DE221825C - - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
- B21J7/00—Hammers; Forging machines with hammers or die jaws acting by impact
- B21J7/20—Drives for hammers; Transmission means therefor
- B21J7/36—Drives for hammers; Transmission means therefor for drop hammers
- B21J7/40—Drives for hammers; Transmission means therefor for drop hammers driven by hydraulic or liquid pressure
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Description
KAISERLICHES 7k
3If ten · (Eremptat
PATENTAMT.
PATENTSCHRIFT
~ M 221825 KLASSE 49 e. GRUPPE
Bei Hämmern, deren Bär durch Wasserdruck gehoben wird, hat sich der Übelstand bemerkbar
gemacht, daß die beim Schlagen aus dem Hubzylinder austretende Wassermenge
5· nach, erfolgtem Schlag infolge ihres Beharrungsvermögens sich in dem Abflußrohr noch weiter
bewegt, so daß unter dem Hubkolben für eine kurze Zeit ein leerer Raum entsteht.
Dies hat zur Folge, daß ein schnelles Wiederanheben des Bären nicht möglich ist, zumal
das frisch eingeführte Druckwasser znächst den leeren Raum ausfüllen muß, um zur Wirkung
gelangen zu können. Während des Auffüllens des leeren Zylinderraumes ruht der
Bär auf dem Arbeitsstück auf oder er springt bei prellendem Schlag, wie z. B. bei der Gesenkschmiederei,
ein Stück zurück und legt sich abermals auf das Arbeitsstück, welcher Vorgang sich sogar öfter wiederholen kann.
Um diese Übelstände zu vermeiden, muß dafür Sorge getragen werden, daß das sich unter
dein Hubkolben bildende Vakuum möglichst schnell beseitigt wird. Es wird dies gemäß der
vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, daß durch den niedergehenden Hammer mittels
des durch den Kolben verdrängten Wassers so viel Energie angesammelt wird, daß durch dieselbe
eine. schleunige Umkehrung der Bewegung des von dem Hubkolben bewegten Wassers
herbeigeführt wird, d. h. es soll der unter dem Hubkolben entstandene leere Raum möglichst
schnell durch das in Bewegung gesetzte Wasser wieder aufgefüllt werden, ohne daß
hierfür Druckwasser benötigt wird. Die Aufspeicherung der Energie kann entweder in der
in einer hochgeführten Leitung befindlichen Flüssigkeitssäule oder aber in einem Windkessel
erfolgen.
. Die Zeichnung veranschaulicht mehrere Ausführungsbeispiele der zur Durchführung dieses
Verfahrens dienenden Einrichtung.
In allen Figuren bedeutet α den Hubzylinder des hydraulischen Hammers, b den Kolben,
c den Hammerbär, d die Steuerung, welche natürlich ganz beliebig gestaltet sein
kann, β das Zuleitungsrohr für das Druckwasser und f das Abflußrohr. Der Hammerbär
c wird durch Einlassen des Druckwassers aus dem hydraulischen Akkumulator durch das
Zuleitungsrohr e in den Zylinder α gehoben. Nach Verstellung der Steuerung in die gezeichnete
Stellung beginnt der Bär mit dem Kolben seine Abwärtsbewegung, bei welcher das vorher zum Heben benutzte Druckwasser über
die Steuerung d hinweg in die Abflußleitung f geleitet wird, von wo aus es in den Rücklauf- , ,:
behälter abfließt. Diesem entnimmt es die Preßpumpe und drückt es wieder in den Akkumulator,
um von neuem zum Heben des Bären benutzt zu werden. Beim Aufschlagen des Bären auf das Schmiedestück, wenn also die
Abwärtsbewegung des Kolbens b unterbrochen wird, würde ohne Anwendung des neuen Verfahrens
das noch im Zylinder unter dem Kolben befindliche Wasser infolge des eigenen Beharrungsvermögens aus dem Zylinder ab-.
fließen und sich infolgedessen im Zylinder ein leerer Raum bilden. Die Wassersäule, welche
nach dem neuen Verfahren dies verhindern oder den entstandenen leeren Raum alsbald
wieder ausfüllen soll, kann in beliebiger Form angeordnet sein. In Fig. ι ist diese Wassersäule
dadurch gebildet, daß das Abflußrohr f nach oben gerichtet ist. An dieses Rohr ist
das Rohr h angeschlossen, durch welches der
ίο Preßpumpe das verbrauchte Wasser wieder zufließt.
Um die Wirkung der Wassersäule zu verstärken, kann ein Windkessel g an das
Rohr f angeschlossen werden, in welchem Falle die Wassersäule weniger hoch zu sein braucht.
