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DE2234866C2 - Anordnung zur Kompensation der auf ein rotierendes und relativ zur Rotationsachse sich hin und her bewegendes Bauelement einwirkenden Zentrifugalkraft - Google Patents

Anordnung zur Kompensation der auf ein rotierendes und relativ zur Rotationsachse sich hin und her bewegendes Bauelement einwirkenden Zentrifugalkraft

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DE2234866C2
DE2234866C2 DE2234866A DE2234866A DE2234866C2 DE 2234866 C2 DE2234866 C2 DE 2234866C2 DE 2234866 A DE2234866 A DE 2234866A DE 2234866 A DE2234866 A DE 2234866A DE 2234866 C2 DE2234866 C2 DE 2234866C2
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DE
Germany
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component
axis
rotation
centrifugal force
rotating
Prior art date
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DE2234866A
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Oliver Duane East Brunswick N.J. Johnson
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International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
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Publication date
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/22Compensation of inertia forces
    • F16F15/26Compensation of inertia forces of crankshaft systems using solid masses, other than the ordinary pistons, moving with the system, i.e. masses connected through a kinematic mechanism or gear system
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00Machine element or mechanism
    • Y10T74/18Mechanical movements
    • Y10T74/18056Rotary to or from reciprocating or oscillating
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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  • Disintegrating Or Milling (AREA)
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  • Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)

Description

müssen die Arbeitsgeschwindigkeiten gering sein, weil am Ende jedes Hubes die Geschwindigkeit sich ruckartig ändert, wodurch eine rasche Verzögerung von konstanter Geschwindigkeit von links bis auf 0 und eine rasche Beschleunigung, gefolgt von ein>.:r konstanten Geschwindigkeit nach rechts usw. folgt Eine weitere Vorrichtung ähnlicher Art ist aus der US-PS 35 46 872 bekannt.
Die verschiedenen bekannten Vorrichtungen dienen also mehr oder weniger dazu, die Wirkung von Zentrifugalkräften auf ein rotierendes, hin und her gehendes Bauteil zu kompensieren. Es besteht jedoch Bedarf für eine relativ billige und doch hochwirksame Vorrichtung zum im wesentlichen vollständigen Ausbalancieren der Witkungen von Zentrifugalkräften über einen weiten Bereich von Rotationsgeschwindigkeiten auf ein einzelnes, rotierendes Werkstück (oder eine Anzahl gleichzeitig betätigter, in gleicher Richtung wirkender Werkstücke), während dieses in harmonischer Bewegung hin und her bewegt wi~d, um damit einen Betrieb bei sehr hohen Rotationsgeschwindigkeiten und translatorischen Geschwindigkeiten mit minimaler Belastung und Abnutzung der miteinander in Wirkverbindung stehenden Teile zu ermöglichen.
Dies wird bei einer Anordnung zur praktisch vollständigen Kompensation der auf ein rotierendes und relativ zur Rotationsachse sich hin und her bewegendes Bauelement einwirkenden Zentrifugalkraft erreicht durch ein mitrotierendes Pendelteil, das mit dem sich hin und her bewegenden Bauelement in Wirkverbindung steht und in Abhängigkeit von der Zentrifugalkraft das Bauelement mit der Eigenfrequenz schwingend hin und her bewegt, die derart mit der Winkelgeschwindigkeit des Bauelementes synchronisiert ist, daß es während einer vollen Umdrehung eine ganzzahlige Anzahl von im wesentlichen harmonischen hin und her gehenden Bewegungen ausführt.
Insbesondere ist dabei vorgesehen, daß eine feststehende Nockenscheibe auf der das Bauelement tragenden rotierenden Welle gelagert ist, daß ein Nockenstößel in einer Nockenführungsnut der Nockenscheibe läuft und damit die Synchronisierung bei der Eigenfrequenz der Anordnung sicherstellt, wobei Nockenscheibe und Nockenstößel für den Antrieb des hin und her gehenden Bauelementes eine im Vergleich zu der von dem Pendelteil herrührenden Antriebswirkung vernachlässigbare Antriebswirkung auf das Bauelement ausüben.
Die besonders vorteilhaften Wirkungen der erfindungsgemäßen Konstruktion ergeben sich dadurch, daß die Frequenz der Pendelschwingungen des Pendelteils und damit die auf den Antrieb des Bauelementes ausgeübte Kraft mit zunehmender Winkelgeschwindigkeit zunimmt und dadurch, daß bei der Pendelschwingung der Massenschwerpunkt des Pendelteils am weitesten von der Rotationsachse entfernt ist, wenn das Bauelement in seiner Mittelstellung zwischen den beiden Endlagen liegt, und daß die Achse der Pendelschwingung und die Rotationsachse senkrecht zueinander verlaufen.
