DE3514416A1

DE3514416A1 - Trenn- und/oder foerdersauger

Info

Publication number: DE3514416A1
Application number: DE19853514416
Authority: DE
Inventors: Reinhard Dipl.-Ing. DDR 7270 Delitzsch Naumann
Original assignee: Kombinat Polygraph Werner Lamberz VEB; Polygraph Leipzig Kombinat Veb
Current assignee: Zirkon Druckmaschinen Leipzig O-7050 Leipzig GmbH
Priority date: 1984-05-28
Filing date: 1985-04-20
Publication date: 1985-11-28
Also published as: FR2564811B1; GB2161144B; SE8502591D0; SE467354B; FR2564811A1; SE8502591L; DD223691A1; US4640503A; GB8513041D0; GB2161144A

Description

Die Erfindung betrifft einen Trenn- und/oder Fördersauger für pneumatische Bogentrenn- und Fördervorrichtungen, wie sie üblicherweise bei Bogenanlegern eingesetzt werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist allgemein bekannt, daß in Bogentrenn- und Fördervorrichtungen von Bogenanlegern Sauger eingesetzt werden, die nach dem Differenzdruckprinzip arbeiten. Prinzipiell kann man verschiedene Arten dieser Sauger unterscheiden. So sind Sauger bekannt, bei denen die Saugkolbenausgangsstellung gleich der Stellung entspricht, die der Kolben nach dem Ansaugen eines Bogens einnimmt.

Sauger dieser Bauart haben auf Grund ihres einfachen Aufbaues und ihrer großen Funktionssicherheit hinsichtlich ihres Einsatzes im Bogenanlegerbau eine Vorrangstellung erreicht. Der Aufbau und die Funktion derartiger Sauger ist u. a. durch die DD-PS 106 018 bekannt. Die Erfindung beschränkt sich auf Sauger nach dieser Bauart.

Diese Sauger haben jedoch den Nachteil, daß der Saugkolben nach dem Ansaugen des Bogens durch die Saugdüse, d. h. am Ende eines Rückhubes in Richtung Gehäusestirnwand beschleunigt wird und auf diese aufschlägt.

Dies infolge der pneumatischen Druckkraft, deren Größe durch den Druckunterschied zwischen Atmosphärendruck und Unterdruck im Sauger und dem Kolbenstangenquerschnitt bestimmt wird sowie durch die Kraftwirkung der Druckfeder im Sauger. Die Aufschlagenergie des Saugkolbens ist dabei außer von der pneumatischen Druckkraft, der Federkraft, der Kolbenmasse auch vom Kolbenhub abhängig und wächst mit dessen Größe. Das bewirkt vor allem bei größeren Ansaughtiben des Saugkolbens, wie sie bei Stapeln mit welliger Oberfläche notwendig sind, eine hohe Beanspruchung des Saugkolbens und des Gehäuses, so daß nach gewisser Betriebsdauer Beschädigungen an diesen Teilen auftreten können.

Der Aufschlagstoß im Sauger überträgt sich außerdem auf die Bogentrenn- und Fördermechanismen und führt zu einer Überbeanspruchung dieser Teile und damit auch zu weiteren Verschleißerscheinungen. Die Arbeitsgenauigkeit der Bogentrenn- und Fördereinrichtungen wird negativ beeinflußt, da der Aufschlagstoß diese Mechanismen zu Schwingungen anregt. Die Vermeidung eines Teiles der negativen Auswirkungen des Aufschlagstoßes bedingte bisher eine Überdimensionierung der Saugergehäuse sowie der Bogentrenn- und Fördermechanismen. Der mit der Überdimensionierung verbundene höhere Materialeinsatz bedingt jedoch große Massenkräfte in den Mechanismen, so daß dadurch deren Leistungsfähigkeit begrenzt wird.

Ziel der Erfindung

Es ist deshalb Ziel der Erfindung, die aufgezeigten Nachteile des Standes der Technik so zu beseitigen, daß die Voraussetzung für die Erhöhung der Leistungsfähigkeit der Bogentrenn- und Fördermechanismen und eine Verbesserung der Materialökonomie gegeben ist.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufschlagstoß des Saugkolbens auf das Gehäuse so zu vermindern, daß keine

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Überdimensionierung des Saugergehäuses mehr erforderlich ist und daß die negativen Auswirkungen auf die Trenn- und Fördermechanismen, die deren Leistungsfähigkeit und Arbeitsgenauigkeit beeinträchtigen, beseitigt werden.

Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß dem Saugkolben eine Bremseinrichtung zugeordnet ist. Diese Bremseinrichtung ist vorzugsweise so ausgebildet, daß zwischen dem Saugkolben und der Stirnwand des Gehäuses zusätzlich ein Kolben mit dessen Kolbenstange in einer im Gehäuse mittels Schrauben befestigten Buchse gleitbar geführt ist. Eine erste mittlere Zylinderkammer ist vom zusätzlichen Kolben, dessen Kolbenstange, der Buchse und der Wandung des Gehäuses begrenzt. Sie ist über an sich bekannte Drosselstellen sowohl mit einer oberen, durch den Kolben, die Wandung und die Stirnfläche des Gehäuses begrenzten Zylinderkammer als auch mit einer zweiten mittleren Zylinderkammer verbunden. Letztere ist durch den Saugkolben, die Wandung des Gehäuses, die Buchse und die Kolbenstange des Kolbens begrenzt und mündet in die Bohrung der hohlen Kolbenstange des Saugkolbens.

Die Drosselstelle, die die erste Zylinderkammer mit der zweiten Zylinderkammer verbindet, ist vorzugsweise als eine an sich bekannte ringspaltförmige Drosselstelle zwischen dem Kolben und der Wandung des Gehäuses ausgebildet und sie ist beim Aufliegen des Kolbens auf einer Auflagefläche der Buchse verschlossen. Die dem zusätzlichen Kolben zugeordneten Zylinderkammern sind so ausgebildet, daß sie bei der jeweiligen Endstellung des Kolbens noch ein endliches, minimales Volumen aufweisen.
Bei Beaufschlagung des Saugers mit Saugluft wird durch den auf den Saugkolben wirkenden Differenzdruck der Saugkolben aus seiner Ausgangsstellung auf den Stapel zu bewegt. Nach Verschließen der Saugdüse durch einen Bogen erfolgt der Aufbau des Vakuums in der unteren Zylinderkammer, die mit der Bohrung der hohlen Kolbenstange des Saugkolbens in Verbindung steht.

Dadurch wird der Bogen an der Saugdüse angesaugt und der Saug-

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kolben bewegt sich in Richtung seiner Ausgangsstellung. Gleichzeitig bewirkt das Vakuum in dieser unteren Zylinderkammer, das auf den Kolbenstangenquerschnitt des zusätzlichen Kolbens wirkt, daß sich der zusätzliche Kolben auf den Saugkolben zu bewegt. Durch die Ausbildung der Drosselstellen verbleibt in den dem zusätzlichen Kolben zugeordneten Zylinderkammern zunächst etwa Atmosphärendruok.

Erreicht der zusätzliche Kolben die Auflagefläche an der Buchse, wird durch das Verschließen von dessen Drosselstelle erreicht, daß in der oberen Zylinderkammer weiterhin etwa Atmosphärendruck herrscht, während in der ersten mittleren Zylinderkammer über die Drosselstelle eine Verringerung des Drucks eintritt. Dieser auf den Kolben wirkende Differenzdruck erzeugt eine Kraftkomponente, die der Bewegung des Saugkolbens entgegensteht. Trifft der Saugkolben auf der Kolbenstange des zusätzlichen Kolbens auf, wird der Saugkolben durch diese Kraftwirkung abgebremst. Dabei tritt durch die schnelle Kolbenbewegung während der Bremsphase noch eine Erhöhung des Differenzdruckes und damit der Bremswirkung ein. Nach dem Abbremsen bewegen sich Saugkolben und zusätzlicher Kolben mit geringerer Geschwindigkeit so bis in ihre Ausgangsstellung zurück, wie über die Drosselstellen ein Druckausgleich in allen Zylinderkammern erfolgt.
Die Vorteile des verbesserten Trenn- und/oder Fördersaugers liegen darin, daß durch die Bremseinrichtung der Aufschlagstoß des Saugkolbens auf das Gehäuse vermieden wird, so daß keine Uberbeanspruchung dieser Teile auftritt und die Rückwirkung auf die Bogentrenn- und Fördervorrichtungen beseitigt wird, so daß die Voraussetzungen zur Leistungssteigerung dieser Mechanismen gegeben sind. Der einfache Aufbau der Bremseinrichtung gewährleistet bei geringem Fertigungsaufwand eine hohe Funktionssicherheit. Es sind keinerlei zusätzliche Steuereinrichtungen erforderlich. Die Bremseinrichtung in der vorliegenden Form garantiert, daß der Saugkolben unabhängig von seiner kinetischen Energie vor dem Abbremsen, das heißt unabhängig von der Größe seines Ansaughubes, die Ausgangsstellung nach einer ge-

