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Aktivierter Kohlenhobel !1, Die Erfindung betrifft einen aktivierten
Kohlenh'@ bel mit im Hobelkörper gelagertem, gegen die Spannkraft von Federn od.
dgl. in Schlagstellung bewegbarem, auf die Schälwerkzeuge wirkendem Schlagkörper,
insbesondere Doppelschlagkörper, wobgi das Spanngetriebe als Nockenradgetriebe mit
Abschnappelementen ausgebildet ist, dessen Antriebswelle vom Hobelzugmittel drehbar
ist.
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@@Bei statisch arbeitenden Kohlenhobeln ist es bekannt, beide Trume
eines endlos geführten Hobelzgmittels über ein dem Kohlenhobel zugeordnetes DII,@,@fferentialgetriebe
zu führen und für den Vors hub des Hobels auszunutzen. Schlagend beaufs hlagte Lösewerkzeuge
sind nicht vorgesehen (deutsche Patentschrift 970 551). Bei Gewinnungsniaschinen
mit Schrämleisten sollten die Zugmittel d#' u benutzt werden, Kurbeln anzutreiben,
die den S hrämleisten eine sägeartige Bewegung vermitteln (deutsche Patentschrift
886 286). Bekannt ist es ferner bei einer weiteren Gattung von Gewinnngsmaschinen,
mit Hilfe der Zugmittel Fräser fo tlaufend rotierend anzutreiben (deutsche Pate@tschrift
919 761). In diesen zuletzt genannten Antriebssystemen liegen keine Unterbrechungszonen,
so daß es sich erübrigt, die in den Zugmitteln auftretenden Belastungen und Spannungen
irr besonderer Weise zu berücksichtigen und zu beachten. Bei Kohlenhobeln mit schlagenden
Werkzeugen wurde trotz dieses Standes der Technik der Antrieb v@pn Nockenradtriebwerken
lediglich mittels eines 'Drums durchgeführt, weil die Annahme begründet war, daß
nur ein Einzeltrum in der Lage ist, Schlage%ergien in Abgängigkeit vom Schälwiderstand
zu s euern. Die Erzeugung von Schlagenergie setzt 'mlich voraus, daß im Gegensatz
zum Antrieb rotierender, und zwar schrämender, fräsender oder bohrender Werkzeuge
in der Kraftübertragung eine Unterbrechung geschaffen wird, damit die gespeicherte
Schlagenergie plötzlich zur Wirkung gebracht werden kann. Als Folge dieser Antriebsart
könnten Nocken- und Mitnehmerbrüche eintreten, und zwar besonders bei starken Schwankungen
des Schälwiders In solchen Fällen kann im Augenblick des uslösens der Schläge und
des damit zusammenhängenden Abfalls des Zugwiderstandes die durch die elastische
Längenveränderung des gespannten Zugmittels frei werdende Energie zu einer Beschleue
gung der Umdrehungszahl des Nockenradtrieberkes führen. Die augenblicklich frei
werdende Energie kann bei den keineswegs überdimensionierten Elementen des Nockenradtriebwerkes
ausreichen, die genannten Beschädigungen oder Brüche herbeizuführen.
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Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, die vorgenannten Schwierigkeiten
zu beheben sowie Mittel und Wege anzugeben, welche zunächst eine Verringerung der
Beanspruchung des Hobelzugmittels zur Folge haben und die Gefahren des plötzlichen
Freiwerdens von Federkräften des Hobelzugmittels ausschließen.
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Der aktivierte Kohlenhobel nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß die Antriebswelle des Nockenradtriebwerkes in ein in an sich bekannter Weise
mit beiden Trumen des Hobelzugmittels getrieblich gekuppeltes Differentialgetriebe
eingegliedert ist, so daß durch eine von diesen beiden Trumen des Hobelzugmittels
kontrollierte Drehbewegung das Nockenrad betätigt ist, wobei die Übersetzung derart
eingestellt ist, daß zwischen den einzelnen Schlägen des Schlagkörpers letzterer
jeweils in seine Ausgangsstellung zurückkehrt.
