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Stößelhammjer mit veränderlichem Luftdruck, bei dem ein Arbeitszylinder
einen Arbeitskolben und ein weiterer Zylinder einen Bär enthält Bekannt sind mit
veränderlichem Luftdruck arbeitende Lufthämmer, bei denen ein Arbeitszylinder einen
Arbeitskolben und ein zweiter Zylinder den Fallbär enthält und bei denen zwischen
dem Arbeitszylinder und dem Bärzylinder zum Verteilen der Luft Steuerteile vorgesehen
sind und außerdem eine den Arbeitskolben umgebende Hülse beweglich angeordnet ist,
die mittels in ihr vorgesehener Öffnungen die Verbindung zwischen dem Arbeitszylinder
und den Steuerteilen herstellt. Mit Hämmern dieser Art sind zwar die üblichen Schmiedearbeiten,
bei denen der Fallbär im gleichen Takt mit dem Arbeitskolben läuft, durchführbar,
jedoch für Arbeiten, bei denen einzelne sehr kräftige Schläge gegeben werden müssen,
wie z. B. beim Gesenkschmieden und bei schweren Stanz- und Hauarbeiten, sind diese
Hämmer wenig geeignet. Zum Ausführen dieser Arbeiten müßte ein Hammer der beschriebenen
Art entweder mit sehr großem Fallbärhub ausgeführt werden, und er würde dann für
die laufenden Arbeiten hinsichtlich der Schlagzahlleistung und Handhabungsfähigkeit
ungünstig arbeiten, oder es müßte außer einem leichteren Schmiedehammer noch ein
besonderer Drucklufthammer für die kräftige Schläge erfordernden Arbeiten vorgesehen
werden, bei dem die Schlagkraft nicht mehr vom Bärhub, sondern vom Druck der zugeführten
Preßluft abhängt.
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Die Erfindung schafft einen mit beweglicher Hülse versehenen verbesserten
Stößelhammer mit veränderlichem Luftdruck, und zwar besteht das Neue darin, daß
die Hülse mit Nuten versehen ist, die die Verbindung zwischen den Steuerteilen und
einem Drucklufthahn herstellen, wobei die Öffnungen der Hülse und die Nuten derart
angeordnet sind, daß die Steuerteile mit dem Arbeitszylinder oder dem Drucklufthahn
in Verbindung stehen.
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Durch diese Ausbildung des Hammers ist die Möglichkeit gegeben, einen
üblichen Lufthammer mit zusätzlicher Druckluft zu betreiben oder als Luftverdichter
arbeiten zu lassen, so daß mit diesem Hammer die laufenden Schmiedearbeiten ausgeführt
und in besonderen Fällen auch einzelne kräftige Schläge bei gleichbleibender geringer
Hubhöhe des Bärs gegeben werden können.
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Als weitere wertvolle Ausgestaltung sind nach der Erfindung die Öffnungen
der Hülse mit Kanälen verbindbar, die mit Ventilen ausgerüstet und an die Außenluft
oder an
eine zu einem Luftaufnahmebehälter führende Leitung angeschlossen
sind. Der Vorteil ist hierbei, daß die für den Druckluftbetrieb notwendige verdichtete
Luft ohne zusätzlichen Verdichter vom Hammer selbst erzeugt wird, indem die Luft
im Vorratsbehälter aufgespeichert wird, wenn das mit kräftigen Schlägen zu bearbeitende
Stück unter dem Hammer zurecht gelegt wird, wobei der Fallbär angehoben ist. Das
Füllen des Behälters kann jedoch auch fortgesetzt werden, wenn das Werkstück mit
durch Druckluft betriebenem Bär bearbeitet wird. Schließlich kann der Hammer noch
als reiner Luftverdichter zum Antrieb beliebiger Druckluftwerkzeuge dienen, so daß
für diese Arbeiten die Anschaffung eines besonderen Verdichters erspart wird.
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Andere Einzelheiten und wertvolle Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes
sind in der weiteren Beschreibung erwähnt.
