DE2434266A1 - Vorrichtung fuer den massenausgleich bei pressen - Google Patents

Description

• Vorrichtung für den Massenausgleich bei Pressen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für den Massenausgleich bei Pressen, insbesondere Pressen mit veränderbarem Hub, die einen, mit Hilfe wenigstens eines, durch einen Exzenter bzw.
• eine Kurbel antreibAaren Pleuels steuerbaren Stössel aufweisen, mit mindestens zwei, durch den Pleuel und/oder den Stössel steuer baren Ausgleichsmassen zum Kompensieren der aus den oszillierenden Bewegungen des Stössels und den Bewegungen des Pleuels resultierenden Massenkrate wobei die eine Ausgleichsmasse der vertikalen und die anders der horizontalen Komponente der Massenkräfte entgegenwirkt.
• bei exzenter- oder kurbelgesteuerten Pressen verursachen der beschleunigt bewegte Stössel nebst Pleuel sowie die ruhende Stösselfullrung und Antriebswellenlagerung,aufgrund uer aus den'oszillierenden Bewegungen des Stössels und den Bewegungen des Pleueis resultierenden Massenkräften,Zwangskräfte, durch welche unter anderem die Exzenter bzw. Kurbel lagerung sowie das Masc£iinenfundament, insbesondere bei hohen Hubzahlen des Stösseis, hocnbelastet würden, wenn diese Trägheitswirkungen nicht durch Ausgleichsmassen zumindest weitgehend ausgeglichen würden.
• Durch den Massenkraftausgleich wird darüber hinaus, was noch von grösserer Bedeutung ist, ein ruhiger Lauf der Maschine ohne freie Massenkräfte erzielt, was eine Voraussetzung dafür ist, mit hohen blubzahlen arbeiten zu können.
• Bei Pressen mit festem Hub werden bekanntlich die Massenkräfte einmal durch rotierende Gegengewichte zum Exzenter bzw. zur kurbel und zum anderen durch oszillierende Gegengewichte zum Stössel ausgeglichen. Auch sind Lösungen bekannt mit zwei kontrarotierenden Massen, deren Kraftkompenenten der oszillierenden Jassenkraft entgegenwirken ( OS 2 344 529).
• bei Pressen mit veränderbarem Stösselhub gestaltet sich der Massenausgleich erheblich schwieriger, da sich in diesem Falle bei einer Hubverstellung die Hubhöhe und die seitliche Lagedes ilubmaximums zur Antriebswelle verändert.
• bei einer bekannten, mit Doppel-Pleuel arbeitenden Querwellen-Presse, gemäss OS 2 241 538, ist dieses Problem in der Weise gelöst worden, dass zum Ausgleich der aus den Bewegungen des Pleuels resultierenden Massenkräften, in der Rotationsebene und symmetrisch zum Exzenter bzw. Kurbelzapfen, Ausgleichsgewichte angeordnet worden sind, die mittels doppelarmigen, über Lenker vom Pleuel aus verschwenkbaren Hebeln zum Exzenter-bzw. Kurbelzapfen gegenläufig radial verstellbar sind. Die Ausgleichsgewichte hängen dabei längsverschiebbar an dem jeweiligen Lenker und werden über einen weiteren, an dem betreffenden doppelarmigen Hebel angelenkten Lenker bewegt. Während der Bewegung des Pleuels oszillieren demgemäss die Ausgleichsgewichte, wobei sie sich auf den Lenkern hin- und herbewegen.
• sie Gleitstangen bildenden Lenker führen dabei, aufgrund der Pleuelbewegung, um ihren Anlenkpunkt an den doppelarmigen, die Ausyleichsgewich.te antreibenden Hebeln noch Schwenkbewegungen aus, so dass die Ausgleichsgewichte sowohl die rotierende Unwucht als auch, zusamnien mit einem sich in der Vertikalen beweyenden Ausgleichsgewicht, die oszillierende Masse des Stössels kompensieren.
