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Vorrichtung an Krafthämmern zur Sicherung sanften Anhebens des Bären.
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Es ist weiters bekannt, solche Bremsen mit Energiespeichern (Federn, komprimierte Luft u. dgl. ) zu kombinieren. Endlich ist bekannt, bei Seilhämmrl'l1 zwischen Bär und Seil eine Feder einzuschalten, um die durch Schlappseilbildung bedingten Stösse beim Anheben des Bären zu vermeiden.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine zwischen Bär und Huborgan einzuschaltende Bremse, deren Bremskraft nicht nur von der Bewegungsrichtung, sondern auch von der Grösse des zurückgelegten (Relativ-) weges abhängt, und bei der der Höchstwert der Bremskraft so reichlich gewählt ist, dass er zum sicheren Heben des Bären ausreicht, starre oder federnde Mitnehmer also entbehrlich werden.
Der Erfindungsgedanke gestattet zahlreiche konstruktive Lösungen, von denen einige typische
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Bauformen der Bremse und die Fig. 2, 4,7 und 9 die zugehörigen Kraftwegdiagramme, während in Fig. 5 eine Einzelheit herausgezeichnet ist.
In Fig. l bedeutet j ! den Bär mit einer nach oben konisch oder besser pyramidenförmig verjüngten Bohrung. 2 ist die Hubstange mit einem Kopfe'3. Gegen letzteren stützt sich der pyramidenförmig abgenommene Ring 4, der zusammen mit dem gleichfalls pyramidenförmig abgenommenen Ring 6 die Backen 5 nach aussen gegen die Lochwand presst. Die Feder 7 hält die Vorrichtung unter Spannung.
Federteller 8 und Mutter 9 bilden das Widerlager der Feder.
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dem Hubseil zu verbinden, während bei Stangenhämmern ein Energiespeicher nötig ist, weil infolge der nach unten zu abnehmenden Bremskraft ein freier Energierest in der Hubstange bleiben könnte, der eine Zertrüminerung der Vorrichtung zur Folge hätte. Der Energiespeicher kann bei Betätigung des Hammers durch ein gasförmiges Treibmittel in bekannter Weise in den Hubzylinder gelegt werden (z. B. Kompression des Unterdampfes), bei mechanischem Antriebe können Federn oder besser ein unter dem Bremskopf anzuordnender Luftpuffer, oder auch eine Luft-oder Flüssigkeitsbremse (z. B. nach der Patentschrift Nr. 77748) verwendet werden.
Eine Anordnung, die mit oder ohne Energiespeicher betrieben werden kann, zeigt Fig. 3. Ihr Hauptunterschied gegenüber der ersten Bauart ist die Hintereinanderschaltung zweier Bremsen, einer mit konstanter und einer mit veränderlicher Bremskraft. Die obere Bremse (Teile 2-9) entspricht
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Bremsfläche an abheben, um erst beim Hochgang wieder zur Wirkung zu kommen. Die obere Hälfte der Fig. 4 zeigt das Kraftwegdiagramm dieser Bremse. Der Wert von Pi ist gering, während P2 wieder ein Vielfaches des Bärgewichtes betragen soll.
Die obere Bremse dient vornehmlich dem Heben des Bären, die untere hingegen hat die Aufgabe, die Energie der Hubstange beim Schlage zu vernichten. Sie wird so konstruiert, dass sie dem Abgange einen tunlichst hohen Widerstand entgegensetzt, also P3 > - Q (Q = Bärgewicht), während sie beim Aufgange nur mit einer Kraft P4 < : Q wirken darf, um das Hochgehen des Bremskolbens nicht zu verhindern. Das Verhältnis P3 : P4 lässt sich durch passende Wahl des Neigungswinkels der Pyramidenflächen an 10 und 12 in weiten Grenzen ändern.
Bei Verwendung eines Energiespeichers lassen sich die Bremskräfte vermindern oder die Bremswege verkürzen.
Die in den Fig. l und 3 angedeuteten schrägen Bremsfläehen können als Ebenen ausgeführt werden, dann erhält der betreffende Teil des Bären die Gestalt einer hohlen Pyramide, die aber teuer herzustellen ist. Der einfache Kegel genügt wegen seiner veränderlichen Flächenkrümmung nicht. Dagegen erhält man geometrisch vollkommen entsprechende und verhältnismässig billig herzustellende Bremsfläche, wenn man sie als Teile von Zylindermänteln herstellt, deren Achsen die Kanten einer regelmässigen Pyramide bilden. Beispielsweise ist in Fig. 5 die Druntersicht unter das in den Bär eingekeilt zu denkende Stück 1'der Fig. 3 herausgezeichnet, aus der die Lage der Zylinder und ihrer Achsen deutlich zu ersehen ist.
