DE260254C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- Λ! 260254 KLASSE 50 c. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 27. August 1911 ab.

Die den Gegenstand der Erfindung bildende Neuerung ist hier in Anwendung bei einem Pochwerk für Erze beschrieben und erläutert. Sie läßt sich aber auch mit Vorteil für Gesteinsbohrmaschinen, Druckluftwerkzeuge u. dgl. verwenden.

Es handelt sich hier insbesondere um ein Pochwerk der bekannten Art mit auf und ab bewegtem Zylinder und einem darin durch

ίο ein elastisches Treibmittel (Luft) bewegten Kolben. Nach der Erfindung ist die an sich bekannte Anordnung eines Ventils an dem Räume vor dem Kolben, das in bestimmten Stellungen dem vom Kolben gedrückten Medium einen Ausfluß aus diesem Raum nach einem Nebenraum öffnet, so verwendet, daß dieses Ventil während des letzten Teils des Niederganges des Pochstempels in diesem Räume eine Erhöhung des Luftdruckes verhindert, indem es alsdann den Austritt nach einem mit diesem Räume verbundenen Behälter öffnet. Auch auf der Rückseite des Kolbens ist ein besonderes Ventil so angeordnet, daß es sich im geeigneten Augenblick schließt, um über dem Kolben die Luft (durch . die Relativbewegung von Kolben und Zylinder) sich komprimieren zu lassen, wobei das Ventil in einem anderen geeigneten Zeitpunkt sich selbsttätig öffnet, um beim Niedergang des Kolbens Luft aus einem mit dem Raum hinter dem Kolben verbundenen Behälter in den Raum hinter dem Kolben übertreten zu lassen.

Obwohl man bei diesem Pochstempel mit atmosphärischem Druck arbeiten kann, so empfiehlt sich doch mehr die Anwendung eines höheren Druckes, weil es hierdurch ermöglicht wird, die bewegten Massen am Kolbenende und Zylinder möglichst klein bemessen zu können. Zu diesem Zweck wird in dem Zylinderraum ein höherer als Atmosphärendruck durch eine entweder mit nachgiebiger Verbindung daran angeschlossene besondere Druckquelle oder durch einen am Zylinder selbst angeordneten Behälter und einen durch dessen Bewegung bedienten Kompressor aufrechterhalten.

Fig. ι zeigt in Vorderansicht ein Pochwerk für Erze nach dieser Erfindung.

Fig. 2 und 3 sind teilweise Seitenansichten, 5°_ von verschiedenen Seiten aus gesehen, wobei das Gestell zum Teil gebrochen gezeichnet ist.

Fig. 4 ist eine im Schnitt nach A -A in Fig. 1 gesehene Oberansicht.

Fig. 5 ist ein senkrechter Schnitt, der die Teile in dem Augenblick zeigt, wo der Pochstempel einen Schlag vollführt hat und der Zylinder sich am unteren (vorderen) Ende seines Hubes befindet.

Fig. 6 ist eine ähnliche, zum Teil im Schnitt dargestellte Ansicht, nach der der Aufwärtshub beendigt ist.

Fig. 7 bis 9 zeigen in ähnlichen Schnittansichten geänderte Ausführungsformen.

Der Zylinder ι ist an dem Gestell 2 senkrecht geführt und wird durch Kurbel 3 und Pleuelstange 4 auf und ab bewegt. Zur Ermöglichung einer Einstellung in Richtung des Hubes kann die Pleuelstange oben an dem Zylinder durch einen Kreuzkopf 6 angeschlossen sein, der durch Muttern 7 an den aufrechten Gewindeansätzen 8 befestigt ist.

Von dem Kolben 9 innerhalb des Zylinders ι geht eine Kolbenstange 10 aus, die den Pochstempel 11 trägt. Das Zylinderende, aus dem die Kolbenstange 10 hervortritt, soll als das vordere und das andere Ende als das hintere Zylinderende bezeichnet werden. Die Bewegung, durch die der Pochstempel auf den Pochuntersatz zu bewegt wird, soll als der Vorwärtshub und die entgegengesetzte Bewegung' als der Rückwärtshub bezeichnet werden.

Eine durch Ventil 12 beherrschte Öffnung stellt eine Verbindung zwischen dem vorderen Zylinderende und einem Luftbehälter her.

