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Einrichtung zum Verhindern von zeitlichen Überschneidungen des Eingriffs
der Kupplungen und Bremsen an Pressen Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung
zur Verhinderung von zeitlichen überschneidungen des Eingriffs der einzelnen über
Druckmittelzuleitungen zu betätigenden Kupplungen und Bremsen an Pressen mit mindestens
einer Bremse und mindestens einer Kupplung, insbesondere an Pressen mit Geschwindigkeitswechselgetriebe,
bei denen die Leerwege beschleunigt durchfahren werden und jeder Geschwindigkeitsstufe
des Wechselgetriebes eine besondere Kupplung zugeordnet ist.
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Die Erfindung besteht darin, daß in jede Druckmittelzuleitung für
eine Kupplung oder Bremse ein auf Druckänderungen ansprechendes, einen elektrischen
Schalter betätigendes Schaltglied (Druckwächter) eingeschaltet ist, das mit Elektrosteuerventilen
in den jeweils anderen Druckmittelzuleitungen für die anderen Kupplungen und Bremsen
in Wirkungsverbindung steht.
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Die Aufgabe, ein Überschneiden der Schaltvorgänge von Kupplung und
Bremse zu verhindern, war bereits bekannt. Ein bekannter Vorschlag zur Lösung dieser
Aufgabe ging dahin, vor der Lufteinführung der Kupplung ein Drossel- und Abblaseventü
anzuordnen, dabei durch einige Drosselbohrungen im Kolben die Einschaltzeit der
Kupplung zu verzögern und schließlich die Bremse durch Zuführung der Druckluft über
ein Rückschlagventil in den Bremszylinder zu lüften. Durch Ausschalten wurde dabei
die Rohrleitung der Kupplung und der Bremse über ein Elektroventil mit der freien
Luft verbunden.
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Gegenüber dem bekannten Vorschlag bietet die Erfindung den Vorteil,
daß nur bei voll aufgebautem Druck des die Bremse betätigenden Druckmittels,
d. h. bei vollkommen geöffneter Bremse auf elektrischem Weg über die vorgesehenen
Schaltglieder (Druckwächter) die Elektrosteuerventile für eine oder mehrere Kupplungen
betätigt werden, während bei der bekannten Bauart die Gefahr bestand, daß bei zum
Lösen der Bremse nicht ausreichenden Drücken die Kupplung schon einrückte. Dabei
bietet die Bauart nach der Erfiridung vollständige Freiheit die Anordnung für beliebig
viele, beliebig weit auseinanderliegende Kupplungen und Bremsen auszubilden.
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Bei einer Ausführungsforin weisen die Schaltglieder (Druckwächter)
von dem Druckmittel gegen Federwirkung beaufschlagbare Kolben auf, und die Kolben
stehen mit Schaltstiften in Wirkungsverbindung, die mindestens einen elektrischen
Kontakt betätigen. Eine weitere Erfindung Regt hierbei darin, daß die Schaltglieder
- vorzugsweise durch Federeinstellung - für bestimmte Ansprechdrücke
einstellbar sind. Abgesehen von der Sicherheit der Einstellung des richtigen Arbeitsdruckes
wird hierdurch die Möglichkeit geschaffen, die Zeitdifferenz zwischen dem Schalten
der Kupplung und dem Schalten der Bremse einzustellen, also zu vergrößern oder zu
verkleinern. Besonders bei schnellaufenden Maschinen ist es von Bedeutung, diese
Zeiten so einstellen zu können, daß sie dicht beieinander liegen. Diese Anordnung
ermöglicht es auch, die Kupplungen mit Druckmittel anderer Spannung zu betreiben
als die Bremsen.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Ansprüchen und der
Zeichnung. Die einzelnen Merkmale können je für sich, zu mehreren oder
- soweit sinngemäß - alle miteinander bei einer Ausführungsform der
Erfindung verwirklicht sein.-Es ist Fig. 1 eine schematisch gezeichnete Ansicht
des Oberteils einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Presse mit oben auf der Presse
angeordnetem zweigängigem Schaltgetriebe, Fig. 2 ein schematisch gezeichneter, waagerechter
Schnitt durch das Schaltgetriebe, Fig. 3 schematisch die Steuerwalze, Fig.
