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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überprüfung von Pressen.
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Die
qualitative Überprüfung von
Pressen mittels Kraftnormale und Höhenmessuhr ist gängige Praxis.
Dabei müssen
jedoch zwei verschiedene Geräte,
einmal zur Messung der Kraft und einmal zur Messung der Schließhöhe (Abstand
unterer Totpunkt des Pressenstempels vom Pressenboden), verwendet
werden.
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Die
Kraft wird im Allgemeinen dynamisch unter Produktionsbedingungen
gemessen, wobei die Messungen über
mehrere Zyklen beobachtet und statistisch ausgewertet werden. Als
Kraftnormale dienen bei herkömmlichen
Geräten
zur Messung der Kraft entweder Spiralfedern oder Tellerfedern. Spiralfedern
haben jedoch den Nachteil, dass sie wenig Kraft aufbauen, und Tellerfedern
haben den Nachteil, dass das Messergebnis aufgrund von Reibung verfälscht werden
kann.
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Die
Schließhöhe der Presse
wird im Allgemeinen mittels Höhenmessuhren
ermittelt. Diese Messung erfolgt statisch, d.h. der Pressenstempel wird
wesentlich langsamer als unter Produktionsbedingungen um den unteren
Totpunkt bewegt.
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Der
Patent Abstract der JP 2003225799 A offenbart eine Vorrichtung zum Überprüfen einer
Presse, die einen bewegbaren Teil und einen festen Teil enthält. Die
Vorrichtung enthält
ferner einen Zwischenabschnitt 12, der einen elastischen
Körper
(Feder) und einen Sockelabschnitt 13 enthält. Der
Sockelabschnitt 13 enthält
einen Lastsensor 18, um eine auf die Feder wirkende Kraft
zu erfassen. Ferner enthält
der Zwischenabschnitt 12 einen Sensor 19, der
einen Abstand zu einem Druckbeaufschlagungsabschnitt, der auf die
Feder eine Kraft ausübt,
erfasst.
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Die
DE 82 00 607 U1 beschreibt
eine Messeinrichtung zum Ermitteln von statischen und dynamischen
Kennwerten von Pressen. Durch einen induktiven Weggeber wird eine
Bewegung eines Pressenstempels erfasst.
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Aufgabe
der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung, mit der Kraft
und Schließhöhe einer Presse
bei hohen Stößelgeschwindigkeiten
unter Produktionsbedingungen geprüft werden können.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe ist dem Patentanspruch 1 zu entnehmen. Weiterentwicklungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Zum Überprüfen einer
Presse wird ein Presshub ausgeführt,
bei dem ein Pressenstempel unter Verformung einer Vorrichtung zum
Erzeugen einer der Bewegung des Pressenstempels entgegenwirkenden
Kraft bewegt wird. Die Bewegung des Pressenstempels und die jeweils
entgegenwirkende Kraft während
des Presshubs werden gleichzeitig erfasst und die erhaltenen Daten
ausgewertet.
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Dabei
werden die Daten hinsichtlich der Stelle, die der Pressenstempel
am Ende eines Presshubs erreicht, und der dabei durchlaufenen Kraft-Wegkennlinie ausgewertet.
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Somit
ist es möglich
den Presshub unter normalen Produktionsbedingungen entsprechend
zeitlichen und/oder Kraftbedingungen durchzuführen.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Überprüfen einer
Presse enthält
ein bewegliches Bauteil, welches bei einem Presshub von dem Pressenstempel
bewegt wird. Die Vorrichtung enthält eine Einrichtung zum Erzeugen
einer der Bewegung des beweglichen Bauteils bei dem Presshub entgegenwirkenden
Kraft. Gemäß der erfindungsgemäßen Vorrichtung
wird die von dem Pressenstempel auf das bewegliche Bauteil ausgeübte Kraft
durch eine Kraftmesseinrichtung erfasst und die Bewegung des beweglichen
Bauteils durch eine Wegmesseinrichtung erfasst, so dass die auf
das bewegliche Bauteil ausgeübte
Kraft und die Bewegung des beweglichen Bauteils gleichzeitig erfassbar
und für
eine Auswertung verfügbar
sind.
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Weiterhin
enthält
die Vorrichtung eine Blattfeder, zum Erzeugen einer der Bewegung
des beweglichen Bauteils bei dem Presshub entgegenwirkenden Kraft.
Die Blattfeder ist dabei vorzugsweise auf zwei in gegenseitigem
Abstand angeordneten Auflagern abgestützt und das bewegliche Bauteil (vorzugsweise
ein Stößel) liegt
an einer zwischen den Auflagern befindlichen Stelle an der Blattfeder an.
