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Betrieb eines hydraulisch bewegten Gegenschlaghammers Als Treibmittel
für Gegenschlaghämmer mit zwei ,gegeAeinanderschlag,endm Bären, sowie auch für Hämmer
mit nur einem Bären,, die sog. Schabottehämmer, wird ausschließlich Dampf oder Luft
mit einer Spannung, die in der Größenordnung von etwa i o atü liegt, verwendet.
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Es ist schon gelegentlich bei der Beschreibung solcher Hämmer neben
Luft oder Dampf eine Druckflüssigkeit als .Treibmittel erwähnt worden. Ferner ist
ein hydraulisch betriebener Fallhammer, z. B. ein Hammer, bekannt, bei dem der Bär
durch das Treibmittel nur angehoben, die Schlagwirkung aller durch freien Fall des
Bärenerzeugt wird. Versuche mit einem solchen Hammer haben, aber zu einem befriedigenden
Ergebnis nicht geführt. Es treten untragbare, zu Materialzerstörungen führende Flüssigkeit.sschläbe
auf. Man führte das ungünstige Ergebnis auf das: unelastische Verhalten des flüssigen
Treibmittels zurück. Die vorherrschende Ansicht, daß die großen Geschwindigkeiten,
die bei Hämmern an den Bären b@zw. an den Kolben und in. den Treibmittelsäulen auftreten
und plötzlich zuwm. Verschwinden gebracht werden müssen, ein Treibmittel verlangen,
das möglichst wenig Masse hat und weitgehend nachgiebig ist, wurde durch .diese
Versuche nur bestärkt. Man hat schon bei Gegenschlaghämm@ern die beiden Bären durch
ein Flüssigkeitsgestänge gekuppelt, dabei aber an dem gasförmigen Treibmittel festgehalten.
Unter diesen Umständen mußte die gelegentliche Erwähnung eines flüssigen Treibmittels
neben gasförmigen Treibmitteln bei der Beschreibung, von Hämmern ohne Folge für
die Praxis bleiben.
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Die Erfindung beruht nun. auf der Erkenntnis, daß bei Gegenschlaghänunern
die Voraussetzungen für die Anwendung eines flüssigen Treibmittels günstiger sind
als bei Schab.otteh,ämrnern, insofern, als die Höchstgeschwindigkeit
jedes
der beiden Bären nur etwa halb so groß ist wie die Höchstgeschwindigk-eit des einen
Bären bei Schabotbeh mein gleicher Schlagleistung, und hier @,d Anwendung eines
flüssigen Treibmittels präi-z#= tisch durchführbar ist, wenn dieses eine h61ic
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Spannung von mindestens ioo atü, also eiii. ? Spannung aufweist, die um
ein Vielfaches höher liegt als die sonst für den Betrieb von Hämmern angeiv:endete
Treib@mittelspannung. und das flüssige Treibmittel einem unter Druckluft stehenden
Speicher entnommen wird. Während man bei mit zwei miteinander gekuppelten. Bären
den einen Arbeitszylinder unmittelbar an die Kraftquelle anschließen kann, wird
bei Gegenschlaghämmern reit gesonderten Arbeitszylindern für die beiden Bären vorzugsweise
jedem Arbeitszylinder durch einen Verdränger eine biestimmte Flüssigkeitsmenge zugeführt,
um gleich große Geschwindigkeiten für beide Bären mit Sicherheit zu erzielen. Im
praktischen Betrieb, hat sich die Richtigkeit dieser Erkenntnis bestätigt. Ferner
ist ein überraschend großer technischer Fortschritt festgestellt worden, der nachstehend
näher erläutert wird.
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Der Energieverbrauch bei einem gemäß der Erfindung betriebenen Gegenschlaghammer
beträgt nur etwa q.o bis 5oojo gegenüber einem Hammer gleicher Leistung, der mit
Dampf oder Luft betrieb=en wird. Hinzu kommt noch als weiterer wirtschaftlicher
Vorteil, daß die Erzeugungskosten -je. Energieeinheit bei Druckflüssigkeit erheblich
kleiner sind als, bei Druckluft oder Dampf.
