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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schlittenhub-Einstellvorrichtung,
die so ausgestattet ist, dass die Vibrationen in einem Rotationssystem
einer Presse minimiert sind.
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Eine
herkömmliche
Vorrichtung zur Einstellung des Hubs eines Schlittens für eine Presse
ist in dem
japanischen Gebrauchsmuster
mit der Offenlegungsnummer 7-26099 offenbart.
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Mit
Bezug auf 4A und 4B umfasst
eine Verbindungsstange 11 einer Presse (nicht gezeigt) ein
großes
Ende und ein kleines Ende (nicht gezeigt), das mit einem Schlitten
der Presse verbunden ist.
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An
der Innendurchmesserfläche
des großen Endes
der Verbindungsstange 11 ist eine Einsatzbuchse 11A befestigt.
Durch die Einsatzbuchse 11A ist eine Exzenterbuchse 2 verschiebbar
und drehbar mit der Verbindungsstange 11 verbunden. Ein
Exzenterteil 1A einer Exzenterwelle 1 ist mit
der Innenfläche
der Exzenterbuchse 2 über
einen Presssitz verbunden. An einer Seite der Exzenterbuchse 2 ist
eine Nut 5 vorgesehen. Die Nut 5 nimmt einen Fixierungsstab 6 auf,
der in Bezug auf die Buchse in einer Richtung bewegbar ist, die
parallel zur Axialrichtung der Exzenterwelle 1 liegt. In
anderen Worten wirken die Nut 5 und der Fixierungsstab 6 als
Fixierungseinrichtung zur Fixierung der Exzenterbuchse 2 relativ
zur Verbindungsstange 11.
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Auf
der zur Nut 5 entgegengesetzten Seite der Exzenterbuchse 2 sind
ein Innenzahnrad 7 und eine Nabe 3 angeordnet.
Das Innenzahnrad 7 ist an der Exzenterbuchse 2 befestigt.
Die Nabe 3 ist gegenüber
der Exzenterwelle 1 in Axialrichtung bewegbar. Eine Verzahnung 7A,
die an der Außenumfangsfläche der
Nabe 3 ausgebildet ist, kämmt mit einer Innenverzahnung
(nicht gezeigt) am Innenzahnrad 7. An der Exzenterwelle 1 ist
ein Bund 9 ausgebildet. Der Bund 9 wirkt dahingehend,
die vom Innenzahnrad 7 und der Exzenterbuchse 2 weg
gerichtete Bewegung der Nabe 3 zu begrenzen.
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Ein
Verbindungskörper 10 ist
in der Axialrichtung der Exzenterwelle 1 von der Nabe 3 weg
bewegbar. Der Verbindungskörper 10 berührt die
Seitenfläche
der Nabe 3 und drückt
gegen diese, um die Verzahnung (nicht gezeigt) an der Außenumfangsfläche der
Nabe 3 mit der Innenverzahnung (nicht gezeigt) des Innenzahnrads 7 in
Eingriff zu bringen.
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Um
den Presssitz des Exzenterteils 1A mit der Exzenterbuchse 2 zu
lösen,
ist ein durch die Exzenterwelle 1 führender Ölkanal 4 vorgesehen.
Der Ölkanal 4 gestattet
die Durchleitung eines Drucköls bis
zu einer Öffnung
(nicht gezeigt) in der Oberfläche des
Exzenterteils 1A, die in Kontakt mit der Innenfläche der
Exzenterbuchse 2 steht. Dichtungselemente 2A und 2B,
die in Form von Hydraulikdichtungen vorliegen können, sind um die Außenumfangsfläche des Exzenterteils 1A ausgebildet,
wo der Exzenterteil 1A an der Exzenterbuchse 2 anliegt.
Bei manchen herkömmlichen
Konstruktionen sind die Dichtungen 2A und 2B weggelassen.
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Dichtungselemente 3A und 3B,
bei denen es sich um Hydraulikdichtungen handeln kann, sind an den
Innenumfangsflächen
der Nabe 3 angeordnet, wo die Nabe 3 den Außenumfang
des Exzenterteils 1A und der Exzenterwelle 1 berührt. Ein Ölkanal 8 ist in
der Exzenterwelle 1 vorgesehen und hat eine Öffnung in
der der Nabe 3 gegenüberliegenden
Oberfläche
des Exzenterteils 1A. Der Ölkanal 8 gestattet
die Durchleitung von Drucköl,
um die Nabe 3 vom Exzenterteil 1A nach außen wegzudrücken.
