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J3e schreibung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die 8autechnik, und betrifft
elektrische Hfimmer und Bohrhämmer, die ein Kompressionsvakuum-Schlagwerk besitzen
und im bau zur Zerstörung von festen Gesteinen und Baustoffen verwendet werden.
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Gegenwärtig sind mehrere typen von schlagend arbeitenden Kompressionsvakuummaschinen
bekannt. Bekannt ist beispielsweise eine Maschine, die ein Gehäuse mit einem Antrieb,
einen im Gehäuse feststehend angebrachten bylinder enthält, dessen Wände mit dem
gehäuse einen zwischen raum bilden und in welchem Zylinder aufeinanderfolgend ein
Schlagkörper und ein hin- und herbewegbarer Antriebskolben angeordnet sind, die
durch ein Luft kissen voneinander getrennt sind, wobei zum Druckausgleich in der
Maschine ein System zur Koulpensation von Luftverlusten vorhanden ist, das als axiale
Nuten an der Innenfläche des Zylinders in der kontaktzone des Schlagkörpers mit
dem Arbeitswerkzeug ausgebildet ist, deren Länge größer als die Höhe des kolbenteils
des Schlagkörpers ist, der aur eine solche Weise angeordnet ist, daß im Augenblick
des Vorbeilaufens desselben an den erwähnten Nuten die Ar-Deitskammer mit der Atmosphäre
in Verbindung gesetzt wird.
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Sin Nachteil dieser Einrichtung ist eine erhebliche Streuung energetischer
Earameter wegen Änderung der Rücksprunggröße des Schlagkörpers vom Arbeitswerkzeug
beim Arbeiten mit Stoffen unterschiedlicher Festigkeit. Dies erklärt sich dadurch,
daß für eine normale Arbeit eine er beträchtliche Durchgangsquerschnittsfläche der
axialen Nuten erforderlich ist. Bei einer änderung der Rücksprunggröße des Schlagkörers
ändert sich die Zeit, in welcner die Arbeitskammer geöffnet wird,und die Vakuumhöhe
beim Leerhub des Kolbens hat eine erhebliche Streuung, was beim Arbeitshingang des
kolbens die Beschleunigungsgröße des Schlagkörpers und folglich seine Schl;energie
destabilisiert.
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Bekannt sind fernersschlagend arbeitende Kompresaionsvakuummaschinen,
die einen Antrieb und einen Zylinder, die im Gehäuse angeordnet sind, enthalten,
in dem ein mit dem Antrieb verbundener Kolben und ein Schlagkörper untergebracht
sind, der vom Kolben durch ein Luftkissen getrennt ist, in denen ein System zur
Kompensation von tuftverlusten aus dem Luftkissen vorhanden ist, das als Längskanal
an der Innenwand des Zylinders ausgebildet ist, der mit seinem Querschnitt das Luftkissen
während eines Teils des Schlagkörperhubs, beginnend vom Augenblick der Beruhrung
des Schlagkörpers mit dem Arbeitswerkzeug an, mit der Atmosphäre in Verbindung setzt.
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Ein Nachteil dieser htinrichtung ist ihre geringe Zuverlässigkeit,
die dadurch bedingt ist, daß scharfe Kanalkanten die Dichtungselemente des Schlagkörpers
rasch zum Verschleiß bringen.
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zzin weiterer Nachteil ist eine instabile Schlagarbeit wegen des
anziehens der elastischen Abdichtung in die Kanalzone und der hierdurch bewirkten
Änderung der Durchgangsquerschnittsfläche des Kanals.
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Bekannt sind ferner schlagend arbeitende Kompressionsvakuummaschinen(beispielsweise
nach der DE-PS Nr. 2550725), die ein Gehäuse mit einem Antrieb, einen im Gehäuse
untergebrachten, in der axialen Richtung unbeweglichen Zylinder, dessen Wände mit
dem Gehäuse einen Zwischenraum bilden, sowie, im Zylinder aufeinanderfolgend angeordnet,
einen Schlsgkörper und einen mit dem Antrieb verbundenen Kolben enthalten, die durch
ein Luftkissen voneinander getrennt sind, in denen zum Druckausgleich ein System
zur Kompensation von Luftverlusten aus der Arbeitskammer vorhanden ist, das eine
Bohrung im feststehenden Zylinder darstellt, die das Luftkissen mit dem Zwischenrawn
zwischen dem feststehenden Zylinder und dem Gehäuse in Verbindung setzt.
