CS197345B2 - Coupling for regulation of the screw press - Google Patents

Description

Vynález se týká spojky pro regulaci vřetenového lisu, který má vřeteno uloženo v rámu a setrvačník nepřerušené obíhající v jednom smyslu otáčení, přičemž mezi vřetenem a setrvačníkem, je uspořádána spojka pro odpojení vřetena a setrvačníku po poklesu úhlové rychlosti pod předem stanovenou hodnotu a/nebo po ' překročení předem stanoveného úhlového zpoždění -vřetene.

U těchto vřetenových lisů se přetvářná práce získává z největší části z energie setrvačníku a z malé části z kinetické energie otáčejícího ' se vřetene a součástí s vřetenem spojených. U všech přetvářných prací ' prováděných na vřetenovém lisu je proto nutno, - aby síla mezi částmi rámu stroje nebyla překročena. Jako mezní případ pro - přetvářnou práci může být na jedné straně pokládán tvrdý náraz a na druhé straně přetváření měkkého předmětu po dlouhou dobu.

Úkolem vynálezu je - vytvořit vřetenový lis popsaného druhu, u kterého by se ' spojení mezi setrvačníkem a vřetenem uvolnilo spojkou při tvářecím pochodu tak, aby bylo možno ze setrvačníku - odebrat co nejvíce energie, aniž by nastalo nebezpečí, že by se rám stroje například při tvrdém nárazu přetížil..

Tento úkol je vyřešen spojkou podle vynálezu, sestávající z jedné části, pevně spojené se -setrvačníkem, a z druhé části, pev2 ně spojené s vřetenem, a - opatřené odstředivými, popřípadě setrvačnými - závažími. U vřetenového lisu vybaveného - touto spojkou je přetížení rámu stroje vyloučeno, protože toto přetížení by„ muselo - následovat až po poklesu úhlové - rychlosti vřetene. - Tento pokles úhlové rychlosti vřetene ' se využije však k tomu, aby se uvolnila spojka - mezi vřetenem a setrvačníkem. Protože však - na druhé - straně nepoklesne - úhlová . rychlost vřetene během normálního přetvářného pochodu - o podstatnou hodnotu, nemůže dojít k předčasnému uvolnění spojky.

Spojka je podle dalšího znaku vynálezu provedena tak, - že odstředivá závaží tvoří druhou část spojky.

Podle -dalšího- znaku je vynález uspořádán tak, že odstředivá závaží jsou spojena pákovým ústrojím s druhou částí spojky.

Vynález je vyznačen tím, že -odstředivá závaží jsou spojena pákovým ústrojím s první částí spojky.

Dalším znakem vynálezu je, že odstředivá závaží mají kulový tvar a jsou uspořádána v dotyku na šikmou plochu klínové - desky, tvořící druhou část spojky s osou shodnou s osou - vřetena.

Spojka - je podle dalšího znaku provedena tak, - že setrvačné závaží je uspořádáno pohyblivě vůči vřetenu a spojeno - s ventilem, tvořeným zejména dvěma prstencovými těsněními a otvorem ústícím do prostoru mezi nimi a upraveným pro výstup tlakového prostředí z tlakového prostoru druhé části spojky.

Dalším znakem vynálezu je, že odstředivá a setrvačná závaží jsou uložena na druhé části spojky, spojené s vřetenem prostřednictvím nosiče, ke kterému je druhá část spojky přichycena otočně kolem osy.

Podle dalšího znaku je spojka provedena tak, že přímka vedená těžištěm odstředivého a setrvačného závaží kolmo ke spojnici ložiska odstředivého a setrvačného závaží a osy vřetena je mimoběžná vůči ose druhé části spojky.

Posledním znakem vynálezu je, že přímka mimoběžná vůči ose druhé části spojky protíná rovinu procházející osou vřetene a osou druhé části spojky v bodu, který leží od osy vřetene ve větší vzdálenosti než osa, přičemž odstředové a setrvačné závaží je ve směru otáčení spojky před osou.

Vynález je v příkladu provedení znázorněn na výkresech, kde na obr. 1 je celkový pohled na vřetenový lis se spojkou podle vynálezu v částečném řezu a na obr. 2 až 7 jsou různé druhy provedení spojky pro vřetenový lis podle vynálezu.

