DE10028147B4

DE10028147B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Werkstücktransportvorrichtung für eine Pressenanlage

Info

Publication number: DE10028147B4
Application number: DE10028147A
Authority: DE
Inventors: Burkhard Schumann; Kurt Metzger
Original assignee: L Schuler GmbH
Current assignee: L Schuler GmbH
Priority date: 2000-06-07
Filing date: 2000-06-07
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2020-06-08
Also published as: CA2407289A1; US6557463B2; KR20030007891A; EP1292406A1; DE10028147A1; US20020020306A1; BR0111417A; WO2001094047A1

Abstract

Verfahren zum Betreiben einer Werkstücktransportvorrichtung für eine Pressenanlage, wobei
– die Werkstücktransportvorrichtung (1) von wenigstens einer Antriebseinrichtung (5) angetrieben wird,
– eine Kraftausgleichseinrichtung (6, 8) mit einer zusätzlichen Bremseinrichtung (8) an der Werkstücktransportvorrichtung angreift, um eine ungewollte Bewegung des Werkstücks zu vermeiden,
– die Funktion der Bremseinrichtung (8) durch die Ermittlung ihres Haltemoments beim Aufbringen eines vorbestimmten Drehmoments auf die Antriebseinrichtung (5) überprüft wird,
– die Summe der Haltemomente der Kraftausgleichseinrichtung (6, 8) mit der Gewichtskraft der Werkstücktransportvorrichtung (1) und des Werkstücks (2) verglichen wird,
– zu geringe Haltemomente zu einer Bewegung der Werkstücktransportvorrichtung (1) führen, die mit einem Weggeber (10) erfasst wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Werkstücktransportvorrichtung für eine Pressenanlage nach den Ansprüchen 1 und 9.

Gattungsgemäße Verfahren sind aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt. Die dort eingesetzten Bremseinrichtungen dienen dazu, zu demjenigen Zeitpunkt, in denen die Pressenanlage nicht arbeitet, die von der Lageenergie von angehobenen Teilen solcher Vorrichtungen oder der Energie des Gewichtsausgleiches durch eine eventuelle Bewegung der Teile nach unten oder oben ausgehende Gefährdung zu vermeiden. Solche auch als Haltebremsen bezeichneten Einrichtungen besitzen Reibbeläge, die so ausgelegt sind, daß sie nur eine begrenzte Anzahl von Betriebsbremsungen, d.h. Bremsungen aus der Bewegung ausführen können, da sie hierfür nicht konstruktiv ausgelegt sind. Solche Betriebsbremsungen können beispielsweise durch Spannungsausfall oder durch Fehlschaltungen während der Inbetriebnahme notwendig sein.

Mit zunehmendem Verschleiß der Reibbeläge der Bremseinrichtungen vermindert sich jedoch das aufbringbare Bremsmoment, wodurch ein sicheres Halten der Vorrich tungsteile nicht mehr gewährleistet ist und die potentielle Energie dieser Teile eine Gefährdung darstellt.

Alternativ hierzu werden bei einem ebenfalls allgemeinen Stand der Technik mechanische Festhaltevorrichtungen eingesetzt, die einen Formschluß zu dem jeweiligen Vorrichtungsteil besitzen. Diese sind jedoch relativ aufwendig herzustellen, müssen für jede Vorrichtung separat angepaßt werden und verursachen daher relativ hohe Kosten.

Die normalerweise eingesetzten, oben beschriebenen Bremseinrichtungen sind dagegen Standardteile, wodurch sich relativ geringe Kosten und ein sehr niedriger Montageaufwand ergeben. Ein weiterer Vorteil der bekannten Bremseinrichtungen ist das niedrigere erforderliche Bremsmoment, da meist im Anschluß an die Bremseinrichtung noch eine Untersetzung des Antriebes und somit eine Erhöhung des Drehmoments erfolgt.

Zum allgemeinen Stand der Technik bezüglich Bremseinrichtungen bei Werkstücktransportvorrichtungen für Pressenanlagen sowie bezüglich Verfahren zum Betreiben von Werkstücktransportvorrichtungen für Pressenanlagen wird auf die CH-PS 291 869 und die EP 0 511 028 B1 verwiesen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Werkstücktransportvorrichtung für eine Pressenanlage zu schaffen, bei welchem in jedem Zustand während des Betriebs der Werkstücktransportvorrichtung sichergestellt ist, daß die Bremseinrichtung das erforderliche Drehmoment aufbringen kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in den Ansprüchen 1 und 9 genannten Merkmale gelöst.

