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Verfahren und Anordnung zur automatischen Konstanthaltung des Schließdruckes
bzw. der Säulenvorspannung bei mittels Kniehebel zu öffnenden bzw. zu schließenden
Formen von Druckgießmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine
Anordnung zur automatischen Konstanthaltung des Schließdruckes bzw. der Säulenvorspannung
bei mittels Kniehebel zu öffnenden bzw. zu schließenden Formen von Druckgießmaschinen
für Metalle und Spritzgießmaschinen zur Verarbeitung thermoplastischer Massen.
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Bisher war es bei vorgenannten Maschinen unmöglich, den Schließdruck
bzw. die Säulenvorspannung genau zu kontrollieren. Insbesondere Längenänderungen
der einzelnen Maschinenteile und des Werkzeugs infolge Erwärmung während des Betriebs
waren nur durch gefühlsmäßige Nachstellung des Kniehebelverschlusses von Hand auszugleichen.
Unsachgemäße Bedienung führte dabei oft zur Überlastung der Verschluß teile oder
zu verminderter Pre-ßsäulenvorspannung und damit zu einem verminderten Schließdruck.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile, insbesondere
die ter- bzw. die Unterbela,stung der Pressenteile infolge der unkontrollierbaren
Handuachstellung zu beseitigen.
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Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß während jedes Preßvorganges
eine dem Schließdruck bzw. der Säulenvorspannung entsprechende Größe gemessen wird
und nach jedem Preßvorgang - sofern erforderlich - eine den gewünschten Schließdruck
bzw. die gewünschte Säulenvorspannung bewirkende Nachstellung vorgenommen wird.
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Hierzu verwendet man mit besonderem Vorteil ein Speicherwerk, welches
während des Preßvorganges einen auf Grund einer gemessenen, dem Schließdruck bzw.
der Säulenvorspannung entsprechenden Größe gegebenen Befehl zur Nachstellung aufnimmt
und nach dem Preßvorgang seine Ausführung veranlaßt.
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Durch dieses Vorgehen wird der Preßvorgang selbst nicht gestört.
Ein beobachteter Fehler ist aber bereits beim darauffolgenden Preßvorgang vollständig
oder wenigstens größtenteils beseitigt.
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An der Meßstelle kann man Dehnungsmeßstreifen, welche zur Messung
der Säulenvorspannung auf die Säulen aufgeklebt und in einen elektrischen Meßstromkreis
eingeschaltet sind, oder auch Druckmeßdosen, welche zur Messung des Schließdruckes
an den Angriffspunkten der Kräfte angeordnet sind, verwenden.
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Zur Einleitung der Nachstellung wird vorzugsweise ein Impulsgeber
benutzt, welcher beim Überschreiten einer oberen Grenze der gemessenen Größe und
beim Unterschreiten einer unteren Grenze der gemessenen Größe einen Nachstellimpuls
in der erforderlichen Richtung gibt.
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Die Speicherung des Nachstellbefehls kann man mit Hilfe von auf die
Säulenmuttern einwirkenden Nachstelleinrichtungen erreichen, welche - sof&n
erfor-
derlich - auf Grund eines Nachstellimpulses bereits während des Schließvorganges
in Arbeitsstellung gebracht und während einiger Zeit danach in Arbeitsstellung gehalten
werden, so daß die Säulenmuttern sofort nachgestellt werden, sobald sie nicht mehr
infolge der Pressung verspannt sind.
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Insbesondere kann dies mit Hilfe je eines sich selbst haltenden Relaisschalters
für jede Nachstellrichtung geschehen, welcher während des Preßvorganges auf Grund
eines Nachstellimpulses den Betätigungsstromkreis für die auf die Säulenspannmutter
wirkende Vorrichtung schließt und ihn erst unterbricht, wenn die Zone- geöffnet
ist.
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Als Steuerung für diesen Relaisschalter empfiehlt sich ein erster
Endschalter, welcher bei geschlossener Form den Nachstellimpuls auf das Relais des
selbsthaltenden Relaisschalters leitet, und ein zweiter Endschalter, welcher bei
voll geöffneter Form den Selbsthaltestromkreis des Relaisschalters unterbricht.
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Da es bei Verwendung eines Kniehebelverschlusses sehr schwierig ist,
den genauen Ansprechzeitpunkt eines Endschalters festzulegen, ist es von Vorteil,
daß der Endschalter für geschlossene Form ein Verzögerungsrelais erregt, welches
seinerseits mittels eines Schalters den Nachstellimpuls auf das Relais des Relaisschalters
leitet.
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Im allgemeinen muß der Nachstellimpuls verstärkt werden. Beispielsweise
kann er über eine elektrische, hydraulische oder elektrohydraulische Nachstelleinrichtung
auf die Spaunmuttern der Säulen einwirlcen.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung. Es zeigt Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung, bei welchem zur Messung der Säulenvorspannung Debnungsmeßstreifen
verwendet werden, insbesondere ein für die erfindungsgemäße Anordnung verwendbares
elektrisches Schaltbild, und Fig. 2 in einem Schnitt durch eine Kniehebelpresse
die spezielle Lage der einzelnen Endschalter, wobei der obere Teil dieser Figur
die geschlossene und der untere Teil die offene Stellung der Presse darstellt.
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In Fig. 1 sind Dehnungsmeßstreifen 1 auf vier nicht dargestellten
Säulen aufgeklebt und in einem Meßstromkreis 2 angeordnet. Die Dehnungsmeßstreifen
sind hintereinander geschaltet, um einen Mittelwert der Längenänderung zu erhalten.
Das Meßergebnis wird über einen Meßkasten 3, welcher beispielsweise eine an sich
bekannte Widerstandsmeßbrücke und einen Gleichspannungsverstärker aufweisen kann,
auf den Impulsgeber 4 geleitet. Dieser besitzt einen Zeiger 5, welcher eine dem
Meßergebuis entsprechende Stellung einnimmt. Dieser Zeiger wirkt gleichzeitig als
Kontaktglied und stellt bei einem Meßergebnis außerhalb des Genauigkeitsbereiches
des vorgeschriebenen Sollwertes eine Verbindung mit dem Kontakt 6 bzw. mit dem Kontakt
7 her. Über seinem Drehpunkt ist der Zeiger mit dem einen Pol einer Wechselstromquelle
8 verbunden. An die Verbindungsleitung selbst ist ein Endschalter 9 für die geöffnete
Form und ein Schaltkontakt 10 gelegt. Der Kontakt 6 steht über das Relais 11 eines
ersten Relaisschalters und der Kontakt 7 über das Relais 12 eines zweiten Relaisschalters
mit dem anderen Pol der Wechselstromquelle8 in Verbindung. Mittels des Ankers 13
des ersten Schaltrelais werden der Selbsthaltekontakt 14 und der Hauptkontakt 15
betätigt. Mittels des Ankers 16 des zweiten Relaisschalters werden der Selbsthaltekontakt
17 und der Hauptkontakt 18 betätigt.
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Der Selbsthaltestromkreis des ersten Relaisschalters verläuft über
das Relais 11, den Leitungszweig 19, den Selbsthaltekontakt 14 und den Leitungszweig
20.
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Der Selbsthaltekreis für den zweiten Relaisschalter verläuft über
das Relais 12, den Leitungszweig 31, den Selbsthaltekontakt 17 und ebenfalls über
den L'eitungszweig 20.
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Der Kontakt 10 wird durch ein Verzögerungsrelais 22 betätigt, welches
über einen Endschalter 23 für die geschlossene Form und iiber einen Endschalter
24 für den Preßvorgang erregt wird.
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Der Endschalter 9 für die offene Form ist dauernd geschlossen und
öffnet nur, solange die Form vollständig geöffnet ist. Der Endschalter 23 für die
geschlossene Form ist dauernd geöffnet und schließt nur, solange die Form geschlossen
ist. Der Endschalter 24 ist dauernd geschlosssen und öffnet nur, solange der Preßvorgang
dauert.
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Von einer Gleichstromquelle 25 aus kann über den Hauptkoiitakt 15
ein Relais 26 zur Betätigung einer Druckflüssigkeitssteuereinrichtung 27 bzw. iiber
den Hauptkontakt 18 ein Relais 28 zur Betätigung einer Druckflüssigkeitssteuereinrichtung
29 erregt werden.
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Beim Ansprechen der Steuereinrichtung 27 wird Druckflüssigkeit durch
die Zuleitung 30 über die Leitung 31 hinter den Kolben 32 des Arbeitszylinders 33
geleitet, wodurch - weil auf der anderen Seite des Kolbens 32 der gleiche Druck
der Flüssigkeit aus der Zuleitung 34 auf eine kleinere Fläche wirlt - die Klinke
35 vorgeschoben wird, in die Zähne des Zahnkranzes 36 eingreift und dadurch die
Säulenmutter in
der gewünschten Weise verstellt. In gleicher Weise wird beim Ansprechen
der Steuereinrichtung 29 Druckflüssigkeit durch die Zuleitung 37 über die Leitung
38 hinter den Kolben 39 des Arbeitszylinders 40 geleitet, so daß sich die Klinke
41 vorschiebt, in die Zähne des Zahnkranzes 36 eingreift und die Säulenmutter in
der entgegengesetzten Richtung verstellt. Wenn eine Steuereinrichtung 27 bzw. 29
nicht erregt ist, steht der Raum hinter den Kolben 32 bzw. 39 mit der Ablaufleitung
56 in Verbindung. In diesem Fall überwiegt der Flüssigkeitsdruck aus der Zuleitung
34 und führt die Klinken 35 bzw. 41 in ihre hinterste Stellung zurück.
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Falls keine großen Verstellarbeiten zu leisten sind, genügt es, die
Verdrehung der Säulenmutter elektrisch direkt von der Stromquelle 25 aus vorzunehmen.
Beispielsweise kann über den Hauptkontakt 15 ein Relais 42 und über den Hauptkontakt
18 ein Relais 43 er regt werden. Die Anker dieser Relais sind unmittelbar mit einer
Klinke 44 bzw. einer Klinke 45 zur Verstellung des Zahnkranzes 46 verbunden.
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Selbstverständlich brauchen nicht verschiedene Verstelleinrichtungen
für eine Presse verwendet zu werden. Es genügt im allgemeinen eine einzige Verstelleinrichtung,
die auf einen Zahnkranz wirkt, von dem aus die Verstellbewegung über ein Getriebe
od. dgl. auf die einzelnen zu verstellenden Muttern der Säulen übertragen wird.
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In Fig. 2 ist eine Kniehebelpresse schematisch dargestellt, hauptsächlich
um die Lage der einzelnen Endschalter 9, 23 und 24 zu zeigen. In der oberen Hälfte
der Figur befindet sich die Form in geschlossener Stellung, in der unteren Hälfte
der Figur ist die Form geöffnet.
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Die Säulen 47, beispielsweise vier an der Zahl, sind mit Säulenmuttern
48 versehen, auf denen sich eine Platte 49 abstützt Auf dieser Platte ist die Matrize
50 gelagert. Die Form 51 wird von einer Platte 52 gehalten, die auf den Säulen 47
gleiten kann und mit Hilfe des Kniehebelverschlusses 53 die Form 51 und die Matrize
50 unter Druck setzen kann. Der Kniehebelverschluß wird über eine Stange 54 und
ein Verstellglied 55 betätigt.
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Der Arbeitsablauf dieser Anordnung ist der folgende: Zunächst werden
Form und Matrize vorbereitet, dann wird durch Betätigen des Kniehebelverschlusses
53 die Platte 52 und damit die Form 51 nach rechts verschoben. Zum Beginn dieser
Bewegung schließt sich der Endschalter 9. Etwa wenn der Kniehebelverschluß seine
Endstellung erreicht, wird der Endschalter 23 geschlossen, damit ist die Stellung,
in welcher der eigentliche Preßvorgang erfolgt, erreicht.
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Da sich der Zeitpunkt der Betätigung des Endschalters 23 nicht genau
feststellen läßt, ist ein Verzögerungsrelais 22 eingeschaltet, welches kurze Zeit
nach dem Schließen des Endschalters 23 den Kontakt 10 schließt. Sofort beim Einsetzen
des Preßvorganges öffnet sich der Endschalter 24. Damit ist der Stromkreis für das
Zeitrelais 22 nur kurzzeitig noch vor dem Einsetzen der Belastung geschlossen. Es
kann also nur ein Meßimpuls im Augenblick des Auftretens der Vorspannung, nicht
aber ein weiterer Meßimpuls während der eigentlichen Belastung wirksam werden.
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Während der gesamten Zeit wird mittels der Dehnungsmeßstreifen 1
der Vorspannungszustand der Säulen 47 gemessen. Der Kontaktzeiger 5 des Impulsgebers
4 liegt, solange keine Pressung erfolgt, auf dem Kontakt 6 auf. Sobald die Pressung
beginnt, nimmt er eine Stellung entsprechend dem gemessenen Spannungswert ein. Wird
ein Wert außerhalb des
durch den Winkelbereich innerhalb der Kontakte
6 und 7 bestimmten Toleranzbereiches festgestellt, dann liegt der Kontaktzeiger
5 auf einem der Kontakte 6 oder 7 auf.
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Da sowohl der Endkoatakt 9 als auch der Kontakt 10 geschlossen sind,
wird nunmehr eines der beiden Relais 11 und 12 erregt. Der entsprechende Anker wird
angezogen und damit gleichzeitig der Selbsthaltekreis für das betreffende Relais
errichtet.
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Zwar wird gleichzeitig über einen der Hauptkontakte 15 bzw. 18 auch
die Verstellvorrichtung in Arbeitsstellung gebracht. Da aber zum Zeitpunkt der Pressung
die Säulenmuttern verklemmt sind, kann die Verstelleinrichtung nicht wirksam werden.
Erst wenn der Preßvorgang beendet ist und der Kniehebelverschluß 53 gelöst wird,
kann die Nachstellbewegung durchgeführt werden. Daß der Nachstellbefehl so lange
gespeichert wird, ist dem Selbsthaltekreis der Relaisschalter 13 bzw. 16 zu danken.
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Eine eventuell notwendige Nachstellbewegung der Säulenmuttern kann
so lange andauern, bis der Endschalter 9 sich öffnet, d. h. also bis zu dem Augenblick,
in welchem die Form vollständig geöffnet ist.
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Sobald der Endschalter 9 geöffnet ist, hat die Anordnung ihre ursprüngliche
Ausgangsstellung wieder erreicht, und es kann ein neuer Preßhub erfolgen.
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Wesentlich für das erfindungsgemäße Verfahren ist eine zeitliche
Steuerung der Arbeitsvorgänge, damit der während des Pressens gemessene Wert der
Säulenvorspannung bzw. der Schließkräfte sofort nach dem Pressen automatisch berichtigt
werden kann.
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PAENTANSPROCHE: 1. Verfahren zur automatischen Konstanthaltung des
Schließdruckes bzw. der Säulenvorspannung bei mittels Kniehebel zu öffnenden bzw.
zu schließenden Formen von Druckgießmaschinen für Metalle und Spritzgießmaschinen
zur Verarbeitung thermoplastischer Massen, dadurch gekennzeichnet, daß während jedes
Preßvorganges eine dem Schließdruck bzw. der Säulenvorspannung entsprechende Größe
gemessen wird und daß nach jedem Preßvorgang - sofern erforderlich - eine den gewünschten
Schließdruck bzw. die gewünschte Säulenvorspannung bewirkende Nachstellung vorgenommen
wird.