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Einrichtung zum Verhindern des Brechens eines Bolzens
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Beschreibung Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Verhindern
des Brechens eines Bolzens, wie eines Schraubbolzens, u.ä. nCh dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
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Bolzen oder Schraubbolzen, die zum festen Verbinden von Teilen einer
Maschine verwendet werden, welche Stößen oder Schlägen und dabei entstehenden Schwingungen
ausgesetzt sind und welche hydraulische oder auf ähnliche Weise betätigte Hämmer
aufweisen, um mittels der Kraft eines hydraulischen Fluids Steine oder Beton zu
zerkleinern oder zu zertrümmern, sind bisher während des Betriebs oft gebrochen.
Um den durch Aufbau und Konstruktion bedingten Forderungen zu genügen und zu entsprechen,
werden zur Zeit Bolzen in hydraulischen Hämmern u.ä.
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verwendet, welche länger sind als die bisher benutzten Bolzen; die
Länge dieser Bolzen ist im Vergleich zu ihrem Durchmesser groß.
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Untersuchungen, warum die Bolzen brechen, haben ergeben, daß die Bolzen
Querschwingungen und -belastungen ausgesetzt sind, die in den Bolzen selbst zusätzlich
zu auf die Bolzen ausgeübten zug- und Druckkräftenentstehen, welche beim Auslegen
und Bemessen der Kräfte als auf diese ausgeübte äußere Kräfte in Betracht gezogen
worden sind. Folglich kommt eine Kraft, die
auf die Bolzen ausgeübt
wird, wenn Querschwingungen entstehen, zu den äußeren Kräften hinzu, die bereits
beim Bemessen und Auslegen der Bolzen berücksichtigt worden sind, so daß auf die
Bolzen eine zusammengesetzte Kraft einer Größe ausgeübt wird, welche über die beim
Bemessen und Auslegen der Bolzen vorgescllene Kraft hinausgeht, was dann ein Brechen
aufgrund von Ermüdungserscheinungen zur Folge hat.
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Die Erfindung soll daher eine Einrichtung zum Verhindern des Brechens
eines Bolzens schaffen, wozu es infolge von Querschwingungen während des Betriebs
kommen kann. Gemäß der Erfindung ist dies bei einer Einrichtung zum Verhindern des
Brechens eines Bolzens durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs
erreicht.
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(t'mäß der Erfindung ist ein llalte- oder Stützteil vorgesehen, um
einen Teil eines Bolzens im wesentlichen in der Mitte oder an einer Stelle zu halten
oder zu stützen, an welcher die Schwingungsamplitude ein Maximum ist; hierbei ist
das Halte-oder Stützteil aus einem elastischem Material, wie einem Kunstharz, einer
hochmelekularen Verbindung u.ä., gebildet, welches die Wirkung hat,daß die Bolzenschwingung
selbst gedämpft wird.
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,(m.iB der Erfindung weist somit eine Einrichtung zum Verhindern des
Brechens eines Bolzens, mit welchem Maschinenteile fest miteinander verbunden sind,
die Schlägen oder Stößen und dabei entstehenden Schwingungen ausgesetzt sind, einen
Zwischenraum,
der zwischen dem Bolzen und einer in den Maschinenteilen zur Aufnahme des Bolzens
ausgebildeten, durchgehenden öffnung festgelegt ist, und ein Halte- oder Stützteil
aus einem elastischem Material auf, das in dem Zwischenraum angeordnet ist. Hierbei
ist die Dicke des Halte- oder Stützteils aus elastischem Material etwas größer als
die (Quer-)Abmessung des Zwischenraums zwischen dem Bolzen und der durchgehenden
öffnung oder Bohrung, so daß, wenn der Bolzen in die durchgehende Bohrung eingesetzt
ist, das Halte- oder Stützteil fest gegen die Wandung der durchgehenden Bohrung
gepreßt wird, wodurch dann der Bolzen fest und sicher gehalten ist. Das Halte-oder
Stützteil aus elastischem Material ist in einem Teil des Zwischenraums zwischen
dem Bolzen und der durchgehenden Bohrung angeordnet, welche in der Mitte oder in
einem Bereich festgelegt ist, in welchem die Amplitude der Bolzenschwingung ein
Maximum ist.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer zum Teil als vertikale
Schnittansicht ausgeführtenDarstellung eines hydraulischen Hammers beschrieben,
bei welchem erfindungsgemäße Einrichtungen zum Verhindern des Brechens eines Bolzens
vorgesehen sind.
