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Steuerung für Extenter- oder gurbelpreesen, insbesondere Nutenschnittpressen
Die Erfindung betrifft eine Steuerung für Exzenter-. oder Kurbelpressen, insbesondere
Nutensahnittpressen, zum Stillsetzen der Kurbelwelle nach Ablauf der erforderlichen
Ar-@hei'.tshübe in einer genau vorbestimmten wählbaren Kurbelwinkelstellung durch
Betätigung eines Schützes, welches den Antrieb unterbricht und gleichzeitig die
Bremse einschaltet.
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Nutenschnittpressen besitzen als charakteristisches Merkmal eine Kurbelwelle,
an welcher der Stößel angelehkt ist und von der auch der Antrieb des Arbeitstisches
abgeleitet wird, auf welcher sich das Werkstück befindet. Durch ein Getriebe erhält
der Arbeitstisch mit Werkstück eine schrittweise Bewegung. Diese erfolgt über einen
bestimmten Bereich der Stößelbewegung, und zwar erst dann, wenn das ",Merkzeug aus
dem Material ausgetreten ist und der Stößel sich iii die obere Totpunktlage begibt.
Während des Werkzeugeingriffes befindet sich der Arbeitstisch in Ruhestellung. Nach
einer bestimmten Anzahl solcher Teilbewegungen macht es sich bei der beschriebenen
Pressenart beispielsweise notwendig, den Stößel an einer bestimmten Stelle zum Stillstand
zu bringen. Dies liegt darin begründet, daß bei derartig kurzhübigen Pressen der
Stößel für die ungehinderte Werkstückzu- und-abfuhr einen möglichst großen Raum
zwischen 'lerkzeug und Matrize freilassen muß.
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Bisher war es üblich, den dazu erforderlichen Steuervorgang nur durch
einen auf dem Arbeitstisch angeordneten Nocken auszulösen. Zur Einhaltung des geforderten
Stillstandpunktes ist in diesem fall der Nocken entsprechend einzustellen und die
Bremse dera zur Verfügung stehenden Bremsweg entsprechend zu dimensionieren. Bei
Änderung des Bremsweges ist entweder der Trocken zu verstellen oder das Bremsmoment
zu verandern. Der Bremsweg wird jedoch durch den geringen Bereich
der
Arbeitstisohbewegung beschränkt. Betrachtet man die Bewegeng des Stößeln, 0o ist
45° nach dem unteren Totpunkt das Werkzeug aus dem Material ausgetreten. 90 o nach
dem un-, teren Totpunkt hat der Arbeitstisch schon 10 % seines Weges zurückgelegt.
Dieser Weg ist mindestens notwendig, um den Auelöaevorgang einzuleiten. Der Stößelstillstand
hat jedoch spätestens 300 nach dem oberen Totpunkt zu erfolgen. Somit steht
nachteiligerweise von der Impulsgabe bis zum endgültigen Stillstand ein maxiamler
Kurbelwinkel von 120o zur Verfügung. Die Einhaltung dieses Stillstandspunktes hängt
bei gleichbleibender Bremskraft von der genauen Einstellung des Nockens ab. Die
Nockenlage muß dazu solange ver" ändert werden, bis der genaue funkt gefunden wurde,
was sehr zeitraubend ist. Diese Nockenanordnung auf dem-Arbeitstisch wird bei einer
bekannten Lösung besonderer Art verwendet, welche zwecks Vergrößerung des Bremsweges
nicht mit einer Kurbel, sondern mit Nocken und Rollen für den Stößelantrieb arbeitet.
Das Zurückholen des Stößels erfolgt durch Federn. Der Antriebsnocken besitzt über
einen Winkel von 2700 eine Kreisbahn. Solange die Rolle auf dieser Kreiabahn
läuft, erfolgt keine Bewegung des Stößels. Der Haltebereich desselben ist damit
wesentlich vergrößert und der Stillstandspunkt braucht nicht so genau eingestellt
zu werden. Bei der Kraftübertragung durch Nocken und Rolle ist jedoch von großem
Nachteil, daß die Preßkraft durch Linienberührung übertragen wird. Dadurch ergeben
sich sehr große Abmessungen, sowohl für den Nocken als auch für die Rolle, und es
muß damit gerechnet werden, daß der Nockenhub mindestens gleich oder noch größer
als der kleinste Radius des Nockens wird. Dadurch treten am Stößel &Iassenkräfte
auf, mit denen die an Nutenschnittpressen üblichen Hubzahlen niemals erreicht werden
können. Es ist auch keine praktische. Anwendung dieser Lösung bekannt.
