DE3712844C2 - Massenausgleich für Stanzmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Massenausgleich für Stanzma­ schinen mit einer Kurbel- bzw. Exzenterwelle, auf der die am Bär angelenkten Stanzpleuel gelagert sind, einer dem Ausgleich der oszillierenden Kräfte dienenden, im Gehäuse in vertikaler Richtung geführten Ausgleichsgewichtsein­ richtung und einer dem Ausgleich der rotierenden Kräfte dienenden Ausgleichsgewichtseinrichtung.

Bei aus dem französischen Gebrauchsmuster 2 302 663 und der deutschen Offenlegungsschrift 24 54 959 bekannten Stanzmaschinen werden die oszillierenden Ausgleichsge­ wichte üblicherweise durch einen Pleuel angetrieben. Da­ bei ist ein Ende des jeweiligen Pleuels am oszillierenden Ausgleichsgewicht angelenkt und führt eine oszillierende Bewegung durch, während das entgegengesetzte Ende des Pleuels auf einer Kurbelwelle gelagert ist und somit eine rotierende Bewegung durchführt. Durch diese Kurbelwelle wird auch der Stanzpleuel zum Antrieb des Bärs getrieben.

Zum Ausgleich der rotierenden Kräfte wird in der französischen Gebrauchsmusterschrift 2 302 663 vor­ geschlagen, Ausgleichsgewichte auf der Kurbelwelle anzuordnen. Diese Lösung führt jedoch zu einer längeren Kurbelwelle, zu Biegemomenten in der Kurbelwelle mit entsprechender Lagerabnutzung, erhöhter Lagerreibung und Biegeschwingungen. Weiter wird die Gesamtmasse der beweg­ ten Teile der Maschine, insbesondere aufgrund der zur Aufnahme der zusätzlichen Ausgleichsgewichte längeren Kurbelwelle und der deshalb zusätzlich benötigten Lager, beträchtlich erhöht, was im Gegensatz zu den Anforderun­ gen bezüglich der bewegten Massen bei Stanzmaschinen steht.

Bei der in der deutschen Offenlegungsschrift 24 54 959 beschriebenen Lösung ist zwischen den am Stößel bzw. Aus­ gleichsgewicht angelenkten Pleueln ebenfalls jeweils ein zusätzliches Lager angeordnet, bei dem die Kurbelwelle beträchtlich verdickt ist. Zusätzlich zur erhöhten ge­ samten Lagerreibung aufgrund der zusätzlichen Lager weist auch diese Maschine eine relativ große Masse der bewegten Teile auf, auch eine übergroße Längsdimension der Kurbel­ welle. Dies führt wieder mindestens zu Biegeschwingungen, die ein verstärktes Vibrieren der gesamten Maschine ver­ ursachen. Die Pleuel sind verhältnismäßig lang, so daß die Seitenkomponenten der Massenkräfte aufgrund der seit­ lichen Ausschwenkbewegungen des Pleuels groß sind. Des weiteren ist das Pleuelverhältnis bei der Gegenmasse er­ heblich kleiner als das des Stößels, so daß ein Ausgleich der oszillierenden Kräfte zweiter Ordnung nicht möglich ist.

Demgegenüber besitzen die aus der DDR-Patentschrift 149 483 und der deutschen Patentschrift 37 02 368 bekann­ ten Stanzmaschinen eine Bewegungsübertragung von der Kur­ belwelle auf einen Stößel und eine Stößelausgleichsmasse über eine Kreuzschleifenkurbel. Bei der Kreuzschlei­ fenkurbel wird die Drehbewegung der Kurbel in eine schwingende Bewegung der Kreuzschleife umgesetzt, wobei sowohl der Weg und die Geschwindigkeit als auch die Be­ schleunigung dem reinen Sinusgesetz folgen. Dementspre­ chend entstehen keine Massenkräfte höher als die erste Ordnung, so daß sich ein Massenausgleich rein rechnerisch problemlos durchführen läßt. Nachteilig ist jedoch bei der Kreuzschleifenkurbel, daß der Gleitstein an der Kur­ bel mit seiner Masse vollständig in die rotierenden Mas­ sen mit eingeht, wodurch das Trägheitsmoment vergrößert wird und die bereits erwähnten Probleme auftreten.

Betrachtet man insbesondere die DDR-Patentschrift 149 483, so gehen die Schiebestücke mit ihren Mitnahmeverbin­ dungen in die rotierenden Massen ein. Hinzu kommt, daß die Mitnahmeverbindungen in den Lagern spielfrei geführt sein müssen, um Stöße zu vermeiden. Dadurch wird die Rei­ bung vergrößert bzw. muß ein großer Aufwand getrieben werden, um eine spielfreie, reibungsarme Gleitführung zu erreichen. Dies ist mit Gleitführungen schwieriger und aufwendiger als mit Gelenken.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Massen­ ausgleich für Stanzmaschinen der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Pleuel, die das oszillierende Ausgleichsgewicht treiben, möglichst kurz sowie derart ausgebildet und angeordnet sind, daß der rotierende Anteil der Pleuelmasse und die Seitenkomponenten der Massenkräfte der Pleuel kleinstmög­ lich sind, so daß sich die auf das Maschinengehäuse ein­ wirkenden Momente und die daraus resultierenden Vibration so klein wie möglich halten lassen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gekennzeichnet. Vorteilhafte Aus­ führungen ergeben sich aus dem Wortlaut der abhängigen Patentansprüche 2 und 3.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in den Zeich­ nungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläu­ tert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch den eine erfindungsgemäße Vorrichtung für den Massenausgleich enthaltenden Teil einer Stanzmaschine, und

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den in Fig. 1 darge­ stellten Teil.