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Die Zeichnung veranschaulicht in vereinfachter Darstellung eine Ausführungsform
eines -Hammers gemäß der Erfindung, und zwar sind Abb. i Längsschnitt in einer Ebene,
die durch die Bärachse, die Schieberachse und die Arbeitszylinderachse geht, und
zwar in Stellung für vollen Schlag (diese Schnittebene ist in Abb. 2 bis 4 mit I-I
bezeichnet), Abb. 2 und 3 Schnitte gemäß den Linien II-II und III-III der Abb. i
unter Fortlassung der im Arbeitszylinder und im Bärzylinder vorhandenen Maschinenteile,
Abb. 4 Schnitt gemäß Linie IV-IV der Abb. i, Abb.5 vergrößerter Schnitt entsprechend
Abb. i, aber nur durch den Verteilschieber und seine Führungshülse, Abb. 6 bis i
i Querschnitte nach den Linien V I-VI bis XI-XI der Abb. 5, Abb. 12 bis 15 und 16
bis i9 Schnitte entsprechend denen der Abb. i bis 4 für die Fälle, daß der Bär hochgehalten
und, aufgesetzt ist, wobei die Schnitte mit den Linien XII-XII bis XIX-XIX entsprechend
den Linien I-I bis IV-IV bezeichnet sind, Abb. 2o und 21 Schnitte entsprechend denen
der Abb.2 und 3 in Arbeitsstellung für leichte Schläge, Abb. 22 und 23 Querschnitte
entsprechend den Schnitten II-II und III-III, aber in Stellung für Leerlauf, Abb.24
und 25 Querschnitte entsprechend den Schnitten II-II und III-III der Abb. i, aber
in einer Stellung, bei der der Arbeitskolben verdichtete Luft in einen Behälter
schickt und den angehobenen Bär hält, Abb.26 Ansicht eines zu Abb. 24 und 25 gehörigen
Hahnes, Abb. 27 und 28 Querschnitte entsprechend den Schnitten II-II und 111-III
der Abb. i, aber in einer Stellung, bei der der Arbeitskolben ausschließlich zum
Fördern von Druckluft in einen Behälter dient, Abb. 29 und 30 Querschnitte
entsprechend den Schnitten II-II und III-III der Abb. i in einer Stellung für Druckluftgetriebe
des Hammers, Abb. 31 Vorderansicht des Hammers, Abb. 32 senkrechter Schnitt
nach Linie XXXII-XXXII der Abb. 31.
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In den verschiedenen Abbildungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen
gleiche Teile. Gemäß Abb. i bis 4 hat der als Senkrechthammer ausgebildete Hammer
einen Arbeitskolben 2, der in später zu beschreibender Weise in einer Hülse 3 bewegt
wird, die in einem Arbeitszylinder 4 liegt. Diese Hülse enthält einerseits (Öffnungen
3a, 3b, die mit Kanälen 5, 6 eines Zylinderblockes 47 zwischen dem Arbeitszylinder
4 und einem Bärzvlinder 7 in Verbindung kommen können; der Bärzylinder 7 enthält
den Bär B. Andererseits sind in der Hülse Öffnungen 3d, 3f vorhanden, die mit Öffnungen
i3'a, 13#b (Abb. 2 und 3) zur Deckung kommen können. Der Durchlauf der Luft durch
die Kanäle 5, 6 ist durch .ein Verteilglied beherrscht, das die Gestalt eines Schiebers
9 aufweist und in Abb. 5 bis i r im einzelnen dargestellt ist.
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Für volle Schlagstellung ist der Schieber gemäß Abb. i bis 4 eingestellt.
Hierbei kann während des Aufwärtshubes des Arbeitskolbens 2 die über ihm befindliche
Luft unmittelbar vom Raum 4a des Zylinders 4 in den Raum 714 des Zylinders 7 oberhalb
des Bärs überströmen, und zwar durch einen Kanal 9a des Schiebers g. Gleichzeitig
wird im Raum 4b des Zylinders 4 durch den Arbeitskolben 2 an dessen Unterseite die
Luft angesaugt, die im i Raum 4b des Zylinders 7 unterhalb des Bärs 8 vorhanden
ist, und zwar durch einen Kanal 9b des Schiebers g. In derselben Schieberstellung
ist ein im Inneren eines Deckels 15 vorhandener Raum 14, der durch einen Kanal i4a
i ständig mit einem Behälter i2 in Verbindung steht, an die Außenluft angeschlossen,
da ein Kanal 9f einerseits an den Behälter i2 und andererseits an einen Kanal
99 mündet, der zu einem Behälter 13 mit unmittelbarer Außenluftverbindung
führt.
