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Schlittenhaltevorrichtung fier Arbeitsmaschinen anit vertikalem Schlittenhub
Die Erfindung betrifft eine Schlittenhaltevorrichtung für Arbeitsmaschinen mit vertikalem.
Schlittenhub, z. B. Scheren oder Stanzen, bei welcher der durch Federkraft gehaltene
Schlitten in seinem oberen Totpunkt stillgesetzt werden kann.
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Um dies zu erreichen, hat man den Schlitten an einer oder mehreren
Federn aufgehängt oder von Druckfedern tragen lassen. Die Spannkraft der Federn
war so bemessen, daß sie in der obersten Schlittenstellung gerade dem Schlittengewicht
entsprach.
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Bei jedem Arbeitshub des Schlittens mußten die Federn dann noch um
einen dem Schlittenhub entsprechenden Betrag verlängert bzw. zusammengedrückt werden.
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Da es zur Erreichung einer langen Lebensdauer der Federn notwendig
ist, die Spannungsausschläge, d. h. die Differenz zwischen Vorspannung und Höchstspannung
möglichst niedrig zu .halten, so ergab sich daraus, daß bei größerem Schlittengewicht
einerseits und bei größerem Schlittenhub anderseits. die Spannkraft und Höhe der
Federn erhöht werden. muß.. Dadurch würde man jedoch unzuträglich lange Federn verwenden
müssen, so daß dem Konstrukteur aus diesen Gründen unüber.schrei.tbare Grenzen gesetzt
waren. Im allgemeinen soll nämlich zur Gewährleistung der Dauerhaltbarkeit von Federn
unter normalen Verhältnissen der Spannungsausschlag höchstens q,00/0 der Höchstspannung
betragen, so daß die Vorspannung bereits 6o %. der Gesamtverlängerung bzw. Verkürzung
der Federn ausmacht.
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Verwendet man Pufferfedern, so kann man zwar die Federn kürzer halten,
muß jedoch den Nachteil in Kauf nehmen, daß sie in kurzer Zeit ermüden und sich
verkürzen.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Anordnung besteht
darin, daß die beim Schlittenhub zum Auseinanderziehen, bzw. zum Zusammendrücken
der Federn zu leistende Arbeit für die eigentliche Arbeitsleistung, z. B. die Schneid-
oder Stanzarbeit, verlorengeht.
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Die Erfindung bezweckt die Vermeidung der Nachteile der bekannten
Schlittenhaltevorrichtungen durch Schaffung einer neuartigen Federanordnung, welche
gleichzeitig ermöglicht, die Bauhöhe der Maschinen niedriger zu halten, kürzere
Federn zu verwenden ohne ihre Dauerhaltbarkeit zu beeinträchtigen und schließlich
die gesamte Arbeitskraft der Maschine nahezu vollständig für die eigentliche Arbeitsleistung
auszunutzen.
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Der Erfindungszweck wird dadurch erreicht, daß der Schlitten im oberen
Schlittentotpunkt von paarweise dachförmig zueinander geneigten Druckfedern gehalten
wird, deren einander zugekehrte Enden mit dem Schlitten und deren voneinander abgekehrte
Enden mit dem Maschinenrahmen derartig gelenkig verbunden sind, daß jedes Federpaar
beim Schlittenhub nach dem in der Statik bekannten Durchschlagsprinzip arbeitet.
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Im allgemeinen genügt es, ein Federpaar anzuordnen. Die Anordnung
und Lagerung dieses Federpaares erfolgt nach einem weiteren Merkmal der Erfindung
zweckmäßig in der Weise, daß an der Oberseite des Schlittens zwei um eine gemeinsame
Achse schwenkbare Halteteller für die einander zugekehrten Enden der Druckfedern
mit je einer F ederführungsstange und am Maschinenrahmen zwei getrennte schwenkbare
Halteteller für die einander abgekehrten Enden der Druckfedern mit Gleitführungen
für die freien Enden der Federführungsstangen angeordnet sind.
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In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise und
rein schematisch dargestellt, und -zwar zeigt Fig. i eine Prinzipsskizze der Federanordnung,
Fig. 2 ein Diagramm, Fig. 3 einen Schnitt durch eine Ausführungsform der Federanordnung
für den oberen Totpunkt des Schlittens, Fig. 4 eine Darstellung .gemäß Fig. 3 für
eine andere Hubstellung des Schlittens und Fig. 5 einen Schnitt nach Linie V-V von
Fig. 3. Gemäß Fig. i wirkt .das Gewicht des nicht dargestellten Schlittens in Richtung
des Pfeiles i. Das Schlittengewicht wird durch zwei Federn 2, 3 aufgenommen, welche
in der oberen Totpunktlage des Schlittens dachförmig zueinander geneigt sind.
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Die einander zugekehrten Enden 4, 5 der Federn 2, 3 sind miteinander
gelenkig verbunden, und ihr Gelenkpunkt 6 ist am Schlitten in geeigneter Weise befestigt.
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Die einander abgekehrten Enden 7, 8 der Federn 2, 3 sind am nichtdargestellten
Schlittenrahmen bei 9 und io ortsfest, jedoch schwenkbar gelagert. (n diesen schwenkbaren
Lagerungen 9 und io können sich die Federführungsstangen 11, 12 der Federn 2, 3
axial verschieben.