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Bei
Hubeinstellvorgängen
befindet sich der Fixierungsstab 6 in der Nut 5,
um die Rotation der Exzenterbuchse 2 zu fixieren. Dann
wird durch den Ölkanal 8 Drucköl geleitet,
und die Nabe 3 bewegt sich vom Exzenterteil 1A weg
in Richtung zum Bund 9. Im Ergebnis sind die Zahnradzähne an der
Nabe 3 nicht mehr länger
mit der Verzahnung des Innenzahnrads 7 in Eingriff. Dann
wird Drucköl
durch den Ölkanal 4 eingeleitet,
und die Exzenterbuchse 2 wird durch den Öldruck teilweise
elastisch verformt. Im Ergebnis löst sich der Presssitz des Exzenterteils 1A mit
der Buchse 2 und die Exzenterwelle 1 dreht sich
relativ zur Exzenterbuchse 2, um den Betrag der Exzentrizität einzustellen.
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Mit
Bezug auf 4B bringt die obere Totpunktlage
in der gezeigten Position eine Exzentrizität P des Exzenterteils 1A bezüglich der
Exzenterwelle 1 ein. Die obere Totpunktlage bringt in der
gezeigten Position darüber
hinaus eine Exzentrizität
Q der Exzenterbuchse 2 in Bezug auf den Exzenterteil 1A ein. Somit
beträgt
die maximale Hublänge
2 × (P
+ Q). Ferner beträgt
die minimale Hublänge
2 × (Q – P).
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Nach
der Hubeinstellung wird das Drucköl im Ölkanal 4 und Ölkanal 8 abgelassen.
Die Form der Exzenterbuchse 2 stellt sich elastisch zurück und der Presssitz
zwischen dem Exzenterteil 1A und der Buchse 2 stellt
sich wieder ein. Der Verbindungskörper 10 drückt wieder
gegen die Nabe 3 und lässt
die Außenumfangsverzahnung
der Nabe 3 wieder mit der Innenverzahnung des Innenzahnrads 7 in
Eingriff gelangen. Der Fixierungsstab 6 wird aus der Nut 5 herausgezogen,
und der Verbindungskörper 10 wird aus
der Nabe 3 herausgezogen und in Wartestellung in einem
Bereich platziert, wo er nicht stört.
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Mittels
des beschriebenen Hubeinstellprozesses kann der Hub der Verbindungsstange 11 eingestellt
werden. Die Hubeinstellung geht mit der Teilung der Innenverzahnung
des Innenzahnrads 7 konform. Im Einsatz wird durch das
Kämmen
des Innenzahnrads 7 mit den Zahnradzähnen der Nabe 3 ein Drehmoment
vom Exzenterteil 1A auf die Exzenterbuchse 2 übertragen.
Das Drehmoment wird dann von der Exzenterbuchse 2 auf die
Verbindungsstange 11 übertragen.
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Bei
Verwendung der oben genannten Art der herkömmlichen Hubeinstellung können sich
Probleme ergeben. Beispielsweise bei schnellen Hubraten oder bei
einer ansteigenden Hubrate drehen sich die mehreren Exzenterteile
schnell und die erzeugten internen Zentrifugal- und Zentripetalkräfte können zu Vibrationen,
Wärmeentwicklung,
Verschleiß,
zu einer kürzeren
Lebensdauer der Anlage sowie zu erhöhten Wartungskosten und Betriebsausfallzeiten
führen.
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Es
besteht ein Bedarf an einer Hubeinstellvorrichtung, bei der das
Ungleichgewicht und die sich aus der Rotation ergebenden Vibrationen,
die man bei herkömmlichen
Hubeinstellvorrichtungen vorfindet, minimiert sind.
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Es
besteht ein weiterer Bedarf an einer Hubeinstellvorrichtung, die
sich so anpassen lässt,
dass Hubeinstellpositionen verändert
werden können.
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Ein
weiterer Bedarf besteht an einer Hubeinstellvorrichtung, die sowohl
die von einer Presse stammenden Vibrationen minimiert als auch gleichzeitig
Hubeinstellungen der Presse bewerkstelligt.
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Ein
weiterer Bedarf besteht an einer Hubeinstellvorrichtung, die sich
an eine Palette von Drehsystemen anpassen lässt, die einer Hubeinstellung sowie
einer Vibrationsdämpfung
bedürfen.
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In
DE 40 20 310 A1 (D1)
ist eine Hubeinstellvorrichtung für eine Presse gemäß dem Oberbegriff von
Anspruch 1 offenbart. Die Presse ist eine Exzenterpresse, die eine
Exzenterwelle mit einer Exzenterbuchse sowie entlang der Welle beabstandete
Exzenterabschnitte aufweist. Die Exzenterwelle ist über einen
Zahnradsatz an ein Ausgleichsge wicht angeschlossen, um die Hubeinstellanordnung
der Presse auszugleichen. Am Ausgleichsgewicht und an der Exzenterbuchse
sind Innenzahnkränze
angeordnet, um während
der Hubeinstellung eine synchrone Drehung des Ausgleichsgewichts
und der zweiten Exzenterbuchse zu bewirken. Wenn bei der Hubeinstellung
die Exzenterbuchse gedreht wird, dreht sich auch das Ausgleichsgewicht
an der Welle, und zwar über
denselben Drehwinkel wie die Exzenterbuchse. Wenn die Hubeinstellung
beendet ist, wird die Exzenterbuchse am ersten Exzentersegment der
Welle befestigt und das Ausgleichsgewicht und die Exzenterbuchse
werden miteinander verbunden, so dass sie sich nicht drehen können.