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Der Erfindung liegt in bezug auf die besondere Ausgestaltung der mit
schlagenden Werkzeugen ausgerüsteten aktivierten Kohlenhobel zunächst eine besondere
Problemstellung zugrunde, die darin besteht, neben der Nutzung der bekannten Halbierung
der Zugspannung mitHilfe desDifferentialgetriebes dieFedereigenschaften der Zugmittel
aufzuheben, um auf diese Weise das zum Spannen der Schlagkörper verwendete Nockenrad
im Augenblick der Freigabe des Mitnehmers und des Schlagkörpers an einem beschleunigten
Nachlaufen zu hindern. Der für die Dauer des Schlages frei gewesene Schlagkörper
wird damit nach dem Zurückkehren in die Mittel- bzw. Ruhestellung von dem Nockenrad
verhältnismäßig weich angelaufen. Der Rest der Bewegung vollzieht sich in bekannter
Weise. Es wird mithin durch die
Kombination des über ein Differentialtriebwerk
in Abhängigkeit voneinander gestellten Zugmitteltrüms mit einem Nockentriebwerk
eine bislang nicht bekannte Eigenschaft nutzbar gemacht.
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Eine besonders vorteilhafte Bauart des aktivierten Kohlenhobels kennzeichnet
sich dadurch, daß zwischen der Antriebswelle bzw. dem Nockenrad des Nockenradtriebwerkes
und dem großen Getrieberad bzw. einem oder mehreren vom ersten und/oder zweiten
Trum des Hobelzugmittels angetriebenen, mit dem großen Getrieberad zusammenarbeitenden
Getrieberädern Freilaufkupplungen solcher Art eingeschaltet sind, daß der Hobel
bei geringem Schälwiderstand statisch arbeitet- (ohne Schlagen) und erst bei größerem
Widerstand eine von beiden Trumen des Hobelzugmittels gesteuerte Schlagzahl an den
Werkzeugen erhält.
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Diese die Einschaltung der Freilaufkupplungen betreffende Besonderheit
erlaubt es, bei diesen von beiden Zugmitteltrumen angetriebenen Nockenradtriebwerken
die schlagende Arbeitsweise zu unterbrechen und damit eine solche Arbeitsweise zu
ermöglichen, die bislang nur bei den Bauarten ohne Differentialtriebwerk erreicht
werden konnte.
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Bei dieser letzten Gattung des aktivierten Kohlenhobels ist es vorteilhaft,
wenn das auf der Antriebswelle des Nockentriebwerkes befestigte große Getrieberad
mit einer an sich bekannten, sich auf die Bewegungsrichtung des Hobels einstellenden,
für zwei Drehrichtungen geeigneten Freilaufkupplung ausgerüstet ist.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform kennzeichnet sich aber dadurch,
daß das auf der Antriebswelle des Nockenradtriebwerkes befestigte Getrieberad zwischen
kleineren Getrieberädern mit Freilaufkupplung für je eine Drehrichtung angeordnet
ist, wobei die beiden kleineren Getrieberäder über je eine Welle unter die Wirkung
des zweiten Trums des Hobelzugmittels gestellt sind.
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In der Zeichnung sind aktivierte Kohlenhobel in mehreren Ausführungsformen
veranschaulicht.
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F i g. 1 zeigt einen Kohlenhobel teils in Ansicht, teils in vertikalem
Schnitt durch das Differentialtriebwerk; F i g. 2 ist eine Draufsicht zu F i g.
1; F i g. 3 zeigt einen vertikalen Schnitt durch den Kohlenhobel im Bereich des
Nockenradtriebwerkes unter Hinzufügung des Antriebsschemas mittels Differentialtriebwerk;
F i g. 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des Kohlenhobels im Sinne der F i
g. 3; F i g. 5 und 6 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel eines Kohlenhobels in
vertikalem - und horizontalem Längsschnitt; F i g. 7 und 8 zeigen im Schema zwei
Möglichkeiten für die Ausbildung des Differentialtriebwerkes. Der aktivierte Kohlenhobel
besitzt bei allen gezeichneten Ausführungsformen den mittleren Gehäuseteil 1, an
dessen beiden Endbereichen die Reiß-oder Schälwerkzeuge 2 begrenzt axialverschieblich
gelagert sind. Der Kohlenhobel ist mit Werkzeugen für zwei Bewegungsrichtungen versehen.
Es sind Werkzeuge - für die unmittelbare Bearbeitung des Abbaustoßes und solche
für das Freischalen der Strebsohle vorgesehen. Werkzeuganordnungen dieser Art sind
bekannt.
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. Wie F i g. 3, 4 und 5 zeigen, sind die jeweils gegenüberliegenden
Reißwerkzeuge 2 der Einwirkung von Schlagkörpern 3 ausgesetzt. Zweckmäßig werden
gemäß der dargestellten Weise Doppelschlagkörper verwendet, d. h. Schlagkörper,
die sowohl auf die Werkzeuge der einen Bewegungsrichtung als auch auf die Werkzeuge
der anderen Bewegungsrichtung wirksam sind, wobei die Endbereiche der Schlagkörper
in Federn bzw. Federpaketen 4 eingespannt sind. In manchen Fällen genügt ein Schlagkörperpaar
(s. F i g. 5). Bei den Ausführungsbeispielen gemäß F i g. 1 bis 4 sind zwei Schlagkörperpaare
in vertikalem Abstand übereinander angeordnet. Zum Antrieb der Schlagkörper dient
ein Nockenrad 5, an dessen Umfang walzenartige Nokken auswechselbar .gelagert sind.