• diese bekannte Konstruktion erfordert einen grossen Aufwand an Hebeln, Lenkern und Gelenken, wobei, insbesondere bei schnelllaufenden Pressen, aufgrund der Trägheitswirkung der Ausgleichsgewichte, die Gelenke einem starken Verschleiss unterworfen sind. Des weiteren erzeugen die Ausgleichsgewichte, während sie sich auf den die Gleitstangen bildenden Lenkern bewegen, starke Laufgeräusche. Schliesslich müssen die dem Stössel sowie dem Pleuel zugeordneten Ausgleichsgewichte im Maschinengehäuse verhältnismässig weit auseinanderliegend angeordnet werden, so dass insgesamt für die Unterbringung einer derartigen Ausgleiciisvorrichtung viel Raum benötigt und deren Montage entsprechend kompliziert ist. Der flauptnachteil ist aber, dass bei einer derartigen Anordnung der Kraftfluss vom Stössel zum Antriebsexzenter über mehrere Getriebeglieder geht und daher die Maschine unerwünscht stark unter Arbeitsbelastung auffedert.
• Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die im Vergleich zur vorbeschriebenen Bauart konstruktiv einfacher und kompakter ist sowie verschleiss- und geräuscharmer arbeitet und die keine Getriebeglieder aufweist, die in den Kraftfluss der Maschine zum Zwecke des Massenausgleiches eingeschaltet werden.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Ausgleichsmassen an jeweils einem, um eine zur Bewegungsrichtung des Stössels senkrechte und stationäre Schwenkachse verschwenkbaren Schwenkhebel angeordnet sind, die mit dem Pleuel und/ oder Stössel durch eine zwischen der Schwenkachse der Schwenkhebel und dem Pleuel bzw. Stössel eine Relativbewegung zulassende Antriebsverbindung verbunden sind.
• Bei einer derartigen Ausgleichsvorrichtung bewegen sich die Ausgleichsmassen auf Kreisbahnen, wodurch die Anzahl der technisch notwendigen Gelenke erheblich reduziert, auf Führungen für die Ausgleichsmassen verzichtet und eine geräuschlose Verlagerung derselben um eine Achse erreicht werden konnte.
• Der Kraftfluss der Maschine erfolgt dabei in bekannter Weise lediglich über Exzenterwelle, Exzenter, Pleuel zum Stössel.
• Dabei lässt sich die Erfindung gleich vorteilhaft sowohl bei exzenter- oder kurbelgesteuerten Längspressen als auch bei Querwellenpressen mit konstantem oder variablem Hub verwirklichen.
• Die Antriebsverbindung zwischen den die Ausgleichsmassen traenden Schwenkhebeln und dem Pleuel bzw. Stössel kann dabei beliebig und beispielsweise durch teleskopisch wirkende Verbindungsstangen bewerkstelligt sein. Eine wesentlich einfachere und dementsprechend billigere Antriebsverbindung ist jedoch erhältlich, wenn in weiterer Ausyestaltung der Erfindung beide Schwenkhebel durch jeweils einen Lenker mit dem Pleuel und/oder mit dem Stössel beweglich verbunden sind, wobei man vorteilnaft die Lenker beider Schwenkhebel in seitlichem Abstand vom t;xzenter- bzw0 Kurbelzapfen am Pleuel anlenken wird. Die die Ausgleichsmassen tragenden Schwenkhebel können dabei einarmig ausgelegt sein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind diese jedoch doppelarmig ausgeführt und die die Ausyleichsmassen tragenden Hebelarme dieser Schwenkhebel sind länger als die Hebelarme ausgebildet, an denen die Lenker angelenkt sind.