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Die Bewegung des Arbeitskolbens 2 erzeugt also eine gleichlaufende
Bewegung des Bärs 8, der gleichzeitig einem Druck auf eine Fläche im Raum 7a und
einem Unterdruck auf die i gegenüberliegende Fläche im Raum 7b unterworfen wird.
Der Bär 8 wird dadurch heftig auf das Arbeitsstück geschleudert.
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Beim Abwärtsgang des Arbeitskolbens 2 ist der Bär einerVerdichtung
an seiner Unter- i seite im Raum 7b und einer Ansaugung an seiner Oberseite im Raum
7a unterworfen.
Beim Annähern des Bärs an das obere Hubende kommt
ein an ihm befestigter Fortsatz 8a in eine Öffnung i46 des Deckels 15 und
schließt damit ein dämpfendes Luftkissen ein, dessen nachherige Entspannung dann
sehr wirksam zum Wiederabwärtsschleudern des Bärs dient. Damit dieses Abwärtsschleudern
nicht behindert wird, ist ein Ansaugventil beispielsweise in Gestalt einer Kugel
i4d vorgesehen, die durch freies Abwärtsfallen der Außenluft das Anfüllen des Raumes
zwischen dem untersten Teil des Deckels 15 und dem Boderi des Bärs ermöglicht.
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Der Schieber 9 kann längs seiner Achse verschoben werden, indem beispielsweise
eine mit ihm zusammenhängende Zahnstange io mittels eines Zahnrades i i angetrieben
wird, dessen Welle iia von außen durch einen Handhebel 5o (Abb.3i) oder eine Fußhebelstange
51 antreibbar ist.
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Wenn der Schieber 9 in die Stellung gemäß Abb. 1.2 bis 15 gebracht
wird, kommt der Raum 4a über dem Arbeitskolben 2 durch einen Kanal gd gleichzeitig
mit dem Raum 7a, ferner durch den Kanal gf (Abb. 13) mit dem Behälter 12
und durch den Kanal 99 mit dem Behälter 13 in Verbindung. Während seiner
Bewegung arbeitet der Arbeitskolben 2 also nur mit Ansaugen und Ausstoßen von Außenluft,
und die Räume 7a, 14 stehen mit der Außenluft in Verbindung.
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In der erwähnten Stellung des Schiebers 9 steht der Raum 46 unter
dem Arbeitskolben mit einem Kanal gb (Abb. 14) in Verbindung, der gegenüber einer
in der Wandung eines Luftbehälters 17 vorgesehenen Öffnung 17a mündet. Die Wandung
dieses Behälters 17 enthält noch eine zweite Öffnung 17b (Abb. 15),
und
gegenüber dieser mündet ein Raum 9i des Schiebers g. In diesen Raum 91 mündet ein
Kanal gk (Abb. 5). Ein Ventil qm ist durch eine Feder ständig in eine Lage gedrückt,
in der es die Verbindungsöffnung des Kanals ck zum Raum gl versperrt. Dieses Ventil
hält somit im Kanal gk die Luft zurück, die vorher hineingefördert wurde, da der
Druck im Raum 91 infolge des Abwärtsganges des Arbeitskolbens 2 die Federspannung
überwand. Dieses Ventil ist, wie ersichtlich, sehr . nahe am Raum 76 gelegen, in
dem es die verdichtete Luft zurückzuhalten hat. Der Kanal gk steht in Verbindung
mit dem Raum 76 (Abb. 12) unter dem Bär, und dadurch wird dieser ge-, hoben. Während
der Arbeitskolben 2 wieder hochgeht, herrscht Ansaugdruck im Raum 46, Kanal 6, Kanal
gk, Öffnung 17a, Behälter 17, Öffnung i76 und Raum 9f. Das Rückschlagventil qm liegt
an seinem Sitz, und der Bär 8 bleibt infolgedessen gehoben. Die genannte Ansaugung
bringt ein zweites Ventil 911, das die Verbindung zwischen dem Raum 91 und
einem Raum 9n herstellt, gegen den Raum c )i Anliegen, und dieser steht durch eine
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Öffnung 917 mit dem Außenluftbehälter 13 in Verbindung.
