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Steuerung für Lufthämmer mit besonderem Druckluftbehälter zur Abgabe
von Einzelschlägen. Es sind doppeltwirkende Luftdruckhämmer bekannt, die außer der
normalen Steuerung dui eh ein oder zwei zwangläufig verbundene Steuerorgane für
Hochhalten, Reihenschläge oder Niederpressen noch eine besondere Kammer besitzen,
die von einem der beiden Pumpenräume oder aus einem besonderen Zylinder mit Druckluft
gefüllt wird, tun dieselbe mit einem Male auf die Oberseite des Bärkolbens unter
gleichzeitiger Freigabe eines Auspuffkanals auf seiner unteren Seite wirken zti
lassen und so einen kräftigen Einzel- oder Setzschlag zu erzielen. Es sind weiter
dampfhanimerähilich ausgeführte Schmiedehämmer finit angebautem Kompressor und Luftbehälter
bekannt, wobei der erstere bei Drucküberschreitung selbsttätig auf Leerlauf ein-estellt
wird.
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Die angeführten Luftdruckhänimer sind meist verwickelt in der Handhabung.
Das Hochhalten des Bärs während des Aufpuftipens der Druckluftkaminer wird vielfach
mit dein Höchstdruck von der unteren Seite des Pumpenzylinders, wobei die obere
Seite leer läuft, oder durch Sangen von der oberen Seite betätigt. Beide Verfahren
bedingen verhältnismäßig großen Arbeitsaufwand; im ersteren Falle wird außerdem,
insbesondere bei Wiederholung des Einzelschlages, der Bär bei unaufmerksamer Bedienung
mit großer Wucht nach oben geschleudert, was zur Zertrümmerun,- des7,ylinderdeckels
führen kann.
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Um die Nachteile eines Sicherheitsventiles zu vermeiden, kann die
Endspannung durch Anordnung eines passenden schädlichen Rauines begrenzt werden,
wie bei Gebläsen üblich; doch wird dann. eine verhältnismäßig große, im praktischen
Betriebe unzulässige Anzahl von Hüben zum Auffüllen -erforderlich.
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Gegenstand der Erfindung ist eine übersichtliche Steuerung für Luftdruckhämmer,
bei der das Hochdrücken und Schwebendlialten des Bärs in der Leerlaufstellung sowohl
von der unteren Seite des Pumpenkolbens aus in bekannter Weise, als auch gleichzeitig
von der oberen Seite desselben durch Überdruck betätigt wird. Einerseits wird dadurch
die Anzahl der zum Hochdrücken bei Anlauf erforderlichen Doppelhübe auf die Hälfte
beschränkt, anderseits kann die obere Pumpenseite währ-nd der Füllperiode zum weiteren
Hochhalter: des Bärs benutzt werden; der für die Abgabe von Reihenschlägen erforderliche
bekannte Druckausgleich in der oberen Totlage mit der äußeren Atmosphäre, welcher
den Verlust der während des Pumpenhubes aufge@vendeten Kompressionsarbeit zur Folge
hat, wird durch geeignete Ausbildung des oberen Steuerorgans -während des Hochhaltens
vermieden, was ebenfalls Gegenstand der Erfindung bildet.
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Das Aufpumpen der Kammer erfolgt bei dieser Steuerung mit verkleinertem
schädlichen Raum; der vorgeschriebene Höchstdruck wird dadurch schneller erreicht,
die Vorteile der Rückexpansion bleiben bestehen. hei erreichtem Enddruck wird eine
Zusatzkammcr durch Momentauslösung selbsttätig zugeschaltet und der schädliche Raum
dadurch auf die denn Höchstdruck entsprechende Größe gebracht Dieser Arbeitsgang
ist ebenfalls Ccgenstand der Erfindung, ebenso wie die besondere
Ausbildung
der Zusatzkammer als Flanschdeckel, durch dessen beliebige Verstärkung nach innen
oder Änderung des Volumens desselben sich eine Regelung sowohl des Enddruckes als
auch der Auffüllzeit in einfachster Weise erreichen läßt.
