Titel: | Pressluftwerkzeuge. |
Autor: | Th. Pregél |
Fundstelle: | Band 317, Jahrgang 1902, S. 37 |
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Pressluftwerkzeuge.
Von Prof. Th. Pregél in Chemnitz.
Pressluftwerkzeuge.
Zum Betriebe ortsbeweglicher Werkzeugmaschinen hat sich Pressluft als
Kraftmittel immer mehr bewährt, so dass neben der elektrischen Energie die
druckgespannte Luft auf Schiffswerften, in Brückenbauanstalten, Kesselschmieden,
Giessereien, Maschinenfabriken, als Betriebskraft stetig an Bedeutung gewinnt. Nur
da, wo bereits Presswasseranlagen vorhanden sind, oder dort, wo bedeutende
Kraftstärken in kurzer Arbeitsfolge geleistet werden müssen, wird der
Druckwasserbetrieb auch weiterhin das Feld behaupten. In England war seit dem Jahre
1860 namentlich durch die Werke von Armstrong, Tweddell,
Smith, Arrol u.a., der Presswasserbetrieb zu grosser Vollendung gebracht
worden, so dass diese bewährten und erprobten Maschinen auch in Deutschland
geschätzt und an verschiedenen Orten angewendet worden sind.
Dagegen hat sich seit Einführung elektrischer Kraftübertragung in Frankreich ein
gemischter Betrieb entwickelt, der darin besteht, dass vermöge eines an der
tragbaren Maschine befindlichen Elektromotors eine hydraulische Presse durch
Vermittelung zweckentsprechender Uebersetzungen bethätigt wird, welche die
Pressflüssigkeit für den Arbeitskolben der Nietmaschine erst liefert. Da es bisher
noch nicht gelungen ist, Elektromotoren nebst Beiwerk in einer der erforderlichen
Kraftstärke entsprechenden und der Werkzeugmaschine angemessenen Kleinheit
auszuführen, so wird das Raumbedürfnis der tragbaren Maschine in
unverhältnismässiger Weise gesteigert und dadurch das ganze tragbare Werk trotz der
ausserordentlichen Beweglichkeit des Ganzen schwerfällig und unhandlich gemacht.
Erst in neuerer Zeit scheint durch sinngemässe Anwendung der amerikanischen
Kniehebelübertragungsmittel für die Anwendung des elektrischen Stromes ein neues
Arbeitsgebiet erschlossen zu werden. So lange es aber nicht gelingt, den
elektrischen Strom durch entsprechende Uebersetzungen in einfacherer Weise, als es
bisher möglich war, auf hubartig und langsam wirkende Arbeitsmaschinen zu
übertragen, wird Pressluft von 5 bis 6 at Arbeitsspannung schon wegen der
ausserordentlich bequemen Zuleitung ein Kraftmittel von hervorragender Bedeutung
bleiben. Die Pressluft ist als Betriebsmittel schon seit dem Bau des
Mont-Cenis-Tunnel bekannt und wird nunmehr auch im Bergwerksbetrieb voll gewürdigt.
Dagegen kommt Pressluft, ausser der Gebläseluft, in Hüttenwerken nur dort zur
ausgedehnten Anwendung, wo bedeutende Wasserkräfte zur Verfügung stehen, dagegen
Mangel an Kohlen zur Sparsamkeit im Ofenbetriebe zwingt, wie dies im Stahlwerk Terni in Italien der Fall ist, wo der grosse
1000 Zentnerhammer durch Pressluft bethätigt wird, welche Kompressoren liefern, die
durch mächtige Turbinen getrieben werden. So wie nun dieser grosse Schmiedehammer in
Terni das gewaltigste Beispiel für den Pressluftbetrieb vorstellt, ebenso könnte der
alte Dampfhammer von James Nasmyth aus dem Jahre 1843
als das Urbild für die späteren kleinen Pressluftwerkzeuge angesprochen werden,
obwohl diese ihr eigentliches besseres Vorbild in der Gesteinsbohrmaschine von Sommellier und Grattoni finden dürften.
Da bei den Stosswerkzeugen mit Pressluftbetrieb schon wegen der ausserordentlich
hohen Hubzahl eine zwangläufige Steuerung so gut wie ausgeschlossen ist, so ist man
auf die Selbstgangsteuerung gewiesen, welche in zwei Grundformen zur Erscheinung
kommt. In der ersten wird der Hammerkolben mit seiner Stange unmittelbar zum
Steuerorgan ausgebildet. In der zweiten Art wird ein Kolbenschieber benutzt, der
mittels Pressluft seitens des Arbeitskolbens bezw. dessen Stange gesteuert wird. In
der ersten Ausführung von Mac Coy vom Jahre 1887 ist
dieser Steuerkolben im Hammerkolben und zwar in der Querrichtung beweglich
untergebracht (vgl. D. p. J. 1890 275 * 208). Bei den späteren Konstruktionen von Boyer u.a. ist der Steuerkolben im Cylinder angeordnet (vgl. D. p. J. 1897 305 * 11).