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Es ergibt sich, daß der Luftweg im Schieber sehr kurz ist infolge
der Aneinanderlagerung der von der Luft durchlaufenden Kanäle und Räume in sehr
dichter Nachbarschaft untereinander und in Richtung der Achse des Schiebers 9, wobei
außerdem die Kanäle in der Achsenebene der Zylinder und im wesentlichen quer zu
diesen Achsen liegen.
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Zum Aufsetzen des Bärs 8 wird der Schieber 9 in die Stellung nach
Abb. 16 bis ig gebracht. Hierbei schiebt der abwärts gehende Arbeitskolben 2 Luft
aus dem Raum 4b durch den Kanal 6 in einen Kanal gT (Abb. 16 und i8), und dieser
mündet im Raum 91 (Abb. i6). Die verdichtete Luft stößt das Ventil 9m gegen
den Kanal gk und drückt das Ventil 9a auf seinen Sitz. Der Kanal gk ist durch die
Öffnung 17a mit dem Luftbehälter 17 (Abb. 18 und ig) verbunden. In der Wandung dieses
Behälters ist eine weitere Öffnung i7d (Abb. 17 und i g) vorhanden, und gegenüber
dieser mündet ein Kanal gs, der andererseits in den Teil des Kanals 5 (Abb.
17) mündet, der mit dem Raum 7a über dem Bär zusammenhängt. Der Kanal gs
mündet ferner in den Behälter 12, der über den Kanal 14` mit dem Raum 14 des Deckels
15 des Zylinders 7 in Verbindung steht. Der Bär wird somit nach unten hin
aufgesetzt, und zwar nicht nur durch seine im Raum 7a liegende Fläche, sondern auch
durch die Fläche im Raum 14. Während des Abwärtsganges des Arbeitskolbens :2 wird
Luft in den Raum 4a eingesaugt, und zwar durch den Teil des Kanals 5, der dort einmündet,
und durch einen weiteren Kanal gt, der andererseits in den Behälter 13 und in die
Außenluft mündet. Somit entsteht über dem Arbeitskolben 2 kein schädlicher Unterdruck.
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Während der Arbeitskolben 2 wieder hochgeht, bewirkt die im Raum 46
entstehende Ansaugung, daß das Rückschlagventil 9m verstärkt auf seinem Sitz festgehalten.
wird, mit der Folge, daß über dem Bär der Druck aufrechterhalten wird, der diesen
abwärts drückt, und daß das zweite Rückschlagventil von seinem Sitz abgehoben wird,
mit der Folge, daß der Raum 46 mit der Außenluft in Verbindung kommt durch den Raum
gn, die Öffnung 911 und den Behälter 13. Während des Wiederhocbgehens des Kolbens
wird die Luft des Raumes 4a durch den Kanal gt und den Behälter 13 in die Außenluft
ausgeschoben.
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Wenn an Stelle der Durchführung des vollen Schlages, wie dies in der
Stellung nach Abb. i bis 4 geschieht, ein leichter Schlag mit beliebig regelbarer
Stärke durchgeführt
werden soll, wird der Schieber g in der Stellung
nach Abb. 1 bis 4 gelassen, aber die Hülse 3 wird bis zu einer Stellung gemäß Abb.2o
und 21 gedreht. In dieser Stellung sind die Öffnungen 3a, 3b nur noch teilweise
mit den Kanälen 5, 6 in Deckung, während die Öffnungen 3d, 3f sich teilweise mit
den Öffnungen 13'a, 13'b decken, die zu einem Behälter 13' mit Außenluftverbindung
führen. Durch passende Anordnung der Öffnungen 13'a, 13'b ist erreichbar, daß beim
Aufwärtsgang des Arbeitskolbens 2 ein Teil der Luft im Raum 4a in die Außenluft
und ein anderer Teil in den Raum 7a über .dem Bär geführt wird, während die darunter
im Raum 4b angesaugte Luft teils aus der Außenluft und teils aus dem Raum 7b unter
-dem Bär kommt. Die Antriebskraft dient also einzig zum Verschieben des Bärs mit
der gewünschten Stärke.