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Sicht man also von dieser ungünstigen Lösung des kraftschlüssigen
Stößelantriebes ab, so besteht bei den üblichen Antrieben stets der Nachteil des
geringen Bremsweges, da die Auslösung des Schaltvorganges an die Bewegung des Arbeitstisches
gebunden ist und diese nur über einen bestimmten Bereich der
Stößelbewegung
erfolgt. Venn auch der Bremsweg durch den
Noekenantrieb
des Stößels vergrößert wird, eo ist er doch
auch hier
von der Bewegung des Arbeitetisohes abhängig. Die
Xrfindung
bezweckt* eine Steuerung an Pressen der genannten
Art zu schaffen, mit welcher der Stößelatilletand bei jeder
Kurbelstellung
auslöobar ist# no daß der Bremsweg der aufzu-
nehmenden Restenergie
weitestgehend angeglichen und die Bremse
möglichst klein ausgebildet
werden kann.
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Er ist Aufgabe der Erfindung, den Impuls für
die Auslösung des Steuervorganges von der Kurbelwelle abzunehmen.
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Dieses wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß ein vom
schrittweise
schwenkbaren Arbeitstisch vorbereitend betätig-
ter 3n#lagekontakt
mit einem oder mehreren mit der Kurbel-
welle rynohron laufenden
Impulsgebern in Verbindung steht, die hintereinander im Erregerkreis
den Schützes liegen.
vorzugsweise sind die Impulsgeber als mit einer
Öffnung ver-
sehene lichtundurchlässige Scheiben ausgebildet, zwischen
denen
eine .biohtquelle und außerhalb derer je ein Fotoele-
ment angeordnet
ist.
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In den Zeichnungen sind Ausführungebeiepiele
der Erfindung dargestellt. Dabei zeigen:
Fig. 1 Kurbelwelle und
Arbeitstiaoh einer Nutenaohnittpreese mit einem auf der Kurbelwelle
angeordneten kontaktlosen Schaltelement zur Einleitung der Abschaltung,
Fig. 2 eine Schaltung unter Verwendung von zwei auf
der Kurbelwelle
angeordneten kontaktlosen
Schaltelementen.
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Auf einer Kurbelwelle
1 (Figl
1) ist eine Kupplung
2 angeord-' net.
Diese ist mit einem Hebel 3 versehen, der an seinem frei-
en
Ende sowohl mit einer Feder 4 als auch mit einem Magneten
5 in Verbindung
steht. Auf der
Kurbelwelle 1 befindet sich
des weiteren eine Bremse 6 und eine Impulsscheibe
7, der eine
| Abtanteinriohturig 8 zugeordnet ist. Von der Kurbelwelle
1 |
| ist der Antrieb für einen Arbeitatiech 9 abgeleitet, an
wel- I@ |
| ohem ein Nocken 10 befestigt ist. Zu diesem gehört ein End-lsgekontakt
S1: Der Endlagekontakt 11 und. die Abtastein- |
| riohtung 8 sind hintereinander in dem Erregerkreis den Mag- |
| neten 5 angeordnet, |
| Bei d:er Herstellung von mit, Nuten versehenen Ronden wird
vor |
| Beginn de® Arbeitsablaufes der Nocken 10 beispielsweise
vor |
| der letzten Nut befestigt. Die Impuleaoheibe ? wird zur
Ab- |
| taeteinriohtung S in die genaue Stellung den ßtößelatill- |
| stande® gebracht: Wenn nun der Stöße. eich in die obeie
Zage |
| begibt, erfolgt eine Bewegung den Arbeitetiaohesg wodurch |
| dis letzte Nut in Bearbeitungaatellung gebracht wird: Während |
| dieser Bewegung wurde durßh den Nooken@10 der Endlagekontakt |
| 11 betätigt und der Erregerkreis den Magneten 5 vorbereitend |