Die Erfindung wird nunmehr anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den beigefügten Figuren näher beschrieben. Dabei zeigt
Fig. 1 eine Teilschnittansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem rotierenden Formularvorschubstift, der mit im wesentlichen harmonischer Bewegung hin und her bewegt wird durch ein mit Gewichten versehenes Getriebe, das durch die Zentrifu
galkraft in seiner Grundfrequenz schwingt,
Fig.2 schematisch eine Seitenansicht eines mathematischen Modells der Vorrichtung nach F i g. 1 zur Erläuterung der einschlägigen Parameter für die anwendbaren Konstruktionsgleichungen und
F ι g. 3 eine Teilschnittansicht einer Stanzvorrichtung, die gemäß der Erfindung aufgebaut ist
Die in F i g. 1 z. T. im Schnitt gezeigte Vorrichtung enthält eine Antriebswelle 10. die durch nicht dargestellte geeignete Mittel mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit angetrieben ist. Um die Welle 10 herum sind nebeneinander ein Ring 11 und eine Nockenscheibe 12 angeordnet Der Ring 11 ist durch einen Keil oder Splint 13 mit der Welle fest verbunden. Die Nockenscheibe 12 ist auf einem Lager 14 angebracht und wird durch eine Schraube 15 festgehalten, die die Nockenscheibe mit einem die Antriebswelle 10 umgebenden Joch 16 verbindet, das ein überhängendes Teil aufweist, das längs einer Führungsstange 17 gleiten kann. Halteringe 18 und 19 wirken mit einem Abstandsring 20 zusammen und halten diesen zusammen mit der Nockenscheibe auf vorbestimmten Positionen längs der Welle 10.
Der Ring 11 weist einen rechteckigen Schlitz 21 auf, der sich vom äußeren Umfang radial nach innen erstreckt In diesem Schlitz liegen komplementäre Teile (nur das rückwärtige ist gezeigt) eines rechteckigen Gehäuses 22. Dieses Gehäuse enthält komplementäre Halbteile einer Bohrung 23 für einen einziehbaren Formularvorschubstift 24. Eine tellerförmige Öffnung 25 dient der Aufnahme eines auf einer Welle 27 angebrachten Zahnrades 26, dessen Achse rechtwinklig zur Welle der Achse 10 verläuft, sowie einen Nockenstöße! 28 mit einem seitlich herausragenden Zapfen 29, der in einer Nockenführung 30 in der inneren Radialfläche der Nockenscheibe 12 läuft.
Auf einer Seite des Vorschubstiftes 24 sind Zähne nach Art einer Zahnstange 32 vorgesehen, die mit dem Zahnrad 26 in Eingriff steht, um die Rotationsbewegung des Zahnrades in eine hin und her gehende Axialbewegung des Stiftes umzuwandeln. Das als Pendelteil wirkende Zahnrad 26 führt Schwingbewegungen aus, die im einzelnen noch erläutert werden und enthält ein pendelartiges Gewicht 33 vorberechneter Masse, für einen vorberechneten Schwingradius. Dieses Gewicht ist so angebracht, daß sein Massenzentrum der Schwingung am weitesten von der Achse der Welle 10 entfernt ist, wenn der Stift 24 im Mittelpunkt seines hin und her gehenden Hubes ist. Die Zahnstange 34 auf einer Seite des Nockenstößels 28 ist ebenfalls mit den Zähnen 32 des hin und her schwingenden Zahnrades 26 in Eingriff.
Wenn im Betrieb die Welle 10 sich zu drehen beginnt, dann dreht die Nockenscheibe 12 über den Nockenstößel 28 das Zahnrad 26 in eine Endstellung seiner vorbestimmten Schwingamplitude, um die pendelähnlichen Drehschwingungen einzuleiten. Daraufhin bewirkt die Zentrifugalkraft über das Gewicht 33 die Drehschwingungen des Zahnrades 26 mit vorgegebener Amplitude, jedoch mit einei Frequenz, die mit zunehmender Winkelgeschwindigkeit der Welle zunimmt. Der Massenschwerpunkt und der Radius der Schwingbewegung sind dabei so berechnet, daß das Zahnrad 26 mit der Grundfrequenz Drehschwingungen ausführt, die mit der Winkelgeschwindigkeit des Stiftes 24 synchronisiert ist, so daß der Vorschubstift 24 eine ganzzahlige Anzahl im wesentlichen harmonischer Hin- und Herbewegungen je Umdrehung der Welle 10
ausführt. Die Nockenscheibe 12 und der Nockenstößel 28 sind jedoch vorgesehen, um zwangsläufig sicherzustellen, daß diese Synchronisation trotz des Reibungswiderstandes aufrechterhalten wird. Dies wird durch die besondere Ausgestaltung der Nockenführungsnut 30 ■ erreicht.