Die Wirkungsweise ist folgende:
Die Wassersäule bzw. der Druck des Windkessels wirken dem beim Fallen des Bären
aus dem Zylinder α in die Abflußleitung f austretenden Wasser entgegen, so daß dieses
beim Aufschlagen des Bären so schnell in den Zylinder zurückgedrückt wird, daß der eventuell
entstehende leere Raum im Zylinder schon ausgefüllt wird, bevor die Steuerung für den
Wiedereintritt des Druckwassers aus dem Rohr e umgestellt ist. Diese Anordnung empfiehlt sich
nur, wenn durch die hydraulische Kraftanlage nur ein Hammer betrieben wird, wenn also
das Rohr h gleichzeitig Säugrohr der Pumpe ist.
Ein Anwendungsbeispiel, welches sich besonders für eine durch eine gemeinsame Kraftanlage
betriebene größere Anzahl von Hämmern eignet, ist in Fig. 2 dargestellt. Hier ist wieder f das aufwärtsgerichtete Abflußrohr,
in welchem sich die dem aus dem Zylinder austretenden Wasserstrom entgegenwirkende
Wassersäule befindet. Am höchsten Punkt dieser Wassersäule ist ein Überlaufrohr h angebracht,
welches das verbrauchte Wasser dem Rücklauf behälter zuführt. Dieses Rückleitungsrohr
h kann viel enger sein als bei gewöhnlicher Anordnung der Rückleitung, da das verbrauchte
Wasser nicht in der sehr kurzen Zeit während des Fallens des Bären hindurchzufließen
braucht, sondern zunächst von der Verlängerung . des Rohres f über dem Überlaufrohr
h aufgenommen wird und dann in der ganzen Zeit während des Fallens, des Hochgehens
des Bären und der dann folgenden Pause durch das Rohr h in den Rücklauf behälter abfließt.
Es werden also die sonst erforderlichen weiten Rückleitungsrohre durch sehr enge ersetzt,
welcher Vorteil besonders bei einer großen Anzahl von Hämmern, welche von gemeinsamer
Kraftanlage betrieben werden, Bedeutung gewinnt.
Durch die Wassersäule bzw. den Druck des Windkessels wird dem freien Fall bzw. der
Abwärtsbewegung des Bären ein Widerstand entgegengesetzt. Um diesen auszugleichen,
kann, wie in Fig. 2 angedeutet, die Abflußleitung f durch das Rohr i mit dem oberen
Zylinderraum verbunden werden, so daß die Abflußwassersäule auch auf die obere Kolbenfläche
wirkt und somit der Druck der Wassersäule auf die untere Kolbenfläche ausgeglichen
und eventuell auch noch die Reibung des Kolbens überwunden wird, da die obere Kolbenfläche
größer ist als die untere. Beim Fallen des Bären tritt also das unter dein Kolben b
befindliche Wasser durch die Rohre f und i über denselben in den Zylinder und außerdem
tritt noch Wasser aus dem oberen Teil des Rohres f in den oberen Zylinderraum. Beim
nächsten Hochgang des Bären wird das in den oberen Zylinderraum eingetretene Wasser wieder
in das Rohr f verdrängt, von wo aus es durch das Rückleitungsrohr h in den Rücklaufbehälter
gelangt.
Ein weiteres Anwendungsbeispiel, welches sich besonders für Hämmer mit großer Fallgeschwindigkeit
eignet, zeigt Fig. 3. Hier ist zur Verstärkung der Wirkung der Wassersäule in der Verlängerung des Zylinders ein Windkessel
g angeordnet, welcher sowohl mit 'dem oberen Zylinderraum als mit dem Rohr f ständig
in Verbindung steht. Diese Einrichtung wirkt ähnlich wie die nach Fig. 2 mit der Verbindung
i zwischen oberem Zylinderraum und Rohr. f. Der dem freien Fall des Bären entgegenwirkende
Druck des Windkessels wird durch denselben Druck auf die obere Kolbenfläche überwunden. Nimmt man den Druck
des Windkessels reichlich hoch an und die Kolbenstange reichlich dick, so kann dieser
Druck, besonders bei schnellschlagenden Hämmern, noch dazu benutzt werden, die ■ Abwärtsbewegung
des Bären zu beschleunigen. h ist wieder, wie in Fig. 2, das Rückleitungsrohr,
welches das verbrauchte Wasser ' nach dem Rücklaufbehälter zurückführt. Um den
Druck des Windkessels annähernd konstant bzw. in bestimmten Grenzen schwankend zu
erhalten, wird eine Vorrichtung angeordnet, welche den Abfluß des Wassers in das Rohr h,
also den Wasserstand und damit den Druck im Windkessel reguliert. In Fig. 3 erfolgt
beispielsweise diese Regulierung durch einen Schwimmer k, welcher beim tiefsten Wasserstand
ein an dem Rohr h sitzendes Absperrorgan I erst drosselt und dann ganz absperrt,
dieses beim Steigen des Wasserstandes, also beim Eintreten des vom Hammerzylinder:kommenden
Wassers in den Windkessel wieder öffnet und das in den Windkessel eingetretene Wasser in den Rücklaufbehälter abfließen läßt.