Als die ureigentlichsten Vorgänger für die jetzigen Pressluftstosswerkzeuge müssen
aber die von Amerikanern in der zahnärztlichen Technik gebrauchten und daselbst
ausgebildeten feinen Instrumente gelten, mit welchen die Blattgoldfüllungen in
Zähnen gemacht werden, und die in der Reihenfolge lauten:
Bannister und Green, 1867 Nr. 71950,
Hyde, 1869 Nr. 91849,
Green, 1869 Nr. 88290,
Nichols, 1875 Nr. 158863,
Dennis, 1877 Nr. 195102,
Stebbins, 1878 Nr. 203667,
Dennis, 1878 Nr. 205619,
Moreau und Dennis, 1878 Nr. 205289,
Dibbles, 1879 Nr. 211652 des U. S. P.
u.a. (vgl. Journal Franklin
Institute, 1889 Bd. 78 Nr. 1).
David Joy's Dampfhammer ohne Steuerkolben.
Dieser Schmiedehammer (Fig. 1 und 2) vom Jahre
1868 dürfte nach dem U. S. P. Nr. 80550 als Grundform für die Pressluftwerkzeuge
ohne Steuerkolben anzusehen sein. In der Hochstellung des Hammerkolbens a tritt Dampf durch b und
den Kanal c über den Kolben d ein, während der unter dem Kolben befindliche Dampf durch f und g ins Freie
entweicht. Hierdurch wird der Hammerkolben da
niedergeschlagen, wobei c die Einströmöffnung b überschreitet.
Textabbildung Bd. 317, S. 37
Joy's Dampfhammer ohne Steuerkolben.
Vor dieser Stellung wirkt der Oberdampf direkt auf den Kolben d ein, nach Ueberschreitung der oberen Kante des unteren Kanalwinkels von
c an der unteren Kante von b findet Abschluss statt, während dessen der Oberdampf durch Expansion
wirksam ist, bis c nach dem unteren Ausströmkanal
h gelangt. In dieser Tieflage kommt der untere
Winkel des zweiten Kanals f gleichzeitig in den Bereich
der Einströmung b, so dass Oberdampf aus-, Unterdampf
dafür aber einströmt. Hiernach findet Aufhub des Hammerkolbens und selbstthätige
Wiederholung des Hubspieles statt.
Ross' Presslufthammer.
Unter den Pressluftwerkzeugen mit Selbststeuerung durch den Hammerkolben ist jener
von J. Mac Evan Ross vom Jahre 1890 bezw. 1892 einer
der bemerkenswertesten (vgl. D. p. J. 1892 286 * 248 bezw. 1895 297 *
299; vgl. auch E. Freund, 1892 286 * 249).
Am hohlen Griffbügel a (Fig.
3) ist der Cylinder b eingeschraubt, in
welchem abständig die Cylinderbüchse c eingesetzt ist.
In diesem spielt der Hammerkolben d, welcher auf den
Stiel f des Meisselwerkzeuges schlägt, der in der
Führungsbüchse g läuft.
Textabbildung Bd. 317, S. 38
Fig. 3. Ross' Presslufthammer.
An dem Griffbügel a ist der Zuleitungsschlauch h angesetzt, während der federgespannte Kolben i die Luftableitung schliesst. Soll nun der Betrieb
eingeleitet und erhalten werden, so muss dieser Kolbenschieber i durch den Hebeldrücker k
zurückgestellt sein. Um ferner den Betrieb im Rücklauf des Hammerkolbens d möglichst stossfrei zu gestalten, dient der
Scheibenkolben l, hinter dem beständig Pressluft steht,
wozu der freie Verbindungskanal m vorgesehen ist. Der
Hammerkolben d ist am Stangenende und in der Mitte
schwächer abgedreht, so dass erstens eine wirkende Ringfläche für den Rücklauf des
Kolbens entsteht, während zweitens durch die mittlere Einschnürung des Hammerkolbens
eine wechselnde Verbindung des Einströmkanals 1 mit den
Steuerkanälen 2, 3, 4
und 5, welche durch eine ringförmige Scheidewand derart abgeteilt werden, dass 2 mit 3 und 4 mit 5 beständig in Verbindung stehen. Dagegen stehen
durch einen seitlich abgeschlossenen Längskanal die Oeffnungen 6 und 7 mit der Abströmung
i im Zusammenhange. Es bilden daher die vordere,
die beiden inneren (links und rechts) und die hinteren Kolbenkanten
Steuerungselemente. Steht der Hammerkolben d in der
Rücklage (Fig. 3), so tritt Pressluft durch I, 4 und 5 hinter den Kolben,
so dass dieser den Arbeitshub nach links laufend ausführt. Schliesst die innere
rechte Kolbenkante den Kanal 4, so wirkt die Pressluft mittels Expansion. Schliesst
die vordere Kolbenkante den Kanal 6, so entsteht
Kompression vor dem Kolben. Wenn sich diese Wirkungen gleichen, so bleibt trotzdem
ein Kraftüberschuss vorhanden, welcher durch die Trägheit des nach links fliegenden
Hammerkolbens gegeben ist. Ueberschreitet die linke innere Kolbenkante den Kanal 3, so tritt Pressluft vor dem Kolben d ein, und wenn gleichzeitig die hintere Kolbenkante
den Ausströmkanal 7 geöffnet hat, so wird der
Hammerkolben im Rücklauf nach rechts zu getrieben, worauf eine Wiederholung des
Kolbenspiels ermöglicht wird.
