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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein elastisches Seil mit Einrichtungen
zu dessen Befestigen an einem Gegenstand.
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US-A-2.130.585
offenbart eine flexible, zusammendrückbare Schnur, die aus einem
geflochtenen Textilmaterial gebildet ist. Gespaltene Metalleinfassungen
umgeben die Schnur. Die Schnur wird dann zwischen den Einfassungen
geschnitten. Ein im Allgemeinen zylinderförmiges endständiges Element,
das mit einer sich auswärts
verjüngenden Sackbohrung
versehen ist, nimmt den geschnittenen Endbereich der Schnur auf.
Der geschnittene Endbereich kann mit einem Leimmaterial beschichtet
worden sein.
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GB-A-993510
beschreibt eine Endpassung für
ein flexibles Seil, das zum Aufnehmen des Seilendes eine einen Hohlraum
umfassende Umhüllung umfasst.
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Erfindungsgemäß ist ein
dehnbares, elastisches Seil bereitgestellt, das umfasst:
- (a) eine Vielzahl von Strängen aus einem synthetischen
elastischen Polymermaterial;
- (b) wobei im Wesentlichen die gesamte Länge der Vielzahl von Strängen in
einer Ummantelung eingeschlossen ist, die radialen Druck auf die
Vielzahl von Strängen
ausübt,
wodurch die Vielzahl von Strängen
axial gedehnt wird;
- (c) eine Einrichtung zum Befestigen der freien Enden der Stränge an einem
Gegenstand, wobei die Befestigungseinrichtung an dem Endbereich
des Seils angeordnet ist und umfasst:
- (I) eine Abschlusskappe, die an den Enden der Stränge mit
einem Leim oder Klebstoff befestigt ist, wobei der Leim oder Klebstoff in
die Zwischenräume
zwischen einzelnen Strängen
eindringt. so dass eine Bindung zwischen den Strängen und der Abschlusskappe
erzeugt wird; und
- (II) eine Hülse,
die unmittelbar an die Abschlusskappe angrenzend angeordnet ist
und einen Abschnitt mit verringertem Durchmesser aufweist, der radialen
Druck auf die Stränge
darin ausübt, wodurch
die Stränge
durch Reibungskräfte
in der Hülse
befestigt werden.
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Ein
derartiges Seil kann in einer Apparatur verwendet werden, in welcher
ein Gewicht durch einen hydraulischen Kolben angehoben und unter
der Schwerkraft und einer Vorspannkraft des Seils fallen gelassen
wird.
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Die
Einrichtung zum Erzeugen der Vorspannkraft, um das Gewicht am Gegenstand
nach unten zu treiben, wenn der Kolben den höchsten Punkt seiner Hebebewegung
erreicht, umfasst ein elastisches Polymermaterial, das unter Druck und/oder
unter Dehnung zum Speichern von Energie wirkt, während das Gewicht durch den
hydraulischen Kolben vom Gegenstand zurückgezogen wird.