Es darf darauf hingewiesen werden, daß die Antriebskraft für den hin und her gehenden Vorschubstift 24 zunächst und fast ausschließlich durch die von der Zentrifugalkraft abgeleitete Drehschwingung des m Zahnrades 26 geliefert wird. Die Nockenscheibe 12 und der Nockenstößel 28 liefern nur eine vernachlässigbar kleine Antriebskraft und die auf die Nockenscheibe und den Nockenstößel wirkende Belastung ist somit ebenfalls vernachlässigbar und verändert sich über i ~. einen weiten Bereich verschiedener konstanter Winkelgeschwindigkeiten der Welle oder bei relativ geringen Beschleunigungen oder Verzögerungen auf eine unterschiedliche Geschwindigkeit nicht. Somit ist es also mit der neuen Vorrichtung möglich, daß die Welle mit sehr :i> hohen Geschwindigkeiten rotiert, die bei üblichen Anordnungen zu unannehmbar hohen Belastungen von Nockenscheibe und Nockenstößel führen würde und zwar wegen der auf das rotierende und hin und her gehende Pendelteil einwirkenden Zentrifugalkraft, die r> mit dem Quadrat der Winkelgeschwindigkeit der rotierenden Welle und direkt proportional mit dem Abstand des rotierenden hin und her gehenden Bauteils von der Rotationsachse zunimmt.
Um die Belastung auf Nockenscheibe und Nockenstö- jo ßel zu einem Minimum zu machen und die zuvor beschriebenen wünschenswerten Ergebnisse zu erzielen, ist es zwingend erforderlich, daß die Zentrifugalkraft das Zahnrad 26 in der Grundfrequenz zu Drehschwingungen antreibt, die so mit der Winkelgeschwindigkeit der Welle synchronisiert sind, daß der Vorschubstift eine ganzzahlige Anzahl von im wesentlichen harmonischen hin und her gehenden Bewegungen während jedes vollständigen Umlaufs der Welle und damit des Verschubstiftes ausführt.
Wenn je Umdrehung der Welle eine harmonisch hin und her gehende Bewegung gewünscht wird, läßt sich dies durch Auslegen von Zahnrad 26, Vorschubstift 24 und Nockenstößel 28 gemäß der folgenden Gleichung erreichen.
mr(R + T- m^r2 -
I + /W1/-2 + m-ii2
und
50
wobei, wie in F i g. 2 gezeigt ist, m und / die Masse und die Trägheit des Zahnrades 26, rdie halbe Ganghöhe des Zahnrades 26, r der Radius der Drehschwingungen des Zahnrades 26, m\ und Tn2 die Massen des Vorschubstiftes 24 und des Nockenstößels 28, R der Radialabstand der Rotationsachse (hier der Achse der Welle 10) zur Rotationsachse des Zahnrades 26 (Achse t>o der Welle 27) R\ und "2 die radialen Abstände von der Rotationsachse (Achse der Welle 10) zu den Massenschwerpunkten von Vorschubstift 24 bzw. Nockenstößel sind.