Das in Fig. 4 dargestellte Beispiel unterscheidet sich von dem nach Fig. 3 im wesentlichen
nur dadurch, daß der Windkessel g nicht über den Zylinder, sondern neben ihm
angeordnet ist, und daß das Abflußrohr f, \ ähnlich wie in Fig. 2, durch ein Rohr i mit
dem oberen Zylinderraum verbunden ist. Die Regulierung des Druckes und des Wasserstandes
im Windkessel wird hier dadurch erreicht, daß das Rückleitungsrohr h nicht direkt an
den Windkessel, sondern an das obere Ende eines Standrohres m angeschlossen ist. Die
Höhe dieses Standrohres wird so gewählt, daß
to die in ihm befindliche Wassersäule dem gewünschten Druck des Windkessels entspricht.
Da das Standrohr m ein Steigen des Wasserstandes und des Druckes im Windkessel über
das normale Maß hinaus nicht zuläßt, so fließt das in den Windkessel eintretende verbrauchte
Wasser sofort durch das Standrohr in das Rückleitungsrohr h ab.
Bei Hämmern mit sehr großer Fallgeschwindigkeit genügt der Druck des Windkessels,
wenn man ihn nicht verhältnismäßig sehr hoch annehmen will, nicht, um die Bildung des
leeren Raumes im Zylinder ganz zu verhindern bzw. die Bewegungsumkehr des aus dem
Zylinder austretenden Wassers rechtzeitig noch vor Umstellung der Steuerung d und damit das
rechtzeitige Wiederausfüllen des leeren Raumes zu erreichen. Um dieses Wiederausfüllen des
leeren Raumes aber auch in solchen Fällen zu erzielen, soll, wie in Fig. 2 angedeutet,
in dem Kolben ein Rückschlagventil η angeordnet
werden, welches Wasser aus dem oberen in den unteren Zylinderraum einläßt, sobald
im letzteren ein leerer Raum entsteht. Das Rückschlagventil η kann sehr klein sein,
weil das über dem Kolben befindliche Wasser schon infolge des eigenen Beharrungsvermögens
bestrebt ist, durch das Ventil hindurchzugehen. Nach erfolgtem Ausfüllen des leeren Raumes
und dem dann erfolgenden Eintritt des Druckwassers in den Zylinder schließt sich das Ventil
η wieder selbsttätig.
Das Ventil η kann auch, wie Fig. 3 zeigt,
außerhalb des Zylinders in einer besonderen Umführungsleitung 0 angebracht sein.
Das zum Wiederanfüllen des leeren Raumes erforderliche Wasser kann auch, wie in Fig. 5
dargestellt, statt aus der Abflußleitung aus einem besonderen Wasserbehälter j>
entnommen werden. Das den Übertritt des Wassers regelnde Rückschlagventil η wird durch eine
einstellbare Feder q oder ein sonstiges Kraftmittel geschlossen gehalten, so daß das Wasser
aus dem Behälter p in den Zylinder α nur dann gelangen kann, wenn in letzterem ein leerer
.55 Raum entsteht. Natürlich muß das aus dem Behälter entweichende Wasser durch Zuführung
frischen Wassers wieder ersetzt werden, was in beliebiger Weise geschehen kann. Dieser
besondere Wasserbehälter nach Fig. 5 kann auch- in solchen Fällen angewandt werden, bei
denen der obere Zylinderraum, wie in Fig. 1, nicht mit der Abflußleitung f verbunden ist.
Auch kann in den Beispielen nach Fig. 1 die in Fig. 3 dargestellte Umführungsleitung 0
mit dem Rückschlagventil η angebracht werden, deren oberes Ende dann an der Abfluß leitung
f oder am Fuß des Windkessels g angeschlossen wird.
Eine weitere Ausführungsform ergibt sich, wenn, wie Fig. 6 zeigt, die Kolbenstange über
den Kolben hinaus nach oben verlängert wird und sie am oberen Zylinderende durch eine
Stopfbüchse hindurchgeht, so daß die obere und untere Druckfläche des Kolbens b gleich
sind. Der obere Zylinderraum nimmt dann beim Fallen des Bären nur das aus dem unteren
Zylinderraum verdrängte Wasser auf, welches dann beim nächsten Hochgang durch den
Kolben in die Abflußleitung bzw. den Windkessel gedrückt wird.
