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Scblagapparat.
In den Schlagapparaten, bei denen die Bewegung des Stössels durch in diesem selbst befindliche exzentrisch umlaufende Massen hervorgebracht wird, spielt sich der Vorgang derart ab, dass die Massen dem Stössel bei ihrem Umlauf während einer halben Umdrehung eine auf das Werkzeug hin gerichtete kinetische Energie, während ihrer zweiten halben Umdrehung eine gleiche, gegen den rückwärtigen Boden des Gehäuses hin gerichtete kinetische Energie erteilen. Die erstgenannte Energie entlädt sich ganz auf das Werkzeug und stösst es nach vorwärts.
Die zweite Energiemenge entlädt sich ganz auf den Gehäuse- boden und erteilt dem Gehäuse eine Riickwärtsbewegung. Auf diese Weise erfolgt der nächstfolgende Schlag auf das Werkzeug in einer von der vorhergehenden verschiedenen Stellung, da das Gehäuse bei seinem Zurückweichen auch das Werkzeug mit zum Zurückgehen gebracht hat, während die Massen dagegen ihren Umlauf gleichmässig fortgesetzt haben. Es findet somit eine Phasenverschiebung zwischen
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Wenn der Apparat verankert ist, bringt der Rückschlag das Gehäuse nicht zum Zurückweichen und der Apparat arbeitet dann gut oder schlecht (wobei er allerdings nur die Hälfte der ihm erteilten Energie ausnutzt).
Ist dagegen der Apparat tragbar, so weicht das Gehäuse tatsächlich zurück und wenn man will, dass der Apparat noch, sei es gut oder schlecht arbeitet, ist es erforderlich, dass der bedienende Arbeiter diese Rückwärtsbewegung verhindere. Da aber, wie gesagt, die auf den Stössel wirkende Fliehkraft in den beiden Richtungen seiner Bewegung symmetrisch und somit der Rüekwärtsstoss ebenso stark ist wie der Vorwärtsstoss, so ist es klar, dass, wenn die Leistung des Apparates von einer gewissen Grösse ist, kein Arbeiter mehr imstande ist, dem einen ausreichenden Widerstand entgegenzusetzen.
Zur Verringerung des zerstörenden Einflusses, den der von dem Stössel ausgeübte Schlag in
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dem Rüekprall, der beim wirksamen Arbeitsstoss stattfindet, hinzutritt), hat man zwischen diesen beiden Teilen ein Dämpfungsmittel, gewöhnlich eine Feder angeordnet. Zieht man aber in Betracht, dass jede Feder eine gewisse Eigenschwingungsperiode besitzt, was dazu zwingt, eine Schlagfrequenz zu wählen, die kleiner ist als die Eigensehwingungsfrequenz der Feder, so sieht man ein, dass die Schlagapparate dieser Art in ihrem jetzigen Zustand nur sehr beschränkte Dienste leisten können, wobei sie den damit betrauten Arbeiter ausserordentlich ermüden.
Gegenstand der Erfindung ist ein Schlagapparat, bei dem die erläuterten Nachteile vollständig in Fortfall kommen, bei dem man also Triebkräfte benutzen kann, die sogar erheblich höher sind als die Gegenkraft, die der Arbeiter aufbringt, u. zw. ohne dass deswegen das Gewicht des Apparates erhöht wird, und bei dem man ausserdem die Schlagfrequenz bis zu einem sehr grossen Wert treiben kann. Mit Hilfe der Erfindung gewinnt man ausserdem beim Arbeitshub einen besonders hohen Teil der beim
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mit sich bringt.
Im wesentlichen besteht die Erfindung darin, dass auf der Hinterseite des Stössels, zwischen diesem und dem Gehäuseboden, ein Gaspolster angeordnet ist, der imstande ist, die Rücklaufenergie des Stössels aufzuspeichern und dieselbe dem letzteren dann, wenn er in seiner Bewegung umkehrt und auf das Werkzeug zuläuft, zurückzuerstatten, und gleichzeitig das Gehäuse vorn durch ein elastisches Mittel passender Belastung mit dem Werkzeug verbunden ist, wodurch bei jedem Stoss
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da das Luftkissen keine Eigenschwingungsperiode hat, und das Zurückweichen bei jedem Schlag jedesmal aufgehoben wird. bevor der Rückgang infolge des nächsten Schlages auftritt.
Auf der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Fig. 1 zeigt diagrammartig die Arbeitsweise des Apparates. Fig. 2 und 3 zeigen mehr schematisch das eine Ausführungsbeispiel in zwei Arbeitslage. Fig. 4 und 5 zeigen in zwei verschiedenen Ansichten ein anderes Ausführungsbeispiel.
Die Erfindung umfasst nicht nur den grundsätzlichen Gedanken, sondern auch die Einzelheiten der Ausbildung.
Bei der Ausführungsart des Apparates nach Fig. 2 und 3 laufen zwei gleiche Massen ? mit konstanter Gesehwindigkeit und in vollständig symmetrischer Laufart mit Bezug auf die Schlagachse achse p-p um, wobei beispielsweise der symmetrische Lauf mit Hilfe übereinstimmender Zahnräder i, j erreicht werden kann. Die Massen laufen auf Kreisumfängen vom Radius)'um Achsen 0, Oi, die von einem in einem Gehäuse Y frei beweglichen Stössel M getragen werden. Wenn eine grössere Anzahl von Schwungmassen vorhanden wäre, so könnte man sie stets auf zwei fiktive Massen zurückfülhren, die unter den genannten Bedingungen umlaufen.
