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Einrichtung zum Abbremsen des Satzbettes von Schnellpressen an den
Hubenden Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Abbremsen des Satzbettes von
Schnellpressen, bei der am Satzbett befestigte Kolben kurz vor Umkehr der Bewegungsrichtung
des Satzbettes in am Maschinengestell befestigte Bremszylinder einfahren, deren
Kompressionsdruck selbsttätig in Abhängigkeit von der durch Vorstellen der Bürsten
des Antriebsmotors der Schnellpresse mittels eines Stellmotors einstellbaren Arbeitsgeschwindigkeit
durch Einwirken auf den Kompressionsdruck verändernde Steuerglieder veränderbar
ist.
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Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Einrichtung zur Steuerung
des Kompressionsvolumens durch Verstellung beliebiger bekannter Einrichtungen, insbesondere
Gegenkolben.
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Die Verstellung der Kompressionsvolumina von Hand ist bekannt. Ihr
grundsätzlicher Nachteil besteht darin, daß sie gesonderte Bedienung durch den Drucker
erfordern und eine optimale Einstellung nur schwer erreichbar ist. Bei modernen
Maschinen wird die Arbeitsgeschwindigkeit vorgewählt und nach Druckknopfbetätigung
automatisch eingestellt oder durch Druckknopfbetätigung automatisch geändert. Die
manuelle Nachregelung der Kompressionsvolumina der einzelnen Bremszylinder oder
einer oder mehrerer Bremszylindergruppen kann nur mit zeitlicher Verzögerung erfolgen,
daher ist in der Zeit zwischen der automatischen Geschwindigkeitseinstellung und
der Nachregelung der Kompressionsvolumina nicht mit einem einwandfreien Druckergebnis
zu rechnen; unter Umständen können sogar durch ungenügende Abbremsung des Satzbettes
unzulässig hohe Belastungen einzelner Maschinenteile oder störende Schwingungen
auftreten.
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Es ist bereits eine Vorrichtung zur selbsttätigen Regelung des Kompressionsdruckes
in Abhängigkeit von der Maschinengeschwindigkeit bekannt, bei der am Zylinderboden
eine verschiebbare Ventilplattenauflage angeordnet ist, deren Abstand von einer
im Zylinder befestigten, federnden Ventilplatte einstellbar ist. Die Bewegung der
Ventilplattenauflage zur Einstellung des Luftspalts erfolgt über ein Gestänge, welches
durch mechanische Mittel bewegt wird, die durch entsprechend der Maschinengeschwindigkeit
verstellte Teile der Maschine, beispielsweise die Bürsteneinstellung des Kommutafiorantriebsmotors,
das Schaltrad eines Regulieranlassers oder den Schalthebel eines mechanischen Reguliergetriebes
betätigt werden. Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, das Gestänge wie bereits
beschrieben, durch elektrische Mittel zu bewegen; jedoch ist aus der entsprechenden
Patentschrift nicht zu entnehmen, welcher Art die elektrischen Mittel sein, wie
sie angeordnet sein und wie sie wirken sollen; ebenso ist nicht ausgeführt; wie
sie von den entsprechend der Arbeitsgeschwindigkeit verstellten Teile der Maschine
beeinflußt werden können.
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Die vorgeschlagene Anordnung besitzt eine Reihe von Nachteilen. Einmal
.unterliegen insbesondere die Lagerungs- und Ge]enkpunkte eines jeden Gestänges
einem gewissen Verschleiß, der durch die unvermeidlichen Erschütterungen der Maschine
unterstützt wird, so daß sowohl die Einstellgenauigkeit des Kompressionsdrucks mit
der Zeit nachläßt und insbesondere bei den einzelnen Zylindern mehr oder weniger
unterschiedlich wird; als auch störende Geräusche durch Schwingungen des Gestänges
auftreten. Um die hier geschilderten Nachteile in tragbaren Grenzen zu halten, müssen
verhältnismäßig aufwendige Gestängekonstruktionen verwendet werden. Die Justierung
und Nachstellung der Gestänge ist verhältnismäßig umständlich und erfordert einen
nicht unerheblichen Zeitaufwand. Eine genaue Einstellung des Kompressionsdruckes
ist nicht möglich, ebensowenig eine feinstufige Einstellung, da der Bereich der
Verstellung mit einer verhältnismäßig geringen Gestängebewegung überstrichen wird
und jedes Spiel im Gestänge die Genauigkeit der Einstellung beeinträchtigt.
