DE1472396B2 - Anordnung zur Dämpfung von Prellungen in feinmechanischen Geräten - Google Patents

Description

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Beim Bau feinmechanischer Geräte, die mit großen relativ kleine Arbeitshübe ausführende Teile in fein-Geschwindigkeiten arbeiten sollen, tritt immer hau- mechanischen Geräten, beispielsweise für die Druckfiger das Problem der Verhinderung unerwünschter hammer von Schnelldruckwerken, unter Verwendung Prellungen beispielsweise von Kontakten oder auch von durch die zu dämpfenden Teile angestoßenen, von anderen mechanischen Bauteilen auf. Beispiels- 5 aus ihrer Ruhelage auslenkbären Anschlagsystemen weise in Schnelldruekwerken werden Druckhammer und ist dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlagverwendet, die relativ großen Beschleunigungen system aus einem Aufprallteil mit großem Elastiziunterliegen, die aber dabei dennoch nur kleine Ar- tätsmodul besteht, das auf einem Lagerteil aus einem beitshübe ausführen. Hierbei ist es dann unvermeid- schwingungsdämpfenden Material mit einem wesentlich, daß derartige Teile prellen. Durch diese Prel- io lieh kleineren Elastizitätsmodul befestigt ist.
lungen aber können ganz unerwünschte Funktions- Geht man bei den Überlegungen für die Dimenstörungen, beispielsweise Doppelabdrucke eines sionierung der Teile aus von dem bekannten Beispiel solchen Druckhammers auftreten. der Billardkugeln, so handelt es sich hierbei um Teile,

Es ist daher schon seit langem ein spezielles An- die die gleiche Masse haben. Setzt man voraus, daß liegen gewesen, solche Prellungen zu verhindern bzw., 15 beide Kugeln die gleiche Masse haben, so wird die wenn dies nicht möglich ist, unschädlich zu machen. ruhende Kugel durch den Zusammenstoß mit der be-Zur Lösung des Problems ist es bereits bekannt, die wegten Kugel so angestoßen, daß die Geschwindigkeit prellenden Teile mit Schwingmassen zusammenar- der angestoßenen Kugel nach dem Zusammenstoß beiten zu lassen, die etwa nach dem Prinzip der gleich der Geschwindigkeit der stoßenden Kugel vor Billardkugel arbeiten. Man ordnet im Rückzugsweg 20 dem Zusammenstoß ist. Die stoßende Kugel bleibt des arbeitenden Teiles schwingende Massen an, die stehen, und die angestoßene Kugel fliegt mit der durch das Teil angestoßen werden und die dabei gleichen kinetischen Energie weiter, die vorher die einen großen Teil ihrer kinetischen Energie an diese stoßende Kugel hatte, d. h., die kinetische Energie Schwingmassen abgeben. Bei der aus der britischen der stoßenden Kugel wird zur Gänze auf die ange-Patentschrift 907 479 bekannten Anordnung ist es 25 stoßene Kugel übertragen. Derartige ideale Verhältallerdings so,' daß die Schwingmassen entweder nur nisse lassen sich selbstverständlich technisch nicht federgefesselt sind oder daß sie durch einen Perma- realisieren, weil die angestoßenen Massen selbstvernentmagneten in der Ruhelage gehalten werden. Ver- ständlich wieder in die Ausgangslage zurückkehren v/endet man lediglich federgefesselte Schwingmassen, müssen. Es läßt sich daher nicht vermeiden, beide so ist die beabsichtigte Wirkung der Prelldämpfung 30 Massen federnd zu lagern. Um nun hier zu einer nur unvollkommen bzw. mit großer Unsicherheit zu _ richtigen Dimensionierung sowohl der zusammenerreichen. Eine federgefesselte Schwingmasse wird prallenden Massen als auch der Federung zu komnämlich durch das prellende Teil angestoßen, men, muß man folgende Überlegung anstellen: schwingt aber wieder zurück. Es besteht dann die beide Teile, d. h., das arbeitende Teil sowohl als auch Gefahr, daß durch einen erneuten Zusammenstoß, der 35 die Schwingmasse führen nach dem Zusammenstoß nunmehr von der Schwingmasse auf das arbeitende auf jeden Fall eine gedämpfte Schwingbewegung aus, Teil übertragen wird, eine Fehlfunktion, beispiels- wobei der Zeitraum, in dem die Dämpfung der weise ein erneuter Abdruck des Druckhammers her- Schwingbewegung erfolgt, sowohl von der Federbeigeführt wird. konstante als auch von der Masse abhängt. Die