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Sin Nachteil dieser Sinrichtung ist ein erschwertes Anlassen des
Scnlagoetriebs aus der Lage des schlagfreien
Leerlaufs beiliaschinen
mit kommut at örmotorantrieb, der eine weiche Drehmomentkennlinie besitzt. Im belastungsfreien
Leerlauf besitzt dieser Antrieb eine erheblich hohe Drehzahl. Im Augenblick der
Überführung der t;aschine aus der Leerlauflage in den Schlag betrieb besitzt der
Kolben eine frequenz der hin- und hergehenden Bewegungen, die der Frequenz dieser
Bewegungen beim Leeilauf gleich ist. Die geringe Fläche der erwähnten Bohrung, die
für den Schlag betrieb erforderlich ist, gewährleistet nicht bei erhöhter Frequenz
der hin- und hergehenden Kolbenbewegungen einen rechtzeitigen Austritt der überschüssigen
Luft aus der Arbeitskamuer. Hierbei vermindert die erwähnte überschüssige Luft die
Vakuumstärke beim Leerrückhub des Kolbens und erschwert die Mitnahme des Schlagkörpers,
was bei eventueller Abweichung (Zunahme) der Speisenetzspannung von der orm, wenn
die Drehzahl des motors weiter ansteigt, besonders spürbar ist.
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Eine Vergrößerung der Fläche der erwähnten Bohrung verbessert das
Anlassen der Maschine im Ubergangszustand, setzt aber zugleich die Energie eines
Einzelschlags herab. Im stationären Schlag betrieb führt die vergrößerte Bohrungsquerschnittsfläche
zur Minderung des Vakuum beim Rückhub des Kolbens. Hierbei erfolgt der Aufwärtsgang
des Schlagkörpers auf eine geringere Höhe, wodurch der Beschleunigungsweg des Schlagkörpers
beim Hingang des Kolbens verkürzt wird. Die verminderte Beschleunigung des Schlagkörpers
für den auszuführenden Schlag bewirkt eine Abnahme der Schlagenergie desselben.
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Das Ziel der vorliegenden erfindung ist die Beseiti-67ung der erwähnten
Nachteile der vorstehend beschriebenen schlagend aroeitenden Kompressionsvakuummaschinen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe u,runde, die Arbeitsstabilität im
Ubergangszustand vom schlagfreien Betrieb (Leerlauf) zum Schlagoetrieb (Arbeitszustand)
in schlagend arbeitenden Kompressionsvakuummaschinen zu erhöhen, die einen Antrieb
mit weicher Drehmomentkennlinie haben.
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Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in einer schlagend
arbeitenden Kompressionsvakuummaschine, die ein Gehäuse mit einem Antrieb und einem
Arbeitswerkzeug, einen im Gehäuse angeordneten, in der axialen Richtung unbeweglichen
Zylinder, dessen Wände mit dem Gehäuse einen Zwischenraum bilden, sowie, im Zylinder
aufeinanderfolgend angeordnet, einen Schlagkörper und einen mit dem Antrieb verotindenen
Kolben enthält, die durch ein Luftkissen voneinander getrennt sind, in der zum Druckausgleich
ein System zur Sozpensation von Luftverlusten aus dem Luftkissen vorhanden ist,
erfindungsgemäß das System zur Kompensation von Luftverlusten aus dem Luftkissen
zwei längs des Zylinders mit einem Abstand angeordnete, in der Seitenwand desselben
ausgebildete Bohrungen darstellt, die jeweils in der Nähe einander zugekehrter Stirnflächen
des Kolbens und des Schlagkörpers liegen, wenn der letztere mit dem AIbeitswerkzeug
in Berührung steht, und das Luftkissen mit dem Zwi-, schenraum zwischen dem Gehäuse
und dem Zylinder in Verbindung setzen.