4 und 5 ein Sälialtbild der elektrischen Stromkreise der Steuereinrichtung,
Fig. 6 ein Druckwächter im Längsschnitt.
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Auf dem Oberteil 18 des Pressenkörpers ist der Antriebselektromotor
1 angebracht (Fig. 1 und 2). Dieser treibt über Keilriemen 2' ein
Schwungrad 2 an, das auf der Vorgelegewelle 3 des Geschwindigkeitswechselgetriebes
17 befestigt ist. Auf dieser Vorgelegewelle sitzen zwei Zahnräder
4 und 5. Parallel zur Vorgelegewelle 3 ist im Getriebegehäuse die
Ab-
triebswelle 6 gelagert. Auf dieser sind zwei Zahnräder
7 und 8 leer laufend gelagert, von denen das Rad 7 mit dem
Rad 5 und das Rad 8 mit dem Rad 4 im Eingriff steht. Die Räder
5 und 7 haben bei dem gezeichneten Beispiel gleichen Durchmesser und
gleiche Zähnezahl, das Rad 8 hat wesentlichgrößeren Durchmesser als das Rad
4 und entsprechend größere Zähnezahl. Die Abmessungen sind so gewählt, daß das Rad
8 etwa mit der halben Drehzahl angetrieben wird die die Vorgelegewelle
3 mit den Rädern 4 und 5 und dementsprechend auch das Rad
7 haben.
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Auf der Welle 6 sind zu beiden Seiten des Schaltgetriebegehäuses
17 Lamellenkupplungen 9 und 10
angeordnet. Das Rad
8 ist mit einem Lamellenkupplungsgehäuse 9 fest verbunden, das Rad
7 mit einem Lamellenkupplungsgehäuse 10. Die Lainellengehäuse sind
Träger je einer Lamellengruppe. Innerhalb der Lamellengehäuse sind auf der
Welle 6 Lamellenfüße 11 und 12 fest angebracht, z. B. aufgekeilt (Keile
11'
und 12'), welche Gruppen von den zuerst erwähnten Lamellen zugeordneten,
zwischen die ersten greifenden Lamellen tragen. Die Kupplungen lassen sich durch
Axialverschiebung von Muffen 29, 29' schließen, die auf Hebel 30, 30'
einwirken, die an den Gehäusen gelagert sind. Diese Verschiebung wird von an den
Stimenden der Welle 6 angebrachten Druckmittel- bzw. Druckluftzylindem
13 und 14 durchgeführt. Die Welle 6 weist an ihren Stimenden Mittelbohrungen
auf, die bis zu den Kupplungsgehäusen 9
und 10 reichen. Von den Zylindern
13 und 14 aus ragen Kolbenstangen 13 a und 14 a in diese Mittelbohrungen
hinein. Durch Querschlitze der Welle 6
hindurch sind diese Kolbenstangen mit
den Muffen 29
und 29' verbunden.
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Auf einem Ende der Abtriebswelle 6 ist eine als Ganzes mit
15 bezeichnete Lamellenbremse angebracht, deren feststehender Teil an dem
Außenlager 31 befestigt ist. Mit dem feststehenden Bremsgehäuse ist ein Druckzylinder
35 verschraubt, in dem sich ein Druckkolben 62 befindet, der für einen
kleinen Hub eingerichtet ist. Durch Preßluft oder ein anderes Druckmittel wird der
Kolben 62 gegen die Bremskraft liefernde Federn 57 gedrückt, hebt
die erste Drucklamelle ab und löst dadurch die Bremse. Das Bremsen erfolgt unter
der Einwirkung der am ganzen Umfang angebrachten Federn 57 beim Ablassen
der Preßluft.
