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Schiebersteuerung für Lufthämmer. Bei Schiebersteuerungen für Lufthämmer
mit Oberwirkung ist es bekannt, beim Hochhalten des Bärs nach Erzielung des erforderlichen
Unterdrucks sowie beim Niederpressen des, Bärs nach Erzielung der erforderlichen
Endpreßspannung die Luftpumpe leer laufen zu lassen, wobei die Kanäle zwischen Bärzylinder
und Außenluft geschlossen sind. Der im Bärzylinder erreichte Unterdruck bzw. Überdruck
wird dabei je-'_ )ch infolge der natürlichen Undichtheiten beeinträchtigt und bleibt
nur dann erhalten, wenn besondere Einrichtungen getroffen werden, um die infolge
dieser Undichtheiten in den Saugraum eingetretene Luft abzuführen und die infolge
gleicher Ursache aus dem Druckraume ausgetretene Luft zu ergänzen.
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Wenn anderseits durch bekannte Einrichtungen sowohl an Lufthämmern
mit Oberwirkung als an solchen mit Ober- und Unterwirkung in den Totlagen des Luftpumpenkolbens
der Luftpumpenraum mit der Außenluft in Verbindung gebracht wird und dadurch ein
Druckausgleich stattfindet, so tritt beim Hochhalten und beim Niederpressen des
Bärs ein Kraftverbrauch ein, der die Wirtschaftlichkeit des Hammerbetriebs herabsetzt.
Man hat bei doppeltwirkenden Luftpumpen diesen Kraftbedarf dadurch verringert, daß
man beide Kolbenseiten in Verbindung setzt, so daß über und unter dem Kolben ein
nahezu gleicher Druck erhalten bleibt. Dabei wird jedoch der schädliche Einfluß
der Undichtheiten im Bärzylinder nicht behoben. Auch das Zu- und Abschalten von
Zusatzräumen ist zum Zwecke der Herabziehung des Kraftbedarfs bereits angewandt
worden.
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Gegenstand des vorliegenden Patents ist eine Einrichtung für Lufthämmer
mit Ober-und Unterwirkung, durch welche beim Hochhalten und beim Niederpressen des
Bärs der schädliche Einfluß der natürlichen Undichtheiten auf die Spannung der im
Bärzylinder wirkenden Luft vermittels einer Schiebersteuerung durch die Saug- bzw.
Druckwirkung des doppeltwirkenden Luftpumpenkolbens ausgeglichen wird, ohne daß
in den Totpunktstellungen des letzteren ein Druckausgleich mit der Außenluft stattfindet,
ein innerer Kraftverbrauch also nur insofern entstehen kann, als Undichtheiten vorhanden
sind, während ein solcher Druckausgleich bei der Schlagarbeit des Hammers benutzt
und durch die gleichen Schieber gesteuert wird. Der Fortschritt, der durch diese
Einrichtung für Hämmer mit Ober- und Unterwirkung erzielt wird, erstreckt sich sowohl
auf die Ersparnis an Betriebskraft während des Hochhaltens und des Niederdrückens
des Bärs als auch auf die Ausnutzung der Vorteile, die sich in bezug auf die Schlagstärke
aus der Wirkung der Betriebsluft auf die Ober-und Unterseite des Hammerkolbens bei
doppeltwirkender Luftpumpe ergeben.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungen dargestellt.
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Abb. i bis 8 zeigen die erste Ausführung mit zwei getrennten Steuerorganen,
und zwar sind Abb i und 2 Längsschnitte durch denHammer in zwei Stellungen der Steuerorgane
und Abb. ia und 2a in größerem Maßstabe die zugehörigen Querschnitte durch das obere
Steuerorgan.
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Abb.3 ist ein Längsschnitt durch letzteres. Abb. q. und 5 zeigen im
Quer- und Längsschnitt das untere Absperrorgan.
