DE2951794C2

DE2951794C2 - Bremseinrichtung für den Schlagkolben einer Schlagmaschine

Info

Publication number: DE2951794C2
Application number: DE2951794A
Authority: DE
Inventors: Nikolaj P. Novosibirsk Ermilov; Petr Ja. Fadeev; Vladimir Ja. Fadeev; Vladlen V. Korobkov; Rim A. Kulagin
Original assignee: SPECIAL'NOE KONSTRUKTORSKOE BJURO GIDROIMPUL'SNOJ TECHNIKI SIBIRSKOGO OTDELENIJA AKADEMII NAUK SSSR NOVOSIBIRSK SU; Institut Gidrodinamiki Sibirskogo; Special'noe Konstruktorskoe Bjuro Gidroimpul'snoj Techniki Sibirskogo Otdelenija Akademii Nauk Sssr Novosibirsk
Current assignee: SPECIAL'NOE KONSTRUKTORSKOE BJURO GIDROIMPUL'SNOJ TECHNIKI SIBIRSKOGO OTDELENIJA AKADEMII NAUK SSSR NOVOSIBIRSK SU; Institut Gidrodinamiki Sibirskogo; Special'noe Konstruktorskoe Bjuro Gidroimpul'snoj Techniki Sibirskogo Otdelenija Akademii Nauk Sssr Novosibirsk
Priority date: 1978-12-27
Filing date: 1979-12-21
Publication date: 1983-11-03
Also published as: SE438177B; FR2448964A1; JPS55112781A; SE7910478L; FR2448964B1; DE2951794A1; SU945412A2; JPS5834268B2; US4343368A; CA1124591A

Description

2. Bremseinrichtung nar^w Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnittsverlauf des Schaftteils (15) des kolbcnart? -n Körpers (9,19,21) zwischen dessen endständigem Bund (10) und dein weiteren Bund (11) so ausgelegt ist, daß für jeden Hub des kolbenartigen Körpers innerhalb der Hubgrenzen eine Drosselung mit konstantem Druckgefälle erfolgt.

3. Bremseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß das energiespeicherseitige Ende (12) des kolbenartigen Körpers (19,21) mit einem pfannenförmigen Teil (22) versehen ist. der koaxial zum Schlagkolben (2) angeordnet ist und eine öffnung im Boden für den Schlagkolben (2) aufweist, wobei der Durchmesser des Hohlraumes des pfannenförmigen Teiles (22) im wesentlichen dem Durchmesser des Kopfbundes (17) am Schaft (4) des Schlagkolbens (2) entspricht (Fig. 3. 4. 7 bis 11).

4. Bremseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Schaftteil (15) des kolbenartigen Körpers (9, 19, 21) zwischen seinem kolbenförmigen Bund (10) und dem weiteren Bund (11) eine Ringnut (23) ausgeführt ist. die an den endständigen Bund (10) anschließt und deren Breite nicht kleiner als die Breite des Drosselbundes (16) am Gehäuse (1) gewählt ist. so daß beim Gegenüberliegen von Drosselbund (16) und Nut. d. h. bei Bremshubbeginn nur eine schwache Drosselung auftritt.

5. Bremseinrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der kolbenartige Körper (19) in einen koaxialen, vom Schlagkolben durchsetzten Hohlraum (18) angeordnet und als hohlzylindrisches, den Schlagkolben umgebendes Bauteil ausgeführt ist (F i g. 3 und 11).

6. Bremseinrichtung nach Anspruch 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß sie aus mehreren.

gleichmäßig auf dem Umfang verteilten kolbenartigen Körpern (21) besteht, die in entsprechenden parallel zum Schlagkolben (2) verlaufenden Hohlräumen (20) angeordnet sind (F i g. 4,5,7).

7. Bremseinrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (13) zur Rückstellung des kolbenartigen Körpers (19 oder 21) ständig mit dem Kraftzylinder (5) in Verbindung steht.

8. Bremseinrichtung nach Anspruch 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (13) zur Rückstellung des kolbenartigen Körpers (19) durch einen Kanal (241 im Gehäuse (1) mit dem Kraftzylinder (5) in Verbindung steht (F i g. 3).

9. Bremseinrichtung nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine jede Kammer (13) für die Rückstellung des kolbenartigen Körpers (21) durch einen Kanal (25) in diesem mit dem Kraftzylinder in Verbindung steht (F i g. 4.7).

10. Bremseinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß Kanäle (26,27 und 28) für den Austritt des Strömungsmittels aus dem pfannenförmigen Element (22) beim Eintauchen des Kopfbundes (17) am Schaft (4) des Schlagkörpers (2) in das pfannenförmige Element vorgesehen sind (Fig. 3,8-11).

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremseinrichtung für den Schlagkolben einer Schlagmaschine mit einem gasförmigen Energiespeicher, bestehend aus einem kolbenartigen Körper, der in einer Ausnehmung eines Gehäuses untergebracht ist und im wesentlichen parallel zum Schlagkolben verläuft und der an seinem einen Ende einen ersten Bu "nd in seinem mittleren Bereich einen weiteren Bund t^rägt. die durch einen Schaftteil miteinander verbui len :nd. der seinerseits mit einem Innenbund des Gehäuses eine ringförmige Drossel bildet.

