Hammerwerke mit Kraftantrieb. Von Professor Pregél, Chemnitz. Hammerwerke mit Kraftantrieb. Das Wirkungsfeld dieser wichtigen Arbeitsmaschinen hat sich in den letzten Jahren derart erweitert, und es haben diese Maschinen selbst eine solche, den Arbeitszwecken angepaßte Ausgestaltung erfahren, daß ihre nähere Kenntnis wünschenswert erscheint. Hammerwerke arbeiten durch Stoßkraft, Pressen mittels Druckwirkung. Man würde dies auch in der Weise aussprechen können, daß im Hammerwerk die kinetische, im Pressenwerk aber die potentielle Energie hervortritt oder mehr zur Geltung kommt. Die Schmiedeleistung enthält selbstverständlich nur einen Teil der angewendeten, in das Triebwerk eingeleiteten mechanischen Arbeit. Es kann daher die wirkliche vorbestimmte Formänderung eines Schmiedestückes als Maß für die Nutzleistung benutzt, und diese Nutzleistung wieder in das Verhältnis zur gemessenen Betriebsleistung gebracht, als Maß für den Wirkungsgrad bezw. als Maß für die Güte des Hammerwerkes gebraucht werden. Nichtsdestoweniger ist eine Vergleichung im allgemeinen kaum zulässig, da nicht wohl eine Gesenkarbeit mit einer Streck- oder Nietarbeit verglichen werden kann, – auch die Güte und Vollkommenheit des erstrebten Arbeitszweckes für die endgültige Beurteilung ausschlaggebend bleibt –. Man unterscheidet Hammerwerke, die mit einer kleinen, solche die mit einer mittleren und endlich solche, die mit sehr großer Schlagzahl wirken, Schläge, die entweder auf eine bestimmte Arbeitsverrichtung, oder auf eine bestimmte Zeit bezogen werden. Im allgemeinen wird die lotrechte Kraftwirkung vorgezogen, obwohl letztere, wie es bei Preßlufthämmer der Fall ist, eine beliebige Richtung erhalten kann. Bei senkrechter Richtung ist die Schlagarbeit das Produkt aus Hammerbärgewicht mal Fallhöhe. Sowie aber beim Beginn des Arbeitshubes eine besondere Kraft tätig ist, so ist die Schlagarbeit gleich der Wirkung der lebendigen Kraft, d. i. A=\frac{Q}{g}\cdot \frac{v^2}{2}, worin Q kg das Hammergewicht, Q : g = M dessen Masse M und v die am Hubende erlangte Endgeschwindigkeit m/Sek. des Hammerschwerpunktes ist. Ist keine beschleunigende Kraft, also Freifall, vorhanden, so ist v=\sqrt{2\,g\,h} bezw. v2 = 2gh \frac{v^2}{2\,g}=h, demnach A = Qhm/kg, wie vorausgesetzt, die Schlagarbeit. Ueberwiegt die beschleunigende Triebkraft die Wirkung des Freifalles, so kann der Anteil des letzteren sogar ganz vernachlässigt werden, was tatsächlich bei Preßluftwerkzeugen vorkommt. Ist λ in m der Arbeitsweg des Hammers am Werkstück, dann ist P=\frac{A}{\lambda}\mbox{ kg} die mittlere Schlagkraft. Sind ferner M1 und M2 die Massen von Hammer und Amboß, v1 und v2 m/Sek. die entsprechenden Geschwindigkeiten vor dem Stoße, und c m/Sek. die gemeinschaftliche Geschwindigkeit nach dem Stoße, so wird, wenn unelastischer Stoß vorausgesetzt ist, nach bekannten Gesetzen: c=\frac{M_1\,v_1+M_2\,v_2}{M_1+M_2} m/Sek. und L=\frac{M_1\,M_2}{M_1+M_2}\,\frac{(v_1-v_2)^2}{2} m/kg die Schlagleistung oder der Verlust an Arbeitsvermögen, an kinetischer Energie sein. Werden ferner für den Amboß die Werte v2 = 0, und M2 = i . M1 bezw. i=\frac{M_2}{M_1} in die obigen Gleichungen eingesetzt, so folgt für c=\frac{1}{1+i}\cdot v_1 m/Sek. und für L=\frac{i}{1+i}\cdot \frac{M_1\,{v_1}^2}{2} bezw. L=\frac{i}{1+i}\cdot Q\cdot h als Schmiedeleistung oder als Stoßverlust. Der Gewinn an Schmiedeleistung durch Erhöhung des Amboßgewichtes stellt sich z.B. für i1 = 10 und i2 = 15 auf L_2-L_1=\left(\frac{15}{16}-\frac{10}{11}\right)\,Q\,h=\frac{1}{35}\,Q\cdot h oder 2,86 ∾ 3 v. H. Dieser Gewinn ist also im Verhältnis zu den Mehrkosten, welche der schwere Amboß verursacht, gering. Um jede seitliche Nebenwirkung zu vermeiden, sollte die Schlagrichtung in die Mittellinie des Schlagkörpers fallen, was bei exzentrischen, seitlichen Prellschlägen nicht der Fall ist. Infolgedessen treten in den Führungen starke Seitenkräfte auf, die nicht