• Es besteht damit die Möglichkeit, durch die Wahl eines entsprechenden Hebelverhältnisses einmal die Ausgleichsmassen verhältnismässig klein zu halten und zum anderen diese in Bereichen innerhalb des Pressengehäuses plazieren zu können, in denen sie anderen Komponenten der Maschine, beispielsweise des Maschinenantriebs,nicht im Wege sind. Dabei können je nach Art und Ausbildung der Presse die Schwenkhebel auf verschiedenen Schwenkachsen angeordnet sein, die zu sich selbst auch in einer bestimkmten Winkellage vorgesehen sein können. Eine besonders vorteilnafte Konstruktion ergibt sich jedoch, wenn die Schwenkhebel auf einer yemeinsariien, achsparallel zum Exzenter- bzw.
• Kurbelzapfen angeordneten Schwenkachse gelagert sind.
• sofern dabei die Konstruktion lediglich zwei Schwenkhebel aufweist, wird man günstigerweise den die Ausgleichsmase für die aus den oszillierenden Bewegungen des Stössels und der hin-und nergehenden Bewegung des Pleuels in der Vertikalen sowie aus der vertikalen Komponente der exzentrisch umlaufenden klasse es Exzenter bzw. Kurbelzapfens und dem umlaufenden Anteil des Pleuels resultierenden Massenkräften tragende Schwenkhebel derart anordnen, dass er in der vertikalen Stellung des Pleuels sich in maximaler Ausschwenklage befindet. Des weiteren ist es in diesem Falle günstig, wenn der die Ausgleichsmasse für die au der horizontalen Komponente der exzentrisch umlaufenden Masse des l-xzenter- bzw. Kurbelzapfens und dem umlaufenden Anteil des Pleuels resultierenden Massenkräften tragende Schwenkhebel in der vertikalen Stellung des Pleuels sich ebenfalls im wesentlicilen in der vertikaleii Stellung befindet.
• imine weitere, vorteilhafte Konstruktion ist auch durch insgesamt drei, jeweils eine Ausgleichsmasse tragende Schwenkhebel erreichbar. In diesem Falle sind zwei Schwenkhebel zum Ausgleich der aus den oszillierenden Bewegungen des Stössels und der hin- und hergehenden Bewegung des Pleuels in der Vertikalen resultierenden Massenkräfte in syrninetrischer Anordnung auf einer gemeinsamen Schasenkachse anzuordnen und mittels entsiJrechenden Antriebsverbindungen, vorzugsweise Lenkern, am Pleuel an einander gegenüberliegenden Stellen in gleichen seitlichen Abständen vom Exzenter bzw. Kurbelzapfen anzulenken. Den weiteren, gleichfalls eine Ausgleichsmasse zum Ausgleich der aus der horizontalen Komponente der exzentrisch umlaufenden 14asse des L.xzenter- bzw. Kurbelzapfens und dem umlaufenden Anteil des Pleuels resultierenden <lassenkräften Ausgleichsmasse tragenden Sciwenkjiebel wird man in diesem halle vorteilhaft auf einer weiteren Schwenkachse anordnen und günstigerweise yleichfalls mittels eines Lenkers am Pleuel vorzuc3sweise an einem Anlenkpunkt einer Antriebsvorrichtung bzw. eines Lenkers der beiden anderen Schwenkhebel anlenken.
• In weiterer Ausgestaltung dieser NonstrukXionsvariante ist es günstig, die den dritten Schwenkhebel lagernde Schwenkachse parallel zu der die beiden anderen Schwenkhebel lagernden Schwen achsen anzuordnen und die Schwenkachse dieses dritten Schwenkhebels zusammen mit der Schwenkachse der beiden anderen Schwenkhebel, in einer durch den Angriffspunkt des Pleuels am Stössel hindurchgehenden, vertikalen Ebene anordnen. Schliesslich ist es zwecmässiy, wenn der dritte Schwenkhebel die Schwenkachse der beiden anderen Schwenkhebel mit radialem Spiel umgreift und in der vertikalen Stellung des Pleuels zu den letzteren Schwenkhebeln eine symmetrische Lage einnimmt.