Erfindungsgemäß wird durch Aufbringen eines vorbestimmten Drehmoments mit Hilfe der Antriebseinrichtung geprüft, ob die Bremseinrichtung noch funktioniert, so daß es möglich ist, das Verfahren zum Betreiben der Werkstücktransportvorrichtung für die Pressenanlage nicht zu starten, wenn das von der Antriebseinrichtung aufgebrachte Drehmoment das maximale Haltemoment der Bremseinrichtung überschreitet. Hierdurch ist in jeder Situation eine sichere Funktion der Bremseinrichtung gewährleistet und es können potentielle Unfälle durch Bewegungen der Werkstücktransportvorrichtung bzw. deren Teile verhindert werden. Dies bringt eine enorme Erhöhung der Sicherheit beim Betreiben von Pressenanlagen mit sich und kann sogar Menschenleben retten.

Das vorbestimmte, von der Antriebseinrichtung aufgebrachte Drehmoment liegt dabei in einem Bereich, der geringfügig niedriger ist als das von der Bremseinrichtung aufzubringende Drehmoment, wobei selbstverständlich das durch die Masse des Werkstücks und der Werkstücktransportvorrichtung aufgebrachte Drehmoment berücksichtigt werden müssen.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß kein zusätzlicher Hardwareaufwand erforderlich ist, da Standardteile verwendet werden können. Hierdurch ergibt sich vorteilhafterweise auch keine Erhöhung des Trägheitsmomentes.

Eine in der Praxis besonders sinnvoll einsetzbare Möglichkeit der Durchführung der Prüfprozedur der Bremseinrichtung ist dann gegeben, wenn das vorbestimmte Drehmoment durch die Antriebseinrichtung beim Abschalten der Pressenanlage aufgebracht wird. Dies stellt keinerlei Zeitverlust beim Betrieb der Pressenanlage dar und es ist bei jedem neuerlichen Einschalten der Pressenanlage eine sichere Wirkungsweise der Bremseinrichtung gewährleistet.

Selbstverständlich kann das vorbestimmte Drehmoment durch die Antriebseinrichtung alternativ auch beim Einschalten der Pressenanlage oder zu beliebigen Zeitpunkten beim Stillstand der Pressenanlage manuell durch eine Bedienperson aufgebracht werden.