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Typischerweise
umfasst das Seil eine Vielzahl von geradlinigen, ungezwirnten einzelnen
Strängen
aus einem geeigneten elastischen Polymer oder einem Gemisch von
Strängen
aus verschiedenen elastischen Polymeren. Das aus den einzelnen Strängen gebildete
Seil wird von einer Hülse
ummantelt, um eine kohärente
Struktur am Seil zu bilden und eine Beschädigung der Stränge aufgrund
eines Abriebs und/oder Kontakts mit Hydraulikflüssigkeiten oder dergleichen
zu verringern. Der Einfachheit halber wird der Begriff innere Struktur
des Seils zum Benennen der Polymerstränge innerhalb der Schutzummantelung
und der Begriff Seil zum Benennen der gesamten Konstruktion der
Stränge
und der Schutzummantelung verwendet. Vorzugsweise liegt eine derartige
Ummantelung in Form eines geflochtenen, relativ undehnbaren Textilgarns
vor, das z.B. mithilfe einer herkömmlichen Flechtmaschine aufgebracht wird,
um eine eng sitzende Ummantelung an der inneren Struktur des Seils
zu bilden, während
die innere Struktur des Seils in einem gedehnten Zustand gehalten
wird. Typischerweise macht diese Dehnung 40 bis 200% des nicht gespannten
Zustandes der Gummistränge
vor deren Eintritt in den Flechtvorgang aus. Durch Entspannen der
Spannung der inneren Struktur des Seils verhindert die enge Passung
der Ummantelung an der inneren Struktur des Seils vorzugsweise ein
vollkommenes Zurückziehen
der inneren Struktur des Seils in der Ummantelung. Typischerweise
wird die innere Struktur des Seils durch die Schutzummantelung in
einer Dehnung von 25 bis 150%, vornehmlich von 40 bis 100% über ihre
nicht gespannte Länge
hinaus gehalten. Typischerweise werden derartige Seile gemäß der Spezifizierung
Nr. BS 3F70:1991 der Britischen Standards (Aerospace Series) hergestellt
und sind zur Verwendung z.B. im Fangseilmechanismus für Flugzeug-
und Flugzeugträgerlandedecks
im Handel erhältlich.
Der Einfachheit halber wird die Erfindung hier nachstehend in Bezug
auf die Verwendung eines Seils beschrieben, das aus einer Vielzahl
von Strängen
aus einem Polymermaterial hergestellt ist.
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Vorzugsweise
handelt es sich bei den elastischen Polymeren zur gegenwärtigen Verwendung um
diejenigen, die unter Spannung durch Spannung ausgelöste Kristallisation
aufweisen, da wir herausfanden, dass derartige Polymere während der
Verwendung eine längere
Lebensdauer aufweisen. Typisch für
derartige Polymere sind Natur- und Synthesekautschuke, vornehmlich
Polyisopren-, Polychloropren- und Poly(cis)isoprenkautschuke; Butadien-
und Styrol-Butadien-Kautschuke, Polyurethankautschuke; Polyalkylenkautschuke,
z.B. Isobutylen-, Ethylen- oder Polypropylenkautschuke; Polysulfon-,
Polyacrylat-, Perfluorkautschuke und halogenierte Derivate und Legierungen
oder Mischungen derartiger Kautschuke. Die Verwendung von Naturkautschuk,
Chloropren- oder Syntheseisoprenkautschuken ist besonders bevorzugt.
Der Einfachheit halber wird die Erfindung hier nachstehend in Bezug
auf die Verwendung einer Vielzahl von Strängen aus einem Naturkautschuk
zum Bilden der inneren Struktur für das Seil beschrieben.
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Das
Seil kann jede beliebige Größe, jeden beliebigen
Querschnitt und jede beliebige Länge
unter Berücksichtigung
der zu erzielen gewünschten Auftreffgeschwindigkeit
des Gewichts aufweisen. Jedoch fanden wir heraus, dass es nötig ist,
die innere Struktur des Seils unter Spannung zu jeder Zeit, vornehmlich
dann, wenn sich das Gewicht in seiner Ruheposition befindet, zu
schützen,
so dass die einzelnen Stränge
in der inneren Struktur des Seils zu jeder Zeit unter Spannung und
somit zu jeder Zeit unter durch Spannung ausgelöster Kristallisation gehalten werden.
Wie vorstehend angegeben, erfolgt zumindest ein Teil der Dehnung
aufgrund der engen Passung der Ummantelung an der inneren Struktur
des Seils. Jedoch ist es bei Verwendung in einer Hammeranordnung
bevorzugt, die Befestigungen für
das Seil an der Hammeranordnung derart zu lokalisieren, dass das
Gewicht in seiner Ruheposition dem Seil eine um mindestens 15% weitere
Dehnung verleiht, wobei diese weitere Dehnung darüber hinaus
die in ihrem wie vorstehend beschrieben gefertigten ummantelten
Zustand verliehene Dehnung ist. Jedoch ist es bevorzugt, dass der
maximale Aufwärtshub
des Gewichts das Seil nicht um mehr als 95% seiner Länge im wie
gefertigten ummantelten Zustand dehnen sollte. Es ist ebenfalls
bevorzugt, dass der zusätzliche
Hub des Gewichts, der wie vorstehend beschrieben während einer Überschreitung
auftreten kann, nicht zulässt,
dass das Seil zum nicht gedehnten Zustand seiner ummantelten Form
zurückkehrt.