• In den kiy.l und 2 der Zeichnuny sind schematisch zwei mögliche Aus führungsbeispiele erfindunysgemässer Ausgleichsvorrichtungen, in Verbindung mit einem durch einen exzentergesteuerten Pleuel betätigten Stössel, dargestellt.
• bei dem in Fig.l gezeiyten Ausführungsbeispiel bezeichnet lo einen in einer Führung 12 in vertikaler Richtung beweglichen Pressenstössel, der mit Hilfe eines Exzenters 14 steuerbar ist, der zu diesem Zweck mit seinem Exzenterzapfen 16 einen Pleuel 18 steuert, der z.B. mit einem Kugelkopf 20 im Zentrum der oberen Stirnseite des Stössels lo gehalten ist. Die zum Ausgleich der Massenkräfte dienende Ausgleichsvorrichtung ist oberhalb des Pleuels angeordnet und weist zwei, um eine zur Bewegungsrichtung des Stössels senkrecht und stationär angeordnete Schwenkachse 22 verschwenkbare, doppelarmige Schwenkhebel 24 und 26 auf. Die Schwenkachse 22 liegt vorzugsweise in einer durch die Achse des Stössels lo und die Achse des exzenters 14 hindurchgehenden, vertikalen Ebene. Die beiden Schwenkhebel 24,26 tragen an ihrem einen, iängeren Hebelarm 28 bzw. 2U' jeweils eine Ausgleichsmasse 30 bzw. 30', während sie an ihrem kürzeren Hebelarm 32 bzw. 32' mittels eines Lenkers 34 bzw. 34' am Pleuel vorzugsweise an einer gemeinsamen Anlenkstelle 36 angelenkt sind. Bei dieser Konstruktion dient die am Schwenkhebel 26 vorgesehene Ausgleichsmasse 30' zum Ausgleich der Massenkräfte, die aus den oszillierenden Bewegungen des Stössels lo und der hin- und hergehenden Bewegung des Pleuels 18 in der Vertikalen sowie aus der vertikalen omponente der exzentrisch umlaufenden Masse des Exzenterzapfens und dem umlaufenden Anteil des Pleuels resultieren. Um diese Massenkräfte ausgleichen zu können, befindet sich der Schwenkhebel 26 in einer im wesentlichen horizontalen Schwenklage, und der Anlenkpunkt 36 am Pleuel 18 befindet sich in seitlichem Abstand vom Exzenterzapfen 16, so dass bei der Bewegung des Pleuels auf den Schwenkhebel 26 ein Kippmoment übertragen und dadurch dessen Ausgleichsmasse 30' entgegen der Bewegung des Stössels lo bewegt wird, und so entgegen der vertikalen Nomponenten der Massenkräfte aus Stössel und Pleuel Massenkräfte erzeugt werden.
• uie am Schwenkhebel 24 angeordnete Ausgleichsmasse 30 dient zum Ausgleich der aus der horizontalen Komponente der exzentrisch umlaufenden Masse des Exzenterzapfens 16 und dem umlaufenden Anteil des Pleuels resultierenden Massenkräfte und befindet sich in der vertikalen Stellung des Pleuels im wesentlichen in senkrechter Stellung zum Schwenkhebel 26.
• Wie oben bereits erwähnt, ist der den Schwenkhebel 24 steuernde Lenker 34' an der gleichen Stelle wie der Lenker 34 des Schwenkhebels 26 am Pleuel angelenkt, was vorteilhaft, jedoch technisch nicht notwendig ist. Der Hebelarm 32' des Schwenkhebels 24 könnte auch am mittleren Teil des Pleuels angelenkt sein, sofern die entsprechende Antriebsverbindung zwischen Pleuel 18 und Hebelarm 32.L eine Relativbewegung zwischen Pleuel 18 und Schwenkachse 22 zulassen würde. Aus der strichpunktierten Darstellung der Schwenkbewegungen der beiden Ausgleichsmassen 30,30' ist ersichtlich, dass bei dieser Ausgleichsvorrichtung die Ausschläge der Ausgleichsmassen in der gewünschten, der vertikalen und der horizontalen Komponente der Massenkräfte entgegengerichteten Richtung erfolgt.
