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Technisches
Gebiet
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Für die Einstellung
der Presshöhe
an Anschlagpressen ist es üblich
Kalibriereinsätze
zu verwenden, die geeicht sind und in den Arbeitsweg der Presse
anstelle des Pressenwerkzeugs eingefügt werden. Die Presshöheneinstellung
erfolgt dann über entsprechende
Vorrichtungen, die an der Anschlagpresse angebracht sind. Hierbei
wird bei modernen Maschinen zunächst
eine Grob- und anschließend eine
Feineinstellung durchgeführt.
Die statische Presshöheneinstellung
ist damit beendet.
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Neben
der statischen Presshöheneinstellung ist
die während
des Betriebs der Presse vorhandene dynamische Presskraft von Bedeutung.
Es ist deshalb wünschenswert,
diese dynamische Presskraft vor Inbetriebnahme der Presse genau
einzustellen. Hierfür
sind jedoch keine Vorrichtungen auf dem Markt, die über eine
ausreichende Genauigkeit verfügen
würden.
Durch verschiedene Faktoren, beispielsweise durch die an der Maschine
vorhandenen Temperaturen, können
Veränderungen
an der Presskraft auftreten, die sich nachteilig auf den Pressvorgang
auswirken. Zur Qualitätssicherung
sind deshalb Presskraft-Überwachungs-Systeme
bekannt, welche die Presskraft der Presse während ihres Betriebs mit eingesetztem
Kontakt und Leitungsmaterial laufend überwachen. Sobald Werte erreicht
werden, welche die Toleranzgrenze unter- oder überschreiten, ist eine Nachjustierung
der Pressenhöhe
erforderlich. Die Presskraft-Überwachungs-Systeme lassen jedoch
keine Aussage zum Leistungsspektrum und zur Pressengüte der Presse
zu, was bei Inbetriebnahme der Presse ebenfalls sehr wünschenswert
ist. Die Aussage wird durch Produkttoleranzen verfälscht.
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Durch
die US PS 4,790,173 ist eine Einstellungsmöglichkeit für die Presshöhe bekannt
geworden, die im Pleuel der Presse untergebracht ist. Zwei übereinanderliegende
und mit Rampen versehene Scheiben lassen eine kontinuierliche Höhenverstellung
zu. Mit dieser Vorrichtung ist jedoch nur eine Grobeinstellung möglich. Eine
Feineinstellung der Presshöhe
ist hiermit nicht durchführbar.
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Eine
verbesserte Ausführungsform
sieht das US Patent 4,970,889 vor. Die im Amboss der Presse untergebrachte
Höhenverstellung
ermöglicht
sowohl eine Grob- als auch eine Feineinstellung über einen Keilblock.
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Bei
Anschlagpressen für
die Kabelkonfektionierung bei den sogenannten Crimpmaschinen sind zwei
Crimpteile vorhanden, die beide auf unterschiedliche Presshöhen einzustellen
sind. Entsprechende Einrichtungen hierfür sind in der US PS 5,095,599
und in der DE AS 1 515 395 gezeigt.
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Eine
Höheneinstellung
für Crimpmaschinen, die
vom Zugriff des Bedienungspersonals unabhängig ist, ist in der
DE 40 39 051 C2 offenbart.
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Mit
dieser Vorrichtung ist eine schrittweise Verstellung der Presshöhe durchführbar mit
einer Genauigkeit von bis zu 0,05 mm. Die Vorrichtung erlaubt, vor
allem bei Schnellwechsel/Crimpwerkzeugen, die Crimphöhe automatisch
vorzuwählen
und einzustellen. Auch lässt
die Vorrichtung eine Einstellung der einzelnen Crimpstempel zu.
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In
der
EP 0 542 144 B1 ist
eine Einrichtung zur Crimphöheneinstellung
gezeigt, die eine besonders feine Höheneinstellung ermöglicht.