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wissen zulässigen Zeit einnimmt. Ein weiterer Vorteil der Bremseinrichtung ist, daß sich der Differenzdruck in Abhängigkeit vom Saugkolbenhub und Unterdruck im Sauger so aufbaut, daß das Bremsvermögen etwa der kinetischen Energie des Saugkolbens entspricht und somit kürzeste Bremszeiten gesichert sind. Dadurch kann die Leistung des Saugers, d. h. die Anzahl der möglichen Arbeitszyklen pro Zeiteinheit, gesteigert werden, ohne daß Beschädigungen am Sauger eintreten.

Ausführungsbeispiel

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den zugehörigen Zeichnungen dargestellt.
Es zeigen:

Fig. 1 einen Sauger im Schnitt, wobei sich die Kolben in ihren Ausgangsstellungen befinden und Fig. 2 eine Darstellung entsprechend Fig. 1, wobei jedoch der Saugkolben nach Ansaugen des Bogens und der zusätzliche Kolben an der Buchse anliegend dargestellt sind.

Im Gehäuse 1 ist der Saugkolben 2 angeordnet, dessen hohle Kolbenstange 3 in der Buchse 4, die im Gehäuse mittels Schraube 5 befestigt ist, gleitbar geführt und in der die Saugdüse 6 befestigt ist. Der Saugkolben 2 wird durch eine Druckfeder 7, die sich auf der Buchse 4 abstützt, in seiner Ausgangsstellung gehalten. Dabei drückt er gegen eine Kolbenstange 8 eines zusätzlichen Kolbens 9 und hält damit auch den Kolben 9 in seiner Ausgangsstellung. Der Kolben 9 ist durch dessen Kolbenstange 8 in einer Buchse 10 gleitbar geführt. Die Buchse 10 ist analog der Buchse 4 mittels einer Schraube 11 im Gehäuse befestigt. Diese Befestigungsart gestattet, den Sauger (z. B. zu Reinigungszwecken) einfach zu demontieren. Der Kolben 9 liegt in seiner Ausgangsstellung an den η opp en for mi gen Anschlägen 12 an der Stirnwand des Gehäuses 1 an. Durch diese noppenförmigen Anschläge 12 ist gesichert, daß die obere Zylinderkammer 13 bei Endstellung des Kolbens 9 noch ein aue-

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reichendes Volumen aufweist. An der Buchse 10 ist auf der dem Kolben zugeordneten Seite eine ringförmige Aussparung 14 angeordnet, die noch ein bestimmtes minimales Volumen einer ersten mittleren Zylinderkammer 15 sichert, wenn der Kolben 9 auf der Auflagefläche 16 der Buchse 10 aufliegt. In der Buchse 10 ist eine Drosselbohrung 17 angeordnet, die eine zweite mittlere Zylinderkammer 18 mit der Zylinderkammer 15 verbindet und die in die ringförmige Aussparung 14 mündet.
Die Länge der Kolbenstange 8 des Kolbens 9 ist so bemessen, daß die Kolbenstange 8 bei Anlage des Kolbens 9 an den noppenförmigen Anschlägen 12 noch über die Buchse 10 hinaus in die Zylinderkammer 18 ragt. An der Stirnfläche der Kolbenstange 8 sind Überströmkanäle 19 so angeordnet, daß bei Anlage des Saugkolbens 2 eine Verbindung zwischen der zweiten mittleren Zylinderkammer 18 und der Bohrung der Kolbenstange 3 des Saugkolbens 2 gegeben ist.

