Einrichtung zur Erzeugung einer periodischen Geschwindigkeitsänderung hin und her bewegter Teile Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrich tung zur Erzeugung einer periodischen Geschwindig keitsänderung hin und her bewegter Teile, die z. B. zum Antrieb einer Presse geeignet ist.
Bei Zylinderschnellpressen ist es wünschenswert und bereits bekannt, das vor- und zurücklaufende Satzbett während des Druckganges mit niedrigerer Geschwindigkeit und während des Rücklaufes des Satzbettes mit höherer Geschwindigkeit anzutreiben. Die Zeitanteile für den Druckgang des Satzbettes und für den Rücklauf desselben sollen nicht gleich sein, sondern die Druckgangszeit soll beispielsweise auf 0,6 und die Rücklaufzeit auf 0,4 Zeitanteile eines gesamten Arbeitsspiels von 360 verändert wer den.
Die bisher bekanntgewordenen Getriebe zur Er zeugung eines verlangsamten Druckganges und eines schnelleren Rücklaufes in kürzerer Zeiteinheit gehen von einer speziellen Konstruktion des Gesamtgetrie bes aus, welches durch Vorschalten von Schlepp kurbeln oder Doppelkurbeln oder durch umlaufende Kurbelschleifen, elliptische Räder und Zahnstangen steuerungen solche Veränderungen des Bewegungs ablaufes bewirken.
Die erfindungsgemässe Einrichtung zur Erzeugung einer periodischen Geschwindigkeitsänderung hin und her bewegter Teile, insbesondere für Pressen, ist da durch gekennzeichnet, dass eine Antriebswelle für den hin und her zu bewegenden Teil über ein Planeten radgetriebe angetrieben wird, dessen Planetenräder in einer Schwinge gelagert sind und durch einen von der Welle abgeleiteten oder einen selbständigen An trieb um die Welle hin und her geschwungen werden.
Ist z. B. eine Presse im Hauptantrieb 1 : 6 unter setzt, d. h. dass bisher drei Umdrehungen für den Druckgang und drei Umdrehungen des Schwungrad- ritzels für den Rücklauf eines Satzbettes der Presse erforderlich waren, so kann mittels der zuvor er wähnten Einrichtung die Umdrehung der Schwung radwelle so geändert werden, dass nunmehr 3,5 Um drehungen für den Druckgang des Satzbettes und 2,5 Umdrehungen für den Rücklauf desselben erfor derlich werden.
In den beigefügten Zeichnungen sind Ausfüh rungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht - teilweise mit Aus schnitten zur Erhöhung der Klarheit - einer verän derlichen Geschwindigkeitsregulierung, verwendet als Teil des Antriebsmechanismus für das Schriftfunda ment einer Zylinderschnellpresse, Fig. 2 einen Schnitt des in Fig. 1 gezeigten Me chanismus, in der Ansicht von oben, Fig. 3 eine Seitenansicht einer modifizierten Form bestimmter Teile des in Fig. 1 und 2 gezeigten Me chanismus,
Fig. 4 einen Schnitt des Getriebes nach Fig. 3 in der Ansicht von oben, Fig. 5 einen teilweisen Längsschnitt einer Zylin- derschnellpresse, die beispielsweise nach dem bekann ten Eintourenprinzip arbeitet, Fig..6 eine Seitenansicht der Antriebsseite der Zylinderschnellpresse nach Fig. 5.
In allen Figuren sind ähnliche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Was Fig. 1 bis 6 betrifft, so ist im Grundgestell 1 der Zylinderschnellpresse die Antriebswelle 2 gela gert. An ihrem inneren Ende ist auf der Welle 2 mit tels eines Keiles 3a ein Ritzel 3 verkeilt. Das Ritzel 3 greift in ein Hauptzahnrad 4 ein, das mittels eines Keiles 4a auf der Welle 5 verkeilt ist, die im Grund gestell drehbar gelagert ist. Zahnrad 4 trägt einen Kurbelzapfen 6, an welchem die Schubstange 7 an greift. Das entgegengesetzte Ende der Schubstange ist mit den Antriebsmitteln für das Satzbett verbunden.
Das äussere Ende der Antriebswelle 2 ist im La ger la des Grundgestelles 1 gelagert.