nur den Bestand der Maschine schädigen, sondern auch beträchtliche Reibungswiderstände hervorrufen. Namentlich sind diese Nebenwirkungen sehr nachteilig, wo die Führung des Schlagkörpers allein durch Kolben und Stopfbüchsen besorgt wird, Teile die leicht undicht werden und dadurch zu unvorhergesehenen Kraftverlusten Veranlassung geben. Ein weiter sehr beachtenswerter Umstand bei jedem Hammerwerk liegt in der Ausnutzung der größten Schlagkraft. Mit Ausnahme des Freifallhammers wird bei jedem ununterbrochen gesteuerten Hammerwerk eine Gegenkraft tätig sein, vermöge welcher der Hammerkörper in die Hochstellung zurückgebracht wird. Tritt diese rückwirkende Kraft vor Ausübung des vollen Schlages ein, so wird dadurch unbedingt die Stärke der Schlagkraft herabgemindert werden müssen. Außerdem wird durch die veränderliche Höhe des Werkstückes die wirksame Fallhöhe gerade um so mehr eingeschränkt, je nötiger die Schlagwirkung wird, was bei hohen Schmiedestücken wieder zutrifft. Um nun die Hammerarbeit wirtschaftlich zu gestalten und um einen besonderen Hammerführer zu ersparen, wird die Steuerung des Hammerwerkes möglichst selbsttätig eingerichtet. Dadurch werden aber Vorrichtungen und Zwischenglieder nötig, welche die sonst wünschenswerte Einfachheit des Hammers unmöglich machen. Ferner hat die Erfahrung gelehrt, daß die starren Triebwerksteile den Bestand des Hammerwerkes gefährden und deshalb die Einschaltung federnder Zwischenglieder wünschenswert erscheinen lassen. Von diesen Zwischenmitteln hat sich die Luft am besten bewährt und man ist im Laufe der Zeit dazu übergegangen, diese Nebenwirkung der Luft sogar in Hauptwirkung umzugestalten, also die Preßluft als Triebkraft zu verwenden. In einer Reihe von Beispielen ausgeführter neuerer Hammerwerke wird der ganze Entwicklungsgang dieser Maschine, vom Hebelhammer bis zum Preßluftwerkzeug gezeigt und es sollen hierbei sowohl die baulichen Einzelheiten, als auch die Arbeitszwecke möglichst eingehend behandelt werden. Ajax' Verbund-Federhammer. Textabbildung Bd. 322, S. 274 Fig. 1. Von der Firma Brüder Boye-Berlin werden in verschiedenen Größen Hammerwerke gebaut, deren Ausführung aus Fig. 1 leicht erklärt werden kann. An dem starken Ständer a ist das Lager b für den Hebel c angegossen, welcher an einem Ende durch Exzenter d und Schubstange von der Antriebwelle g betätigt wird, während das andere Hebelende in das Auge eines Schlittens h frei einsetzt, der in einer Prismenführung des Gestells gleitet und den Hammer k trägt. Der Amboßeinsatz l ist im Amboßkopf eingekeilt. Der Amboß steht auf einem in das Fundament eingelassenen Eichenstock und gleitet bei allen Hammerausführungen in einem Führungsbügel des Gestellfußes, an dem er verschiebbar durch Kopfschrauben r gehalten ist. Bemerkenswert ist die Ausführung des Hammerhebels c, welcher aus einem Paket schwacher Blattfedern zusammengesetzt wird, das nach Art der Tragfedern nach der Mitte zu, sich verdickt, und einem Körper gleicher Festigkeit entspricht. Diese Blattfederlagen werden durch einen, mit Schildzapfen versehenen, oben offenen Federbund gehalten, welcher mittels eines angeschraubten Deckelstückes den Verschluß der Federlagen bildet, eine Bauweise, welche den Vorteil hat, daß gebrochene Blattfedern ohne nennenswerten Zeitverlust ersetzt werden können. Außerdem wird dieser Federhebel noch mittels zwischenliegenden Bandschellen zusammengehalten. An der Antriebseite bildet ein angeschraubter Schuh mit angelenktem Kopf den Anschluß an die Zugstange. Letztere ist aus zwei federnden Blättern zusammengesetzt, die bei Niedergang des Hammerschlittens sich seitlich ausbiegen können. Textabbildung Bd. 322, S. 274 Durch diese doppelte Federung des Hebels und der Schubstange wird jede schädliche Rückwirkung auf das Antriebsexzenter beseitigt. Die Höhenlage des Hammerschlittens wird durch Verstellung der Schubstange am Hängestück erreicht, wozu