• Bei dem in Fig,2 gezeigten Ausführungsbeispiel sind der Stössel, seine Führung, der Pleuel und dessen Befestigung am Stössel samt exzenter und dessen Exzenterzapfen mit der gleichen Bezugszahl wie in Fig.l bezeichnet Bei dieser Konstruktion weist die Ausgleichsvorrichtung insgesamt drei Schwenkhebel 4o,42,44 auf, die jeweils eine Ausgleichsmasse 46'46''46'' tragen Sdmtlicne Schwenkhebel sind als doppelarmige Hebel ausgebildet, wobei die mit 40 und 42 bezeichneten Schwenkhebel auf einer gemeinsamen, zur Bewegungsrichtung des Stössels senkrechten und stationären Schwenkachse 48 gelagert sind. Analog zum Ausführungsbeispiel gemäss Fig.l ist am längeren Hebelarm So bzw. 50' dieser Schwenkhebel die Ausgleichsmasse 46 bzw. 46' angeordnet, während am kürzeren Hebelarm 52 bzw. 52' jeweils ein Lenker 54 bzw. 54' angelenkt ist, die an einander gegenüberliegenden Stellen, bei 56 bzw. 56', in gleichen seitlichen Abständen vom Exzenterzapfen 16 am Pleuel angelenkt sind. Der dritte Schwenkhebel 44 ist auf einer weiteren, vorzugsweise zwischen dem Pleuel 18 und der Schwenkachse 48,zur letzteren parallel angeordneten,stationären Schwenkachse 58 gelagert, dessen längerer Hebelarm 60 mit radialem Spiel die Schwenkachse 48 umgreift und am freien Hebelende die Ausgleichsmasse 46" trägt. Am kürzeren, sich in Richtung des Pleuels erstreckenden Hebelarm 62 ist ein Lenker 64 angelenkt, der vorzugsweise an der Anlenkstelle 56 des Lenkers 54 des Schwenkhebels 40 am Pleuel angelenkt ist. Die Schwenkachse 58 für den dritten Schwenkhebel 44 liegt in einer durch den Angriffspunkt des Pleuels am Stössel hindurchgehenden vertikalen Ebene, in der sich auch die Schwenkachse 48 der Schwenkhebel 40,42 befindet.
• Während die beiden Ausgleichsmassen 46,46' zum Ausgleich der aus den oszillierenden Bewegungen des Stössels lo und der hin- und hergehenden Bewegung des Pleuels 18 in der Vertikalen resultierenden Massenkräfte dienen, dient die Ausgleichsmasse 46'' des Schwenkhebels 44 zum Ausgleich der aus der horizontalen Komponente der exzentrisch umlaufenden Masse des Exzenterzapfens 16 und dem umlaufenden Anteil des Pleuels 18 resultierenden Massenkräfte.
• Aufgrund der gegenseitigen Zuordnung der beiden Schwenkachsen, befindet sich der Schwenkliebel 44, in der vertikalen Stellung des Pleuels 18, in einer symmetrischen Lage zu den beiden Schwenk hebeln 40,42. Die beiden Konstruktionsvarianten ändern selbsttätig die Ausschläge der Ausgleichsmasse in dem gewünschten Sinne bei einer Veränderung der Hubhöhe des Stössels lo und behalten dabei automatisch die richtige Phasenlage bei.
• beiden Konstruktionen ist eine einfache und kompakte Bauart gemeinsam, die verschleissarm und praktisch ohne Geräusche arbeitet.

Claims (9)

Patentansprüche.