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Die Zeichnung zeigt als Ausführungsbeispiel einen Hammer mit Steuerung
durch zwei zwangläufig verbundene Drehschieber, und zwar zeigt Fig. i einen senkrechten
Längsschnitt durch Zylinder und Steuerung, Fig. 2 einen wagerechten Schnitt A-B
zur Darstellung der Anordnung der verschiedenen Kammern, Fig. 3 eine Seitenansicht
mit dem Steuergestänge, Fig. 4 einen senkrechten Schnitt C-D durch das untere Schiebergehäuse
und den als Flanschdeckel ausgebildeten Zuschalteraum, Fig. 5 einen wagerechten
SchnittE-F durch das obere Schiebergehäuse mit Draufsicht des Drehschiebers in Lage
der Fig. 7, Fig. 6 einen wagerechten Schnitt G-F7durch den unteren Schieber in der
Lage der Fig. 9, Fig. 7 bis i i die Schieberschnitte X, Y, Z und U, h,
W bei verschiedenen Einstellungen entsprechend den in Fig. 3 mit I bis V
bezeichneten Lagen des Steuerhebels.
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Im Arbeitszylinder des Hammers werden (Fig. i) durch) den, Bärkolben
a der untere Raum b und der obere Raum c abgegrenzt, die in bekannter Weise durch
die Kanäle i, 2, 3 und 18, i9, 2o mit den entsprechenden Räumen e und f verbunden
werden können, die der Stufenkolben d im Pumpenzylinder bildet. d erhält auf und
nieder gehende Bewegung durch ein Kurbelgetriebe und ist mit einem Schlitz 1a zwischen
den paarweise angeordneten vier Kolbenringen, des weiteren mit Schlitzen i im unteren
Ende des schwächeren Teiles versehen, der ebenfalls einen Kolbenring trägt, zum
luftdichten Abschluß des Raumes e nach unten. Die Zylinderwand der Pumpe ist im
unteren Teile mit einer Kanalnut k versehen, im oberen Teil mündet der Kanal
22 ein. Der Schlitz h des Bärkolbens kommt in den Totpünktlagen abwechselnd
mit Kanal 22 und Kanalnut k zur Deckung. Dadurch wird bei Reihenschlägen in der
oberer. Totpunktlage (Fig. i) der Raum c des Bärzylinders durch Kanal 20 und 22
und Schlitz lz mit der Außenluft in Verbindung gesetzt. Ebenso wird in der unteren
Totpunktlage der Raum f des . Pumpenzylinders und damit auch der Raum c des Bärzylinders
durch die Kanalnut k und Schlitz lt mit dem Innern des Pumpenkolbens und damit mit
der Atmosphäre in Verbindung gebracht. Außerdem sind durch die Schlitze i des Pumpenkolbens
in der oberen Totpunktlage mit der Außenluft verbunden der untere Raum e des Pumpenzylinders
und der mit ihm durch die Kanäle i, 2, 3 in Verhindung stehende untere Raum b des
Bärzylinders. Dadurch -wird bei Reihenschlägen in jeder Totpunktlage die Spannung
der in Verbindung stehenden Räume des Pumpen- und Bärzylinders auf Atmosphärendruck
gebracht.
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Wie aus Fig. z ersichtlich, ist das Innere des Hammerkörpers in mehrere
Kammern g, p und r abgeteilt. Die Kammer g kann bei entsprechender Schieberstellung
dem oberen Raume f des Pumpenzylinders als schädlicher Raum vorgeschaltet werden.
So ist z. B. in der Stellung der Fig. 8, U-U, die Kammer b über den oberen Steuerschieber
m, die Kanäle 26, 23, 18 mit f, über dem unteren Steuerschieber l durch die Kanäle
13, 14, Ventil 15, Kanäle #16, 17 und 3 mit dem unteren Arbeitsraum b verbunden.
Die Kammer dient als Lüftdruckbehälter (Verwendung bei Setzschlägen) mit Einlaß
durch die Klappe q aus Raum r, kann aber auch direkt durch die Kanäle 8, 7 und i
mit e als schädlicher Raum verbunden werden (rig. g, Z-Z). Von r- führt Kanal 5
zum Schieber L und von da aus über die Kanäle 4, -2 und i (Fig. io, Y-Y) nach e.