Das Getriebe 8 zur Änderung der Geschwindig keit des Satzbettes besitzt ein Innenzahnrad 9, das durch Schrauben 9a am Schwungrad 8a koaxial be festigt ist. In die Zähne des Innenzahnrades 9 grei fen die Ritzel 10 ein. Diese stehen anderseits mit einem Ritzel 11 in Eingriff, das mittels eines Keiles 12 auf der Welle 2 befestigt ist. Die Ritzel 10 sind mittels Bolzen 14 auf einer Schwinge 13 drehbar an geordnet. Die Schwinge 13 besitzt einen Arm 15, an dem mittels eines Bolzens 16 die Zugstange 17 angreift. Das andere Ende der Stange 17 greift mit tels eines Bolzens 18 an einer Kurbel 19 an, die mittels eines Keiles 20 am äusseren Ende der Welle 5 verkeilt ist.
Wenn im Betrieb das Schwungrad 8a mit gleich mässiger Geschwindigkeit angetrieben wird, dreht sich das Innenzahnrad 9 mit dem Schwungrad 8a und treibt das Ritzel 11 mit seiner Welle 2 und Ritzel 3 durch die Ritzel 10 in entgegengesetzter Richtung zur Drehung des Schwungrades 8a. Das Ritzel 3 treibt das Hauptzahnrad 4 in der angegebenen Pfeil richtung an. Beim Drehen des Hauptzahnrades 4 verleiht die Zugstange 17 der Schwinge 13 eine Be wegung in der Drehrichtung des Schwungrades 8a, so dass die Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle 2 unter die Geschwindigkeit fällt, die ihr durch die Drehung des Schwungrades 8a verliehen würde, wenn die Schwinge 13 festgehalten würde.
In ähnlicher Weise wird die Geschwindigkeit von Antriebs welle 2, während die Schwinge in der der Drehung des Schwungrades 8a entgegengesetzten Richtung schwingt, über die Geschwindigkeit erhöht, die sie durch die Drehung von Schwungrad 8a erlangen würde, wenn die Schwinge 13 unbeweglich ausgebil det wäre.
Die der Schwinge 13 erteilte Schwingbewegung bestimmt die Geschwindigkeitsänderung der An triebswelle 2, und das Einsetzen der Schwingbe wegung hängt zeitlich ab von den Winkelpositionen des Bolzens 18 und des Kurbelzapfens 6 mit Bezug auf die Achse von Welle 5. Vorzugsweise werden Bolzen 18 und Kurbelzapfen 6, wie in Fig. 1 darge stellt, in die gleiche Radialebene gelegt und auf die gleiche Seite von Welle 5; jedoch können ihre Po sitionen, wenn gewünscht, verändert werden, z. B.
können Bolzen 18 und Kurbelzapfen 6 in die gleiche diametrale Ebene von Welle 5 und an entgegenge-_ setzte Seiten davon gelegt werden.
Sind Bolzen 18 und Zapfen 6 in einer Position, die der in Fig. 1 gezeigten entspricht, dann hat die Schwinge 13, während der Zapfen 6 sich durch Drehung des Hauptzahnrades 4 von seinem obersten bis zu seinem untersten Totpunkt bewegt, eine Schwingbewegung im Sinne der Drehrichtung des Schwungrades 8a ausgeübt, welche Bewegung einer Drehbewegung von 180 der Kurbel 19 entspricht. Während der Bewegung der Schwinge 13 und der Kurbel 19, die dem Druckgang des Satzbettes der Maschine entspricht, dreht sich Welle 2 mit vermin derter Geschwindigkeit.
Während einer weiteren Dre hung von 180 der Kurbel 19, entsprechend dem Rücklauf des Satzbettes, wird die Schwinge 13 in einem der Drehrichtung des Schwungrades 8a ent gegengesetzten Sinne geschwungen, und die Ge schwindigkeit von Welle 2 ist entsprechend höher als die während des Druckganges erreichte.
Die Erfindung lässt sich auf jede Art von Pressen anwenden, bei der gewünscht wird, dass ein vor- und zurücklaufendes Teil während der beiden Bewegun gen mit verschiedenen Geschwindigkeiten angetrieben wird. Besonders geeignet ist die Erfindung für Pres sen, welche mit vor- und zurücklaufendem Satzbett arbeiten, wie z. B. Stoppzylinder-, Eintouren- oder Zweitourenmaschinen.