Da in diesem Falle die aus dem unteren Zylinderraum verdrängte Wassermenge gleich
der vom oberen Zylinderraum aufgenommenen ist, so kann die Steuerung auch so gestaltet
sein, daß während des Fallens die beiden Zylinderräume miteinander in Verbindung stehen,
beide aber von der Abflußleitung abgesperrt sind, so daß beim Fallen des Bären das austretende
Wässer zwischen der unteren und der oberen Fläche des Kolbens eingeschlossen ist
und beim Aufschlagen des Bären zur Ruhe gebracht wird. Ein solches Beispiel zeigt
Fig. 7. Durch die Steuerung äx sind der obere
und untere Zylinderraum in Verbindung gebracht, so daß der Bär beim Fallen das Wasser
aus dem unteren in den oberen Zylinderraum drückt. Da hierbei das Wasser fest eingeschlossen
ist, so kann sich unter dem Kolben im Zylinder, selbst bei den größten Fallgeschwindigkeiten,
nur insoweit ein leerer Raum bilden, als der beim Auftreffen des Hammers entstehende Wasserdruck vorübergehend eine
elastische Dehnung der Wandungen des Hubzylinders und der Rohre veranlaßt. Durch
das Umsteuern beim Aufschlagen des Bären wird das Rohr i mit dem Rückleitungsrohr h
und die Unterfläche des Kolbens b mit der Druckleitung e verbunden; das Druckwasser
hebt den Bär wieder hoch, wobei das beim Fallen in den oberen Zylinderraum eingetretene
Wasser in das Rückleitungsrohr h verdrängt wird.
Die Steuerung d1 für die beiden Zylinderräume
kann natürlich auch beliebig anders gestaltet sein, z. B. wie in Fig. 8 und 9 dargestellt.
In Fig. 7 und 8 wird das Rohr i abwechselnd sowohl mit dem unteren Zylinderraum
als auch mit dem Rückleitungsrohr h durch die Steuerung αλ verbunden, in Fig. 9
dagegen verbindet die Steuerung dt das Rohr i
nur mit dem unteren Zylinderraum, während die Steuerung des Abflusses des Wassers aus
dem oberen Zylinderraum in die Rückleitung h durch ein besonderes Rückschlagventil r, das
auch durch einen Kolben ersetzt werden kann, bewirkt. wird. Das Ventil r muß durch eine
Feder oder sonstiges Kraftmittel so belastet sein, daß es während des Fallens des Bären
und beim darauffolgeriden Zurruhekommeri des
ίο aus dem unteren in den oberen Zylinderraum
strömenden Wassers geschlossen bleibt, und erst nach der Umsteuerung, wenn also das
Rohr i vom unteren Zylinderraum abgesperrt ist und der Bär hochgeht, durch das aus dem
oberen Zylinderraum verdrängte Wasser geöffnet wird, um dieses in die Rückleitung h
übertreten zu lassen.
Wie schon oben erwähnt, kann der Druck des Windkessels und der Durchmesser der KoI-benstange
in den Beispielen nach Fig. 3 und 4 so groß gewählt werden, daß dadurch die Abwärtsbewegung
des Bären beschleunigt wird. Ein solches Beispiel, das sich besonders für schnellschlagende Hämmer eignet, zeigt Fig. 10.
Hierbei wirkt der Druck des Windkessels g auf die Differenz der oberen und unteren Kolbenfläche
beschleunigend auf die Abwärtsbewegung des Bären c.
In Fig. 11 ist ein Beispiel für schnellschlagende
Hammer mit nach oben verlängerter Kolbenstange nach dem Prinzip der Fig. 9
dargestellt. Hier beschleunigt der Druck des Windkessels, der in die Rückleitung eingeschaltet
ist, auf die Kolbenstangenverlängerung die Abwärtsbewegung des Bären. Statt dieses
Windkessels kann auch ein solcher angeordnet sein, der von der Rückleitung unabhängig ist.
Es wird dann das Rohr h nicht an den Windkessel angeschlossen, sondern es führt, wie
punktiert angedeutet, direkt zum Rücklaufbehälter, und der Verbindungskanal s zwischen
Ventil r und Windkessel fällt ganz fort.
