Kurbelhammer

Kurbelhammer. Bei den Kurbelhämmern erfolgt das Anheben des Schlaggewichts (Fallbär, Hammerbär) mit Hilfe des Kurbelgetriebes. Seine Verwendung bedingt die Einschaltung eines nachgiebigen (elastischen) Elements zwischen Kurbel und Bär, weil der Kurbelzapfen sich zwischen zwei festen Punkten auf und ab bewegt (vgl. a. Riemenhämmer und Schmiedemaschinen). Als elastische Zwischenglieder kommen Stahlfedern bezw. Gummipuffer oder eine in einem Zylinder eingeschlossene Luftmenge (Luftpolster, -feder, -kissen) in Betracht. Man unterscheidet demnach Feder-(Kurbel-)hämmer und Luft-(Feder-)hämmer. Die Bewegung des Bars wird durch die Einschaltung des elastischen Zwischenmittels derart beeinflußt, daß der Bär dem Kurbelzapfen teils nach-, teils voreilt und der Weg des Bars größer als der des Kurbelzapfens wird.

Von den Federhämmern zeigt Fig. 1 eine sehr gebräuchliche Bauart, bei der eine halbkreisförmig gebogene Stahlfeder zwischen die Schubstange und den in einer Führung gleitenden Hammerbär eingeschaltet ist. Die Schubstange ist zweiteilig, damit der Hammerbär der Höhe nach eingestellt werden kann. Die Schlagstärke wächst mit der Umdrehungszahl des Kurbelzapfens; die Regelung der Schlagstärke und der Schlagzahl kann deshalb durch Gleitenlassen des Antriebsriemens bezw. der Reibungskupplung (Fig. 1) erfolgen. Zum gleichen Zweck und zum raschen Festhalten des Hammerbärs wirkt auf die als Schwungrad ausgebildete Kurbelscheibe in der Regel ein Bremsklotz. Diese Federhämmer werden von 10 bis zu 400 kg Bärgewicht ausgeführt; die Hubhöhe schwankt dementsprechend zwischen 150 bis 750 mm, die Hubzahl zwischen 450 bis 100. – An Stelle der gebogenen Stahlfeder sind beim Hammer von Beaudry (Fig. 2) zwei gerade, annähernd parallel zueinander angeordnete Federn verwendet, die einen Teil der Schubstange bilden und deren Spannung durch Führungsbahnen innerhalb des Bars erfolgt. – Fig. 3 zeigt einen Blattfederhammer; seine Feder bildet einen doppelarmigen Hebel, an dessen einem Ende der Bär, am andern die Schubstange des Kurbelgetriebes angreift. Die Einstellung des Bars, der Dicke des Arbeitsstücks entsprechend, erfolgt durch Aenderung der Schubstangenlänge oder auch bei manchen Hämmern durch Aenderung der Höhenlage der Drehachse der Feder. – Gummifedern und auch bisweilen Stahlspiralfedern werden bei den Aufwerf-(Stiel-) hämmern angewendet. Zwei hierhergehörige Kurbelhämmer (Bradley) sind in Bd. 1, S. 372, Fig. 1 und 2, abgebildet. – Die Federhämmer mit Stahlfedern haben den Nachteil, daß bisweilen die Federn brechen und daß die Regelung der Schlagzahl und Schlagstärke nicht in dem leichten Maße erfolgen kann wie bei den Luftfederhämmern.

Das Prinzip der Luftfederhämmer geht am besten aus dem Arnsschen Hammer (Fig. 4) hervor. Am Gestell des Hammers ist ein Zylinder a angebracht, in dem einerseits der von der Kurbel betätigte Kolben b (Treibkolben, Arbeitskolben), anderseits der obere, als Kolben c ausgebildete Teil des Hammerbärs (Bärkolben) sich bewegt; zwischen beiden Kolben befindet sich ein Luftzwischenraum. Beim Aufsteigen des Treibkolbens findet in dem Raum zwischen beiden Kolben eine Luftverdünnung statt; hat diese einen bestimmten Grad erreicht, so wird der Bär durch den Ueberdruck der äußeren Atmosphäre angehoben. Wenn der Treibkolben in der höchsten Stellung seine Bewegungsrichtung umkehrt, so wird die Luft zusammengedrückt, so daß sie den Bär in seiner aufsteigenden Richtung anhält und dieser nach unten beschleunigt wird. Infolge der Luftverdichtung wird die Wucht der Schläge entsprechend verstärkt; es wird angegeben, daß bei einer Kolbengeschwindigkeit von 1,8 m die Luft bis zu einem Druck von 4 Atmosphären und bei 2 m Geschwindigkeit bis zu 5 Atmosphären verdichtet wird. Die Regelung der Schlagstärke[5] kann außer der Veränderung der Umdrehungszahl der Kurbel dadurch erfolgen, daß man Luft in geringerem oder höherem Grad aus dem Zylinder ein- oder austreten läßt. Zu diesem Zweck ist bei dem Arnsschen Hammer ein Hahn d angebracht, mittels dessen der Raum zwischen Treib- und Bärkolben mit der äußeren Luft in Verbindung gebracht werden kann. In der höchsten Stellung kann der Bär durch eine auf den Bärkolben wirkende Bremse e festgehalten werden.