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Das Prinzip der Kompressionsdruckänderung durch Verstellung des Schließdruckes
von Ventile weist den Nachteil auf;- daß die Luft vor dem Schließen des Ventils
geräuschvoll entweicht und ein ständig gleichbleibender Schließdruck des Ventils
und damit ein konstanter Kompressionsdruck nicht funktitinssicher zu erzielen ist.
Aus diesem Grunde werden häufig i:e @ --linder- oder in - einem mit diesem verbundenen
Zusatzzylinder mechanisch verstehbare
Gegenkolben zur Einstellung
des Kompressionsvolumens und damit des Kompressionsenddruckes benutzt. Es liegt
nahe, für die Verstellung von Einrichtungen zur Einstellung des Kompressionsvolumens
und damit des Kompressionsdruckes Elektromotoren zu verwenden. Daß diese an sich
naheliegende Maßnahme bisher nicht bekanntgeworden ist und somit keine Anwendung
gefunden hat, dürfte auf die Schwierigkeiten und Nachteile zurückzuführen sein,
die bei der Verwendung von Elektromotoren für diesen Zweck zwangläufig zu erwarten
sind.
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Die üblichen schnellaufenden Elektromotoren müssen stark untersetzt
werden; durch den relativ schlechten Wirkungsgrad dazu geeigneter Getriebe bedingt,
müssen entsprechend leistungsfähige Motoren verwendet werden.
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Auch durch die Umsetzung der Drehbewegung in eine Verschiebebewegung,
beisplblsweise durch Ritzel und Zahnstange, entstehen Verluste.
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Um auf beiden Seiten der Schnellpresse in den Bremszylindern gleiche
Kompressionsvolumina zu erhalten, müssen alle Motoren nach dem Prinzip der elektrischen
Welle synchron laufen, sofern man nicht durch einen Motor über mechanische Zwischenglieder
alle Kompressionsvolumina gleichmäßig verstellt.
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Beide Maßnahmen sind im Verhältnis zu bekannten handbedienten Verstelleinrichtungen
zu aufwendig. Wenn die Kompressionsvolumina in Abhängigkeit von anderen Einrichtungen
an der Schnellpresse, beispielsweise von den Bürsten des Kommutatorantriebsmotors,
verstellt werden müssen, muß ebenfalls Synchronlauf zwischen einem Bürstenverstellmotor
und den Verstellmotoren für den Kompressionsraum gewährleistet sein. Fehlende Synchronisierung
hat auf die Dauer eine untragbare Summierung der Gleichlauffehler zur Folge, so
daß der Einsatz nicht .miteinander synchronisierter Elektromotoren praktisch unmöglich
ist.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, mit mehreren einfachen
und nicht miteinander synchronisierten Elektromotoren bei geringstem Aufwand eine
Einrichtung zur automatischen Kompressionsraumverstellung in Abhängigkeit von sich
verhältnismäßig langsam im Verlauf mehrerer Druckgänge ändernder Größen, beispielsweise
der Arbeitsgeschwindigkeit der Maschine, zu schaffen, der die angeführten Nachteile
nicht anhaften.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwei oder mehrere,
die Vorstellung der den Kompressionsdruck der Bremszylinder verändernden Steuerglieder
bewirkende Stellmotoren und der Motor für die Bürstenverstellung des Antriebsmotors
der Schnellpresse an zwei Zuleitungen parallel geschaltet sind, von denen die eine
Zuleitung ein den Verlauf der Steuerglieder des Bremszylinders und des Bürstenverstellmotors
steuerndes Schaltschütz und die andere Zuleitung ein den Rücklauf dieser Steuerglieder
und des Bürstenverstellmotors steuerndes Schaltschütz sowie vor jedem der Stellmotoren
einen Endschalter enthält, welcher jeweils in einer definierten Stellung der ihm
zugeordneten Steuerglieder bzw. Bürsten den Stromkreis seines Stellmotors unterbricht.
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Weitere Merkmale .der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.-Diese
Motorenanordnung, die sich vorzugsweise je eines Stellmotors -für zwei miteinander
wirkende Bremszylinder bedient, gibt die Möglichkeit, auf eine Synchronisierung
grundsätzlich zu verzichten, ohne daß sich Gleichlauffehler unzulässig summieren
können.