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In
US-A-4,785,732 (D2)
ist eine Schubstangen-Hubeinstellvorrichtung
für eine
Presse offenbart. Dieses früher
veröffentlichte
Dokument befasst sich mit dem Problem des Ausgleichs von oberen
und unteren Kräften
auf den Schlitten der Presse und offenbart einen Bolzen, der in
eine Nut in eine Winkelüberträgerscheibe
eingesetzt werden kann. Dieses Dokument offenbart auch eine Öldruckeinspeisung
zum Lösen
einer Presssitzverbindung zwischen Exzenterteilen der Welle und
Exzenterbuchsen, die von den großen Enden jeweiliger Verbindungsstangen
umschlossen sind, die an den Schlitten der Presse angeschlossen
sind.
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Kurz
gesagt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Hubeinstellvorrichtung
zur Beseitigung der Instabilität
in einem mechanischen Rotationssystem. Eine Hubeinstellvorrichtung
umfasst ein einstellbares Drehungsausgleichsgewicht, das an einer
Exzenterbuchse angebracht ist, die um eine Exzenterwelle angeordnet
ist. Das einstellbare Drehungsausgleichsgewicht enthält einen
Gewichtsabschnitt, der so anpassbar ist, dass er der Instabilität des exzentrischen
mechanischen Rotationssystems entgegenwirkt, wodurch sich Vibrationen
minimieren. Ein Hydrauliksystem er möglicht eine einfache Einstellung
der Hubeinstellvorrichtung.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Hubeinstellvorrichtung
für eine
Presse vorgesehen, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Welle; ein
erstes und ein zweites Exzenterteil, die entlang einer Achse der
Welle beabstandet sind; wobei Exzentrizitäten des ersten und zweiten
Exzenterteils um 180 Grad versetzt angeordnet werden; eine erste
Exzenterbuchse am ersten Exzenterteil; eine erste Einstelleinrichtung
zum Einstellen der drehungsbedingten Lagebeziehung zwischen dem
ersten Exzenterteil und der ersten Exzenterbuchse, wodurch ein Hub
der Presse eingestellt wird; ein Exzentergewicht am Exzenterteil;
dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung umfasst: eine zweite
Einstelleinrichtung zum Einstellen einer drehungsbedingten Lagebeziehung
des Exzentergewichts und des Exzenterteils; wobei die zweite Einstelleinrichtung
dazu in der Lage ist, die drehungsbedingte Lagebeziehung des Exzentergewichts
und des zweiten Exzenterteils unabhängig von der ersten Einstelleinrichtung
einzustellen; und wobei die zweite Einrichtung zum Einstellen eine
Einrichtung zum Einstellen einer Dreh- sowie Radialposition eines
Massenschwerpunkts des Exzentergewichts umfasst, was einer Dreh- und Radialposition
eines Massenschwerpunkts, der mit der ersten Exzenterbuchse wirkt,
im Wesentlichen entgegenwirkt.
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Gemäß einer
Anordnung der vorliegenden Erfindung ist eine Hubeinstell- und Drehungsausgleichsvorrichtung
bereitgestellt, wobei: die Einrichtung zum Einstellen einen Hydraulikkreis
umfasst, und der Hydraulikkreis die Exzenterbuchse und das Drehungsausgleichsgewicht
mit einem Hydraulikdruck beaufschlagt, wodurch die Einstellung des
Drehungsausgleichsgewichts relativ zur Exzenterbuchse ermöglicht ist,
um die Vibrationen zu dämpfen.
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Gemäß einer
Anordnung der vorliegenden Erfindung ist eine Hubeinstell- und Drehungsausgleichsvorrichtung
offenbart, wobei: die Einrichtung zum Fixieren eine Nut umfasst,
die Nut in dem Drehungsausgleichsgewicht ausgebildet ist, die Einrichtung
zum Fixieren darüber
hinaus einen Fixierungsstab umfasst, der Fixierungsstab sich von
einer feststehenden externen Position her erstreckt, und der Fixierungsstab
so gebildet ist, dass er in die Nut passt, wodurch eine Drehung
des Drehungsausgleichsgewichts relativ zur Exzenterbuchse verhindert
ist, was eine Einstellung des Drehungsausgleichsgewichts in Bezug
auf die Exzenterbuchse ermöglicht,
um die Vibrationen zu dämpfen.