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Falls die Arbeit des Hammers beim Anhalten des Antriebsmotors unterbrochen
werden soll, werden die Steuerteile in die Stellung der Abb. 22,23 gebracht.
Hierbei decken sich die Öffnungen 3d, 31 vollständig mit den Öffnungen
13'a, 13'b, während die Öffnungen 3a, 3b völlig außer dem Bereich der Öffnungen
5, 6 sind. Der Arbeitskolben 2 saugt dann nur Außenluft an und bläst sie an die
Außenluft aus.
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Der Arbeitskolben zy kann auch zum Fördern verdichteter Luft in einen
Behälter benutzt werden. Hierzu werden die Steudrteile beispielsweise in die Stellung
gemäß Abb. 24, 25, 32 gebracht.
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In dieser Stellung liegt die Öffnung 3a vor einem Kanal 18, und dieser
mündet mit Bohrungen 1811 in die Außenluft, da ein diese Bohrungen gewöhnlich unter
der Einwirkung einer Feder 2o verschließendes Ventil 1g von diesen Bohrungen entfernt
ist. Die Öffnung 3d liegt vor einem Kanal 21, der mit einem Kanal 22 verbunden ist,
wenn ein diesen Kanal gewöhnlich unter der Einwirkung einer Feder 24 verschließendes
Ventil 23 von der Mündung des genannten Kanals 21 entfernt ist. Der Kanal
?-2 kann mit einem Kanal 2,5 in Verbindung kommen, wenn ein Ventil 26 von
seinem Sitz abgehoben wird. Der Kanal -25
mündet gegenüber der Öffnung 3f.
Gegenüber der Öffnung 3b mündet ferner ein Kanal a7, der mit einem Kanal
28 in Verbindung kommen kann, wenn ein gewöhnlich den Kanal 27 unter der
Einwirkung einer Feder 30 verschließendes Ventil 25h vom Ende dieses
Kanals abgehoben wird. Der Kanal 28 kann mit einem Druckluftbehälter 31, der teilweise
in Abb.31 dargestellt ist, in Verbindung gebracht werden. Ein Kanal 32 mündet im
Kanal 28 und umgibt das Gehäuse des Ventils 1g, das am Umfange vollständig
abgeschlossen ist. Der Kanal 5 steht durch eine Rinne 3g mit einem Kanal 33 in Verbindung,
während der Kanal 6 durch eine Rinne 3h mit dein Kanal 34 verbunden ist.
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Ein Hahn 35 (Abb. 26) ist so angebracht, daß ein Teil 35a sich in
der Stellung gemäß Abb.24 befindet, während ein anderer Teil 35b in der Stellung
gemäß Abb.25 ist. In der Stellung des Teils 35" ist ein in den Kanal 32 mündender
Kanal 36 getrennt vom Kanal 33 und ferner von einem Kanal 37, der einerseits zum
Behälter 13 und andererseits zum Kanal 33 führt. In der gegebenen Stellung des Teils
35b ist ein Kanal 38 in Verbindung mit dem Kanal 34, und diese beiden Kanäle sind
von einem Kanal 39 getrennt, der zum Behälter 13 führt.
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Wird angenommen, daß der Arbeitskolben 2 abwärts geht, so saugt er
im Raum 4a (Abb.24 und 32) Außenluft an, indem er das Ventil 1g vom Sitz abhebt
und das Ventil 23 auf den Sitz drückt. Gleichzeitig fördert er verdichtete Luft
zum Behälter durch den Kanal 28 (Abb.25), indem das Ventil 26 auf den Sitz
gedrückt und -das Ventil 29 von seinem Sitz abgehoben wird (Abb.32). Gleichzeitig
geht verdichtete Luft durch den Kanal 38, die Nut 311 und den Kanal 6 unter den
Bär, während die Luft über dem Bär durch den Kanal 5, die Rinne 39, die Kanäle 33,
37 und den Behälter 13 in die Außenluft entlassen wird.
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Wenn der Kolben 2 wieder hochgeht, drückt die von seiner Oberseite
geförderte Luft das Ventil 1g, auf den Sitz und hebt die Ventile 23, 26, 29 von
ihren Sitzen ab. Ein Teil der verdichteten Luft geht in den Kanal 28 zum Behälter
und in den Kanal 38 unter den Bär, während der übrige Teil den Raum 4b unter
dem Kolben 2 ausfüllt. Dieser Teil der Luft hilft somit dem Kolben 2 bei seinem
Aufwärtsgang und wird beim nacbherigen Abwärtsgang in den Behälter 31 gefördert.