| geachloeeen. Da eich der Nndlagekontakt 1l nunmehr in Bereit- |
| schaft befindet, ist die Betätigung den Magneten 5 von der |
| sich nur über einen Teilbereich den Kurbelkreises erstrecken- |
| den Arbeitetisahbewegung unabhängig. Die Impulasoheibe ?, |
| welche erst die endgültige Betätigung den Magneten 5 und
so- |
| mit das lösen der Kupplung 2 sowie das linaohalten der Bremse |
| 6 verureaoht, kann nun auf jeden Funkt den Stößelwegee ein- |
| gestellt werden6 Der Punkt kann so gewählt werden, daß sich |
| ein auereichender Bremsweg ergibt. E® wäre auch
möglich, die |
| Impuleacheibe 7 ®o einzustellen, daB die Kupplung
2 bereite |
| vor deahotpunkt gelöat@wird. Was dann der Stößel noch an |
| Arbeiteineraie verbraucht, braucht nicht von der Bremse
6 |
| aufgenommen zu werden. Ist dann auch durch die Äbtaatein- |
| riohtung 8 der Erregerkrem des Magneten 5 geaohlonaen, so |
| bewegt dieser den Hebe. 3, wodurch die Kupplung 2 gelöst |
| und die Bremse 6 in Tätigkeit genetzt wird. |
| Bei sehr schnellaufenden gutenaohnittpreeren können sich, |
| begünstigt durch Schwingungen der Na®chine sowie Spiel.in |
| den Übertragungselementen und äontaktprellungen, Streuun- |
| gen der Schaltzeitpunkte den Nndlagekontakten l1
ergeben. |
Hierdurch kann der Stößel in unterschiedlichen Endlagen zum Stillstand
kommen.
Bei ungünstiger Stellung der Impulaseheibe 7, d, h., wenn die Impulsgabe
und die Betätigung den Endlagekontaktea 11 zusammenfallen, kann es vorkommen, daß
zudem infolge der Streuungen
den Endlagekontaktes 11 der Abschalt, . befahl
von der Impulsscheibe 7 einmal eine Umdrehung früher bzw. eine Umdrehung später
als vorgesehen abgegeben wird-. Dieser Zustand tritt mit weiter zunehmender Drehzahl
der Kurbelwelle immer mehr in Erscheinung, so daß das Auslösen den Abschaltbefehls,
um das Auftreten diesen Fehlers zu vermeiden, nicht mehr in allen Winkellagen vorgewählt
worden kann.-Für diesen Fall werden auf der Kurbelwelle 1 zwei
Impulsgeber
vorgesehen,
von denen der eine vorbereitend wirkt und fest auf den Winkelbereich der Kurbelwelle
eingestellt ist, in welchen die Streuungen des Endlagekontaktes 11 mit Sicherheit
ausgeschlossen sind. Der andere Impulsgeber leitet dann
erst
die endgültige
Abschaltung, wie bereite im ersten AusfWhrungnbeispiel beschrieben, ein.
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:In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind-folglich auf
der
Kurbelwelle 1 neben der Impulsscheibe 7, die als lichtundurchlässige Scheibe
ausgebildet ist, eine zweite Impulßseheibe 12 angebracht. Die beiden Scheiben 7;
12 sind mit
lässigen Öffnungen 13;14 versehen, zwischen denen sich eine Nichtquelle 15 befindet.
Auf den der liohtquelle,15 abgekehrten Seiten der Impulsscheiben 7;12 sind unmittelbar
hinter diesen im Flugkreis der Öffnungen 13; 14 Fotodioden 8; 16 als Abtasteinrichtungen
vorgesehen. Die Totodiode-16 ist über einen Sehmitt-Trigger 17 und eine bistabile
Kippstufe 18 mit dem
ersten Eingang eines Und-Gliedes 19 verbunden. Die Fotodiode
8 dagegen ist über einen Sehmitt-Trigger 20 und einen Negator 21 an dem zweiten
Eingang des Und-Gliedes 19 angeschlossen. Das Und-Glied 19 ist mit einem Megator
kombiniert, dessen Ausgang über eine Kippstufe 22 an einem Relaisverstärker 23 führt,.
