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Luftverdichtervorrichtung zum Hemmen des Karrens von Zylinderschnellpressen
an den Hubenden Bei der Hin- und Her'bewegung der Satzbetten für Zyliinderisc'hnellpressen
treten mit der Steigerung der Arbeitsgeschwindigkeit erhebliche Massenkräfte auf.
Zur Kompensation dieser Massenkräfte wurden bereits früher vorzugsweise Luftpuffer
verwendet, durch die das Satzbett in den Umkehrpunkten seiner Bewegung aufgefangen
und die dabei aufgespeicherte Energie zur Unterstützung der Umkehrbewegung benutzt
wurde. Bei den bisherigen Anordnungen solcher Luftpuffer werden die Pufferkolben
und Kol'benstang-en - je ein oder zwei Stück an jedem Satzbettende - unmittelbar
oder durch Lagerböcke. mit dem Satzbett verbunden, während die zugehörigen P:ufferzylnnder
fest mit dem Maschinengestell verschraubt sind. Pufferkolben und -kolbenstangen
nehmen somit an der Satzbetbbewegung teil und erhöhen dadurch das Gewicht der bewegten
Masseen. Da die Pufferkolben auB:erdem fortgesetzt in die Zylinder ein- und werden
meist elastische Topfmanschetten verwendet, die jedoch ohne ständige Wartung nicht
störungsfrei arbeiten.
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Diese Mängel der Luftpuffereinrichtungen haben dazu geführt. die Satc!bettgetriebe
möglichst so zu dimensionieren, daB die Massenkräfte ohne. Luftpuffer aufgenommen
werden können. Dies läuft jedoch den Bestrebungen zuwider, die Leistungen der Zylinderschnellpres-sen
noch weiter zu erhöhen.
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Die Länge der Pufferzylinder hat im übrigen deren Anwendung nur bei
solchen Schnellpressentypen zugelassen, bei denen das Satzbett nach einer Wegstrecke
gleichförmiger Geschwindigkeit auf
eine verhältnismäßig kurze Strecke
auf die Geschwindigkeit Null verzögert und anschließend wieder beschleunigt wird.
Bei Satzbettbewegungen mit ungleichförmigem, also sinoidischem oder angenähert sinoidischem
Bewegungsaiblauf des Satzbettes, z. B. bei Stoppzylinderpressen, konnten Luftpuffer
nicht angewandtwerden, obwohl auch;bei diesen Bewegungsarten erhebliche Massenkräfte
auftreten.
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Der für Stoppzylinderpressen vorgeschlagene Energieausgleich mittels
Spannfeder ermöglicht nur eine ungenügende Kompensserung ,der Massenkräfte infolge
der Unmöglichkeit, .die Federn entsprechend zu dimensionieren.
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Zur Behebung dieser Mängel ist gemäß der Erfindung bei einer Luftverdichtervorrichtung
zum Hemmen des Karrens von Zylinderschnel.lpressen an den Hubenden der Luftverdichter
mit dem Antrieb des Satzbettes gekuppelt, wobei vorzugsweise als Luftkompressor
ein Kapselwerk dient, dessen Schwingkolben von einer Welle wechselnder Drehrichtung
angetrieben ist. Hierbei ist zweckmäßig der Schwingkolben des Kapselkompressors
auf der in wechselnde Drehrdchtung versetzten Welle angeordnet, welche die Hin-
und Herbewegung des Sratzbettes bewirkt. Durch im Gehäuse des Kapselwerkes angeordnete
Öffnungen, wie z. B. Löcher oder Schlitze, kann im übrigen der Kolbenweg in Abschnitte
mit und ohne Kompression unterteilt werden. Der Schwingkolben schwingt also in einem
geschlossenen Gehäuse, in dem eine feste Zwischenwand angeordnet ist, so daß der
schwingende Kolben von der einen Seite dieser Zwischenwand bis zu deren anderen
hin- und 'herschwingen kann, wobei die zwischen Kolben und zwischen Wand eingeschlossene
Luft abwechselnd komprimiert und expandiert wird. Es ergibt sich hierdurch eine
einfache und störungsfreie Kompensation der bei der Verzögerung und Beschleunigung
'des Satzbettes auftretenden Kräfte. Das Satzbett ist frei von zusätzlichen Gewichten,
wodurch an sich bereits eine Verringerung der zu kompensierenden Massenkräfte erreicht
wind. Je nach der Lage der Schlitze für den Lufteintritt in das Gehäuse können die
Kompressionsdrücke annähernd dem Kräfteverlauf der Satzibettbewegung angepaßt werden.
Die Vorrichtung ist sowohl für Stopp- und Schwingzylindersowie für Ein- und Zweitourenmaschinen
geeignet. Durch entsprechende Anordnungen von Schlitzen oder Öffnungen iah Gehäuse
des Kapselwerkes kann die Kompressionslinie dem Kräfteverlauf aller Bewegungsarten
angepaßt werden. Die Kompensation der Massenkräfte wirkt sich nicht nur auf die
Getritbeglieder verschleißmindernd, aus, sondern es können bei gleicher Dimensionierung
höhere Laufgeschwindigkeiten und damit höhere Druckleistungen erzielt werden.
