DE710036C

DE710036C - Drive for machines with flywheel

Info

Publication number: DE710036C
Application number: DEG95933D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Otto Georg
Original assignee: OTTO GEORG DR ING
Current assignee: OTTO GEORG DR ING
Priority date: 1937-07-29
Filing date: 1937-07-29
Publication date: 1941-09-02

Description

Antrieb für Arbeitsmaschinen mit Schwungmasse Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die bisher üblichen Antriebe für Arbeitsmaschinen, in denen .eine Schwungscheibe betriebsmäßig wiederholt über ein- und ausrückbare Kupplungen beschleunigt wird, eine Reihe der erheblichsten Nachteile aufweisen. jeder Kupplungsvorgang muß bekanntlich als Stoßvorgang aufgefaßt werden. Denn eine kuppelnde Masse von einer bestimmten Geschwindigkeit sucht eine zweite Masse, mit der sie zu kuppeln ist, plötzlich mitzunehmen. Bei .dieser Beschleunigung der anzukuppelnden Masse tritt ein Stoßverlust rin. Welche Bedeutung diese Tatsache für Arbeitsmaschinen hat, die wiederholt über derartige ein-und ausrückbare Kupplungen beschleunigt werden, die also vorzugsweise hubweise aussetzend arbeiten, :ergibt sich daraus, daß bei einem einzigen Arbeitsspiel zwei derartige Kupplungsvorgänge eintreten müssen. Beispielsweise ist festgestellt worden, daß bei< Reibscheibenspindelpressen bekannter Bauart nur .Wirkungsgrade his zu 60o erreichbar sind. Es werden also 9.10'o der eingeleiteten Energie nutzlos vergeudet.Drive for work machines with flywheel The invention is based on the knowledge that the previously common drives for work machines in which .a flywheel is operationally repeated via clutches that can be engaged and disengaged accelerated have a number of the most significant disadvantages. every coupling process must, as is well known, be regarded as a collision process. Because a coupling mass of a certain speed seeks a second mass with which to couple it is to suddenly take with you. With .this acceleration of the mass to be coupled a shock loss occurs. What significance this fact for working machines that are repeatedly accelerated via such engageable and disengageable clutches, who therefore work preferably intermittently,: results from the fact that at two such coupling processes must occur in a single work cycle. For example it has been found that in <friction disk screw presses of known design Only degrees of efficiency up to 60o can be achieved. So there will be 9.10'o of those initiated Energy wasted uselessly.

Dieser Nachteil soll erfindungsgemäß dadurch vermieden werden. daß das Trägheitsmoment der Schwungmasse, das vor dem Beschleunigen gering gehalten ist, in Abhängigkeit von der Erreichung einer bestimmten Winkelgeschwindigkeit auf einen höheren Wert einstellbar ist.This disadvantage is intended to be avoided according to the invention. that the moment of inertia of the flywheel, which is kept low before acceleration is, depending on the achievement of a certain angular velocity a higher value can be set.

Es ist zwar bereits bekanntgeworden, Schwungmassen veränderlichen Träglieitsmomentes anzuwenden, um mit beschränkten Kräften innerhalb Einer bestimmten Zeitspanne einer Schwungmasse ein bestimmtes Arbeitsvermögen zu erteilen. Demgegenüber zeichnen sich die erfindungsgemäß ausgebildeten Antriebe, bei denen zur Kupplung bzw. Verbindung der durchweg mit gleichbleibender oder annähernd gleichbleibender Geschwindigkeit umlaufenden Kraftmaschinen bzw. des entsprechenden Vorgeleges mit der Arbeitsmaschine Reibungskupplungen bzw@ -getriebe angeordnet werden müssen. tim die Arbeitsmaschine wiederholt toll niedrigeren auf höhere Geschwindigkeiten beschl@@@igen und nach verschiedenen Richtungen antreiben zu können, durch eine Reih@ voll Vorteilen aus. die bei dorrt bekanntgewordenen Anord@ nungen deshalb nicht austreten konnten. weil diese nur in. Verbindung mit elastischen An triebsmaschinen@ Anwendung fanden.It has already become known that oscillating masses can be changed Apply moment of inertia to with limited forces within a certain Time span to give a flywheel a certain amount of work. In contrast the drives designed according to the invention are characterized by those for coupling or connection of the consistently with constant or nearly constant speed rotating power machines or the corresponding back gear with the machine Friction clutches or gearboxes must be arranged. tim the working machine repeatedly accelerate lower to higher speeds and gradually To be able to drive in different directions, through a number of advantages. the arrangements that had become known at dorrt could therefore not emerge. because these were only used in connection with elastic drive machines.

