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Mechanischer Hammer. In Abb. x ist das Schema eines mechanischen Schlagwerkzeuges
dargestellt. In einer Geradführung ist der Bär a in der Längsrichtung beweglich
angeordnet, an ihm sind drehbar zwei Schwunggewichte o1, o2 gelagert, die durch
irgendeinen Antrieb in gegenläufige Drehung versetzt werden und dadurch den Teil
a in hin und her gehende Bewegung versetzen. Ein Teil d sei von Hand einstellbar
oder verschiebbar; bei seiner Bewegung nach rechts bewirkt der Teil d dann durch
Vermittlung der Feder f, daß der Teil a außer der Hin- und Herpendelung eine zusätzliche
schrittweise Bewegung nach rechts hin ausführt. Der Teil cc bewegt sich also wie
der Bär eines mechanischen Hammers und kann dabei auf ein bei g angedeutetes Werkzeug
oder Werkstück wiederholt Schläge ausführen und es dabei fortbewegen oder umformen.
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Die bei dem Kreisen der Gewichte o1, o2 entstehenden Zentrifugalkräfte
R1, R2 setzen sich zu einer Resultierenden R zusammen, welche in die Bewegungsrichtung
des Bärs a fällt. Bei einer solchen Einrichtung sind die umlaufenden Massen o1,
o2 aktiv, widerstehend dagegen ist die tote Masse von a, die zu beschleunigen und
zu verzögern ist. Für eine praktische Ausbildung eines Hammers nach dem Schema der
Abb. z ist es demnach wichtig, die aktive Masse groß, die widerstehende dagegen
klein zu halten. Ferner ist es wichtig, den Schlagkörper a so zu gestalten, daß
die in seinen verschiedenen Teilen aufgespeicherte Arbeit mit möglichst geringer
innerer Durchfederung und Biegungsbeanspruchung
beim Stoß auf das
Werkzeug abgegeben wird, da innere Federungen und Durchbiegungen die dem Schlagkörper
übertragene Enerlje zum großen Teil aufzehren können, so daß c er Schlagkörper unter
Umständen praktisch wirkungslos wird. Beispielsweise sind Gabelungen des Schlagkörpers
zur Unterbringung und Lagerung der Schwunggewichte zweckmäßig zu vermeiden (vgl.
Abb. i a), da sie infolge ihrer unvermeidlichen Elastizität als kraftverzehrende
Biegungsfedern wirken werden. Ebenso ist es wichtig, die gesamte Vorrichtung so
auszubilden, daß bewegliche und anzutreibende Einzelteile und damit die zu ihrer
Bewegung erford.er:icl@e Reibungsarbeit so weit wie möglich vermieden werden.
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Eine entsprechende Ausbildung des Schh-gwerkzeuges ist Gegenstand
der Erfinc?ung, die an Hand der Abb. 2 bis ii in folgendem erläutert werden soll.
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In Abb. 2 ist ein Hammer dargestellt. c ist ein auf einem Gestell
g ruhendes, das Schlagsystem umschließendes Gehäuse, in der Antriebsmotor, h eine
federnde Verbindung zwischen Motorwelle c und getriebener Welle k. Die letztere
ist so eingerichtet, daß sie in der Achsrichtung relativ zum Bär verschiebbar ist,
also bei der Bewegung des Bärs in Richtung z nachgeben kann. y ist ein den Schlag
auf das Werkzeug n übermittelnder Körper, der durch eine 'Membran r mit dem Gehäuse
verbunden ist; diese dient auch dazu, das Gehäuse c öldicht abzw;chließen.
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Damit man (Abb. i) die Kräfte R1 und R= zii R zusammensetzen kann,
müßten R1 und R', also auch die Schwunggewichte o1, o', in einer Ebene liegen. Diese
Voraussetzung würde inde;#en zu Konstruktionen führen, die mit den oben erw5linten
technischen Lebensbedingungen der Einrichtung schwer vereinbar g=ären.