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Gemäß einer
Anordnung der vorliegenden Erfindung ist eine Drehungsausgleichsvorrichtung
für eine
Presse bereitgestellt, umfassend: eine Verbindungsstange mit einem
großen
Ende, eine Exzenterbuchse, die verschiebbar und drehbar innerhalb
des großen
Endes aufgenommen ist, eine Exzenterwelle mit einer ersten und einer
zweiten Seite, ein Exzenterteil, das an der ersten Seite der Exzenterwelle
ausgebildet ist, wobei das Exzenterteil in der Exzenterbuchse verstellbar
eingesetzt werden kann und die Exzenterwelle während des Betriebs der Presse
Vibrationen aufnimmt, eine Drehungsausgleichs-Exzenterbuchse, die
an der zweiten Seite der Exzenterwelle angebracht ist, ein Drehungsausgleichsgewicht,
das einstellbar an die Drehungsausgleichs-Exzenterbuchse angefügt und so ausgebildet ist,
dass während
des Betriebs der Presse Vibrationen minimiert sind, eine Einrichtung
zum Fixieren des Drehungsausgleichsgewichts während der Einstellung, und
eine Einrichtung zum Einstellen des Drehungsausgleichsgewichts relativ
zur Drehungsausgleichs-Exzenterbuchse und der Exzenterbuchse relativ
zum Exzenterteil, wodurch Vibrationen während des Betriebs der Presse
minimiert sind.
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Gemäß einer
Anordnung der vorliegenden Erfindung ist eine Drehungsausgleichsvorrichtung
für eine
Presse bereitgestellt, wobei: die Einrichtung zum Fixieren einen
an einem externen Element angebrachten Fixierungsstab umfasst, wobei
die Einrichtung zum Fixieren eine in dem Drehungsausgleichsgewicht
ausgebildete Nut umfasst, und der Fixierungsstab während der
Einstellung der Drehungsausgleichsvorrichtung in die Nut einführbar ist,
wodurch eine Drehung des Drehungsausgleichsgewichts relativ zum
externen Element verhindert ist.
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Gemäß einer
Anordnung der vorliegenden Erfindung ist eine Drehungsausgleichsvorrichtung
für eine
Presse bereitgestellt, wobei: die Einrichtung zum Einstellen einen
ersten und einen zweiten Hydraulikkreis umfasst, wobei der erste
Hydraulikkreis eine Einstellung des Exzenterteils relativ zur Exzenterbuchse
bereitstellt, der zweite Hydraulikkreis eine Einstellung der Drehungsausgleichs-Exzenterbuchse
relativ zum Drehungsausgleichsgewicht bereitstellt, und der erste
und zweite Hydraulikkreis gleichzeitig versorgt werden, wodurch
die Einstellung des Exzenterteils und der Drehungsausgleichs-Exzenterbuchse
gleichzeitig erfolgt.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Hubeinstellvorrichtung
in einem Rotationssystem bereitgestellt, die eine Verbindungsstange
umfasst, eine Exzenterbuchse, die verschiebbar und drehbar innerhalb
eines ersten Endes der Verbindungsstange vorgesehen ist, und eine
Exzenterwelle, an der ein Exzenterteil mit der Exzenterbuchse durch
eine verstellbare Passung angefügt
ist, wobei die Hubeinstellvorrichtung umfasst: eine an der Exzenterwelle
angebrachte Drehungsausgleichs-Exzenterbuchse, ein an die Drehungsausgleichs-Exzenterbuchse
angesetztes Drehungsausgleichsgewicht, wobei das Drehungsausgleichsgewicht
relativ zur Drehungsausgleichs-Exzenterbuchse einstellbar ist, eine
Einrichtung zum Fixieren des Drehungs ausgleichsgewichts während der
Einstellung, und einen Hydraulikkreis, der die Einstellung des Drehungsausgleichsgewichts
relativ zur Drehungsausgleichs-Exzenterbuchse ermöglicht,
wodurch in dem Rotationssystem Vibrationen minimiert sind.
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Gemäß einer
Anordnung der vorliegenden Erfindung ist eine Hubeinstellvorrichtung
bereitgestellt, wobei: der Hydraulikkreis die gleichzeitige Einstellung
des Exzenterteils relativ zur Exzenterbuchse und des Drehungsausgleichsgewichts
relativ zur Drehungsausgleichs-Exzenterbuchse ermöglicht.
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Gemäß einer
Anordnung der vorliegenden Erfindung ist eine Hubeinstellvorrichtung
bereitgestellt, wobei: die Einrichtung zum Fixieren einen Nutabschnitt
umfasst, der am Drehungsausgleichsgewicht ausgebildet ist, und ein
Fixierungsstabelement, das an einem externen Element angebracht
ist und in den Nutabschnitt eingeführt werden kann, um die Drehung
des Drehungsausgleichsgewichts relativ zur Exzenterwelle zu begrenzen.
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Darüber hinaus
wird bei Ausführung
des Vorgangs der Hubeinstellung der Presssitz des Exzenterteils
mit der Exzenterbuchse gelöst.