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Eine der Ausführungsformen der Erfindung sieht vor, daß die Bohrung,
die nahe der Stirnfläche des Schlagkörpers liegt, sich in unmittelbarer Nähe des
letzteren befindet', während die Bohrung, die in der Nähe der Stirnfläche des Kolbens
liegt, von der erwähnten Stirnfläche des Schlagkörpers in einem Abstand von 1,5
R bis 2,0 R angeordnet ist, wo R die Häirte eines der Solbenhübe bedeutet Diese-konstruktive
Ausführung gestattet es, eine stabile Arbeit im Ubergangszustand vom Leerlauf zum
Arbeitszustand der schlagend arbeitenden Kom'pressionsvakuummaschinen zu gewahrleisten,
die einen Antrieb mit weicher Drehmomentkennlinie haben, insbesondere bei einem
Speisespannungsanstieg.
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Das Grundprinzip der vorliegenden erfindung besteht darin, daß das
System zur Kompensation von Luftverlusten aus dem Luftkissen in Gestalt von zwei
in der Zylinder
hintereinanderliegenden wand mit einem Abstand Bohrungen
ausgebildet ist, was ihre Funktionen aufzuteilen und eine effektive Arbeit der Maschinen
in verschiedenen Betriebszuständen zu gewährleisten erlaubt. Hierbei verhält es
sich so, daß je weiter von der Stirnfläche des Schlagkörpers die Bohrung liegt,
desto mehr Zeit verläuft biszur Oberdeckung derselben durch den Schlagkörper bei
des sen Rückbewegung, wenn die Bohrung das Luftkissen mit dem Zwischenraum zwischen
dem Zylinder und dem Gehäuse in Verbindung setzt. Im Schlagbetrieb geschieht die
Kompensation der Luftverluste aus dem Luftkissen vorwiegend durch die Bohrung, die
sich in der Nähe der Kolbenstirnfläche befindet, während die Bohrung, die sich in
unmittelbarer Nähe der Szirnfläche des Schlagkörpers befindet, auf die Bewegung
des Schlagkörpers und letztlich auch auf die Schlagenergie desselben keinen Einfluß
ausübt, da die Zeit in der diese Bohrung das Luftkissen mit dem Zwischenraum zwischen
dem Gehäuse und dem Zylinder in Verbindung setzt (Zeit, während der der Schlagkörper
den zweig von der berührungslage mit dem Arbeitswerkzeug bis zur Überdeckung dieser
Bohrung zurücklegt)gering und deren Anteil an der Kompensation von Luftverlusten
aus dem Luftkissen unbedeutend ist. Zugleich sind im Augenblick der Uberführung
der Maschine aus dem Leerlauf in den Schlagbetrieb, wenn der Schlagkörper oei fehlenden
Rücksprung vom Arbeitswerkzeug auf dem letzteren abgestützt liegt, die beiden Bohrungen
stets geöffnet und beteiligen sich an der Luftüberstromung in zeitlicher Hinsicht
in gleichem Maße. Hierbei reicht die Summenfläche der beiden Bohrungen zum rechtzeitigen
Ablassen der überschüssigen Luft aus dem Luftkissen bei einer in bezug auf den stationären
Betriebszustand erhöhten i'reguenz der Kolbenbewegungen, die in lQlaschiner zu verzeichnen
ist, welche einen Antrieb mit weicher Drehmomentkennlinie haben, der eine starke
Abhän-,igkeit seiner Drehzahl vom Widerstandsmoment aufweist, aus. Das rechtzeitige
Ablassen der überschüssi-
gen Luft aus dem Luftkissen beim eingang
des Kolbens gestattet es, ein sicheres- Vakuum im Luftkissen beim Rückhub desselben
und demzufolge auch das biachziehen des Schlagkörpers aus seiner Berührungslage
mit dem Arbeitswerkzeug zu gewährleisten, was ein sicheres ueberführen -der Maschine
in den Schlagbetrieb ermöglicht.
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Die Verwendung der Erfindung ermöglicht es, die schlagend arbeitende
Kompressionsvakuummaschine störungsfrei in allen möglichen Betriebsweisen zu oetreiben,
ein sicheres Überführen der Maschine aus dem Leerlauf in den Schlagbetrieb bei einem
Anstieg der Speisenetzspannung um 20% und mehr über den Nennwert zu, gewährleisten,
wenn die Maschine beispielsweise einen Komiiiutatormotorantrieb hat.