Natürlich können das Verfahren und die Einrichtungen dafür in beliebiger anderer Weise,
als in den Beispielen angegeben, ausgeführt werden, z. B. kann der Zylinder α beweglich
und die Kolbenstange fest angeordnet sein. Auch kann statt der oberen abwärtswirkenden
Kolbenfläche ein besonderer Kolben vorgesehen werden, dessen Zylinder mit der gesamten Einrichtung
in sinngemäße Verbindung gebracht ist. Die Kolbenstange kann mit dem Bären fest verbunden oder in diesem nach unten hin
beweglich angeordnet sein. Auch kann das Verfahren bei solchen hydraulischen Fallhämmern
angewandt werden, bei welchen der Bär nicht direkt durch die Kolbenstange, sondern
mittels eines Riemen- oder Seilzuges hochgezogen wird. Ferner kann die Steuerung ganz
beliebig gestaltet sein und ebenso die sonstigen Einrichtungen, wie die Vorrichtung zum
Regulieren des Wasserstandes im Windkessel g.
Claims (7)
1. Verfahren zur schnellen Beseitigung des Vakuums bei hydraulischen Hämmern,
um den Hammer so schnell als möglich wieder anheben zu können, dadurch gekennzeichnet,
daß durch den niedergehenden Hammer mittels des durch den Kolben verdrängten Wassers so viel Energie angesammelt
wird, daß durch dieselbe eine schleunige Umkehrung der Bewegung des von
dem Hammerkolben bewegten Wassers herbeigeführt wird.
2. Hydraulischer Hammer zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß in der Abfiußleitung in der Nähe des Hammers ein nach
oben gerichtetes Rohr, Behälter oder Windkessel angeordnet ist.
.3. Hydraulischer Hammer zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß über oder neben dem Zylinder in der Abflußleitung eine Wassersäule bzw. ein Windkessel angeordnet
ist,. der mit dem oberen Zylinderraum ständig und mit . dem unteren, also . dem Hubzylinderraum, während des Fallens des
Bären in Verbindung ;steht, wobei die obere und untere Kolbenfläche gleich oder verschieden
groß sein können. .
4. Hydraulischer Hammer zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß .die obere, Und
untere Druckfläche des Kolbens gleich sind, und daß während des Fallens des Bären
das aus dem unteren, dem Hubzylinderraum verdrängte Wasser von dem oberen Zylinderraum
aufgenommen wird und.dabei beide Zylinderräume durch die Steuerung von <der
Abflußleitung abgeschlossen sind,.'und, daß beim Wiederhochheben des Bären durch das
in den Hubzylinderraum eintretende Druckwasser das im oberen Zylinderraum befindliche
Wasser durch die Steuerung oder ein Rückschlagventil oder -kolben hindurch
in die Abflußleitung gedrückt wird.
5. Hydraulischer Hammer zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß in dem Kolben ein Rückschlagventil angeordnet ist, welches
zum Ausfüllen des etwa entstandenen leeren Raumes Wasser aus der Abflußleitung oder dem in diese eingeschalteten
Windkessel in den Hubzylinder einläßt.
6. Hydraulischer Hammer zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen Hub-
zylinder und Abflußleitung ein Rohr mit Rückschlagventil angeordnet ist, um zum
Ausfüllen des etwa entstandenen leeren Raumes Wasser in den Hubzylinder einzulassen.
7. Hydraulischer Hammer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
verlängerte Kolbenstange oder ein besonderer im gleichen Sinne wirkender Kolben in einen Luftzylinder. eintaucht, um durch
den Luftdruck eine Beschleunigung des Bären zu erzielen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE221825C true DE221825C (de) |
Family
ID=482770
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DENDAT221825D Active DE221825C (de) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE221825C (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1095631B (de) * | 1955-05-13 | 1960-12-22 | Langenstein & Schemann Ag | Hydraulisch betaetigter Fallhammer |
DE1184603B (de) * | 1956-12-28 | 1964-12-31 | Eumuco Ag Fuer Maschb | Oberdruck-Schmiedehammer |
DE977291C (de) * | 1951-10-28 | 1965-10-07 | Langenstein | Hydraulische Einrichtung, die als Fallhammer oder als Presse arbeiten kann |
-
0
- DE DENDAT221825D patent/DE221825C/de active Active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE977291C (de) * | 1951-10-28 | 1965-10-07 | Langenstein | Hydraulische Einrichtung, die als Fallhammer oder als Presse arbeiten kann |
DE1095631B (de) * | 1955-05-13 | 1960-12-22 | Langenstein & Schemann Ag | Hydraulisch betaetigter Fallhammer |
DE1184603B (de) * | 1956-12-28 | 1964-12-31 | Eumuco Ag Fuer Maschb | Oberdruck-Schmiedehammer |
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