Besitzt nämlich die bewegende Schwung@ mass@ ein veränderliches Trägheitsm allein. ;[essen radial verschiebbare Masse in der innerster) Lage den Abstand von einer Längeneinheit tun der Drehachse hat. während in der äußersten Lage die. Masse einen Abstand drei Längeneinheiten von. der Drehachse besitzt. so beträgt das gr@ßte Trägheitsmoment@ da das Trägheitsmoment mit dein t Quadrat der Entfernung wächst. das Neunfache des kleinsten Trägheitsmomentes. Wird ein derartiges Schwungrad bei kl@instem Träg@ heitsmoment mit einem Alltrieb gekuppelt lind :auf die Winkelgeschwindigkeit des Antriebes gebracht, so kann bei konstanter Winkelgeschwindigkeit die Masse radial nach außen verschoben und somit beschleunigt werden, ohne daß das geringste (leiten an den Reibf@ächen der Kupplung einzutreten vermag und ohne die geringstes) Verluste- all Energie. Hierin ist der Hauptvorteil einer Beschleunigung bei konstanter Winkelgeschwindigkeit zu sehen.Namely, if the moving swing @ mass @ has a variable inertia alone. ; [eat radially displaceable mass in the innermost) position the distance from a unit of length do the axis of rotation. while in the extreme position the. Dimensions a distance three units of length of. the axis of rotation has. so that is the greatest Moment of inertia @ since the moment of inertia increases with the t square of the distance. nine times the smallest moment of inertia. Will such a flywheel at Small moment of inertia coupled with an all-drive mechanism: on the angular velocity brought the drive, the mass can be radial at constant angular velocity shifted outwards and thus accelerated without the slightest (lead can occur at the friction surfaces of the clutch and without the slightest loss of all energy. The main advantage here is acceleration at constant angular velocity to see.

Dazu kommen weitere Vorteile dadurch. daß man sich beine Rücklauf, bei dem die Arbeitsmaschine keine Arbeit leistet. auf die Bewegung- des kleinsten Trägheitsmomentes beschränken kann.There are also other advantages. that one legs backward, in which the machine does not do any work. on the movement of the smallest Can limit the moment of inertia.

Daß darüber hinaus eine Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit der Maschine und ein eringerer Verschlei@ der Kupplungsmittel eintritt. ergibt sich als selbstverständliche weitere Folge dieses Fortschrittes.That, moreover, an increase in the operating speed of the machine and less wear of the coupling agent occurs. arises as a matter of course further consequence of this progress.