Johnson's Presslufthammer.
Dieser Presslufthammer besteht nach dem U. S. P. Nr. 666757 vom Jahre 1901 aus dem
Griffstück a (Fig. 4),
in welchem der Cylinder b mit Führungshals c glatt eingeschoben ist, während derselbe durch das
eingeschraubte Deckelstück d festgehalten wird. Durch
den Drückerhebel f wird der federgespannte Ventilkolben
g zurückgedrückt, so dass die durch h eingeleitete Pressluft in den Kanal i gelangt. Nun ist der Hammerkolben k einfach abgesetzt und im schwächeren Teil mit
Querkanälen l versehen, die in einer Aushöhlung in der
Rückseite des Kolbens münden. Steht nun der Hammerkolben k in der äussersten Vorlage (rechts), so münden diese
Querkanäle durch Vermittelung der Oeffnung m ins Freie,
so dass die Pressluft hinter dem Kolben entweichen kann. In dieser Lage steht aber
der Kolbenabsatz gerade über der Einströmöffnung n, so
dass die auf die Ringfläche der vorderen Kolbenseite wirkende Pressluft den
Hammerkolben k zurücktreibt, sofern durch Abströmung
der Arbeitsluft durch l und m die Kraftausgleichung erfolgt ist.
Textabbildung Bd. 317, S. 38
Fig. 4. Johnson's Presslufthammer.
Im weiteren Rücklaufe treten die Kanäle l über den
vorderen Schutzrand o des Cylinders, so dass Pressluft
nunmehr auch hinter den Kolben einfliessen kann. Nach erreichter Rücklage des
Hammerkolbens k wirkt nun die eingeströmte Pressluft
treibend auf den Kolben ein, so dass eine stetige Wiederholung des Hubspiels
erreicht wird.
Mit diesem von der Parfitt Tool Co. in Springfield,
Illinois, erzeugten und auch mit anderen Pressluftwerkzeugen ohne Steuerkolben sind
10000 bis 20000 minutliche Hubzahlen zu ermöglichen, was bei den anderen mit
Steuerventilen ausgerüsteten Werkzeugen nicht thunlich ist, soll die
Steuerungseinrichtung geschont werden.
W. Richman's Pressluftwerkzeug mit Steuerkolben.
Dieses aus dem Jahre 1879 stammende Werkzeug (Fig. 5)
kann nach dem U. S. P. Nr. 213134 als Typus für die gesteuerten Pressluftwerkzeuge
gelten. Am Cylinder a ist das Deckelstück b mit Führungshals für das Werkzeug c angesetzt. Im Cylinder bewegt sich frei der
Hammerkolben d, in welchem der Steuerkolben f schwebt. Die Pressluft tritt durch den Winkelkanal
g ein, die Arbeitsluft aber durch den Seitenkanal
i ins Freie aus. Vermöge feiner Winkelkanäle im
Hammerkolben wird mittels Pressluft der innere Steuerkolben f bewegt, welcher Querkanäle deckt und öffnet, durch welche Pressluft
ober- und unterhalb des Hammerkolbens tritt und diesen im Arbeitshube und im
Rücklaufe treibt.
T. Torp hat im Jahre 1889 ein ähnliches
Pressluftwerkzeug hergestellt, den Ringschieber aber ausserhalb des Hammerkolbens
angeordnet (vgl. D. p. J. 1892 286 * 248).
J. S. Mac Coy hat den Steuerkolben im Hammerkolben quer
zur Hauptbewegung untergebracht (U. S. P. Nr. 373746 vom Jahre 1887; vgl. D. p. J. 1890 275 *
268).
Die Presslufthämmer vom Jahre 1890 der National Pneumatic
Tool Company besitzen ebenfalls einen Steuerkolben, welcher im Hammerkolben
quer zu dessen Hubrichtung angeordnet ist (vgl. D. p.
