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Schaltventil für Schmiedehämmer
Pressluftbetriebene Schmiedehämmer müssen, um die erforderliche Schlagkraft zu besitzen, vor dem
Schlag mindestens zweimal schwingen, d. h. der Hammerbär muss, ohne das Arbeitsstück zu berühren,
Auf- und Abbewegungen ausführen. Um den Hammer schlagbereit zu halten, ist es daher üblich, den
Hammerbär während der Arbeitspausen zwischen den Arbeiten an einem oder auch mehreren kurz auf- einanderfolgenden Arbeitsstücke schwingen zu lassen. Dieser Arbeitsrhythmus hat sich eingeführt, weil bisher kein Schaltventil bekannt wurde, durch das der Hammer aus dem Stillstand innerhalb sehr kurzer
Zeit, etwa einer Sekunde, schlagbereit wäre.
Da der Hammer für jede Schwingung fast gleich viel Luft wie für den Arbeitsschlag, nämlich etwa lms benötigt, ist der Luftverbrauch solcher Hämmer überaus hoch.
Die Forderung, die an ein Schaltventil gestellt werden muss, erschöpft sich nicht allein damit, dass der Hammer nach dem Abstellen z. B. zwischen kurzen Arbeitspausen, in längstens einer Sekunde schlagbereit sein muss, sondern es muss auch der Hammerbär im oberen Totpunkt zum Stillstand kommen und dort verbleiben, damit der Bär nicht die Arbeiten beim Gesenk stört und beim Öffnen des Ventils mit einer vollen Schwingung einsetzen kann.
Die Schwingungsfrequenz des Hammerbärs ist abhängig von der Drosselung des zugeführten Arbeitsmediums und damit von dem Mass der Ventilöffnung. Wird daher dem Hammerzylinder eine geringere Menge des Arbeitsmedium zugeführt, so wird die Schwingungsfrequenz geringer und wird bei einem Minimum Null. Der Stillstand des Hammerbärs in dem oberen Totpunkt wird dann erreicht, wenn der Raum unter dem Kolben gerade nicht mehr mit der Auspuffleitung verbunden wird und verbleibt in dieser Stellung, wenn die Zufuhr des Arbeitsmedium in dem Raum unter dem Kolben nur so gering ist, dass nur der Verlust des Arbeitsmediums ersetzt wird, der durch Undichtheit entsteht.
Der Gegenstand der Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Die Fig. l zeigt schematisch eine Ventilanordnung mit einem Hilfsventil und die Fig. 2 eine solche Anordnung mit drei Hilfsventilen.
In der Leitung zum Hammerzylinder ist das Hauptventil 2 angeordnet. In einer Leitung 3, die vor dem Hauptventil abzweigt und hinter diesem Ventil wieder in den Leitungsstrang mündet, ist ein Nadelventil 4 eingeschaltet. Bei einer Öffnung des Hauptventils 2 kann der Hammerbär in der dieser Öffnung entsprechenden Frequenz schwingen. Nach dem völligen Schliessen des Hauptventils fliesst zum Hammerzylinder das Medium nur mehr durch das Nadelventil 4, dessen Durchflussöffnung so gering eingestellt werden kann, dass die zugeführte Pressluft nicht mehr zur Ausführung einer Schwingung des Hammers ausreicht. Der Hammer kommt folglich zum Stillstand.
Durch diese Schalteinrichtung wird wohl erreicht, dass sofort nach dem Öffnen des Hauptventils das Schwingen in voller Höhe einsetzen kann, jedoch kann der Fall eintreten, dass bei der zwangsläufig geringen Durchlasseinstellung des Ventils 4 die Menge des noch durchfliessenden Mediums nicht ausreicht, den Hammerbär nach einem Schlag oder einer Schwingung vollends abzubremsen, so dass der Hammerbär nach dem Schliessen des Ventils 2 noch einmal auf dem Schmiedestück aufschlägt oder noch eine Schwingung ausführt.
Um dieses Nachschlagen mit Sicherheit zu verhüten, muss der Abschaltvorgang zweistufig erfolgen.
Hiebei ist ausser dem Hauptventil 2 und dem Nadelventil 4 noch ein schnellschliessendes Ventil 5 und in einem weiteren parallelen Leitungsstrang 6 noch ein Nadelventil 7 anzuordnen. Wird nun das Hauptventil 2 geschlossen, so kann eine mittlere Menge Pressluft einerseits durch das Nadelventil 4 und das mit einem Zeitrelais gekoppelte schnellschliessende Nadelventil 5 sowie anderseits durch das Nadelventil 7 zum Hammerzylinder strömen. Die Pressluft, die nach dem Schliessen des Hauptventils 2 durch die Lei-
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tungen 3 und 6 fliesst, reicht mit Sicherheit aus, den Hammerbär auch nach dem stärksten Schlag abzubremsen. Um jedoch das Einsetzen weiterer Schwingungen zu verhindern, muss diese mittlere Pressluftzufuhr auf jenes Mass verringert werden, das zur Deckung der Verluste nötig ist.
Hiezu ist das Ventil 5 mit einem Zeitrelais verbunden, das etwa eine halbe Sekunde nach dem Schliessen des Hauptventils 2 anspricht und damit den Leitungsstrang 3 völlig absperrt. Nun ist nur mehr der Leitungsstrang 6 mit dem Nadelventil 7 offen. Durch diese Leitung fliesst nun nur jene Luftmenge, die nötig ist, um etwa Undichtheiten in der Leitung oder In dem Zylinder zu ersetzen und ein Abgleiten des Hammerbärs mit Sicherheit zu verhindern.
Zweckmässigerweise wird die Betätigung der Ventile von einer für den Arbeiter günstigen Stelle aus am Hammer selbst ausgelöst. Hiezu wird z. B. am Schmiedehammer ein zweistufiger Fusshebel angeordnet. Die Ventilbewegung kann mechanisch durch Feder oder Pressluft oder aber elektrisch erfolgen bzw. ausgelöst werden.
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allel zur Leitung (1) mit dem Hauptventil (2) für die Luftzuführung zum Hammerzylinder eine weitere Leitung (3) mit einem Ventil (4) geringerer Durchlassöffnung angeordnet ist.