Die Höheneinstellung
ist im Pressenpleuel untergebracht und erreicht über entsprechend ausgebildete
Verstellscheiben und Druckplatten eine sehr genaue Einstellung der
Crimphöhe
beider Crimpteile.
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Schließlich zeigt
die
DE 196 22 390
A1 eine Einrichtung zur Längeneinstellung, die im Gestänge der
Presse untergebracht ist. Hierdurch kann die Hubbewegung des Pressenelementes
verstellt werden. Die Einrichtung enthält einen Kraftsensor, mit dem
die der eingestellten Länge
des Gestänges
entsprechende Presskraft gemessen werden kann.
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Darstellung
der Erfindung
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Nachweis der Maschinengüte
einer Anschlagpresse insbesondere an Crimpmaschinen zu schaffen,
die vor einem Dauerbetrieb durchführbar ist.
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Die
Lösung
der gestellten Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und
4 erreicht. In den Arbeitsweg der Anschlagpresse wird ein Messwertaufnehmer
installiert, Einstellpressvorgänge
durchgeführt
und die dynamische Presskraft der Presse an einem Anzeigegerät abgelesen
und der Messwertaufnehmer durch seine Höhenverstellung auf die gewollte
dynamische Presskraft der Presse eingestellt. Daran anschließend wird eine
vorgegebene Anzahl von Pressvorgängen durchgeführt, und
die dabei auftretenden Presskräfte unter
Einsatz eines elektronischen Rechners und Druckers als Diagramm
aufgezeichnet und ausgedruckt. Aus dem aufgezeichneten Diagramm
können Schlussfolgerungen
auf die zu erwartende Reproduzierbarkeit der Pressvorgänge, auf
auftretenden Materialverschleiß und
auch auf Maschinentoleranzen gezogen werden. Für die Maschinenfähigkeitsprüfung werden
die Pressvorgänge
bei gleichbleibender Presskraft durchgeführt. Das aufgezeichnete Diagramm
zeigt die bei den einzelnen Presshüben auftretenden Abweichungen
vom SOLL-Wert.
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Eine
weitere Möglichkeit
für die
Anwendung des Verfahrens besteht darin, dass das Leistungsspektrum
der Presse ermittelt werden kann indem die Presskraft der einzelnen
Pressvorgänge
durch eine stufenweise Verstellung der Höheneinstellung am Messwertaufnehmer
verändert
wird. Unter Zuhilfenahme des Crimpkraftüberwachungs-Systems der Presse,
welches mit dem Anzeigegerät/Drucker
verbunden werden kann, kann das Leistungsspektrum der Presse abgefragt
und aufgezeichnet werden. Das von der Presskraft erzeugte IST-Diagramm
wird mit einem im Rechner/Drucker gespeicherten SOLL-Diagramm verglichen.
Die dabei auftretenden Abweichungen lassen Aussagen über die
Arbeitsweise der Presse zu und ermöglichen darüber hinaus eine Kalibrierung
des Crimpkraft-Überwachungs-Systems.
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Gegenstand
der Erfindung ist ebenfalls eine Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens mit dem dafür
geeigneten Messwertaufnehmer. Die wesentlichen Teile des Messwertaufnehmers
sind ein Führungskörper mit
einem darin axial verschiebbaren Druckbolzen, dessen Höhe stufenlos verstellbar ist
und auf einen Kraftsensor wirkt, der mit einer Kraftanzeige verbunden
ist.
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Der
Kraftsensor selbst ist auf einer Aufnahmeplatte befestigt. Letztere
kann mit einer Grundplatte verbunden sein, die mit einer Werkzeugplatte
vergleichbar ist, wie sie für
Schnellwechsel-Anschlüsse benutzt
werden.
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In
zweckmäßiger Weise
werden Führungskörper, Kraftsensor,
Aufnahmeplatte und Grundplatte zu einer Einheit miteinander verschraubt.