In einer Anordnung ist, zusätzlich
zum Presssitz von Exzenterteil und Exzenterbuchse, der Presssitz
zwischen der Drehungsausgleichs-Exzenterbuchse und dem Drehungsausgleichsgewicht
lösbar
und verstellbar. Somit wird, wenn die Exzenterwelle zur Einstellung
des Hubs gedreht wird, zusammen mit der Drehung des Exzenterteils
auch die Drehungsausgleichs-Exzenterbuchse gedreht, und die Exzentrizität des Drehungsausgleichsgewichts ändert sich
und Vibrationen werden gedämpft.
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Im
Ergebnis kann die Exzentrizität
des Drehungsausgleichsgewichts in Übereinstimmung mit der Veränderung
der Exzentrizität
der Exzenterbuchse verändert
werden. Deshalb können
ungeachtet der verschiedenen Hubmaße die Vibrationen oder ein
Ungleichgewicht im Rotationssystem immer minimiert werden.
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In
einer Ausführungsform
arbeiten der Öldruckkreislauf,
der den Presssitz zwischen der Exzenterbuchse und dem Exzenterteil
löst, und
der Öldruckkreislauf,
der den Presssitz zwischen der Drehungsausgleichs-Exzenterbuchse
und dem Drehungsausgleichsgewicht löst, gemeinsam. Im Ergebnis
ist die Einstellung vereinfacht und die für den Einstellvorgang aufzuwendende
Zeit minimiert sich, wodurch sich die Kosten verringern.
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Es
werden nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen verschiedene
Ausführungsformen der
Erfindung im Einzelnen und lediglich beispielhaft beschrieben:
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1 ist
eine Seitenansicht einer Hubeinstellvorrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
ein Querschnitt der Hubeinstellvorrichtung entlang Linie A-A von 1;
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3 ist
eine schematische Darstellung der Geometrie der Hubeinstellvorrichtung
von einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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4(A) ist eine Vorderansicht eines Vertikalquerschnitts
einer bekannten Hubeinstellvorrichtung;
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4(B) ist eine Seitenansicht der wesentlichen Teile
der Hubeinstellvorrichtung von 4(A).
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Es
wird nun Bezug auf 1 und 2 genommen,
die eine die vorliegende Erfindung verkörpernde Hubeinstellvorrichtung
in einer oberen Totpunktlage und bei maximaler Hublänge zeigen.
Die Elemente 1 bis 3 und 5 bis 11A führen dieselben Funktionen
aus wie die entsprechenden, in 4(A) und 4(B) vorstehend beschriebenen Elemente, und von
daher unterbleibt eine weitere Beschreibung dieser Elemente.
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An
der Exzenterwelle 1 ist eine Drehungsausgleichs-Exzenterbuchse 21 angebracht.
Die Exzenterwelle 1 erstreckt sich axial von der Verbindungsstange 11 bis
zu einer Wellenabdeckung 23. Eine Passfeder 22 unterbindet
eine Drehung der Drehungsausgleichs-Exzenterbuchse 21 relativ
zur Exzenterwelle. In einer anderen Ausführungsform kann die Buchse 21 ein
einstückiger
Bestandteil der Welle sein, genauso wie der Wellenteil 1A oder
ein Teil davon ein einstückiges
Teil der Welle ist. Die Wellenabdeckung 23 fixiert die
Drehungsausgleichs-Exzenterbuchse 21 an der Exzenterwelle 1,
um ein ungeplantes Lösen
zu verhindern. Es ist klar, dass sich die Exzentrizität der Drehungsausgleichs-Exzenterbuchse 21 gegenüber der
Exzentrizität
der Exzenterbuchse 2 befindet.
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Ein
Drehungsausgleichsgewicht 25 ist mit der Drehungsausgleichs-Exzenterbuchse 21 über einen
Presssitz verbunden. Es sollte klar sein, dass ein Presssitz eine
Passung ist, bei der ein Teil an einem anderen hauptsächlich,
aber nicht vollständig,
durch Reibungskräfte
befestigt ist. Das Drehungsausgleichsgewicht 25 umfasst
ein Gewichtsteil 25A. Das Gewichtsteil 25A erstreckt
sich am Drehungsausgleichsgewicht 25 von der Exzenterwelle 1 weg.
Zwei Anschlagplatten 24 berühren das Ausgleichsgewicht 25.
Die Anschlagplatten 24 befinden sich an der Seitenfläche der
Wellenabdeckung 23 der Drehungsausgleichs-Exzenterbuchse 21.
Die Anschlagplatten 24 verhindern ein ungeplantes Lösen des
Drehungsausgleichsgewichts 25 von der exzentrischen Drehungsausgleichs-Exzenterbuchse 21.
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Um
die Außenumfangsfläche der
Drehungsausgleichs-Exzenterbuchse 21 sind
ein erstes Dichtungselement 28A und ein zweites Dichtungselement 28B angeordnet.
