DE309738C - - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

- JVI 309738 -KLASSE 49 e. GRUPPE

Dr. JULIUS URBANEK in WIEN.

bei dessen Aufschlagen. _x

Patentiert im Deutschen Reiche vom 7. März 1917 ab.

Die Anwendung. metallener, insbesondere eiserner bzw. stählerner Flebeschienen (Zahnstangen) bei Fallhämmeni konnte sich infolge der kurzen · Lebensdauer dieser Organe nicht einbürgern. Namentlich bei sog. harten Schlägen werden eiserne Hebeschienen rasch zerstört. Nachgiebige Beilagen, aus Leder, ' Holz, Kautschuk usw. wurden verschiedentlich versucht, brachten aber keine Abhilfe,. weshalb man immer wieder zu den hölzernen Hebeschienen zurückgekehrt ist, obwohl diese bekanntlich ebenfalls eine verhältnismäßig kurze Lebensdauer haben und nur Bärgewichte bis 1000, höchstens 1500 kg gestatten. Zur Überwindung dieser Schwierigkeiten soll nach der vorliegenden Erfindung die Hebe- . schiene in ihrer Längsrichtung gegen den Bär durch Einschaltung einer Bremse verschiebbar sein, derart, daß die beim Schlage angesammelte lebendige Kraft der Hebeschiene auf einem Wege von solcher Länge vernichtet ' werden kann, daß unzulässige Beanspruchungen der Hebesc.hiene mit Sicherheit vermieden werden.. Die Bremse selbst kann eine Flüssigkeitsbremse, eine Luftbremse (Luftpuffer), eine vereinigte Flüssigkeits- und Luftbremse oder endlich eine mechanische' (Reibungs-) ^: Bremse sein.

Die Zeichnungen zeigen den Erfindungsgegenstand an einer Reihe von Beispielen teils im Schema, teils in baulichen Einzel-heiten. Die Fig. 1 bis 3 geben das Schema verschieden angeordneter hydraulischer Bremsen. Die Fig. 4 bis 9 stellen verschiedene Ausführungsformen des Luftpuffers schematisch dar. Fig. 10 ist ein Beispiel für eine kombinierte Flüssigkeits- und Luftbremse. Fig. 11 zeigt das Schema einer anderen Bremsenanordnung. Die Fig. 12 bis 14 geben Ausführungsbeispiele mechanischer Bremsen. In Fig. 15 ist die Bauart eines Luftpuffers dargestellt, und in Fig. 16 eine Einzelheit hierzu.

Der Bär ist mit α bezeichnet. Im oberen Ende des Bars ist bei den Ausführungsbeispielen Fig. 1 bis 10 ein Zylinder & angeordnet. Die Hebeschiene c trägt unten einen Kolben, d, der in den Zylinder b paßt. Eine auf dem Bär α befestigte Platte e hält den Kolben d am Zylinder h und nimmt beim Anheben den Bär mit.

Bei dem Ausführungsbeispiel einer hydraulischen Bremse (Fig. 1) ist die Kolbenstange unter dem Kolben in gleicher Dicke aus dem Zylinder geführt, um die Hubräume zu beiden Kolbenseiten gleich zu machen. Nuten / in der Zylinderwand dienen zum Überströmen der Flüssigkeitsfüllung von der einen Kolbenseite auf die andere. Der Querschnitt dieser Nuten wird zweckmäßigerweise so gewählt,

daß er von oben nach unten abnimmt, um den Durchgangsquerschnitt der Flüssigkeit entsprechend der abnehmenden Geschwindigkeit des Kolbens zu. verringern und einen annähernd konstanten Bremsdruck zu erzeugen.

Die nach unten aus dem Zylinder geführte

Kolbenstange ist baulich unbequem; will man sie vermeiden, so muß man für das von der einseitigen Kolbenstange verdrängte Flüssigkeitsvolumen einen geeigneten Aufnehmerraum schaffen, etwa wie in Fig. 2 dargestellt, durch Anbringung einer ringförmigen Nut g, welche mit dem Zylinder durch Bohrungen h verbunden ist.

"Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform der Flüssigkeitsbremse, bei welcher die Nuten durch Ausströmöffnungen i in der Zylinder-. wand ersetzt sind. Beim Niedergange verdeckt der Kolben zunächst nach und nach die obersten öffnungen und verringert dadurch stufenweise den Durchgangsquerschnitt für die Flüssigkeit. Durch eine oder mehrere vertikale Bohrungen k stehen die Öffnungen i untereinander und mit dem Aufnehmerraum g in Verbindung. Nachdem aber die Hebeschiene um ein gewisses Maß in den Bär eingetreten ist, beginnt, entsprechende Anordnung der Öffnungen i vorausgesetzt, die Bremsflüssigkeit aus dem Aufnehmeraum in den oberen Kolbenraum zu strömen und wirkt alsdann einem zu raschen Aufgange des .Bremskolbens entgegen. Wird die Länge des Bremskolbens jedoch größer gewählt als die Entfernung der obersten Reihe von Bohrungen von dem Zylinderboden, so entfällt die oben geschilderte Wirkung des oberen KoI-beriraumes.

Fig. 4 zeigt d'en einfachsten Fall, bei dem ein einfacher Luftpuffer angewendet, d. h.

im Luftzylinder eine gleichbleibende Luftmenge enthalten ist. In dieser einfachsten Form wäre der Luftpuffer wohl geeignet, die lebendige Kraft' der Hebeschiene aufzunehmen; er wäre jedoch noch nicht betriebsfähig, denn die im Zylinder zusammengedrückte Luft würde bei ihrer Expansion Kolben und Hebeschiene nach oben schleudern und die Befestigung der Platte e auf dem Bär α gefährden. Soll dies vermieden werden, so muß der Luftpuffer zur Bremse ausgestaltet werden, was durch die Anwendung von Drosselwirkung erreicht wird. Es sind mehrere Lösungen möglich, deren wichtigsten in den Fig. 5 bis 9 dargestellt sind.

Nach Fig. 5 wird der Raum über dem Kolben d herangezogen, der' .Luftpuffer also doppelt wirkend ausgebildet. Durch eine Bohrung I in dem Zylinderdeckel e wird während des Kolbenniederganges Luft angesaugt, die dann beim Zurückschnellen des Kolbens zu-Siammengepreßt wird und bei entsprechender Wahl des Querschnittes der Bohrung I langsam entweicht, wobei sie ein sanftes Anlegen des Kolbens d an die Platte e gewährleistet. Bringt man in der Platte e ein sich nach unten öffnendes Rückschlagventil oder ein analog wirkendes Organ an, wodurch die Bohrung I ganz oder teilweise verschlossen werden kann, ■ so läßt sich die angestrebte Wirkung verstärken. Der gleiche Erfolg ist zu erreichen, wenn man die Bohrung I statt im Zjdinderdeckel im Kolben anbringt und so beide Kolbenräume verbindet.

Die eben beschriebene Anordnung hat den Nachteil, daß die als Zylinderdeckel ausgebildete Platte e eine geringe Lebensdauer erwarten läßt, weil infolge des verhältnismäßig großen Durchmessers des Luftzylinders ihre Widerstandsfähigkeit gegen harte Schläge verhältnismäßig gering ist.

Fig. 6 zeigt das Schema einer Anordnung, welche diesen Nachteil vermeidet. Hier ist der Luftpuffer einfach wirkend und die Bohrung / ist im Kolben d angebracht. Dadurch wird wohl die Bremswirkung beim Schlage etwas beeinträchtigt, aber dafür erreicht, daß am Ende des . Kolbenhochganges äußerer Überdruck entsteht, der ein sanftes, Anlegen des Kolbens d an die Platte e erwarten läßt. Die Wirkung dieser Anordnung kann verstärkt werden, wenn man die Bohrung I mit einem nach außen öffnenden Rückschlagventil (Klappe o. dgl.) "versieht,, das nach Eintritt des Ünterdruckes die öffnung I verschließt und das Zuströmen von Luft ganz oder teilweise verhindert. In letzterem Falle wäre eine Hilfsbohrung im Kolben oder ein Ventilteller anzubringen.

Es ist selbstverständlich möglich, die in den Fig. 5 und 6 dargestellten Anordnungen zu vereinigen, etwa um eine weitere Verstärkung der Wirkung zu erzielen.