Der Zusatzraum v (Fig. 4) ist von r durch den Steuerkolben n abgesperrt;
u wird von Hand mittels Gestänge zer (Fig. 3) aufwärts verstellt und durch die Klinke
t in dieser Lage festgehalten. Der Steuerkolben s verschiel)t sich infolge des Druckes
in p gegen einstellbare Feder nach außen und bringt t außer Eingriff, so daß ic
herabfällt und der Raum v augenblicklich zugeschaltet wird.
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Das Überströmen der Druckluft bei Einzelschlägen aus p in den oberen
Arbeitsraum c erfolgt durch die Kanäle 27, 28 und 29 (Fig. i i) : 28 ist zwecks
rascher Öffnung oder Verkleinerung des Steuerwegs als Kanal mit doppelter Eröffnung
ausgebildet. Ebenso ist der Kanal i i im Schieber l ausgeführt, rler die unter dein
Bärkolben befindliche Luft im Augenblick des Einzelschlages durch io und 12 in das
Innere des Ständers entweichen läßt. Der Kanal i i steht außerdem mittels Kanal
9 und Ventil 6 mit Kanalraum 7 im Schieber l in Verbindung, wodurch Druckluft zum
Hochhalten nach b gelangen kann (Fig.9, Z-7_). Beide Ventile 15 und 16 sind mit
ihren Führungsbüchsen in zylindrischen, zur Längsachse parallelen Bohrungen des
Schiebers l untergebracht. Der obere Schieber in besitzt noch einen Ausschnitt 23,
der die Verbindung von c mit der Außenluft durch 2o und a4 bewerkstelligt.
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Beide Drehschieber sind in Schieberbüchsen n und o gelagert (Fig.
i) und werden mittels Ritzel und senkrechter Zahnstange in bekannter Weise durch
das Segment am Hebel :r
gemeinsam betätigt (Fig. 3). Die einzelnen
Hebelstellungen sind in Fig.3 durch die Ziffern I bis V gekennzeichnet; der Hebel
x. kann durch eine Sperrklinke bekannter Ausführung in Rasten festgestellt werden.
An der hinteren Seite ist eine Zunge y mit Beinselben gelenkig verbunden, die bei
Bewegung von III nach IV über den Anschlag z hinweggleitet, bei Rückbewegung von
V nach IV jedoch ein unbeabsichtigtes Überfahren der Stellung IV verhindert.
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Die Wirkungsweise der Steuerung geht aus den einzelnen Schieberschnitten
der Fig.7 bis i i hervor.
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Reihenschläge: Die Schieber, befinden sich in Stellung I gemäß Fig.
7 entsprechend der Lage des Steuerhebels in I. Der Raum eist mit b durch Kanal i,
^. 3, Raum f mit c durch i8, i9, 2o in ungehinderter Verbindung, a bewegt sich also
in bekannter Weise gegenläufig zu d. Der Druckausgleich mit der Außenluft in der
oberen Totlage des Pumpenkolbens vollzieht sich über i9, 21, 22 und
h, bzw. über 3, 2, 1 und i. In der unteren Totpunktlage erfolgt der Ausgleich
über h und h. Die Regelung der Schlagstärke erfolgt durch Führung des Hebels
x in der Richtung I-II. In der Fig. e ist eine beliebige Einstellung -für mittlere
Schlagstärke dargestellt. Die Hauptkanäle :: und i9 sind etwas gedrosselt, in demselben
Maße dagegen die Kanalräume 7 und 25 eröffnet, so daß ein Teil der in
e und f verdichteten Luft durch 8 und 26 in die Kammern p und g treten
kann, die Wirkung der Pumpe auf den. Barkolben a also verringert. wird. In der gezeichneteil
Stellung beginnt erade die doppelte Eröffnung des Kanals r i nach Kanal io (Schnitt
Z-Z, Fig. 8), so daß nunmehr Druckluft aus 7 durch Ventil 6 und Kanäle 9 und i i
unter den Barkolben nach b tritt und demselben eine zusätzliche Aufwärtsbeschleunigung
erteilt sowie -ihn beim Niedergang als Luftkissen auffängt und so die Schlagwirkung
abschwächt.