Eine Vorrichtung, die gemäß einer Abwandlung der ri Erfindung aufgebaut ist, ist in Fig.3 gezeigt Ein rotierendes, und sich hin und her bewegendes Pendelteil ist ein Lochstempel oder Schneidstempel 100, der in einer Bahn hin und her bewegt wird, die die Rotationsachse einer hohlen Welle 101 unter einem von 90° verschiedenen Winkel schneidet. Der Lochstempel hat einen etwa dreieckigen Querschnitt mit zwei V-förmigen, sich schneidenden Seiten, die anschließend an ihre inneren Enden teilweise abgesetzt sind und eine V-förmige Schneidkante 102 bilden. Die Federn 103 in einem Block 104 wirken über eine Platte 105 auf der Rückseite 106 des Lochstempels 100 und halten die V-förmigen Seiten im Gleitkontakt mit entsprechenden Oberflächen einer Form 107. Das ergibt eine sehr saubere Schneidwirkung ohne Spiel zwischen Form und Stanzwerkzeug zum Entfernen dreieckiger Schnitzel C an einer Kante einer Papier- oder Stoffbahn 108. Das Ausstanzen erfolgt, wenn die Papierbahn 108 sich, teilweise an einer zylindrischen Oberfläche IM des Blocks 104 anliegend, weiterbewegt. Der Block 104 ist natürlich durch geeignete Mittel mit der Welle 101 für eine Drehbewegung fest verbunden, und die hohle Welle 101 ist mit einer Unterdruckquelle verbunden, um die Schnitzel C abzuziehen. Ein Kabel 110 läuft über eine Antriebsrolle 111 und zwei Laufrollen 112 und 113. Das Kabel UO ist in geeigneter Weise mit dem Lochstempel 100, der Antriebsrolle 111 und einem Nockenstößel 114 verbunden. Die Antriebsrolle 111 hat ein pendelähnliches Gewicht 115 von genau berechneter Masse, das so angebracht ist, daß ein vorgewählter Radius für Drehschwingungen eingehalten wird. Genau wie das Gewicht 33 ist dabei das Gewicht 115 so angebracht, daß sein Massenschwerpunkt der Drehschwingung am weitesten von der Achse der Welle 101 entfernt ist, wenn sich der Lochstempel 100 in der Mitte seines hin und her gehenden Mubes befindet. Der Nockenstößel 114 weist einen seitlich vorstehenden Zapfen 116 auf, der in einer Nockenführungsnut 117 in der inneren Radialfläche einer feststehenden Nockenscheibe 118 läuft, die in geeigneter Weise auf der rotierenden Welle 101 befestigt ist.
Wenn im Betrieb die Welle 101 sich zu drehen beginnt, dann dreht die Nockenscheibe 118 über den Nockenstößel 114 die Antriebsscheibe 111 bis zu einer Endstellung der vorbestimmten Drehschwingungsamplitude, um die pendelartigen Drehschwingungen einzuleiten. Danach bewirkt die Zentrifugalkraft, daß das Gewicnt 115 die Drehschwingungen der Antriebsrolle 111 mit vorbestimmter Amplitude, jedoch mit einer Frequenz aufrechterhält, die mit zunehmender Winkelgeschwindigkeit der Welle 101 zunimmt. Die Masse und der Radius der Drehschwingungen der mit einem Gewicht versehenen Antriebsrolle 111 sind so berechnet, daß die Antriebsrolle mit ihrer Eigenfrequenz hin und her schwingt, die mit der Winkelgeschwindigkeit des Lochstempels 100 synchronisiert ist, so daß der Lochstempel eine ganzzahlige Anzahl von im wesentlichen harmonischen hin und her gehenden Bewegungen je Umdrehung der Welle 101 ausführt Wie in der anderen Ausführungsform der Erfindung sind Nockenscheibe 118 und Nockenstößel 114 lediglich vorgesehen, um zwangsläufig sicherzustellen, daß die Synchronisation trotz der Reibungsverluste aufrechterhalten wird. Dies ergibt sich daraus, daß der Zapfen 116 in einer entsprechend ausgelegten Nockenführungsnut 117 läuft Auch mit dieser Ausführungsform lassen sich alle Vorteile, wie sie sich mit der im Zusammenhang mit F i g. 1 beschriebenen Ausführungsform erreichen ließen, ebenfalls erreichen. Die zwei Laufrollen 112 und 113 sind erforderlich, da der Lochstempel 100 sich in einer Bahn hin und her bewegt, die unter einem von 90°
verschiedenen Winkel gegen die Achse der Welle 101 verläuft, während der Nockenstößel 116 in der Nockenfiihrungsnut 117 dieser folgend eine Radialbewegung ausführt. Würde der Lochstempel 100 durch ein rotierendes hin und her sich bewegendes Pendelteil ersetzt, das sich in einer radialen Bahn bewegt, könnte die Laufrolle 113 weggelassen werden. In diesem Fall würde das Kabel 110 lediglich um die Antriebsrolle 111 und die Laufrolle 112 herumgelegt sein. In jedem Fall ergibt die Verwendung von Kabel und Rollen eine relativ reibungsfreie Anordnung zur Übertragung der Drehschwingbewegung der mit einem Gewicht versehenen Antriebsrolle 111 auf eine hin und her gehende Bewegung eines Arbeitselements, wie z. B. des Lochstempels 100.