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Die erfindungsgemäß vorgesehene Anordnung der Bohrungen in der Zylinderlänge
setzt zur zuverlässigen Korn-.pensation von LuStverlusten aus dem Luftkissen einen
sehr geringen Durchmesser -dieser Bohrungen voraus, was die Zuverlässigkeit von
Dichtungselementen, die am Schlagkörper angebracht sind, in günstiger Weise oeeinflußt.
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Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden
eingehenden Beschreibung und den eiliegenden Zeichnungen verständlich, in den Zeichnungen
zeigt: i'ig. 1 - eine schlagend arbeitende Sompressionsvakuummaschine im Schnitt,
bei der Lage des Kolbens im unteren 'l'otpunkt (Lage des oberen Totpunktes ist durch
gestrichelte Linie angedeutet); Fig. 2 - das Diagramm eines Schlagarbeitszyklus;
es bedeutet: die Nolbenbewegung (zeitlich durch eine Sinusoide beschrieben); X -
einen halben kolbenhub (in dieser Variante dem Eurbelhalbmesser gleich); lo - die
Größe des ursprünglichen Luftkissens (Abstand zwischen Kolben und Schlagkörper in
ihren unteren Endlagen);
ß - den Kurbeldrehwinkel; SSchl.; SSch1.;
SSchl.2 - die Verschiebung des Schlagkörpers bei verschiedenen konstruktiven Parametern
der schlagend arbeitenden Maschine; SSch1. ; SSchl.1¹; SSchl.2¹ - die Verschiebungen
des Schlagkörpers, die den Bewegungsbahnen SSchl., SSchl.1, SSch.2 entsprechen,
bei einer 1o-Versetzung nach oben (vereinigte Diagramme der Kurve 5 und der Bewegungsbahnen
der Schlagkörper); 11 - den Abstand zwischen der Stirnfläche des Schlagkörpers und
der oberen Bohrung; l2 - den Abstand zwischen der Stirnfläche des Schlagkörpers
und der unteren Bohrung; t1 - die Bewegungszeit des Schlagkörpers beim Rückhub des
KolDens bis zum Augenblick der Oberdeckung der oberen Bohrung durch den Schlagkörper;
t2 - die Arbeitszeit der schlagend aroeitenden Maschine beim geschlossenen Luftkissen;
t - die Bewegungszeit des Schlagkörpers zum -3 Schlag beim Hingang des Kolbens beim
über die obere bohrung geöffneten Luftkissen; t4 - die Bewegungszeit des Schlagkörpers
beim Rückhub des Kolbens bis zum Augenblick der überdeckung der unteren Bohrung
durch den Schlagkörper; SSchl1(SSchl 1) - die Bewegsunsgsbahn des Schlagkörpers,
die ein Schneiden mit der Kurve so im vereiniguen Diagramm im Punkt 5 gewährleistet,
der Punkt 5 entspricht und von der Stirnfläche des Schlagkörpers in einem Abstand
liegt, der einem vollen holDenhub entspricht und gleich 2R ist;
SSchl.2(Sschl.2
) - die Bewegungsbahn des Schlagkörpers, die ein Schneiden mit der Kurve im vereinigten
Diagramm im Punkt 61 gewährleistet, der Punkt 6 entspricht und von der Stirnfläche
des Schlagkörpers in einem Abstand liegt, der einem halben Kolbenhub entspricht
und gleich R ist.