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Die Einstellung des Kompressionsvolumens beginnt bei sämtlichen Bremszylindern
stets bei dem gleichen Ausgangsvolumen, wenn die Schnellpresse angelassen wird.
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Innerhalb eines Arbeitszyklus - Anlassen der Maschine; mehrfache Variation
der Arbeitsgeschwindigkeit, von der die Kompressionsraumgröße abhängig ist und Stillsetzei
der Maschine - können keine Gleichlauffehler auftreten, die die Funktion nennenswert
beeinflussen, und diese geringen Gleichlaufdifferenzen werden automatisch dadurch
beseitigt, daß die Ausschaltung der Stellmotoren beim Lauf in die Ausgangsstellung
zurück beim Anhalten der Maschine unmittelbar in Abhängigkeit von der Größe des
Kompressionsraumes erfolgt: Derjenige Motor, der etwas schneller vorgelaufen oder
etwas langsamer zurückgelaufen ist als der andere, wird etwas später ausgeschaltet
als der andere, so daß er wieder das gleiche Ausgangskompressionsvolumen eingestellt
hat wie der andere Motor.
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Da die Regelung der Arbeitsgeschwindigkeit der Schnellpresse durch
Verstellung der Bürsten des Kommutatorantriebsmotors erfolgt, ist es zweckmäßig;
diese Verstellung ebenfalls mittels eines Elektromotors vorzunehmen, der durch einen
Endschalter in dem Augenblick abgeschaltet wird, in dem
sich die Bürsten in
der den Stillstand des Antriebsmotors bewirkenden Stellung befinden. Man schaltet
den Bürstenverstellmotor und die Motoren zur Verstellung der Kompressionsvolumina
parallel, wenn gleiche Motoren verwendet werden und die Belastung der Motoren annähernd
gleich ist, laufen die Motoren annähernd synchron.
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Um schnellaufende Motoren geringer Leistung für die Kompressionsraumverstellung
verwenden zu können, hat sich die Verwendung eines Schneckentriebes mit einem auf
einer verschiebbaren SChraubspindel als Mutter arbeitendem Schneckenrad als besonders
zweckmäßig erwiesen. Mit den verschiebbaren Schraubspindel, die gegen Verdrehung
gesichert ist; lassen sich beliebige Mittel zur Kompressionsraumverstellung bewegen,
beispielsweise Gegenkolben: Da
die Kompressionsraumgröße unmittelbar von der
Stellung der Spindel abhängt, kann von der Spindel-Stellung unmittelbar die Ausschaltung
des Motors abgeleitet werden.
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Der Leistungsbedarf für die Kompressionsraumverstellung wird besonders
gering, wenn die Spindel über einen schneckenradverzahnten Kugelschraubtrieb bewegt
wird.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der schematischen
Darstellungen ausführlich beschrieben. Es zeigt F i g. 1 einen Schnitt durch einen
Bremszylinder mit Gegenkolben und zugehöriger Antriebseinrichtung, F i g. 2 eine
schematische Draufsicht auf eine Schnellpresse, aus der die Lage der drei Verstellmotoren
ersichtlich ist, F i g. 3 einen Stromlaufplan des Stromkreises der drei Verstellmotoren
als beispielsweise Schaltung. An einem Maschinengestellt einer Schnellpresse ist
an den Breitseiten je eine Quertraverse 2 befestigt. Auf nicht dargestellten
Führungen wird ein Satzbett 3
zwischen den Breitseiten hin- und herlaufend
angetrieben.
Am Satzbett 3 sind an Kolbenstangen 4
Kolben
5 befestigt, die in Zylinder 6 einlaufen; -dort die Luft komprimieren und dadurch
die Bewegung des Satzbettes 3 abbremsen. Die Zylinder 6 sind paarweise an
jeder Quertraverse 2 befestigt, am Satzbett 3 ist für jeden Zylinder 6 ein Kolben
5 angebracht.
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In jedem Zylinder 6 ist ein Gegenkolben 7 angeordnet,
der an einer Gewindespindel 8 befestigt ist. Die Gewindespindel ist durch
ein Schließblech 9
vor Verdrehung gesichert. Auf der Spindel 8 ist
ein mit dem Spindelmuttergewinde versehenes Schneckenrad 10 seitlich unverschiebbar
aufgeschraubt, welches durch eine Schnecke 11 gedreht werden kann.
