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Stampfmasehine.
Die Erfindung betrifft eine Stampfmaschine, wie sie zum Rammen von Pfählen, Spund- wänden, Strassenpflaster, oder zum Einstampfen von Beton, Sand oder andern Gütern und auch zum
Zerkleinern von Materialien, wie endlich Brikettieren von Kohle und andern Materialien bekannt ist.
Bei den bekannten Maschinen wurden entweder Hämmer oder Fallgewiehte benutzt, mit denen aber die Arbeit sehr langsam vor sich geht, oder man benutzte schwingende Stampfvorrichtungen, die sich insbesondere bei Resonanz leicht hinsichtlich Kraft und Leistung einregeln lassen, die aber bei einigermassen hohen Schlagstärken selbst anfangen zu springen und dann zu Beschädigungen führen.
Die Erfindung besteht in der Hauptsache darin, dass bei Resonanzstampfmaschinen zwei
Massen durch eine oder mehrere energiespeiehernde Mittel (Federn, Gummikörper, Luftpuffer od. dgl.) verbunden sind und durch eine möglichst im Ruhepunkt des ganzen Systems (im Schwingung- knoten) befestigte Antriebsvorrichtung mit loser Kopplung die Massen zu jenem bekannten Gegen- lauf erregt, wie er bei Schwingsieben zur Anwendung gebracht wurde, wobei gegebenenfalls die ganze
Maschine oder ihre einzelnen Teile unter Zwischenschaltung weicher Tragfedern auf einem Funda- ment abgestützt sind oder an einem Gerüst aufgehängt werden.
Der Vorteil besteht hiebei darin, dass durch die ohne Schwierigkeit erreichbare gegenläufige
Schwingung beider Massen, also 1800 Phasenverschiebung, der Schwerpunkt der ganzen Maschine annähernd in Ruhe bleiben kann, selbst wenn die Schlagstärke wesentlich höher wird als das Gewicht der Maschine. Dabei entstehen in den Verbänden der Maschine nur geringe Beanspruchungen, und es sind in allen Fällen ganz besonders hohe Stampfleistungen mit geringem Kraftaufwand und leichten Maschinen erreichbar.
Wertvoll für die Erfindung sind noch eine Reihe später näher beschriebener Einzelheiten, insbesondere auch einerseits eine Ausbildung für Hartzerkleinerung, wo die eine Masse als Körper zur Aufnahme des Materials und die andere als Stampfer ausgebildet ist, und endlich eine Ausgestaltung als Brikettpresse, wo die eine Masse als Matrize und die andere als Patrize der strangpressenartigen Vorrichtung ausgebildet ist.
Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung in einer Reihe von Ausführungsbeispielen in vereinfachter Darstellung, u. zw. sind Fig. 1 Ansicht eines Stampfmasehinenhauptteiles mit eingebautem Motor, Fig. 2 Ansicht einer ähnlichen Maschine, an einem Kran angehängt, Fig. 3 Ansicht einer etwas andern Ausführungsform mit Federung am Kranhaken, Fig. 4 und 5 Seiten-und Endansicht einer Strassenstampfmasehine mit Lenkerfedern zum Führen der Masse und mit elastischen Endanschlägen, Fig. 6 und 7 Seiten-und Endansicht einer Stampfvorrichtung für besonders hohe Frequenzen, Fig. 8 und 9 Seiten- und Endansicht mit aneinander durch Lenkerfedern geführten Massen, Fig. 10 und 11 Endansicht und Längsschnitt einer Ausführungsform als Hartzerkleinerungsmaschine und Fig.
12 teilweise aufgeschnittene Seitenansicht einer Ausführungsform als Brikettpresse.
Nach Fig. 1 sind eine Stampfmasse 1 und eine wesentlich schwerere Gegenmasse 2 durch Federn 3 miteinander verbunden. Wird ein solches Zweimassensystem frei im Raum schwebend durch periodisches Zusammendrücken der Federn J erregt, so schwingen beide Massen 1, 2 gegenläufig, also mit 1800 Phasenverschiebung gegeneinander, und ihre Amplituden sind umgekehrt proportional ihren Gewichten. Infolgedessen bildet sich in den Schwingungsfedern. 3 an einer Stelle ein Schwingungsknoten aus, also ein im Raum stillstehender Punkt, u. zw. hat dieser Punkt von den beiden Massen 1, 2 Entfernungen, die ihren Gewichten umgekehrt proportional sind. In diesem
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ruhenden Punkt der elastischen Massen ist eine Platte 4 befestigt, die somit auch im Ruhezustand bleibt.