Vřetenový lis znázorněný na obr. 1 je opatřen stojanem 1, ve kterém je posuvně nahoru i dolů vedena horní zápustka 2. Horní zápustka 2 je vřetenovou maticí 3 vedena na vřetenu 4. Při otáčení ve smyslu šipky se vřetenová matice 3, a tedy i horní zápustka 2 pohybují směrem dolů. Pro pohyb horní zápustky 2 směrem nahoru je zařízení opatřeno hydraulickými válci 9.

Na hlavě vřetenového lisu je otočně uložen setrvačník 5, a to na stejné ose jako vřeteno 4. Setrvačník 5 může být uveden do chodu motorem 7 prostřednictvím řemenového převodu 8.

Na obr. 1 je znázorněno spojkové ústrojí 6, kterým se pro provádění lisovacího pochodu připojí vřeteno 4 к otáčejícímu se setrvačníku 5 a pak, když se dosáhne jistého lisovacího účinku, se opět uvolní od setrvačníku 5. Vynález se zejména týká posledního popsaného uspořádání. U dále popsaných provedení spojkového ústrojí 6 se pro jednoduchost popisuje a zobrazuje jen část nebo části sloužící pro odpojení vřetena 4 od obíhajícího setrvačníku 5 pro dosažení určitého lisovacího účinku. Po připojení vřetene 4 к setrvačníku 5 není však třeba žádných přídavných ústrojí. Postačí například, je-li hydraulický válec 9 dvoučinný. Při krátkém pohybu horní zápustky 2 směrem dolů se může vřeteno 4 tak daleko posunout při otáčení, že se ústrojí sloužící к vypojování zapojí.

U provedení podle obr. 2 je zařízení opattřeno spojkovým bubnem 11, který je pevně spojen s neznázorněným setrvačníkem 5.

Směry otáčení setrvačníku 5 a spojkového bubnu 11 jsou znázorněny šipkou. Vřeteno dosahuje až dovnitř spojkového bubnu 11 a tam nese odstředivá závaží 12, umístěná na nosiči 14. Odstředivá závaží 12 leží ra- diálně proti sobě a jsou posuvná v radiálním směru. Odstředivá závaží 12 jsou na své straně přivrácená к vnitřní stěně spojkového bubnu 11 přizpůsobena tvaru této stěny a jsou v těchto místech opatřena třecím obložením 13. Pružina 15 působí na odstředivá závaží 12 ve smyslu jejich vracení к vřetenu 4.

Spojka znázorněna na obr. 2 spojuje vřeteno 4 se setrvačníkem 5 a přerušuje toto spojení, jestliže úhlová rychlost vřetene 4 klesne pod určitou minimální hodnotu. V tomto případě jde tedy o čistě odstředivou spojku.

U spojky znázorněné na obr. 2 zůstává také po odpojení s vřetenem 4 poměrně velká setrvačná hmota. Tato setrvačná hmota je přestavována odstředivými závažími 12, která jsou v radiálním směru uspořádána v poměrně velké vzdálenosti od osy vřetene 4. Kinetická energie, obsažená po odpojení v této setrvačné hmotě, musí být při výpočtu stojanu stroje natolik brána v úvahu, aby při dotyku horní zápustky 2 s nedeformovatelným předmětem nedošlo к poškození stojanu 1 stroje. Stojan 1 stroje musí být tedy předimenzován. V opačném případě je možno ze setrvačníku 5 odebrat jen zmenšené množství energie, a tudíž se dosáhne zmenšené lisovací síly.

Na obr. 3 je znázorněno provedení spojkového ústrojí 6, u něhož je odstraněn nedostatek velké setrvačné hmoty spojené s vřetenem 4. Na nosiči 24 odstředivých závaží jsou v tomto případě výkyvně uspořádány dvě páky 26, výkyvné v radiálním směru. Tyto páky 26 nesou na svých volných koncích po jednom odstředivém závaží 22. Tato odstředivá závaží 22 jsou uspořádána v bezprostřední blízkosti osy vřetena 4. V důsledku toho je také moment setrvačnosti této setrvačné hmoty malý. Přesto se na spojkovou část 28 radiálně pohyblivou na nosiči 24 odstředivých závaží 22 vyvolává dostatečná přítlačná síla. Každé odstředivé závaží 22 totiž působí prostřednictvím dlouhého pákového ramena na suvnou tyč 27, která je spojena s pohyblivou spojkovou částí 28. Každá pohyblivá spojková část 28 nese, podobně jako u provedení podle obr. 2, třecí obložení 23, které je v součinnosti s vnitřní stěnou spojkového bubnu 21. Jako vratné ústrojí pro odstředivá závaží 22 je použito pružiny 25.