Bei einer alternativen Konstruktion des Getrie bes 8, wie in Fig. 3 und 4 dargestellt, ist das Innen zahnrad 9 durch ein Kegelzahnrad und die Ritzel 10 sind durch Kegelzahnritzel ersetzt, welche ein wei teres auf der Welle 2 verkeiltes Kegelzahnrad 11 antreiben. Die Schwinge 13 ist somit zwischen den Kegelzahnrädern 9 und 11 angeordnet. Die Zahn räder des Getriebes 8 können jede gewünschte Aus bildung und Grösse haben, und die Schwinge 13 kann durch jedes geeignete Mittel bewegt werden, beispielsweise durch Nocken oder Exzenter, je nach Konstruktion der Maschine, die mit einer veränder lichen Geschwindigkeit angetrieben werden soll.
Fig.5 und 6 zeigen beispielsweise eine Ein touren-Zylinderschnellpresse, die eine Einrichtung zur Erzeugung einer Geschwindigkeitsänderung ent hält, um ein Satzbett 21 der Maschine in der Weise hin und her zu bewegen, dass der Druckgang lang samer als der Rücklauf erfolgt. Bei dieser Maschine wird das Satzbett durch eine Schubstange 7 und Rollrad 22 in bekannter Weise hin und her bewegt. Diesem Zweck entsprechend sind Antriebswelle 2 und Welle 5 im Grundgestell 1 drehbar gelagert. Die Antriebswelle 2 trägt auf ihr verkeilt ein Ritzel 3, welches in das auf Welle 5 verkeilte Hauptzahnrad 4 eingreift. Das Hauptzahnrad 4 trägt einen Kurbel zapfen 6, an dem frei schwingbar das eine Ende der Schubstange 7 angreift.
Das andere Ende der Schubstange 7 ist durch einen Bolzen 23 mit dem Rollrad 22 verbunden. Letzteres steht mit der im Grundgestell 1 befestigten Zahnstange 24 und der a m Satzbett 21 befestigten Zahnstange 25 im Ein griff. Das Zusammenwirken des Rollrades 22 mit den beiden Zahnstangen 24 und 25 ermöglicht in bekannter Weise eine Verdoppelung des Weges des Satzbettes 21 mit Bezug auf den Hub des Kurbel zapfens 6.
Das Satzbett 21 wird in bekannter Weise auf Rollen 26 bewegt, die in Bahnen des Grundgestelles 1 laufen. Weiter sind an dem Satzbett 21 die Zahn stangen 27 befestigt. Der Druckzylinder 28 ist in bekannter Weise im Maschinengestell gelagert und trägt beiderseits die Zahnsegmente 29 und 30. Diese Zahnräder kommen während des Druckganges mit Zahnstangen 27 zum Eingriff, wodurch die Um drehung des Druckzylinders während der Druck gangsperiode bewirkt wird.
Wenn sich während des Druckganges der Druck zylinder 28 dem Ende seines Zusammenspiels mit Fundament 21 nähert, wird die Steuerung der Dreh geschwindigkeit des Zylinders 28 durch ein Ex zenterrad 31 übernommen, das an einem Zahnrad 32 befestigt ist. Letzteres ist auf einer Welle 33 gelagert und greift in das Hauptzahnrad 4 ein. Das Exzenterrad 31 greift in ein exzentrisches Zahn rad 34 ein, welches auf der Druckzylinderachse 35 befestigt ist. Die beiden Exzenterzahnräder 31 und 34 übernehmen die Drehung des Druckzylinders 28, nachdem die Zahnräder 29 und 30 mit den Satzbett- Zahnstangen 27 ausser Eingriff gekommen sind.
Die Profile und Anordnung der Exzenterzahnräder 31 und 34 sind derart, dass sie dem Druckzylinder 28 eine Umfangsgeschwindigkeit verleihen entsprechend der des Satzbettes beim Kuppeln und Entkuppeln von Satzbett 21 und Druckzylinder 28.
