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Schlagapparat In Stoßapparaten mit Bewegung des Schlagbärs durch in
diesem selbst befindliche exzentrisch umlaufende Massen spielt sich der Vorgang
derart ab, daß die Massen dem Schlagbär bei ihrem Umlauf während der ersten halben
Umdrehung eine auf das Werkzeug hin gerichtete kinetische Energie, während ihrer
zweiten halben Umdrehung eine gleiche, gegen den rückwärtigen Boden des Gehäuses
hin gerichtete kinetische Energie erteilen. Die erstgenannte Energie wirkt sich
vollständig auf das Werkzeug aus und stößt es nach vorwärts. Die zweite Energiemenge
wirkt auf den Gehäuseboden und erteilt dem Gehäuse eine Rückwärtsbewegung. Infolgedessen
erfolgt der nächstfolgende Schlag auf das Werkzeug aus einer von der vorhergehenden
verschiedenen Stellung, da das Gehäuse bei seinem Zurückweichen auch das Werkzeug
mitnimmt, während dagegen die Massen ihren Umlauf gleichmäßig fortgesetzt haben.
Es findet somit eine Phasenverschiebung zwischen den für den Betrieb notwendigen
und den tatsächlich eingetretenen Arbeitsbedingungen statt. Wenn der Apparat ortsfest
verankert ist, bringt der Rückschlag das Gehäuse nicht zum Zurückweichen, wobei
allerdings nur die Hälfte der ihm erteilten Energie ausgenutzt wird. Ist der Apparat
dagegen als Handapparat ausgeführt, so schlägt das Gehäuse tatsächlich zurück, und
es ist erforderlich, daß der bedienende Arbeiter diesen Rückstoß verhindert. Da
aber die auf den Schlagbär wirkende Fliehkraft in beiden Bewegungsrichtungen symmetrisch
und somit der Rückstoß ebenso stark ist wie der Vorwärtsstoß, so ist klar, daß bei
entsprechender Leistung des Apparates kein Arbeiter mehr imstande ist, dem Rückstoß
einen ausreichenden Widerstand entgegenzusetzen.
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Zur Verringerung der zerstörenden Schläge des Stößels auf den Boden
des Apparatgehäuses am Ende des Rückhubes (ein zusätzlicher Einfluß beim Arbeiten
des Apparates) ist üblich, zwischen diesen beiden Teilen ein Dämpfungsmittel, gewöhnlich
eine Feder, einzusetzen. Diese Zwischenschaltung einer Feder bringt aber offenbar
keinen Vorteil, denn ein solches elastisches Mittel läßt das Gehäuse ebenfalls zurückschlagen.
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Berücksichtigt man ferner, daß wegen der Eigenschwingungsperiode einer
Feder eine Schlagfrequenz zu wählen ist, die kleiner ist als die Eigenschwingungsfrequenz
dieser Feder, so ist einzusehen, daß Schlagapparate dieser gegenwärtig gebräuchlichen
Art nur sehr beschränkte Dienste zu leisten vermögen und außerdem den mit dem Apparat
Arbeitenden außerordentlich ermüden.
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Die erläuterten Nachteile vermeidet der Gegenstand der Erfindung durch
einen Schlagapparat, bei welchem Triebkräfte Anwendung
finden, die
sogar erheblich höher sind als die Gegenkraft, die der Arbeiter aufbringt, ohne
| deshalb das Gewicht des Apparates zu ex-,o |
| höhen, bei welchem man ferner die Sch 1 @@' |
| frequenz bis zu sehr hohen Werten tr, |
| kann. Ein weiterer Vorteil der Erfiri ` |
| besteht darin, daß ein besonders hoher |
teil der beim Rückwärtshub im Dämpfungsmittel aufgespeicherten Energie beim Arbeitshub
zurückgewonnen wird und außerdem ein langer Arbeitsweg des Schlagbärs bei entsprechender
Erhöhung seiner kinetischen Energie erzielt wird.
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Die Erfindung kennzeichnet einerseits ein am rückwärtigen Ende zwischen
Schlagbär und Gehäuse eingeschaltetes Gaspolster, dessen Gas unter einem bestimmten
einstellbaren Anfangsdruck steht, andererseits, daß das Gehäuse vorn durch ein elastisches
Mittel passender Belastung mit dem Werkzeug verbunden ist, derart, daß bei jedem
Stoß Gehäuse und Werkzeug stets in eine und dieselbe gegenseitige Stellung zurückgeführt
werden.
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Auf der Zeichnung ist in Abb. i ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
schematisch dargestellt. Abb. 2 zeigt den Verlauf der in dem Gerät wirkenden Kräfte
und der Geschwindigkeit des Schlagbären.