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Das
Seil kann an dem Gewicht, an dem das Gewicht tragenden Bügel oder
einem beliebigen anderen Teil der Hammeranordnung befestigt werden, der
sich mit dem Gewicht während
dessen Fallens nicht bewegt, um den statischen Verankerungspunkt für das Seil
bereitzustellen. Das Seil kann unter Verwendung einer beliebigen
geeigneten Befestigungseinrichtung befestigt werden.
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Wir
entwickelten eine wie hier beschriebene besonders kompakte und wirksame
Einrichtung zum Befestigen der Enden der Stränge des Seils an Ort und Stelle
in einer Abschlusskappe (oder endständigen Spulenkörpereinheit),
die einer Ablösung
während
des wiederholten Spannens und Lockerns des Seils widersteht. Die
Abschlusskappe ist in einer geeigneten Vertiefung oder Schale lokalisiert,
die an den Verankerungspositionen am Gewicht und an der Hammeranordnung
mit dem Seil in gespanntem Zustand, wenn sich das Gewicht wie vorstehend
beschrieben in seiner Ruheposition befindet.
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Zum
Erzielen einer Befestigung werden die freien Enden der die innere
Struktur des Seils bildenden Polymerstränge mithilfe eines Leims oder
Klebstoffs in einer Metall- oder anderen starren Abschlusskappe
am Ende des Seils erfasst. Wir fanden heraus, dass der Leim oder
Klebstoff in die Zwischenräume
zwischen den einzelnen Strängen
eindringt, so dass eine Bindung zwischen den Strängen und der Abschlusskappe
erzeugt wird. Falls gewünscht,
können
die Stränge,
vornehmlich im Falle von Natur- oder Syntheseisopren- oder -chloroprenkautschuken,
einer Vorbehandlung unterzogen werden, um die Haftung des Leims
oder Klebstoffs an den Strängen
zu verbessern. Jedoch ist die herkömmliche Vorbehandlung von vulkanisierten
Kautschukoberflächen
mit Schwefelsäure
nicht durchführbar.
Wir bevorzugen es, die freigelegten Oberflächen der Kautschukstränge mit
einem durch Feuchtigkeit ausgehärteten
Cyanoacrylatleim zu behandeln und die behandelten Stränge auf
eine Epoxidharzschicht an der Abschlusskappe aufzubringen. Wir fanden heraus,
dass das Epoxidharz während
seiner Aushärtung
eine verlässliche
Bindung mit dem Cyanoacrylatharz an den Strängen erzeugt, um eine zufrieden
stellende Bindung zwischen den Strängen und der Abschlusskappe
bereitzustellen, die einem wiederholten Spannen und Zurückziehen
des Seils während
der Verwendung widerstehen kann.
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Bei
der Abschlusskappe kann es sich lediglich um eine Querplatte handeln,
an welcher die Enden der Stränge
befestigt werden und die ein Querelement bereitstellt, das in den
Verankerungspunkten an der Hammeranordnung sitzt. In einigen Fällen, vornehmlich
bei Seilen von kleinem Außendurchmesser,
kann die Abschlusskappe durch einen Überschuss an Leim oder Klebstoff
bereitgestellt werden, der einen Festkörper mit den Strängen am
Ende des Seils erzeugt, wobei der Festkörper als Spulenkörpereinheit
wirken kann. Jedoch ist es bevorzugt, die Abschlusskappe in Form
einer Schale zu bilden, in welche die freien Enden der Stränge eingesetzt
und durch den Leim oder Klebstoff befestigt werden.