Dabei können
im Bereich des Kraftsensors für
die Verschraubung Distanzhülsen
eingesetzt werden.
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Der
Druckbolzen wird in einer zentralen Bohrung im Führungskörper angeordnet. Er wird bei
seiner axialen Bewegung unverdrehbar im Führungskörper geführt. Diese Führung des
Druckbolzens kann über
eine Kulissenführung
erfolgen.
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Um
vergleichbare Druckflächen
zwischen dem Druckbolzen und dem Kraftsensor zu haben, liegt die
Bodenfläche
des Druckbolzens auf einer Auswölbung
am Kraftsensor an.
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Die
Einrichtung zur Höhenverstellung
des Druckbolzens ist am Druckbolzenkopf angeordnet. Sie besteht
im Wesentlichen aus einer Druckplatte mit darüber liegender verdrehbarer
Scheibe, wobei die Druckplatte auf ihrer Oberseite mindestens eine vorstehende
Auflage hat, die mit mindestens einer rampenförmig ausgebildeten Kreis- oder
Kreisabschnittsfläche
auf der Unterseite der Scheibe zusammenwirkt. Die Druckplatte selbst
ist unverdrehbar am Druckbolzen befestigt. Die Scheibe ihrerseits
ist auf einer Buchse verdrehbar und axial verschiebbar aufgesetzt
und von Tellerfedern in Richtung auf die Druckplatte gedrückt, wobei
die Buchse fest mit dem Druckbolzen verbunden ist. Die Scheibe hat
auf ihrem Umfang einen Zahnkranz, in dessen Zähne Arretierklauen zur Arretierung
der Scheibe eingreifen. Die Arretierklauen sind Bestandteil eines
Rastschiebers, der in einer Nut axial geführt und unter Federkraft in radialer
Richtung auf den Zahnkranz gedrückt
wird. Außerdem
ist der Rastschieber in einem Führungsschieber
untergebracht, der tangential zum Drehkreis verstellbar ist. Die
Verstellung des Führungsschiebers
erfolgt über
eine Stellschraubenspindel. Die Scheibe selbst ist gegenüber dem
Zahnkranz verdrehbar und in vorgegebenen Verdrehstellungen arretierbar.
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Die
exakte Einstellung des Messwertaufnehmers auf die Kalibrierhöhe von beispielsweise
einer Pressengrundhöhe
von 135,78 mm bei einer Presskraft von 8,00 kN erfolgt in der Weise,
dass zunächst in
einer gesonderten Einstelleinrichtung eine Grobhöheneinstellung durchgeführt wird,
indem die Arretierklauen gelöst
und durch Drehen der Scheibe mit dem Zahnkranz die Grobeinstellung
vorgenommen wird. Sodann wird die Scheibe über die Arretierklauen festgesetzt.
Durch Verdrehen der Stellschraubenspindel wird der Führungsschieber
sodann verstellt und eine Feineinstellung durchgeführt. Die
Feineinstellung lässt
die Einstellung von 1000stel mm zu. Zur Unterstützung dieser außergewöhnlich hohen Messgenauigkeit
ist der Kraftsensor mit mehreren Widerstandsdehnungsmessstreifen
ausgestattet.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Anhand
der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung
nachstehend näher
erläutert.
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Es
zeigt:
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1 eine
Anschlagpresse mit eingesetztem Messwertaufnehmer, Anzeigegerät und Rechner in
der Frontansicht,
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2 die
Anschlagpresse zusätzlich
mit einem Press-Kraft-Überwachungs-System,
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3 den
Messwertaufnehmer in der Draufsicht,
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4 den
Messwertaufnehmer im Schnitt gemäß der Linie
A-A der 3,
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5 ein
Messwert-Diagramm zur Maschinenfähigkeitsprüfung und
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6 vergleichende
Soll-/Ist-Diagramme der Pressenleistung.