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Zwischen den Lagerstellen der Räder 7 und 8 ist das
Abtriebsrad 16 befestigt, z. B. mittels des Keils 16' aufgekeilt.
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Das Abtriebsrad 16 des Schaltgetriebes steht mit einem im Pressenkörper
gelagerten Zwischenrad 19
im Eingriff, mit dem ein Ritzel 20 fest verbunden
ist, das das eine von zwei miteinander kämmenden weiteren Zwischenrädern 21, 22
gleichen Durchmessers antreibt. Mit den letzteren sind Ritzel 23, 24 fest
verbunden. Das Ritzel 23 treibt über ein Zwischenrad 25
die Kurbelwelle
27 an, das Ritzel 24 über ein Zwischenrad 26 eine zweite, parallel
zur Kurbelwelle 27
gelagerte Kurbelwelle 28. Mit a sind die Kurbelstelg
lungen bezeichnet, bei denen in einer beispielsweisen Einstellung die Presse eingeschaltet
wird, mit b die Kurbelstellungen, bei denen vom Geschwindigkeitswechselgetriebe
her die Geschwindigkeit geändert wird.
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Die Druckmittelzylinder 13, 14 und 35 sind durch Druckmittelleitungen
36, 33 und 34 über elektromagnetisch betätigbare Steuerventile 42,
38 und 40 mit dem Druckmittelbehälter 63 verbunden. An die Druckmittelleitungen
33, 34 und 36 sind noch Druckwächter 45, 41 und 43 angeschlossen.
Diese in Fig. 6
dargestellten Druckwächter weisen einen mit der Druckmittelleitung
verbindbaren Kanal 64 auf, der in eine Zylinderbohrung 65 mündet. In dieser
Zylinderbohrung ist ein Kolben 58 verschiebbar geführt und eine Druckschraubenfeder
59 angeordnet, die sich auf einer Einstellschraube 66 abstützt. Die
mit dem Kolben 58 verbundene Kolbenstange 67 arbeitet in ihrer in
Fig. 6 oberen Stellung mit einem Schaltstift 60
eines an sich bekannten
Mikroschalters 61 zusammen. Die zu seinen Kontakten führenden elektrischen
Leitungen sind mit den Klemmen 68 verbunden. Druckwächter 41 (Fig. 4) läßt
bei Druckanstieg das Schließen seines Mikroschalters unter der Wirkung einer in
diesem angeordneten Feder zu, während die Druckwächter 43 und 45 bei Druckanstieg
entsprechend das öffnen der Mikroschalter gestatten.
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Die Druckmittelzylinder 13, 14 und 35 werden von einem
Steuerteil aus gesteuert, der eine Steuerwalze 37 enthält, die synchron mit
der Kurbelwelle der Presse umläuft, z. B. unmittelbar von der Kurbelwelle aus angetrieben
ist. Auf der Steuerwalze 37 sind Kurvenscheiben 46, 47, 48, 49 und
50 einstellbar befestigt, die Kontakte 51, 52, 53, 54
und 55 betätigen.
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Der Steuerteil weist weiter Relais A, B,
C, D, E, F,
G, H, J auf. Ein Schlüsselschalter
56 dient zum Einstellen der Betriebsart der Presse.
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Die Schaltung des Steuerteiles der Presse ist aus den Fig. 4 und
5 ersichtlich. Die zu einem Relais gehörenden Kontakte sind mit kleinen Buchstaben
bezeichnet.
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Die Presse arbeitet auf folgende Weise- Ist der Hauptschalter
56 eingeschaltet, so ist das Relais E
über den Ruhekontakt
101 der Drucktaste »Aus« und die Ruhekontakte 102, 103 der beiden
Drucktasten »Ein« einer Zweihandsteuerung erregt. Das Relais B bekommt über den
Arbeitskontakt e, und die Ruhekontakte f., c,5, d5, h21 12 Spannung
und hält sich über seinen Kontakt bi und den Ruhekontakt a. selbst. Die Kurbelwellen
27, 28 stehen in der Stellung a (Fig. 1).