J. 1892 286 * 249).
Textabbildung Bd. 317, S. 38
Fig. 5. Richman's Pressluftwerkzeug mit Steuerkolben.
Es ist leicht begreiflich, dass die im Steuerkolben. Hammerkolben untergebrachten
Steuerschieber allen Stössen des Hammers ausgesetzt sind und durch die durch die
Trägheit der Massen bedingten Seitendrücke in der ungünstigsten Weise beeinflusst
werden.
Deshalb ist eine Trennung des Steuerschiebers vom Hammerkolben als ein Fortschritt zu
bezeichnen.
Boyer's Presslufthammer mit Kolbenschieber.
Wie bereits erwähnt, ist bei Boyer's Presslufthammer der
Steuerkolben im Cylinderkörper untergebracht, während der volle Hammerkolben nur mit
seinen Randkanten zur Steuerung herangezogen wird (vgl. D.
p. J. 1897 305 * 11).
Bei Rinsche's Presslufthammer ist eine ähnliche
Anordnung des Steuerkolbens vorhanden, auch hier bewegt sich der im Cylinder
liegende Kolbenschieber quer zur Hammerrichtung, doch ist bei diesem Werkzeuge der
abgesetzte Hammerkörper mit Winkelkanälen ausgerüstet, so dass dieser gleichsam als
doppelter Muschelschieber funktioniert (vgl. D. p. J.
1897 305 * 124).
Textabbildung Bd. 317, S. 39
Boyer's Presslufthammer mit Kolbenschieber.
Etwas abweichend in der Steuerung ist der neuere (unter dem Namen „kleiner
Riese“ bekannte) Presslufthammer ausgeführt, der nach Engineering, 1900 I. S. 304 bezw. 425, in Fig. 6 bis
9
dargestellt ist. Dadurch, dass der Hammerkolben a in
der Mitte zwar eingedreht, beide Kolbenteile aber von gleichem Durchmesser sind, der
Kolben also nicht, wie bei der älteren Bauart, abgesetzt ist, muss die
Rückschlagwirkung auf die vordere, volle Stirnfläche des Hammers verlegt werden,
während früher eine Ringfläche des Kolbens zur Verfügung stand.
Der Hammerkolben a führt sich im Cylinder b, welcher vermöge der Ueberwerfmutter c an das Griffstück d
angeschlossen ist. In diesem ist das selbstschliessende Einlassventil f eingesetzt, welches die durch g einlaufende Pressluft nach dem Steuerkolben leitet, während durch die
Oeffnung k die verbrauchte Arbeitsluft ins Freie
entweicht. Dieser entsprechend abgesetzte hohle Steuerkolben spielt in einer Büchse
i (Fig. 8 und 9), die durch
einen eingeschraubten Deckel in fester Lage erhalten wird, und deren eingedrehte
Ringnuten durch Löcher mit Kanälen in Verbindung stehen, die sowohl im Cylinder b als auch im Griffstück d
vorgesehen sind.
Befindet sich der Steuerkolben in der Hochlage (Fig. 6), so strömt
Pressluft durch 1 in den Raum hinter dem Hammerkolben
a und treibt diesen in die Schlagstellung (Fig. 7) nach
rechts an das Meisselwerkzeug. Weil aber, wie bereits erwähnt, die vordere
Hammerfläche nach einem geschlossenen Raum treibt, so muss die darin befindliche
Luftmenge, die Vorluft, einen Ausweg finden. Dies erfolgt in zwei Arten, und zwar
direkt durch das Loch 2 ins Freie, und ferner durch den
Längskanal 3, welcher in der Hochlage des
Kolbenschiebers in dessen Abströmraum mündet.
Nun ist der innere Hohlraum des Kolbenschiebers zur Ausströmung bestimmt, so dass
Löcher im unteren Ringraum desselben die Abströmung der Vorluft durch zwei
Parallelkanäle 3 vermitteln (auch Fig. 9). Hiernach ist
eine Kompression der Vorluft vermieden und eine möglichst ungeschmälerte
Schlagwirkung des Hammers gesichert.
Nach beendetem Hammerschlag muss nun eine Umsteuerung des Kolbenschiebers erfolgen,
welche dadurch ermöglicht wird, dass Pressluft über den Steuerkolben fliesst, und
diesen nach abwärts in die Stellung Fig. 7 treibt.
Durch einen Längskanal 4 (auch Fig. 8), welcher
unabhängig von der Steuerung beständig Pressluft nach dem inneren Ringraum des
Hammerkolbens a führt, tritt in der Stellung Fig. 7 durch
den Längskanal 5 Druckluft über den Steuerkolben
ein.
