DD204064A1 - Einrichtung zur automatischen regelung des ausbalancierungsdruckes an pressen - Google Patents

Abstract

Das Ziel ist eine automatische Regelung des Luftdruckes in den Kolben-Zylinder-Einheiten zum Ausgleich des Stoessel- und Oberwerkzeuggewichtes einer Presse. Die Aufgabe liegt in der Schaffung einer Loesung zur Erfassung der Veraenderungen der Lage von zwei Kraftuebertragungsgliedern innerhalb deren vorgegebenen Spiels zueinander. Erfindungsgemaess wird das dadurch erreicht, dass an zusammenwirkenden Kraftuebertragungsgliedern ein pneumatisches Messsystem, vorzugsweise bestehend aus einer Auslassduese und einer Prallplatte, angeordnet ist, wobei die Auslassduese ueber eine mit einer Vordrossel versehenen Rohrleitung mit dem einen Luftstrom erzeugenden Pneumatiksystem verbunden ist und dass zwischen Auslassduese und der Vordrossel ein Druckschalter angeordnet ist. Die Spielaenderung zwischen den Kraftuebertragungsgliedern bewirkt auch eine Abstandsaenderung zwischen der Auslassduese und der Prallplatte, wodurch eine Aenderung des Staudruckes in der Rohrleitung bewirkt und durch den Druckschalter registriert wird. Dieses Signal durch die Staubdruckaenderung wird zum Befehligen fuer ein Fuellen der Kolben-Zylinder-Einheiten und damit zur Ausbalancierung benutzt.

Description

Einrichtung zur automatischen Regelung des Ausbalancierungs-

druckes an Pressen

b) Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur automatischen Regelung des Ausbalancierungsdruckes an Pressen, deren Stö-BeI- und Oberwerkzeuggewicht mit Hilfe von mit Druckluft beaufschlagbaren Kolben—Zylinder-Einheiten kompensiert wird.

c) Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind bereits verschiedene technische Lösungen bekannt, bei denen die durch Meßglieder erfaßte Veränderung der .Lage von zwei im Kraftfluß zwischen Antrieb und Stößel liegenden Kraftübertragungsgliedern zueinander innerhalb des vorgegebenen Spiels als Stellgröße für die Regelung des Luftdruckes in den mit dem Stößel verbundenen Kolben-Zylinder-Einheiten verwendet werden*:

Bei einer bekannten Lösung dieser Art (DE-OS 28 07 738) ist als Heßglied ein in einem Pestpunkt des Stößels schwenkbar gelagerter. Tasthebel angeordnet, dessen einer Hebelteil mit

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der Spindelmutter der Stößelverstellung und dessen anderer Hebelteil mit am Stößel befestigten, als Stellgerät dienenden Steuerelementen zur Betätigung der Drucklufteinlaß- und Druckluftauslaßventile der Ausbalancierungseinrichtung zusammenwirkt und somit eine automatische Regelung des Luftdruckes in den Kolben—Zylinder-Einheiten ermöglicht.

Das Spiel in den einzelnen Verbindungspunkten der im Kraftfluß liegenden Kraftübertragungsglieder muß in der Praxis sehr klein - in der Regel nur einige hundertstel Millimeter - gehalten werden, um ein genaues Arbeiten der Presse zu gewährleisten. Um diese geringen Wege durch ein mechanisches Abtastsystem zu erfassen und zur Signalgewinnung nutzen zu können, ist eine große Hebelübersetzung erforderlich, was einen sehr großen Streubereich bei der Signalgewinnung zur Folge hat»

Ein Mangel dieser Lösung ist deshalb in der zur Sicherung der Punktionsfähigkeit des Systems erforderlichen hohen Präzision des Meßgliedes, das selbst auch mit Lagerspiel behaftet ist, sowie der erforderlichen, sehr genauen Justierung desselben zu sehen* Sin derartiges, sehr genau .justiertes, hochempfindliches Meßsystem ist bei der Anordnung im Stößel einer Presse auf Grund der auftretenden Erschütterungen und hohen dynamischen Belastungen in jedem Fall störanfällig, so daß die Punktionssicherheit unter den rauhen Bedingungen im Pressen— betrieb nicht gewährleistet werden kann* Ein weiterer Mangel dieser Lösung besteht darin, daß die Regelung des Luftdruckes in den Kolben-Zylinder-Einheiten auf Grund der durch Erschütterungen und Vibrationen der Steilspindelmutter bedingten Steuerung der Meßwerte nur im Stillstand der Presse möglich ist, so daß auch jede weitere Korrektur des Luftdruckes, z.B. zum Ausgleich von Leckverlusten während des Betriebes der Presse ein erneutes Stillsetzen derselben erforderlich macht.