Zwischen den Kupplungs- und Entkupplungs- punkten der Zahnräder 31 und 34, die ungefähr mit den Punkten übereinstimmen, in denen das Satzbett mit dem Druckzylinder ausser und in Eingriff kommt, wird das Tempo des Änderns der Zylindergeschwin digkeit zunächst allmählich herabgesetzt und dann vergrössert, um gleichmässiges Arbeiten und Stoss verminderung zu gewährleisten. Des weiteren können die Zahnprofile in bekannter Weise gestaltet oder federnd ausgebildet sein, damit der Spielraum zwi schen den Zahnstangen und Zahnrädern ausgeglichen wird, wenn der Zylinder 28 während des Rücklaufes des Satzbettes angehoben wird.
Wie in Fig. 6 dargestellt, ist der Kurbelzapfen 18 der Einrichtung zur Erzeugung der Geschwindigkeits änderung auf dem Exzenterzahnrad 31 angeordnet, und die Schwinge 13 wird durch die Zugstange 17 geschwungen. Gegebenenfalls kann eine andere Mög lichkeit vorgezogen werden, um die Schwinge 13 des Getriebes 8 zu bewegen. Beispielsweise könnten Nocken und mit diesen zusammenwirkende Mittel oder Langlochhebel und Rollen oder ähnliche Ein richtungen angewendet werden, und die Geschwindig keit könnte daher gegenüber der durch eine Kurbel bewegung, wie beschrieben, hervorgerufenen Ge schwindigkeit variiert werden.
Der Druckzylinder 28 kann mit einem Puffer oder einer Rückstossvorrichtung versehen werden (nicht dargestellt), bestimmt, die Massenwirkung des Zylinders zu vermindern, während sich die Zylinder geschwindigkeit ihrem niedrigsten Wert nähert, und um zu helfen, diese Geschwindigkeit zu erhöhen, wenn dieser niedrigste Wert durchlaufen ist. Es sei festgestellt, dass die Getriebe 8 auch vor zugsweise auf einer anderen Welle als der Antriebs welle montiert werden und mit der Antriebswelle 2 durch ein passendes Getriebe verbunden werden kann.
Die Erfindung ermöglicht es, in praktischer Weise die Druck- und Leerlaufgeschwindigkeiten innerhalb erwünschter Grenzen zu ändern, ohne erhebliche und kostspielige Änderungen der hauptsächlichen An triebsbestandteile vorzunehmen.
Weiterhin bietet sie den Vorteil, dass die Ab nützung der Elemente der Geschwindigkeitsregu lierung keinerlei unerwünschte Wirkung auf die tech nische Leistungsfähigkeit der Maschine ausübt.
Wenn auch die Einrichtung für die Verwendung an einer Zylinderschnellpresse beschrieben worden ist, die nach dem Eintourenprinzip arbeitet, kann sie auch für alle übrigen Arten von Zylinderschnell- pressen oder sonstigen Pressen verwendet werden.
Device for generating a periodic change in speed of reciprocating moving parts The present invention relates to a device for generating a periodic speed change to and fro moving parts z. B. is suitable for driving a press.
In the case of high-speed cylinder presses, it is desirable and already known to drive the type bed moving forward and backward at a lower speed during the printing cycle and at a higher speed during the return of the type bed. The time shares for the print run of the sentence bed and for the return of the same should not be the same, but the print run time should, for example, changed to 0.6 and the return time to 0.4 time shares of a total work cycle of 360 who the.
The previously known gear for generating a slower pressure gear and a faster return in a shorter time unit are based on a special construction of the overall gearbox, which cranks by upstream of drag or double cranks or by rotating crank loops, elliptical wheels and rack and pinion controls such changes in the motion sequence cause.
The device according to the invention for generating a periodic change in speed of moving parts, in particular for presses, is characterized in that a drive shaft for the part to be moved back and forth is driven via a planetary gear train, the planetary gears of which are mounted in a rocker and by a derived from the shaft or an independent drive to be swung back and forth around the shaft.
Is z. B. sets a press in the main drive 1: 6, d. H. that previously three revolutions for the print run and three revolutions of the flywheel pinion for the return of a set bed of the press were required, the revolution of the flywheel shaft can be changed by means of the previously mentioned device so that now 3.5 revs for the Print run of the sentence bed and 2.5 revolutions for the return of the same are required.