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Zum
Minimieren des Risikos der Abtrennung der Stränge von der Abschlusskappe
ist als sekundäre
Befestigungseinrichtung unmittelbar an der Abschlusskappe angrenzend
eine Hülse
bereitgestellt. Die Hülse
ist auch an den Strängen
befestigt und arbeitet mit der Abschlusskappe zusammen, um einen Schutz
der Abschlusskappe vor mindestens einem Teil der auf das Seil aufgebrachten
Spannung bereitzustellen. Die Hülse
wird an den Strängen
der inneren Struktur des Seils befestigt und stellt ein Element bereit,
an welchem die Abschlusskappe sitzen kann, um eine geschlossene
Spulenkörpereinheit
bereitzustellen. Die Hülse
greift die Stränge
durch Reibung über
mindestens einen Teil ihrer Länge,
indem sie z.B. um einen Abschnitt mit verringertem Durchmesser,
der die Stränge
damit zusammendrücken
kann, gequetscht oder auf andere Weise damit geformt wird. Die Hülse absorbiert
zumindest einen Teil jeglicher auf das Seil aufgebrachter Spannung
und verringert die auf die Leim- oder
Klebstoffbindung zwischen den Strängen und der Abschlusskappe
aufgebrachten Belastungen.
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Die
Hülse wird
durch Verringern ihres Innendurchmessers über zumindest einem Teil ihrer
Länge an
den Strängen
befestigt. Während
die Stränge
gedehnt werden, verringert sich deren Außendurchmesser, und der Abschnitt
mit verringertem Durchmesser ist derart bemessen, dass er die Stränge bei der
während
der Verwendung erwarteten maximalen Dehnung des Seils durch Reibung
radial greift. Typischerweise verringert sich der Außendurchmesser des
Seils auf etwa 20 bis 45% seines nicht gespannten Durchmessers.
Der Abschnitt mit verringertem Durchmesser der Hülse weist daher vorzugsweise
einen Innendurchmesser auf, der 15 bis 40% des Durchmessers des
Seils in seinem ummantelten, jedoch sonst nicht gespannten Zustand
beträgt.
Vorzugsweise weist der Abschnitt mit verringertem Durchmesser der
Hülse eine
Achsenlänge
auf, die das 0,5- bis 3fache des Innendurchmessers der Hülse über diesen
Abschnitt ihrer Länge
beträgt.
Vorzugsweise erfolgt die Verringerung des Durchmessers fortschreitend,
z.B. als eine sich verjüngende Konvergenz
und Divergenz der Enden der Hülse,
und nicht schrittweise, sodass jegliches Risiko des Einschneidens
der äußeren Ummantelung
oder der inneren Stränge
des Seils verringert wird.
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In
einem alternativen Herstellungsverfahren werden die Stränge des
Seils gedehnt, bevor die Hülse
angebracht wird, sodass deren Außendurchmesser auf den gewünschten
Grad verringert wird. Die Hülse
wird dann z.B. durch Quetschen einer geteilten Hülse oder durch Binden einer
Schnur, eines Drahts oder eines Streifens unter Bildung der Hülse in situ um
die gedehnten Stränge
an die gedehnten Stränge angebracht,
und die Stränge
werden dann entspannt, um sich axial zusammen zu ziehen und sich
radial gegen die Einschränkung
der Hülse
auszudehnen. In diesem Fall muss die Hülse keinen Abschnitt mit verringertem
Durchmesser aufweisen und übt
aufgrund der radialen Dehnung der Stränge eine radiale Druckkraft
auf die Stränge
aus, wodurch die Stränge durch
Reibungskräfte
in der Hülse
befestigt werden.
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Falls
gewünscht,
kann die Hülse
mit einem taillierten Abschnitt geformt werden, über welchem die freien Enden
der Stränge
herausragen, um einen auseinander laufenden, gespreizten Abschnitt
zu bilden. Dieser Abschnitt ist in der Abschlusskappe lokalisiert,
die den Klebstoff zum Binden der Enden der Stränge an dass Innere der Kappe
trägt.