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Die
Auflageflächen
der Auflager sind bevorzugt konvex ausgebildet, und ein Abstand
zwischen den Auflagern und/oder die Höhe wenigstens eines Auflagers
ist veränderbar,
so dass die der Bewegung des beweglichen Bauteils entgegenwirkende
Kraft eingestellt werden kann.
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Gemäß einer
anderen Weiterbildung der Erfindung ist die Wegmesseinrichtung eine
Lichtschranke mit einem Lichtsender und einem Lichtempfänger, wobei
bei einer Verformung der Blattfeder eine von dem Lichtsender an
den Lichtempfänger gelangende
Lichtmenge verändert
wird. Dies erfolgt gemäß der Erfindung
beispielsweise dadurch, dass ein vorspringendes Element an der Blattfeder
derart ausgebildet ist, dass bei einer Verformung der Blattfeder
das vorspringende Element die von dem Lichtsender an den Lichtempfänger gelangende
Lichtmenge verändert.
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Auch
kann ein Kraftsensor in das bewegliche Bauteil integriert sein,
um die von dem Pressenstempel auf das bewegliche Bauteil ausgeübte Kraft
zu erfassen.
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Die
Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung
im Einzelnen erläutert.
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1 zeigt
eine schematische Querschnittansicht einer in eine zu überprüfende Presse
eingespannten Vorrichtung gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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Wie
in 1 gezeigt, wird die Vorrichtung 1 anstelle
eines Produktionswerkzeuges in eine Presse 2 eingespannt.
Die Vorrichtung 1 weist ein Gehäuse 3 auf, wobei im
eingespannten Zustand der Vorrichtung eine zu einem Pressenstempel 4 der
Presse 2 weisende Gehäusewand 3a eine
Gehäuseöffnung 5 aufweist.
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Gemäß dem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
ist in der Gehäusewand 3a eine
Gehäuseöffnung 5 ausgebildet,
die eine Führung
für ein
bewegliches Bauteil 6, beispielsweise einen Stößel 6,
darstellt.
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Ein
aus dem Gehäuse 3 nach
außen
weisendes Ende 6a des Stößels 6 liegt einem
Ende des Pressenstempels 4 gegenüber, wenn die Vorrichtung 1 in
die Presse 2 eingespannt ist. Der Stößel 6 ist in der Gehäuseöffnung 5 vorzugsweise
in gleicher Richtung verschiebbar, wie der Pressenstempel 4.
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Das
andere Ende 6b des Stößels 6 mündet in
einen Hohlraum 7 des Gehäuses 3 und berührt bei Abwärtsbewegung
eine Blattfeder 8.
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Die
Blattfeder 8 ist, wie in 1 gezeigt,
auf zwei Auflagern 9a, 9b abgestützt. In 1 ist
ein Zustand gezeigt, bei dem der Pressenstempel 4 über den
Stößel 6 eine
Kraft auf die Blattfeder 8 ausübt und die Blattfeder 8 durchbiegt.
Das andere Ende 6b des Stößels berührt die Blattfeder 8 vorzugsweise
an einer Stelle zwischen den Auflagern 9a, 9b.
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Die
Höhe der
Vorrichtung 1 ist so bemessen, dass am unteren Totpunkt
des Pressenstempels 4 der Stößel 6 eine bestimmte
Stellung hat und die Blattfeder 8 um einen bestimmten Weg
durchdrückt. Beim
Eichvorgang der Vorrichtung wird diese Stellung erfasst und festgelegt.
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Mit
einem allgemein bekannten Kraftsensor 10, der beispielsweise
im Bereich des unteren Endes 6b des Stößels 6 angebracht
bzw. in diesen integriert ist; wird die vom Pressenstempel 4 auf
den Stößel 6 bzw.
die Blattfeder 8 aufgebrachte Kraft gemessen. Der Kraftsensor
kann an anderer geeigneter Stelle in der Vorrichtung angeordnet
sein, beispielsweise an den Auflagern 9a, 9b.
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1 zeigt
ferner eine Lichtschranke 11, beispielsweise eine Gabellichtschranke,
die vorzugsweise zwischen den Auflagern 9a, 9b am
Boden 13 des Gehäuses 3 angeordnet
ist. Die Lichtschranke 11 weist einen Lichtsender 11a und
einen Lichtempfänger 11b auf.