Die Zahl der walzenartigen Nocken kann verändert werden. Das Nockenrad ist auf der
antreibbaren Welle 6 befestigt und wird durch diese gedreht. Bei den Bauarten gemäß
F i g. 1. bis 4 wird der obere Doppelschlagkörper 3 vom Nockenrad über den Winkelhebel
7 gegen die Spannkraft der Federn 4 in Spannstellung bewegt, Sobald der Nocken des
Nockenrades 5 über den Gegennocken des Winkelhebels 7 hinweggleitet, schlägt der
Doppelschlagkörper 3 mit der Gesamtkraft beider Feder n4 auf das jeweils in Bewegungsrichtung
vorne befindliche Reißwerkzeug bzw. eine entsprechende Reißwerkzeuggruppe.
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Bei dem unteren Doppelschlagkörper ist gemäß allen Ausführungsformen
ein Nocken 7' vorgesehen, der aus einer Walze bestehen kann und mit den Nocken des
Nockenrades 5 in gleicher Weise zusammenarbeitet, wie dies bezüglich des Winkelhebels
7 und des oberen Schlagkörpers geschildert ist. Bei den Bauarten mit unteren und
oberen Schlagkörpern kann die Versetzung der Nocken des Nokkenrades bzw. der Gegennocken
des Winkelhebels 7 oder eines Schlagkörpers derart sein, daß beide Schlagkörper
gleichzeitig in Spannstellung bewegt werden oder aber mit zeitlicher Folge gespannt
werden und demgemäß auch nacheinander schlagend zur Wirkung kommen.
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Der Antrieb des Kohlenhobels und des Nockenrades 5 erfolgt bei der
Bauart gemäß F i g. 1 bis 3 mittels des aus den F i g.1 und 3 ersichtlichen Differentialtriebwerkes,
ausgehend von einem endlosen Hobelzugmittel, insbesondere einer Hobelkette. Diese
endlose Kette ist an den Strebenden über die mit nicht dargestellten Antrieben gekuppelten
Antriebsräder 8, 8' geführt. Sowohl das eine Trum,9 als auch das andere Trum 10
des Hobelzugmittels sind durch den Hobelkörper 1 hindurchgeführt und arbeiten mit
einem Differentialtriebwerk zusammen, das in seitlicher Versetzung zu den Doppelschlag,
körpern im Hobelkörper gelagert ist, wie dies die F i g. 2 veranschaulicht. Zur
Durchführung der beiden Trume 9 und 10 des Hobelzugmittels sind in den Stirnseiten
des Hobelkörpers geeignete Führungskanäle vorgesehen.
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Das aus F i g. 1 und 3 ersichtliche Differentialtriebwerk besteht
aus den Umlenkrädern 11 und den Getrieberädern 11', 12, die gemeinsam auf der Welle
13 befestigt sind, ferner aus den Umlenkrädern 14 bzw. dem Getrieberad 14' und dem
gegenüber dem Rad 12 wesentlich größeren Getrieberad 15, das mit dem Getrieberad
14' und dem Nockenrad 5 auf der gemeinsamen Getriebewelle 16 befestigt ist. Von
dem Trum 9 der beispielsweise in Richtung des eingezeichneten Pfeils umlaufenden
Hobelkette werden in diesem. Fall über die. Umlenkräder 14 die Getrieberäder
14'
und 15 und das Nöckenrad 5 gedreht. Von dem Trum 10, das sich gegenläufig zum Trum
9 bewegt, werden die Umlenkräder 1.1 gedreht und über das Rad 11' die Welle
13 und das kleine Getrieberad 12, welches mit dem großen Getrieberad 15 kämmt. Durch
das Zusammenwirken dieser Getriebeelemente und der unterschiedlichen Bemessung der
Getrieberäder 12 und 15 wird eine Vorschubbewegung des Kohlenhobels herbeigeführt,
wobei gleichzeitig das Nockenrad gedreht und den Reißwerkzeugen pro Wegeinheit in
Marschrichtung eine bestimmte Anzahl Schläge erteilt wird. Bei Umkehr der Bewegungsrichtung
des Hobelzugmittels spielt s'@h der Vorgang in entgegengesetzter Bewegungsr@chtung
ab. Die Schlagfolge an den Werkzeugen ist somit geregelt und bleibt unter Kontrolle.