Die Kurbelwelle 1 ist über Wälzlager 2 (Fig. 2) im Ma­ schinengehäuse 3 gelagert. Auf der Kurbel sind in einer noch zu beschreibenden Weise zwei Stanzpleuel 4 gelagert. Jeder Stanzpleuel 4 ist über Zapfen 5 an den im Maschi­ nengehäuse 3 vertikal geführten Köpfen 6 angelenkt. An diesen Köpfen 6 ist der Bär 7 angelenkt. Die dargestellte Ausführung ist eine schnellaufende Stanzmaschine mit ei­ nem Zweipunktantrieb.

Oberhalb der Kurbel ist ein Ausgleichsgewicht 8 angeord­ net, das zum Ausgleich der oszillierenden Kräfte dient. Dieses Ausgleichsgewicht 8 ist auf zwei dieses durchset­ zenden, vertikalen Führungsstangen 9 geführt, die mit dem Maschinengehäuse 3 fest verbunden sind.

Die Stanzpleuel 4 sind über Wälzlager 10 auf jeweils ei­ nem Exzenterabschnitt 11 der Kurbelwelle 1 gelagert. Die Exzentrizität des jeweiligen Exzenterabschnittes 11 ist mit der Bezugsziffer 12 angedeutet.

Weiter ist auf einem mittleren Exzenterabschnitt 13 über Wälzlager 14 ein jochartiger Ring 15 gelagert. Die Exzen­ trizität des Exzenterabschnittes 13 ist mit der Bezugs­ ziffer 16 angedeutet. Der jochartige Ring 15 bildet die zum Ausgleich der rotierenden Kräfte dienende Ausgleichs­ einrichtung.

Aus den Zeichnungen ist ersichtlich, daß die Exzentrizi­ tät 16 des den jochartigen Ring 15 tragenden Exzenterab­ schnittes 13 kleiner als die Exzentrizität 12 der jeweils die Stanzpleuel 4 tragenden Exzenterabschnitte 11 ist.

Damit kann die Masse des Exzenterabschnitts 13, d. h. es können die drehenden Massen und folglich der Stopp­ winkel der Maschine klein gehalten werden, da die Exzen­ trizität 12, die den Hub des Bärs 7 bestimmt, durch z. B. die Stanzwerkzeuge vorgegeben und konstruktiv nur die Ex­ zentrizität 16 wählbar ist.

Die Exzentrizitäten 12 und 16 sind in bezug auf die Mit­ telachse 17 der Kurbel 1 diametral um 180° entgegenge­ setzt zueinander gerichtet.

Ferner ist neben den Stanzpleueln 4 auch der jochartige Ring 15 über Wälzlager 14 auf seinem Exzenterabschnitt 13 gelagert, welche Wälzlager 14 einen relativ großen Durch­ messer besitzen. Somit erhält das Jochlager eine Umschlingungslast und besitzt folglich eine erhöhte Lebensdauer.

An den beiden seitlichen Endabschnitten 18 des jocharti­ gen Rings 15 ist jeweils ein Lenker 19 über Schwenkzapfen 20 angelenkt. Am entgegengesetzten Ende sind diese Lenker 19 über Schwenkzapfen 21 am Ausgleichsgewicht 8 ange­ lenkt.

Das Verhältnis Kurbelradius/Länge der zwischen dem joch­ artigen Ring 15 und dem Ausgleichsgewicht 8 angeordneten Lenker 19 ist annähernd gleich dem Verhältnis Kurbelradius/Pleuellänge (auch Pleuelverhältnis genannt) der zwischen der Kurbelwelle 1 und dem Bär 7 angeordneten Stanzpleuel 4, und zwar im Hinblick auf einen Ausgleich der oszillieren­ den Kräfte zweiter Ordnung.

Claims (3)

1. Massenausgleich für Stanzmaschinen mit einer Kurbel- bzw. Exzenterwelle, auf der die am Bär angelenkten Stanzpleuel über Wälzlager gelagert sind, mit einer dem Ausgleich der oszillierenden Kräfte dienenden, im Gehäuse in vertikaler Richtung geführten Ausgleichs­ gewichtseinrichtung und einer dem Ausgleich der ro­ tierenden Kräfte dienenden Ausgleichsgewichtseinrich­ tung, gekennzeichnet durch einen jochartigen Ring (15), der auf einem Gegenexzenter (13) der Exzenter­ welle (1) gelagert ist, an dessen beiden auf einer waagerechten Diagonale quer zur Exzenterwellenachse einander diametral gegenüberliegenden Jochenden (18) je ein Lenker (19) angelenkt ist, dessen anderes Ende am vertikalen Ausgleichsgewicht (8) angelenkt ist.

2. Massenausgleich nach Patentanspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Verhältnis Kurbelradius (16)/Länge der zwei zwischen dem jochartigen Ring (15) und dem vertikal geführten Ausgleichsgewicht (8) angeordneten Lenker (19) mindestens annähernd gleich dem Verhältnis Kurbelradius (12)/Länge des Pleuels (4) des jeweiligen Stanzpleuels ist.

3. Massenausgleich nach Patentanspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Exzentrizität (12) des die Stanzpleuel (4) tragenden Exzenterabschnittes (11) der Kurbel- bzw. Exzenterwelle (1) größer als die Ex­ zentrizität (16) des den jochartigen Ring (15) tra­ genden Exzenterabschnittes (13) der Kurbel- bzw. Ex­ zenterwelle (1) ist.