Schlitze für die Verbindungsschrauben vorgesehen sind, während die Hubgröße durch Verlegung der Exzenterscheibe an einer festen Scheibe bezw. durch Aenderung der Exzentrizität ermöglicht wird. Da bei einer bestimmten Hubgröße die mechanische Arbeit des Hammers unbedingt die gleiche bleibt, so kann eine Abschwächung der Schlagstärke nur in der Weise erzielt werden, daß der die Antriebscheibe nur teilweise überdeckende Riemen über diese weggleitet und dadurch die Schlagzahl abgemindert wird. Das Ueberführen des Antriebriemens von der Los- auf die Festscheibe geschieht durch eine Riemengabel, die mit einem Tritthebel in Verbindung steht, der bei den kleineren Hebeln den Amboß bogenartig umfaßt. Wird das Führungslager der Tritthebel welle fester angezogen, so kann die Riemengabel in gewählter Stellung bleiben, so daß der Schmied bei Recken von längeren Stangen sich auch ohne Betriebsunterbrechung vom Hammer entfernen kann. Mit der Riemenausrückung ist noch ein Bremswerk mittels eines Zwischenhebels verbunden, welches auf eine Schwungscheibe wirkt, die am freien Ende der Antriebswelle sitzt. Die Bremskraft ist hierbei durch ein Hebelgewicht gegeben, das während der Riemenverschiebung gelüftet wird. Bei leichten Hammerschlägen bleibt der Bremsbacken auch etwas am Umfang der Schwungscheibe angedrückt, so daß der nur teilweise die Antriebscheibe überdeckende Betriebsriemen die angestrebte Gleitung ausführen kann. Masseys Federhammer. Von der Firma B. & S. Massey in Openshau, Manchester wird in Fig. 2–4 nach „Engineering“ 1903, II, Seite 619, dargestellte Federhammer gebaut, dessen besondere Einrichtungen im folgenden zu erkennen sind. Das Hammergestell besitzt ein vorderes Deckellager a und ein hinteres Lagerauge b. Durch den Lagerdeckel wird die lange Büchse c festgehalten, in welcher die Kurbelwelle d läuft, die auch im hinteren Ständerlager b geht. Zwischen Auge b und Lagerbüchse c läuft die mit Gegengewicht ausgestattete Kegelscheibe f, die auf die Kurbelwelle d aufgekeilt ist. Gegen diese Kegelscheibe f wird die mit Hohlkegel versehene schwere Antriebsscheibe g mittels des Gleitringes h achsial verschoben und dadurch die Verkupplung mit der Kurbelwelle d besorgt. Diese achsiale Verschiebung der Antriebscheibe erfolgt durch Verdrehung des Gleitringes h mittels der Hebelstange i in der Weise, daß zwei nach Herstellung der Kupplung parallele Stelzen k verschränkt werden. Die Stelzenenden sind kugelförmig; sie sitzen einerseits in festen Augen des Lagergestelles, andererseits in dem Ring h. Letzterer wird daher beim Verschränken der Stelzen achsial mit der Antriebscheibe nach dem vorderen Ständerlager hingezogen, was Ausrückung des Kurbelgetriebes zur Folge hat. Zur Einführung der Kugelenden in entsprechende abgeschlossene Kugelpfannen sind sowohl der Ring, als auch die Ständeraugen geteilt ausgeführt. Um die Hubgröße zu regeln, wird der Kurbelzapfen auf der Wellenscheibe mittels Schraubenspindel verlegt. Auf den Kurbelzapfen ist eine Büchse geschraubt, welche als Gleitzapfen dient und mit ihrem äußeren Bord das Auge der Schubstange m sichert. Die vordere schmale Kante dieser Schubstange ist als Zahnstange ausgebildet, in die das Getriebe n eingreift, welches im Federgehäuse o lagert und darin auch festgeklemmt wird, sobald die Höheneinstellung durchgeführt ist. Mittels Schrauben p werden die beiden an einem Mittelknopf des Gehäuses o sich stemmenden Federkörper q straffer gespannt, so daß die am unteren Ende der Federn angeordneten Verbindungshebel r mit stärkerer Reibung in den Zapfen gehen. Diese Hebel r bilden die Kupplung des Hammerbärs s mit den Federn q und sind kreuzweis angesetzt, so daß der am linken Federende angebrachte Hebel im rechtsseitigen Auge des Hammerbärs lagert und umgekehrt. Die Hammerführung sowie das übrige Fußstellwerk bedarf keiner eingehenderen Beschreibung und ist aus den Figuren leicht erkennbar. (Fortsetzung folgt.)