Nach durchgeführter Umsteuerung wird aus dem hinteren Cylinderraum durch den unteren
Winkelkanal 6 die Arbeitsluft ins Freie abströmen, in
dieser unteren Lage des Steuerkolbens wird aber auch Pressluft durch die beiden
Parallelkanäle 3 in den Vorraum einfliessen und den
Hammerkolben in die Rücklage (Fig. 6) treiben. Damit
ist aber eine Umsteuerung verbunden, durch welche der Kolbenschieber in die Hochlage
gebracht wird. Dies kann aber nur dann erfolgen, sobald die oberhalb des
Kolbenschiebers eingeschlossene Druckluft in die freie Atmosphäre entweicht. Hierzu
dient ein Querloch 7, welches aus dem Cylinderringraum
ins Freie führt, so dass der oben angedeutete Vorgang nur dann möglich ist, wenn das
Loch 8 vom Hammer a frei
gelegt wird. Dieses Loch 8 stellt eine zweite
Verbindung des Längskanals 5 mit dem Ringraum von a her und dient ausschliesslich der Ausströmung der
Steuerluft, während das Loch 9 nur für die Einströmung
der Steuerluft in Frage kommt.
Die Regelmässigkeit dieser Steuerung setzt aber eine gewisse Abständigkeit von 8 zu 9 voraus, durch
welche eines dieser Löcher stets durch den Vollkolben a
verdeckt sein muss, so dass nur immer eines davon mit dem Ringraum des Hammerkolbens
in Verbindung steht. Nun ist in Fig. 7 dieser Ringraum
durch Längskanal 4 mit Pressluft erfüllt, während in
Stellung Fig.
6 aus diesem Ringraum durch das Querloch 7
die Steuerluft ins Freie gelangt.
Textabbildung Bd. 317, S. 39
Boyer's Presslufthammer mit Kolbenschieber.
Ist die oberhalb des Steuerkolbens befindliche Druckluft entwichen, so gelangt die an
der unteren Ringfläche des Steuerkolbens befindliche Pressluft zur Wirkung und
bringt denselben in die Hochstellung Fig. 6 zurück. Damit aber
die ins Freie ausmündenden Querlöcher 2 und 7 nicht durch die Hand des Arbeiters in
unbeabsichtigter Weise verdeckt werden, wodurch der Hammer betrieb sofort zum
Stillstand gebracht würde, sind diese Oeffnungen 2 und
7 durch Längskanäle in das Griffstück d geführt und nach der Abströmöffnung k abgezweigt. Zum besseren Verständnisse sind diese
winkelrechten Abzweigungen in Fig. 8 und 9 ersichtlich
gemacht und durch 2 und 7
bezeichnet.
Boyer's Presslufthammer mit Ventilsteuerung.
Bemerkenswert ist bei diesem neueren Presslufthammer die Steuerung durch einen
ausserordentlich leichten rohrförmigen Kolbenschieber, dessen Schwingungsrichtung
mit derjenigen der Hammerbewegung übereinstimmt, wodurch die schädlichen Querdrücke
auf das zarte Steuerorgan vermieden
werden sollen. Ueberdies wird diese Steuerung von den Trägheitskräften der
Schiebermasse unabhängig gemacht und nur durch die Luftdrücke auf die einzelnen
Wirkungsflächen bedingt. Das in Fig. 10 bis 16 nach Engineering, 1900 I. S. 306, vorgeführte Werkzeug
besteht aus dem Hammerkolben, welcher auf den geführten Stiel des Meisselwerkzeuges
schlägt. Der Cylinder ist vermöge einer Randleiste durch eine Büchse mit
Aussengewinde an das Griffstück angeschlossen, in welchem das durch einen Drücker zu
öffnende Einlassorgan untergebracht ist. An dieses Griffstück wird der
Luftzuführungsschlauch in bekannter Weise angesetzt. Zwischen Cylinderstirnfläche
und Griffteil ist ein zweiteiliges Schiebergehäuse (Fig. 12 bis 14)
eingeschlossen, in welchem das Kolbenventil (Fig. 15 und 16) spielt.
Der Schlagstellung (Fig. 10) entspricht die
Ventillage (Fig.
12) für den beginnenden Hammerrücklauf. Dagegen kommt der Rücklage des
Hammers (Fig.
11) die Ventilstellung (Fig. 13) für den Beginn
des Arbeitsganges bezw. für den Hammervorlauf zu. Wie bereits früher geschehen, möge
der Kürze des Ausdruckes wegen es gestattet sein, diejenige Pressluft, welche zur
Umsteuerung des Ventils gebraucht wird, Steuerluft, im Gegensatz zur Treibluft für
den Hubbetrieb des Hammerkolbens zu nennen. Demgemäss sind im Hauptcylinder die
Winkelkanäle 1 und 2,
sowie die Längskanäle 3, 4 und 5 bezw. h, o und i für die Treibluft und die feinen Kanäle 6
und r im Schiebergehäuse für die Steuerluft vorgesehen.