Fig. 7 zeigt das Schema von Überströmöffnungen veränderlichen Querschnittes, z.B. durch Nuten / in der Zylinderwand, wie solche bereits bei der hydraulischen Bremse beschrie-, ben wurden. Der gleiche Erfolg, wie durch die Nuten veränderlichen Querschnittes, ließe sich auch durch eine Kolbenstange oder einen Dorn wechselnder Dicke oder durch das Ab- no decken von Überströmöffnungen durch den Kolben erreichen, wie bereits bei Fig. 3 beschrieben. Auch diese Anordnung kann mit den früher beschriebenen kombiniert werden.

Die durch die Fig. 1 bis 7 dargestellten Ausführungsformen der Befestigung der Hebeschiene im . Hammerbär, genügen für solche Hammerkonstruktionen, bei denen der gehobene Bär an der Schiene (Zahnstange) hängt. Wird hingegen der gehobene Bär durch eine am Bär selbst angreifende Sperrklinke gestützt, so wäre infolge der unver-

meidliehen Undichtheiten des Kolbens ein langsames. Sinken der Hebeschiene zu befürchten. Der Bremszylinder würde seinen Flüssigkeits- oder Luftinhalt verlieren und die bezweckte Bremswirkung wäre unmöglich. In. diesem Falle wird nach Fig. 8 zwischen Bär und Kolben eine Feder m eingeschaltet, deren Spannung man so bemißt, daß im Ruhezustande der Kolben d an die Platte e gedrückt wird, d. h. die Spannung der Feder m muß größer sein als das Eigengewicht von c und d. Das Gesagte gilt auch für die hydraulische Bremse.

Um ein Ecken des Kolbens zu vermeiden, sowie mit Rücksicht auf den Umstand, daß der, in der Regel stählerne Kolben leicht an der Stahlgußwand des Zylinders fressen könnte, ist namentlich beim Luftpuffer die Anordnung eines mittleren Führungszapfens zweckmäßig. Fig. 9 zeigt das Schema. Erfordert die Bärabstützung den Einbau einer Feder, so kann diese entweder unterhalb des Führungszapfens angeordnet werden, oder man legt sie um den Führungszapfen, oder endlich in eine Bohrung desselben.

Das Schema einer vereinigten Flüssigkeitsund Luftbremse zeigt Fig. 10. Hier ist der Kolben ei hohl· und zu einem Windkessel μ ausgebildet, -der durch eine Öffnung'/» mit dem Zylinderraum in Verbindung steht. Beim Kolbenniedergang wird die Flüssigkeit aus

• dem Zylinder in den Windkessel gedrückt.

Ein kegeliger Dorn q ragt vom Zylinderboden her in die öffnung/; und verengt dieselbe um so mehr, j e tiefer der Kolben steht. Setzt man die im Windkessel eingeschlossene Luft unter Druck, so wird sie an Stelle einer Feder das Hochhalten des Kolbens und der Hebeschiene bewirken. Der ringförmige Raum

zwischen dem Kolben d und der Platte e kann dann ähnlich verwendet werden, wie bei Fig. S für den reinen Luftpuffer erörtert.

Alle beschriebenen Bauarten der Flüssigkeits- und der Luftbremse gestatten auch eine kinematische Umkehrung, indem man den Bär mit dem Kolben und die-Hebeschiene mit dem Zylinder verbindet. Diese umgekehrte . Anordnung bietet besonders für den doppeltwirkend ausgebildeten Luftpuffer Vorteil,

So weil der Zylinderdeckel von Stoßen freigehalten wird. Fig. 11 zeigt das Schema hierfür. . ■'■■■■'■".