Besonders wichtig und ton. größter for@@ schrittlicher Bedeutung ist die Anwendung des Erfindungsgedankens bei Spindelpressen@ die im allgemeinen durch Reibscheibenwendege triebe allgetrieben werden. Die Schwung- oder Mittelscheibe wird hier während eines Arbeitsspieles einmal in der einen Richtung und heim Rücklauf in der anderen Richtung beschleu-; nigt. Dabei treten die obenerwähnten Verluste ein. Dasselbe geschieht bei Verwendung ;.-.n. Kegelräderwendegetrieben mit Reihungskupplungen. Bei derartigen Maschinen können 1115o_ wie eingangs dargestellt, die Kupplungsverhlsle für die Schwungradbeschleunigung auf einen bisher unbekannt geringen Wert vermindert werden, wenn errindungsgemäß während des Kuppelns das Trägheits moment der Schwungscheibe auf einen Bruch teil des Wirkungswertes gehalten und erst au de n Größtwert erhöht wird. wenn das Rut @@@n aufhört. Da ]leim Rücklaue eine Ar-@eitsaufspeicherung nicht beabsichtigt ist. wir@ man stets das kleinste Trägheitsmoment sui Wirkung bringe]).Especially important and ton. greatest for @@ stepwise importance the application of the concept of the invention in screw presses @ which in general Friction disc reversing gearboxes are all-driven. The flywheel or center disc is here during a work cycle once in one direction and back home accelerated in the other direction; nigt. The above-mentioned losses occur a. The same happens when using; .-. N. Bevel gears with series clutches. In machines of this type, the coupling locks, as shown at the outset, can be used for the flywheel acceleration reduced to a previously unknown low value will, if errind according to the moment of inertia of the flywheel during coupling kept to a fraction of the effective value and only increased at the maximum value will. when the rut @@@ n ends. There is no accumulation of work in return is intended. we @ one always brings the smallest moment of inertia sui effect]).

Die Zeichnung zeigt beispielsweise Ausfüh@ rungen des Errindungsged@nkens und @@@@ stellt da t l-.The drawing shows, for example, implementations of the Errindungsged @nkens and @@@@ represents the l-.

Die Presse Besitzt eilte stehende Spindel 1. die ; ,lieh in dem Halslager 2 und u@@n in einem Spurlager ; des Pressenständers 4 gehalten Mus NU Spindel greift in die Spindelmutter 5 eilt, welche in der oberen Brück@ eines rahmenartigen Schlittens G befestigt ist. Die Spindel tragt ollen die kegelige Schwun ACH ; . der durch ebenfalls kegelige Seitenscheiben S. cl eine Bewegung rechts- und @inksherum mitgeteilt werden kann. Dementspre@ chend bewegt sich der Schlitten < auf tute] alt. Die linke Seitenscheibe bewirkt dabei die Aufwärtsbewegung des Schlittens, also den @@@@@ hub.The press possesses a rushed standing spindle 1. the; , borrowed in the neck warehouse 2 and u @@ n in a trace bearing; of the press stand 4 held Mus NU spindle engages rushes into the spindle nut 5, which is in the upper bridge @ of a frame-like slide G is attached. The spindle carries the conical Schwun ACH; . the by likewise tapered side windows S. cl a movement to the right and left are communicated can. Accordingly, the sledge moves <to tute] old. The left The side window causes the slide to move upwards, i.e. the @@@@@ hub.