Die Steuerluft wird zum Teil von der einströmenden Pressluft direkt geliefert, zum
anderen Teil der Treibluft aus dem Arbeitscylinder entnommen, was naturgemäss die
Abhängigkeit der Ventilbewegung von der Hammerstellung bedingt. Vorerwähnt muss aber
werden, dass der Hammerkolben in seiner Rücklage (Fig. 11) zwar in das
Rohrventil frei einsetzt, dass aber diese Stellung durchaus nicht die Steuerung
beeinflusst, sondern diese Bauweise nur der Raumersparnis bezw. der Abkürzung des
ganzen Werkes wegen gewählt worden ist.
Textabbildung Bd. 317, S. 40
Boyer's Presslufthammer mit Ventilsteuerung.
Im Deckel des Ventilgehäuses (Fig. 12 bis 14) sind eine
Anzahl Löcher angebracht, die in einer Ringnut des Griffstückes münden, in welchem
die Pressluft eingeleitet wird. In der Linksstellung des Ventils (Fig. 13) tritt Pressluft
durch den von der Ventilkante g und der Deckelkante
frei gelassenen schmalen Randschlitz p (Fig. 13) in den
Cylinderraum hinter dem Kolben ein, wodurch derselbe nach vorwärts in die
Schlagstellung getrieben wird. Die Vorluft entweicht hierbei durch den Längskanal
2 und die Ringkanäle m
und n durch o und i nach k ins Freie. Es
mündet daher der Längskanal 2 in den Ringkanal m, welcher mit n durch die
Ringmuschel a des Kolbenventils in Verbindung gebracht
ist. In diese Ringmuschel a mündet aber beständig der
Längskanal 4 ein, so dass Ausströmung durch 4 von der Hammerstellung bedingt wird, und diese
aufhört, sobald der Hammerkolben das Loch 4 verdeckt.
Gelangt der Hammer in die äusserste Schlagstellung links, so stellt der schwächere
ringförmige Kolbenhals, die sogen. Hammermuschel, eine Verbindung des Kanals 5 mit 1 her. Von 5 (Fig. 14) durch den
Längskanal 5 (Fig. 10) strömt
Pressluft nach 1 und durch den feinen Längskanal 6 nach dem Ringraum e
(Fig.
12). Da nun der Inhalt dieser Ringfläche bedeutend grösser ist als jener der
Ventilringfläche d (Fig. 15), auf welcher
beständig Pressluft lastet, so wird unter der Wirkung dieses Ueberdruckes das Ventil
nach rechts gesteuert. Kurz nach eingeleiteter Umsteuerung gibt der grosse
Kolbenrand c den Winkelkanal r frei, durch welchen direkte Pressluft in den Ringraum e strömt. Hierdurch wird die Umsteuerungsbewegung des
Kolbenventils kräftig unterstützt und das Ventil in die Rechtslage (Fig. 12) gebracht. In
dieser Lage fallen die Ringschlitze l der Ventilwand
mit dem Ringkanal h zusammen, so dass eine direkte
Ausströmung der Treibluft hinter dem Kolben durch i und
k ins Freie erfolgen kann. Nachdem die Treibluft
entwichen ist, muss vor dem Kolben Pressluft eingeführt werden, damit der
Hammerkolben seinen Rücklauf beginne. Hierzu dient der Winkelkanal r, der Ringraum
e, sowie ein kleiner Verbindungskanal 7, der e mit 2 vereinigt, sobald der Ventilkolben seine Rechtslage
beibehält, der aber wie h geschlossen wird, sofern die
Linksbewegung des Ventilrohrkolbens eingeleitet ist. Die durch Längskanal 2 einfallende Pressluft treibt den Hammerkolben in die
Rücklage (Fig.
11). Sowie der Hammerkolben die beiden Längskanäle 3 und 4 frei gibt, tritt die Treibluft durch
4 ins Freie, während die im Ringraum e befindliche Steuerluft durch 1 nach dem vorderen Cylinderraum expandiert. Dadurch erfolgt zuerst ein
Kraftausgleich in den Ringflächen e und d des Rohrventils, sodann später ein nach links
thätiger Ueberdruck an d, so dass schliesslich die
Linksstellung des Ventilkolbens (Fig. 13) eintritt, in
welcher der Randspalt p für die Einströmung hinter dem
Hammerkolben frei wird, während f gegen die Ausströmung
abdichtet. Aus dieser Steuerungsanordnung ist zu erkennen, dass für die Rücklage des
Hammerkolbens die Pressluft nur in verhältnismässig geringer Menge gebraucht wird,
und dass für den Rücklauf des Kolbens auf die Wirkung des Rückstosses gerechnet
wird, was bei dieser verstärkten Schlagwirkung auch angenommen werden kann.