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Abb.6a, 6b, 6c, 7a 7b, 7c, 8a, 8b und 8c zeigen je zwei Querschnitte
durch das obere und einen Querschnitt durch das untere Absperrorgan in drei weiteren
Arbeitsstellungen.
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Abb.9 bis 12 stellen die zweite Ausführung mit einem einzigen Steuerorgan
dar, und zwar Abb.9 einen Längsschnitt durch den Hammer, Abb. i o und i i zwei Querschnitte
und Abb. 12 einen Längsschnitt durch das Steuerorgan, während Abb. i3a, i3b, i:la,
i 4b, i 5a und i 5b Querschnitte bei drei weiteren Arbeitsstellungen des Steuerorgans
sind.
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Es ist in Abb. i und 2 i der Bärzylinder mit dem Bärkolben 2 und 3
der Luftpumpenzylinder mit dem Luftpumpenkolben q.. In den die oberen Enden dieser
Zylinder verbindenden Kanälen ist ein Steuerschieber 5 und in den unteren Kanälen
ein Steuerschieber 6 eingeschaltet, die beide von einem Steuerhebel verstellt werden
können.
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Der obere Steuerschieber 5 ist ein zylinderförmiger Drehschieber (der
auch konisch sein könnte) mit einem ihn in zwei Abteilungen 8, 9 teilenden Ventil
io. Der Teil 8 (Abb. i a) besitzt Durchbrechungen i i bis 13,
von denen 13
durch eine Rückschlagklappe 1q. überdeckt ist, während sein Schiebergehäuse Durchbrechungen
15 bis 18 besitzt. Die Durchbrechung 15 steht durch einen Kanal
mit
dem Luftzylinder i, die Durchbrechung 16 durch einen Kanal 3 i mit einem Raum über
dem Kolben des Luftzylinders, die Durchbrechung 17 mit diesem selbst und die Durchbrechung
18 mit der Außenluft in Verbindung.
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Der mit Bezug auf Abb. i hintere Teil 9 des Drehschiebers besitzt
Durchbrechungen i9 bis 21 (Abb.2a) und das Schiebergehäuse Durchbrechungen 22 bis
25, von denen 22 nach dem Bärzylinder, 23 nach dem Luftzylinder, 2¢ nach einem besonderen
Raum 32 und 25 durch einen Raum 34 und ein Rückschlagventil, das sich in einer senkrechten
Trennwand zwischen Luft- und Bärzylinder befindet, ins Freie führen.
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Der untere Steuerschieber 6 (Abb. 4. und 5) dreht sich in einem Gehäuse
mit Durchbrechungen 26 bis 3o, die in dieser Reihenfolge nach dem Bärzylinder, Luftzylinder,
einem Pufferraum 32f (Abb. i), einem Ausgleichsraum 33 (Abb. 2) und durch eine offene
Durchbrechung in der mittleren senkrechten Trennwand ins Freie führen.
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Die Arbeitsweise ist folgende: Soll während des Stillstandes beim
Schmieden der Bär in seiner höchsten Lage schwebend gehalten werden, so stehen die
Steuerschieber 5, 6 in der in Abb. i bis 5 gezeigten Lage. Der Bär wird mittels
Unterdruck hochgehalten, nachdem die Luft beim Abwärtsgang des Luftkolbens ¢ aus
dem Bärzylinder i durch den Kanal 15, Schlitz i i, das Ventil io, Schlitz 2o und
banal 23 in den Luftzylinder 3 gesaugt war.
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Beim Aufwärtsgang des Luftkolbens kann die Luft, da sich das Ventil
io schließt, nicht in den Bärzylinder zurücktreten, sondern wird durch den Schlitz
21 und Kanal 25 in den Raum 34. gedrückt, aus dem sie durch das in der Trennwand
vorgesehene Rückschlagventil ins Freie gelangt. Gleichzeitig stellt der untere Steuerschieber
6 eine Verbindung des unteren Bärzylinders mit der Außenluft durch die Kanäle 26
und 3o her. Es entsteht also nur insofern ein innerer Kraftaufwand, als Undichtheiten
vorhanden sind, weil keinerlei Ausgleich in den Endlagen des Luftpumpenkolhens stattfindet,
wenn der Bär in seine Höchstlage angelangt ist, was beim ersten Hube erfolgt.