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Wird die Schnecke 11 durch einen Elektromotor 20 (F
i g. 2) gedreht, dann wird durch Verdrehung des Schneckenrades 10 die Spindel
8 und damit der Gegenkolben 7 verschoben, so daß sich das Volumen
12 zwischen Gegenkolben 7 und Kolben 5 ändert. Spindel 8 und Schneckenrad
10 können zur Verringerung der Reibung durch einen bekannten Kugelschraubtrieb
miteinander verbunden sein.
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An den Quertraversen 2 sind an einem der beiden Zylinder
6 Lagerböckchen 13 angeschraubt, an denen je ein mit einer Rolle versehener
Bügel 14 befestigt ist. In den Bügeln 14 sind Justierschrauben
15 eingeschraubt, deren Spitzen in Verlängerung der Spindeln 8 stehen.
Am Maschinengestell 1 sind Endschalter 16 (linke Maschinenseite) bzw.
17 (rechte Maschinenseite; F i g. 2) befestigt, die durch Schwenkung der
Bügel 14 betätigt werden und durch die Betätigung den zugehörigen Elektromotor
20 bzw. 21
ausschalten. Die Ausschaltstellung, die einer genau definierten
Stellung des Gegenkolbens 7 im Zylinder 6 entspricht, ist in F i g. 1 dargestellt.
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Ein weiterer Versstellmotor 22 dient zur Verstellung der Bürsten
23 eines Kommutatorantriebsmotors 24. Durch einen Endschalter
18 wird der Verstellmotor 22 in bekannter Weise abgeschaltet, wenn
die Bürsten 23 des Motors 24 ihre Nullstellung erreicht haben, in
der der Motor 24 ausgeschaltet ist.
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Hinsichtlich der Schaltung der drei Verstellmotoren 20, 21 und 22
wird erfindungsgemäß gefordert, daß diese einmal einander parallel geschaltet sein
und zum anderen unter bestimmten Bedingungen unabhängig voneinander durch Endschalter
16,17
und 18 ausschaltbar sein sollen. Beide Forderungen widersprechen
sich gegenseitig.
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Bei Parallelschaltung der drei Motoren 20, 21
und 22 ist ihre
individuelle Ausschaltung nur möglich, wenn die Endschalter 16, 17 und 18 ihrem
zugehörigen Motor 20, 21 bzw. 22 und einander anschlußseitig parallel
geschaltet sind.
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Eine derartige Schaltung ist aber deshalb unbrauchbar, weil die Motoren
nicht wieder anlaufen können, wenn sie von ihrem zugehörigen Endschalter einmal
abgeschaltet worden sind. Um diesen Mangel zu beseitigen, kann man die Kontakte
der Endschalter durch Kontakte überbrücken, wenn die Motoren beispielsweise beim
Anlassen der Maschine auch bei geöffneten Endschalterkontakten erneut anlaufen sollen.
Diese Maßnahme bringt einen Mehraufwand von einem Hilfsschütz einschließlich seiner
Installationsleitungen pro Endschalter mit sich. Wenn die Verstellmotoren über die
Endschalter mit Gleichspannung betrieben werden sollten, deren Polarität bei Umkehr
der Motordrehrichtung geändert werden muß; wie es beispielsweise bei Motoren mit
permanentem Feld der Fall ist, dann könnte man die Endschalterkontakte durch entsprechend
gepolte, ihnen parallel geschaltete Gleichrichter überbrücken. Praktisch scheidet
die Verwendung gleichstrtimgespeister Verstellmotoren schon aus dem Grunde aus,
weil mit ihnen kein den gestellten Bedingungen genügender Synchronlauf erzielbar
ist.
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Diese Erwägungen lassen erkennen, daß die der Erfindung zugrunde liegende
gestellte Aufgabe nicht mit naheliegenden Mitteln lösbar ist,. sondern zu ihrer
Lösung eine spezielle Schaltung erfordert, deren Prinzip an Hand der F i g. 3 näher
beschrieben wird.
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Die Verstellmotoren 20,21 und 22 sind als Drehstromkurzschlußläufermotoren
dreiphasig einander parallel über ein .Hilfsschütz 25 an das Netz anschaltbar.