Werden nun die Drucktasten
»Ein« gedrückt, so wird über deren Arbeitskontakte 104, 105 das Relais
F erregt. Der Erregerkreis. des Relais E wird durch das öffnen der normalerweise
geschlossenen Ruhekontakte 102, 103 der Drucktasten »Ein« und seine Verbindung
mit dem Erregerkreis des Relais B durch das Öffnen des Ruhekontakts f2 unterbrochen.
Das Relais F schaltet mit seinem Arbeitskontakt fl, der jetzt geschlossen wird,
über den jetzt auch geschlossenen Kontakt b2 und den Ruhekontakt e2 des abgefallenen
Relais E die Relais C und D ein, die -über die Kontakte cl
und d, (Fig. 5) die elektromagnetischen Steuerglieder des Ventils 40 in der
zur Bremse führenden Leitung 34 so betätigen, daß Druckmittel in den Zylinder
35 strömt, wodurch die Bremse 15 gelöst wird. Durch den Druckanstieg
in der Leitung 34 wird der Kolben 58 des Druckwächters 41 entgegen der Wirkung
der Feder 59 von dem Schaltstift 60 weggedrückt, wodurch ein in dem
Mikroschalter 61
angeordneter Arbeitskontakt wbr geschlossen wird. Dieser
Kontakt wbr schaltet über die noch an Spannung liegende Erregerleitung für die Relais
C und D,
die geschlossenen Kontakte c2 und d2, den Ruhekontakt
w, und den Kontakt 55 der Steuerkurve 50 und Kontakt gl das Relais
J ein. Dieses Relais J schaltet mit seinem Kontakt i, die elektromagnetischen
Betätigungsglieder
des in der zur Kupplung 9 führenden Druckmittelleitung
36 liegenden Ventils 42 ein, das sich öffnet. Durch das in den Zylinder
13 einströmende Druckmittel wird die Kupplung 9 eingerückt, und durch
den Druckanstieg in der Leitung 36
öffnet sich der Kontakt w 2 des Druckwächters
43, der so lange geöffnet bleibt, wie die Leitung 36 unter Druck steht, also
die Kupplung 9 eingerückt ist.
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Die Presse wird nun über die geschlossene Kupplung 9 durch
das Räderpaar 4, 8 mit langsamer Geschwindigkeit angetrieben. Wenn sich die
Kurbelwellen 27, 28 bis in Stellung b (Fig. 1) gedreht haben,
schließt die Steuerkurve 48 (Fig. 3, 4) der synchron mit den Kurbelwellen
27, 28 mitlaufenden Steuerwelle 37 den Kontakt 53, das Relais
G wird erregt. Sein Ruhekontakt gl wird geöffnet und öffnet so den Erregerstromkreis
des Relais J, das abfällt und mit seinem Arbeitskontakt i, den Erregerstromkreis
des in der zur Kupplung 9 führenden Druckleitung 36
liegenden Ventils
42 öffnet. Das Ventil 42 unterbricht die Verbindung mit dem Druckmittelbehälter
63 und lüftet: zugleich die Druckleitung 36, so daß die Kupplung unter
Wirkung von (nicht dargestellten) Federn ausgerückt wird. Sobald die Leitung
36 drucklos ist, schließt sich der Kontakt w. des Druckwächters 43 wieder
und erregt damit das Relais H, wenn zugleich der von der Steuerkurve 49 betätigte
Kontakt 54 geschlossen ist; der Arbeitskontakt g. ist bei erregtem Relais
G geschlossen. Das Relais H erregt mit seinem Arbeitskontakt h. die Steuerteile
des in der Druckleitung 33 zur Kupplung 10 liegenden Ventils
38, das dem Druckmittel den Weg in die Leitung 33 öffnet, so daß die
Kupplung 10 einrückt. Die Kurbelwellen 27, 28 werden nunmehr durch
das Räderpaar 5, 7 mit höherer, für den Leerhub geeigneter Geschwindigkeit
angetrieben. Durch den Druck in der Leitung 33
öffnet sich der Kontakt w,
des Druckwächters 45, so daß die Erregerleitung des Relais J außer durch
gl noch an einer zweiten Stelle unterbrochen ist. In den Zuleitungen zu den Relais
H und J liegen noch die Kontakte 54 und 55, die durch die Steuerkurven
49 und 50 betätigt werden. Diese Steuerkurven sind so gegeneinander versetzt,
daß die Kontakte 54 und 55
nie zu gleicher Zeit geschlossen sind, und so auf
der Steuerwelle 37 eingestellt, daß sie den jeweils eingeschalteten Stromkreis
zum richtigen Zeitpunkt öffnen, auch wenn einer der Druckwächter 43, 45 versagen
sollte.