Das erste Dichtungselement 28A und zweite Dichtungselement 28B erstrecken
sich von der Drehungsausgleichs-Exzenterbuchse 21 zum Drehungsausgleichsgewicht 25.
Die Dichtungselemente 28A und 28B können Hydraulikdichtungen umfassen.
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Ein Ölkanal 4B verläuft durch
die Drehungsausgleichs-Exzenterbuchse 21 und
nimmt ein Druckfluid auf, das typischerweise Öl ist. Der Ölkanal 43 überträgt einen
Hydraulikdruck auf die Grenzfläche zwischen
dem Drehungsausgleichsgewicht 25 und der Drehungsausgleichs-Exzenterbuchse 21.
Der Ölkanal 4B umfasst
zumindest eine Öffnung,
und wie bei der Anordnung von 1 umfasst
er zwei Öffnungen
zwischen der Dichtung 28A und 28B. Während der
Hubeinstellung wird die Drehungsausgleichs-Exzenterbuchse 21 über den Ölkanal 4B mit Hydraulikdruck
beaufschlagt, welche Buchse sich elastisch verformt und den Presssitz
mit dem Drehungsausgleichsgewicht 25 löst.
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Ein
durch die Drehungsausgleichs-Exzenterbuchse 21 führender Ölkanal 4A nimmt
auch Druckfluid auf, bei dem es sich auch typischerweise um Öl handelt.
Der Ölkanal 4A überträgt einen
Hydraulikdruck auf die Grenzfläche
zwischen der Exzenterbuchse 2 und dem Exzenterteil 1A.
Bei der Hubeinstellung wird die Exzenterbuchse 2 über den Ölkanal 4A mit
Druck beaufschlagt, welche Buchse sich elastisch verformt und den
Presssitz mit dem Exzenterteil 1A löst.
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Es
sollte klar sein, dass die Dichtung 28A und die Dichtung 28B weggelassen
und andere Einrichtungen bereitgestellt werden können, um den Presssitz zu verringern.
Darüber
hinaus sollte klar sein, dass bei dieser Ausführungsform der Ölkanal 4A und
der Ölkanal 43 vom
selben Druckkreislauf versorgt werden, aber auch ein zusätzliches
oder alternatives Hydrauliksystem vorgesehen werden kann, ohne die
Eigenart oder den Umfang der Erfindung zu verändern.
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Ein
Fixierungsstab 27 ist parallel zur Exzenterwelle 1 in
Richtung zum Drehungsausgleichsgewicht 25 bewegbar. Eine
dem Fixierungsstab 27 gegenüberliegende Nut 26 am
Drehungsausgleichsgewicht 25 nimmt den Fixierungsstab 27 auf
und nimmt ihn gleitend in Eingriff. Der Fixierungsstab 27 und auch
die Nut 26 greifen so ineinander, dass bei der Hubeinstellung
die Drehung des Drehungsausgleichsgewichts 25 relativ zur
Exzenterwelle 1 verhindert ist. Im Ergebnis dienen der
Fixierungsstab 27 und die Nut 26 als Einrichtung
zur Fixierung des Drehungsausgleichsgewichts 25 relativ
zur Exzenterwelle 1 oder Drehungsausgleichs-Exzenterbuchse 21. Es
sollte klar sein, dass nach Gutdünken
des Herstellers oder gemäß dem Wunsch
eines Verbrauchers oder Entwicklers andere Einrichtungen zum Fixieren der
Drehung des Drehungsausgleichsgewichts 25 vorgesehen werden
können.
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Unter
zusätzlicher
Bezugnahme auf 3 ist hier ein Abstand e1 als
der Betrag der Exzentrizität des
Exzenterteils 1A gezeigt. Ein zweiter Abstand e2 ist der
Betrag der Exzentrizität
der Drehungsausgleichs-Exzenterbuchse 21. Eine erste Position
e1' ist die Position
des Schwerpunkts der Exzenterbuchse 2 und der Verbindungsstange 11.
Die erste Position e1' ist
relativ zum Rotationszentrum der Exzenterbuchse 2 und Verbindungsstange 11.
Eine zweite Position e2' ist
die Position des Schwerpunkts des Gewichtsteils 25A relativ
zum Rotationszentrum des Gewichtsteils 25A. Es sollte klar
sein, dass der wie vorstehend verwendete Schwerpunkt auch der Massenschwerpunkt
des beschriebenen Objekts ist.
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Während der
Einstellung ist der Fixierungsstab 27 in die Nut 26 eingesetzt
und verhindert die Drehung des Drehungsausgleichsgewichts 25. Drucköl, das durch
den Ölkanal 4 zugeführt wird,
beaufschlagt den Ölkanal 4A und
den Ölkanal 4B mit Druck.
Das Drucköl
löst den
Presssitz zwischen dem Exzenterteil 1A und der Exzenterbuchse 2.
Dann ist das Exzenterteil 1A relativ zur Exzenterbuchse 2 bewegbar.