Die Bauart nach Fig. 3 ergibt zwar ein sehr günstiges Kraftwegdiagramm, hat aber den Nachteil, dass sich die Backen 5 von der Bremsfläche abheben müssen. Dieser Nachteil lässt sich vermeiden, wenn man die Bremsflächen entsprechend krümmt. Wegen der Verschiebbarkeit der Bremsbacken muss die Krümmung eine gleichmässige sein. In erster Linie kommt als Bremsfläche die Zylinderfläche mit wagrechter Achse in Betracht, doch gestattet auch die Kugelfläche brauchbare Lösungen.
Fig. 6 zeigt eine Bremse mit zylindrischer Bremsfläche. Der Bär ist wieder mit 1 bezeichnet.
Die Hubstange mit 2. Auf der Hubstange sitzt fest die Nabe 15, an der die Stangen 16 angelenkt sind. Letztere tragen mittels der Bolzen 17 die Gleitschuhe 18 und die Bremsbacken 19. Gegen die Nabe 15
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ausführen. Die Bogenbewegung der Backen hat zur Folge, dass die zwischen Bär und Backen auftretenden Nonnalkräfte das Hubgestänge in die gezeichnete Mittellage zu bringen suchen. Diese Kräfte unterstützen die Reibung der Backen am Bär, wenn die Backen von der Mitte weg (nach oben oder unten) bewegt werden, während sie bei der Bewegung der Backen gegen die Mitte zu der Reibung entgegenwirken.
In gleichem Sinne beeinflusst auch die zwischen dem Keil 21 und den Gleitschuhen 18 auftretende Reibung, die von den Bremsbacken auf den Bär ausgeübten Kräfte. Bewegen sich die Backen von der Mitte weg, so müssen die Gleitschuhe 18 den Keil 21 unter Überwindung der Federkraft von 20 nach oben drücken. Die Reibung zwischen den Teilen 18 und 21 unterstützt die Feder, die Kräfte zwischen 1 und 19 werden daher vergrössert ; umgekehrt werden sie verkleinert, wenn sich die Backen 19 gegen die Mitte zu bewegen.
Unter der Annahme eines Reibungskoeffizienten von 0-1 zwischen Keil und Gleitschuhen und eines solchen von 0'3 zwischen den mit einem Friktionsbelag versehenen Bremsbacken und dem Bär und unter der Voraussetzung, dass sich die Federkraft bei grösster Auslenkung des Keiles verdoppelt, ergibt sich das in Fig. 7 dargestellte Kraftwegdiagramm. Die Stufe in der Kurve ist eine Folge der Bewegungsumkehr des Keiles in der Mittellage der Backen. Dieses Diagramm zeigt, dass der Hauptteil der Bremswirkung erst in der zweiten Hälfte des jeweiligen Weges stattfindet.
Das ist vorteilhaft, weil dadurch in allen Fällen eine genügende Länge des Bremsweges gesichert wird, indem die Bremsbacken bei jedem Kraftwechsel erst in der jeweils zweiten Hälfte ihres Weges zur Ruhe kommen können.
Die Keilbauart nach Fig. 6 hat zwar den Vorteil der grossen Stufe im Kraftwegdiagramm, aber auch Nachteile, vor allem den starken Anstieg der Kräfte bei grösserem Ausschlag der Bremsbacken und die dem Staube ausgesetzten Gleitflächen.
Diese. Nachteile lassen sich durch die in Fig. 8 dargestellte Bauart vermeiden. Hier erfolgt die Anpressung der Bremsbacken 19 durch Kniehebelwirkung mittels der Laschen 22 die das Querstück 23 unter dem Druck der Feder 20 der Strecklage zu nähern sucht. Durch passende Wahl der Verhältnisse kann das in Fig. 9 gezeichnete Kraftwegdiagramm erreicht werden. Auch hier tritt im Diagramm eine
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gleitende Reibung längs der Keilflächen.
Um zu verhindern, dass bei stark abgenutztem Bremsbelag sich die Laschen 22 zu weit der Strecklage nähern (Gefahr der Selbsthemmung des Kniehebels) kann ein Anschlag 24 angebracht. werden.
Bremsen nach den Fig. 6 und 8 sind gleichfalls für Seilhämmer verwendbar, allerdings wird hiebei hauptsächlich der obere Teil des Kraftwegdiagramms zur Wirkung kommen.
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Die Bauarten nach Fig. 6 und 8 lassen sich mit konstant wirkeuden Bremsen kontbinieren, ähnlich \\ie in Fig. 3 für die Konusbauart dargestellt.
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sondern bei entsprechend kräftiger Ausführung auch auf Dampf-und Lufthämmer anwendbar.
PATENT-AN SPRÜCHE :
1. Vorrichtung an Krafthämmern zur Sicherung sanften Anhebens des Bären, gekennzeichnet durch Einschaltung einer Reibungsbremse zwischen Bär und Huborgan, deren Bremskraft sich in Abhängigkeit von der relativen Stellung der Bremsbacken gegen den Bär ändert.