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Ein weiterer Vorteil gegenüber den bekannten Puffereinrichtungen besteht
noch darin, daß der bei der Kompensation auftretende Gegendruck, der in dar. Maschinengestell
abgeführt wird, der Massenkraft des Satzbettes entgegengesetzt gerichtet ist. Dadurch
wird der Stand der Maschine ohne Befestigung mit dem Fußboden erheblich verbessert.
Eine beispielsweise Ausführungsform der Einrichtung nach der Erfindung. ist in den
Zeichnungen dargestellt. Es zeigt Fig. r eine teilweise Seitenansicht der Schnellpresse
mit der neuen Einrichtung zur Kompensation der Massenkräfte im Schnitt, Fig. 2 einen
teilweisen Querschnitt der Schnellpresse gemäß .der Linie A-A in Fig. i, Fig. 3
einen Schnitt gemäß der Linie B-B in Fig. 2 für Zylinderschnelüpressen .mit gleichförmig
bewegtem Satzbett und kurzer Umkehrbewegung, also Ein- uni Zweitourenmaschinen,
Fng.4 das Arbeitsdiagramm mit dem Verlauf der auftretenden Massenkräfte während
eines Arbeitsvorganges von 36o° und den Verlauf der Kompressionslinie bei einer
Ausbildung des Gehäuses nach Fig. 3, Fig.5 ein ähnliches Bild wie Fig.3, jedoch
für Zylinderschnellpres;sen mit ungleichifärmig, also sinoidisch oder angenähert
sinoidisch bewegtem Satzbett, also für Stopp- und Schwingzylinderpressen, Füg. 6
das. Arbeitsdiagramm von Stopp- und Sch wingzyltinderpressen bei einer Ausbildung
des Gehäuses nach Fig. 5.
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Auf .der Unterseite des Satzbettes i, das die Druckforen 2 trägt,
ist eine Zahnstange 3 befestigt, die mit einem Zahnrad 4' im Eingriff steht. Bei
der wechselnden Umdrehung des Zahnrades 4, beispielsweise um den Zentriwinkel x,
wird das Satzbett i in bekannter Weise geradlinig hin- und hergeführt; dabei läuft
es in bekannter Weise auf mehreren Rollenbahnen 6, die in entsprechenden Bahnen
des Maschinengestells 5 laufen. Die :ebene Form 2 wird in bekannter Weise unter
den Auftragswalzer 7 des Farbwerkes durchgeführt, wobei die ebene Druckform 2 eingefärbt
wird, und anschließend erfolgt der Abdruck des Bogens durch den Druckzylinder 8,
wenn sich das Satzbett darunter hindurch bewegt. Die bekannten Einrichtungen der
Schnellpressen wie Satzbettantrieb, Druckzylinder, Frarbwerk usw. sind in den Zeichnungen
nicht hehandelt, da sie nicht zum Erfindungsgegenstand gehören. Das A.ntriebrad
4, welches die Hin- und Herbewegung des Satzbettes bewirkt, ist auf einer Welle
9 befestigt, die im Grundgestell 5 in bekannter Weise geilagert ist. Das Getriebe
für wechselnde Umdrehung der Welle g ist nicht dargestellt und kann in bekannter
Ausführung gehalten sein.
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Das Ende der Welle 9 trägt einen Flügel i i, der durch einen Ring
io, der ebenfalls fest mit der Welle 9 verbunden ist, zusätzlich gestützt ist. Um
den Zentriwinkel x dreht sich der Flügel i i in einem Gehäuse i2, welches mit =dem
Maschinengestell 5 verschraubt ist. In dem Gehäuse i2 ist ein Zwischenstück
13, das auch als Steg bezeichnet werden kann, fest eingeschraubt. Der Ring
io gleitet bei der. Drehung der Welle in einer radnusförmigen Eindrehung des Zwischenstückes
13. In dem Gehäuse 12 sind zwei Tellerventile 14 gelagert, die in bekannter
Weise in einem einsetzbaren Lagerstück 15 geführt sind, welches mit dem Gehäuse
verschraubt
ist. Dem Gewicht des Tellerventils 14 wirkt in bekannter Weise eine Druckfeder 16
entgegen, die sich gegen ein Widerdager 17, welches am Deckel 15 befestigt
ist, 'abstützt. Die Druckfeder 16 hat das Bestreben, das Tellerventil nach oben
gegen den Ansrhlagring 18 zu drücken.
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Fig. i zeigt das linke Ventil im Schnitt, während das Ventil auf der
rechten Seite in Ansicht dargestellt ist. Die Ventileinrichtungen entsprechen im
übrigen denjenigen an den bekannten Luftpuffereinrichtungen mittels Pufferkolben
und Zylinder.