Die verschiedenen Arten von Luftfederhämmern unterscheiden sich dadurch voneinander, daß zum Hochheben des Bars entweder nur das Vakuum benutzt oder daß das Anheben des Bars durch komprimierte Luft unterstützt wird, die der Treibkolben liefert, oder daß das Anheben durch komprimierte Luft allein erfolgt. Sie unterscheiden sich ferner dadurch, daß der Zylinder, in welchem der Bär sich bewegt, und der Treibzylinder entweder mit ihren Achsen zusammenfallen oder daß die beiden Zylinder nebeneinander angeordnet und durch Kanäle verbunden sind. In letzterem Falle ist der Kurbelantrieb stets tiefliegend, was für die Stabilität des Hammers von Vorteil ist. Ein weiterer Unterschied besteht darin, daß der Bär nicht als Kolben, sondern als Zylinder ausgebildet ist. Die meisten Luftfederhämmer sind mit Steuerungen versehen, um die Höhe des Vakuums bezw. der Kompression und damit Hub und Schlagstärke veränderlich machen, den Bär in beliebiger Höhe über dem Amboß auf und ab schwingen lassen und in der höchsten Stellung festhalten zu können. Das Festhalten in der höchsten Stellung und die Regelung des Schlags erfolgt bei einzelnen Konstruktionen auch durch Bremsklötze, die auf den Bär wirken.

Von den bekannteren Luftfederhämmern, bezüglich deren genauer Beschreibung auf die Literatur und die Patentschriften verwiesen werden muß, seien neben dem bereits erwähnten Hammer von Arns (D.R.P. Nr. 31975, erloschen) die folgenden genannt: Luftfederhammer von Meyer (Aerzener Maschinenfabrik) mit als Zylinder ausgebildetem Bär [3], [7]; Luftfederhammer von Schmid (Hessenmüller-Ludwigshafen, Fig. 5); der Bär ist durch eine Kolbenstange mit einem Scheibenkolben verbunden, der sich in einem Zylinder befindet; der Zylinder wird durch eine Kurbelschleife auf und ab bewegt; die über und unter dem Kolben befindlichen Lufträume können durch eine von Hackney flammende Steuerung [1] beeinflußt werden [1], [5]; Luftfederhammer von Yeakley (Billeter & Klunz, Aschersleben, D.R.P. Nr. 99301) mit getrenntem Treib- und Bärzylinder und dazwischen geschaltetem Hahn und einer Anzahl Windkammern, die durch den Hahn entweder mit dem Treib- oder mit dem Bärzylinder in Verbindung gesetzt werden können; Luftfederhammer von Bêché & Groß, Hückeswagen, D.R.P. Nr. 149422, Fig. 6; Bär als hohler Tauchkolben ausgebildet, in dessen Hohlraum ein feststehender Stempel hineinreicht [5]; ferner die Luftfederhämmer von Berner, Nürnberg, D.R.P. Nr. 158018 [5], Massey [3], [5], Longworth [1], [5], Player [5], Graham [5] u.a. [1], [2]. – Die Luftfederhämmer werden mit Bärgewichten bis zu 1000 kg ausgeführt; ihre Schlagzahl beträgt bei kleineren Hämmern bis zu 320, bei größeren bis zu 100.

Literatur: [1] Fischer, H., Die Werkzeugmaschinen, 2. Aufl., Bd. 1, Berlin 1905. – [2] Weisbach-Herrmann, Lehrbuch der Ingenieur- und Maschinenmechanik, 3. Abt., 2. Hälfte, Braunschweig 1901. – [3] Demuth, Th., Mechanische Technologie der Metalle und des Holzes, Wien und Leipzig 1907. – [4] Ledebur, A., Lehrbuch der mechanisch-metallurgischen Technologie, Braunschweig 1905. – [5] Dinglers Polyt. Journ. 1907, Heft 18–22. – [6] Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1892, S. 1036. – [7] Beckert, Th., Leitfaden der Eisenhüttenkunde, Bd. 3, Berlin 1900. – [8] D.R.-Patentschriften über Luftfederhämmer in Kl. 49, Unterkl. e, Gruppe 2.

A. Widmaier.

Fig. 1., Fig. 3., Fig. 4.

Fig. 2.

Fig. 5.

Fig. 6.