Dieser Luftbehälter kann die äußere Atmosphäre sein. Da aber bei der gezeichneten Ausführungsform mit Luft von größerer Dichtigkeit gearbeitet werden soll, so besteht hier der Luftbehälter aus einer an den Zylinder 1 angeschlossenen Kammer 13, einem biegsamen Verbindungsrohr 14 und einem Aufnahmebehälter 15. Dieser Aufnahmebehälter wird von einem kleinen Kompressor 16 versorgt, dessen Aufgabe nach erfolgter Herstellung des nötigen Arbeitsdruckes einfach darin besteht, den durch Undichtigkeiten verursachten Luftverlust auszugleichen.

Das Ventil wird durch eine schwache Feder 17 auf seinem Sitz gehalten und kann sich öffnen, wenn der Behälterdruck ein wenig den Druck übertrifft, der sich am vorderen Ende des Zylinders befindet. Zum zwangläufigen Heben des Ventils ist ein Daumen 18 auf einer Spindel 19 angeordnet, deren beide Enden durch Stopfbuchsen hindurch aus der Kammer 13 hervortreten. Am einen Ende der Spindel 19 ist der eine Arm 20 eines Kniehebels befestigt, dessen anderer Arm 21 an eine kräftige Feder 22 (Fig. 3) angelenkt ist, wobei diese Einrichtung in bekannter Weise dahin wirkt, den Daumen 18 entweder in seiner aus Fig. 5 ersichtlichen gesenkten Stellung oder in seiner in Fig. 6 gezeigten gehobenen Stellung zu halten, wobei der Daumen aber zwangsweise von der einen Stellung in die andere bewegt werden kann. Am anderen Ende der Spindel 19 befindet sich der Knaggen 23, und in seiner Bewegungsbahn sind die Anschläge 24 und 25 verstellbar auf einer Platte 26 angeordnet, die ihrerseits an dem Gestell 2 verstellt werden kann.

Die Wirkungsweise des Ventils 12 ist folgende: . ■ ■

Während des nach oben gerichteten Rückwärtshubes des Zylinders 13 gelangt der Knaggen 23 in Berührung mit dem Anschlag 25 und hebt den Daumen 18. Demnach wird bei dem darauffolgenden Vorwärtshub das Ventil 12 offen gehalten und gestattet dem Kolben, indem es eine freie Verbindung zwischen dem vorderen Zylinderende und dem Behälter aufrechterhält, Luft unter nur geringem Ventilwiderstand aus ersterem nach letzterem zu verdrängen, so daß der Pochstempel 11 sich fast frei nach vorwärts bewegen und einen nicht wesentlich durch Luftpolster gehinderten Schlag vollführen kann. Die Beendigung des Vorwärtshubes des Kolbens 9 und die Ausführung des Schlages findet statt, ehe der Zylinder 1 am Ende seines Vorwärtshubes anlangt, und während der auf den Schlag folgenden Vollendung dieses Hubes fließt die vorher verdrängte Luft wieder aus dem Behälter 15 an Ventil 12 vorbei in den Raum vor dem Kolben zurück. Durch diese Bewegung des Zylinders drängt der Anschlag 24 den Knaggen 23 nach oben. Das Ventil 12 kann sich dann nach Beendigung des Zylinderhubes schließen, wodurch ein Luftkörper im vorderen Zylinderende eingeschlossen wird, so daß der Zylinder bei seinem folgenden Rückwärtshube auf den Kolben dahin wirkt, diesen zurückzuziehen.

Ähnlich wie das vordere Zylinderende steht auch das hintere Zylinderende in Verbindung mit einem Luftbehälter. Es kann dies entweder die äußere Atmosphäre sein oder die Kammer 13 samt Rohr 14 und Aufnahmebehälter 15, oder auch, wie in Fig. 7 angenommen, eine besondere ^: Kammer 27 nebst Aufnahmebehälter 28, der Luft von anderem Druck als dem im Aufnahmebehälter 15 befindlichen enthält. Bei einem Pochstempel oder Hammer, der nur unter Wirkung seines Eigengewichtes herabfallen soll, kann diese Verbindung eine vollkommen offene sein. Wenn es sich aber um ein Arbeiten mit höherer Geschwindigkeit handelt, dann wird diese Verbindung durch ein Ventil beherrscht, die., wie in Fig. 5 bis 8 gezeigt, aus einem durch eine schwache Feder 30 auf seinem Sitz gehaltenen Ventil 29 besteht, das sich unter der Einwirkung eines geringen Überdrucks in dem Behälter gegenüber dem im hinteren Zylinderende herrschenden Druck öffnet. Ein Daumen 31 zum Heben des Ventils wird durch eine Feder 32 nach unten gedrückt und sitzt starr auf einer Spindel 33, die außen einen Knaggen 34 (Fig. 7, auch Fig. 1