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Die schlagend arbeitende Kompressionsvakuummaschine (Fig. 1) gemäß
der Erfindung enthält ein Gehäuse 1 mit einem Antrieb 2, der eine Hin- und Herbewegung
eines Kolbens 3 gewährleistet. Im Gehäuse n ist ein feststehender Zylinder4angeordnet,
dessen Wände mit dem Gehäuse 1 einen Zwischenraum 5 bilden. Innerhalb des feststehenden
Zylinders 4 befindet sich ein frei schwimnender Schlagkörper 6, der mit dem Kolben
3 durch ein geschlossenes Luftkissen 7 verbunden ist. In der Wand des feststehenden
Zylinders 4 sind eine Bohrung 8 und eine Bohrung 9 ausgebildet, die das Luftkissen
7 mit dem Zwischenraum 5 zwischen den Wänden des feststehenden Zylinders zu rs 4
und dem Gehäuse 1 in Verbindung setzen. Hierbei liegt die Bohrung 8 in der Zone
der Arbeitsstirnfläche 10 des Kolofens 3 bei dessen Lage im unteren Totpunkt, und
die Bohrung 9 liegt in der Nähe der Stirnfläche 11 des Schlagkörpers 6, wenn dieser
mit einem Arbeitswerkzeug 12 in Berührung steht. Der Schlagkörper 6 und der kolben
3 sind jeweils mit elastischen Dichtungselementen 13 und 14 versehen.
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In der Wand des Zylinders 4 sind ferner Leerlaufbohrungen 15 vorgesehen,
die durch den Schlagkörper 6 in dessen Berührungslage mit dem Arbeitswerkzeug 12
überdeckt sind.
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Die Sinrichtung arbeitet folgenderweise. Bei der Bewegung des Kolbens
3 aus der Lage des unteren Totpunktes aufwärts (Rückhub des Kolbens) bewegt das
im Luftkissen 7 zwischen dem Kolben 3 und dem Schlagkörper 6 entstehende Vakuum
den letzteren dem Kolben 3 folgend aufwärts. ßeim Arbeitsgang (Hingang) des Kolbens
3 drückt
dieser, indem er sich zum Scalagkörper 6 . beliegt, das
Luftkissen 7 zusammen, und unter der Sinwirkung des entstandenen Uberdruckes ändert
der Schlagkörper 6 seine dewegungsrichtuL, indem er sich nun zum Schlag mit dem
Arbeitswerkzeug 12 oeweut. Danach wiederholt sich der Zyklus.
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Während der Vakuumbildung in der Lone vom Punkt 1* bis Punkt 2 in
Fig. 2 gelangt in das Luftkissen 7 aus dem Zwischenraum 5 durch die Sitzspalte eine
bestimmte Luftmenge, und beim Zussmmendrücken in der Zone vom Punkt 2 bis Punkt
4 wird eine bestimmte Luftmenge aus dem Luftkissen 7 abgeführt. Für einen normalen
Betrieb der schlagend arbeitenden Glaschine-uß ein Gleichgewicht während eines Schlagzyklus
zwischen der in das Luftkissen 7 eintretenden Luftmenge und der aus ihm abgeführten
gewährleistet sein.
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Bei geschlossenen, Luftkissen 7 wird dieses Gleichgewicht während
eines Schlagzyklus nicht erzielt, weil der Druck beim Zusammenpressen des Luftkissens
7 in diesen Maschinen mehrere Atmosphären erreicht, das Druckgefälle im Vakuum aber
kann eine Atmosphäre nicht übersteigen, vorausgesetzt, daß im Zwischenraum 5 atmosphärischer
Druck besteht. Hierbei gewährleistet das größere Druckgefälle auch höhere Ausströmungsgeschwindigkeiten,
weshalb beim Zusammendrücken des Luftkissens 7 eine größere Luftmenge aus ihm entweicht,
als ihm während der Vakuumwirkung zugeführt wird.
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Dies führt dazu, daß von Zyklus zu Zyklus in dieser Maschine das Luftvolumen
im Luftkissen 7 abnimmt und aer Schlagkörper 6 allmählich dem Kolben 3 näher kommt,
während die Schläge des Schlagkörpers 6 auf das Arbeit werkzeug 12 aufhören.
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Zur Gewährleistung des erwähnten Gleichgewichts ist in der erfindungsgemäBen
lhaschine ein System zur Kompensation von Luftverlusten aus dem Luftkissen 7 in
Gestalt von zwei längs des Zylinders 4 mit einem Abstand angeordneten, in der Zylinderwand
in der Nähe einander in Fig. 2 ist der Bezeichnung der Positionspunk-te ein "m."
vorangestellt
zugekehrter Stirnflächen 10 und 11 jeweils des Kolbens
3 und des Schlagkörpers 6 ausgeführten Bohrungen d und 9 vorgesehen.