Während nun früher die Mittelsc heile ; eilt konstantes Trägheitsmoment besaß@ ist da, sehe wie aus der Zeichnung hervorgeht, nunmehr veränderlich angeordnet: An zwei Zapfen Io. i i des Rades hängen zwei schwere Gewichte 12. 13. die nach außen pendeln können. aber durch die Laschen i4. 15 daran verhindert werden rönnen. Letztere sind nämlich ihrerseits an. einer Muffe 1< aasgelenkt. die durch zwei einstellbare Stangen I7, I8 mit dem Rahmenschlitten fest verbunden sind. Wenn min die linke Seitenscheibe S angepreßt wird, so wird die Mittelscheibe ,` leicht mitgehen, da ihr Trägheitsmoment zunächst klein ist. Der Schlitten 6 bewegt sich aufwärts. und in dem Maße. wie er mittels der Stangen i,-. t S die Muffe 16 freigibt. werden die Gewichte 12, i 3 unter dein Einfeh der Fliehkraft nach außen schwingen@ wobei sich die lebendige Arbeit des Schwungrades immer mehr steigert, bis sie kurz vor dem Schlage ihren Höchstwert erreicht. Durch den Schlag kommt die Mittelscheike zum Stillstand, und die Gewichte sinken wieder herab. Geschieht dieses Herabsinken noch während des Schlages. so 'wird die Schlagenergie noch um die Gewichtsarbeit der Pendelgewichte erhöht. Der Schlag erfolgt mit ziemlich konstanter Geschwindigkeit. Geschieht das Herabsinken der Getwichte. wo@u ja eine gewisse Zeit gehört, stach deal Rückprall, so wirkt die Gewichtsarbeit ebenfalls beschleunigend auf die Schwungscheibe, so da13 der Rücklauf in idealer Weise eitiäeleitet wird. Im allgemeinen wird es sich dann erübrigen. die rechte Seitenscheibe 9, welche die Abwärtsbewegung bewirkt, noch anzupressen; wenn nötig, genügt dann aber ein kleiner Stoß. Auf alle Fälle aber ist dafür gesorgt, daß beim Rücklauf nur das kleinste Trägheitsmoment zur Wirkung kommt. Dazu ist die rechte obere Seitenscheibe Io bis 2o% kleiner als die linke, so daß die Rücklaufgeschwindigkeit der Mittelscheibe begrenzt bleibt. Dadurch wird erreicht, daß die Fliehkraft der innenliegenden Gewichte nie so groß wird, daß sie ihr Gewicht und das der Muffe heben kann. Der Rücklauf geht somit ebenfalls .erheblich wirtschaftlicher vor sich, und es ist möglich, den Wirkungsgrad der Spindelpressen auf das Mehrfache zu erhöhen. Einen weiteren Vorteil bietet die Möglichkeit, die äußere Stellung der Schwungmassen 12, 13 durch Verstellen der Muttern I g, 2o auf den Hängestangen zu begrenzen. Die Wucht der Mittelscheibe kann also ohne Änderung der Arbeitsgeschwindigkeit beliebig eingestellt werden,, was für die Praxis von großem Wert ist, da Spindelpressen universal verwendet werden.Whereas earlier the middle school; hurries constant moment of inertia possessed @ is there, see as can be seen from the drawing, now arranged so that it can be changed: on two pegs Io. ii of the wheel hang two heavy weights 12. 13. which can swing outwards. but through the tabs i4. 15 can be prevented from doing so. The latter are in turn on. a sleeve 1 <aasgecken. which are firmly connected to the frame slide by two adjustable rods I7, I8. If the left side window S is pressed on, the middle disk will easily go along with it, since its moment of inertia is initially small. The carriage 6 moves upwards. and to the extent. how he by means of the rods i, -. t S releases the sleeve 16. the weights 12, i 3 will swing outward under your influence of centrifugal force @ whereby the lively work of the flywheel increases more and more until it reaches its maximum value shortly before the impact. As a result of the blow, the Mittelscheike comes to a standstill and the weights drop again. Does this sinking happen during the strike. so 'the impact energy is increased by the weight work of the pendulum weights. The stroke is made at a fairly constant speed. The sinking of the weights happens. Where @ u heard a certain amount of time, there was a rebound, the weight work also has an accelerating effect on the flywheel, so that the return is ideally directed. In general it will then be superfluous. the right side window 9, which causes the downward movement, still to be pressed; if necessary, a small push is sufficient. In any case, however, it is ensured that only the smallest moment of inertia comes into effect during the return movement. For this purpose, the right upper side window Io is up to 20% smaller than the left one, so that the return speed of the middle disk remains limited. This ensures that the centrifugal force of the internal weights is never so great that it can lift its weight and that of the sleeve. The return is therefore also much more economical, and it is possible to multiply the efficiency of the screw presses. Another advantage is the possibility of limiting the outer position of the centrifugal masses 12, 13 by adjusting the nuts I g, 2o on the hanging rods. The balance of the center disk can therefore be adjusted as required without changing the working speed, which is of great value in practice, since screw presses are used universally.