In the accompanying drawings Ausfüh are approximately examples of the invention. 1 shows a side view - partly with cutouts to increase clarity - a variable speed regulation, used as part of the drive mechanism for the font foundation of a high-speed cylinder press, FIG. 2 shows a section of the mechanism shown in FIG the view from above, Fig. 3 is a side view of a modified form of certain parts of the mechanism shown in Figs. 1 and 2,
4 shows a section of the transmission according to FIG. 3 in a view from above, FIG. 5 shows a partial longitudinal section of a high-speed cylinder press which works, for example, according to the known one-speed principle, FIG. 6 shows a side view of the drive side of the high-speed cylinder press according to FIG. 5.
Similar parts are provided with the same reference symbols in all figures.
As for Fig. 1 to 6, the drive shaft 2 is gela Gert in the base frame 1 of the high-speed cylinder press. At its inner end, a pinion 3 is wedged on the shaft 2 with means of a wedge 3a. The pinion 3 engages a main gear 4 which is keyed by means of a wedge 4a on the shaft 5, which is rotatably mounted in the base frame. Gear 4 carries a crank pin 6 on which the push rod 7 engages. The opposite end of the push rod is connected to the drive means for the sentence bed.
The outer end of the drive shaft 2 is mounted in the La ger la of the base frame 1.
The gear 8 to change the speed of the sentence bed has an internal gear 9 which is fastened coaxially be by screws 9a on the flywheel 8a. The pinion 10 engages in the teeth of the internal gear 9. On the other hand, these are in engagement with a pinion 11 which is fastened on the shaft 2 by means of a wedge 12. The pinion 10 are rotatably arranged by means of bolts 14 on a rocker 13. The rocker 13 has an arm 15 on which the tie rod 17 engages by means of a bolt 16. The other end of the rod 17 engages by means of a bolt 18 on a crank 19 which is wedged on the outer end of the shaft 5 by means of a wedge 20.
If the flywheel 8a is driven at a constant speed during operation, the internal gear 9 rotates with the flywheel 8a and drives the pinion 11 with its shaft 2 and pinion 3 through the pinion 10 in the opposite direction to the rotation of the flywheel 8a. The pinion 3 drives the main gear 4 in the direction indicated by the arrow. When the main gear 4 is rotated, the pull rod 17 gives the rocker 13 a movement in the direction of rotation of the flywheel 8a, so that the rotational speed of the drive shaft 2 falls below the speed that would be imparted to it by the rotation of the flywheel 8a if the rocker 13 was held would.
Similarly, the speed of drive shaft 2, while the rocker swings in the direction opposite to the rotation of the flywheel 8a, is increased above the speed it would achieve by rotating the flywheel 8a if the rocker 13 were immovable ausgebil det.
The oscillating movement given to the rocker 13 determines the change in speed of the drive shaft 2, and the onset of the oscillating movement depends on the time of the angular positions of the pin 18 and the crank pin 6 with respect to the axis of the shaft 5. Preferably, the pin 18 and crank pin 6, as in Fig. 1 Darge, placed in the same radial plane and on the same side of shaft 5; however, their positions can be changed if desired, e.g. B.
bolts 18 and crank pin 6 can be placed in the same diametrical plane of shaft 5 and on opposite sides thereof.
Are bolt 18 and pin 6 in a position that corresponds to that shown in Fig. 1, then has the rocker 13, while the pin 6 moves by rotating the main gear 4 from its top to its bottom dead center, a swinging movement in the sense of Direction of rotation of the flywheel 8a exerted, which movement corresponds to a rotational movement of 180 of the crank 19. During the movement of the rocker 13 and the crank 19, which corresponds to the printing cycle of the sentence bed of the machine, shaft 2 rotates with vermin reduced speed.
During a further Dre hung of 180 of the crank 19, corresponding to the return of the sentence bed, the rocker 13 is swung in a direction opposite to the direction of rotation of the flywheel 8a, and the Ge speed of shaft 2 is correspondingly higher than that reached during the print run.
The invention can be applied to any type of press in which it is desired that a forward and backward moving part is driven at different speeds during the two movements. The invention is particularly suitable for Pres sen, which work with forward and backward sentence bed, such. B. stop cylinder, one-turn or two-turn machines.