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Gem-i13 Abb. 2 und der zugehörigen Querschnittsabb.3 ist darauf verzichtet,
daß 0'
oder o'= in einer Ebene umlaufen. Der eigentliche Schlagkörper a trägt
zwei leichte Hohlzapfen h, tun die die Schwunggewichte o1 und o' sich drehen. Sie
werden durch die Kegelräder f und i' gegenläufig angetrieben. Das Kegelrad il greift
mit einer Büchse ltl über die Welle h; die Teile sind gegenseitig längsbeweglich,
aber gegen gegenseitige Drehung gesichert. R1 und R' bilden nun ein Kr2iftepaar
(Abb. ,), das je nach der Stellung der Schwungkörper an Größe und Richtung wechselt
und versucht, dern Schlagkörper cz eine Pendelbewegung um .--.eine Achse z zti erteilen.
Gemäß Abb. 2 und ; werden diese Drehmomente auf das GehäusE und Motorgestell übertragen,
indem man den Körper a (rollend oder gleitend) bei l in Geliäusenuten 1l führt.
Das Auftreten des Ouerdrehmoments tim die Achse , ist kennzeichnend für die neue
Anordnung. Bei Handhämmern wird es auf die Hand. des Arbeiters übertragen, wobei
die dabei auftretenden Erschütterungen fÜr Hand oder Gestell durch Federung gemildert
wcrc en können. Ganz. vermieden werden diese En chütterungen, wenn man, wie in Abb.
.1 gezeigt, den Handgriff P drehbar an den Hammerkörper ansetzt.
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Bei Stoßbohrmaschinen läßt sich nun das Querdrehmoment mit Vorteil
benutzen, um das Stoßbohrwerkzeug um seine Achse zu drehen ; man kann dabei verschiedene
Formen unterscheiden. Bei der einfachsten Art befestigt man den Griff P (Abb. .I)
bei A drehbar am Hammerkörper und läßt unter dem Quermoment das ganze Gehäuse mitsamt
dem Bohrern um die Längsachse pendeln. Um die schwingende Masse zu verringern, kann
man die Drehstelle statt bei A auch bei B einrichten, so daß der Motor
nz durch die Hand oder ein Gestell festgehalten wird und nur das eigentliche Hammergehäuse
c pendelt (<<g1. Abb. 7).
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Die Einrichtung bietet auch die 'Möglichkeit, die Drehwirkung zu verstärken,
wenn z. B. das durch die Schwunggewichte erzeugte 'Moment nicht groß genug ist,
das Werkzeug während seiner Arbeit zu drehen, in der Weise, daß man die in der :-lasse
des pendelnden Bärs t? aufgespeicherte Arbeit zur Ausübung von Querschlägen benutzt.
Dann erfolgt also nicht mir der Vorschub des Werkzeugs n in Richtung der Achse :,
sondern auch die Drehung um diese Achse durch Schlagwirkung. Auch hier bestehen
mehrere 'Mcglichkeiten. Entwec'er übt man den Querschlag auf das Gehäuse aus, in
dem das Werkzeug etwa durch Sechskant oder Nut und Feder geführt ist, oder man lälit
das Gehäuse mitsamt dem Bär sich pendelnd drehen und den Schlag vom Gehäuse aus
auf das Werkzeug ausüben, oder man schaltet das Gehäuse aus und läßt, gerade so
wie beim Läng#.schlag, den Bär unmittelbar auf das Werkzeug einwirken.
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Abb. d zeigt eine Einrichtung, wo ebenso wie bei Abb. .1 das Gehäuse
mit dem in ihm (Abb. 2 und ,;) geführten Bär mitschwingt. Hier vermittelt es den
Querschlag auf das Werkzeug n. Eine Änderung gegenüber Abb. -t tritt nur ein, insofern
als das M erkzeug in den Gel)-.i usekopf nicht mit möglichst wenig Spiel (vgl. Abb.
2) undrehbar eingesetzt ist, sondern mit einem z-rlindrischen Schaft s, also drehbar.
