DE2116530C2 - Vorrichtung zur Erzeugung eines kurzen mechanischen Schlages - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung eines kurzen mechanischen Schlages, bestehend aus einem Druckspeicher, einem Zylinder mit darin beweglichem Kolben, einer Schlagmasse und einem zwischen Druckspeicher und Zylinder angeordneten Ventil.

Eine derartige Vorrichtung ist aus de·· US-PS 36 18 677 bekannt geworden. Diese Vorrichtung dient als Schlaghammer. Sie wird mit Druckluft angetrieben. Die Druckluftquelle wird an einen Speicher angeschlossen, der über ein Ventil an den Zylinder angeschlossen ist. Dieser Zylinder weist eine sehr große Länge auf. In Ihm ist ein zylindrischer Kolben frei hin und her bewegbar, der auf eine am Ende <!■* Zylinders angebrachte Schlagmasse schlägt, die den vom Kolben ausgehenden Impuls auf das Werkstück übertragt. Ein Nachteil dieser Vorrichtung 1st, daß die Kolbenmiwse klein gegenüber der Schlagmasse 1st, so daß selbst bei honer Kolbengeschwindigkeit die Schlagmasse nur eine erheblich niedrigere Geschwindigkeit während des Hauptschlages ausführt. Ein weiterer Nachteil Ist, daß mit dieser Vorrichtung sich nicht ein einzelner kurzer Schlag ausführen läßt, sondern nur eine Schlagfolge, weil der frei bewegliche Kolben nach dem Aufschlag auf die Schlagmasse zurückspringt und unter dem Dnickluftpolster Im Zylinder nach dem Zurückspringen wieder nach vorn gedrückt wird und hierbei den Schlag, meist mehrfach, wiederholt. In vielen Anwendungsfällen mochte man aber nicht mit einem Hämmern, sondern mit einem einzigen Schlag einen Bearbeitungsvorgang ausführen.

So möchte man beispielsweise In Gesenkschmieden die an den Gesenken vorhandenen Kelle möglichst mit einem Schlag heraustreiben, wenn der Schmledevorg;i"g beendet ist.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die bekannte Vorrichtung dahingehend zu verbessern, um einen kurzen, einzelnen mechanischen Schlag zu erzeugen.

Erfindungsgemäß Ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bei der eingangs genannten Vorrichtung der Druckspeicher mit Hydraullköl gefüllt Ist und daß die Schlagmasse über eine Kolbenstange mit dem Kolben fest verbunden Ist.

Die Wirkung der beanspruchten Maßnahmen besteht darin, daß die bewegte Masse sehr groß Ist, well sie nicht nur aus der Masse von Kolben, Kolbenstange und Schlagmasse besteht, sondern darüber hinaus auch noch aus der Masse der Flüssigkeitssäule des In Bewegung gesetzten Drucköles. Aber auch die Geschwindigkeit der In Bewegung gesetzten Masse Ist bei der Verwendung von Hydraullköl größer als bei der Verwendung von Druckluft, weil Hydraullköl nicht die hohen kompressiblen Eigenschaften von Druckluft hat. Die Schlagmasse führt somit beim Einlassen des Drucköles aus dem Druckspeicher In den Zylinder nur einen einzigen Schlag mit einem starken Impuls aus.

Vorteilhaft Ist es, wenn eine Zusatzmasse an die Schlagmass^ ankoppelbar ist. Durch diese zusätzliche Masse wird die insgesamt dem Schlag dienende Masse ganz erheblich vergrößert. Durch diese Maßnahme wird

ίο bewirkt, daß die im Zylinder auftretenden Ruckkrafte geringer sind, weil sie zeitlich mehrmals auftreten. Das ist folgendermaßen zu verstehen: Wenn das Ventil vom Speicher zum Arbeitszylinder geöffnet wird, schließt die im Speicher unter hohem Druck gespeicherte Hydraulikflüssigkeit mit großer Geschwindigkeit in den Arbeitszylinder und prallt gegen den Kolben, wobei sie den Kolben mitsamt der an der Kolbenstange befestigten Schlagltiasse in Bewegung setzt. Hierbei treten die ersten größeren Rückkräfte auf, weil hler bei dem Inbewegjngsetzen

μ des Kolbens mit der Schlagmasse der freie Fluß der Hydraulikflüssigkeit das erste Mal auf einen Widerstand stoß!. Dabei werden die fließenden Hydraulikölmassen das erste Mal gebremst. Sobald sich nun der Kolben mit der Schlagmasse in Bewegung setzt, hört diese Rückkraft innerhalb des Zylinders auf zu wirken. Eine weitere starke Rückkraft bildet sich in dem Augenblick aus, in welchem die Schlagmasse gegen das Schlagobjekt stößt, weil hier die Bewegung des Kolbens stark abgebremst oder gar zum Stillstand gebracht wird, so daß auch die fließende Hydraulikflüssigkeit stark abgebremst oder zum Stillstand gebracht wird. Der sich hierbei ausbildende hydraulische Schlag ist ein wesentlicher Bestandteil des mechanischen Schlages. Wenn man nun die Stärke dieses hydraulischen Schlages innerhalb der Hydraulikvorrichtung vermindern will, so Ist die Verwendung der genannten Zusatzmasse ratsam. Denn diese Zusatzmasse wird mechanisch von der an der Kolbenstange befestigten Schlagmasse erst erreicht, nachdem die erste Rückwirkungskraft, die bei der Inbewegungsetzung des Kolbens und der Schlagir isse an der Kolbenstange aufgetreten ist, bereits wieder nachgelassen hat. -weil sich der Kolben mit der Schlagmasse In Bewegung befindet. Beim Aufprall der Schlagmasse auf die Zusatzmasse tritt jetzt eine weitere Ruckwirkungskraft auf, durch die wiederum das hydraulische System belastet wird. Nunmehr befinden sich aber der Kolben mit der Schlagmasse und zusätzlich die Zusatzmasse in Bewegung, wodurch eine noch größere Masse als Schlagmasse am Schlagobjekt wirksam wird. Wenn nur der On der Zusatzmasse so gewählt ist, daß der Weg im Hydraulikzylinder nach Erreichen der Zusatzmasse noch genügend groß Ist, um die erforderliche hohe Geschwindigkeit der Massen zu erreichen, wird durch diese Zusatzmasse eine erhebliche Verringerung der Dimensionen der Zyllnderwandungen möglich. Denn die bisher auftretenden zwei Rückwirkungskräfte am Anfang der Kolbenbewegung und beim Schlag werden nunmehr In drei kleinere zeitlich aufeinanderfolgende Rückwirkungskräfte aulgeteilt. Wesentlich Ist nur, daß die Zusatzmasse an die Schlagmasse gekoppelt Ist, damit nicht die Massen einzeln und hintereinander auf das Schlagobjekt wirken. Wesentlich Ist aber auch das Erreichen einer sehr hohen Geschwindigkeit des Kolbens, da der Impuls linear von der Masse, aber quadratisch von der Geschwindigkeit abhängt

Das Wesen der Erfindung Ist anhand eines In der Zeichnung schematich dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Zeichnung zeigt eine Seitenansicht der Vorrichtung.

AuT einem Wagen 1 ist eine Pumj 2 und ein Hochdruckspelcher 3 angeordnet. Das Deck 4 des Wagens ist in der Höhe durch Schraubspindeln 5 verstellbar. Auf dem Deck Λ befindet sich der Hydraulikzylinder 5, in welchem ein Kolben verschiebbar ist, der die Kolbenstange 6 trägt, an der das Schlaggewicht 7 angebracht ist. In dem hydraulischen Leitungssystem befindet situ da* Dreiwegevetiiii 8. weiches einerseits eine Verbindung von der Pumpe 2 zum Speicher 3 und andererseits eine Verbindung vom Speicher 3 zum Hydraulikzylinder 5 herstellt. Am Wagen 1 sind in Gelenken 9 verschwenk-

bar Stützen 10 angebracht, welche im Erdboden verankert werden. Diese Stützen 10 weisen zweckmäßig eine sehr starke Federung auf. Sie dtenfti da-ro. vtn Wage.·! I v. üij-r.nä des Schlages der Schlagmasse 7 gegen den Keil U ur:· UiseiiKes 12 abzustützen, damit der Wagen während des Schlages nur um eine geringe Strecke zurückiäiiu. Arn Bug des Wagens 1 sind Magnete 13 angebracht, welche so eingestellt sind, daß sie gegen das eiserne Gesenk 12 stoßen. Hierdurch wird eine zusätzliche Haltekraft erreicht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Erzeugung eines kurzen mechanischen Schlages, bestehend aus einem Druckspeicher, einem Zylinder mit darin beweglichem Kolben, einer Schlagmasse und einem zwischen Druckspeicher und Zylinder angeordneten Ventil, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckspeicher (3) mit Hydraullköl gefüllt ist und daß die Schlagmasse (7) über eine Kolbenstange (6) mit dem Kolben im Hydraulikzylinder (5) fest verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch I, mit einer im Weg der Schlagmasse angeordneten beweglichen Zusatzmasse, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzmasse an die Schlagmasse ankoppelbar ist.