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Soll der Bär auf das Schmiedestück niedergepreßt werden, so werden
die Schieber 5, 6 mittels des Steuerhebels nach rechts bis in die in Abb.6a, 6b
und 6c dargestellte Stellung gedreht. Das Niederpressen erfolgt dann mittels Druck
auf die obere Bärkolbenfläche. Beim Abwärtsgang des Luftpumpenkolbens gelangt Frischluft
in den Luftzylinder durch die Kanäle 18, 13, die Rückschlagklappe 14, den Schlitz
12 und Kanal 17 und wird beim Aufwärtsgang durch das Ventil i o, den Schlitz 21
und Kanal 22 in den Bärzylinder gedrückt. Sie kann hierbei aus dem Bärzylinder nicht
entweichen, weil das Ventil io abschließt. Der untere Steuerschieber hat die gleiche
Aufgabe wie vorher, nämlich die untere Bärfiäche mit der Außenluft in Verbindung
zu bringen.
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Es entsteht also nun insofern ein innerer Kraftaufwand, als Undichtheiten
vorhanden sind, weil keinerlei Ausgleiche in den Endlagen des Luftpumpenkolbens
stattfinden, wenn der erforderliche Niederpreßdruck erreicht ist, was nach i bis
2 Hüben der Fall ist.
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Damit nun der Niederpreßdruck bei sich weiterbewegenden Pumpenkolben
nicht unnötig hoch wird, ist der entsprechend große schädliche Raum 32 zugeschaltet,
der mit dem Luftzylinder durch die Durchbrechung 24., einen Kanal 35 im Schieber
5 (s. Abb. 6b) und den Schlitz 23 in Verbindung steht.
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Das Ventil io dient also beim Hochhalten des Bärs als Saugventil und
beim Niederpressen auf das Schmiedestück als Druckventil, und in beiden Fällen findet
in den Endlagen des Luftpumpenkolbens keinerlei Ausgleich statt.
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Soll der Hammer schlagen, so werden die Schieber nach links gedreht,
und zwar beginnt das Arbeiten in der in Abb. 7a, 7b und 7c dargestellten Stellung.
Die Schläge nehmen dann bei weiterer Linksdrehung an Stärke zu, bis sie in der Stellung
gemäß Abb. 8a, 8b, 8c die stärksten Schläge ausführen. Die Regelung der zunehmenden
Stärke der Schläge erfolgt dadurch, daß der Bärzylinderkanal 22 mehr geöffnet und
daß ferner eine stetig größer werdende Verbindung zwischen der Außenluft und dem
Raum über dem Luftkolben durch die Kanäle 16, 12, 11
und 18 unter gleichzeitigem
Abschluß des nach dem Schaltraum 32a führenden Kanals hergestellt wird.
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Der untere Schieber 6 wirkt beim Arbeiten in genau derselben Weise
wie der obere Schieber 5, d. h. es wird durch ihn eine größer werdende Verbindung
zwischen dem Bärzylinder und Luftzylinderkanal 26 und 27 hergestellt.
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In der zweiten Ausführung nach Abb. 9 bis 15 sind beide Schieber zu
einem einzigen zusammengebaut, dessen Durchmesser jedoch entsprechend größer ist.
Der eine Teil des oberen Schiebers nach der ersten Ausführung ist durch eine Längswand
in zwei voneinander unabhängige Teile mit entsprechend angeordneten Steuerschlitzen
geteilt, und es übt dann der eine Teil die Wirkung des unteren Steuerschiebers aus.