Abb.2 und 3 stellen eine andere Ausführungsart des Erfindungsgegenstandes dar, bei welcher die Massen in der Schwungscheibenebene schwingen. Die Gewichte 2 i, 22 sind in Zapfen 23, 24. drehbar gelagert und umschließen in der inneren Stellung (Abb.2) die Schwungradnaben. in Form eines Hohlzylinders, also so eng, wie möglich; denn für den Wirkungsgrad des Schwungrades kommt es darauf an, wie groß das Verhältnis des Abstandes der Gewichte in der innersten Lage zu dem in der äußersten Lage ist. Das Trägheitsmoment vergrößert sich mit dem Quadrat dieses Abstandes, desgleichen der Wirkungsgrad des Schwungrades. Die Gewichte werden in ihrer Innenlage durch Federn gehalten (25, 26). Die Federn sind so eingestellt, daß sie die Fliehkraft bis zu einer bestimmten Umdrehungszahl, die etwa i o unter der Höchstdrehzahl liegen kann, ausgleichen, so daß also, wenn der Rücklauf bei oder unter dieser Drehzahl vorgenommen wird, nur das Mindestträgheitsmoment beschleunigt zu werden braucht. Eine äußere Steuerung der Gewichte erübrigt sich dann. Abb.3 zeigt die äußerste Stellung der Gewichte 2 i, 22 bei dem höchsten Trägheitsmoment.Fig. 2 and 3 represent another embodiment of the subject of the invention represents, in which the masses oscillate in the flywheel plane. The weights 2 i, 22 are rotatably mounted in pins 23, 24 and enclose in the inner position (Fig.2) the flywheel hubs. in the form of a hollow cylinder, i.e. as narrow as possible; because the efficiency of the flywheel depends on how big the ratio is the distance between the weights in the innermost layer and that in the outermost layer. The moment of inertia increases with the square of this distance, likewise the efficiency of the flywheel. The weights are in their inner position through Springs held (25, 26). The springs are adjusted so that they have centrifugal force up to a certain number of revolutions, which are about i o below the maximum speed can compensate, so that if the return at or below this speed is made, only the minimum moment of inertia needs to be accelerated. External control of the weights is then unnecessary. Fig.3 shows the outermost Position of the weights 2 i, 22 at the highest moment of inertia.

Es liegt 'nahe, die Wirksamkeit des Schwungrades dadurch zu verbessern, daß alle toten Massen, also z. B. der Kranz, die Nabe und die Arme, so leicht wie möglich angeordnet werden, wozu z. B. Leichtmetall Verwendung finden, kann. Demgegenüber werden die lebendigen Massen so schwer wie möglich, also z. B. mit Bleieinguß, ausgeführt.It makes sense to improve the effectiveness of the flywheel by that all dead masses, e.g. B. the wreath, the hub and the arms, as light as can be arranged, including z. B. light metal can be used. In contrast the living masses are as heavy as possible, e.g. B. with lead casting executed.

Die Anwendung des Schutzgegenstandes ist nicht auf Spindelpressen beschränkt.The subject of protection is not used on screw presses limited.

Claims

TENT CLAIMS: i. Drive for machines with a flywheel, which repeatedly accelerates operationally via friction clutches that can be engaged and disengaged will, ins. special for friction disc spindle pumps, characterized in that -the moment of inertia in Depending on the achievement of a certain angular velocity on one higher value can be set.

2. Drive according to claim i, characterized in that that when using centrifugal weights to change the moment of inertia the centrifugal forces occurring due to springs or weights in such a way are balanced that a movement of the centrifugal weights is only possible from the occurrence of a certain angular velocity begins.

3. Drive according to claim i and 2, characterized. that the speed of the flywheel at idle stroke or Return of the driven machine to the minimum moment of inertia; is adjustable. ¢.

Drive according to Claims 1 to 3, characterized in that the limit positions of the flywheel are adjustable.

5. Drive according to one of claims i to l , characterized by controlling the distance between the centrifugal weights from the axis of rotation.

6. Drive according to claim i to 5 for screw presses, in which one Center disk set in circulation in different directions of rotation via friction bodies is, characterized in that the flywheel with variable moment of inertia is formed by the central disk.

7. Drive for screw presses according to claim 5 and 6, characterized in that the control movement of the distance between the centrifugal weights of the axis of rotation as a function of the press slide movement of the spindle presses .stands. 8th.' Drive according to claims 6 and 7, characterized in that the centrifugal weights In the rest position, enclose the hub of the center disc like a split sleeve.