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Bei weiterer Drehung der Schieber-im bezeichneten Sinne werden die
Hauptkanäle allmählich ganz abgeschlossen, der Bär beginnt zu schweben.
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Anlaufstellung und Hochhalten im Leerlauf.
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Fig. 9 gibt die eigentliche Leerlaufstei-, lang III wieder, Fig. 6
einen Zeagerechten Schnitt durch 1. Hier tritt sowohl Druckluft in der soeben beschriebenen
Weise aus e nach b als auch aus der Kammer j durch 13, den nunmehr eröffneten Schieberkanal
i-., Ventil 15 sowie Kanäle 17, 16 und 3 nach b über; das Hochdrücken des
Bärs wird also von beiden Seiten des Pumpenzylinders (e und f) aus in kürzester
Zeit bewirkt. Der obere Schieberin, läßt mittels Ausschnitt 23 die Luft durch 24
aus c frei entweichen. Gleichzeitig wird der Ausgleichkana122 abgedeckt, die aufgewandte
Kompressionsarbeit auf der oberen Seite des Pumpenkolbens wird durch Rückexpansion
wieder nutzbar gemacht.
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Füllen der Druckluftkammer p. Wie Für Schieberstellung IV aus Fig.
io ersichtlich, tritt die verdichtete Luft aus dem unteren Pumpenzylinder e durch
die Kanäle i, 2, 4 und 5 nach der Kammer r, von da aus durch die Klappe q nach p
(Fig. 2). Der Rauminhalt von r bestimmt die Höhe des Verdichtungsdruckes, würde
aber; weit kleiner gewählt als ursprünglich erforderlich, schließlich einen höheren
Druck ergeben. Die verlangte Spannung wird deshalb rasch erreicht, worauf in der
vorbeschriebenen Weise mittels Steuerkolbens .s, Klinke t und Kolben ac der
Raum v hinzugeschaltet wird. Der Flanschdeckel v läßt sich nun beliebig ändern,
um den verschiedenen Ansprüchen des Schmiedebetriebs zu genügen, ohne am Hammergestell
selbst kostspielige Veränderungen vornehmen zu müssen. Es wird sich im-allgemeinen
um eine einmalige Festlegung des Enddruckes und der Auffüllzeit handeln, durch passende
Verstärkung des in die Kammer v hineintretenden Teiles oder gleichzeitige Volumenänderung:
doch sind auch Einrichtungen möglich, die diese Größen im Betriebe nach Wahl einstellbar
machen.
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Während des Auffüllens wird der Bär noch immer von f aus über Kanal
i8, 25, 26, Kammer g, Kanal 13, 14, Ventil 15, Kanal 16, 17 und -. ,; hochgehalten.
Der obere Schieber m hält den Entluftungskanal 24 über 2o und 23 noch offen, den
Ausgleichkanal 22 noch weiter geschlossen.
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Setzschlag und Niederpressen. Je nachdem der Hebel a- rasch oder lan-sain
von IV nach V bewegt wird, kommt ein wuchtiger Einzelschlag oder ein sanftes Aufsetzen
des Bärs zustande. Fig. i i zeigt die Schiebereinstellung in der Endstellung V.
Aus e wird Druckluft in die Kammer p bis zum Höchstdruck nachgefördert, wie oben
beschrieben: p ist durch -a7, 28 und 29 mit c, f. über i8, 25 und 26 mit - in Verbindung.
Der Kanal 14 ist abgeschaltet.
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Soll der Bär wieder in die Hochlage zurückkehren, so wird Hebel i
nach IV zurückgeführt. Überfahren dieser Stellung würde vorzeitige Eröffnung von
Kanal 8, also Entweichen der Druckluft aus p, zur Folge haben
und
wird deshalb, wie beschrieben, durch die Zunge t, und Anschlag-- verhindert.