Diese Platte kann beispielsweise einen Motor 5 oder ein sonstiges Antriebsglied für ein Exzentergetriebe 6 tragen, das mittels einer als lose Kopplung wirkenden Feder 7 die eine Masse 1 in Schwingung versetzt. Ob die Federn 3 durch die Platte 4 unterbrochen werden oder ununterbrochen 5durchlaufen, ist gleichgültig. Das so gestaltete Massensystem kann mit der kleineren Masse 1 als Schlagmasse für die verschiedensten Stampfarbeiten benutzt werden.
Fig. 2 zeigt ein in ähnlicher Weise aus Massen 1, 2, Federn J, Tragplatte 4, Motor 5 und Kopplungsgetriebe 6,7 zusammengesetztes Stampfwerk mit weichen Tragfedern 8 an dem Haken 9 eines Kranes 10 aufgehängt, mittels dessen es auf die zu stampfende Stelle beliebig herabsenkbar ist.
Die Tragfedern 8 sind hier an der oberen Masse 2 angebracht und schwingen infolgedessen mit der Masse 2 etwas mit. Der Motor 5 ist hier an der Tragplatte 4 mittels Motortragfedern 11 angehängt, um besonders gut gegen Erschütterungen geschützt zu sein, die aus ungleichmässiger Härte der Stampfschläge entstehen könnten. Er treibt das Exzentergetriebe 6 durch eine beispielsweise als Riementrieb ausgebildete Übersetzung 12. Lenkerfedern 13 dienen hier zum genauen Führen der Gegenmasse 2 an der Tragplatte 4.
Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung ganz ähnlich der Fig. 2, nur sind hier die Tragfedern 8 an die Tragplatte 4 angesetzt, so dass sie fast gar nicht schwingen und infolgedessen keine Schwingungen auf den Kran 10 übertragen. Obendrein ist hier noch eine Aufhängefeder 14 zwischengeschaltet, die die Tragfedern sowohl hier wie in Fig. 2 ergänzen oder ersetzen kann.
Fig. 4 und 5 zeigen einen Schwingungserzeuger der beschriebenen Art als Strassenstampfmaschine ausgebildet. Zu diesem Zweck enthält ein auf Rädern 15 fahrbarer Rahmen 16 mit Lenkerfedern J. 3 geführt eine Gegenmasse 2 und eine Stampfmasse 1, die untereinander wieder durch Sehwingungsfedem. 3 verbunden sind. Dieses System ist durch Tragfedern 8 im Rahmen 16 aufgehängt, und ein Exzentertrieb 6 mit Kopplungsfeder 7 dient zur Schwingungserregung, indem er in diesem Falle an der Gegenmasse 2 angreift ; diese und andere Angriffsarten und Kopplungsarten sind für das Wesen der Sache gleichgültig.
Um die Schwingungen unharmonisch oder pseudoharmonisch zu machen, also zu erreichen, dass die schwingenden Massen bestimmte Höchstausschläge nicht überschreiten, sind Zusatzfederungen in Gestalt von halbkugelähnlichen Körpern 17 aus Gummi oder ähnlichem Stoff vorgesehen, die den Hub zwischen ihnen liegender Platten 18 und somit der mit diesen Platten durch Stutzen 19 verbundenen Stampfmasse 1 begrenzen. Die Hubbegrenzung durch diese elastischen Körper erfolgt derart, dass die gesamte Fedenmgskraft im letzten Teile des Schwingungshubes viel schneller als linear zunimmt und dadurch die pseudoharmonische Wirkung herbeiführt, die das Gerät gegen Beschädigungen besonders im Leerlauf schützt und die Stampfpräzision erhöht ; dieses letzte ist besonders dort erwünscht, wo Verschalungen 18 zum Halten des frisch aufgeschütteten einzustampfenden Betons vorhanden sind.
Zu demselben Zweck dienen auch noch Anschlagkörper 20 aus Gummi oder ähnlichem Stoff, die auf Konsolen 21 des Rahmens 16 aufliegen, und auf denen Platten 22 aufliegen, die durch Stützen 23 mit der Stampfmasse 1 verbunden sind, so dass sie den Grössthub der Stampfmasse 1 nach unten hin mit einiger Elastizität genau begrenzen.