Wenn der Schlagkörper einer Sch igmischine mit gasförmigem Energiespeicher dieser \n einen sogenannten Leerhub ausführt, weil pi seine Energie im Stoßimpuls nur unvollständig au. den zu beaufschlagenden Körper übertragen kann, kommt es zu erheblichen Stoßbelastungen in der Schlagmaschine. Diese Stoßbelastungen können ihrer Größe nach die normalen Arbeitsbelastungen, bei denen der Stoßimpuls weitgehend auf den zu bearbeitenden Körper übertragen wird, erheblich übertreffen, wodurch die Lebensdauer der Schlagmaschine verkürzt und die Betriebszuverlässigkeit beeinträchtigt wird.

Es ist auch schon beispielsweise aus der US-PS 36 05 916 bekannt, eine Kolbengruppe mit Hutkolben zu verwenden und damit eine Dämpfung zu erzielen; dadurch, daß aber die Kolbengruppe auch bei jedem Arbeitsschlag wirksam ist. ist sie ständig erheblichen Beanspruchungen unterworfen. Es kommt daher aufgrund eines intensiven Vibrationszusammenstoßes der Innenfläche des Hutkolbenbodens mit der hinteren Kolbenstirnfläche zu einem schnellen Ausfall der ganzen Kolbengruppe und daher sind auch Lebensdauer und Betriebszuverlässigkeit relativ gering.

Allgemein sind auch, beispielsweise aus der DF.-AS 10 28 394. sogenannte Stoßdänipfervorric'ntungen bekannt, bei denen eine Dämpfkammer durch Kolben abgeschlossen ist. die miteinander durch eine Kolben-

Stange verbunden sind, wobei die Dampfkammer durch eine Querwand mit Drosselkanal unterteilt ist, durch den die Dämpfungsflüssigkeit bei einer Verschiebung der Kolben verdrängt wird. Durch diese Drosselung soll in bekannter Weise eine Dämpfung von Schwingungen im Federungssystem eines Fahrzeuges — wozu die sogenannten Stoßdämpfer normalerweise dienen — erreicht werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Bremseinrichtung für den Schlagkolben einer Schlagmaschine anzugeben, die bei Leerhüben des Schlagkolbens — wenn dieser seine Stoßenergie nicht auf einen zu bearbeitenden Körper übertragen kann — die Stoßbeanspruchungen auf die Schlagmaschinenteile zu vermindern gestattet

Dies wird durch eine Bremseinrichtung für den Schlagkolben einer Schlagmaschine der eingangs erwähnten Gattung dadurch erreicht, daß

a) das andere Ende des kolbenartigen Körpers ins innere des mit Gas gefüllten Energiespeichers der Schlagmaschine vorspringt;

b) der Schaftteil des Schlagkolbens einen Kopfbund aufweist, der mit dem ins Innere des Energiespeichers ragenden Ende des kolbenartigen Körpers zusammenarbeitet;

c) der Raum zwischen dem Bund am einen Ende des kolbenartigen Körpers und der Stirnwand der Gehäuseausnehmung eine Kammer bildet, tlie mit einem unter Druck stehenden Gas gefüllt ist, das die Rückstellung des kolbenartigen Körpers in seine Ausgangslage gewährleistet.

Eine solche Bremseinrichtung für den Schlagkolben hat den Vorteil, daß sie bei einem normalen Arbeitshub des Schlagkolbens keinen unzulässigen Beanspruchungen ausgesetzt wird und daß die Beanspruchung der Teile, die bei einem Leerhub des Schlagkopfes im Verlauf der Bremsung wirksam werden, bis auf zulässige Grenzwerte vermindert werden kann.

Zur Erzielung einer konstanten Bremskraft zur Bremsung des Schlagkolbens bei einem Leeihub über den ganzen Bremsweg und damit auch zur Herabsetzung der Beanspruchungen der Teile der Bremseinrichtung über den Bremsweg ist es vorteilhaft, wenn der Querschnittsverlauf des Schaftteils des kolbenartigen Körpers zwischen dessen endständigem Bund und dem weiteren Bund so ausgelegt is:, daß für jeden Hub des kolbenartigen Körpers innerhalb der Hubgrenzen eine Drosselung mit konstantem Druckgefälle erfolgt.

Um insbesondere am Anfang der Bremsung unzulässige Fiächenpressungen zu vermeiden, wird vorzugsweise das energiespeicherseitige Ende des kolbenartigen Körpers mit eimm pfannenförmigen Teil versehen, der koaxial zum Schlagkolben angeordnet ist und eine Öffnung im Boden für den Schlagkolben aufweist, wobei der Durchmesser des Hohlraumes des pfannenförmigen Teiles im wesentlichen dem Durchmesser des Kopfbundes am Schaft des Schlagkolbens entspricht.

Eine bevorzugte Weiterbildung zur Verminderung des Drosselungswiderstandes beim Anlaufbeginn des kolbenartigen Körpers besteht darin, daß auf dem Schaftteil zwischen den Bunden des kolbenartigen Körpers zwischen seinem kolbenförmigen Vorsprung und dem weiteren Vorsprung eine Ringnut ausgeführt ist, die an den endständigen Bund anschließt und deren Breite nicht kleiner als die Breite des Drosselbundes am Gehäuse gewählt ist. so daß beim Gegenüberliegen von Drosselbund und Nut, d. h. bei Bremshubbeginn nur eine schwache Drosselung auftritt. Die Ausbildung dec Ringnut ermöglicht es, die Dauer zum Ausgleich der Geschwindigkeiten des Schlagkolbens und des kolbenartigen Körpers bei ihrem Zusammenwirken am Anfang der Bremsung des Schlagkolbens zu verkürzen.