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Die Erfindung wird nunmehr anhand der Zeichnung in Verbindung mit
einem hydraulischem Hammer beschrieben, welcher beispielsweise eine Arbeitsmaschine
ist, die während des Betriebs S(tI ügen und Stößen und den dabei entstehenden Schwingungen
ausgesetzt
ist. In der Zeichnung ist ein Meißel 1 dargestellt,
der mit einem in einem Gehäuse 2 aufgenommenen Hammer verbunden ist und durch ein
von Zwischenspeichern 3 und 4 aus abwechselnd zugeführtes, unter Druck stehendes
Fluid in vertikaler Richtung hin- und herbewegt wird. Der mit dem Hammer verbundene
Meißel ist bekannt und bildet keinen Teil der Erfindung, so daß er auch nicht im
einzelnen beschrieben ist. Der Meißel 1 wird Stößen und Schlägen ausgesetzt, wenn
der Hammer beim Auftreffen auf einen (zu bearbeitenden) Gegenstand in vertikaler
Richtung hin- und herbewegt wird.
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Ein Schraubbolzen 6 ist mit seinem Gewindeteil in einen unteren Gehäuseteil
5 geschraubt, in welchem der Meißel 1 gehaltert ist ; durch den Bolzen 6 sind ein
dazwischen angeordneter.
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Gehäuseteil 7, beispielsweise ein Zylinder, und ein oberer Gehäuseteil
8, beispielsweise ein Zylinderdeckel, miteinander verbunden. In dem dazwischen angeordneten
Gehäuseteil 7 und dem oberen Gehäuseteil 8 sind durchgehende Öffnungen oder Bohrungen
9 bzw. 10 ausgebildet, welche jeweils einen Schraubbolzen 6 aufnehmen können. Auf
ein Gewinde am oberen Ende der in die durchgehende Bohrung 9 und 10 aufgenommenen
Schraubbolzen 6 ist eine Mutter 11 geschraubt, welche festgezogen wird, um den Zwischengehäuseteil
7 und den oberen Gehäuseteil 8 fest mit dem unteren Gehäuseteil 5 zu verbinden und
an diesem festzuklemmen.
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Die Durchmesser der Schraubbolzen 6 und der durchgehenden
Bohrungen
9 und 10 sind so gewählt, daß ein vorbestimmter Zwischenraum zwischen der Sußeren
UmfangsflAche der Schraubbo1-zen 6 und der inneren Umfangsfläche jeder der durchgehenden
Bohrungen 9 und 10 festgelegt ist. Ein Halte- oder Stützteil 12 aus einem elastischem
Material, wie Gummi bzw.Kautschuk, einem Kunstharzmaterial, einer hochmolekularen
Verbindung usw.1 ist in einer hohlen zylindrischen Form über den Schraubbolzen 6
angebracht bzw. um diese herum angeordnet. Das Halte-oder Stützteil 12 aus elastischem
Material ist bezüglich der Länge des Bolzens 6 etwa in dessen Mitte oder an einer
Stelle angebracht, an welcher die Schwingungsamplitude ein Maximum ist.
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Wenn der Schraubbolzen 6 in den durchgehenden Bohrungen 9 und 10 angeordnet
ist und durch die Mutter 11 in einer bestimmten tage gesichert ist, wodurch dann
der obere Gehäuseteil 6 und der Zwischengehäuseteil 7 fest mit dem unteren Gehäuseteil
5 verbunden und an diesem festgeklemmt sind, ist das Halte-oder Stützteil 12 aus
elastischem Material an dem Schraubbolzen 6 in dem Zwischenraum zwischen den durchgehenden
Öffnungen 9 und 10 und dem Schraubbolzen 6 angeordnet. Der Außcndurchmesser des
Halte- oder Stützteils 12 aus elastischem Material, welches um den Schraubbolzen
6 herum gelegt ist, und die Querabmessung (d.h. der Durchmesser) der durchgehenden
Bohrungen 9 und 10 sind so gewählt, daß das Halte- oder Stützteil 12 aus elastischem
Material zusammengepreßt wird.
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Das heißt, das Halte- oder Stützteil 12 hat eine Dicke, die
etwas
größer als die Querabmessung des Zwischenraums ist. Bei dieser Anordnung wird somit
der Schraubbolzen 6 durch den Zwischengehäuseteil 7 oder den oberen Gehäuseteil
8 gehalten, wobei auf ihn eine entsprechende stoßdämpfende Kraft ausgeübt wird,
wenn die Mutter 11 auf den Schraubbolzen 6 aufgeschraubt wird, um dadurch den oberen
und Zwischengehäuseteil 1 und 8 an dem unteren Gehäuseteil 5 festzuklemmen.
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Der Bolzen ist bisher als ein Schraubbolzen beschrieben worden; jedoch
ist die Erfindung nicht auf diese spezielle Ausführungsform von Bolzen beschränkt
und kann auch bei irgendeiner anderen Bolzenform, wie beispielsweise einem üblicherweise
verwendeten Sechskantbolzen angewendet werden.