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Je" nach der Art der Satzbettbewegung sind im Gehäuse 12 Lüftungsschlitze
ig und 2o nach der Fig. 3 oder 2,1 nach der Fig. 5 vorgesehen. Das Gehäuse i2 ist
durch einen Deckel 22 (Fig. 2)' abgeschlossen.
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Die Arbeitsweise der Einrichtung zur Kompensierung der Massenkräfte
ist wie folgt: Bei der wechselnden Drehung der Welle g zur Erzeugung der Hin- und
Herbewegung des -Satzbettes wind der Flügel i i, der mit der Welle g verbunden ist,
im Gehäuse i2 im Kreisbogen henumgefünrt. Dabei wird jeweils nach dem Vorbeigang
an den Luftschlitzen ig, 2o (F-ig. 3) oder 21 (Fg. 5) die eingeschlossene Luftmenge
auf mehrere atü zusammengedrückt. Durch diese Verdichtung der eingeschlossenen Luft
wird die Satzbettbewegun:g zusätzhich verzögert, während nach der Überschreitung
der Totpunktstellung die sich wieder ausdehnende Luft bei entgegengesetzter Drehbewegung
die Beschleunigung des Satzbettes durch die aufgespeicherte kinetische Energie unterstützt.
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Die Kompensierung der Massenkräfte erfolgt je nach der Art der Satzbettbewegung
in der Weise, daß nach den Fig. 4 und 6 die auftretenden Besdhl.eunigungs- und Verzögerungsdrücke
durch den Kompressionsdruck völlig oder ungefähr ausgeglich@en werden.
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Bei der Ausbildung des Gehäuses nach der Fig. 3 mit Luftschlitzen
ig und 2o ergeben sich drei Räume in dem Gehäuse, nämlich der Leerlaufrauma, innerhalb
dessen keineKompression erfolgt, und die beiden Kompressionsr@u.me b und c.
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Bei der Ausführung nach der Fig.5 mit nur einem Luftschlitz 21 im
Gehäuse i2 entfällt der Leerlaufraum, und es ergeben sich nur die beiden Pufferräume
e und f.
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Je nach der Ausbildung des Gehäuses 12 kann, wie die Arbeitsdiagramme
nach den Fig. 4 und 6 zeigen, .die Kompensation der Massenkräfte jeder Art der Satzbettbewegung
weitgehendst angeglnc'hen werden.
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In den Arbeitsdiagrammen nach Fig.4 und 6 sind die bei einem Arbeitsvorgang,
also auf 36o°, auftretenden Massenkräfte mit -I- P und - P eingezeichnet, während
die durch die Kompressionslinie begrenzte Ddagrammfläche schraffiert eingezeichnet
wurde und mit J bezeichnet ist.
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Der bei der Komprimierung der eingeschlossenen Luft entstehende Druck
wird durch das Zwischenstück oder .den Steg 15 auf das Gehäuse und damit auf das
Maschinengestell übertragen. Dieser auf den Flügel i i wirkende Gegendruck ist .der
Bewegung des Satzbettes entgegengerichtet, was den Stand der M.akhine auf dem Fußboden
erheblich verbessert und sonst notwendige Befestigungen mit denn Boden bei hohen
Arbeitsgeschwindigkeiten entbehrlich macht.
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Bei Antrieben, bei denen die Welle für die Ab-
leitung der hin-
und hergehenden Satebettbewegung fast eine volle Umdrehung oder mehr ausführt, wird
ein Untersetzungsgetriebe eingeschaltet, so d@aß der Drehkolben nicht mehr als etwa
eine dreiviertel Umdrehung ausführt.
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Um die Kompressionsdrücke den verschiedenen Arbeitsgeschwindigkeiten
bzw. den bei ihnen auftretenden Massenkräften anzupassen, können an sich bekannte
Einrichtungen verwendet werden, die eine Änderung des Kompressionsraumes oder der
zu verdichtenden Luftmenge herbeiführen.
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Auch können an Stelle von Luftverdichtern Einrichtungen nach Art von
an sich -bekannten Flüssigkeitsbremsen verwendet werden, wobei die Kennlinie dieser
Brems- bzw. Dä-mpfungseinrichtungen in an sich bekannter Weise durch entsprechend
gewählte Veränderlichkeit der Durchflußquerschnitte für die Bremsflüssigkeit und
gegebenenfalls -in Kombination mit Federn als Energiespeicher den Erfordernissen
so @angepaßt ist, @daß .eine der Luftverdichtung annähernd ' entsprechende Kompensation
der Massenkräfte erreicht wird. Flüssigkeitsbremsen dieser Art können dabei sowohl
als Zylinder mit hin- und herbewegtem Kolben als auch als Kapselwerk mit hin- und
hersc'hwingendem Kolben ausgebildet werden, wobei die Steuerung der Durchflußöffnung
im Kolben mit bekannten Mitteln, wie z. B. mit Hilfe konischer Dorne od.,dgl. öähne
weiteres erreicht werden kann.