Die Förderung der Luft vom Raum 4a zum Behälter in zwei Absätzen ermöglicht es,
die an den Kolben 2 angeschlossenen Teile leichter auszubilden, als wenn die Förderung
in einem einzigen Absatz erfolgte. Trotz dieser Erleichterung sind die Teile noch
reichlich genügend für den Fall, daß der Kolben 2 den Bär unmittelbar bewegt. Die
Förderung in zwei Absätzen hat noch den weiteren Vorteil, daß ein Motor geringerer
Leistung verwendet «erden kann.
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Durch das andauernde Aufrechterhalten des Druckes der verdichteten
Luft unter dem Bär bleibt dieser hochgehoben, selbst wenn leichtere L ndichtheitsverluste
zwischen ihm und dem Zvlinder entstehen. Zu beachten ist, daß auch Druckluft in
den Behälter gefördert werden kann, wenn der Hahn 35 statt in seiner Stellung gemäß
Abb.24, 25 sich in der Stel-
Jung gemäß Abb.27, 28 befindet. In
diesem letzteren Falle geht nämlich alles wie bei Abb. 24, 25 vor sich, nur fördert
der Arbeitskolben 2 beim Aufwärtsgang nicht mehr einen Teil der verdichteten Luft
in den Kanal 38. Jede Verbindung zwischen dem Bärzylinder ? oder anderen Teilen
des Hammers ist vollständig unterbrochen.
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Wenn der Bär 8 einzelne kräftige Schläge ausführen soll, wird Druckluft
zu Hilfe genommen. Hierzu wird der Hahn 35 in die Stellung nach Abb. 29,
30 gebracht, und die übrigen Steuerteile bleiben in der Stellung gemäß Abb.24,
25. In dieser Einstellung kommt die Luft vom Behälter über die Kanäle 28, 32, 36,
33, die Nut 39 und den; Kanal 5 über den Bär, während die Luft unter dem Bär durch
den Kanal 6, die Nut 311, die Kanäle 34, 39 und den Behälter 13 an 'die Außenluft
entweichen kann. Um den Bär 8 anzuheben, braucht nur der Hahn 35 wieder in die Stellung
nach Abb. 24, 25 gebracht zu werden.
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Die Verstellungen des Hahnes 35 können durch Angriff am Hebel 50 oder
der Stange 5i bewirkt werden, nachdem ein Einrückwerk 52 in solche Stellung gebracht
ist, daß es die Mitnahme des Hahnes bewirkt. Die Drehung der Hülse 3 kann durch
Angriff an einem Handrad 53 (Abb. 3i) bewirkt werden, auf dessen Achse eine Schnecke
53a (Abb. i, i2, 16) sitzt, die in einen Schneckenradbogen der Hülse 3 eingreift.
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Gemäß der Erfindung kann ferner das Getriebe zum Verschieben des Arbeitskolbens
:2 oberhalb dieses Kolbens untergebracht werden. Gemäß Abb. 32 ist der Arbeitskolben
2 durch ein Gelenk 4o an zwei Schubstangen 41, 42 angeschlossen, die beiderseits
des Zylinders 4 liegen. Diese beiden Schubstangen sind je an eine Kurbelscheibe
43, 44 angeschlossen, und diese sitzen auf einer Welle 45 einer über dem Zylinder
4 gelagerten Riemenscheibe 46. Diese Riemenscheibe ist durch einen Riemen 54 von
einem Motor 48 (Abb. 31) antreibbar, der am Hammer angebracht ist. Hierdurch kann
dieses Ganze auf ein beliebiges Maschinengestell aufgesetzt oder an irgendeinem
Tragwerk angehängt werden.
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Wie ersichtlich, ist die Erfindung nicht ausschließlich auf das dargestellte
Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern eine ganze Reihe von Abwandlungen hinsichtlich
der Gestalt, Anordnung und Art der Einzelteile können sich in der Ausführung ergeben,
ohne aus dem Rahmen der Erfindung zu fallen.