Ein besonders gedrängter Aufbau läßt sich erzielen,

wenn der kolbenartige Körper in einen koaxialen, vom Schlagkolben durchsetzten Hohlraum angeordnet und

ίο als hohlzylindrisches, den Schlagkolben umgebendes Bauteil ausgeführt ist

Andererseits kann es zur Verteilung der Lasten und Erhöhung der Betriebssicherheit auch vorteilhaft sein, wenn die Bremseinrichtung aus mehreren, gleichmäßig auf dem Umfang verteilten kolbenartigen Körpern besteht, die in entsprechenden, parallel zum Schlagkolben verlaufenden Hohlräumen angeordnet sind.

Die Kammer zur Rückstellung des kolbenartigen

Körpers steht vorteilhaft ständig mit dem Kraftzylinder in Verbindung, wobei diese Verbind Ag durch einen Kanal im Gehäuse des Kraftzylinders oue~ durch einen Kanal im kolbenartigen Körper erfolgen kann.

Zur Erzielung eines konstanten Strömungsmitteldrucks am Anfang der Bremsung ist es vorteilhaft, wenn Kanäle fö^r den Austritt des Strömungsmittels aus dem pfannenförmigen Teil beim Eintauchen des Kopfbundes am Schaft des Schlagkörpers in das pfannenförmige Teil vorgesehen sind.

Die Erfindung wird nun anhand von Adsführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 das Schema einer Schlagmaschine mit einer erfindungsgemäßen Bremseinrichtung,

Fig.2 einen kolbenartigen Körper mit profilierter Oberfläche in einem im Vzrgleich zu F i g. 1 größeren Maßstab.

F i g. 3 eine in der Praxis bewährte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremseinrichtung,

Fig.4 eine andere in der Praxis bewährte Ausführungsform der Bremseinrichtung,

F i ₆.5 einen Querschnitt durch das Gehäuse der Einrichtung von F i g. 4 im Bereich der Bremskammern.

Fig.6 einen kolbenartigen Körper mit profilierter Oberfläche und Ringnut, dargestellt in einem im Vergleich zu F i g. 1 vergrößerten Maßstab.

F i g. 7 den kolbenartigen Körper in der erfindungsgemäßen Einrichtung nach Fig.4, dargestellt in vergrößertem Maßstab,

F i g. 8.9 und 10 verschiedene Ausführungsformen der Vorrichtung zur Drosselung des Strömungsmittels und

Fig. 11 eine erfindangsgemäße Bremseinrichtung nach F i g. 3 in anderer Be'riebsstellung.

Die Schlagmaschine enthält ein Gehäuse 1. Im

Gehäuse 1 ist hin und her verschiebbar ein Schlagkolben 2 angeordnet, der ew.en Vorderteil 3 zur Übertragung der Stoßimpulse auf den zu bearbeitenden Körper und einen Schaft 4 aufweist. Der Schaft 4 sitzt in einem Kraftzylinder 5, dor mit dem Gehäuse 1 verbunden ist.

Der Kraftzylinder 5 ist mit einem Strömungsmittel unter einem Druck gefüllt, der üblicherweise zwischen einigen Bruchteilen von MPa bis einigen MPa liegt. Der Druck des Strömungsmittels, das den Kraftzylinder 5 füllt, ist sowohl von den Bauartfaktoren der Schlagmaschine als auch von der Energie des Einzelimpulses abhängig, der zum vorgesehenen Arbeitsablauf erforderlich ist.

Das Strömungsmittel, welches den Kraftzylinder 5 füllt, ist zum Speichern der Energie beim zusätzlichen Zusammenpressen während des Rücklaufs des Schlag-

kolbens 2 bestimmt sowie zur Übertragung der gespeicherten Energie auf den Schlagkolben 2 durch Einwirkung auf die Stirnfläche seines Schaftes 4 während des Hinganges des Schlagkolbens 2. Dabei wird das Strömungsmittel des Kraftzylinders 5 nicht verbraucht und ein Nachfüllen von Strömungsmittel im Kraftzylinder 5 ist nur nach Verlusten durch Undichtigkeiten erforderlich. Die Baugruppe zum Rücklauf des Schlagkolbens enthält einen (in der Zeichnung nicht dargestellten) Antrieb, der auf dem Gehäuse 1 befestigt ist und eine Greifvorrichtung 7, die durch Zugstäbe 6 mit dem Antrieb gekoppelt ist. Die Greifer werden durch Hydraulikzylinder betätigt, die auf einem Gleitstück der Greifvorrichtung 7 montiert und zum Zurückhalten des Schlagkolbens 2 während seines Rücklaufs bestimmt sind. Die Baugruppe zum Rücklauf des Schlagkolbens 2 kann auch einen anderen für die Praxis geeigneten Aufbau aufweisen, der den Rücklauf des Schlagkolbens

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— Ill KtIK. IIIIIIWIW !.riUJIVKIillg UIIU UIW L₁UJIVJU(Ig UWJ Schlagkolbens 2 vor Beginn des Hinganges gewährleistet.