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. Die Zylinderquerschnitte werden auf einen Bruchteil der sonst bei
gleicher Schlagleistung üblichen Zylinderquerschnitte herabgesetzt. An Stelle der
üblichen schweren Scheibenkolben treten leichte Kolben oder Plunger. Dadurch werden
@erhebliche bauliche Vorteile erzielt.
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Außerdem hat sich eine ganz überraschende Steigerung der Betriebssicherheit
ergeben. Bei den bekannten Luft- oder Dampfhämmern treten häufig Kolbenstangenbrüche
auf. Die notwendigen Reparaturen sind sehr kostspielig und bedingen stets eine lange
Außerhetriebsetzung des, Hammers. Es hat sich gezeigt, daß durch die Erfindung diese
Kolbenstangenb:rüche praktisch ganz ausgeschaltet werden.
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In der Zeichnung sind einige Ausführungs: formen der Erfindung schematis=ch
dargestellt. In Abb. i ist ,ein Gegenschlaghammer mit gesonderten Arbeitszylin.dern
für die beiden Bären dargestellt. Der Oberbär ist mit Gl und der .Unterbär mit G.
bezeichnet. Der Oberbär hängt mit Seilen i an einer Traverse 2. Diese liegt auf
dem Rückzugskolben 3, welcher sich in einem Zylinder 4 bewegt. Ein mit dem Oberbären
G1 verbundener Kolben 5 bewegt sich in einem Zylinder 6. Der Unterbär G2 hängt -mit
Seilen 7 an zwei Kolben 8, zu denen die Zylinder 9 gehören. Die Zylinder q., 6 und
9 liegen fest und sind einen nicht dargestellten Hammerständer eingesetzt.
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Den Zylindern 6 und 9 ist ein Verdränger B vorgeschaltet. In den Zylindern
i o und i i des Verdrängers., von denen der eine an den Zylinder 6 und der andere
an die Zylinder 9 angeschlossen ist, laufen Kolben 12 und 13. welche an einer Traverse
befestigt sind. In der Mitte der Traverse 1 ¢ greift ein Kolben 15 an. Der zu diesem
Kolben gehörige Zylinder 16 ist durch Zugstangen 17 mit den Zylindern io und i i
fest verbunden.
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Der Zylinder 16 des Verdrängers B ist durch die Leitung 22 und eine
an sich bekannte Zw@eiventilsteuierung C an die Treibmittelleitung 21, der ein Druckluftakkumulator
D zugeordnet ist, sowie an die Ahlaufleitung 23 angeschlossen. Der Schalthebel der
Zweiventilsteuerung C ist mit 18, und die beiden Ventile der Zweiventilsteuerung
sind mit i 9 und 2o bezeichnet.
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Der Rückzugzylinder q. ist unmittelbar an die Treibmittelleitung 21
zwischen der Zweiventilsteuerung C und dem Druckluftakkumulator Dangeschlo.ssen.
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Die Wirkungsweise des beschriebenen Gegenschlaghamrn:ers ist folgende:
Durch Bewegen des Steuerhebels 18 in die Stellung a werden das Ventil i 9 geöffnet
und das Ventil 20 geschlossen. Das. flüssige Treibmittel aus dem Druckluftakkumulator
D tritt durch die Leitungen 21 un=d 22 in d=en Zylinder 16 ein. Dieser bewegt sich
mit der Traverse 1 4. und den Kolben 12 und 13 nach oben. Der Kolben 12 verdrängt
die Flüssigkeit aus dem Zylinder i o in -die Zylinder 9, wodurch der U nterbär G2
gehoben wird. Der Oberbär Cil bewegt sich nach unten, indem der Kolben 13 die Flüssigkeit
aus dem Zylinder i i in den Zylinder 6 drückt. Die Aufwärtsbewegung des Oberbären
G, erfolgt unter Überwindung der auf den Kolben. 5 wirkenden konstanten Rückzugkraft.
Die Rückzugkraft braucht jedoch keineswegs konstant zu sein; sie kann auch gesteuert
werden. Die Querschnittsflächender Verdrängerkolben 12 und 13 können gleich oder
verschieden, sein; sie richten sich nach den Querschnitten der Kolben 5 und B.