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Beispielsweise ist ein an dem Zwischengehäuseteil 6 angetertlChttS
Steuervent S 1 13 an diew'rn mittels eines Klemmbolzens 6' in Form eines Sechskantbolzens
festgeklemmt. In diesem Fall sind die Querabmessungen einer in dem Steuerventil
13 ausgebildeten, durchgehenden Bohrung 9' und der Außendurchmesser des Klemmbolzens
auf die gleiche Weise gewählt und bemessen, wie vorstehend anhand des Schraubbolzens
6 beschrieben worden ist. Ein Halte- oder Stützteil 12' aus einem elastischem Material
ist über dem Klemmbolzen oder um diesen herum angebracht, und das Halte- oder Stützteil
ist in dem Zwischenraum zwischen dem Bolzen und der durchgehenden Bohrung 9' entsprechend
beeinträchtigt angebracht. Somit wird das Halte- oder Stützteil 12' aus elastischem
Naterial
zusammengepreßt und hält den Klemmbolzen 6' in der durchgehenden
Bohrung 9'.
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Die Klemmschraube 6' weist einen Mittelteil auf, dessen Durchmesser
etwas kleiner als der Durchmesser des Gewindeteils am Fuße des Bolzens ist, so daß
ein vorbestimmter Zwischenraum zwischen dem Mittelteil des Klemmbolzens 6' und der
durchgehenden Bohrung 9' festgelegt ist, Während des Betriebs werden auf die einzelnen
Teile des hydraulischen Hammers durch die Wirkung des unter Druck gesetzten Fluids
Belastungen ausgeübt, so daß dann Kräfte, die auf den unteren Gehäuseteil 7, den
Zwischengehäuseteil 7 und den oberen Gehäuseteil 8 ausgeübt werden, auf den Schraubbolzen
6 wirken.
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Dagegen wird eine auf das Steuerventil 13 ausgeübte Kraft auf den
Klemmbolzen 6' als Beanspruchung übertragen.
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Wenn die Bolzen 6 und 6' in der vorgegebenen Lage durch die Halte-
oder Stützteile 12 bzw. 12' aus elastischem Material fest und sicher gehalten sind,
wird die auf jeden der Bolzen 6 und 6' aufgrund deren Eigenschwingung ausgeübte
Belastung gedämpft, selbst wenn die Maschine in Schwingungen versetzt wird. Oder
anders ausgedrückt, die Schwingung der Schraubbolzen 6 und 6', welche elastisch
federnd gehaltert sind, wird gedämpft, und die Beanspruchung an jeden der Bolzen
6 und 6' ist geringer.
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Die Trage- oder Stützteile 12 und 12' aus elastisch federndem Material
können thermisch an den Bolzen 6 bzw. 6' gehaltert werden. Jedoch können sie auch
an den Wandungen der durchgehenden Bohrungen 9, 9' und 10 oder an den Bolzen 6 und
6' selbst gesichert sein.
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Bei der vorbeschriebenen Ausführung kann somit ein Bolzen mit einer
im Vergleich zu seinem Durchmesser großen Länge in einer vorgegebenen Lage gehalten
werden, wenn er in seinem Mittelteil durch ein Halte- oder Stützteil aus einem elastischem
Material gehaltert ist, ohne daß dabei irgendeine Schwingung entsteht. Hierdurch
ist dann in vorteilhafter Weise die Haltbarkeit und damit die Lebensdauer des bzw.
der Bolzen verlängert, da sie längst nicht mehr so leichtbrechen. Es ist festgestellt
worden, daß mit einem Bolzen mit einemLängen-Durchmesserverhältnis von über 5:1
die vorerwähnten ausgezeichneten Ergebnisse erzielt werden könnenlund daß ein Bolzen
mit einem Verhältnis von über 23:1 eine Schwingungsamplitude haben kann, die auf
1/2,2 der Schwingungsamplitude von Bolzen herabgesetzt ist, die in Verbindung mit
herkömmlichen Einrichtungen in Maschinen verwendet sind, die Stößen und Schlägen
ausgesetzt sind. Es wurde festgestellt, daß die Dauerfestigkeit des oder der Bolzen,
welche von einem Brechen aufgrund von Ermüdungsel-scllcinungen abhängt, auf das
Sechsfache erhöht werden kann.
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Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Einrichtung kann das Schwingen nicht
nur des oder der Bolzen/sondern auch anderer Teile
einer Maschine
auf ein Minimum herabgesetzt werden, wodurch dann auch die Möglichkeit einer Beschädigung
oder ein Verschleiß herabgesetzt sind. Ein Lösen der Schraubbolzen und der Mutter
infolge von Schwingungen während des Betriebs ist bei Verwendung der erfindungsgemäßen
Einrichtung ebenfalls auf ein Minimum herabgesetzt.
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Bei der in der Zeichnung dargestellten und vorstehend beechriebenen
Ausführungsform ist der Bolzen nur mit einem Ende in einen Gehäuseteil geschraubt.
Selbstverständlich kann der Schraubbolzen auch an beiden einander gegenüberliegenden
Enden in Gehäuseteile geschraubt und dadurch fest mit diesen verbunden werden.
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Ende der Bcschreibung
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