DE847673C - Kurbelfederhammer - Google Patents

Description

• Kurbelfederhammer Die 1?rlinrluiig betrifft Kiirbelfederliämmer, bei dellen ein Kir über eine Feder durch eine Schubstange und eilte liurhel, die beispielsweise von einem Elektromotor angetrieben ist, in eine hin und her gehende Beweguni; versetzt wird. In der Zeichnung ist das Schema eine, solchen Kurbelfederhammers eingedeutet. i ist die Kurbel, die beispielsweise von einem Hlektromiltcir angetrieben wird. ? ist die Schubstange, die die rotierende Bewegring der Kurbel in eine hin und her gehende umformt. In dem Kreuzkopf 3 ist die Feder .l befestigt, über die dem Bär 5 die hin und her gehende Bewegung aufgezwungen wird. Dieser Bär schl;igt eilt@ve(ler ,ruf (las zii bearbeitende Werkstück öder auf ein \\'erkzetig, beispielsweise einen Meißel fi.
• rin Betrieb wird die Feder l durch den schwingenden Bären 5 bei scincrn Hochgehen ,gespannt und dadurch ein Arbeitsvermögen in Form potentieller Energie in ihr gespeichert, das beim Entspannen der Feder auf den Bär übertragen und bei dem Auftreffen des Bärs auf das Werkstück bzw. das Werkzeug in Arbeit umgesetzt wird. Das in der Feder in jedem Zeitpunkt aufgespeicherte Arbeitsvermögen ergibt sich dabei zu c . (@-- x) z in cm . kg, wenn c die Einheitskraft der Feder in kg'cm, v der Weg des Kreuzkopfes und .> der Weg des Bärs aus seiner Nullstellung in Zentimeter bedeuten. :11s Nullstellung des Kreuzkopfes sei dabei die Stellung bezeichnet, die er annimmt, wenn die Kurbel senkrecht zur Schlagrichtung steht. Die Nullstellung des Bärs ergibt sich aus der Nullstellung (res Kreuzkopfes, sofern die Federkraft gleich Null ist. Die jeweilige Federkraft ist somit = c . (y- x) in Kilogramm. Die Feder muß nach dem größten Arbeits-

  vermögen, das in ihr auftreten kann, bemessen werden,

  und zwar tritt dieses bei größter Federspannung ein,

  d. h. wenn der Wert (y -x) sein Höchstmaß erreicht,

  was etwa in dem Zeitpunkt der Fall ist, wenn der

  Bär seine höchste Stellung erreicht hat. Dieses in der

  Feder aufgespeicherte Arbeitsvermögen wird bei

  einem Kurbelfederhammer der in der Zeichnung dar-

  gestellten Bauart voll auf den Bär übertragen, wenn

  man von der statischen Belastung der Feder durch

  das Eigengewicht des Bärs absieht, die aber im Ver-

  hältnis zu den sonstigen Federbeanspruchungen in der

  Regel so klein ist, daß sie ohne weiteres vernachlässigt

  werden kann. Wird dagegen der Feder eine konstante

  Vorspannung aufgedrückt, wie das bei in neuerer Zeit

  entwickelten Kurbelfederhämmern der Fall ist, so

  verbleibt in ihr ein Arbeitsvermögen --- 1,1/1 . c I sog

  (cm. kg), wenn so die Vorspannung der Feder in

  Zentimeter bedeutet.

  Bei den bisher bekannten Kurbelfederhä innern

  beträgt nun das in der Feder bei größter Feder-

  spannung aufgespeicherte Arbeitsvermögen, gegebe-

  nenfalls vermindert um die Vorspannung, mehr als

  5o°," der von dem Bären auf den Meißel bzw. das

  Werkstück übertragenen Schlagarbeit. Diese letztere

  errechnet sich aus der Differenz des Arbeitsvermögens

  des Bärs im Augenblick des Aufschlages und des

  restlichen Arbeitsvermögens nach dem Aufschlag.

  Zur Erläuterung sei nachstehend ein Berechnungs-

  beispiel angeführt. Der Rechnung wird dabei ein

  Hammer mit folgenden Daten zugrunde gelegt:

  Kurbelradius r = 0,7 ein, Abstand des Bärs in der

  Nullstellung von dem Werkstück bzw. Werkzeug e

  = o,6 cm, Einheitskraft der Feder c = 29,2 kg; eins

  Drehzahl der Kurbelwelle = iSoo U/min, Bärge-

  wicht = o,56 kg (Bärmasse 5,71 - 10 ' kg - sec'=; cm).