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Solange die Relais C und D erregt sind, die Bremse also
abgehoben ist, hält sich das Relais A, wenn es durch die Steuerkurve 46 über
den Kontakt 51 und die Kontakte d 4, c 4 einmal eingeschaltet
wurde, über seinen Arbeitskontakt al selbst. Der Ruhekontakt a" ist dann geöffnet.
Das Relais B wird über den von der Steuerkurve 47 betätigten Kontakt 52 weiter
gehalten. Ist der Pressenstößel wieder in seine Ausgangsstellung (Stellung a) zurückgekehrt,
so unterbricht die Steuerkurve 47 über den von ihr betätigten Kontakt
52 den Erregerstromkreis des Relais B, so daß dies abfällt und sein normalerweise
offener Arbeitskontakt b. den Erregerstromkreis der Relais C, D,
H und J
unterbricht. Dadurch wird die eingerückte Kupplung 10 ausgerückt
und die Bremsleitung 34 gelüftet, die Lamellenbremse 15 legt sich unter Wirkung
der Federn 57 an, so daß der Stößel sofort zum Stehen kommt.
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Werden während des Stempelhubes die Tasten »Ein« losgelassen, so werden
die Kontakte 104, 105
geöffnet, das Relais F fällt ab, und das Relais
E wird wieder erregt, die Kontakte fl und s. öffnen sich, die Erregung der
Bremsrelais C und D und des zu diesem Zeitpunkt eingeschalteten Kupplungsrelais
H oder J
wird abgeschaltet und der Stößel stillgesetzt.
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Der Schalter 56 ist ein Schlüsselschalter. In der gezeichneten
Stellung I arbeitet die Presse in der beschriebenen Weise mit Handbedienung. In
Stellung III ist die Presse auf Dauerbetrieb geschaltet. In der Stellung Il arbeitet
die Presse wie in Stellung I mit dem Unterschied, daß beim Loslassen der Tasten
»Ein« während des Hubes die Presse nicht stillgesetzt wird.
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Durch Verstellen der Steuerkurven 48, 49, 50 kann der Zeitpunkt
eingestellt werden, in dem von dem schnellen Gang in den langsamen Gang umgeschaltet
wird.
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Dadurch, daß die in der Bremse zugeordneten Relais C und
D parallel zueinander geschaltet sind, ihre Kontakte aber in den einzelnen
Stromkreisen hintereinanderliegen, wird vermieden, daß die Presse durchläuft, wenn
eins dieser Relais beim, Abschalten der Erregung hängen bleibt.
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Die Erfindung kann nicht nur bei Pressen mit einer Bremse und ein
oder zwei Kupplungen, sondern auch bei Pressen mit mehreren, getrennt gesteuerten
Kupplungen und Bremsen mit Vorteil verwirklicht sein.