und 2) trägt. Eine Klinke 35 zum Sichern des Daumens 31 in seiner gehobenen Stellung ist starr auf der Spindel 36 angebracht, ebenso auch deren äußerer Knaggen 37 (Fig. 3), gegen den eine Feder 38 (Fig. 1 und 3) dahin wirkt, die Klinke 35 unter den Daumen 31 zu drängen. An der Platte 26 befindet sich in der Bewegungsbahn des Knaggens 34 ein verstellbarer Anschlag 39 (Fig. 1 und 2), und eine verstellbare Führungsplatte 40 (Fig. 1 und 3) ragt in die Bewegungsbahn eines Zapfens 64 hinein, der von dem Knaggen 37 ausgeht.

Während des Rückwärtshubes des Zylinders wird durch die Berührung des Zapfens 64 mit der Führungsplatte 40 die Klinke 35 gelöst, so daß der Daumen 31 herabfallen und das Ventil 29 sich schließen kann. Dadurch wird im hinteren Zylinderende ein Luftkörper eingeschlossen, der sowohl den Rückwärtshub des Kolbens dämpft als auch den Zylinder in den Stand setzt, bei seinem nächsten Vorwärtshub den Kolben zu beschleunigen. Bei dem Vorwärtshub bleibt, solange der Zylinder auf seinen Luftkörper dahin einwirkt, daß dessen Druck erhalten bleibt, das Ventil 29 geschlossen; wenn aber darauf der Kolben den Zylinder einholt, so daß der Druck im hinteren Zylinderende nur wenig unter den Druck herabgeht, der auf der Unterseite des Ventils 29 herrscht, so öffnet sich dieses Ventil und läßt Luft ein, die dann dem Kolben folgt, so daß der Druck hinter ihm nicht unter den vor ihm herrschenden Druck herabsinken und dadurch dem Kolben Bewegungsenergie entziehen kann.. Die auf solche Weise hinter dem Kolben eingelassene Luft muß aber nach erfolgtem Stempelschlage während der Vollendung des Vorwärtshubes des Zylinders wieder aus dem Räume hinter dem Kolben nach dem Behälter zurückgedrängt werden. Diese Verdrängung der Luft ist nötig, um zu verhindern, daß beim Beginn des zurückgehenden Zylinderhubes Überdruck hinter Kolben 9 herrscht, was den Rückgang des Stempels verzögern und durch sein längeres Beharren auf der Pochsohle die für Pochgutzufuhr verfügbare Zeit zwischen den Schlägen zu sehr beschränken würde. Um solches zu verhüten, muß das Ventil 29, welches sich sonst bei Volumenverminderung hinter dem Kolben sofort schließen würde, vor Eintritt dieser Volumenverminderung am Schließen verhindert werden. Zu diesem Zwecke wird das Ventil 29 schon kurz vor stattfindendem Stempelschlag durch die Berührung des Knaggens 34 mit dem Anschlag 39 in geöffneter Stellung erhalten. Sobald der mit 34 fest verbundene Daumen 31 sich genügend hebt, bewegt sich die Klinke 35 unter dem Einfluß der Feder 38 nach rechts in die Stellung der Fig. 7 und 8 und verriegelt das Ventil 29 in der geöffneten Stellung.

Bei jedesmaliger Einstellung des Zylinders 1 auf die Pochunterlage 5 zu öder von ihr hinweg (mittels des verstellbaren Kreuzkopfes 6) müssen auch die Anschläge 24, 25, 39 und die Führungsplatte 40 eine entsprechende Verlagerung am Gestell 2 erfahren, und zwar ohne daß dadurch ihre Stellungen zueinander sich ändern. Zu diesem Zweck ist die Platte 26 mit Schlitzen versehen, die ein gemeinsames Verstellen der Anschläge 24, 25 und 39 gestatten. Dabei läßt sich vermöge der Einstellbarkeit der Anschläge und der Führungsplatte im einzelnen ihre Stellung zueinander mit Rücksicht auf die verschiedenen Arbeitsbedingungen (Gewichtsänderungen der Pochorgane oder Betriebsgeschwindigkeit) ändern.