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Es ist 36 der von einem Steuerhebel versteilbare
Steuerschieber,
der durch das Ventil io (Abb. i2) in die Abteilungen 37, 38 geteilt ist. Der Tei138
ist in der Längsrichtung durch eine 'Wand 39 in zwei Teite 4.o und 41 getrennt.
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Der Teil 37 (Abb. io, 12) besitzt Durchbrechungen 42, 43 und 44 sowie
eine Mulde 45, von denen 44 durch eine Rückschlagklappe 46 überdeckt ist, während
das Schiebergehäuse Durchbrechungen 47 bis 53 hat.
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Der Teil 38 (Abb. i i, 12) des Drehschiebers besitzt Durchbrechungen
54 bis 58 und das Schiebergehäuse Durchbrechungen 59 bis 65.
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Die Arbeitsweise ist die gleiche wie bei der ersten Ausführung. Bei
hochgehaltenem Bär steht der Steuerschieber 36 in der gezeigten Lage. Der Bär wird
mittels Unterdruck hochgehalten, nachdem die Luft beim Abwärtsgang des Luftpumpenkolbens
4 aus dem Bärzylinder durch den Kanal 47, Schlitz 42, Ventil i o, Schlitz 55 und
Kanal 6o in den Luftzylinder 3 gesaugt war.
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Beim Aufwärtsgang des Luftpumpenkolbens kann die Luft, da sich das
Ventil io schließt, nicht mehr in den Bärzylinder gelangen, sondern wird durch den
Schlitz 54 und Kanal 59 durch das Rückschlagventil66 (Abb. i.) ins Freie gedrückt.
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Gleichzeitig wird eine Verbindung des unteren Bärzylinders mit der
Außenluft durch die Mulde 45 und die Kanäle 51 und 52 hergestellt.
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Es entsteht also auch hier nur insofern ein innerer Kraftaufwand,
als Undichtheiten vorhanden sind, weil keinerlei Ausgleiche in den Endlagen des
Luftpumpenkolbens stattfinden, wenn der Bär in seine Höchstlage angelangt ist.
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Soll der Bär auf das Schmiedestück niedergepreßt werden, so wird der
Schieber 36 mittels des Steuerhebels nach rechts in die mit »Niederpressen« bezeichnete
Stellung verdreht (Abb.13a und 13b). Das Niederpressen erfolgt dann mittels Druck
auf die obere Bärkolbenfläche.
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Die Frischluft gelangt in den Luftzylinder beim Abwärtsgang des Luftpumpenkolbens
durch den Kanal 53, Schlitz 44, Rückschlagklappe 46, den Schlitz 43, Kanal 49 in
den Luftzylinder und wird beim Aufwärtsgang durch das Ventil io, den Schlitz 58
und Kanal 65 in den oberen Bärzylinder gedrückt. Sie kann aus dem Bärzylinder beim
Hochgehen nicht entweichen, weil das Ventil i a abschließt. Gleichzeitig bleibt
die Verbindung des unteren Bärzylinders mit der Außenluft durch die Mulde 45 und
die Kanäle 51 und 52 erhalten. Es entsteht also auch hier nur insofern ein innerer
Kraftaufwand, als Undichtheiten vorhanden sind, weil keinerlei Ausgleiche in den
Endlagen des Luftpumpenkolbens stattfinden, wenn der erforderliche Niederpreßdruck
erreicht ist.
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Soll der Hammer schlagen, so wird der Schieber nach links gedreht
(Abb.14a und 14b), und zwar beginnt das Arbeiten in der mit »Arbeitsbeginn« bezeichneten
Stellung. Die Schläge nehmen an Stärke zu, je mehr die Schieber bis zur Erreichung
der Stellung »Kraftschlag« (Abb. i 5a und i 5b) gedreht werden. Die Regelung der
Schläge erfolgt genau wie bei der ersten Ausführung.