter i i trägt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein in Längsrichtung
prismatischer Innenstempel ia benutzt, der nur in seinem oberen Bereich B mit einem
Überzug aus Metall hoher Reibungsziffer versehen ist, so daß also auch hier zwei
Reibungsstufen gebildet sind. Zu Beginn der Eins.chiebbewegung des Innenstempels,
beispielsweise während eines Weges von 15 bis 2o mm, wird durch Mitnahme der Druckbacke
io samt Futter i i der Keil in. etwa horizontale Lage und dadurch das Schloß auf
eine hohe Horizontalspannung gebracht. Bei dem Stempel nach Fig.3 ergibt sich eigne
Druckkurve, wie sie in Fig. ¢ mit ausgezogenen Linien veranschaulicht ist. Im Punkte
der Kurven hat der Schwenkkeil 9 seine Horizontalstellung erreicht. In Punkt d beginnt
die Reibungsstufe B, wobei der Sprung in der Druckkurve durch die Differenz der
Reibungsziffer der beiden Reibungsstufen bestimmt wird.
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Man kann selbstverständlich bei dem Prinzip des Stempels nach Fig.3
dem Innenstempiel auch eine schwache Keilsteigung geben. Man erhält dann eine Druckwegkurve,
wie sie etwa den gestrichelten Linien in Fig. q. entspricht.
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Selbstverständlich steht nichts im Wege, auch bei einem Stempel nach
dem Prinzip der Fig. 3 an Stelle oder zusätzlich zu der Stufe: B Schneidrippen 6
ähnlich Fig. 2 zu verwenden.
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Der Erfindungsgedanke ist auch bei Stempeln mit anderen Schloßbauarten
anwendbar, ferner bei beliebigen Profilen des Innenstiempels.