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Die Maschine mit dem erwähnten System zur Kompensation von Luft verlust
en arbeitet folgenderweise. Beim Rückhub des Kolbens 3 (die Bewegungsbahn SK. in
Sig. 2) bewegt sich der Schlagkörper 6 unter der einwirkung des im Luftkissen 7
entstehenden Vakuums hinter dem Kolben 3 (s. die Bewegungsbahn SSChl in Eig. 2).
Durch die Bohrung 8 gelangt hierbei in das Luftkissen 7 eine bestimmte Luftmenge.
Nach Verlauf einer Zeit t1 überdeckt der Schlagkörper 6 bei seiner Bewegung, nachdem
er einen Weg 11 is zur bohrung ö (Punkt 2 in Fig. 2) zurückgelegt hat, diese Bohrung
und der Luftzutritt zum Luftkissen durch die Bohrung d wird abgebrochen. Danach
erfolgt die Bewegung des Schlagkörpers 6 vom Punkt 2 bis zum Punkt 3 während einer
Zeit t2 beim geschlossenen Luftkissen 7 so lange, bis er seine Bewegungsrichtung
unter der Einwirkung des beim hingang des Kolbens 3 entstandenen Druckes ändert.
Bei der Bewegung zum Schlag bis zum Punkt 4 durchläuft der Schlagkörper die Bohrung
8 im Punkt 3, wobei der Zwischenraum 5 mit dem Luftkissen 7 in Verbindung gesetzt
wird, aus dem während einer Zeit t3 unter Druckeinwirkung durch die Bohrung 8 ein
Teil der Luft abgeführt wird. Die Fläche der Bohrung d wird so gewählt, daß die
in das Luftkissen 7 während der Zeit t1 eintretende und die aus ihm während der
Zeit t3 abgeführte Luft menge ausgeglichen wären und die Buftverluste aus dem Luftkissen
7 durch die Sitzspalte hierdurch kompensiert würden.
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Die Bohrung 9, die von der Stirnfläche 11 des Schlagkörpers 6 in
einem wesentlich kleineren Abstand (l2 in Fig. 2) als die Bohrung 8 liegt, übt einen
unsedeutenden Einfluß auf die Funktion des Systems zur kompensation von Luft verlusten
aus dem Luftkissen 7 im Schlag betrieb der maschine aus, weil die Zeit t4, in der
das Luftkissen 7 mit dem Zwischenraum 5 in Verbin-,dung steht, auch gering ist.
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In der Leerlaufstellung der lYIaschine, bei der das Gehäuse 1 angehoben
ist, während das Arbeitswerkzeug, 12 zusammen mit dem Schlagkörper abwärts verschoben
sind, setzen die Leerlauf bohrungen 15 das Luftkissen 7 mit dem Zwischenraum 5 in
Verbindung. Die Fläche der Bohrungen 15 ist ziemlich groß und gewährleistet eine
freie Luftzirkulation zwischen dem Luftkissen 7 und dem Zwischenraum 5 ohne Erzeugung
eines Druckgefälles zwischen ihnen. Der Kolben 3 führt dabei eine Hin- und Herbewegung
mit der Leerlauffrequenz aus, während der Schlagkörper 6 unbeweglich bleibt.
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Beim Überführen der Li'aschine aus dem Leerlauf in den Arbeitszustand
stößt der Kolben 2 beim Absenken des gehäuses 1 in dem Augenblick, wenn der Schlagkörper
6 die Leerlaufbohrungen 15 überdeckt, durch die Bohrungen 8 und 9 unabhängig von
der Lage des Kolbens 3 im Augenblick der Überdeckung der Bohrungen 15 durch den
Schlagkörper 6 eine ausreichende Luftmenge hinaus, damit bei seinem Rückgang, Vakuum
erzeugt, danach der Schlagkörper 6 aufwärts bewegt und letzten feindes die Maschine
denSchlagbetrieb beginnt. Hieroei ist zur Abführung der überschüssigen Luft aus
dem Luftkissen 7 beim Anlassen im Schlagbetrieb aus dem Leerlauf die Fläche der
beiden bohrungen d und 9 gleich wichtig, wenn man berücksichtigt, daß der Schlagkörper
6 in diesem Augenblick unbeweglich ist.