Verwendet man dagegen eine Schwingmasse, die 4° Schwingbewegung der arbeitenden Teile muß, wenn durch einen Permanentmagneten in der Ruhelage das gesteckte Ziel erreicht werden soll, nämlich gehalten wird, so wird beim Zusammenstoß zwischen die Verhinderung einer Rückgabe der Energie der dem arbeitenden Teil und der Schwingmasse die Schwingmasse an das arbeitende Teil, so aussehen, kinetische Energie des arbeitenden Teiles dadurch wie dies die F i g. 1 zeigt. In dieser Figur ist der Weg s teilweise vernichtet, daß die Schwingmasse von dem 45 des schwingenden Teiles um die Ruhelage auf der Permanentmagneten abreißen muß. Die durch den Ordinante aufgetragen, während die Abzisse die Zeit Abreißvorgang aufzubringende Energie ist so groß, angibt, welche die beiden Teile zu einer Schwingdaß die Schwingung der Schwingmasse so stark ge- bewegung benötigen. Die Kurve 1 stellt die Schwingdämpft ist, daß sie beim Zurückschwingen nicht mehr bewegung des arbeitenden Teiles und die Kurve 2 in den Anziehungsbereich des Magneten kommt, 50 die Schwingbewegung der Schwingmasse dar. Man sondern sich an das inzwischen zur Ruhe gekommene erkennt, daß es nur möglich ist, ein schädliches erarbeitende Teil anlegt. Die Dämpfung der Prellung nsutes Zusammenprellen der beiden Teile zu vergeschieht also nicht eigentlich durch die Schwing- hindern, wenn die Kurve 1 gewissermaßen die Tanmasse, sondern wird dadurch bewirkt, daß das arbei- gente an das erste negative Maximum der Kurve 2 ist. tende Teil vermöge seiner kinetischen Energie die 55 Das heißt also, das arbeitende Teil muß nach dem Kraft aufbringen muß, um die Schwingmasse vom Zusammenstoß mit der Schwingmasse seinerseits Magneten abreißen zu lassen. Eine solche Anordnung etwas zurückprellen, die Schwingbewegung muß aber ist verhältnismäßig aufwendig, zumal bedacht werden so langsam erfolgen, daß die Schwingmasse bei ihrer muß," daß relativ viele arbeitende Teile vorhanden sehr viel schnelleren Bewegung das arbeitende Teil sind, die je für sich mit einer Schwingmasse 60 beim Zurückschwingen über die Ruhelage hinaus und einem Permanentmagneten zusammenarbeiten bis zum Abklingen ihrer Schwingungen nicht mehr müssen. berührt, so daß eine Energierückgabe vermieden wird.

Ziel der Erfindung ist es daher, nach Mitteln und Man kann nun, wie die Versuche ergeben haben, eine

Wegen zu suchen, um die bekannten Anordnungen so kurzwellige Schwingbewegung, wie sie die Sch\v!n;3-

zu verbessern bzw. so zu gestalten, daß absolute 65 masse ausführen muß, vor allem dadurch erreichen,

Funktionssicherheit besteht. Die Erfindung geht aus daß man diese Schwingmasse auf einem relativ

von einer Anordnung zur Dämpfung von Prellungen weichen Material lagert, beispielsweise auf einem

für großen Beschleunigungen unterliegende, aber Zapfen aus Gummi oder einem weichen Kunststoff.

Es ergibt sich dabei ein »Federmassesystem« für die Schwingmasse, welches einerseits eine sehr viel höhere Federkonstante hat als das arbeitende Teil, welches in aller Regel durch eine normale Spiralfeder in die Ruhelage zurückgezogen wird, wobei die Spiralfeder selbstverständlich'- eine sehr viel niedrigere Federkonstante hat.

Zusätzlich hierzu müssen das arbeitende Teil und die Schwingmasse in einem bestimmten Masseverhältnis zueinander stehen, um genau die Anfangs-Steigung der Kurve 1 relativ zur Kurve 2 zu erhalten, die erforderlich ist, um den erneuten Zusammenstoß der beiden Teile nach dem ersten Zurückschwingen der Schwingmasse zu verhindern. Die Anfangssteigung der Kurve 1 relativ zur Kurve 2 ist ein Maß für die Rückprallgeschwindigkeit, die dem arbeitenden Teil gegeben werden muß. Bestimmt man den Tangens dieser Kurve 1 im ersten negativen Maximum der Kurve 2, so ergibt sich

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d. h., das Massenverhältnis des arbeitenden Teiles und der Schwingmasse zueinander muß so gewählt werden, daß sich dieses Verhältnis der Rückprallgeschwindigkeit V_{1 Ä} des arbeitenden Teiles zur Rückprallgeschwindigkeit v_2R der Schwingmasse ergibt. Unter Zuhilfenahme der allgemeinen Stoßgesetze und unter Berücksichtigung der Stoßzahl K für den teilelastischen Stoß und durch Reduzierung der effektiven Masse der Teile auf die an der Stoßstelle wirksame Masse kann man dann das richtige Massenverhältnis der Teile zueinander berechnen, um die gewünschte Wirkung sicher zu erzielen.