Die dreipolige Verbindung zwischen den Verstellmotoren 20 und 21 sowie 21 und 22
-kann durch Kontakte 26 bzw: 27 zweipolig unterbrochen werden, eine dreipolige
Unterbrechung ist natürlich auch möglich. Die Kontakte 26' und 27 sind dem
Hilfsschütz 25 zugeordnet, -sie werden mit den Kontakten des Hilfsschützes
25 gemeinsam geöffnet bzw. geschlossen. Bei geschlossenen Kontakten 25, 26
und
27 sind die Motoren 20,21 und 22 einander parallel geschaltet
und drehen sich in einem Drehsinn, der das Anlassen der Maschine, ein Vorlaufen
der Gegenkolben:? und ein Schließen der Endschalterkontakte 16,17 und
18 bewirkt.
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Über ein weiteres Hilfsschütz 28 und ihre zugehörigen Endschalterkontakte
16,17 und 18 werden die Verstelrmotoren 20,21 und 22 an das
Netz derart angeschaltet, daß ihre Drehung ein Anhalten der Maschine, ein Zurücklaufen
der Gegenkolben 7 und in der entsprechenden Stellung ein öffnen der Endschalterkontakte
16,17 und 18 bewirkt.
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Die Hilfsschütze 25 und 28 sind gegeneinander elektrisch
verriegelt, so daß nicht beide zugleich angezogen sein können.
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Die Stellung der Kontakte der in F i g. 3 dargestellten Schaltung
entspricht der Stellung bei stillstehender Maschine. Soll die Maschine angelassen
werden, dann wird über Steuerstromkreise das Hilfsschütz 25 in bekannter
Weise erregt, und die Kontakte 25, 26 und 27 werden geschlossen. Die
Verstellmotoren 20,21 und 22 sind einander parallel .geschaltet und laufen
synchron; der Verstelhnotor 22
verstellt die Bürsten 23 zum Anlaufen
des Antriebsmotors 24, die Verstellmotoren 20 und 21 verschieben
die Gegenkolben 7 nach innen. Durch die Bewegung der Gegenkolben
7 und der Bürsten 23
werden die Endschalter 16,17 und 18 wieder
geschlossen, so daß die Motoren 20,21 und 22 auch über die Endschalter
16,17 und 18 einander parallel geschaltet sind. Wenn die gewünschte
Arbeitsgeschwindigkeit der Maschine erreicht ist, wird das Hilfsschütz
25 zum Abfall gebracht, die Kontakte 25,
26 und 27 öffnen sich, und
die Verstellmotoren 20, 21 und 22 bleiben stehen. Wenn die Maschine
angehalten werden soll, zieht das Hilfsschütz 28 an, die Verstellmotoren
20,21 und 22 sind nach wie vor einander über die Endschalter 16,17
und 18 parallel geschaltet und laufen so lange zurück; bis sie sich selbst
bei definierter Lage des von ihnen verstellten Organs über ihren zugehörigen Endschalter
16,17
oder 18 einzeln abschalten. Vor erneutem Anzug des Hilfsschützes
25 fällt das Hilfsschütz 28 ab oder wird durch beliebige an sich bekannte
Maßnahmen zum
Abfall gebracht, so daß der Ausgangszustand der Schaltung
nach F i g. 3 wiederhergestellt ist.
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Im Rahmen der Erfindung läßt sich die Schaltung beliebig abwandeln,
dabei muß stets die Bedingung erfüllt sein, daß sich die einander parallel geschalteten
Motoren 20, 21 und 22 durch das von ihnen verstellte Organ unabhängig
voneinander selbst abschalten, wenn die definierten Betriebsbedingungen, vorzugsweise
der Stillstand der Maschine, erreicht sind.
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Die Erfindung ist nicht auf Anwendungsfälle beschränkt, in denen die
von den synchron laufenden Verstellmotoren bewegten Organe in linearer Abhängigkeit
voneinander verstellt werden müssen. Durch Einschaltung grundsätzlich bekannter
getrieblicher Mittel zwischen den Bürstenverstellmotor 22 und die Bürsten 23, beispielsweise
Schubkurbelgetriebe, Viergelenkketten, Nockenanordnungen usw. läßt sich jedes gewünschte
nichtlineare Verhältnis zwischen der Bürstenverstellung einerseits und der Gegenkolbenverstellung
andererseits praktisch erreichen, ohne daß der Synchronlauf der Verstellmotoren
beeinträchtigt werden müßte.