Darüber
hinaus wird durch das Drucköl,
das durch die Dichtung 28A und die Dichtung 28B nicht entweichen
kann, die Drehungsausgleichs-Exzenterbuchse 21 elastisch
verformt. Das Drucköl
löst den Presssitz
zwischen der Drehungsausgleichs-Exzenterbuchse 21 und dem
Drehungsausgleichsgewicht 25. Im Ergebnis sind die Drehungsausgleichs-Exzenterbuchse 21 und
das Drehungsausgleichsgewicht 25 relativ zueinander bewegbar.
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Bei
der Einstellung der Schlittenhub-Einstellvorrichtung dreht sich
die Exzenterwelle 1 relativ zur Exzenterbuchse 2.
Wenn sich die Exzenterwelle 1 dreht, dreht sich auch die
Drehungsausgleichs-Exzenterbuchse 21 relativ zum Drehungsausgleichsgewicht 25.
Somit verändert
sich in Verbindung mit einer Veränderung
der Summe der Exzentrizitäten
der Exzenterbuchse 2 und des Exzenterteils 1A auch
die Exzentrizität
des Drehungsausgleichsgewichts 25. Im Ergebnis sind die
exzenterbedingten Vibrationskräfte
erheblich reduziert.
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Nachstehend
wird die Rotationskraft beschrieben, die von der Exzenterbuchse 2 und
der Verbindungsstange 11 erzeugt wird. Darüber hinaus wird
nachstehend die vom Drehungsausgleichsgewicht 25 entwickelte
Rotationskraft sowohl vor als auch nach der Drehung der Exzenterwelle 1 beschrieben.
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Ein
Abstand R1 ist der Abstand von der Mitte des Fixierungsstabs 6 zur
Mitte der Exzenterwelle 1. Ein Abstand R2 ist der Abstand
von der Mitte des Fixierungsstabs 27 zur Mitte der Exzenterwelle 1.
Eine dritte Position e3 ist die Position des Schwerpunkts der Exzenterbuchse 2 und
der Verbindungsstange 11 nach Drehung der Exzenterwelle 1 um
einen Winkel Theta (θ)
vom maximalen Hub weg, wie erläutert
werden wird. Winkel Theta ist in 3 mit θ abge kürzt. Eine
vierte Position e4 ist die Position des Schwerpunkts des Gewichtsteils 25A nach
Drehung der Exzenterwelle 1 um einen Winkel Theta (θ) vom maximalen
Hub weg, wie erklärt
werden wird. Darüber
hinaus ist ein erstes Gewicht w1 das Gesamtgewicht der Exzenterbuchse 2 und
der Verbindungsstange 11. Ein zweites Gewicht w2 ist das
Gewicht des Gewichtsteils 25A. Es sollte klar sein, dass
der wie hier verwendete Begriff "Gewicht" mit dem Begriff "Masse" austauschbar ist.
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Im
Ergebnis kann ein Abstand L1 von der Mitte des Exzenterteils 1A zur
Mitte des Fixierungsstabs 6 durch die folgende Formel berechnet
werden: L1 = (e12 +
R12 + –2 × e1 × R1 × cosθ)1/2 (I)
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Darüber hinaus
bildet sich zwischen dem Abstand L1 und der Richtung der Exzentrizität des Exzenterteils 1A ein
Winkel Theta 1 (in 3 als θ1 abgekürzt). Der Winkel Theta 1 (θ1) lässt sich
durch folgende Formel berechnen: Theta(θ1) = cos–1((e12 + L12 – R12)/(2 × e1 × L1)) (II)
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Als
weiteres Ergebnis kann die Position des Schwerpunkts e3 durch die
folgende Formel gezeigt werden: e3
= (e12 + e1 =2 –2 × e1 × e1' × cos θ)1/2 (III)
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Somit
lässt sich
eine erste Zentrifugalkraft F1, die auf die Drehung des Exzenterteils 1A zurückzuführen ist,
aus der folgenden Formel berechnen. In Formel IV stellt eine Variable
G die Erdbeschleunigung dar, eine Variable N stellt die Hübe pro Minute der
Pressenvorrichtung dar, und eine Konstante pi(p) stellt die mathematische
Konstante dar. F1 = w1/G × e3 × (2 × pi × N/60)2 (IV)
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Darüber hinaus
ist aus der folgenden Formel ein Abstand L2 von der Mitte der Drehungsausgleichs-Exzenterbuchse 21 zum
Fixierungsstab 27 bestimmbar: L2
= (e22 + R22 – 2 × e2 × R2 × cosθ)1/2 (V)
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Zusätzlich entsteht
zwischen dem Abstand L2 und der Richtung der Exzentrizität der Drehungsausgleichs-Exzenterbuchse 21 ein
Winkel Theta 2 (in 3 als θ2 abgekürzt), der durch die folgende
Formel bestimmbar ist: Theta 2(θ2) = cos–1((e22 + L22 – R22)/(2 × e2 × L2)) (VI)
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Als
weiteres Ergebnis ist die Position des Schwerpunkts e4 aus der folgenden
Formel bestimmbar: e4 = (e22 + e2'2 – 2 × e2 × e2' × cosθ)1/2 (VII)
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Des
Weiteren ist aus der folgenden Formel ein Verschiebungswinkel Gamma
(in 3 mit γ abgekürzt) zwischen
der Position des Schwerpunkts e3 und der Position des Schwerpunkts
e4 bestimmbar: gamma(γ) = cos–1((e12 + e32 – e1 =2)/(2 × e1 × e3)) – cos–1((e22 + e42 – e2 =2)/(2 × e2 × e4)) (VIII)
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Somit
ist eine zweite Zentrifugalkraft F2, die auf das Drehungsausgleichsgewicht 25 zurückzuführen ist
und der ersten Zentrifugalkraft F1 direkt gegenüberliegt, wie folgt bestimmbar: F2 = w2/G × e4 × (2 × pi × N/60)2 × cos(γ) (IX)
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Wenn
e1 = e2, w1 = w2, e1 = e2' und
R1 = R2, aus jeder der oben stehenden Formeln: dann ist e3 = e4,
der Verschiebungswinkel Gamma (γ)
= 0, und die Beziehung zwischen der ersten und zweiten Zentrifugalkraft
F1, F2 wird zu F1 = F2.