1. i Vorrichtung für den Massenausgleich bei Pressen, insbesondere Pressen mit veränderbarem Hub, die einen mit Hilfe wenigstens eines, durch einen Exzenter bzw. durch eine Kurbel antreibbaren Pleuels steuerbaren Stössel aufweisen, mit mindestens zwei, durch den Pleuel und/oder den Stössel steuerbaren Ausgleichsmassen zum Kompensieren der aus den oszillierenden Bewegungen des Stössels und den Bewegungen des Pleuels resultierenden Massenkräfte, wobei die eine Ausgleichsmasse der Vertikalen und die andere der horizontalen Komponente der Massenkräfte entgegenwirkt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Ausgleichsmassen (30,30') an jeweils einem, um eine zur Bewegungsrichtung des Stössels (lo) senkrechte und stationäre Schwenkachse (22) verschwenkbaren Schwenkhebel (24,26) angeordnet sind, die mit dem Pleuel (18) und/oder Stössel (lo) durch eine zwischen der Schwenkachse (22) der Schwenkhebel (24,26) und dem Pleuel (18) bzw. Stössel (lo) eine Relativbewegung zulassende Antriebsverbindung verbunden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch lj dadurch gekennzeichnet, dass beide Schwenkhebel (24,26) durch jeweils einen Lenker (34, 34') mit dem Pleuel (18) und/oder mit dem Stössel (lo) beweglich verbunden -sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenker (34,34') beider Schwenkhebel (24,26), in seitlichem Abstand vom Exzenter- bzw. Kurbelzapfen (16),am Pleuel (18) angelenkt sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkhebel (24,26) doppelarmig ausgebildet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die die Ausgleichsmasse (30,30') tragenden Hebelarme (28,28' der Schwenkhebel (24,26) länger als die Hebelarme (32,32') sind, an denen die Lenker (34,34') angelenkt sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkhebel (24,26) auf.

einer gemeinsamen, achsparallel zum Exzenter- bzw. Kurbelzapfen (16) angeordneten Schwenkachse (22) gelagert sind.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch insgesamt drei, jeweils eine Ausgleichsmasse (46,46',46") tragende Schwenkhebel (40,42,44), von denen zwei, zum Ausgleich der aus den oszillierenden Bewegungen des Stössels (lo) und der hin und hergehenden Bewegung des Pleuels (18) in der Vertizapfen resultierenden Massenkräfte in symmetrischer An Ordnung aus einer gemeinsamen Schwenchse (48) ungeordnet und mittels entsprechenden Lenkern (54,54') am Pleuel (18) an einander gegenüberliegenden Stellen ( bei 56,56') in gleichen seitlichen Abständen vom Exzenter- bzw. Kurbelzapfen (16) angelenkt sind, und von denen der dritte auf einer weiteren Schwenkachse (58) angeordnet ist und zum Ausgleich der aus der horizontalen Komponente der exzentrisch umlaufenden Masse des Exzenter- bzw. Kurbelzapfens (16) und dem umlaufenden Anteil des Pleuels (18) resultierenden Massenkräften dient, der, analog zu den beiden anderen Schwenkhebeln (40,42), gleichfalls mit einem vorzugsweise Lenker (64) am Pleuel (18)/an einem Anlenkpunkt (56) eines der Lenker (54) der beiden anderen Schwenkhebel (40,42) angelenkt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch7 , dadurch gekennzeichnet, dass die den dritten Schwenkhebel (44) lagernde Schwenkachse (58) parallel zu der die beiden anderen Schwenkhebel (40,42) lagernden Schwenkachse (48) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch / oder 8, dadurch gekennzeichnet,das die Schwenkachse (58) des dritten Schwenkhebels (44),zusammen mit der Schwenkachse (48) der beiden anderen Schwenkhebel (40,42), in einer durch den Angriffspunkt des Pleuels (18) am Stössel (lo) hindurchgehenden, vertikalen Ebene liegt und dass der dritte Schwenkhebel (44) die Schwenkachse (48) der beiden anderen Schwenkhebel (4o,42) mit radialem Spiel umgreift und in der vertikalen Stellung des Pleuels (18) zu den letzteren Schwenkhebeln {40a42} eine syetrische Lage einnimmt.