Der Durchmesser des Saugkolbens 2 ist im Verhältnis zur Innenwandung des Gehäuses 1 so gewählt, daß die ringspaltförmige Drosselstelle 20 vorhanden ist, über die die Zylinderkammer 18 mit der unteren Zylinderkammer 21 in Verbindung steht.

Analog ist zwischen Kolben 9 und der Innenwandung des Gehäuses eine, weitere ringspaltförmige Drosselstelle 22 (in der Zeichnung der Deutlichkeit wegen vergrößert dargestellt) ausgebildet, die die Zylinderkammern 15 und 13 miteinander verbindet.

Am Gehäuse 1 ist zur unteren Zylinderkammer 21 der Saugluftanschluß 23 so angeordnet, daß der Saugkolben 2 bis zur oberen Kante der Buchse 4 angesaugt werden kann.

Am Gehäuse 1 ist noch eine Nabe 24 angeordnet, an der der Sauger an der Bogentrenn- oder Fördereinrichtung befestigt werden kann.

Vor jedem Arbeitszyklus des Saugers herrscht in allen Zylinderkammern 13» 15, 18, 21 im wesentlichen Atmosphärendruck. Wird der Saugluftanschluß 23 über ein Steuerventil mit einer Saugluftquelle verbunden, so entsteht in der unteren Zylinder-

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— Sf —

kammer 21 ein Unterdruck. Da die zweite mittlere Zylinderkammer 18 über die hohle Kolbenstange 3 und die noch unverschlossene Saugdüse 6 mit der Außenluft verbunden ist, entsteht am Saugkolben 2 ein Differenzdruck, der bewirkt, daß sich der Saugkolben 2 auf den Stapel 25, entgegen der Kraft der Druckfeder 7, bewegt. Bei Aufsetzen der Saugdüse 6 auf den Stapel 25 wird die Verbindung der Zylinderkammer 18 mit der Außenluft unterbrochen und über die ringspaltförmige Drosselstelle 20 entsteht auch in der Zylinderkammer 18 ein Unterdruck, durch den der Bogen 26 an der Saugdüse 6 festgesaugt wird. Der Druckausgleich in den Zylinderkammern 21 und 18 bewirkt, daß sich ein Differenzdruck zwischen Außendruck und Unterdruck in diesem Saugerteil aufbaut, der den Saugkolben 2 mit Unterstützung der Druckfeder 7 in seine Ausgangsstellung bewegt.

Gleichzeitig mit dem Aufbau des Unterdruckes in der Zylinderkammer 18 wird der Kolben 9 durch die Saugkraft, die auf den Querschnitt seiner Kolbenstange 8 wirkt, in Richtung Auflagefläche 16 der Buchse 10 bewegt. Die Drosselstelle 22 und die Drosselbohrung 17 bewirken, daß in dieser Phase der Außendruck, wie er vor dem Zuschalten im Sauger vorlag, in der ersten mittleren Zylinderkammer 15 und der oberen Zylinderkammer 13 im wesentlichen unverändert bleibt.

Nach Aufliegen des Kolbens 9 auf der Auflagefläche 1¹S der Buchse 10 wird die Drosselstelle 22 verschlossen, so daß der Druck in der oberen Zylinderkammer 13 bestehen bleibt, während sich in der ringförmigen Aussparung 14 über die Drosselbohrung 17 ein Unterdruck aufbaut. Die Lage der Kolben 2 und 9 im Trenn- und/oder Fördersauger zu diesem Zeitpunkt ist in Fig. 2 dargestellt.

Trifft der Saugkolben 2 auf die, durch die Überströmkanäle 19 unterbrochene Stirnfläche der Kolbenstange 8 des Kolbens 9 auf, so bewirkt der auf den Kolben 9 wirkende Differenzdruck, daß eine Gegenkraft vorliegt, die den Saugkolben 2 bremst. Bei diesem kurzzeitig ablaufenden Bremsvorgang bewirkt das Zurückdrücken des Kolbens 9 eine Erhöhung des Differenzdruckes, denn

die Verkleinerung des Volumens der oberen Zylinderkammer 13 führt zu einer Druckerhöhung in dieser und die Vergrößerung des Volumens der ersten mittleren Zylinderkammer 15, führt zur Vergrößerung deren Unterdruckes. Das heißt, erst nach dem ersten Abbremsen erfolgt über die Drosselbohrung 17 und die ringspaltförmige Drosselstelle 22 ein Druckausgleich, so daß der Saugkolben 2 den Kolben 9 mit geringerer Geschwindigkeit bis zur Anlage an die noppenförmigen Anschläge 12 drückt. Die Bremszeit und die Zeit für die Bewegung der Kolben in die Ausgangslage sind zur Gesamtzeit eines Ansaugvorganges äußerst gering und beeinträchtigen die Leistungsfähigkeit des Saugers nicht.