Další příklady provedení odstředivých spojek pro vřetenové lisy podle vynálezu jsou znázorněny na obr. 4 a 5.

Na obr. 4 jsou znázorněna odstředivá závaží 32, která jsou upevněna na vačkových pákách 36, uchycených výkyvně v radiálním směru na vřetenu 4. Jako vratného ústrojí pro odstředivá závaží 32 je použito pružiny 35. Vačkové páky 36 působí svými suvný v axiálním směru, avšak je neotočně uložen v drážkovém vedení 37 na ' setrvačníku 5. Protilehlá druhá část spojky je tvořena deskou 34 pevně spojenou s ^! vřetenem 4, přičemž deska 34 nese třecí obložení 33,' spolupracující se ' spojkovým kotoučem 31. Jako_v u provedení podle obr. 3 dosáhne se i v tomto případě velké přítlačné síly při malém momentu setrvačnosti odstředivých závaží 32, protože vačkové páky 36 . jsou provedeny tak, Že odstředivá závaží 32 jsou od bodu otáčení vzdálena více než vačky působící na spojkový kotouč 31 a dojde tudíž ke zvětšení síly pomocí,pákového ústrojí.

Na obr. 5 jsou znázorněny kuličky, které tvoří .odstředivá závaží 42, a které jsou neseny na nosné · desce 44, pevně spojené s vřetenem 4, a jsou dále vedeny v radiálních drážkách 46. Na vřetenu 4 je dále neotočně, avšak axiálně posuvně uložena klínová deska 48 v drážkovém vedení 47. Klínová deska 48 leží svými plochami, tvořícími šikmou rovinu, na kuličkách tvořících ' odstředivá závaží 42 a na své horní straně nese třecí obložení 43. ' Třecí obložení 43 je v součinnosti se spojkovým kotoučem 41, pevně spojeným se setrvačníkem 5. Pokud na kuličky působí dostatečná odstředivá síla ' v . radiálním směru, zůstává klínová deska 48 zdvižena natolik, že je spojka zapojena. Obdobně ’ jako u provedení podle obr. 3 a 4 dochází i v tomto případě pomocí páky ke zvětšení síly, . přičemž toto zvětšení je podmíněno příslušným sklonem šikmé plochy klínové desky 48.

Na . obr. 6 * je znázorněno provedení spojkového ústrojí pro vřetenový lis u něhož je na rozdíl od dosud popsaných odstředivých spojek přítlačná síla nezávislá na úhlové rychlosti vřetene a u kterého při· překročení stanoveného úhlového · zpoždění dojde k jeho vypojení.

Na vřetenu 4 jsou u tohoto provedení podle vynálezu prostřednictvím hlavy 54a a s odstupem v axiálním · směru neotočně, neposuvně, a bez vůle upevněny · dvě pružící desky 54. Obě pružící desky 54 jsou na svém obvodu spojeny vzduchotěsným gumovým lemem 58, takže mezi nimi je vytvořen vzduchotěsný prostor. Obě pružící desky 54 nesou třecí obložení 53, které je za současného prohnutí pružících desek 54 přitlačováno k příslušným plochám 51 setrvačníku 5, je-li . prostor mezi oběma pružícími deskami 54 zatížen stlačeným vzduchem. Spojka* je pak zapojena. K přívodu stlačeného vzduchu slouží potrubí * 50, do něhož je zabudován zpětný ventil . 60, takže přiváděný vzduch nemůže uniknout. V hlavě 54a je * uspořádán výstupní otvor 59 pro. * vzduch z prostoru mezi oběma pružícími deskami 54. . Výstupní otvor 59 je obvykle utěsněn tím, že setrvačné závaží 52, vytvořené jako matice, doléhá dvěma prstencovými těsněními 57 na hlavu 54a, přičemž výstupní otvor 59 ústí do prostoru mezi oběma těsněními 57. Matice, tvořící setrvačné závaží 52, je našroubová6 na na vnější závit vřetena 4. Tento závit . má takové stoupání, že síly vyvolávané při axiálním nebo i při . - tangenciálním působení na matici nemají samosvorný účinek. . Matice je obvykle tlačena tlačnou pružinou 55 prostřednictvím . úhlové páky 56 na hlavu 54a, avšak otáčením vůči vřetenu 4 ve smyslu otáčení setrvačníku 5 se může zdvihnout, od hlavy 54a. Síla tlačné pružiny 55 . je stanovena tak, že matice se tlakem vzduchu mezi pružícími deskami 54 . nemůže . zdvihnout od hlavy 54a a vzduch nemůže . uniknout. Ke . zdvižení však dojde, jestliže úhlové . zpoždění vřetena 4 překročí určitou hodnotu, kdy se pak . matice otáčí .relativně . vůči vřetenu 4. Vzduch pak unikne výstupním otvorem 59 a vřeteno 4 se .odpojí od setrvačníku 5. Odpojení může být navíc také závislé na úhlové rychlosti vřetene 4. V tomto případě postačí, aby úhlové páky 56 byly v místech zachycení tlačných pružin . 55 opatřený odstředivými závažííhi. Právě tak je možné, aby odpojení bylo závislé jen na úhlové rychlosti . vřetene 4, jestliže na místo závitu mezi maticí a vřetenem 4 je použito kluzného vedení v axiálním směru. Přítlačná síla spojky podle obr. 6 je však závislá jen na tlaku vzduchu v prostoru mezi oběma pružícími deskami 54; . nikoliv . na úhlové rychlosti vřetena 4.