Fig. 7 stellt eine Ausführungsform dar, bei der mit verschiedenen Behälterdrücken vor und hinter dem Kolben 9 gearbeitet werden kann. Für senkrecht arbeitende Maschinen, wie Pochwerke, ist es von Vorteil, den Behälterdruck hinter dem Kolben kleiner als den vor dem Kolben zu halten, da schon das Gewicht des Stempels mit den verbundenen Teilen beschleunigend in der Schlagrichtung wirkt. Ein niedrigerer Druck hinter dem Kolben als vor ihm wird den Anfang des Rückwärtshubes des Stempels eher erfolgen lassen, als wenn beide Drücke gleich wären. Auf diese Weise wird die Beharrungsdauer des Stempels auf der Pochsohle verkürzt, was, wie vorher schon erklärt, mehr Zeit für Einbringen des Pochgutes unter den Pochschuh erlaubt oder auch eine größere Anzahl Schläge des Stempels zulässig machen kann.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 9 tritt der Kolben 9 an Stelle des besonderen Ventils 29, indem er mit den die Verbindung zwischen dem hinteren Zylinderende und der Kammer 13 herstellenden Kanälen 41 zusammenwirkt und diese auf seinem Rückwärtshube überdeckt, wogegen er sie bei seinem Vorwärtshube wieder öffnet. Die Stelle, an der beim Hube dieses Überdecken und Eröffnen stattfinden soll, läßt sich regeln. Nach Fig. 9 geschieht dies dadurch, daß die Kanäle 41 sich in einer Muffe 42 befinden, die in der Achsenrichtung des Zylinders durch Stellschrauben 43 verstellt werden kann. Diese Stellschrauben sind von abgedichteten Deckeln 44 eingeschlossen, und die Muffe ist durch eine Dichtung 45 in dem Zylinder gegen Luftdurchlaß abgedichtet.

Die durch die wiederholte Zusammendrückung des Treibmittels innerhalb des Zylinders entstehende Wärme wird dadurch ab-

geführt, daß die Kammer 13 mit Wasserkühlung ausgestattet wird, indem sie entweder von außen besprüht wird oder, wie in der Zeichnung dargestellt, durch eine in der Kammer untergebrachte Rohrschlange 47 von einer geeigneten Quelle 46 her mit Kühlwasser versorgt wird. Das aus der Kühlschlange 47 austretende Wasser kann durch ein Rohr 48 in den Pochtrog 49 geleitet werden.

Eine geänderte Ausführungsform mit Innenanordnung des Kompressors ist in Fig. 8 dargestellt. Ein mit der Kammer 13 in Verbindung stehender Kompressorzylinder 50 ist mit einem Kompressorkolben 51 versehen.

Durch ein innen angeordnetes Rückschlagventil 52 kann von außen Luft zutreten und von dem Raum unterhalb des Kolbens 51 durch ein zweites unter Wirkung einer Feder 65 stehendes Rückschlagventil 53 in die Kammer 13 eintreten. Durch eine Stopfbuchse 55 hindurch tritt eine Kolbenstange 54, die von einer Feder 56 nach außen gedrängt wird, wobei diese Bewegung durch einen einstellbaren Anschlag 58 am Zylinder begrenzt wird. Am Gestell 2 befindet sich ein verstellbarer Anschlag 57. Bei der Vorwärtsbewegung des Hauptzylinders 1 trifft die Stange 54 gegen den Anschlag 57 und veranlaßt eine Verstellung des Kompressorkolbens 51 gegenüber seinem Zylinder 50, wodurch dann Luft durch das Ventil 53 eingesaugt wird. Beim Rückwärtshub des Hauptzylinders wird der Kolben 51 von seiner Feder 56 zurückgezogen und Luft durch das Ventil 53 hindurch in die Kammer 13 gedrückt. Die nach einwärts gerichtete Bewegung des Kolbens 51 wird durch einen Anschlag 58 und seine nach auswärts gerichte Bewegung durch den Anschlag 57 geregelt, so daß man sowohl die Größe des Kolbenhubes als auch die Ausdehnung des unter dem Kolben verbleibenden Zwischenraumes am Ende des Auswärtshubes verändern kann. Man kann so für einen bestimmten Arbeitsdruck in der Kammer 13 die von dem Kompressor zu liefernde Luftmenge so regeln, daß diese dem durch Entweichen von Luft zu berücksichtigenden Verlust gleich ist; der freie Raum unterhalb des Kompressorkolbens 51 wird dann so eingestellt, daß der darin hervorgebrachte Enddruck bei Beendigung des Aufwärtshubes des Kolbens 51 nicht ausreicht, um das Ventil 53 zu -heben, so lange der vorher bestimmte Druck aufrechterhalten bleibt. Fällt nun der Druck in der Kammer 13 infolge reichlicheren Luftaustritts, dann übersteigt der Druck unterhalb des Ventils 53 den in der Kammer 13 herrschenden zuzüglich des Widerstandes der Ventilfeder 65 und hebt nun das Ventil 53, so daß die Kammer 13 wieder genügend gefüllt wird. Ein Manometer 59 zeigt den innerhalb der Kammer 13 herrschenden Druck an, und ein Abblaseventil 60 läßt einen etwaigen Überdruck austreten.