Diese und andere Abwandlungen der erfindungsgemäßen Konstruktion können also ohne weiteres durchgeführt werden, ohne vom Wesen und vom Anwendungsbereich der Erfindung abzuweichen. In Untersuchungen an einem Modell zur Überprüfung der Brauchbarkeit der Erfindung wurde eine Antriebsrolle (wie 111), aber nur eine Laufrolle (wie 112) benutzt, und es wurde festgestellt, diß die exzentrisch angeordnete, Drehschwingungen ausführende Antriebsrolle für die Trägheitsbelastung auf ein rotierendes hin und her gehendes Pendelteil kompensierend wirkte, wodurch
ί die Gültigkeit der im Zusammenhang mit F i g. 2 beschriebenen Formel bewiesen war.
Es darf hier noch darauf hingewiesen werden, daß der Drehschwingungen ausführende Antriebsmechanismus 26 oder 111 nur dann eine rein harmonische Bewegung
ι ausführt, wenn der Winkel Θ (die Winkelverschiebung des Massenschwerpunktes des Mechanismus) kleiner als 2'/2° ist. Der Ausdruck im wesentlichen harmonisch, wie er in der vorliegenden Beschreibung verwendet wird, soll dabei auch Konstruktionen erfassen, bei denen der Winkel Θ größer ist als 2'/2°. Jedoch soll vorzugsweise der Winkel Θ nicht größer sein als 30°. Für Winkel Θ größer als 30° sollte die Ausgestaltung der Nockenführungsnut 30 oder 117 mathematisch genau berechnet werden, um die Drehpendelschwingungen hoher Amolitude genau anzupassen, um unerwünschte Belastungen für Nockenscheibe und Nockenstößel zu vermeiden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Anordnung zur praktisch vollständigen Kompensation der auf ein rotierendes und relativ zur s Rotationsachse sich hin und her bewegendes Bauelement einwirkenden Zentrifugalkraft, gekennzeichnet durch ein mitrotierendes Pen· delteil (26, 33; 111, 115), das mit dem sich hin und herbewegenden Bauelement (24; 100) in Wirkverbindung steht und in Abhängigkeit von der Zentrifugalkraft das Bauelement (24; 100) mit der Eigenfrequenz schwingend hin und her bewegt, die derart mit der Winkelgeschwindigkeit des Bauelements synchronisiert ist, daß es während einer vollen Umdrehung eine ganzzahlige Anzahl von im wesentlichen harmonischen hin und her gehenden Bewegungen ausführt
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine feststehende Nockenscheibe (12; 118) auf der das Bauelement tragenden rotierenden Welle (10, 101) gelagert ist, daß ein Nockenstößel (28; 116) in einer Nockenführungsnut (30, 117) der Nockenscheibe läuft und damit die Synchronisierung bei der Eigenfrequenz der Anordnung sicherstellt, wobei Nockenscheibe und Nockenstößel für den Antrieb des hin und her gehenden Bauelementes eine im Vergleich zu der von dem Pendelteil (26; 111) herrührenden Antriebswirkung vernachlässigbare Antriebswirkung auf das Bauelement ausüben, jo
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Pendelschwingung der Massenschwerpunkt des Pendelteils am weitesten von der Rotationsachse entfernt ist, wenn das Bauelement in seiner Mittelstellung zwischen den 3ί beiden Endlagen liegt, und daß die Achse der Pendelschwingung und die Rotationsachse senkrecht zueinander verlaufen.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung für das to Bauelement (100) ein Umlenkteil (113) enthält, das eine Anordnung des Bauelementes in einer Richtung unter einem von 90° abweichenden Winkel zur Rotationsachse gestattet.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ίϊ dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung für die Pendelschwingbewegung aus einem ein exzentrisch angeordnetes Gewicht (33) tragenden Zahnrad (26) besteht, das mit seinen Zähnen (32) mit Zähnen (31) des Bauelementes in Eingriff ist, daß auf so der Welle (10) eine feststehende Nockenscheibe (12) mit einer Nockenführungsnut (30) angeordnet ist, in der ein Nockenstößel (28) mit Nockenstift (29) gleitet und über die Zähne (34) einer weiteren Zahnstange am Nockenstößel (28) dem Zahnrad eine hin und her schwingende Bewegung mit der Eigenfrequenz erteilt, die mit derWinkelgeschwindigkeit der Rotation synchronisiert ist.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung für die Pendelschwingung aus einer Antriebsrolle (111) mit exzentrisch angeordnetem Gewicht (115) und mindestens einer Laufrolle (112,113) und einem über die Rollen laufenden und an dem Bauelement (100) angebrachten Kabel (UO) besteht. b5 Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur praktisch vollständigen Kompensation der auf ein rotierendes und relativ zur Rotationsachse sich hin und her bewegendes Bauelement einwirkenden Zentrifugalkraft, bei der 2. B. ein Werkzeug, das durch eine Welle rotierend angetrieben wird, gleichzeitig durch einen Mechanismus hin und her bewegt wird.