Fig. 6 und 7 zeigen ein mit besonders geringen Hüben und besonders hoher Frequenz zu betreibendes Stampf-oder Rüttelwerk. Die Massen 1, 2 hängen wieder mit Tragfedern 8 an irgendeinem Traggestell, an dem sie mit Lenkerfedern 13 geführt sind. Entsprechend den kleinen hier zu erreichenden Hüben dienen halbkugel hnliche Körper 17 aus Gummi oder ähnlichem Stoff als einzige Schwingungsfederung. Sie stehen hiezu dicht angelegt der Federplatte 18 gegenüber, die wieder mit Stützen 19 an der Masse 1 befestigt ist. Die Gummikörper 17 wirken als kurzhubige Federn mit ausserordentlich schnell zunehmender Steigung der Federkurve, also stark pseudoharmoniseh. Je nach der Form der Gummikörper 17, die eine spitzere oder flachere Parabel oder eine Kreisbogenform zum Querschnitt haben können, sind beliebige verschiedene Charakteristiken der Federung erreichbar.
Der Antrieb und die Kopplung besteht wieder aus einem Exzentertriebwerk 6 und einem zwischen einen Angriffszapfen 24 und den Exzenterbügel 25 eingeschalteten Ring 26 aus Gummi oder ähnlichem Stoff. Der Motor ist hier auf der Gegenmasse 2 angebracht zu denken. Der Gummiring 26 wirkt als Kopplungsfeder und ist gleichzeitig auch auf Verdrehung durch den Exzenterbügel beansprucht.
Fig. 8 und 9 zeigen zwei Massen 1, 2 durch Lenkerfedern 27, 28 aneinandergeführt, und ausserdem sind die Massen durch Lenkerfedern 1. 3 in irgendeinem sie tragenden Rahmenwerk geführt, u. zw. liegen die äusseren Lenkerfedern 1.'3 quer zu den inneren Lenkerfedern 27, 28. Dadurch ist die Bewegung des gesamten Systems vollkommen bestimmt, indem in zwei Raumrichtungen Führung vorhanden ist und die dritte Raumriehtung die Schwingungsriehtung bildet. Soweit es sich um kleine Amplituden handelt, können sämtliche Lenkerfeder 13, 27, 28 an beiden Enden fest eingespannt sein, während für grössere Amplituden jeweils die Befestigung am einen Ende nachgiebig sein muss, um die Verkürzung der Feder beim Durchbiegen zuzulassen.
Fig. 10 und 11 zeigen eine Reihe von Stampfmassen 1, durch Lenkerfedern 27 untereinander verbunden, und eine Gegenrnasse 2a, die als Hohlkörper zum Aufnehmen eines zu zerkleinernden
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Materials ausgebildet ist. Die Massen sind quer durch Lenkerfedern 28 und Schwingungsfedern miteinander verbunden und durch ein Antriebs-und Kopplungswerk 6,7 erregt. Die Hohlkörpermasse 2a ist hier auf schräg stehenden Lenkerfedern 29 gelagert, so dass sie eine Schrägschwingung ausführt, vermöge derer das am einen Ende durch einen Einfülltriehter 30 zugeführte Material während der Zerkleinerung durch den Hohlkörper 2a entlang wandert, um am andern Ende zerkleinert aus ihm herauszufallen.
Durch Flachstellen der tragenden Lenkerfedern 29 kann die Förderwirkung verlangsamt und durch etwas steileres Anstellen kann sie beschleunigt werden, so dass sie dem Fortgang der Zerkleinerungsarbeit anpassbar ist.
Statt der vielen einzelnen Stampfer 1 kann natürlich ein einziger entsprechend langer Stampfer vorgesehen sein. Auch Gummipuffer zum Erzeugen unharmonischer Schwingung und die sonstigen Einzelheiten der früheren Ausführungsformen können hier vorgesehen sein. Die Kopplung ferner kann statt der gezeichneten elastischen Kopplung hier auch eine Massenkopplung, Widerstandskopplung oder Stosskopplung an sich bekannter Art sein, und sie kann als kinetische oder potentielle Kopplung arbeiten.
Für besonders grosse Maschinen können in allen Fällen auch mehrere synchron wirkende Koppelglieder Anwendung finden.
PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Stampfmaschine, bei welcher zwei schwingende Massen Verwendung finden, die durch ein oder mehrere energiespeichernde Mittel (Federn, Gummikörper od. dgl.) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Masse zu Stampfzwecken geeignet ausgebilder ist, und dass eine möglichst im Ruhepunkt des ganzen Systems (im Schwingungsknoten) befestigte Antriebsvorrichtung mit loser Kopplung die Massen zu bei Schwingsieben bekanntem Gegenlauf erregt, wobei gegebenenfalls die ganze Maschine oder ihre einzelnen Teile an einem Gerüst aufgehängt oder auf einem Fundament abgestützt sind, u. zw. unter Zwischenschaltung von weichen Tragfedern.