Es ist weiter eine Bremseinrichtung zum Bremsen eines Schlagkolbenleerhubes vorgesehen, die eine Gehäuseausnehmung 8 enthält, die an einer Seite in Richtung zum Innern des Kraftzylinders 5 offen ist. sowie einen kolbenartigen Körper 9, der parallel zum Lauf des Schlagkolbens 2 in der Gehäuseausnehmung 8 hin- und herbeweglich angeordnet ist.

Der kolbenartige Körper 9 hat an einem Ende einen Bund 10, der an seiner zylindrischen Außenfläche mit der zylindrischen Innenfläche der Gehäuseausnehmung 8 in Berührung steht. Auf dem Mittelteil des kolbenartigen Körpers 9 ist ein weiterer ringförmiger B'.ind 11 vorgesehen, der in einigem Abstand vom endständigen Bund 10 angeordnet ist und ebenfalls an seiner zylindrischen Außenfläche mit der zylindrischen Innenfläche der Gehäuseausnehmung in Berührung steht. Das andere Ende 12 des kolbenartigen Körpers 9 springt aus der Gehäuseausnehmung 8 in das Innere des Kraftzylinders 5 vor. Der endständige Bund 10 sowie der Bund 11 teilen das Innere der Gehäuseausnehmung 8 in zwei Kammern 13 und 14. Die erste dieser Kammern, die im folgenden als Rücklaufkammer 13 bezeichnet wird, ist durch den Raum gebildet, der durch die Stirnwand der Gehäuseausnehmung seiner zylinderförmigen Innenfläche und durch das eine Ende des kolbenartigen Körpers 9 mit dem Bund 10 begrenzt wird. Diese Rücklaufkammer 13 ist. wie der Kraftzylinder 5, ebenfalls mit Strömungsmittel unter Druck gefüllt. Der Druck des Strömungsmittels in der Rücklaufkammer 13 kann glehh dem Druck im Kraftzylinder 5 sein oder diesen etwas übertreffen.

Die Rücklaufkammer 13 ist zum Zurückbringen der Bremseinrichtung in den Ausgangszustand nach Ausführung eines Leerhubes durch den Schlagkolben 2 während seines Rücklaufs bestimmt.

Die andere Kammer, die im folgenden als Bremskammer 14 bezeichnet wird, ist von dem Raum gebildet, der durch den Bund 10 bzw. 11 und den Schaftteil 15 des kolbenartigen Körpers 9 zwischen diesen Bunden und der zylindrischen Innenfläche der Gehäuseausnehmung 8 begrenzt wird. Im Innenraum der Bremskammer 14 auf der zylindrischen Fläche der Gehäuseausnehmung 8 befindet sich ein ringförmiger Drosselbund, dessen innere zylindrische Fläche mit dem Schaftteil 15 des kolbenartigen Körpers 9 einen Drosselkanal bildet. Die Bremskammer 14 ist mit einer Flüssigkeit gefüHt, durch deren Drosselung während der Bremsung des Schlagkolbens 2 bei seinem Leerhub eine Übertragung von Energie vom Schlagkolben 2 erfolgt, die in Form von Wärme in den umgebenden Raum abgeleitet wird. Während des normalen Betriebs der Bremseinrichtung wird keine Flüssigkeit in der Brcmskammcr 14 verbraucht. Deshalb ist ein Nachfüllen der Bremskammer 14 mit Flüssigkeit nur zum Ausgleich der Verluste durch die Undichtigkeiten erforderlich.
Auf dem Schaft 4 des Schlagkolbens 2 ist ein

ίο Kopfbund 17 vorgesehen, der zum Zusammenwirken mit dem kolbenartigen Körper der Bremseinrichtung bei einem Leerhub des Sehlagkolbens 2 bestimmt ist.

Durch eine solche Ausführung der Bremseinrichtung sind ihre Teile vollständig der Einwirkung des Schlagkolbens während eines normalen Arbeitshubes entzogen. Dieser Umstand verlängert die Lebensdauer der Bremseinrichtung. Die Beanspruchungen, die in den Teilen dieser Einrichtung bei ihrem Betrieb während der BrsmsiiH" des Schis^kcibens 2 2m Ende eines Leerhubes entstehen, können durch Wahl der Kenngrößen der Teile der Bremseinrichtung bis zu den zulässigen Grenzen vermindert werden.

Damit die Beanspruchungen, die in den Teilen der Bremseinrichtung während der Bremsung des Schlagkolbens 2 entstehen, minimale Werte bei vollem Bremsvorgang aufweisen, wird das Profil des Schaftteils 15 (Fig. 2) des kolbenartigen Körpers 9 zwischen den Bundes 19 _und M so ausgeführt, daß ein gleichbleibendes Druckgefälle am Drosselspalt auf dem ganzen Bremsweg des Schlagkolbens 2 gewährleistet ist. Dazu kann die Form des Schaftteils 15, die die Entstehung des Drosselspaltes mitbestimmt, dui'th die innere zylindrische Fläche des Drosselbundes 16 und eine auf dem Schaftteil 15 des kolbenartigen Körpers 9 ausgeführte Ringnut entsprechender Tiefe (in der Zeichnung nicht angegeben) vorgegeben werden.