Zur Minderung dieser Mangel sind bei einer weiteren bekannten Lösung (DE-OS 28 19 133) zwischen den als Stellgerät, dienenden

Steuerelementen und dein Drucklufteinlaß- und Druckluftauslaßventil der Ausbalancierungseinrichtung ein Stellmotor mit Getriebe und Kontaktmanometer zwischengeschaltet. Dabei erfolgt .die Einstellung des Luftdruckes der Ausbalancierungseinrichtung nach jedem Werkzeugwechsel im Stillstand der Presse, während die Aufrechterhaltung des eingestellten Luftdruckes während des Betriebes der Presse mit Hilfe des Eontaktmanometers sichergestellt wird,

Als ein Mangel dieser Lösung ist neben der unzureichenden Punktionssicherheit des als Tasthebel ausgeführten mechanischen Meßgliedes der relativ hohe, zusätzliche gerätetechnische Aufwand zur Aufrechterhaltung des eingestellten Luftdruckes während des Betriebes der Presse anzusehen.. Bei einer anderen bekannten Lösung (DE-OS 30 07 774) ist als Meßglied ein Differentialtransformator oberhalb der oberen Totpunktlage des Pleuels im Kopfstück der Presse angeordnet, der im Meßbereich ein der jeweiligen Lage des Pleuels innerhalb des vorgegebenen Spiels proportionales elektrisches Signal erzeugt, daß über eine entsprechende Auswerte- und Verstärkerschaltung die Betätigung der Drucklufteinlaß- und Druckluftauslaßventile der Ausbalancierungseinrichtung· bewirkt.. Zum Schutz des empfindlichen Meßgerätes ist dasselbe auf einen durch eine Hubeinrichtung vertikal verschiebbaren Schlitten angeordnet, der nur beim Werkzeugwechsel an die Meß stelle herangeführt und -während des Betriebes der Presse von dieser abgehoben wird«

nachteilig wirkt sich auch bei dieser Lösung der hohe steue— rungs- und gerätetechnische Aufwand- sowie die bedingte Punktionssicherheit der hochempfindlichen, Meßgeräte unter den raunen Bedingungen des Pressenbetriebes aus» Sin weiterer Mangel besteht darin, daß Abweichungen des Luftdruckes vom Sollwert, z.B. durch Leckverluste, während des Betriebes der Presse durch diese Einrichtung nicht erfaßt und korrigiert werden können, so daß zusätzliche Maßnahmen zur Aufrechterhaltung des eingestellten Luftdruckes erforderlich sind.

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d) Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist es, mit relativ geringem technischen Aufwand eine zuverlässige, den rauhen Bedingungen im Pressenbetrieb angepaßte automatische Regelung des Luftdruckes in den Kolben-Zylinder-Einheiten zum Ausgleich des Stößel- und Oberwerkzeuggewichtes einer Presse zu erreichen*

e) Wesen der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung, liegt in der Schaffung einer einfachen, funktionssicheren Lösung zur Erfassung der Veränderungen der Lage von zwei im Kraftfluß zwischen Antrieb und Stößel liegenden Kraftübertragungsgliedern innerhalb deren vorgegebenen Spiels zueinander und deren Nutzung zur Signalgewinnung für die Regelung des Luftdruckes in den Kolben-Zylinder-Eiriheiten«

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß an zusammenwirkenden Kraftübertragungsgliedern eines spielbehafteten Verbindungspunktes der im Kraftfluß liegenden Kraftübertragungsglieder ein pneumatisches Meßwert system, vorzugsweise bestehend aus einer Auslaßdüse und eiiaer Prallplatte, angeordnet ist, wobei die Auslaßdüse über eine mit einer Vor— drossel versehenen Rohrleitung mit dem einen auf die Prallplatte wirkenden Luftstrom, dessen Druckniveau von der Größe der jeweiligen Änderung des vorbestimmten Abstandes der Auslaßdüse von der Prallplatte analog der Änderung der spielbehafteten Kraftübertragungsglieder zueinander abhängig ist, erzeugenden Pneumatiksystem verbunden ist und daß zwischen der Äuslaßdüse. und der Vordrossel ein in. Abhängigkeit vom Druckniveau des Luftstromes in der Rohrleitung die Steuerung des Luftdruckes in den Kolben-Zylinder-Einheiten bewirkender Druckschalter angeordnet ist»- Das pneumatische Meßwert system ist vorzugsweise, am Führungskopf des Stößels und am Pleuel angeordnet. Die Auslaßdüse ist vorzugsweise am Pührungskopf des Stößels und die Prallplatte am Pleuel angeordnet, Weiter

