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Schlaggerät Die Erfindung betrifft ein Schlaggerät, bei welchem ein
oder mehrere schlagende Massenkörper auf einer Kurvenbahn rollen und durch eine
mit gleichförmiger Winkelgeschwindigkeit umlaufende Treibvorrichtung mitgenomnien
werden.
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Zweck der Erfindung ist, die Profilform der Kurvenbahn und der Nuten
in den Innenflächen der Seiten der Treibvorrichtung so auszubilden, daß die schlagenden
Massenkörper allmählich eine ergänzende lebendige Kraft erhalten, die vollständig
beim ersten Stoß auf das Werkzeug oder das Zwischenstück abgegeben wird, und daß
die schlagenden Massenkörper nach dem Stoß ohne Störung oder Schlagen abgefangen
werden, um von neuem unter den aufgestellten Bedingungeil mitgenommen zu werden.
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Zu diesem Zweck nähern sich erfindungsgemäß die Nuten im Sinne der
Drehrichtung zunächst vom Umfang her allmählich dem Mittelpunkt und laufen dann
radial nach dem Umfang der Scheiben hin. Die Kurvenbahn zeigt eine bei derartigen
Schlagwerkzeugen bekannte Form.
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Hierdurch wird ein guter Betrieb des Gerätes sichergestellt, ohne
daß Energieverluste, außer bei dem Aufschlagen auf das Werkzeug, auftreten.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der
Erfindung dargestellt, und zwar zeigen: Fig. i einen lotrechten Längsschnitt durch
die Schlagvorrichtung, Fig. 2 einen waagerechten Längsschnitt, Fig.3 ein Stück eines
Querschnittes und die Form der Kurvenbahn, auf welche die schlagenden Massenkörper
sich stützen, Fig.4 erläutert die Zerlegung der Geschwindigkeiten im Augenblick
des Stoßes, Fig.5 ist ein (durch die Drehachse gelegter) waagerechter Schnitt durch
eine gleichartige Vorrichtung, bei der jedoch die Massenkörper auf den Kurvenstücken
durch Vermittlung von Kugel- oder Rollenlagern abgestützt sind.
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Ein durch einen Deckel 2 abgeschlossenes Gehäuse i nimmt in Lagern
die Treibvorrichtung 3 auf, die durch eine beliebige äußere, auf die Achse .4 wirkende
Kraftquelle angetrieben wird.
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Die schlagenden Massenkörper 5, 6, 7, die wegen der Klarheit der Zeichnung
in einer Anzahl von drei Stück dargestellt sind, sind aus einem gehärteten Spezialstahl
angefertigt,
der gegen Stöße widerstandsfähig ist. An ihren Enden
tragen sie Zapfen 8, die in Nuten g laufen, welche in den Seitenflächen der Flanschen
der Treibvorrichtung 3 hergestellt sind.
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Eine Kurvenbahn io, die in einer inneren zylindrischen Ausdehnung
des mit Bezug auf die Treibvorrichtung 3 exzentrischen Gehäuses untergebracht ist,
dient für die schlagenden Massenkörper bei ihrer Verstellung in den Nuten 9 als
Widerhalt.
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In Fig. i ist die Bahn, welche die schlagenden Massenkörper verfolgen,
durch-die strichpunktierte Linie i i angegeben.
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Die Massenkörper werden innerhalb des Winkels C-0-G von den Flächen
12 der Innennuten der Treibvorrichtung 3 mitgenommen, wobei sie in der Richtung
0-G den größten Abstand vom Drehpunkt O haben. Sobald daher eine Masse sich auf
dem Strahl 0-G
befindet, hat ihre Tangentialgeschwindigkeit einen größten
Wert. Vom größten Strahl 0-G ab sind die Strahlen der den Massenkörpern aufgezwungenen
Bahn kleiner.
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Wird von den Verlusten an Arbeitsvermögen abgesehen, die vernachlässigbar
sind, weil sie sich auf die rollende Reibung beschränken, so behalten die Massenkörper
die Tangentialgeschwindigkeit, die sie auf dem Strahl 0-G hatten, bei, wenn sie,
wie dies der Fall ist, bei ihrer Vorwärtsbewegung frei beweglich mit der Treibvorrichtung
verbunden sind. Sie schlagen also mit ihrer größten Geschwindigkeit auf, wobei sie
im Drehwinkel auf der Treibvorrichtung voreilen. Der freie Bahnteil der Massenkörper
kann leicht so berechnet werden, daß das Voreilen im Drehwinkel, genommen im Winkel
G-O-C, sich eine ganzzählige Anzahl von Malen auf einem Winkel von 36o° wiederholt.
Die strichpunktiert gezeichneten Linien i8 sind Verstellungsbahnen der Massenkörper
bei ihrem winkelmäßigen Voreilen auf der Treibvorrichtung. Die Massenkörper 5, 6
und 7 befinden sich auf verschiedenen Stellen dieser Bahnen.
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Bei dem in Fig. i gegebenen Beispiel hat der Bahnteil, den ein Massenkörper
mit seiner größten Geschwindigkeit frei durchfliegt, eine solche Größe, daß er im
Augenblick des Stoßes um 6o° vorgeeilt ist. Hieraus erklärt sich das Vorhandensein
von sechs Umlaufnuten 9 für die Mitnehmezapfen 8 der schlagenden Massenkörper.