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Die in Fig. i dargestellte Federanordnung arbeitet nach dem in der
Statik bekannten Durchschlagsprinzip, d. h., wenn der Schlitten in Richtung des
Pfeiles i abwärts bewegt wird, so drücken sich die Federn 2, 3 zusammen, bis die
Federführungsstangen ri, 12 in eine horizontale Lage kommen, und dehnen sich dann
wieder aus, wenn der Schlitten in Richtung des Pfeiles i noch weiter bewegt wird.
Bei der Rückkehr des Schlittens in seinen oberen Totpunkt ist der Vorgang umgekehrt.
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Den Kraftverlauf, welcher von den Abmessungen des Federsystems und
der Federkonstante der Federn 2, 3 abhängig ist, zeigt Fig. 2. In ihr ist die Kraft
P als Funktion des Hubes h des Schlittens in Richtung des Pfeiles x aufgetragen.
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Wird Pmox so gewählt, daß sein Wert nur etwas größer ist als das SchlittengeNvicht
G, so steht praktisch während .des gesamten Schlittenhubes die ganze Arbeitsleistung
zur Verfügung und wird nicht, wie bisher, zum überwiegenden Teil von den Federn
aufgezehrt.
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Wie in Fig. 2 angedeutet, muß daher nur die Kraft P' zur Abwärtsbewegung
des Schlittens aufgebracht werden.
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Durch geeignete Wahl des Federsystems und der Federabmessungen ist
man somit in der Lage, die Bauhöhe der Maschine sowie die Länge der Federn in den
gewünschten Grenzen zu halten, ohne die Dauerhaltbarkeit der Federn zu beeinträchtigen
und die gesamte Antriebskraft der Maschine nahezu voll für die Arbeitsleistung auszunutzen.
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Ein Ausführungsbeispiel einer praktisch möglichen Bauweise zeigen
die Fig. 3 bis 5. Bei dieser Ausführungsform ist an der Oberseite des nicht dargestellten
Schlittens mittels einer Stange 13 ein Haltekopf 14 für die einander zugekehrten
Enden der Druckfedern 15, 16 befestigt.
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Der Haltekopf 14 hat eine Achse 17, um welche die Halteteller 18,
i9 für die einander zugekehrten Endender Druckfedern 15, 16 gemeinsam schwenkbar
sind.
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So trägt z. B. der Halteteller 18 ein Kugel- oder Rollenlager 20,
während der Halteteller i9 zwei Gabelstücke 21, 22 besitzt, in welchen die Achse
17 mittels Stifte 23, 24 befestigt ist.
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Im Haltekopf 14 ist die Achse 17 mittels zweier Kugellager 25, 26
schwenkbar gelagert (Fig. 5). Durch die Kugel- oder Rollenlager 2o kann sich der
Halteteller 18 gegenüber der Achse 17 verschwenken.
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Am Maschinenrahmen 2@ (Fig. 5) sind zwei Traversen 28 und 29
befestigt. Auf diesen Traversen sind die Halteteller 30,. 31 für die einander abgekehrten
Enden der Druckfedern 15, 16 schwenkbar, z. B. mittels Zapfen 32, 33 gelagert.
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An den Halteteller 18 bzw. i9 ist je eine Federführungsstange 34 bzw.
35 befestigt, deren freies Ende durch Gleitführungen 36, 37 der Halteteller 30 und
31 hindurchtritt.
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Die Länge der Federführungsstange 34 und 35 ist so bemessen, daß sie
nicht aus den Gleitführungen 36 und 37 heraustreten kann.
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Die obere Schlittenstellung zeigt Fig. 3. Wenn sich der Schlitten
nach unten bewegt, so werden die leiden Druckfedern 15, 16 zusammengedrückt, und
die
Federführungsstangen 34, 35 gleiten in den Gleitführungen 36, 37 nach außen, bis
die beiden Federführungsstangen 34 und 35 waagerecht liegen.
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Wird der Schlitten weit:' abwärts bewegt, so entspannen sich die Druckfedern
15, 16 wieder, und die Federführungsstangen 34 und 35 gleiten in den IIaltetellern
30 und 31 wieder 'nach innen.
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Einer Abwärtsbewegung des Schlittens in die Stellung gemäß Fig. q
wirkt also keine Kraft mehr entgegen.
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Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte Ausführungsform, insbesondere
nach Fig.3 bis 5 beschränkt. So kann z. B. die Gelenkverbindung der einander zugekehrten
Federenden mit dem Schlitten in jeder geeigneten und beliebigen anderen Weise ausgebildet
werden.
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Im allgemeinen wird es genügen, den Schlitten durch ein Federpaar
abzustützen. Erforderlichenfalls können jedoch auch mehrere Federpaare in entsprechenden
Anordnungen Verwendung finden.
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Es ist auch nicht erforderlich, daß die einander zugekehrten Enden
eines Federpaares einen gemeinsamen Sch-,venkpunkt bzw. eine gemeinsame Anlenkung
an den Schlitten haben, sondern es kann für jedes dein Schlitten zugeordnete Federende
eine besondere Schwenklagerung vorgesehen werden.
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Schließlich ist die Erfindung nicht auf die Verwendung der im Ausführungsbeispiel
dargestellten Schraubenfedern beschränkt. An ihrer Stelle können auch Tellerfedern
Verwendung finden, deren einzelne Teller aus einer kreisförmigen Platte bestehen,
welche nach der Außenkante hin unter einem gewissen Winkel angepreßt ist. Mehrere
solcher Teller bilden dann eine Federsäule, deren Federkraft sich durch die Zahl
und Anordnung der Teller leicht ändern bzw. der Belastung anpassen läßt.