Der radiale Rand der Kappe greift in Presspassung oder eine anderen
Passung in den Rand der Hülse
ein. Das freie Ende der Hülse
kann mit einer inneren Aufweitung, z.B. mit einem eingeschlossenen Öffnungswinkel
von 120 bis 60°,
geformt sein, sodass sich die freien Enden der Stränge aufspreizen
können,
um der Aufweitung der Hülse
zu folgen. Die Abschlusskappe kann ein kegelförmiges Element tragen oder
damit geformt sein, das sich axial in den gespreizten Abschnitt
der Stränge
erstreckt. Im Falle einer axialen Bewegung der Stränge in der
Hülse wird
dieses kegelförmige Element
mit den Strängen
in den aufgeweiteten Abschnitt der Hülse gezogen und übt eine
zusätzliche radiale
Klemmhandlung aus, um die Stränge
zwischen der Außenfläche des
kegelförmigen
Elements und der Innenfläche
der Hülse
zu fassen.
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Die
Abschlusskappe kann durch einen Leim, vornehmlich ein Epoxidharz
an dem elastischen Polymermaterial befestigt sein, und die Stränge können eine
Behandlung mit einem Cyanoacrylatharz durchlaufen.
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Folglich
enthält
die Befestigungseinrichtung ein Hülsenelement, das zum Zusammenarbeiten
mit der Abschlusskappe und zum Verringern der auf die Abschlusskappe
durch die Stränge
aufgebrachten Spannung geeignet ist, wobei das Hülsenelement eine radiale Druckkraft
auf die Stränge
ausübt,
wodurch die Stränge
in der Hülse
durch Reibungskräfte befestigt
werden.
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Vorzugsweise
ist im Wesentlichen die gesamte Länge der Stränge aus Polymermaterial in
der Schutzummantelung oder Flechte eingeschlossen, die eine radiale
Druckkraft auf die Stränge
ausübt, wodurch
die Stränge
zwischen der Befestigungseinrichtung von 25 auf 150% ihres nicht
zusammengedrückten
und nicht gespannten Zustandes gedehnt werden.
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Das
elastische Seil der Erfindung ist beim Bereitstellen der Vorspannkraft
in einer hydraulischen Hammerapparatur von besonderer Verwendung.
Jedoch kann es einen breiten Bereich anderer Verwendungen, wo es
erwünscht
ist, Energie in einem gedehnten, elastischen Element, das eine Befestigung
an den Enden erfordert, zu speichern, z.B. als Gegengewichtsmechanismus
für einen
Kipptormechanismus oder eine Hebebühne, finden.
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Die
Apparatur der Erfindung wird nun veranschaulichenderweise in Bezug
auf bevorzugte Formen der Apparatur beschrieben, wie sie schematisch in
den beiliegenden Zeichnungen dargestellt ist, in welchen 1 ein
Senkrechtschnitt durch die hydraulische Kolbenanordnung eines angetriebenen Hammers,
der zum Brechen von Beton unter Einbringung eines elastischen Seils
geeignet ist, zum Bereitstellen der Vorspannkraft der Erfindung
ist; 2 eine detaillierte Ansicht der Einrichtung zum
Dehnen des elastischen Seils während
des Einbaus in die Apparatur von 1 ist; und 3 eine
axiale Querschnittansicht der endständigen Spulenkörpereinheit an
einem Ende des in der Apparatur von 1 verwendeten
elastischen Seils ist.
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In
der Apparatur von 1 ist ein Gewicht 1 entlang
detaillierter in den 3 und 4 nachstehend beschriebenen
Führungswegen
beweglich, die in ein Gehäuse 2 eingebracht
sind, um auf ein Werkzeug 3 an der Basis seines Wegs aufzuschlagen.