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Wird der Steuerhebel 18 in die Stellung b gebracht, so werden das
Ventil i9 geschlossen und da=s Ventil 20 geöffnet. Der Zylinder 16 ist jetzt mit
der Ablaufleitung 23 verbunden, also drucklos.. Unter der auf den Rückzugkolben
3 wirkenden Rückzugkraft und unter dem Eigengewicht des Unterbären G2 bewegen sich
die beiden Bären in die Ausgangsstellung
zurück, wobei die Kolben
5 und 8 die Flüssigkeit aus den zugehörigen Zylindern 6 und 9 nach den Veswdrängerzylindern
i o und I I hinüberschieben. Die Verdrängerkolben 12 und 13 werden zurückgedrückt
und schieben dem Kolben 15 in den Zylinder 16 ein, aus dem die Flüssigkeit in. die
Ablaufleitung 23 ausgeschoben wind.
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Das Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 zeigt einen Gegenschlaghammer,
dessen Ober- und Unterbär wieder .mit G1 und G2 bezeichnet sind. Der Oberbär G1
ist mit einem. Kolben 30 unmittelbar verbunden. Der Unterbär hängt an einer mit
einem Kolben 31 verbundenen Traverse 32 mit Seilen 33. Die beiden Kolben 30 und
31 können einen gemeinsamen Zylinder 3 5 haben. Der Oberbär G1 und, die den Unterbär
G2 tragende Traverse 32 sind durch Knieh@ebe136 und 37 verbunden, deren Gelenke
38 an um Festpunkte 39 schwingende Lenker 4o angeschlossen sind.
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Infolge der Hebelverbindung 36-4o sind die beiden Bären zwangsläufig
,miteinander verhunden. Die Anwendung eines Verdrängers ist daher nicht .erforderlich.
Der den beiden Kolben 3o und 31 gemeinsame Zylinder 35 kann unmittelbar an die Treibmittelleitung
angeschlossen werden.
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Unter dem Treibmitteldruck bewegen sich die beiden. Kolben
30 und 31 gegenläufig auseinander. Der Oberbär G, ,geht nach unten, und der
Unterbär G2 wird angehoben. Läßt man die Flüssigkeit aus dein Zylinder 3 5 austreten,
so fällt der Unterbär G2 wieder nach unten und drückt infolge seines Übergewichtes
den Oberbär G, über das, Hebelsystenn 36-4o nach oben. An Stelle des Übergewichtes
für den Unterbär können auch besondere gesteuerte Rückzugkolben für den Oberbär
G1 vorgesehen werden. Der Unterbär G2 ist auch bei Anordnung von Rückzugkolben für
den Oberbär G1 etwas schwerer als der letztere.
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Im Augenblick des Schlagens tritt durch den größeren Arbeitsinhalt
.des UnterhärenG2 eine kleine Aufwärtsbewegung beider Bären ein. Diese Bewegung
kann sich nicht schädlich auf die Lenkstangen auswirken, da der Unterbär G2 an .der
Traverse 32 mit Seilen aufgehängt ist, welche bei der gemeinsamen Aufwärtsbeweb,-ung
der beiden Bären schlaff werden.
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An Stelle der angelenktan. Kniehebel in Fig.2 können nach Fig.2a auch
zweiarmige Hebel oder nach Fig.2b endlose, um-Rollen laufende Seile oder Bänder
für die zwangsläufige Gegenbewegung der Arbeitskolben für die Bären; vorgesehen
werden.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb.3 ist nur der Oberbär G,. mit
einem Kolben, 4t, der sich in einem Zylinder 42 bewegt, verbunden. Der Unterbär
G2 hängt an Stangen 43, die oben an die einen Arme von um. Festpunkte 44 schwingenden
zweiarmigen Hebeln 45 angestossen sind, deren andere Arme den an Stangen 46 hängenden
Oberbär G1 tragen. Auch hier kann ,der Zylinder 41 unmittelbar an die Druckmittelleitung
angeschlossen werden.
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Unter dem Treibmitteldrwck wird der Oberbär Cr, nach unten bewegt
und zieht infolge der Hebelverbixndung 43-46 den Unterbär G2 nach oben. Die Rückführung
der beiden Bären in, die Ausgangsstellung erfolgt bei mit der Ablaufleitung verbundenem
Zylinder 42 unter dem Übergewicht .des Unterbären. Auch hier kann. natürlich dein
Oberbären ein; besonderer Rückzugzylinder zugeordnet werden.