Durch die Anbringung von Nuten auf dem Schaftteil 15 des kolbenartigen Körpers 9. die einen konstanten Drosseldruck gewährleisten, können die Beanspruchungen der Teile der Bremseinrichtung bis auf einen minimalen Wert herabgesetzt werden und somit kann die Betriebszuverlässigkeit dieser Teile erhöht und ihre Lebensdauer verlängert werden.

Bei einer praktischen Ausführungsform der Bremseinrichtung wird statt einer seitlichen Gehäuseausnehmung 8 die koaxiale Anordnung eines Hohlraumes 18 (Fig. 3) und die Verwendung eines kolbenartigen Körpers 19 in Form eines hohlzylindrischen, den Schlagkolben 2 umgebenden Bauteils vorgesehen. Dies ergibt kleinere Außenabmessungen und eine geringere Masse. Außerdem üb: die koaxiale Anordnung der Bremseinrichtung einen günstigen Einfluß auf die Belastungsverteilung aus, was sich positiv auf die Zuverlässigkeit der Schlagmaschine auswirkt.

Bei einer anderen Ausführungsform der Bremseinrichtung, wie sie in Fig.4 dargestellt ist. werden im Gehäuse 1 einige Hohlräume 20, ähnlich dem in F i g. 1 gezeigten, vorgesehen, die gleichmäßig auf dem Umfang und parallel in bezug auf die Achse des Schlagkolbens 2 angeordnet sind.

In allen diesen Hohlräumen 20 sind kolbenartige Körper 21, ähnlich dem kolbenartigen Körper 9 in Fig. I, untergebracht, wobei alle Bremskammern 14 untereinander in Verbindung stehen. Die symmetrische Anordnung der Hohlräume 20 und der in diesen Hohlräumen untergebrachten kolbenartigen Körper 21 ist in F i g. 5 dargestellt, in der der Querschnitt der Bremseinrichtung im Bereich der Anordnung der

Brennkammern gezeigt ist, mit z. B. vier Hohlräumen 20 und vier kolbenartigen Körpern 21.

Diese parallele Anordnung mehrerer Hohlräume 20 und kolbenartiger körper 21 vermindert die Masse der beweglichen Teile der Bremseinrichtung und sichert das Ansprechen der Bremseinrichtung auch bei Ausfall einiger kolbenartiger Körper. Deshalb wird die Zuverlässigkeit bei dieser Ausführungsform weiter erhöht.

Bei einem Leerhub des Schlagkolbens 2 erfolgt ein Zusammenwirken des Kopfbundes 17 (Fig. 1) mit der Stirnwand des anderen Endes 12 des kolbenartigen Körpers 9 zu Beginn in Form eines Zusammenstoßes. Ein solcher Zusammenstoß verursacht bei ausreichend großen Geschwindigkeiten des Schlagkolbens 2 die Entstehung von erheblichen lokalen Spannungen in den zusammenstoßenden Teilen. Zur Verhinderung dieser Erscheinung ist in der Praxis die Konstruktion des küluenariigen Körpers mit piannerifonnigcri Teilen 22 (F i g. 3,4,7) versehen, die koaxial mit dem Schlagkolben 2 angeordnet sind und in ihrem Boden eine öffnung zum Durchlauf des Schlagkolbens 2 aufweisen. Der Durchmesser des Hohlraumes des pfannenförmigen Teils 22 wird in diesem Fall im wesentlichen gleich dem Durchmesser des Kopfbundes 17 (F i g. 3,4) am Schaft 4 des Schlagkolbens 2 ausgeführt.

Die Ausrüstung der Bremseinrichtung mit dem pfannenförmigen Teil 22 ermöglicht es, einen Anlauf der beweglichen Glieder der Bremseinrichtung bis zu einer Geschwindigkeit vorzusehen, die derjenigen des Schlagkulbens nahekommt, und zwar durch Zusammenpressen des Strömungsmittels beim Eintritt des Kopfbundes 17 am Schaft 4 des Schlagkolbens in den Hohlraum des pfannenförmigen Teiles 22.

Dadurch wird ein direktes Zusammenstoßen des Kopfbundes 17 am Schlagkolben 2 mit dem kolbenartigen Körper 19 nach Fig. 3 bzw. den Körpern 21 nach Fig.4 verhindert und folglich werden die Berührungsspannungen an den zusammenwirkenden Teilen sehr erheblich vermindert. Dadurch wird eine Erhöhung der Zuverlässigkeit und eine Verlängerung der Lebensdauer erreicht.

Zum wirksamen Betrieb der Bremseinrichtung sollten die kolbenartigen Körper (19 nach Fig. 3 und 21 nach F i g. 4) auf einem möglichst kurzen Weg die Geschwindigkeit des Schlagkolbens 2 erhalten. Diesem steht aber der Flüssigkeits-Drosseldruck in der Bremskammer 14 entgegen. Zur Abminderung dieses Druckes ist auf dem Schaftteil 15 des kolbenartigen Körpers 19 nach F i g. 3 bzw. Körpers 21 nach F i g. 4 zwischen dem endständigen Bund 10 und dem weiteren Bund 11 eine Ringnut 23 (F i g. 3, 4, 7) ausgeführt, die an den endständigen Bund 10 anschließt. Die Breite dieser Nut ist nicht kleiner als diejenige des Drosselbundes 16.