hin ist die Prallplatte düsenseitig in Abhängigkeit von ihrer Entfernung zur Achsmitte des Pleuelbolzens mit einem Radius versehen. Die Spieländerung zwischen dein Pleuelbolzen und der Buchse zum Pleuel bewirkt auch eine Abstandsänderung zwischen der Auslaßdüse und der Prallplatte, wodurch eine Änderung des Staudruckes in der Rohrleitung zwischen Auslaßdüse und Vordrossel bewirkt und durch den Druckschalter registriert wird. Liegt nun während des Betriebes durch Leckverluste im Pneu— matiksystem der Pleuelbolzen unten an der Buchse an, se erreichen die Auslaßdüse und die Prallplatte ihren minimalsten Zustand zueinander, wodurch eine Staudruckerhohung eintritt. Diese Staudruckerhohung bewirkt ein Schalten des Druckschalters, dessen Zustandsänderung ein Füllen der Kolben-Zylinder-Einheiten einleitet. Dadurch ändert sich der unterausbalancierte Zustand des Stößels und der Abstand der Auslaßdüse zur. Prallplatte wird dadurch wieder größer. Liegt der Pleuelbolzen nun oben an und der Staudruck ist gesunken, wird nach Schalten des Druckschalters das Pullen der Kolben-Zylinder-Sinheiten beendet und der Stößel ist ausbalanciert, d,h,, er hat eine geringfügige, in der Praxis gewollte überausbalancierung erreicht«

f) Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem'Ausführungsbeispiel näher erläutert werden» In den zugehörigen Zeichnungen zeigen: . Fig. 1: Prinzipielle Darstellung der Regeleinrichtung des

Ausbalancierungsdruckes im Schnitt Fig, 2: Detailansicht der Auslaßdüse und Prallplatte von vorn

Das pneumatische Meßwertsystem ist vorzugsweise am spielbehafteten Verbindungspunkt zwischen Führungskopf 4 des nicht dargestellten Stößels und des Pleuels 2 angeordnet» Dieses pneumatische Meßwertsystem besteht aus einer Auslaßdüse 5₃

die"vorzugsweise über eine Halterung 3 asi Führung3kοpf 4 des Stößels angeordnet ist, und einer auf Grund der Schwenkbewegung düsenseitig in Abhängigkeit von ihrer Entfernung zur Achsinitte des Pleuelbolzens 6 mit einem Radius versehenen Prallplatte 1, die vorzugsweise am Pleuel 2 angeordnet ist» Der Pleuelbolzen 6 ist mit seinen Enden im Pührungskopf 4-fest gelagert.

Weiterhin ist das Pleuel 2 über die Buchse 7 auf dein Pleuelbolzen 6 gelagert, Die Auslaßdüse > steht mittels einer Rohrleitung über eine Vordrossel 8 mit dem einen. Luftstrom erzeugenden Pneumatiksystem in Wirkverbindung» An der Rohrleitung 9 ist zwischen der Äuslaßdüse 5 und der Vordrossel 8 ein Druckschalter 12 angeordnet. Zur Kompensierung des Stößel- und Oberwerkzeuggewichtes sind mit Druckluft beaufschlagbare Xolben-Zylinder-Sinheiten 11 in bekannter Weise angeordnet und mit dem Stößel verbunden.

Die automatische Regelung des Ausbaiancierungsdruckes während des Betriebes der Presse erfolgt durch Ausnutzen der Spieländerung zwischen dem Pleuelbolzen 6 und der Buchse 7 zum Pleuel 2. Identisch zu dieser Spieländerung ist die Abstandsänderung zwischen Auslaßdüse 5 und der Prallplatte 1, wodurch eine Änderung des Staudruckes in der Rohrleitung 9 zwischen Auslaßdüse 5 und Vordrossel 8 bewirkt und durch den Druckschalter 12 registriert wird. Dieser Druckschalter 12 ist entsprechend den vorhandenen Druckverhältnissen ausgelegt .und schaltet bei vorbestimmten unteren und oberen Druckgrenzzuständen. Liegt nun während des Betriebes durch Leckverluste im- Bneumatik-sy stern, der Pleuelbolzen 6 unten an der Buchse 7 an, so ist der Stößel unterausbalanciert und die Auslaßdüse 5 und die Prallplatte 1 erreichen ihren minimalsten, zuvor bestimmten Abstand zueinander, wodurch eine Staudruckerhöhung eintritt. Diese Staudruckerhöhung bewirkt ein Schalten"des Druckschalters 12, dessen Zustandsänderung über hier nicht beschriebene Ventile und deren Schaltungszustande ein Pullen der Kolben-Zylinder-Einheiten 11 mit Druckluft--bewirkt. Dadurch ändert sich der unterausbalan-