In an alternative construction of the transmission bes 8, as shown in Fig. 3 and 4, the internal gear 9 is replaced by a bevel gear and the pinion 10 is replaced by a bevel gear, which drive a white bevel gear 11 wedged on the shaft 2. The rocker arm 13 is thus arranged between the bevel gears 9 and 11. The gears of the transmission 8 can have any desired training and size, and the rocker 13 can be moved by any suitable means, such as cams or eccentrics, depending on the design of the machine that is to be driven at a veränder union speed.
FIGS. 5 and 6 show, for example, a one-speed high-speed cylinder press which contains a device for generating a speed change in order to move a record bed 21 of the machine back and forth in such a way that the printing process takes place more slowly than the return. In this machine, the sentence bed is moved back and forth in a known manner by a push rod 7 and roller wheel 22. For this purpose, the drive shaft 2 and shaft 5 are rotatably mounted in the base frame 1. The drive shaft 2 carries a pinion 3 wedged on it, which meshes with the main gear 4 wedged on the shaft 5. The main gear 4 carries a crank pin 6 on which one end of the push rod 7 engages freely swingable.
The other end of the push rod 7 is connected to the roller wheel 22 by a bolt 23. The latter stands with the rack 24 attached to the base frame 1 and the rack 25 attached to the set bed 21 in the A. The interaction of the roller wheel 22 with the two toothed racks 24 and 25 enables the path of the sentence bed 21 to be doubled in relation to the stroke of the crank pin 6 in a known manner.
The sentence bed 21 is moved in a known manner on rollers 26 which run in tracks of the base frame 1. Next, the toothed rods 27 are attached to the sentence bed 21. The printing cylinder 28 is mounted in a known manner in the machine frame and carries on both sides the toothed segments 29 and 30. These gears come into engagement with racks 27 during the printing process, whereby the order rotation of the printing cylinder is effected during the printing period.
If during the print run the printing cylinder 28 approaches the end of its interaction with foundation 21, the control of the rotational speed of the cylinder 28 is taken over by an Ex zenterrad 31 which is attached to a gear 32. The latter is mounted on a shaft 33 and meshes with the main gear 4. The eccentric wheel 31 engages an eccentric toothed wheel 34 which is attached to the printing cylinder axis 35. The two eccentric gears 31 and 34 take over the rotation of the printing cylinder 28 after the gears 29 and 30 have come out of engagement with the set bed racks 27.
The profiles and arrangement of the eccentric gears 31 and 34 are such that they give the printing cylinder 28 a circumferential speed corresponding to that of the sentence bed when coupling and uncoupling the sentence bed 21 and printing cylinder 28.
Between the coupling and decoupling points of the gears 31 and 34, which roughly coincide with the points at which the sentence bed disengages and engages with the printing cylinder, the rate of changing the cylinder speed is first gradually reduced and then increased by to ensure uniform work and shock reduction. Furthermore, the tooth profiles can be designed or resilient in a known manner so that the clearance between tween the racks and gears is compensated when the cylinder 28 is raised during the return of the sentence bed.
As shown in FIG. 6, the crank pin 18 of the device for generating the speed change is arranged on the eccentric gear 31, and the rocker 13 is swung by the pull rod 17. If necessary, another possibility can be preferred to move the rocker arm 13 of the transmission 8. For example, cams and means interacting with them or slot levers and rollers or similar devices could be used, and the speed could therefore be varied in relation to the speed caused by a crank movement, as described.
The pressure cylinder 28 may be provided with a buffer or recoil device (not shown) designed to reduce the cylinder's mass action as the cylinder speed approaches its lowest value and to help increase that speed when that lowest value has passed. It should be noted that the transmission 8 can also be preferably mounted on a shaft other than the drive shaft and connected to the drive shaft 2 by a suitable transmission.
The invention makes it possible in a practical manner to change the print and idle speeds within desired limits without making significant and costly changes to the main drive components.
Furthermore, it offers the advantage that the wear and tear of the elements of the speed regulation does not have any undesirable effect on the technical performance of the machine.
Even if the device has been described for use on a high-speed cylinder press, which works on the one-turn principle, it can also be used for all other types of high-speed cylinder presses or other presses.