Boyer's Presslufthammer für grossen Hammerhub.
Dieser in Fig.
17 bis 20 dargestellte Presslufthammer dient in der Hauptsache für Nietarbeiten
und ist aus fünf Hauptteilen zusammengebaut, mittels zwei Ringmuttern verschraubt
und mit drei Rohrschiebern ausgerüstet. Der vollkommen glatte cylindrische
Hammerkolben geht durch eine Ringbüchse, bevor er an den Schlagbolzen anschlägt, in
welchem die Niet-, Stemm- oder Meisselwerkzeuge eingesetzt werden. Zur Hubbegrenzung
dieses Schlagbolzens dient eine stählerne Fangbüchse, die mit einer Art
Zahnverschluss an das vordere Führungsstück angelegt wird. Die Rückenfläche dieses
Schlagbolzens stemmt sich an den Rand der vorerwähnten Ringbüchse, welche den
Rückschlag auffängt und diesen vermöge zweier Längsstäbe an
das hintere federgespannte Rohrventil überträgt, dieses zurückschlägt und
dadurch die Einströmung der Pressluft in den Cylinderraum hinter den Hammerkolben
vermittelt (Fig.
17). Ist der Hammer in die Schlagstellung (Fig. 18) angekommen, so
wird die Vorluft durch Vermittelung eines vorderen Rohrschiebers durch Querlöcher
ins Freie getrieben, alsdann wird diese verdichtet, so zwar, dass die Ringbüchse
damit vorrückt, bis der Anschluss an den Schlagbolzen noch knapp vor dem Schlag
erreicht wird. Nun sind in der inneren Bohrung dieser Ringbüchse Längsnuten
eingefräst, durch welche die komprimierte Luft zurück- und zwar indden
freibleibenden Ringraum strömt. Dadurch wird der vordere Rohrschieber nach links
gesteuert, die Ausströmung geschlossen und die Einströmung geöffnet (Fig. 18).
Textabbildung Bd. 317, S. 41
Boyer's Presslufthammer für grossen Hammerhub.
Nun steht der vordere Rohrschieber durch Längsstäbchen mit dem hinteren Rohrschieber
in fester Verbindung, so dass bei einer Linksstellung dieses Schiebersystems hinter
dem Hammerkolben die Einströmung geschlossen, dafür aber die Ausströmung geöffnet
ist. Nachzuholen wäre die Bemerkung, dass diese Verbindungsstäbchen für die Schieber
in den für die Zuströmung der Pressluft dienenden Längskanälen frei liegend
durchgeführt sind, und genau so liegen, wie die beiden Stossstäbe von der Ringbüchse
zum hinteren Abschlussrohrventil (Fig. 19).
Durch die am hinteren Einsatzrohr gestützte Windungsfeder wird nun das Rohrventil
nach rechts verlegt, die hintere Einströmung überdeckt, so dass hinter dem
Hammerkolben die Arbeitsluft ins Freie entweichen kann, sowie der Schlag erfolgt
ist. Nun tritt Pressluft durch die erwähnten Längsrillen der Führungsbüchse vor den
Hammerkolben, treibt diesen nach dem hinteren Cylinderboden. Sobald der rückläufige
Hammerkolben die Ausströmung am hinteren Rohrschieber überlaufen hat, tritt eine
entsprechende Verdichtung der Vorluft ein, welche auf die hintere Ringfläche des
Rohrschiebers derartig einwirkt, dass dieses Schieberpaar umgesteuert, d. i. nach
vorn zu verlegt wird. Hiernach wird hinten Einströmung, vorn aber Ausströmung durch
die Schieber frei. Wie bereits vorerwähnt, wird aber durch den Rückprall des
Büchsenringes das federgespannte Rohrventil zurückgeschlagen und erst jetzt der
Einströmspalt für den Eintritt der Pressluft vollständig wirksam. Zur Erklärung
dieser sinnreichen Einrichtung möge die folgende knapp gehaltene Beschreibung
dienen.