eierte Zustand des Stößels und der Abstand der Auslaßdüse 5 zur Prallplatte 1, Stellt sieb, nun der vorbestimmten den ausbalancierten Zustand des Stößeis charakterisierende Staudruck in der Leitung 8 ein, so schaltet wiederum der Druckschalter 12, wodurch das Füllen der Kolben-Zylinder-Einheit 11 beendet wird. Als ausbalancierter Zustand gilt eine geringfügige, in der Praxis gewollte tlberausbalancierung,d»h«, das Abschalten des Füllens der Kolben-Zylinder-Einheit 11 erfolgt, wenn der Pleuelbolzen 6 oben an der Buchse 7 anliegt und dadurch die Auslaßdüse 5 zur Prallplatte 1 ihren maximalsten Abstand erreicht hat und der Staudruck gesunken ist. Durch diese Wirkungsweise geschieht, die automatische Regelung des Ausbalancierungsdruckes. Die erfindungsgemäße Anordnung erlaubt eine Überprüfung des Ausbalancierungsdruckes sowohl im statischen als auch im dynamischen Zustand· Die Regelung erfolgt vorzugsweise in bestimmten Kurbelwinkelbereichen und so wird der erzeugte Staudruck hier gemessen und es erfolgt, wenn erforderlich, eine Korrektur des Ausbalancierungsdruckes·.

2Jach· dem Wechseln des Oberwerkzeuges wird in zuvor genannter Art und Weise ausbalanciert, .

Claims (4)

236694 Erfindungsanspruch:

1. Einrichtung zur automatischen Regelung des Ausbalancierungsdruckes an Pressen, deren Stößel- und Oberwerkzeuggewicht mit Hilfe von mit Druckluft beaufschlagbaren Kolben-Zylinder—Einheiten kompensiert wird, wobei als Stellgröße für die Regelung des Luftdruckes in den Kolben—Zylinder-Einheiten die durch Meßglieder erfaßte Veränderung der Lage von zwei im Kraftfluß zwischen Antrieb und Stößel liegenden Kraftübertragungsgliedern zueinander innerhalb des.vorgegebenen Spiels dieser Kraf^übertragungsglieder verwendet, wird, gekennzeichnet dadurch, daß an zusammenwirkenden Kraftübertragungsgliedern eines spielbehafteten Verbindungspunktes der im Kraftfluß- liegenden - Kraftübertragungsglieder ein pneumatisches Meß- . wertsystein, vorzugsweise bestehend aus einer Ausiaßdüse (5) und einer Prallplatte (1), angeordnet ist, wobei die Auslaßdüse (5) über eine mit einer Yordrossel (8) versehenen Rohrleitung (9) mit dem einen auf die Prallplatte (1) wirkenden Luftstrom, dessen Druckniveau von der Größe der jev/eiligen Änderung des vorbestimmten Abstandes der Auslaßdüse (5) von der Prallplatte (1) analog der Änderung der spielbehafteten Kraftübertragungsglieder'zueinander abhängig ist, erzeugenden Pneumatiksystem (10) verbunden ist und daß zwischen der Auslaßdüse (5) und der Vordrossel (8) ein in Abhängigkeit vom Druckniveay. des Luftstromes in der Rohrleitung (9) die Steuerung des Luft-

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druckes in den Kolben-Zylinder—Einheiten (11) bewirkender Druckschalter (12) angeordnet ist«

2. Einrichtung zur automatischen Regelung des Ausbalancierungsdruckes an Pressen nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch,

daß das pneumatische Meßwert system vorzugsweise am Führungskopf (4·) des Stößels und am Pleuel (2) angeordnet
ist«

3. Einrichtung zur automatischen Regelung des Ausbalancierungsdruckes an Pressen nach Punkt 1 und 2, gekennzeichne" dadurch,

daß vorzugsweise die Auslaßdüse (5) am Pührungskopf (4) des Stößels und die Prallplatte (1) am Pleuel (2) angeordnet ist.

4, Einrichtung zur automatischen Regelung des Ausbalancierungsdruckes an Pressen nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch,

daß die Prallplatte (1) düsenseitig in. Abhängigkeit von .ihrer Entfernung zur Achsmitte des Pleuelbolzens.(6) mit einem Radius versehen ist.