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Die 1 zeigt
in der Frontansicht eine Anschlagpresse 1, in welcher an
Stelle des Presswerkzeugs der Messwertaufnehmer 2 eingesetzt
ist. Mit dem Messwertaufnehmer 2 ist das elektronische
Anzeigegerät 3 über das
Kabel 4 verbunden. Der Messwertaufnehmer 2 ist
im Arbeitsweg der Anschlagpresse 1 installiert. Der Pressenstempel 5 befindet sich
auf der Zeichnung in seinem oberen Totpunkt. Der Messwertaufnehmer 2 ist
vor seinem Einsatz exakt auf die gewollte Kalibrierhöhe bei einer
gewollten Presskraft eingestellt. Durch Drehen eines Handrades 6 oder
auch einer anderen Einrichtung an der Presse, wird der Pressenstempel 5 in
seinen unteren Totpunkt gefahren und kommt dabei zur Anlage am Messwertaufnehmer 2.
Auf dem Display 7 des Anzeigegerätes 3 wird die vom
Pressenstempel 5 auf den Messwertaufnehmer 2 wirkende
statische Presskraft angezeigt. Ist der angezeigte Messwert unterhalb
der gewollten Presskraft, von beispielsweise 8,00 kN, so ist die
Presse zu hoch eingestellt. Ist der angezeigte Messwert oberhalb
von 8,00 kN, so ist die Presse zu niedrig eingestellt. Durch Drehen
am Handrad 6 wird der Messwertaufnehmer 2 wieder
entlastet und an der am Pressen-Pleuel vorhandenen Einstellmöglichkeit 8 wird
die Pleuellänge
verändert.
Dieser Vorgang wird so lange wiederholt, bis am Display 7 genau
8,00 kN angezeigt werden. Die Pressengrundhöhe ist damit bei vorgegebener
Presskraft eingestellt.
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In
Vorbereitung der Messwertaufnahmen zur Überprüfung der Maschinengüte der Anschlagpresse 1 wird
der Messwertaufnehmer 2 mittels einer Grob- und Feineinstellung
genau auf die gewollte dynamische Presskraft, z.B. 8,00 kN mit einer
unbestimmten Anzahl von Presszyklen eingestellt. Die Kraftwerte werden
am Display 7 des Anzeigegerätes 3 dargestellt.
Erst nach dieser Einstellung des Messwertaufnehmers 2 erfolgt
die eigentliche Aufnahme einer gewollten und bestimmten Anzahl von
dynamischen Kraftmesswerten zur Überprüfung der
Maschinengüte.
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Der
Messwertaufnehmer 2 setzt sich aus der Grundplatte 9,
der Aufnahmeplatte 10, dem Kraftsensor 11, dem
Führungskörper 12 und
einem Druckbolzen 13 zusammen, der im Führungskörper 12 geführt ist.
Der Druckbolzenkopf 14 ist mit einer Höhenverstellung versehen. Diese
Höhenverstellung
ist mit der Skala 15 ausgestattet. Über eine Scheibe 18 mit
einem Zahnkranz 21 ist der Messwertaufnehmer 2 in seiner
Höhe verstellbar.
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In
dem Rechner/Drucker 50 werden die gewonnenen Messdaten
aufgezeichnet, gespeichert und bei Bedarf ausgedruckt. Rechner/Drucker 50 sind über das
Kabel 51 mit dem Anzeigegerät 3 verbunden. Die
Kabel 52 und 53 dienen dem Anschluss an das elektrische
Netz.
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Die 2 zeigt
eine Presse 1, mit Messwertaufnehmer 2, die mit
ihren wesentlichen Teilen der 1 entsprechen.
Die Presse 1 ist jedoch zusätzlich noch mit einem Crimpkraft-Überwachungs-System
versehen, von dem lediglich das Steuergerät 54 eingezeichnet
ist, das über
die Leitung 55 an das Anzeigegerät 3 angeschlossen
ist. Der Anschluss des Rechner/Druckers 50 an das Anzeigegerät 3 ist
gestrichelt eingezeichnet.