Das Gehäuse
ist mit Befestigungspunkten zum Befestigen an einem Arm eines Baggers
versehen. Das Gewicht 1 wird durch zwei die Rückzugkraft
bereitstellende hydraulische Kolben 4 entgegen der Spannung
in zwei die Vorspannkraft bereitstellenden elastischen Seilen 5 nach
oben bewegt. Die oberen Enden der Kolbenstangen der Kolben und der
Seile sind mithilfe eines Querbügels 6,
der es ermöglicht,
dass die Kolben und Seile entlang der Hublinie des Gewichts ausgerichtet
sind, mit dem Gewicht verbunden. Das Gewicht 1 fällt unter
dem Einfluss der Schwerkraft und der Spannung in den Seilen 5 hinab,
um auf ein Meißelwerkzeug 3 aufzuschlagen,
das auf eine Felsen-, Beton- oder andere Oberfläche, von welcher es erwünscht ist,
dass sie unter dem Einfluss der von dem Gewicht 1 auf das
Werkzeug 3 abgegebenen Wucht aufbricht oder durchdrungen
wird, aufgebracht wird. Der Fluss der Hydraulikflüssigkeit
zu und von den Zylindern der Kolben 4 wird durch Hydraulikventile
und elektrische Steuerschaltkreise gesteuert. Die durch die elastischen
Seile 5 am Bügel 6 und
Gehäuse 2 verankerten
endständigen
Spulenkörper 7 sind
in 3 dargestellt.
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Das
obere Ende des Gewichts 1 ist an einem Querbügel 6 angebracht,
an dem die Kolben 4 und die Seile 5 symmetrisch
um die Längsachse
des Gewichts lokalisiert sind.
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Die
durch die elastischen Seile 5 getragenen endständigen Spulenkörpereinheiten 7 sind
wie in 1 dargestellt an Verankerungsschalen oder -vertiefungen 50 im
Gehäuse 2 und
Bügel 6 in
einem gespannten Zustand befestigt. Wie in 2 dargestellt, kann
die Spulenkörpereinheit 7 durch
eine Einrichtung, die es ermöglicht,
dass die Spannung im Seil 5 einzustellen ist, an der Basis
der elastischen Seile befestigt sein. Diese Einrichtung umfasst
z.B. eine Schale, die durch zwei in einer Vertiefung in einem Querbefestigungsarm 21 getragene
ineinander eingreifende gespaltene Aufnahmen 20 gebildet
ist. Die Aufnahmen können
stufenförmig
sein oder axial zulaufen, sodass sie fest in den Vertiefungen 50 lagern, wenn
das Seil 5 axiale Spannung auf den Spulenkörper 7 aufbringt.
Der Arm 21 ist durch Einstellschrauben 22, deren
Köpfe wie
dargestellt in Vertiefungen im Gehäuse 2 lokalisiert
sind, mit dem Gehäuse 2 verbunden.
Befestigungsschrauben 22 ziehen den Arm 21 nach
unten und erhöhen
die Spannung im Seil 5.
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Die
Hydraulikflüssigkeit
wird über
die Leitung 15 und das Steuerventil 16, die die
Zylinder der Kolben entweder mit Hochdruckflüssigkeit über die Pumpe 17 oder
mit einem Niederdruckspeicherbehälter über die
Leitung 18 verbinden, den Kolben 4 zugeführt und
davon abgeführt.
Die Kolben 4 sind von herkömmlicher einfach wirkender
Ausführung und
Funktion.
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Die
elastischen Seile 5 sind hauptsächlich aus Naturcispolyisopren
zusammengesetzt und enden an jedem Ende in Spulenkörpereinheiten 6.