Bei zu geringem Bremsmoment der Bremseinrichtung können entsprechende Maßnahmen zur Personensicherheit ergriffen werden, d.h. es können dann die Werkstücktransportvorrichtung und/oder die Pressenanlage abgeschaltet werden.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Anspruch 9 angegeben.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den restlichen Unteransprüchen sowie aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellten Ausführungsbeispiel.
Die einzige Figur zeigt in einer schematischen Darstellung eine Werkstücktransportvorrichtung für eine Pressenanlage, mit welcher das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann.
Eine Vorrichtung 1 zum Transport von Werkstücken 2 innerhalb einer nicht dargestellten, jedoch an sich bekannten Pressenanlage weist einen Riementrieb 3 auf, der über ein Getriebe 4 von einer Antriebseinrichtung 5, im vorliegenden Fall von einem Elektromotor angetrieben wird, auf. Statt des Riementriebs 3, des Getriebes 4 sowie des Elektromotors sind selbstverständlich auch andere Einrichtungen denkbar, die bei bekannten Werkstücktransportvorrichtungen 1 für Pressenanlagen Verwendung finden.
Um den Riementrieb 3, das Getriebe 4 sowie den Elektromotor zu entlasten bzw. eine ungewollte Bewegung des Werkstücks 2 nach unten aufgrund der auf dasselbe einwirkenden Schwerkraft zu vermeiden, greift an dem Riementrieb 3 eine im vorliegenden Fall pneumatisch betriebene und an sich bekannte Gewichtsausgleichseinrichtung 6 an. Da die Gewichtsausgleichseinrichtung 6 die Masse des Werkstücks 2 jedoch nicht zu jedem Zeitpunkt sicher in einer beliebigen Stellung halten kann, greift zusätzlich an einer Ausgangswelle 7 des Elektromotors eine Bremseinrichtung 8 an. Selbstverständlich wäre es auch möglich, die Bremseinrichtung 8 an einem beliebigen anderen Punkt innerhalb der Werkstücktransportvorrichtung 1 angreifen zu lassen, an welcher sie in der Lage ist, eine ungewollte Bewegung des Werkstücks 2 zu verhindern.
Die Bremseinrichtung 8 weist wenigstens einen, im vorliegenden Fall jedoch zwei Reibbeläge 9 auf, ist jedoch im vorliegenden Fall als reine Haltebremse bzw. statische Bremse ausgelegt, d.h. die Reibbeläge 9 sind so ausgeführt, daß sie nur im Notfall für eine Betriebsbremsung des Werkstücks 2, d.h. also einer Bremsung aus der Bewegung des Werkstücks 2 heraus, eingesetzt werden können und bei solchen Betriebsbremsungen einem verhältnismäßig hohen Verschleiß ausgesetzt sind. Das Haltemoment wird bei der Bremseinrichtung 8 durch Federkraft aufgebracht und die Bremseinrichtung 8 kann elektrisch oder hydraulisch belüftet werden. Selbstverständlich wäre auch die Verwendung einer Betriebsbremse als Bremseinrichtung 8 denkbar.
An der Ausgangswelle 7 des Elektromotors ist ein Encoder bzw. Weggeber 10 angeschlossen, der die jeweilige Stellung der Ausgangswelle 7 und somit des Werkstücks 2 als elektrischen Impuls an eine Steuereinrichtung 11 weitergibt. Die Steuereinrichtung 11 ist wiederum mit einem Stromgeber bzw. Stromrichter 12 verbunden, der den Elektromotor mit einer bestimmten Stromstärke versorgt und so dessen Antriebsleistung und damit den von dem Werkstück 2 zurückgelegten Weg sowie dessen Geschwindigkeit steuert. Der Weggeber 10, die Steuereinrichtung 11 sowie der Stromgeber 12 sind von an sich bekannter Bau- und Funktionsweise, die einem Fachmann auf dem einschlägigen Gebiet bekannt sind, und daher im folgenden nicht näher erläutert werden sollen.
Um eine ungewollte Bewegung des Werkstücks 2 nach unten oder oben zu vermeiden, ist die Bremseinrichtung 8 bei jedem Stillstand der Werkstücktransportvorrichtung 1 im Eingriff, d.h. die Reibbeläge 9 greifen an der Ausgangswelle 7 an und verhindern eine Bewegung derselben und somit eine Bewegung des Werkstücks 2. Da bei einem eventuellen Verschleiß der Reibbeläge 9 das notwendige Haltemoment von der Bremseinrichtung 8 unter Umständen nicht mehr aufgebracht werden kann, wird durch Aufbringen eines vorbestimmten Drehmoments durch den Elektromotor die Funktion der Bremseinrichtung 8 geprüft. Dies kann zyklisch, z.B. bei jedem Abschalten oder Einschalten der Werkstücktransportvorrichtung 1 bzw. der Pressenanlage vorgenommen werden, selbstver ständlich jedoch auch zu beliebigen anderen Zeitpunkten im Stillstand, beispielsweise im Rahmen eines Serviceintervalls, manuell durch eine Bedienperson.
Der Elektromotor wird also bei geschlossener Bremseinrichtung 8 von dem Stromgeber 12 mit einem bestimmten Strom I beaufschlagt, der beispielsweise einem Drehmoment von 80% des Haltemoments der Bremseinrichtung 8 entspricht. Daraufhin erfolgt eine Summenbildung der auftretenden Momente, wobei die durch die Gewichtsausgleichseinrichtung 6 aufgebrachte Kraft und das Moment der Bremseinrichtung 8 in eine positive und die Gewichtskraft der Teile der Werkstücktransportvorrichtung 1 in eine negative Richtung wirken. Ist die Haltekraft der Bremseinrichtung 8 größer als die Gewichtskraft, so erfolgt keine Bewegung des Systems. Bei einem Verschleiß der Reibbeläge 9 und einem daraus folgenden Nicht-Vorhandensein des erforderlichen Haltemoments überwiegt das Drehmoment des Elektromotors und es erfolgt ein Durchrutschen der Bremseinrichtung 8. Diese Bewegung kann durch den Weggeber 10 erfaßt werden und bei Überschreiten eines vorgegebenen Drehwinkels kann die gesamte Pressenanlage abgeschaltet werden. Des weiteren ist es dann möglich, geeignete Maßnahmen zur Personensicherheit einzuleiten.
Das durch den Elektromotor aufgebrachte Drehmoment wirkt also der Gewichtskraft der Werkstücktransportvorrichtung 1 bzw. des Werkstücks 2 entgegen und liegt in einem Bereich, der geringfügig niedriger ist als das von der Bremseinrichtung 8 aufbringbare Haltemoment. Durch diese Prüfprozedur wird zu jedem Zeitpunkt des Betriebs der Werkstücktransportvorrichtung 1 sichergestellt, daß die Bremseinrichtung 8 das notwendige Haltemoment aufbringen kann. In demjenigen Fall, in dem das von der Antriebseinrichtung aufgebrachte Drehmoment das mögliche Haltemoment der Bremseinrichtung 8 überschreitet, wird, wie oben beschrieben, die Werkstücktransportvorrichtung 1 bzw. die Pressenanlage sofort abgeschaltet und es können potentielle Unfälle durch ein Instandsetzen der Bremseinrichtung 8 vermieden werden.