Vypojování je však také možno provádět elektricky ovládaným . výstupním ventilem. I v . tomto případě je zařízení opatřeno elektríckým· ' měřicím ústrojím . pro zjišťování úhlové rychlosti a/nebo . úhlové zpoždění vřetene 4, a toto ústrojí při poklesu jeho úhlové rychlosti pod stanovenou minimální hodnotu a/nebo při překročení určitého úhlového zpoždění . vydává signál do ovládacího ústrojí pro výstupní ventil.

Na obr. 7 je znázorněno zařízení podle vynálezu, které. představuje spojkové ústrojí . 6 pro vřetenový lis, u něhož je ' . odpojení vřetene 4 od setrvačníku . 5 závislé na uhlové rychlosti a na . úhlovém zpoždění vřetene

4. Setrvačník 5, který není -na obr . 7 blíže znázorněn, . je pevně spojen se spojkovým , bubnem 61. Vřeteno- . 4 nese nosnou desku

64, na jejíchž volných koncích jsou výkyvně kolem'. svislých os 67 výkyvu uspořádány dva nosiče 66, které nesou na svých volných koncích po . jednom odstředivém a . setrvačném závaží 62. . Dále nesou nosiče 66 po jednom třecím obložení 63, které je v součinnosti .s vnitřní stěnou spojkového bubnu 61. Zpětná pružina 65 předpíná nosič 66 odstředivých závaží směrem- . k vřetenu 4. Směr otáčení spojky je znázorněn šipkou.

Na odstředivá a setrvačná. závaží 62 působí jednak v radiálním směru odstředivá síla F_z, která . Osste s . úhlovou rychlostí . vřetene 4. Tím na nosiči 66 vzniká točivý moment kolem osy 67 výkyvu, který pak přitlačuje . třecí obložení . 63 silou Fa ke spojkovému bubnu 61. Jestliže se otáčivý pohyb vřetena 4 zpozdí, působí na odstředivá a setrvačná závaží 62 přídavně tangenciální síla Ft, kte1 rá roste s úhlovým zpožděním a která vzhledem к ose 67 výkyvu vyvolává na nosič 66 točivý moment s opačným smyslem, než má moment vyvolaný odstředivou silou F_t. Tím se na třecí obložení 63 působí silou s opačným smyslem, než má přítlačná síla F_a. К vypojení spojky podle obr. 7 dojde, jestliže přítlačná síla F_a vzroste součtem uvedené reakce a síly zpětné pružiny 65. К tomu dochází v případě, kdy je úhlová rychlost vřetene 4 nižší než určitá minimální hodnota a/nebo jestliže úhlové zpoždění vřetene 4 překročí určitou hodnotu.

U příkladu provedení podle obr. 7 je odpojení ještě podporováno tím, že třecí síla F_r, vyvolaná na třecím obložení 63, dává další točivý moment působící na nosič 66 vzhledem к ose 67 výkyvu a tento moment pak vyvolá další sílu, působící proti přítlačné síle F_a. Tato vlastnost, známá u bubnových brzd jako negativní servoúčinek, má výhodu v tom, že změny součinitele tření třecího obložení nemohou vzhledem к třecí síle F_t působit rušivě. Bod vypojení spojky může být tedy velmi přesně nastaven.

U praktického provedení vřetenového lisu se spojkovým ústrojím podle obr. 7 se ukázalo, že doba, po kterou se spojka při vypojování tře, činí přibližně 3 ms. Proto mohou mít třecí obložení 63 poměrně malé třecí plochy, aniž dochází к jejich ryclému opotřebení.