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Es erhellt, daß das Gerät mit einer abweichenden Teilung durchgebildet
sein kann. Der Winkel, unter welchem ein Massenkörper auf das Werkzeug 13 schlägt,
ist in Fig. i gleich q.5°.
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Unter diesen Voraussetzungen zerlegt sich die Geschwindigkeit des
schlagenden Massenkörpers, wenn sie im Augenblick des Stoßes gleich V ist (Fig.
4), in zwei gleiche Komponenten; die eine, VT, bringt den Stoß hervor und die andere,
Il, ist die tangentiale Geschwindigkeit nach dem Stoß.
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Die beiden Komponenten stehen zur Geschwindigkeit V im Verhältnis
1 ; 1/2-Besteht das nämliche Verhältnis zwischen den Mitnehmearmlängen bei
0-G und 0-C,
so entspricht die Geschwindigkeit h, des Massenkörpers
der der Treibvorrichtung 3 auf dem Strahl 0-C.
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Die Wiederergreifung des Massenkörpers nach dem Stoß geschieht somit
ohne störenden Stoß hinsichtlich der Geschwindigkeit und ohne Zeitverlust, da ja
der Massenkörper auf seinem freien Flug gegenüber der Treibvorrichtung um 6o° vorgeeilt
ist, also sich in einer neuen Nut befindet.
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Augenscheinlich können die Schräglage der Linie G-O-II und der Winkel,
unter welchem die Masse auf das Werkzeug 13 schlägt, andere Werte haben. Die in
der Beschreibung gemachte Angabe von q.5° ist deswegen genommen worden, um das Verständnis
der Wirkungsweise des Gerätes zu erleichtern.
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In ihrem Lauf werden die schlagenden Massenkörper durch die Fliehkraft
stark gegen die Kurvenbahn angedrückt. Sie haben daher das Bestreben, zu rollen,
und um jeglichen Energieverlust durch gleitende Reibung zu verhüten, empfiehlt es
sich, ihnen eine konstante Drehgeschwindigkeit um sich selbst zu geben, unabhängig
davon, welche Lage sie auch immer einnehmen.
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Zu diesem Zweck ist bei der in den Fig. i und 2 dargestellten Ausführungsform
die Kurvenbahn an gewissen Stellen der Wangen 14 mit geeigneten Profilansätzen und
Ausnehmungen versehen. Die Massenkörper ruhen auf den Wangen der Kurvenbahn mit
kegeligen Stellen 15. Das Zusammenwirken der Höhe der Wangen, ihre Entfernung und
die Gestalt der Enden der Massenkörper ermöglicht es den Massenkörpern, jedesmal,
wenn sie sich auf passenden Strahlen befinden, zu rollen. An solchen Stellen der
Kurvenbahn, wo keine Wangen vorhanden sind, legen sich die Massenkörper mit ihren
Stellen 16 an.
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Auf das Werkzeug 13 schlagen die Massenkörper mit dem Teil 17, der
seinerseits im Durchmesser so bemessen ist, daß der Stoß zustande kommt, ohne die
Rückdrücke und die Verluste hervorzurufen, die unvermeidlich vorhanden sein würden,
wenn die Umfangsgeschwindigkeit des Teiles 17 nicht der Tangentialverstellung des
Massenkörpers auf dem Kopf des Werkzeuges entsprechen würde.
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Bei der in Fig.5 dargestellten Ausführungsform weisen behufs Erzielung
des nämlichen Ergebnisses die Massenkörper 17 zylindrische
Absätzeao
auf, auf denen Rollenaa durch Laufringe 22 gehalten werden. Auf die Zapfen 8 gesteckte
Scheiben 23 erhalten diese Rollenvorrichtung in der richtigen Lage. Die Ringe 2a
ruhen auf den Wangen 14 der Kurvenbahn. Das Mittelstück 17 der schlagenden
Massenkörper behält seine Aufgabe bei, die Stoßkraft einfach auf das Werkzeug 13
zu übertragen. Offensichtlich sind die Laufringe 22 zu einer veränderlichen Winkelgeschwindigkeit
gezwungen. Da jedoch ihr Gewicht sehr gering ist, setzen sich diese Verschiedenheiten
der Drehgeschwindigkeit nur in vernachlässigbare Kraftverluste um.
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Beim Stoß auf das Werkzeug 13 nehmen die Massenkörper 17 eine gewisse
Umlaufsgeschwindigkeit um sich selbst an. Diese Geschwindigkeit behalten sie während
der ganzen Zeit bei, die zwischen zwei Stößen verläuft. Die Energieverluste, die
sie erleiden können, beschränken sich auf die Reibung des Abrollens der Massenkörper
auf den Ringen 22 durch Vermittlung der Rollen 2i.
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Der Kopf i9 des Werkzeuges hat in der Mittelebene des Gerätes in an
sich bekannter Weise eine konkave Krümmung, um die Mitnehmbahn der Massenkörper
in ihrem Beginn festzulegen und um alle schädlichen Erschütterungen zu vermeiden.
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Die Massenkörper können unmittelbar den Kopf des Werkzeuges schlagen;
jedoch kann auch in bekannter Weise ein Zwischenkörper eingeschaltet sein.
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Um den Stoß gut zu übertragen und jegliches Zurückprallen der schlagenden
Massen zu verhüten, können das Werkzeug und das Zwischenstück solche Abmessungen
haben, daß ihr Gewicht ungefähr dem eines schlagenden Massenkörpers entspricht.