Die Vernichtung der lebendigen Kraft der Hebeschiene kann auch durch eine mechanische Bremse erfolgen. Es; sind viele Lösungen dieser Aufgabe möglich; eine besonders einfache zeigen die Fig. 12 und 13 im Schema. Im Bär ist ein rechteckiges Loch angebracht, ähnlich jenem zur Befestigung einer hölzernen Hebeschiene. Das fjach ausgebildete Ende der Hebeschiene ist unten verbreitert und legt sich gegen zwei Bolzen r, um d'as Heben des Bars zu bewirken. An den Flachseiten wird die Hebeschiene von zwei Bremsbacken gefaßt, einer festen s und. einer federnd angedrückten t. Die Spannung der plattenförmigen Feder u ist so bemessen, daß die Schiene mit einer Kraft gebremst wird, die etwas kleiner ist als das Bärgewicht, so daß bei jedem Hube die Schiene in die höchste Lage zurückkehrt. Bedingung für gutes Arbeiten der Vorrichtung ist, daß das Produkt aus Gewicht der Hebeschiene und Fallhöhe kleiner ist, als jenes aus Bremskraft mal Verschiebungs weg (Bremsweg). Es. wird also eine leichte Hebeschiene erforderlich sein.

Die beschriebene mechanische Bremse arbeitet mit gleich bleibender Bremskraft für beide Verschiebungsrichtungen der Hebeschiene, wodurch die maximale Bremskraft auf einen Wert niedriger als das Bärgewicht beschränkt wird. Günstiger ist eine einseitig wirkende Bremse. Fig. 14 stellt eine.solche einfachster Bauart dar. An Stelle d'er Backe t und der Feder u ist eine keilförmige Backe ν getreten, die noch durch eine (nicht gezeichnete) senkrecht nach abwärts wirkende Feder gespannt werden kann. Beim Niedergang der Hebeschiene wirkt der Reibungszug spannend, beim Aufwärtsgang entspannend auf die Bremse ein. Es können auch beide Bremsbacken keilförmig, ausgebildet werden.

Gleichgültig, welche Bauart der Bremse gewählt wird, immer ist geringes Gewicht 'der Hebeschiene zweckmäßig, denn das Gewicht der Hebeschiene c und das eines etwaigen Kolbens rf kommen als Schlagmasse nicht in Betracht und außerdem soll die von der Bremse aufzunehmende Arbeit möglichst klein gehalten werden. ■'..■-

Für den Kolben ist tunlichste Gewichtersparnis durch Verwendung geschmiedeten Stahles und durch entsprechende Formgebung (sog. schwedischer Kolben) zu erreichen.

Die Verbindung der Hebeschiene c mit einem etwaigen Kolben bzw. der Kolbenstange erfolgt entweder starr oder gelenkig. Besonders geeignet für letztere Verbindung ist das Kugelgelenk. "

Zur Befestigung der Platte e auf dem Bär können Schrauben verwendet werden, etwa wie in Fig. 15 dargestellt, oder man preßt nach Fig. 16 die Platte e durch Keile w nieder, welche sich gegen Nasen des Bars stützen.

Fig. 16 zeigt als Ausführungsbeispiel die Einzelausbildung eines · Luftpuffers nach dem Schema der Fig. 6. In dem Hammerbär α ist der Kolben ώ durch einen zylindrischen Ansatz in einer entsprechenden Bohrung geführt In dieser Bohrung ist auch die Feder in zum Hochdrücken des Kolbens d und der Hebeschiene c gelagert und an einem

Dorne zentral geführt. Im Kolben ist eine Bohrung Z vorgesehen, in welche der leichteren Einstellung wegen ein die eigentliche Drosselöffnung tragender Pfropfen eingeschraubt ist.

Claims (9)

Patent-Ansprüche:

1. Vorrichtung an Stangenfallhämmern zur Verschiebung der Hebeschiene in dem

ίο Bär bei dessen Aufschlagen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Hebeschiene und Bär eine Bremse eingeschaltet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse eine ' Flüssigkeitsbremse ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse eine Luftbremse ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse eine

vereinigte Flüssigkeits- und Luftbremse . ist. . '■■■'■

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse eine Reibungsbremse ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur besseren Zentrierung und Führung des Kolbens ein besonderer Führungszapfen oder ein Führungsrohr vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß' der Kolben (d in Fig. 8 bzw. 16) und die Hebeschiene (c) in der Ruhestellung durch eine Feder (m) ständig in höchster Lage gehalten werden.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebeschiene, mit dem Kolben der Flüssigkeits-Oder Luftbremse gelenkig verbunden ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung ^: des Deckringes (e in Fig. 1.6) durch Keile (w) statt durch Schrauben erfolgt. ·

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.