Claims (9)

1. Spojka pro regulaci vřetenového lisu, který má vřeteno uloženo v rámu a setrvačník obíhající nepřerušovaně v jednom smyslu otáčení, přičemž mezi vřetenem a setrvačníkem je uspořádána spojka pro odpojení vřetene a setrvačníku po poklesu úhlové rychlosti vřetene pod předem stanovenou hodnotu a/nebo po překročení předem stanoveného úhlového zpoždění vřetene, vyznačená tím, že sestává z jedné části, pevně spojené se setrvačníkem (5) a z druhé části, pevně spojené s vřetenem (4), a je opatřena odstředivými, popřípadě setrvačnými závažími (12, 22, 32, 42, 52, 62).

2. Spojka podle bodu 1, vyznačená tím, že odstředivá závaží (12) tvoří druhou část spojky.

3. Spojka podle bodu 1, vyznačená tím, že odstředivá závaží (22) jsou spojena pákovým ústrojím s druhou částí spojky.

4. Spojka podle bodu 1, vyznačená tím, že odstředivá závaží (32) jsou spojena pákovým ústrojím s první částí spojky.

5. Spojka podle bodu 1, vyznačená tím, že odstředivá závaží (42) mají kulový tvar a jsou uspořádána v dotyku na šikmou plochu klínové desky (48), tvořící druhou část spojky s osou shodnou s osou vřetene (4).

Také spojková ústrojí podle obr. 2 až 5 mohou být vytvořena tak, že к vypojení dojde nejen při poklesu pod určitou minimální úhlovou rychlost, ale také při překročení určitého maximálního zpoždění. К tomu je jen třeba, aby se u odstředivých závaží 12, 22, 32, popřípadě 42 změnil směr dráhy, kterou se mají posunout, popřípadě vychýlit. U příkladu provedení podle obr. 2 až 5 pro- bíhá tato dráha vzhledem к vřetenu 4 v podstatě v radiálním směru, tj. její prodloužení protíná osu vřetene 4. Odstředivá závaží 12, 22, 32, 42 se mohou posunout jen odstředivou silou F_z. Jestliže se naproti tomu může směr dráhy, po které se odstředivá zá- < váží 12, 22, 32, 42 posunují, popřípadě vychylují, zvolit tak, že prodloužení této dráhy neprotíná osu vřetena 4, posunou se odstředivá závaží 12, 22, 32, 42 také při vzniku úhlového zrychlení, popřípadě zpoždění. Přitom nastanou dvě možnosti: při vzniku úhlového zpoždění se spojka ovládá buď ve smyslu vypojení, nebo ve smyslu zapojení. Pro předmět vynálezu přichází v úvahu možnost vypojení. Jestliže odstředivá závaží 12, 22, 32, 42 jsou vzhledem к vřetenu 4 pohyblivá jen v tangenciálním směru, dojde к vypojení nezávisle na odstředivé síle F_z, a tedy na úhlové rychlosti vřetene 4. V tomto případě se vřeteno 4 od setrvačníku 5 odpojí jen při překročení určitého úhlového zpoždění při libovolné úhlové rychlosti.

VYNALEZU

6. Spojka podle bodu 1, vyznačená tím, že setrvačné závaží (52) je uspořádáno pohyblivě vůči vřetenu (4) a spojeno s ventilem tvořeným zejména dvěma prstencovými těsněními (57) a otvorem (59) ústícím do prostoru mezi nimi a upraveným pro výstup tlakového prostředí z tlakového prostoru druhé části spojky.

7. Spojka podle bodu 1, vyznačená tím, že odstředivá a setrvačná závaží (62) jsou uložena na druhé části spojky, spojené s vřetenem (4) prostřednictvím nosiče (64), ke kterému je druhá část spojky přichycena otočně kolem osy (67).

8. Spojka podle bodu 7, vyznačená tím, že přímka vedená těžištěm odstředivého a setrvačného závaží (62) kolmo ke spojnici ložiska odstředivého a setrvačného závaží (62) a osy vřetene (4) je mimoběžná vůči ose (67).

9. Spojka podle bodů 7 a 8, vyznačená tím, že přímka mimoběžná vůči ose (67) protíná rovinu procházející osou vřetene (4) a osou (67) v bodě, který leží od osy vřetene (4) ve větší vzdálenosti než osa (67), přičemž odstředivé a setrvačné závaží (62) je ve směru otáčení spojky před osou (67).