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Da die Arbeit der fdaschine im Schlagbetrieb von der Bohrung 9 unbedeutend
beeinflußt wird, kann die Fläche der letzteren zur Gewährleistung einer sicheren
Abführung aus dem Luftkissen 7 jeweils in jedem konkreten Fall einer entsprechenden
Luftmenge und im Endergebnis zur Gewährleistung eines sicheren Uebergangs der i;.aschine
aus dem Leerlauf in den Arbeitszustand variiert werden.
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Dieser Umstand ist in dem all von großer Bedeutung, wenn die Maschine
einen Antrieb mit weicher Drehmomentkennlinie hat. Diese Kennlinie besitzt
beispielsweise
ein Kommuta£orotorantrieb, bei dem eine starke Abhän;igkeit der Ankerdrehzahl vom
Widerstandsnoment an seiner Welle besteht. Im Leerlauf, wenn das Ankerumlaufwidersandsmoment
gering ist, hat dieser antrieb eine erheblich höhere BrvRuenz der Hin-und Heibewegungen
des Kolbens 3 als im Schlagbetrieb.
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dieser Umstand führt dazu, daß beim ueberführen der Maschine aus dem
Leerlauf in den Schlag betrieb im ersten Zeitmoment beim Überdecken der Leerlaufbohrungen
15 durch den Schlagkörper 6 die Maschine deinSchlagbetrieb beginnt, während die
Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens noch erheblich höher als im stationären Arbeitslauf
ist. Die infolge des genannten Umstandes erhöhte Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens
3 oei dessen Eingang bietet keine Möglichkeit für den Austritt der überschüssigen
Luft aus dem Luftkissen 7 durch die Bohrungen 8 und 9, deren Fläche ausgehend von
der Bedingung einer sicheren Arbeit im Schlagbetrieb gewahlt wurde. Dadurch wird
beim Rückhub des Kolbens 3 im Suftkissen 7 kein zum Heben des Schlagkörpers 6 ausreichendes
Vakuum erzeugt und demnach auch der Schlag betrieb nicht sichergestellt. Da jedoch
die Abhängi6keit des Schlagbetriebs von der Ausführung der Bohrung 9 unbedeutend
ist, kann der genannte Nachteil durch eine Vergrößerung der Fläche der letzteren
ohne Schwierigkeiten beseitigt werden.
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Der genannte Umstand gewinnt an besonderer Bedeutung bei einem Anstieg
der-Speisespannung über den Nennwert, da der kommutatormotorantrieb in diesem Fall
die Ankerdrehzahl ebenfalls vergrößert, wodurch der Ubergangszustand noch stärker
beeinträchtigt wird.
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Auf diese Weise werden die Funktionen der Bohrungen d und 9 in den
Arbeitsprozessen aufgeteilt. Die erste, die von der Stirnfläche 11 des Schlagkörpers
6 in einem größeren Abstand liegt, gewährleistet den Schlaz-betrieb, während die
zweite, die in unmitWelbarer Nähe der Stirnfläche 11 liegt, einen sicheren Übergang
aus dem Leer-
lauf in den Aroeitszustand gewährleistet, ohne daß
dabei die Parameter des stationären Schlagbetriebs verschlecht ert werden.
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Von einer sehr großen Bedeutung ist dabei die genaue Lage der Bohrungen
d und 9. Da die Bohrung 9 die Parameter des Schlag betriebs nicht wesentlich ändern
soll, wird sie zweckmäßigerweise so nahe wie möglich der Stirntläche 11 des Schlagkörpers
6 angeordnet. Hierbei wird die Zeit t4, in der. der Schlagkörper 6 den Weg 12 zurücklegt,
minimal sein, während die Parameter des Schlagbetriebs in weiten Anderungsbereichen
der Fläche der Bohrung 9 unverändert bleiben.