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Bei der gewählten Ausführungsart des Apparates laufen zwei gleiche
Massen in, in'
mit konstanter Geschwindigkeit und in vollständig symmetrischer
Laufart mit Bezug auf die Schlagachse p-p um, wobei der symmetrische Lauf
mit Hilfe übereinstimmender Zahnräder i, j beispielsweise erreicht werden
kann. Die Schwerpunkte der Massen laufen auf Kreisumfängen vom Radius Y um Achsen
o, o i, die von einem in einem Gehäuse N frei beweglichen Schlagbär 11-T getragen
werden. Wenn eine größere Anzahl von Schwungmassen vorhanden wäre, so könnte man
sie stets auf zwei fiktive Massen zurückführen, die unter den genannten Bedingungen
umlaufen.
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Der Schlagbär !1l ist an seinem rückwärtigen Ende mit einem Kolben
:2 versehen, der dicht in einem Zylinder 3 gleitet. Der Boden dieses Zylinders 3,
der am hinteren Ende des Getriebegehäuses vorgesehen ist, befindet sich in einer
Entfernung d vom Hubanfang der Stirnfläche des Kolbens. Diese Entfernung d ist um
ein Stück c größer als der ganze Kolbenhubs. Die Kammer ,4. ist mit einem Gas bzw.
Luft mit einem bestimmten Anfangsdruck p, angefüllt.
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Für die elastische Abstützung zwischen dem vorderen Teil des Gehäuses
und dem rückwärtigen Ende 5 des Werkzeuges sind zwei belastete Federn 6 und 7 angeordnet,
die sich einerseits gegen die beiden Seiten eines am Werkzeugfuß 5 vorgesehenen
Ringes 8 abstützen und andererseits gegen Absätze 9 und io des das Werkzeug tragenden
| ehäuseansatzes Ar. |
| Bekanntlich entwickeln die umlaufenden |
| 'fassen unter den erläuterten Bedingungen |
| eine wechselnd gerichtete resultierende Kraft, |
deren Größe sich nach einer Sinuskurve j ändert. Entsprechend dem Rückwärtsgange
des Kolbens wird das Gas bzw. die Luft in der Kammer 4 zusammengedrückt, wodurch
eine Gegenkraft entsteht, deren Größe durch eine Hyperbel P1 dargestellt ist. Die
auf den Stößer wirkende Kraft ergibt sich als algebraische Summe F, der Werte j
und P1; durch diese Kraft F1 wird die Bewegung des Schlagbären verzögert (Geschwindigkeit
VJ, so daß der Rückwärtsgang länger oz als eine Halbperiode an dauert, während die
Dauer des Vorwärtsganges entsprechend verkürzt wird. Beim Wiedervorwärtsgang des
Kolbens ergibt sich die wirkende Kraft als algebraische Summe F, der Kräfte f und
P, wobei P. die Ausdehungskraft des Gases in der Kammer q. ist. Die Geschwindigkeit
des Schlagbären beim Vorwärtsgang ist h.. Die beiden Federn 6 und 7 wirken gegeneinander
und führen das Gehäuse ständig in die gleiche Lage gegenüber dem Werkzeug zurück,
da das Werkzeug, wenn es den Schlag des Schlagbären M aufnimmt, durch seinen Ring
8 auf die Federn einwirkt und in gleicher Richtung das Gehäuse mitnimmt. Auf diese
Art befindet sich das Gehäuse zu Beginn der durch das Gas ausgeübten Rückwirkung
während des nächstfolgenden Rückwärtsganges immer in der gleichen Ausgangsstellung.
Durch passende Wahl der Abmessungen und der Anfangsbelastungen der betreffenden
Federn im Verhältnis zu den in Bewegung gesetzten Massen kann die Federwirkung voll
ausgenutzt werden.
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Die obengenannte Verzögerung der auf den Stößel wirkenden Kraft ist
offenbar eine Funktion des Anfangsdruckes p, des im Zylinder 3 befindlichen Gases.
Druck und Verzögerungsänderung sind daher miteinander regelbare Vorgänge. Es kommt
darauf an, die Verzögerung möglichst groß zu halten, ohne die Gesamtdauer des Kreislaufes
zu verändern.
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Das Zuführen des komprimierten Gases zur Kammer q. wird durch eine
Leitung i i bewirkt, die in die Kammer durch einen Kanal 12 einmündet. Dieser wird
durch ein Ventil 13 geregelt und besitzt eine 'Abzweigung 14, die zur Kammer 15
führt, in welcher sich der Schlagbär bewegt. Der Kanal 1s ist regelbar. Von seinem
Ouerschnitt hängt der Grad der in der Kammer q. erzeugten Kompression ab. Das durch
diesen Kanal i.i strömende Gas
kann dazu benutzt werden, den Schlagbären
an seinem vorderen Ende zu reinigen, dadurch, daß ein entsprechender Längskanal
16 im Schlagbär selbst und in dem Werkze,tig vorgesehen ist.