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In
der 3 ist der Messwertaufnehmer 2 in der
Draufsicht gezeigt. Sichtbar ist die Grundplatte 9 mit
dem Einschnitt 16 für
den Schnell-Wechsel-Anschluß an der
Presse, sowie der Führungskörper 12 mit
den Schraublöchern 17 zur
Befestigung von Führungskörper 12,
Kraftsensor 11, Aufnahmeplatte 10 und Grundplatte 9 miteinander.
Die Scheibe 18 wird von den Tellerfedern 19 an
der Buchse 20 gehalten. An der Scheibe 18 ist
der Zahnkranz 21 befestigt, dessen Zähne mit den Arretierklauen 23 des
Rastschiebers 24 zusammenwirken. Der Rastschieber 24 ist
in der Nut 25 axial geführt. Über die
Federn 26 wird er in radialer Richtung auf den Zahnkranz 21 gedrückt, so
dass die Arretierklauen 23 in die Zähne 22 des Zahnkranzes 21 eingreifen.
Der Rastschieber 24 ist seinerseits in einem Führungsschieber 27 untergebracht,
der tangential zum Drehkreis des Zahnkranzes 21 verstellbar
ist. Zur Verstellung des Führungsschiebers 27 wird
die Stellschraubenspindel 28 benutzt, die unterhalb des
Rastschiebers 24 durch den Führungsschieber 27 hindurchgeführt ist.
Die Verstellung der Stellschraubenspindel 28 folgt über den
Drehknopf 29, der mit einer Skala versehen ist. Eine weitere
Skala befindet sich an der äußeren als Kulissenführung 30 ausgebildeten
Halterung für
die Spindel. Darüber
hinaus wird der Führungsschieber 27 in
seine Ruhelage durch die Feder 31 gedrückt. Rastschieber 24 und
Führungsschieber 27 sind durch
eine Abdeckplatte abgedeckt, die in der vorliegenden Fig. zur Sichtbarmachung
der Teile weggelassen worden ist.
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In
der 4 ist der Messwertaufnehmer 2 gemäß Schnitt
A-A der 3 gezeigt. Auf der Grundplatte 9 befindet
sich die Aufnahmeplatte 10. Die Grundplatte 9 dient
der Befestigung des Messwertaufnehmers 2 auf dem nicht
näher gezeigten
Pressentisch anstelle des Presswerkzeugs. Die Aufnahmeplatte 10 bildet
die exakte Unterlage für
den darüber
befindlichen Kraftsensor 11 auf dem der Führungskörper 12 für den Druckbolzen 13 sitzt.
Der Druckbolzen 13 ist axial verschiebbar im Führungskörper 12 gehalten.
Dabei ist er durch die Kulissenführung 30 unverdrehbar
im Führungskörper 12 gehalten.
Die Kulissenführung 30 wird
durch die Verschraubung 61 in dem Führungskörper 12 befestigt. Für die Führung des
Druckbolzens 13 ist der Führungskörper 12 mit der zentralen
Bohrung 32 versehen.
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Die
Bodenfläche 33 des
Druckbolzens 13 liegt auf der Auswölbung 34 des Kraftsensors 11 an. Die
Befestigung des Kraftsensors 11 zwischen dem Führungskörper 12 und
der Aufnahmeplatte 10 wird mit Hilfe von Distanzhülsen 35 vorgenommen,
die in die entsprechenden Bohrungen 45 im Bereich der Verschraubungen
eingesetzt sind. Die Bohrungen 45 im Kraft-Sensor 11 sind
hierfür
geringfügig
größer ausgeführt als
die Schraublöcher 17.