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Werkstücktransportvorrichtung für eine Pressenanlage, wobei – die Werkstücktransportvorrichtung (1) von wenigstens einer Antriebseinrichtung (5) angetrieben wird, – eine Kraftausgleichseinrichtung (6, 8) mit einer zusätzlichen Bremseinrichtung (8) an der Werkstücktransportvorrichtung angreift, um eine ungewollte Bewegung des Werkstücks zu vermeiden, – die Funktion der Bremseinrichtung (8) durch die Ermittlung ihres Haltemoments beim Aufbringen eines vorbestimmten Drehmoments auf die Antriebseinrichtung (5) überprüft wird, – die Summe der Haltemomente der Kraftausgleichseinrichtung (6, 8) mit der Gewichtskraft der Werkstücktransportvorrichtung (1) und des Werkstücks (2) verglichen wird, – zu geringe Haltemomente zu einer Bewegung der Werkstücktransportvorrichtung (1) führen, die mit einem Weggeber (10) erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das vorbestimmte Drehmoment durch die Antriebseinrichtung (5) beim Abschalten der Werkstücktransportvorrichtung (1) oder der Pressenanlage aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das vorbestimmte Drehmoment durch die Antriebseinrichtung (5) beim Einschalten der Werkstück transportvorrichtung (1) oder der Pressenanlage aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das vorbestimmte Drehmoment durch die Antriebseinrichtung (5) zu beliebigen Zeitpunkten während des Stillstandes der Pressenanlage manuell durch eine Bedienperson aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Bewegung der Antriebseinrichtung (5) während des Prüfvorgangs die Werkstücktransportvorrichtung (1) und/oder die Pressenanlage abgeschaltet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das durch die Antriebseinrichtung (5) aufgebrachte Drehmoment entgegen der Gewichtskraft der Werkstücktransportvorrichtung (1) wirkt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das durch die Antriebseinrichtung (5) aufgebrachte Drehmoment in die Richtung der Gewichtskraft der Werkstücktransportvorrichtung (1) wirkt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Bremseinrichtung (8) eine Ausgangswelle (7) der Antriebseinrichtung (5) gebremst wird.
Vorrichtung zum Betreiben einer Werkstücktrans portvorrichtung für eine Pressenanlage mit – wenigstens einer Antriebseinrichtung (5), die die Werkstücktransportvorrichtung (1) antreibt, – einer an der Werkstücktransportvorrichtung (1) angreifenden Kraftausgleichseinrichtung (6, 8), einschließlich – einer an einer beliebigen Stelle der Werkstücktransportvorrichtung (1) angeordneten zusätzlichen Bremseinrichtung (8), – einem vorbestimmten Drehmoment, das von der Antriebseinrichtung (5) zur Funktionsprüfung der Bremseinrichtung (8) erzeugt wird und das bei der Bremseinrichtung (8) ein vorbestimmtes Haltemoment bewirkt, – einem Weggeber (10), der die Bewegung der Werkstücktransportvorrichtung (1) erfasst, welche dann entsteht, wenn die Summe der Haltemomente der Kraftausgleichseinrichtung (6, 8) geringer ist, als die von Werkstücktransportvorrichtung (1) und Werkstück (2) ausgeübte Kraft.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung der Bewegung der Antriebseinrichtung (5) ein Weggeber (10), eine Steuereinrichtung (11) und ein Stromgeber (12) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (5) als Elektromotor ausgebildet ist.