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Fallhammeraufzug mit Hubschraube.
Gegenstand der Erfindung ist ein Fallhammer, bei dem eine Schraubenspindel mit nicht selbsthemmendem Gewinde mit dem Bär verbunden und dadurch an der Drehung gehindert ist, während die Mutter sich nur an Ort drehen kann. Die Mutter ist beim Bärhube mit dem Antrieb gekuppelt, beim Festhalten des Bärs in der Höchstlage aber mit dem Ständer ; während des Bärfalles sind beide Kupplungen ausgeschaltet und die Mutter wird vom Bär beschleunigt, so dass sie eine der jeweiligen Bärgeschwindigkeit entsprechende Drehzahl annimmt.
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Beispielen erläutert, und Fig. 7 endlich zeigt eine Verbesserung des Antriebes.
In Fig. 1 bedeutet 1 den Bär, 2 die Schraubenspindel, 3 die Mutter, 4 ein Führungsauge in der unteren Wand des Hammerkopfes, 5 ein gleiches Auge in der oberen Wand ; K1 ist eine Reibungskupplung zur Verbindung der Mutter 3 mit der auf Auge 4 frei drehbaren Antriebsscheibe 6, K2 eine ähnlich gebaute Kupplung zur Verbindung der Mutter 3 mit dem Ständer bzw. mit dessen Auge J. Beim Bärhub ist die Kupplung K1, beim Oberhalten des Bärs die Kupplung K2 eingerückt, zum Schlage werden beide Kupplungen ausgeschaltet.
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aber die im Patente Nr. 100 677 angegebene Bauart.
Die Schwierigkeiten der Konstruktion liegen in der Beherrschung der Massenkräfte. Solche Kräfte treten in der Schraubenspindel auf, die bei der üblichen Fallhöhe von 2 m eine Endgeschwindigkeit von etwa 6'5 m/f ek besitzt, und in der Mutter, deren Umfangsgeschwindigkeit aus geometrischen Gründen mindestens doppelt so gross ist als die Bärgeschwindigkeit.
Den Massenkräften der Stange kann man begegnen :
1. indem man die Stange so weit verstärkt, dass sie den Kräften gewachsen ist, oder
2. indem man die Stange tunlichst leicht macht und ihre lebendige Kraft nach dem Patent Nr. 77 748 in einer Bremse vernichtet.
Zu 1. Diese Bauart führt zu einer sehr starken, schweren Sehraubenspindel, die den grössten Teil der Barmassv enthält und am besten mit dem an Stelle des früheren Bärs tretenden kleinen Führungsteil mit dem Schwalbenschwanz zur Gesenkbefestigu mg aus einem Stück geschmiedet wird.
Mit dem Durchmesser der Spindel wachsen aber auch Gewicht und lebendige Kraft der Mutter.
Wird beim Schlage die Spindel plötzlich zur Ruhe gebracht, so trachtet die mit hoher Drehzahl rotierende Mutter, sich auf der Spindel hochzllscl1rauben und rennt dabei an das Auge 5 des Ständers. Zwar unterstützt der hiebei auftretende doppelte Schlag (einer zur Beschleunigung der Mutter nach oben und einer infolge ihres Anrennens an das Auge 5) die Wirkung des Hammers, da er aber in kürzester Zeit Mutter und Ständerkopf zerstören müsste, ist diese Bauart nicht anwendbar.
Abhilfe lässt sich schaffen, indem man die lebendige Kraft der Mutter auf einem Wege von solcher Länge abbremst, dass die auftretenden Kräfte die zulässigen Beanspruchungen nicht überschreiten. Fig. 2 zeigt das Schema einer derartigen Bauart : In das entsprechend ausgebildete Auge 5 ist längsverschiebbar aber nicht drehbar eine Hülse 7 eingesetzt, die sich unten gegen einen Rand des Auges 5, oben gegen eine vorgespannte Schraubenfeder. s stützt. Die sich hochsehraubende Mutter 3 stösst, gegen die Hülse 7 und nimmt sie mit, wobei sie ausser der Federkraft von 8 auch noch die durch entsprechende Formgebung (Kegelbremse) oder durch einen Friktionsbelag (z. B."Ferodo") vergrösserte Reibung an der Berührungs
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fläche mit 7 zu überwinden hat.
Da die gleiche Reibung auch beim Abgang (von 3 und 7) wirkt, lässt sich ein etwaiges heftiges Aufschlagen der Mutter 3 auf ihr Spurlager sicher vermeiden.
Zu 2. Eine einfache Überlegung zeigt, dass in diesem Falle die Mutter 3 ohne weitere Vorkehrungen stossfrei abgebremstwird, wobei sie sich allerdings mit einer der jeweiligen Verzögerung proportionalen Kraft gegen das Ständerauge 5 legt. Bei der Wahl der Abmessungen ist nur die Bremse für die Hubstange etwas reichlicher zu bemessen, so dass sie auch die lebendige Kraft der Mutter aufzunehmen vermag.
In allen Fällen wird man trachten müssen, das Trägheitsmoment der Mutter möglichst klein zu halten. Neben entsprechender Formgebung kann dies vor allem durch Verwendung eines Leichtmetall mit genügenden Lagereigenschaften (etwa Elektronmetall) erreicht werden. Die Fig. 3-6 geben Beispiele für günstigeMutterformen, n. zw. zeigt Fig. 3 die einfache zylindrischeForm für Schraubenbandkupplungen, Fig. 4 die Form für Kegelkupplungen, Fig. 5 die Form für Bremsbandkupplungen und endlich Fig. 6 die Form für elektromagnetische Reibungskupplungen. Bei den Formen nach Fig. 4 und 5 kann die Aussenfläche des Kranzes zum Angriff-der Habkupplung, die Innenfläche für den der Festhaltekupplung verwendet werden (oder umgekehrt).
Die lotrechte Achse der Antriebsscheibe 6 bedingt einen unbequemen Antrieb mit geschränktem Riemen oder mit Leitrollen. Man vermeidet diese Schwierigkeit, indem man, wie Fig. 7 zeigt, die Riemenscheibe 6 durch den Anker 9 eines entsprechend konstruierten Elektromotors 10 ersetzt. Wegen seiner einfachen Bauart ist hiefürder Drehstrom-Kurzschlussanker besonders gut geeignet, auch wenn bei grösseren Leistungen Sonderausführungen für den Anlasser erforderlich sein sollten.
Alle angestellten Überlegungen gelten sinngemäss auch für die kinematische Umkehrung des Sehraubenpaares, also für Verbindung der Matter mit dem Bär und der Spindel mit dem Antriebe, doch erfordert diese Anordnung eine viel grössere Bauhöhe.
PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Fallhammeraufzug mit Hubschraube, gekennzeichnet durch eine mit dem Bär verbundene Schraubenspindel mit nicht selbsthemmendem Gewinde und eine während des Bärhubes den Antrieb empfangende, an Ort drehbare Mutter.
2. Abänderung des Fatlhammeraufzuges nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bär mit der Mutter verbunden ist und die an Ort drehbare Spindel den Antrieb erhält.