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Beim Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 4 entspricht der Aufbau des
Getriebes im wesentlichen demjenigen gemäß F i g. 3. Es sind jedoch zwei von d #m
Trum 10 gedrehte Getrieberäder 11' über Wellet< 13' und einseitig sperrende Freilaufkupplungen
17 mit kleinen Getrieberädern 12' getrieblich verbünden. Diese Getrieberäder 12'
kämmen mit dem größeren Getrieberad 15, das auf der Antriebswelle 16 des Nockenrades
5 befestigt ist. An Stelle der beiden Freilaufkupplungen 17 zwischen den Wellen
13' und den Getrieberädern 12' kann eine für beide Bewegungsrichtungen geeignete
umschaltbare Frei-1ä'lufkupplung zwischen Antriebswelle 16 und dem größeren Getrieberad
15 eingeschaltet sein. Diese ui'nschaltbare Freilaufkupplung könnte aber auch att
dem Nockenrad 5 oder dem Getrieberad 14' vorgesehen sein.
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Die Einschaltung der Freilaufkupplungen bewirkt iri diesem Fall, daß
das durch den Widerstand der Federn gebremste Nockenrad bei kleinerem Widerstand
der Reißwerkzeuge an der Kohle nicht mitgedr,eht wird. Es bleiben beide Trume 9
und 10 des endlosen Hobelzugmittels wirksam und erteilen auf Grund der Relativbewegung
und der Arbeitsweise des Differentialgetriebes dem Kohlenhobel eine entsprechende
Marschgeschwindigkeit. Wächst der Widerstand der Reißwerkzeuge und wird der Gegendruck
der Federn 4 überwunden, erfolgt das Spannen der Doppelschlagkörper, wobei unter
Verringerung der Marschgeschwindigkeit des Kohlenhobels ein Teil der Relativbewegung
beider Trume des Hobelzugmittels über das Differentialgetriebe den Antrieb des lyockenrades
und damit die Aktivierung des Hobels bewirkt. In Verbindung mit der Aktivierung
erfährt das Getrieberad 15 eine Drehbewegung, die sich in entsprechender Weise,
und zwar jeweils in Abhängigkeit von der Tätigkeit einer der vorgesehenen F'reilaufkupplungen,
auf das eine oder andere Getrieberad 12' und die nachfolgenden, mit einem Trum des
Hobelzugmittels zusammenarbeitenden Getrieberäder überträgt, wobei sich zugunsten
der Aktivierung die anfängliche Marschgeschwindigkeit des Kohlenhobels verringert.
Die Freilaufkupplungen werden somit gewissermaßen automatisch vom Nokkenrad ausgehend
durch die einsetzende Drehbewegung der Welle 16 bzw. des Getrieberades 15 in Bezug
auf Sperr- oder Freilaufstellung gesteuert. Weil äie Schlagfolge in der bereits
schon geschilderten Weise geregelt ist, gelangt jeder Schlagkörper einschließlich
seiner Spannelemente vor Beginn des neuen Spannvorganges in die Ausgangsstellung
und bietet dadurch dem Nockenrad zunächst den vollen Widerstand, so daß der Kohlenhöbel
nach Überwindung des Schälwiderstandes söfort unter Beschleunigung seiner Marschgeschwindigkeit
wieder im Sinne eines statischen Hobels die Arbeit fortsetzen kann.
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Das bei der Kohlenhobelbauart gemäß F i g. 5 und 6 vorgesehene Differentialtriebwerk
ist in F i g. 8 veranschaulicht. Dieses Differentialtriebwerk hat weitestgehend
Ähnlichkeit mit demjenigen gemäß F i g. 4. Weil das eine Trum 9 des Hobelzugmittels
ähnlich wie das Trum 10 über ein auf einer Welle 13' befestigtes Getrieberad 14"
geführt ist, mußte zwischen den Getrieberädern 12' und 15 ein Zwischenrad 18 eingeschaltet
werden. Auch bei dieser Bauart können im Sinne der F i g. 4 die sich selbsttätig
in Abhängigkeit von der Drehung des Spannrades umsteuernden Freilaufkupplungen vorgesehen
sein.
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F i g. 4 zeigt eine vereinfachte Ausführungsform eines Differentialtriebwerkes,
und zwar für die Bauarten, bei denen das Nockenrad 5 in Abhängigkeit von der Marschgeschwindigkeit
des Kohlenhobels gleichmäßig angetrieben bleibt.