Darüber hinaus kann es insbesondere, wenn der Stoß nicht zentral erfolgt und ein Durchbiegen des arbeitenden Teiles befürchtet wird, zweckmäßig sein, die Schwingmassen noch mit federnden Nasen auszustatten, die dann dafür Sorge tragen, daß die arbeitenden Teile ohne Durchbiegen mit einem deflnierten, statisch berechenbaren Wert an die Schwingmasse angekoppelt werden. Hierbei muß allerdings dafür Sorge getragen werden, daß die Federkonstante der federnden Zungen, der Schwingmasse wiederum relativ hoch im Verhältnis zur Federkonstante der elastischen Zapfen der Lager für die Schwingmasse ist.

Anwendungsbeispiele der Erfindung sind in den F i g. 2 und 3 gezeigt. Es handelt sich in beiden Fällen um das Antriebssystem für die Druckhämmer eines Schnelldruckwerkes. Die Drucktypen sind auf einer ständig rotierenden Walze 1 angeordnet. Gegenüber dieser Walze 1 befindet sich ein System von Typenhämmern 2, welches zwischen ortsfesten Führungsbolzen 3 gelagert ist und durch eine Feder 4 nach rechts in die Ruhelage gezogen wird. Die Typenhämmer 2 haben einen Antriebszahn 5, vermittels dessen sie mit einem Antriebsrad 6 zusammenwirken. An einem Träger 7 sind die Anker 8 von Elektromagneten 9 gelagert. Durch die federnde Vorspannung von Drähten 10 werden die Anker 8 normalerweise in Anlage an einem Stift 11 gehalten, wenn jedoch der Magnet 9 erregt wird, zieht er den Anker 8 an, und dieser drückt über den Draht 10 den Typenhammer 2 gegen die Kraft der Feder 12 so weit hinunter, daß einer der Zähne des Antriebsrades 6 in Eingriff mit dem Antriebsrad 6 kommt und den Typenhammer unter starker Beschleunigung gegen die Typenwalze 1 treibt, so daß der Abdruck erfolgt. Schon kurz bevor der Abdruck erfolgt ist, wird der Hammer 2 durch die Weiterbewegung des Antriebsrades 6 einerseits und durch die Wirkung der Feder 12 andererseits außer Eingriff mit dem Antriebsrad 6 gebracht, so daß die Feder 4 den Hammer nach erfolgtem Abdruck in die Ausgangslage zurückzieht. Um Prellungen des Hammers sowohl in der Hauptbewegungsrichtung, d. h. in Richtung auf die Typenwalze und wieder zurück, sowohl als auch vertikal dazu, also in und außer Eingriff mit dem Antriebsrad, zu verhindern, sind Schwingmassen 13 und 14 vorgesehen, die die Bewegung des Typenhammers 2 dämpfen. Diese Schwingmassen sind auf einem Stift 15 bzw. 16 aus elastischem Material bzw. aus Gummi gelagert, sie besitzen ferner noch ein Langloch 17/18, welches dazu dient, sie an gehäusefesten Stiften 19/20 zu führen. Die Schwingmassen sind nach den oben angegebenen Richtlinien berechnet und dämpfen die Prellbewegung des Druckhammers so, daß eine Fehlfunktion bzw. ein erneuter Abdruck des Typenhammers mit Sicherheit vermieden wird.

F i g. 2 entspricht in allen wesentlichen Teilen der Anordnung gemäß Fig. 3, außer daß hier die Schwingmassen 13 und 14 noch mit elastischen Nasen 21/22 versehen sind, welche eine definierte Ankopplung des arbeitenden Teiles an die Schwingmasse herbeiführen sollen.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Dämpfung von Prellungen für großen Beschleunigungen unterliegende, aber ■ relativ kleine Arbeitshübe ausführende Teile in feinmechanischen Geräten, beispielsweise für die Druckhämmer von Schnelldruckwerken, unter Verwendung von durch die zu dämpfenden Teile angestoßenen, aus ihrer Ruhelage auslenkbaren Anschlagsystemen, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlagsystem aus einem Aufprallteil (13/14) mit großem Elastizitätsmodul besteht, das auf einem Lagerteil (15/16) aus einem schwingungsdämpfenden Material mit einem wesentlich kleineren Elastizitätsmodul befestigt ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufprallteil (13/14) elastische Nasen (21/22) aufweist, die eine definierte Ankopplung des zu dämpfenden Teiles während des Zusammenpralls ermöglichen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen