DE102019008420A1 - Vorrichtung und Verfahren zur exakten Erfassug der Kompression und des Pressweges eines Werkstückes unter hohem Druck in einer Pressanlage, die infolge des Pressdruckes elastisch verformt wird - Google Patents

Abstract

In der Technik sind eine Vielzahl von Pressen und Pressvorrichtungen bekannt. Steuerungstechnisch ist es wesentlich, den Abstand der aufeinander sich zubewegenden Flächen (Druckplatten) vor, während und nach dem Pressen durch Messung zu erfassen. Dieser sich ändernde Abstand wird oft als Pressweg bezeichnet.Der Pressweg lässt sich bei Pressen mit großflächigen geschlossenen Druckplatten, auf die sehr große Kräfte einwirken, und bei denen der zu messende Pressweg in ähnlicher Größenordnung wie die Verformung der Pressenkonstruktion ist mit bekannten Wegstreckenmesssystemen nicht messen.Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendet man zwei Messbalken. Diese sind mit jeweils zwei Lagerpunkten über der von oben ausfahrenden Druckplatte und jeweils mit zwei Lagerpunkten unter der festen Druckplatte, dem Pressentisch, parallel gehalten. Damit werden die inneren Bewegungen beider Druckplatten zueinander nach außen an Präzisions-Messsysteme übertragen. Die an den Enden der Messbalken gemessene Abstandswerte geben den Pressweg innerhalb der Anlage an.

Description

• In der Technik sind eine Vielzahl von Pressen und Pressvorrichtungen bekannt. Bei fast allen handelt es sich um das Verdichten eines Volumeninhaltes, der durch Einwirken einer technisch erzeugten Kraft komprimiert wird. Soweit dieser Volumeninhalt aus einem festen plastischen Körper besteht, können zwei gegenüberliegende Flächen auf diesen Körper einwirken, indem diese sich aufeinander zubewegen und dabei durch Pressung eine Verformung bewirken. Bei diesem Vorgang ist es steuerungstechnisch wesentlich, den Abstand der aufeinander sich zubewegenden Flächen (Druckplatten) vor, während und nach dem Pressen durch Messung zu erfassen. Dieser sich ändernde Abstand wird oft als Pressweg bezeichnet.
• In der Regel reagiert jede Pressvorrichtung elastisch bezüglich der beim Pressvorgang entstehenden Kräfte. Meist kann man die dabei zeitweise entstehende Verformung innerhalb der Pressenkonstruktion vernachlässigen, weil diese keinen wesentlichen Einfluss auf den Pressvorgang hat. Unter anderem lassen sich Abstandsmessungen am Rand der Druckplatten problemlos vornehmen. Relevant werden derartige Verformungen erst bei Pressen mit großflächigen geschlossenen Druckplatten, auf die sehr große Kräfte einwirken und der zu messende Pressweg in ähnlicher Größenordnung wie die Verformung der Pressenkonstruktion ist. Würde man bei derartigen Anlagen am Druckplattenrand messen, so gibt der gemessene Wert nicht den genauen Abstand im Inneren der Druckfläche an, weil ggf. die Randbereiche aufbiegen. Eine Messung direkt in der Presse zwischen den Druckplatten ist nicht möglich, weil dort der zu pressende Körper liegt. Bekannt sind Wegstreckenmesser an den ausfahrenden Druckzylindern, unabhängig davon, ob diese mit Hydrauliköl oder pneumatisch betrieben werden. Im Weiteren bekannt sind entsprechende Messsysteme an mechanisch betriebenen Druckspindeln. Aber auch ein in diesem Bereich der Druckkraftentwicklung gemessenes Ergebnis gibt nicht den genauen Abstand der Druckplatten zueinander an, weil die stehende Druckplatte, d. h. die Druckplatte, die den Gegendruck zur ausfahrenden Druckplatte darstellt, in ihrer Konstruktion und Lagerung eine gewisse elastische Verformung vollzieht. Ebenso wird die Position des Lagerpunktes der Druckzylinder in einem Pressenrahmen elastisch verschoben.
• Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendet man zwei Messbalken, die beispielsweise aus einem Aluminiumprofil hergestellt sind. Diese sind mit jeweils zwei Lagerpunkten über der von oben ausfahrenden Druckplatte und jeweils mit zwei Lagerpunkten unter der festen Druckplatte, dem Pressentisch, parallel gehalten. Die Halterungen in den Lagerpunkten sind so konstruiert, dass ein Lagerpunkt als Loslager fungiert, der zweite als Festlager, sodass keine weiteren Kräfte und damit Verformungen sich auf die Messbalken auswirken. Damit werden die inneren Bewegungen beider Druckplatten zueinander präzise nach außen übertragen.
• In der vorliegenden Beispielskonstruktion findet die Vorrichtung Anwendung in Pressen, die üblicherweise eine Pressfläche mit einer Breite von 3 - 4 m und eine Länge von 16 - 20 m haben. Bei dem Ausführungsbeispiel sind eine größere Anzahl von Hydraulikzylinder mit einer Einzeldruckkraft von bis zu 5000 KN oder mehr in zweireihiger, rasterförmiger Anordnung verbaut und die Druckplatten verfügen über eine entsprechend massive Auslegung, wobei die elastischen Verformungen im Bereich von einigen Millimetern zu erwarten sind. Die Lagerpunkte der Messvorrichtung sind genau oder nahe an den Angriffspunkten der Hydraulikzylinder vorgesehen, bzw. parallel dazu an der druckaufnehmenden Seite. Bedingt durch die konstruktive Länge der Messbalken werden die Bewegungen der Druckpunkte aufeinander zulaufend an zwei Präzisions-Messsysteme übertragen, die jeweils außerhalb der Druckplatten am Ende der Messbalken die Werte aufnehmen. Die an den Enden der Messbalken gemessene Abstandswerte geben den Pressweg innerhalb der Anlage an. Steuerungstechnisch werden die ausfahrenden Zylinder im Gleichlauf parallel geführt. Bei einer Abweichung vom Gleichlauf lassen sich aus den erhaltenen äußeren Messwerten über die festen geometrischen Verhältnisse der Vorrichtung die innen anliegenden Wege errechnen.
• Bezugszeichenliste

(1.)

Pressenrahmen

(2.)

Hydraulikzylinder

(3.)

Druckplatte

(4.)

Pressentisch

(5.)

Zu verpressendes Werkstück

(6.)

Oberer Messbalken

(6.1.)

Lagerung des oberen Messbalkens an der Druckplatte

(7.)

Unterer Messbalken

(7.1.)

Lagerung des unteren Messbalkens am Presstisch

(8.)

Wegmesser

(VO)

Verschiebung des Oberrahmens unter Last am Lagerpunkt des Hydraulikzylinders

(VT)

Verschiebung des Pressentisches unter Last

(H)

Höhe des Werkstücks

(K)

Abstand oberer zu unterem Messbalken beim Aufliegen der Druckplatte auf dem Werkstück ohne Presskraft

(K')

Abstand oberer zu unterem Messbalken beim Pressen des Werkstückes

Claims (3)

1. Vorrichtung und Verfahren zur exakten Erfassung der Kompression und des Pressweges eines Werkstückes unter hohem Druck in einer Pressenanlage, die infolge des Pressdruckes elastisch verformt wird dadurch gekennzeichnet, dass sich der Pressweg zwischen den großflächigen Druckplatten von außerhalb der Druckplatten angebrachten Messsystemen ermitteln lässt.
2. Vorrichtung und Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei parallel angebrachte, lastfrei gelagerte Messbalken in den Bereichen der Angriffspunkte der Druckzylinder und parallel dazu an der druckaufnehmenden Seite vorgesehen sind.
3. Vorrichtung und Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Abweichung im Gleichlauf der ausfahrenden Druckzylinder sich über die festen geometrischen Verhältnisse der Vorrichtung aus den außen erhaltenen Messwerten die innen anliegenden Wege errechnen lassen

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