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Somit
lassen sich, wenn die vorstehend beschriebenen Gleichungen auf eine
Hubeinstellvorrichtung oder eine Vibrationsdämpfungsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung angewendet werden, die exzenterbedingten Vibrationen um
eine Exzenterwelle 1 im Wesentlichen selbst dann beseitigen,
wenn sich die Exzentrizität
der Exzenterbuchse 2 aufgrund einer Hubeinstellung verändert. Im
Ergebnis sind der Vorrichtungsverschleiß, die mechanische Ermüdung, ein
mechanisches Versagen, die Geräuschentwicklung
sowie eine Wärmeansammlung
minimiert, und es lässt
sich eine komfortable und effiziente Arbeitsumgebung steigern. Als
weiteres Ergebnis ist die Vorrichtungslebensdauer verlängert, während gleichzeitig
ein Betrieb der Presse mit hoher Präzision ermöglicht ist.
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Es
sollte klar sein, dass, obzwar die vorliegende Erfindung auf eine
Hubeinstellvorrichtung für eine
Presse angewendet wird, die vorliegende Erfindung auch für den Einsatz
in vielen anderen Situationen anpassbar ist, bei denen es der Minimierung
von rotations- oder exzenterbedingten Vibrationen bedarf.
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Darüber hinaus
sollte klar sein, dass das Gewicht und die Konstruktion des Drehungsausgleichsgewichts 25 und
der Drehungsausgleichs-Exzenterbuchse 21 an Positionen
vorgesehen sind, an denen die Vibration oder das Ungleichgewicht
des Rotationssystems beseitigt werden kann.
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Zusätzlich sollte
einzusehen sein, dass die vorstehend beschriebene Hubeinstellvorrichtung
für eine
Presse alternativ auch als Drehungsausgleichsvorrichtung beschrieben
werden kann.
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Obwohl
nur ein einzelnes oder wenige beispielhafte Ausführungsformen dieser Erfindung
vorstehend im Detail beschrieben worden sind, werden Fachleute auf
diesem Gebiet sofort einsehen, dass bei der oben genannten beispielhaf ten
Ausführungsform
bzw. den oben genannten beispielhaften Ausführungsformen viele Modifikationen
möglich
sind, ohne von den neuartigen Lehren und Vorteilen dieser Erfindung
grundlegend abzuweichen. Demzufolge sollen alle derartigen Modifikationen
als vom Umfang dieser Erfindung eingeschlossen sein, wie er in den folgenden
Ansprüchen
definiert ist. In den Ansprüchen
sollen funktionelle Vorrichtungsmerkmale (means-plus-function clauses)
die hier beschriebenen Strukturen so abdecken, dass sie die genannte Funktion
ausführen,
und nicht nur strukturelle äquivalente
Lösungen,
sondern auch äquivalente
Strukturen umfassen. Somit kann es sich bei einem Nagel und einer
Schraube um äquivalente
Strukturen handeln, obwohl ein Nagel und eine Schraube evtl. keine strukturellen Äquivalente
sind, dahingehend, dass ein Nagel vollständig auf der Reibung zwischen
einem Holzstück
und einer Zylinderfläche
beruht, wohingegen eine Schraubenlinienfläche am Holzstück formschlüssig angreift.
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Es
sind bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben
worden, wobei aber des Weiteren klar sein sollte, dass die Erfindung
nicht auf diese genauen Ausführungsformen
beschränkt
ist und daran von einem Fachmann verschiedene Veränderungen und
Modifikationen vorgenommen werden können.