Bekanntlich entwickeln die umlaufenden Massen unter den erläuterten Verhältnissen eine abwechselnd gerichtete resultierende Kraft, deren Stärke sich nach einer Sinuskurve ändert, die durch
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schlages gegen den Gehäuseboden plötzlich gleich Null. Die Kurve s stellt den vom Stössel durchlaufenen Weg dar, wobei der Gesamtweg durch die Entfernung 8 zwischen den beiden Lagen x-x
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In dem Augenblicke, in welchem die Massen die in Fig. 3 dargestellte Lage, e' -x'erreichen, besitzt der Stössel noch eine gewisse Geschwindigkeit, die durch eine weitere Kompression des die Kammer 4 füllenden Gases und durch die rmkehrung der resultierenden Fliehkräfte abgebremst wird.
Im Punkte z (Fig. l) jenseits des Punktes 11 : wird der Stillstand erreicht, so dass also der Rückwärtsgang jetzt mehr als eine Halbperiode dauert, während die Dauer des Vorwärtsganges entsprechend verringert
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keit des folgenden Vorwärtsganges von v auf V2 erhöht ist.
Bei dem folgenden Vorwärtsgang ergibt sich die wirkende Kraft F2 als algebraische Summe der Kräfte fund P2, wobei P2 die Ausdelrnungskraft des Gases im Zylinder 3 ist,
Die während des Hin-und Rückganges durchlaufenen Räume sind durch die Kurve SI und 82 dargestellt.
Die entstehende Verzögerung 7. ist offenbar eine Funktion des Anfangsdruckes Po des im Zylinder 3 befindliehen Gases ; man kann also den einen Wert regeln, indem man den andern passend einstellt. Es kommt darauf an, die Verzögerung möglichst gross zu machen, ohne die Gesamtdauer des Kreislaufes zu verändern.
Was das elastische Mittel betrifft, welches den vorderen Teil des Stössels und den Hinterteil 5 des Werkzeuges verbindet, so wird dieses hier einfach von zwei belasteten Federn 7 und 8 gebildet,
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Bei dem in Fig. 4 und 5 dargestellten Ausfuhrungsbeispiel sind drei Einzelmassen verwendet, u. zw. die eine m in der der Mitte, die beiden andern m'oberhalb und unterhalb der mittleren Masse, wobei sämtliche Umlaufachse zueinander parallel und senkrecht zur Sehlagaehse sind. Die Massen sind miteinander durch Zahnräder i und j verbunden, von denen eines durch eine biegsame Welle 14 angetrieben wird. Hier sind auch Mittel vorgesehen, um die Drehung des Stössels hervorzurufen, u. zw. sind am Kopfe des Stössers schraubenförmige Rillen 11 vorgesehen, die auf eine Muffe 12 einwirken.
Diese wirkt ihrerseits nur in einer einzigen Richtung in bekannter Art auf den Werkzeughalter 13 ein.
Der Werkzeugkopf 5 ist in diesem Falle nicht rund, sondern polygonal gestaltet.
Das Zuführen des komprimierten Gases zur Kammer 4 wird durch eine Leitung 15 bewirkt, die in die Kammer durch einen Kanal 16 einmündet. Dieser wird durch ein Rückschlagventil 17 unterbrochen und besitzt eine Abzweigung 18, die zur Kammer 19 führt, in welcher sich der Stössel bewegt. Der Kanal 18 ist regelbar. Von seinem Querschnitt hängt der Grad der in der Kammer 4 erzeugten Kompression ab.
Wenn der Querschnitt des Kanales 18 gross ist, entweicht das durch die Leitung 15 ankommende Gas leicht durch die Leitung 18 und der Druck in der Leitung 15 fällt, so dass das Gas sodann unter schwachem Druck in die Kammer 4 eintritt ; wenn hingegen der Querschnitt des Kanales 18 klein ist, begegnet das durch den Kanal 15 zuströmende Gas einem Widerstand entgegen seiner Tendenz durch den Kanal 18 zu entweichen, und der Druck in der Leitung 15 steigt an, so dass dann das Gas unter starkem Druck in die Kammer 4 einströmt. Das durch den Kanal-M durchgehende Gas kann dazu benutzt werden, den Stössel an der Spitze zu reinigen, u. zw. indem ein passender Längskanal im Stössel selbst vorgesehen ist.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schlagapparat, bei welchem exzentrisch umlaufende Massen auf den in einem Gehäuse geführten Stössel vorwärts-und rückwärtstreibend einwirken, dadurch gekennzeichnet, dass einerseits am rückwärtigen Ende zwischen Stössel (M) und Gehäuse (N) ein Gas (Luft) polster eingeschaltet ist, dessen Gas einen bestimmten Anfangsdruek besitzt, und anderseits das Gehäuse vorn durch ein elastisches Mittel passender Belastung mit dem Werkzeug verbunden ist, wodurch bei jedem Stoss Gehäuse und Werkzeug stets in eine und dieselbe gegenseitige Ausgangsstellung zurückgeführt werden.