Das N@"erkzeug 7z, trägt zwei segmentartig ausgebildete Arme t. Über diese hinweg
greifen vom Gehäuse ebenfalls zwei Segmente z% Zwischen beiden Segmentpaaren befinden
sich Federn rr. Schwingt das Gehäuse in Richtung 1, so werden die Federn zusammengepießt,
wobei angenommen ist, daß die Federkraft nicht stärker ist als die Reibung des Werkzeugkopfes
an seiner Arbeitsfläche, so daß dieser nicht nachgibt. Schwingt das Gehäuse in Gier
entgegengesetzten
I' ichtung II, so entlädt sich die Energie in
einem Schlag auf die Flächen w der Arme des Werkzeuges, der genügt, die Werkzeugreibung
zii überwinden, Die Drehung des an das Gestein angedrückten Werkzeuges st erfolgt
also nur in Richtung II.
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Abb. 7 und 8 geben eine Anordnung wieder, wo das Werkzeug n mit dem
Gehäuse umdrehbar verbunden ist, und der Querschlag ebenso wie der Längsschlag im
Innern des Gehäuses stattfindet. Im Gehäuse sind zwei Schlagleisten x befestigt,
gegen die die Arme k des Bärs bei Auftreten der entsprechenden Querc'r ehmomenteklopfen.
Als Gegenfeder im Sinne der Federn it (Abb. 6) dient hier die Druckfeder fselbst,
die beim Rückwärtsschwingen ces Bärs gespannt wird. Die Feder ist mit einem Ende
bei f1 am Bärkörper, mit dem anderen bei f2 am Gehäuse c befestigt. Sie erfüllt
also die doppelte Aufgabe der Spannfeder sowohl für den Längsschlag als auch für
den Querschlag.
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Anstatt den Querschlag durch die Vermittlung 0-es Gehäuses auf das
Werkzeug zu übertragen, kann man ihn unmittelbar mit Hilfe des Mittelstückes
q der Membran y auf das Werkzeug n Übertragen (Abb. io und ii). Das Mittelstückq
trägt zu beiden Seiten Ansätze q1 und q2 zur Führung des Bärs a bzw. des
Werkzeugs yt, die ersteren mit segmentartigen Aussparungen, so daß die am Bär a
sitzenden Schlagsegmente y den Schlag nach einer Richtung ausüben kennen. Die Membran
v muß bei dieser Anordnung so gestaltet werden, daß sie nicht nur Nachgiebigkeit
in der Richtung z hat, sondern sich durch c@en Querschlag verdrehen läßt, sei es
durch manschettenartige Gestaltung oder durch Einpressen von radial verlaufenden
Falten. Als Werkstoff für die Membran kommt in erster Linie öldicht getränktes Leder
in Betracht.
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Ist bei dieser Anordnung die Versetzung des Werkzeugs n durch Querschlag
vollzogen, so folgt, durch die Membran mitgenommen, langsamer das frei drehbare
Gehäuse nach, so daß c%s Kräftespiel für die `Werkzeugdrehung im wesentlichen allein
zwischen Bär a, Membranmittelstück q und Werkzeug n stattfindet. Die Schwingungen
des Bärs a um seine Achse in entgegengesetztem Sinne werden auch hier, wie in Abb.
7, durch die Feder f aufgenommen, die sie auf das Gehäuse c übetträgt und von hier
durch die Membran r auf das Werkzeug it, das durch die Reibung an seiner
Arbeitsfläche ausreichend festgehalten wird.
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Ist das eine Ende der Feder f nicht bei f 2
am Hammergehäuse
c (Abb. 7), sondern bei e (Abb. 9) am Motorgehäuse m befestigt, muß auch dies Gehäuse
an der Drehbewegung des Werkzeuges teilnehmen. Bei dieser,Anordnung würde man, da
eine größere Masse zu drehen ist, (es genügt u. U. eine Endkappe sich mitdrehen
zu lassen), die Drehbewegung des Werkzeugs in gewissen Grenzen regeln können.