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Der
Kopf 14 des Druckbolzens 13 ist als Höhenverstellung
ausgebildet. Hierfür
ist er mit einer Druckplatte 36 versehen, die unterhalb
der verdrehbaren Scheibe 18 angeordnet ist. Die Druckplatte 36 ist
unverdrehbar am Druckbolzen 13 angebracht. Auf ihrer Oberseite
ist sie mit mindestens einer vorstehenden Auflage 37 versehen,
die mit mindestens einer rampenförmig
ausgebildeten Kreisabschnittsfläche 38 auf
der Unterseite der Scheibe 18 zusammenwirkt. Die Scheibe 18 ist
verdrehbar und axial verschiebbar auf der Buchse 20 aufgesetzt,
wobei die Buchse 20 fest mit dem Druckbolzen 13 mittels
der Schraube 39 verschraubt ist. Durch die Tellerfedern 19,
die von einem Sprengring 40 gehalten sind, wird die Scheibe 18 auf
die Druckplatte 36 gedrückt.
Mit der Scheibe 18 ist der Zahnkranz 21 verbunden.
Die Sicherung der Verbindung erfolgt über den Sicherungsbolzen 41 nach
dessen Entfernung die Scheibe 18 gegenüber dem Zahnkranz 21 verdreht
werden kann. Hierdurch kann eine grobe Höheneinstellung des Messwertaufnehmers 2 erfolgen.
Die Kreisabschnittsfläche 38 gleitet
auf der Auflage 37 und je nach Drehrichtung der Scheibe 18 findet
eine Verlängerung
bzw. Verkürzung
des Messwertaufnehmers 2 statt. Diese Einstellmöglichkeit
der Kalibrierhöhe
des Messwertaufnehmers 2 ist für seine Grundeinstellung erforderlich.
Bei dieser Grundeinstellung des Messwertaufnehmers 2 wird
die Kalibrierhöhe
des Messwertaufnehmers 2 fixiert. Mit dieser Grundeinstellung
wird später
die statische Kalibrierung der Pressen-Grundhöhe vorgenommen.
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Für die Kalibrierung
der Crimp-Kraft-Überwachung
ist die Höhe
des Messwertaufnehmers 2 über den Zahnkranz 21 mit
Hilfe des Rastschiebers zur Grobeinstellung und des Führungsschiebers 27 zur
Feineinstellung möglich.
In gleicher Weise wird bei der Maschinenfähigkeitsuntersuchung an Anschlagpressen
verfahren um die Höheneinstellung des
Messwertaufnehmers 2 durchzuführen.
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In
der 5 ist ein praktisches Beispiel in Form einer Messwert-Tabelle
zur Maschinenfähigkeitsprüfung gezeigt.
Bei einer durch den Messwertaufnehmer 2 eingestellten dynamischen
Presskraft der Presse von 8,00 kN werden 50 Pressvorgänge durchgeführt, die
einzeln in der oberen Zeile aufgelistet sind. Zu den einzelnen Pressvorgängen ist
die am Anzeigegerät
erscheinende Presskraft beziffert ausgedruckt und zwar in der zweiten
Zeile. Die gleiche Presskraft ist als Diagramm darunter aufgezeichnet. Aus
dem Beispiel ergibt sich, dass die Presse sehr genau die Toleranzgrenzen
einhält,
die Presskraft weicht nur geringfügig von der eingestellten Kraft
von 8,00 kN ab. Der obere Grenzwert von 8,20 kN und der untere Grenzwert
von 7,80 kN wird bei weitem nicht erreicht. Die Maschine ist für ihren
Einsatz tauglich.
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In
der 6 ist ein Diagramm dargestellt, in dem die Presskraft
in kN in Bezug zu einer vorgewählten
Messverstärkung
aufgetragen worden ist. Dabei wird das IST-Diagramm 1 mit
dem SOLL-Diagramm S verglichen. Die Übereinstimmung der beiden Kurven,
d.h. der IST- und der SOLL-Kurve lassen eine Beurteilung des Leistungspektrums
der Presse zu.