  Die Wege y bzw. x von Kreuzkopf und Bär können

  empirisch erhalten oder auch auf rechnerischem Wege

  ermittelt werden. Bei dem der Rechnung zugrunde

  gelegten Beispiel ergibt sich als maximaler Wert für

  (1I- x) = 1,3 cm und damit das maximale Arbeits-

  vermögen der Feder mit 20, - 1,32 = 24,7 cm - kg.

  Die Höchstgeschwindigkeit des Bärs vor dein Auf-

  schlag ergibt sich bei dem angenommenen Beispiel

  mit 4oo cm,'sec und damit sein Arbeitsvermögen im

  An genblickdes Aufschlages=1/2-5,71'42= 45,7cni-kg.

  Unmittelbar nach dem Aufschlag hat der B;ir nur

  noch eine Rückprallgeschwindigkeit von So cm 'sec

  und ein Arbeitsvermögen von 1/z - 5,71 - o,82

  = 1,S cm . kg. Die Differenz dieser Werte, (hie die

  Schlagarbeit darstellt, beträgt 43,9 cm . kg, und das

  maximale Arbeitsvermögen der Feder beträgt somit

  '7

  . ioo = 56,2°/" der Schlagarbeit.

  43,9

  Bei einem Hammer mit vorgespannter Feder sind

  die Rechnungen unter Berücksichtigung (her Vor-

  spannung entsprechend durchzuführen. Das Arbeits-

  vermögen der Feder ergibt sich dann mit l,/., - c (Ly-x-

  so) 2. Die Rechnung führt für bekannte Hämmer

  dieser Art zu etwa gleichen Ergebnissen wie bei dem

  vorstehend angeführten Beispiel.

  Gemäß der Erfindung kann nun die Beanspruchung

  der Feder und damit die Gefahr einer Beschädigung

  dadurch in einfacher Weise herabgesetzt werden, daß

  man das Arbeitsverm(jgcn der Feder bei maximaler

  Federspannung, gegebenenfalls vermindert um die

  Vorspannung, kleiner als 1;'2, x-orziigsweisel,3 bis

  der Schlagarbeit des Bärs wählt.

  Dies kann, wie sich ins den vorstehend angeführten

  Gleichungen ergibt, durch geeignete Änderungen des

  Kurbelradius, des Abstandes zwischen Bär und Werk-

  zeug bzw. Werkstück, der Bärenasse, der Meißelmasse

  sowie dem Verhältnis der 1?igenfre<luenzen der ver-

  schiedenen schwingungsfähigen Svsteme zur Schlag-

  zahl, d. h. der Umdrehungszahl der Kurbel und durch

  entsprechende Bemessung der Feder selbst erfolgen.

  Die entsprechenden Werte Lassen sich ohne Schwierig-

  keiten durch Rechnung oder Versuch ermitteln.

  Macht man z. B. bei denn dem vorstehend ange-

  führten Rechnungsbeispiel zugrunde liegendenHammer

  den Radius r = o,6 cm, so ändern sich die Wege x

  und y dementsprechend, so daß der Wert (1,- x)

  =1,c13 cm wird. Damit ergibt sich ein maximales

  Arbeitsvermögen der Feder zu @@ 1,o32- 15,4 cm kg

  und die Schlagarbeit des Bars mit 31,0 cm;'kg. Das

  Verhältnis zwischen (lern :Xi-l)eitsverinögeii der Feder

  und der Schlagarbeit des Bärs wird somit < o,5o.

  Man kann das gleiche Ergebnis auch dadurch er-

  zielen, daß (las Bärgewicht ;iuf 0,28 kg und die Ein-

  heitskraft der Feder auf 1:1,6 kg !cm herabgesetzt und

  gleichzeitig (her Kurbelradius und Meißelabstand auf

  o,85 cm erhöht werden.

  Erhöht man bei (lern letzteren Beispiel den 'Meißel-

  abstand auf o,9 cm, so wird (hie Feder@irbeit = S,7 cm Jkg

  und die Schlagarbeit = 19,7 cm ;'kg; das Verhältnis

  zwischen Arbeitsverin<igen der 1#eder und Schlag-

  arbeit des Bärs wird damit o,44.

Claims (1)

1. PATEN TANSYR1'C1I: Kurbelfederhammer mit einem über eine Feder von einer Schubstange und einer insbesondere durch einen Elektromotor angetriebenen Kurbel in hin und her gellende Bewegung versetzten Schlagbären, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsvermögen (her Feder bei maximaler Federspannung, gegebenenfalls vermindert um die Vorspannung, kleiner als die Hälfte, vorzugsweise bis der Schlagarbeit des Bärs ist. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 377o,1, 347755