Wie in 3 dargestellt, umfassen die Spulenkörpereinheiten
eine Hülse 51,
die eine Quetschpassung auf den Enden der Gummistränge 52 ist,
aus denen das Seil 5 gefertigt ist. Typischerweise verringert
die Hülse 51 den
Querschnittsdurchmesser der Stränge 52 um
etwa 35% ihres wie im vorstehend beschriebenen Flechtverfahren hergestellten
ursprünglichen
Durchmessers, indem sie zum Bilden eines Abschnitts 53 mit
reduziertem Durchmesser auf die Stränge gequetscht wird. Die freien
Enden 54 der Stränge
werden zum Verbessern der Bindung der Stränge an einem Epoxyharzklebstoff
mit einem Cyanoacrylatharzleim behandelt und werden dann in einen
durch eine Abschlusskappe oder -platte 55 getragenen Epoxyharzklebstoff
eingebettet. Wie in 3 dargestellt, härtet der
Epoxyharzklebstoff zum Bilden einer Birne 56 am Ende des
Seils aus, wobei die Enden der Gummistränge 52 an die Abschlussplatte 55 und
das Ende der Hülse 51 gebunden
werden. Falls gewünscht,
kann die Platte 55 in Form eines Kappenelements, das dem Äußeren der
in 3 dargestellten gehärteten Klebstoffbirne ähnelt, geformt
und eine Druck- oder Presspassung am freien Ende der Hülse 51 ist,
vorliegen. Die Hülse 51 greift
die Stränge 52 in Reibungsgriff
und absorbiert den Hauptteil der durch das Seil 5 auf die
Spulenkörpereinheit
aufgebrachten Spannung, sodass die Belastungen an der Klebebindung
zwischen den Strängen 52 und
der Kappe 55 verringert sind.
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Wenn
die Kolben 4 ausfahren, werden die elastischen Seile 5 unter
Dehnung gespannt, wodurch eine Spannkraft zwischen dem Gewicht 1 und dem
Gehäuse 2 ausgeübt wird,
wodurch das Gewicht gegen den Meißel 3 vorgespannt
wird. Ist das Gewicht 1 auf den gewünschten Grad vom Meißel abgehoben,
wird die Zufuhr von Hochdruckflüssigkeit
zu den Kolben 4 abgeschaltet, und die Zylinder der Kolben 4 werden
zum Abführen
von Hydraulikflüssigkeit mit
einem Speicherbehälter
verbunden und ermöglichen
es folglich, dass der Kolben einfährt. Die durch die Seile 5 ausgeübte Vorspannungskraft
beschleunigt das Gewicht 1 in Richtung des Meißels 3.
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Im
Allgemeinen wird die Spitze des Meißels 3 von einer festen
Oberfläche
getragen, die zum Durchdringen oder Brechen vorgesehen ist. Der
Aufprall des Gewichts 1 an seiner normalen Aufprall- oder
Ruheposition 8 (in 1 gestrichelt
dargestellt) auf den Meißel 3 übt eine
große
stoßartige
Kraft auf den Meißel 3 aus,
die bewirkt, dass die Spitze des Meißels 3 die feste Oberfläche mit
kurzer Distanz durchdringt oder verschiebt.
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In
dieser kurzen Distanz der Bewegung des Meißels 3 wird das Gewicht 1 zur
Ruhe gebracht. Jedoch würde
in dem Fall, in welchem die feste Oberfläche weniger Widerstand als
erwartet bereitstellt oder die Spitze des Meißels nicht an der festen Oberfläche lokalisiert
ist, das Gewicht nicht durch den Widerstand der festen Oberfläche zur
Ruhe gebracht werden und seinen normalen Hubgrad überschreiten.
Puffer 9 sind im Gehäuse 2 unter
dem normalen Hubgrad des Gewichts 1 vorgesehen, die die
kinetische Energie des Gewichts absorbieren und es in dem Fall,
in welchem ein derartiger Überschreitungszustand
vorliegt, an einem Punkt 10 im Gehäuse zum Stoppen bringen.
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Ein
elastischer Block 11 kann durch das Gewicht oder das Gehäuse 2 wie
in 1 dargestellt getragen werden, um jegliches Überschreiten
beim Anheben des Gewichts zu dämpfen.
Alternativ dazu kann, wie in 3 dargestellt,
der Block 11 aus der Hublinie des Gewichts 1 getragen
werden, und gleichermaßen
kann Puffer 9 eher auf einen Seitenhaltearm 12 wirken,
als auf das Gewicht selbst.