Es ist schon eine Reihe von Vorrichtungen vorgeschlagen worden, um eine Drehbewegung oder Rotationsbewegung in eine hin und her gehende Bewegung umzusetzen. Bei manchen dieser Vorrichtungen ist eine rotierende Welle oder Rolle in Wirkverbindung mit einem Bauteil verbunden, das relativ und im allgemeinen quer zur Rotationsachse hin und her bewegt wird. Da das rotierende, hin und her gehende Bauteil Zentrifugalkräften ausgesetzt ist, die mit dem Abstand des Bauteils von der Rotationsachse sich ändern, ergibt sich vür die von der Rotationsachse weg gerichtete Bewegung eine ständige Zunahme der Zentrifugalkraft und für die rückläufige Bewegung in Richtung auf die Rotationsachse eine progressiv abnehmende Kraft. Da außerdem die Zentrifugalkraft sich mit dem Quadrat der Rotationsgeschwindigkeit ändert, ergeben sich mit wachsend höheren Geschwindigkeiten drastische Erhöhungen der Zentrifugalkraft. Mit der Erhöhung der Zentrifugalkraft ergeben sich für Nockenscheiben und Nocken oder andere Bauteile, die das Bauteil antreiben, sehr große Belastungen, die natürlich bei Bewegungsrichtungsumkehr am größten sind.
Man hat sich daher schon längere Zeit bemüht, die Wirkungen dieser schwankenden Zentrifugalkraft auf ein ständig hin und her gehendes und gleichzeitig rotierendes Bauteil auszugleichen. Beim Auswuchten von Kurbelwellen in Kraftfahrzeugen, wo eine Anzahl hin und her gehender Bauteile vorhanden sind, von denen sich einige in Richtung auf die Achse bewegen, während andere gleichzeitig sich von der Achse wegbewegen sind alle Teile am Umfang in solchen Abständen und sich gegenseitig ausbalancierend paarweise angeordnet und werden in einer harmonisch hin und her gehenden Bewegung angetrieben. Die Ausbalancierung läßt sich daher relativ einfach erreichen, wenn eine Anzahl von Bauteilen nacheinander arbeiten. Das Auswuchten einer solchen Vorrichtung wird jedoch wesentlich schwieriger, wenn nur ein rotierendes, hin und her gehendes Bauteil vorhanden ist oder wenn alle rotierenden, hin und her gehenden Bauteile ihren Arbeitshub gleichzeitig ausführen. In der US-PS 24 94 483 ist beispielsweise eine Vorrichtung zur Kompensation von Zentrifugalkräften beschrieben. Eine rotierende hohle Trommel steht in Wirkverbindung mit einer Kabelführung, die quer zur Achse der Trommel mit konstanter Geschwindigkeit entsprechend einer schraubenförmigen Bahn einer Doppelgewindeschraube hin und her bewegt wird, so daß das Kabel gleichmäßig in aufeinanderfolgenden Lagen gleicher Dicke auf eine Kabeltrommel aufgespult wird, wie es allgemein z. B. für Aufwickelvorrichtungen von Angelschnüren der Fall ist. Wenn sich der Verteiler geradlinig beispielsweise nach links über die Achse der Trommel bewegt, wirkt er über eine Gelenkkette auf ein Kettenzahnrad ein, und treibt damit einen Kompensationsmechanismus für die Zentrifugalkraft um einen entsprechenden Betrag im Uhrzeigersinn an. Dies bewirkt in zunehmendem Maße eine Kompensation der zunehmenden Zentrifugalkraft, bis der Verteiler das linke Ende seines Hubes erreicht. Mit dieser Anordnung
DE2234866A 1971-10-28 1972-07-15 Anordnung zur Kompensation der auf ein rotierendes und relativ zur Rotationsachse sich hin und her bewegendes Bauelement einwirkenden Zentrifugalkraft Expired DE2234866C2 (de)

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