Durch das Vorhandensein der Ringnut 23 wird der Flüssigkeits-Drosseldruck im Augenblick des Anlaufens des kolbenartigen Körpers 19 bzw. 21 nach F i g. 3 bzw. Fig. 4 stark vermindert, wc durch der Weg und die Dauer des Anlaufens verkürzt werden, sowie die zum Anlauf erforderliche Kraft verkleinert wird- Verkleinerung der Anlaufkraft verursacht eine Verminderung des Flüssigkeitsdrucks im Hohlraum des pfannenfönnigen Teils 22 bei seinem Zusammenwirken mit dem Kopfbund 17 am Schaft 4 des Schlagkolbens 2. Die Verminderung des Flüssigkeitsdruckes führt zur Verkleinerung der Zerreißspannung in den Wänden des pfannenförmigen Teils 22 und somit zu einer Verlängerung von dessen Lebensdauer.

Wie oben erwähnt, kann der Strömungsmitteldruck in der Rücklaufkammer 13 gleich dem Strömungsmitteldruck im Kraftzylinder 5 sein. Dadurch kann die Rücklaufkammer 13 mit dem Kraftzylinder 5 in Verbindung gesetzt werden. Dabei ist es günstig, den Kanal 24 (F i g. 3), der die Rücklaufkammer 13 mit dem Kraftzylinder 5 in Verbindung setzt, bei einer Bremseinrichtung mit kolbenartigem Körper 9 in Form eines hohlzylindrischen Bauteils im Gehäuse 1 auszuführen, um die Wände des hohlzylindrischen Bauteils, die unter einem erheblichen Druck der Drosselflüssigkeit stehen, nicht zu schwächen. Bei einer Bremseinrichtung mit mehreren kolbenartigen Körpern 21 (Fig.4) ist es besser, den Kanal im Zentralteil der kolbenartigen Körper 21 auszuführen. Dies vermindert praktisch nicht die Festigkeit der kolbenartigen Körper 21, vereinfacht indessen wesentlich die Fertigung der Bremseinrichtung und verringert etwas auch die Masse der beweglichen Teils

Die Verbindung zwischen Rücklaufkammer 13 (Fig.3, 4) und Kraftzylinder 5 ermöglicht es, mit nur einer Zuführung des Strömungsmittels an die Einrichtung auszukommen, gewährleistet die gleichzeitige Füllung beider Räume 13 und 5, wodurch die Einwirkung des Schlagkolbens 2 auf eine zum Betrieb unvorbereitete Bremseinrichtung verhindert und folglich die Zuverlässigkeit erhöht wird.

Nach dem Angleichen der Geschwindigkeit des Schlagkolbens 2 und des kolbenartigen Körpers (19 bzw. 21 nach F i g. 3 bzw. F i g. 4) entfällt die Notwendigkeit des Vorhandenseins eines Strömungsmittels im Hohlraum des pfannenförmigen Teils; das Vorhandensein von Strömungsmittel im Hohlraum wird sogar unerwünscht, da die Kraft zum Bremsen des Schlagkolbens 2 erheblich größer als diejenige ist, die zum Anlauf der beweglichen Glieder der Bremseinrichtung bis auf die Geschwindigkeit des Schlagkolbens 2 erforderlich ist.

Zum Entleeren des Hohlraumes des pfannenförmigen Teils 22 von dem durch den Kopfbund 17 in diesem Hohlraum eingeschlossenen Strömungsmittel ist die Bremseinrichtung mit Kanälen versehen. In F i g. 8 ist der Kanal 26 in Form einer öffnung im Kopfbund 17 ausgeführt. Nach F i g. 9 ist der Kanal 27 in Form eines Spieles 27 zwischen der zylindrischen Außenfläche des Kopfbundes 17 und der zylindrischen Innenfläche des Hohlraumes des pfannenförmigen Teiles 22 ausgeführt. Entsprechend Fig. 10 ist der Kanal 28 durch ein Spiel zwischen der zylindrischen Innenfläche der Öffnung im Boden des pfannenförmigen Teiles 22 und der zylindrischen Außenfläche des Schaftes 4 des Schlagkolbens 2 ausgeführt.

Derartige Kanäle gewährleisten eine Entleerung des Hohlraumes von Strömungsmittel, wodurch ein übermäßiger Druckanstieg im Hohlraum bei der Bremsung des Schlagkolbens 2 verhindert wird. Dadurch wird die Lebensdauer des pfannenfönnigen Teils verlängert und die Zuverlässigkeit der Schlagmaschine erhöht.

Es sei nun der Betrieb der Schlagmaschine anhand der in F i g. 3 bzw. F i g. 11 dargestellten Ausführungsform näher erläutert

In Fig.3 ist die Schlagmaschine in einer Stellung gezeigt bei der der Schlagkolben 2 am Ende des Rückganges steht In diesem Augenblick schwenken die Hebel der Greifvorrichtung 7 und lösen den Schlagkolben 2. Der von der Greifvorrichtung freigegebene Schlagkolben 2 läuft an und bewegt sich unter Einwirkung des Strömungsmitteldrucks auf die Stirnflä-

ehe seines Schaftes vorwärts in Richtung zum zu beaufschlagenden Körper. Diese Bewegung stellt den Hingang des Schlagkolbens 2 dar. Falls am Ende des Hingangs der Schlagkolben 2 mit seinem Vorderteil 3 auf den zu beaufschlagenden Körper einwirkt und auf diesen die gesamte gespeicherte Energie in Form eines Stoßimpulses überträgt, hält er an. Ein solcher Ablauf bildet einen Arbeitsgang des Schlagkolbens.