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Zu einer sicheren Arbeit der Dichtungselemente 13 und 14 sowie zur
Gewährleistung der Unabhängigkeit der Schlagbetriebsparameter von der Änderung der
Rücksprunggroße des Schlagkörpers 6 vom Arbeitswerkzeug 12 seim Arbeiten mit Stoffen
unterschiedlicher Festigkeit muß die Bohrung 8 so weit wie mögiich entfernt von
der Stirnfläche 11 des Schlagkörpers 6 liegen. Hierbei nimmt die Zeit t1, in der
das Luftkissen 7 mit dem Zwischenraum 5 in Verbindung steht, zu, und zum Ein- und
Ablassen aus dem Luftkissen 7ein und derselben Luftmenge ist eine geringere Fläche
der Bohrung 8 notwendig. Zugleich muß dieser Abstand 11 begrenzt und nicht gröBer
als der Abstand von der Stirnfläche 11 des Schlagkörpers 6 ois zum Punkt 2 sein,
der dem Schnittpunkt 21 der Rewegungabahnen zu und SSCh1 im vereinigten Diagramm
entspricht. In diesem Punkt gelangt unter der Vakuumeinwirkung in das Luftkissen
7 durch die Bohrung 8 eine oest imm te Luftmenge, und bei seiner weiteren Bewegung
drückt der Kolben 3 das vergrößerte Volumen des geschlossenen Luftkissen 7 zusammen.
Das vergrößerte Volumen des Luftkissens 7 in der Zone seiner maximalen Zusammendrüc.kung
vom Punkt 2 bis zum Punkt 3 gewährleistet einen niedrigeren Arbeitsdruck, was sich
auf die Vibrationen des Gehäuses 1 günstig auswirkt. Bringt man die Bohrung 8 weiter
von der Stirnfläche 11 des Schlagkörpers 6 als Punkt 2 an, so findet in der Zussmmendrückungszone
vom Punkt 2 bis zum Punkt 3 ein Auswurf einer bestimmten iJuftmenge aus dem Luftkissen
7 statt, was zum Druckanstieg zwi-
schen dem Kolben 3 und dem Schlagkörper
6 und folglich zur erhöhten Vibration des Gehäuses 1 führen wird.
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Die Berechnungen haben ergeben, daß bei unterschiedlichen Kombinationen
von Maschinenparametern der Schlagbetrieb in der Maschine so lange aufrechterhalten
wird, bis Punkt 6, dem Punkt 61 im vereinigten Diagramm - dem Schnittpunkt der Bewegungsoahnen
SK und SSchl, - entspricht, von der Stirnfläche 11 des Schlagkörpers 6 in einem
Abstand zu liegen kommt, der dem halben Hub des Kolbens 3, d.h. R gleich ist.
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Die andere Endlage der Bohrung 8 ist im Punkt 5, der dem Punkt 51im
vereinigten Diagramm entspricht, und sie kann nicht, wie es aus Sig. 2 ersichtlich
ist, größer als 2R, d.h. der Vollhub des Kolbens 3 sein.
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Also gewährleistet die Anordnung der Bohrung 8 in einem Abstand von
1,5 R bis 2,0 R von der Stirnfläche 11 des Schlagkolbens 6: einen Schlagbetrieb
mit hohen Ausgangsparametern, eine geringe Vibration des Gehäuses 1, eine hohe Zuverlässigkeit
der Dichtungselemente sowie Unabhängidkeit der Schlagbet riebspar amet er von der
Änderung der Rücksprunggröße des Schlagkörpers 6 vom Arbeitswerkzeug 12 beim Arbeiten
mit Stoffen unterschiedlicher Festigkeit.
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Die Anordnung der Bohrung 9 in unmittelbarer Nähe der Stirnfläche
11 des Schlagkörpers 6 gewährleistet: Unabhängiækeit der Schlagbetriebsparameter
bei der änderung der Fläche dieser Bohrung in weiten Bereichen, einen sicheren Ubergang
vom Leerlauf in den Arbeitszustand in Maschinen, die einen Antrieb mit weicher Drehmomentkennlinie
haben, sowie die Möglichkeit, den erwähnten Übergangszustand bei einem Anstieg der
Speisespannung über den Nennwert, je nach dem il'yp des Elektromotors, um 20% und
mehr zu verwirklichen.