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An
einer unteren Seite der Blattfeder 8 ist ein Vorsprung 12 angebracht,
der beispielsweise im Wesentlichen senkrecht von der unteren Seite
der Blattfeder 8 in Richtung Lichtschranke derart wegsteht, dass
bei Durchbiegung der Blattfeder der Vorsprung 12 in die
von dem Lichtsender 11a an den Lichtempfänger 11b gesendeten
Lichtstrahlen eindringt und die an den Lichtempfänger gelangende Lichtmenge in
Abhängigkeit
von der Durchbiegung der Blattfeder 8 ändert. In Abhängigkeit
von der Eindringtiefe kann die untere Schließhöhe bzw. die Abweichung von
einer Sollschließhöhe berechnet
werden.
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Gemäß dem in 1 gezeigten
Ausführungsbeispiel
der Vorrichtung 1 zum Überprüfen der Presse 2 sind
der Pressenstempel 4, der Stößel 6 der Vorrichtung 1 und
die Lichtschranke 11 vertikal in Reihe angeordnet. Die
Lichtschranke ist beispielsweise am Boden 13 des Gehäuses 3 angebracht.
Alternativ kann die Lichtschranke 11 auch seitlich versetzt
zu dem Stößel 6 an
einer Seitenwand des Gehäuses 3 angeordnet
sein, wobei in diesem Fall der Vorsprung 12, der von der
Blattfeder 8 wegsteht, entsprechend seitlich an der Blattfeder 8 befestigt
sein muss und/oder eine entsprechende Form aufweisen muss, um bei
Durchbiegung der Blattfeder 8 die von dem Lichtsender 11a an
den Lichtempfänger 11b gelangende
Lichtmenge zu ändern.
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1 zeigt
ferner einen Schieber 14, der aus der Vorrichtung 1 herausragt
und in Pfeilrichtung A bewegt werden kann, um beispielsweise das
Auflager 9a, an dem ein Ende der Blattfeder 8 abgestützt ist,
relativ zu dem Auflager 9b zu verschieben, und dadurch
die der Presse 2 bzw. dem Pressenstempel entgegenwirkende
Kraft der Blattfeder 8 einzustellen. Die Gegenkraft kann
auch durch Höhenverstellung wenigstens
eines der Auflager 9a, 9b beispielsweise verändert werden.
Eine solche Höhenverstellung kann
mittels nicht dargestellter Gewindeeingriffe oder hydraulisch oder
durch Höhenveränderung
des Gehäuses 3 insgesamt,
beispielsweise mittels einer Unterlegplatte, durch Längenveränderung
des Stößels usw.
erfolgen.
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Die
Durchbiegung der Blattfeder 8 und somit die Schließhöhe der Presse 2 wird
gemäß der Erfindung
direkt über
die Lichtschranke 11 gemessen Diese Messung ist schnell,
so dass das Verhalten der Schließhöhe im dynamischen Bereich (also
unter Produktionsbedingungen) beobachtet werden kann. Hierzu wertet
beispielsweise ein Mikrocontroller 15 die von dem Kraftsensor 10 und
der Lichtschranke 11 gelieferten Kraft- und Wegsignale
aus.
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Obwohl
die Erfindung im vorangegangenen unter Bezugnahme auf ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel
beschrieben wurde, ist es selbstverständlich, dass Modifikationen
und Änderungen
vorgenommen werden können,
ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen.
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Beispielsweise
kann ein Ende der Blattfeder 8 direkt an der Gehäuseseitenwand
des Gehäuses 3 abgestützt sein,
so dass lediglich ein Auflager 9a erforderlich ist, wodurch
die Größe der Vorrichtung
reduziert werden kann. Ebenso ist es möglich auch beide Auflager 9a, 9b verschiebbar
auszubilden. Weitere Modifikationen des in 1 gezeigten
bevorzugten Ausführungsbeispiels
sind möglich,
solange Kraft und Weg des Pressenstempels gleichzeitig bestimmt werden
können.
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Presse
- 3
- Gehäuse
- 3a
- Gehäusewand
- 4
- Pressenstempel
- 5
- Gehäuseöffnung
- 6
- Stößel
- 6a
- ein
Ende des Stößels
- 6b
- anderes
Ende des Stößels
- 7
- Hohlraum
- 8
- Blattfeder
- 9a,
b
- Auflager
- 10
- Kraftmesseinrichtung
- 11
- Lichtschranke
- 11a
- Lichtsender
- 11b
- Lichtempfänger
- 12
- Vorsprung
- 13
- Boden
- 14
- Schieber
- 15
- Auswerteeinrichtung