Währenddessen bewegt sich die Greifvorrichtung 7 mittels eines Antriebs (in F i g. I nicht dargestellt) hinter dem Schlagkolben 2. Sobald die Greifvorrichtung 7 mit dem Schlagkolben 2 zusammenzuwirken beginnt, schließen sich die Hebel, wobei der Antrieb auf die Rückzugsbewegung umgeschaltet wird. Damit beginnt der Rückzugshub des Schlagkolben. Am Ende des Rückzugshubes wiederholt sich das oben beschriebene Arbeitsspiel.

Dabei nimmt die Bremseinrichtung keinen Anteil an der Ausführung des Arbeitshubes.

Wenn aber der Schlagkolben 2 am Ende seines Hinganges nicht auf einen zu beaufschlagenden Körper stößt oder infolge etwaiger Umstände nicht die ganze beim Anlauf gespeicherte Energie in Stoßenergie auf den zu beaufschlagenden Körper umsetzen kann, tritt die Bremseinrichtung in Betrieb. Ein solcher Hub des Schlagkolbens sei als Leerhub bezeichnet.

Der Betrieb der Bremseinrichtung beim Leerhub des Schlagkolbens 2 verläuft in folgender Weise. Am Ende des Hinganges des Schlagkolbens 2 dringt der Kopfbund 17 in den Hohlraum des pfannenförmigen Teils 22 ein, schließt diesen und beginnt bei seiner Weiterbewegung, das Strömungsmittel in dem Hohlraum zusammenzupressen. In Fig.8, 9 und 10 ist diese Relativstellung von Kopfbund 17 und pfannenförmigem Teil 22 dargestellt. Das Strömungsmittel beschleunigt, indem es mit erheblichem Druck (üblicherweise bis zu einem Wert von einigen zehn MPa) auf den Boden des pfannenförmigen Teils 22 einwirkt, die beweglichen Glieder der Bremseinrichtung bis zur Erreichung der Geschwindigkeit des Schlagkolbens 2. Gleichzeitig damit erfolgt eine Austreten von Strömungsmittel durch den zur Drosselung vc.-jesehenen Kanal, im vorliegenden Fall den Kanal 29 (Fig.3). Daher nähern sich die Stirnflächen des Kopfbundes 17 und des Bodens des pfannenförmigen Teils 22 so lange aneinander an, bis sie miteinander in Berührung treten.

Dabei bewegen sich gemeinsam mit dem kolbenartigen Körper 19 auch seine Bunde 10 und 11. Der Inhalt des Hohlraumes zwischen dem Bund 11 und dem Drosselbund 16 in der Bremskammer wird vermindert, so der Inhalt des Hohlraumes zwischen Drosselbund 16 und endständigem Bund 10 nimmt um dieselbe Größe bei konstantem Inhalt der Bremskammer zu. Deshalb wird die Flüssigkeit aus dem einen Hohlraum in den anderen durch das Spiel gepreßt, das zwischen der zylindrischen Oberfläche des Drosselbundes 16 und der zylindrischen Oberfläche der Ringnut 23 gebildet ist. Da aber der Querschnitt dieses Spielraumes ausreichend groß ist, erfolgt das Oberlaufen der Flüssigkeit ohne wesentlichen Widerstand und stört nicht den Anlauf der beweglichen Glieder der Bremseinrichtung. Im Augenblick des Angleichens der Geschwindigkeiten des Schlagkolbens 2 und der beweglichen Glieder der Bremseinrichtung ist der Hohlraum des pfannenförmigen Teils 22 bereits entleert und unter die zylindrische Si Oberfläche des Drosselbundes 16 gelan/^t. nun der Schaftteil 15 des kolbenartigen Körpers 19. Dieser Zustand der Schlagmaschine ist in F i g. 11 dargestellt Von diesem Augenblick an bewegen sich erstens der Schlagkolben λ und die verschiebbaren Glieder der Bremseinrichtung wie ein einziger Körper, zweitens nimmt der Querschnitt des Spieles zwischen der zylindrischen Oberfläche des Drosselblindes 16 und dem Schaftteil 15 des kolbenartigen Körpers 19 stark ab.