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Im
vorliegenden Beispiel sind zwei Kolben 4 symmetrisch um
die Geräteachse
angeordnet dargestellt, es ist jedoch klar, dass die Erfindung weder
auf zwei Kolben 4 noch auf eine symmetrische Anordnung
beschränkt
ist. Folglich kann, wie in 3 dargestellt,
ein Kolben verwendet werden, und dieser kann derart befestigt werden,
dass er von der Hublinie des Gewichts weg wirkt und jeglicher Verdrehwirkung,
die dies aufweisen kann, durch die Anordnung von Rädern 30 und
Führungswegen 31 entgegengewirkt
wird. Weiterhin können
die Kolben 4 mit der Basis des Gewichts 1 verbunden
sein und einfahren, um das Gewicht hochzuheben.
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Im
Falle eines Gewichts 1 mit einer auf eine Aufprallgeschwindigkeit
von 5 m pro Sekunde zu beschleunigenden Masse von 65 kg, weist ein
geeignetes Material, aus dem die zwei elastischen Seile 5 hergestellt
sein können,
einen Durchmesser von 26 mm, wie definiert in der Spezifizierung
Nr. BS 3F70:1991 der Britischen Standards (Aerospace Series), auf.
Die Seile sind aus Strängen
hergestellt, die hauptsächlich
aus vulkanisiertem Naturcispolyisopren in einem Zustand von teilweiser
Strangkristallisation zusammengesetzt sind.
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Werden
sie durch das vorstehend beschriebene Flechtverfahren über 75%
ihrer ursprünglichen Länge hinaus
gedehnt, liegt die Spannung in jedem Seil 5 zwischen 1600
N und 2100 N. Folglich ist, während
das Gewicht 1 im betrachteten Beispiel in Richtung des
Meißels 3 beschleunigt
wird, die Rückstoßkraft auf
das Gehäuse 2 gleich
der Spannung in den elastischen Seilen, etwa 4 kN. Die auf den Löffelstiel des
Baggers übertragene
Rückstoßkraft ist
geringer als diejenige durch das Gewicht des Gehäuses 2, d.h. eine
Nettokraft auf den Löffelstiel
von etwa 2,5 kN (250 kgf). Es kann angemerkt werden, dass, da die
Masse des Gewichts 1 deutlich größer ist als diejenige eines
Kolbens, der auf die gleiche kinetische Energie in einem typischen
herkömmlichen
Brecher beschleunigt werden würde,
die zusätzliche
Masse des Gewichts zum Verringern des Rückstoßes des anderen Beschleunigungsmittels
als die Schwerkraft dient.
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Aufgrund
seiner geringen Rückstoßkraft und seines
Vermögens,
mit einer kleinen Zufuhrpumpe zu arbeiten, kann ein Brecher gemäß 1 mit
einer vorgegebenen Energie pro Aufprall an einem kleineren Bagger
befestigt werden als es vorher möglich war.
Dieser Faktor reduziert die Betriebskosten und ermöglicht das
Durchführen
von Arbeiten, bei welchen ein Zugang für große Maschinen zu beschränkt ist.
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1 wurde
vorstehend in Bezug auf das elastische Seil, das die Vorspannungskraft
zum Zurückbringen
des Gewichts zu seiner Ruheposition vorsieht, beschrieben. Jedoch
liegt es im Umfang der Erfindung, den hydraulischen Kolben zum Antreiben des
Gewichts in Richtung der Ruheposition zu verwenden und das elastische
Seil zum Zurückbringen des
Gewichts zu seiner angehobenen Position zu verwenden. Jedoch ist
diese Konfiguration weniger bevorzugt, da die Spannung in den elastischen
Seilen der Wirkung der hydraulischen Kolben auf dem Aufprallschlag
entgegenwirkt und folglich die Aufprallkraft, die durch den Kolben
erzielt werden kann, verringert.