Zum Führen des Pochstempels 11 dient ein Querhaupt 61, das verstellbar daran festgeklemmt ist und an Führungen 62 gleitet. Diese sind gegenüber der Mündung 63 des Pochtroges in solchen Abständen angeordnet, daß das an ihnen herabfließende Schmiermittel nicht durch diese Öffnung in den Pochtrog gelangen kann. Bei eintretender Abnutzung des Pochstempels und der Pochunterlage löst man das Querhaupt 61 vom Pochstempel 11 und schiebt ihn weiter nach oben. Auf ähnliche Weise wird auch von Zeit zu Zeit der Pochstempel herumgedreht, nachdem man ihn von dem Querhaupt 61 gelöst hat.

Claims (3)

Patent-Ansprüche:

1. Pochwerk mit in einem auf und ab bewegten Zylinder durch ein elastisches Treibmittel (Luft) bewegtem Pochstempelkolben, dadurch gekennzeichnet, daß die an sich bekannte Anordnung eines Ventils an dem Räume vor dem Kolben, das in bestimmten Stellungen dem vom Kolben gedrückten Medium einen Ausfluß aus dem Räume vor dem Kolben nach einem Nebenraum öffnet, hier so verwendet ist, daß das Ventil (12), welches wenigstens während des ersten Teils des Rückwärtsganges des Zylinders geschlossen bleibt, während des letzten Teils des Schlaghubes des Pochstempels durch Ubertretenlassen der Luft nach einem Behälter die Erhöhung des Luftdruckes vor dem Stempelkolben verhindert, sobald dieser Kolben dem Zylinder vorauseilt, und daß das Ventil auch nach erfolgtem Schlage des Pochstempels bis zur Vollendung des Vorwärtshubes des Zylinders geöffnet bleibt, um dann die zuvor hinausgedrängte Luft wieder in den Raum vor dem Kolben treten zu lassen.

2. Pochwerk nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein am Räume hinter dem Kolben auf solche Weise angeordnetes besonderes Ventil (29), daß es während des letzten Teils des Schlaghubes des Poch- " stempeis eine Erniedrigung des Luftdruckes -hinter dem Stempelkolben verhindert, indem es einen Eingang freigibt, durch den Luft unter nur geringem Druckverlust aus einem Behälter in den Zylinder eintritt, sobald der Stempelkolben dem Zylinder vorauseilt, und daß dieses Ventil auch nach erfolgtem Schlage des Pochstempels bis zur Vollendung des Vorwärtshubes des

Zylinders geöffnet bleibt, um die vor dem Stempelschlage eingetretene Luft wieder in den Behälter zurücktreten zu lassen.

3. Pochwerk nach Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch einen mit dem Räume vor dem Kolben verbundenen, aber durch ein Ventil (12) abschließbaren Luftbehälter (15) und einen besonderen, mit dem Räume hinter dem Kolben verbundenen, aber durch ein Ventil periodisch abschließbaren Luftbehälter (28), der auch im besonderen Falle der Druckgleichheit mit dem Behälter (13) für den Raum vor dem Kolben identisch sein kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.