Infolgedessen steigt der Widerstand der Fliissigkeits-Drosselung durch das verringerte Spiel stark an und demzufolge erhöht sich der Flüssigkeitsdruck im Hohlraum zwischen dem Bund 11 und dem Drosselbund 16 der Bremskammer. Dieser Flüssigkeitsdruck erzeugt, indem er auf die Stirnfläche des Bundes 11 einwirkt, eine Bremskraft auf den letzteren, wobei bei entsprechender Wahl des Profils des Schaftteils 15 das Bremsen des beweglichen Systems, das aus dem Schlagkolben 2 und dem kolbenartigen Körper 19 besteht, unter einer konstanten Kraft auf dem ganzen Sollbremsweg erfolgt, d. h. der Bremsweg ist in der Praxis unter diesen L'mständcn nicht ^von der rnit dem Schlagkolben 2 gespeicherten Energie abhängig und der Druck im Hohlraum ist direkt proportional dieser Energie. Somit erfolgt in der Praxis die Bremsung des Schlagkolbens 2 auf einem Bremsweg, der gleich dem Abstand zwischen dem Bund Il und dem Drosselbund 16 in der Ausgangsstellung des kolbenartigen Körpers 19 ist. Nach dem Anhalten des beweglichen Systems greift die Greifvorrichtung 7, die dem Schlagkolben 2 nachläuft, wie auch beim Arbeitshub an dem Schlagkolben 2 wieder an und vollzieht mit ihrem Antrieb den Rückzugshub des Schlagkolbens 2. Während des Rückzugshubes des Schlagkolbens 2 läuft hinter ihm der kolbenartige Körper 19. Diese Bewegung erfolgt unter Einwirkung des Strömungsmitteldruckes auf die größere Stirnfläche des endständigen Bundes 10 an der Seite der Rücklaufkammer 13. d. h. die Stirnfläche des endständigen Bundes 10 ist größer als die Stirnfläche des anderen Endes des kolbenartigen Körpers 19. das sich in den Kraftzylinder 5 erstreckt. Dabei ist der Strömungsmitteldruck in der Rücklaufkammer 13 derselbe wie im Kraftzylinder 5. da sie beide durch den Kanal 24 in Verbindung stehen. Df dabei die Geschwindigkeit des kolbenartigen Körpers 19 — in der Praxis gleich der Geschwindigkeit des Schlagkolbens 2 und durch den Antrieb der Rücklaufbaugruppe des Schlagkolbens 2 vorgegeben — wesentlich kleiner ist als die Geschwindigkeit beim Bremsen des Schlagkolbens 2. ist der Widerstand gegen Überlauf von Strömungsmittel aus dem Hohlraum zwischen dem endständigen Bund 10 des kolbenartigen Körpers 19 und dem Drosselbund 16 in den Hohlraum zwischen dem Bund 11 des kolbenartigen Körpers 19 und dem Drosselbund 16 durch das Spiel zwischen dem letzteren und dem Schaftteil 15 des kolbenartigen Körpers 19 nicht bedeutend und behindert somit nicht die Bewegung des kolbenartigen Körpers 19.

Damit erfolgt eine Bewegung des kolbenartigen Körpers 19 so lange, bis er in seine Ausgangsstellung zurückkehrt.

Nach der Rückkehr des kolbenartigen Körpers 19 in die Ausgangsstellung hält er an und das Austreten des Kopfbundes 17 am Schaft 4 des Schlagkolbens 2 aus dem Hohlraum des pfannenförmigen Teiles 22 beginnt. Dabei erfolgt infolge der kleinen Geschwindigkeit des Rückzugslaufes des Schlagkolbens 2 ebenfalls ein unbehinderter Überlauf von Strömungsmittel in den Hohlraum des pfannenförmigen Teiles 22 durch den Kanal 29 und folglich stört nichts den Austritt des Kopfbundes 17 aus dem Hohlraum des pfannenförmi-

gen Teiles 22. Sobald der Kopfbund 17 den Hohlraum des pfannenförmigen Teiles 22 veriäßt, ist die Bremseinrichtung wieder betriebsbereit.

Der Betrieb der in F i g. 4 dargestellten Bremseinrichtung verläuft in ähnlicher Weise. Ein Unterschied im Betrieb der in F i g. 4 dargestellten Bremseinrichtung

von dem oben beschriebenen Ablauf besteht nur darin. daß die Bremseinrichtung nach Fig.4 auch ohne Flüssigkeit in einigen von ihren Brennkammern 14 betriebsfähig ist. Dabei steigt dann beim Betrieb der Bremseinrichtung der Druck in den mit Flüssigkeit gefüllten Kammern entsprechend an.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Bremseinrichtung für den Schlagkolben einer Schlagmaschine mit einem gasförmigen Energiespeicher, bestehend aus einem kolbenartigen Körper, der in einer Ausnehmung eines Gehäuses untergebracht ist und im wesentlichen parallel zum Schlagkolben verläuft und der an seinem einen Ende einen ersten Bund und in seinem mittleren Bereich einen weiteren Bund trägt, die durch einen Schaftteil miteinander verbunden sind, der seinerseits mit einem Innenbund des Gehäuses eine ringförmige Drossel bildet, dadurch gekennzeichnet, daß

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a) das andere Ende (12) des kolbenartigen Körpers (9, 19, 21) ins Innere des mit Gas gefüllten Energiespeichers der Schlagmaschine vorspringt;

b) der bchaftteil (4) des Schlagkolbens (2) einen Kopibund (i7) aufweist, der mil dem ins innere des Energiespeichers ragenden Ende (12) des kolbenartigen Körpers zusammenarbeitet;

c) der Raum zwischen dem Bund (10) am einen Ende des kolbenartigen Körpers und der Stirnwand der Gehäu^reausnehmung (8) eine Kammer (13) bildet, die mit einem unter Druck stehenden Gas gefüllt ist. das die Rückstellung des kolbenartigen Körpers in seine Ausgangslage gewährleistet.