In das Griffstück a ist das Mantelrohr b eingeschraubt, an dieses das vordere Führungsteil c mit Gewinde und Ueberwurfmutter angeschlossen. In
diesem ist der Schlagbolzen f geführt, der durch den
Hammerkolben d bethätigt wird, während die Fangbüchse
g auch (Fig. 20) den Vorlauf des
Schlagbolzens begrenzt. Der Hammerkolben ei spielt
ferner im inneren Cylinderrohr h, welches an den
Stirnenden zwei Rohrschieber i und k enthält, die in entsprechenden Erweiterungen liegen
und Ringnuten überdecken, die nach den Ausströmlöchern m und n leiten. Während diese Ausströmnuten
nach dem inneren Rohrmittel zu liegen, enthalten die Schieber i und k erweiterte
Aussenborde, durch welche ringförmige Druckflächen entstehen, die unter dem
Einflüsse der direkten Pressluft eine Schieberbewegung von rechts nach links,
dagegen aber unter der Einwirkung der komprimierten Vorluft eine rückläufige
Schieberbewegung hervorrufen. Weil nun die beiden Einzelschieber i und k vermöge
Längsstäbchen, welche durch die der Einströmung der Pressluft vor dem Kolben
dienenden Längskanäle gelegt sind, zu einem Schieberpaar verbunden werden, so ist
damit eine Doppelwirkung verknüpft, die darin besteht, dass, sobald Einströmung vor
dem Kolben erfolgt, hinter dem Kolben Ausströmung herrscht. Ausserdem ist noch ein
dritter federgespannter Rohrschieber bezw. Rohrventil l
vorhanden, welcher den frei bleibenden Ringschlitz zwischen Schieber i und dem Kammerstück o
überdeckt (Fig.
19). Dieses Rohrventil l steht durch zwei
andere eingelegte Längsstäbchen p (Fig. 19) mit der
Ringbüchse q in loser Verbindung, derart, dass ein
Federverschluss von l nur dann möglich wird, wenn diese
Ringbüchse q an der vorderen Schulter des
Führungsteiles c angelangt ist. Dies kann aber nur
während der Schlagperiode stattfinden, weil nach erfolgtem Schlag durch den
Rückstoss des Schlagbolzens f die Ringbüchse q nach links geworfen wird, wobei durch Vermittelung
der Stäbchen p das Federventil l geöffnet wird. Wie bereits beschrieben, sind in der Bohrung dieser
Ringbüchse q Längsnuten vorhanden, durch welche die
durch den einlaufenden Hammerkolben d entstandene
Kompressionsluft rückläufig in den Ringraum r strömt,
wodurch der Schieber k und damit Schieber i umgesteuert wird.
Pickles' Pressluftwerkzeug.
Textabbildung Bd. 317, S. 41
Pickles' Pressluftwerkzeug.
Nach dem U. S. P. Nr. 630818 vom Jahre 1899 wird dieser Presslufthammer durch einen
Ringschieber gesteuert, welcher einen äusseren Ansatz des Hauptcylinders übergreift
und durch ein Kammerstück überdeckt wird, welches durch das Griffstück und einer
zentralen Deckelschraube Anschluss findet. Nach den Fig. 21 bis 24 ist der
Hammerkolben a mit einer mittleren Ringmuschel und
einem schwächeren Ansatzzapfen versehen, welcher in die Deckelkammer b einsetzt. Diese bildet den Cylinderboden und
ist zugleich Verschlussschraube für das Griffstück und die Schieberkammer.
Im Cylinder c sind nun die Fenster 1 für die Ein- und Ausströmung hinter dem Hammerkolben
a durchgeführt, ferner stellt der Längskanal 2 die Verbindung her zwischen Cylindervorraum und
Schiebermuschel, und während der gegabelte Längskanal 3
die Hammermuschel mit dem vorderen Schieberraum verbindet, leiten die beiden
Seitenkanäle 4 beständig Pressluft in die
Hammermuschel, sobald diese in den Bereich der Winkelkanäle 4 gelangt, was in der Schlagstellung eintritt. Dafür wird aber die vordere
Oeffnung 5 vom Kanal 3 in
der Rücklage des Hammerkolbens a (Fig. 22) den vorderen
Schieberraum durch den Cylindervorraum mit dem Kanal 2
bezw. mit der Ausströmung 6 in Zusammenhang bringen. In
dieser Stellung wird aber der vordere Schieberraum druckfrei, so dass der Schieber
d (Fig. 23) nach links
gesteuert werden kann, was durch die an seiner Rückenseite beständig wirkende
Druckluft geschieht. Alsdann kann die im vorderen Cylinderraum befindliche
Arbeitsluft durch die Fenster 7 im Schieber d nach dem oberen Ringraum und von da durch 6 ins Freie abströmen. Damit aber der Hammerkolben von
der Schlagstellung in die Rücklage gelangen kann, muss aber in der Schieberstellung
rechts (Fig.
21) die hinter dem Hammerkolben a stehende
Druckluft durch 1 und 7
ins Freie gelangen. In dieser Schieberstellang rechts tritt aber Pressluft durch
Kanal 4 und durch feine Löcher 8 in den Raum vor dem Schieber d, so dass die
Rücklage von d gesichert ist und Pressluft durch Loch
9 und Kanal 2 in den
Cylinderraum vor dem Hammerkolben einfliessen kann. Dagegen werden in der
Schieberstellung links (Fig. 22) sowohl 9 als aucl 8 abgeschlossen
sein. Dafür tritt aber Pressluft durch 1 in den
hinteren Cylinderraum ein, welche den Hammerkolben nach links treibt.