Wird der Sauger nach dem Bogentrennen bzw. nach der Bogenförderung belüftet, nehmen die Zylinderkammern 15 und 13 über die Drosselbohrung 17 und die ringspaltförmige Drosselstelle 22 den Außendruck an, so daß der Trenn- und/oder Fördersauger für einen neuen Arbeitstakt bereit ist.

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Aufstellung der verwendeten Bezugsζeichen

1 Gehäuse

2 Saugkolben

3 Kolbenstange

4 Buchse

5 Schraube

6 Saugdüse

7 Druckfeder

8 Kolbenstange

9 Kolben

10 Buchse

11 Schraube

12 noppenförmiger Anschlag

13 obere Zylinderkammer

14 ringförmige Aussparung

15 erste mittlere Zylinderkammer

16 Auflagefläche

17 Drosselbohrung

18 zweite mittlere Zylinderkammer

19 Überströmkanal

20 ringspaltförmige Drosselstelle

21 untere Zylinderkammer

22 ringspaltförmige Drosselstelle

23 Saugluftanschluß

24 Nabe

25 Stapel

26 Bogen

Claims

Erfindungsanspruch

1. Trenn- und/oder Fördersauger, in dessen Gehäuse ein Saugkolben mit einer hohlen Kolbenstange, in der eine Saugdüse befestigt ist, in einer im Gehäuse befestigten Buchse heb- und senkbar geführt ist, dessen Kolbenstange mittels einer Feder in seiner Ausgangsstellung haltbar ist und dessen Zylinderkammern, die durch den Saugkolben, die hohle Kolbenstange, durch Gehäusewandung und Buchse einerseits und den Saugkolben, die Gehausewandung sowie die Gehäusestirnfläche andererseits begrenzt und durch eine Drosselstelle miteinander verbunden sind, gekennzeichnet dadurch, daß dem Saugkolben (2) eine Bremseinrichtung zugeordnet ist.

2. Trenn- und/oder Fördersauger nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen dem Saugkolben (2) und der Stirnwand des Gehäuses (1) zusätzlich ein Kolben (9) mit dessen Kolbenstange (8) in einer, im Gehäuse (1) mittels Schrauben (11) befestigten Buchse (10) gleitbar geführt ist und daß _H eine erste mittlere Zylinderkammer (15), die vom Kolben (9), f dessen Kolbenstange (8), der Buchse (10) und der Wandung «4 des Gehäuses (1) begrenzt ist, über Drosselstellen (17, 22) sowohl mit einer oberen durch den Kolben (9), die Wandung und die Stirnfläche des Gehäuses (1) begrenzten Zylinderkammer (13) als auch mit einer zweiten mittleren Zylinderkammer (18) verbunden ist, die durch den Saugkolben (2), die Wandung des Gehäuses (1), die Buchse (10) und die Kolbenstange (8) des Kolbens (9) begrenzt ist und in die die Bohrung der Kolbenstange (3) des Saugkolbens (2) mündet.

3. Trenn- und/oder Fördersauger nach den Punkten 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Drosselstelle (22), die die erste mittlere Zylinderkammer (15) mit der oberen Zylinderkammer (13) verbindet, vorzugsweise als eine an sich bekannte ringspaltförmige Drosselstelle (22) zwischen dem Kolben (9) und der Wandung des Gehäuses (1) ausgebildet ist und daß diese beim Aufliegen des Kolbens (9) auf einer Auflagefläche (16) der Buchse (10) verschließbar ist.

4. Trenn- und/oder Fördersauger nach Punkten 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß bei der jeweiligen Endstellung des zusätzlichen Kolbens (9) ein minimales, ausreichendes Volumen in den jeweiligen zugeordneten Zylinderkammern (13, 15) gesichert ist.