der mit dem in Fig. 1 dargestellten Magneten 5 auf die Schaltung von Kupplung und
Bremse einwirkt, Die Dolcheingänge der Nippstufen 18; 22 sind über
je einem Ruhekontakt 24.1; 242 eines
Relais 24 an
Null-Potential angeschlossen. Die Erregerwicklung des Relais 24 liegt
itber den Endlagekontakt 11 an Spannung. Kurz vor Beendigung
des .Arbeitszyklus betätigt wie bereits
vorher beschrieben der Nocken
10 am Arbeitstisch 9 den Endlagekontakt 11 und Relais 24 spricht an.
Die Ruhekontakte 24.1;
24.2 werden geöffnet, wodurch
die Kippstufen 18; 22 empfind-
lich geschaltet sind.
Durch das Vorbeiwandern der Öffnung 14
der Impulsaoheibe
12 an der liohtquelle 15 wird ein lichtimpuls auf die Fotodiode
16 gegeben, den der $chmitt-Trigger 17
in einen definierten Spannungsimpuls
umwandelt. Dieser.Impuls wird in der naßhgeschalteten Kippstufe
18 gespeichert und liegt gleichzeitig als Eingangspotential
am Und-Glied 19 an.
Das Und-glied 19 ist aber erst durchlässig,
wenn beide Ein-
gänge vorhanden sind: Dies-ist der fall,
wenn auf die Fotodio-
de 8 durch das Vorbeilaufen-der in der Impuleseheibe
7 befindlichen Öffnung 13 Zieht fällt. Da dieser Impuls 'von der Foto-diode 8
vor dem Und-Glied 19 nicht geapyeiehert werden kann,
. ist auch eine
umgekehrte Reihenfolge der Impulsgabe ausgeschlos-
sen. Nachdem durch
den letzten Impuls das Und-Glied 19 durch-
gängig ist, schaltet der negierte
Ausgang die Kippstufe 22
um,-wodurch der Relaisverstärker 23 anspricht
und die naohgeschalteten nicht dargestellten Steuerungselemente,
Magnet 5, Kupplung 2 und Bremse 6, betätigt. Die Impulsscheibe
12 wird
dabei ao eingestellt, daß sie die Fotodiode 16 belichtet,
wenn
die@Ruhekontakte 24.1; 24.2 des erregten Relais 24 mit-Sicherheit
geöffnet und die gippatufen 18; 22 empfindlich geschal-tet sind.
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Der das Relais 24 erregende Endlagekontakt 11 wird z. B. kurz
vor dem oberen Totpunkt betätigt. Für mittlere Drehzahlen kann dann
die :#mpulsecheibe 12 in den
der Kurbelwelle 1 gestellt werden, in den der Arbeitstisch
9 in Ruhe verharrt
(z. B, im Bereich des unteren Totpunktes).
Ist jedoch die Still-
standszeit des Arbeitstisches 9 bei hohen
Hubzahlen kleiner
als die Streuzeiten des Bndlagekontaktes
11 mit dem nachgeaohalteten Relais 24 zusammengenommen,
dann muß die Impuls-
gabe durch Verstellen der Impulsscheibe
12 in einen späteren Winkelpunkt verlegt werden,
Die
Einstellung der Impul@isohetbe 7 richtet eich ausschließlich `-nach dem drehzahlbedingten
Auslaufweg, der durch Versuche .oder durch Erfahrungswerte bekannt ist. Die
den Fotodioden 8; . 16 nachgeschalteten Elemente arbeiten praktisch ohne Streuungen,
wodurch die Impulsgabe beider Impulsscheiben 7; 12 gleichzeitig erfolgen
kann, ohne da8 Schaltfehler entstehen.
Aue diesem Grund läßt Oich
auch mit dieadr Ausführung bei den
höchstmöglichen M"hzahlen der Kurbelwelle
1-der genaue Abechaltpunkt fsntlegen.
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Über diese Anwendung hinaus besteht die Nöglichkeit,
mit den
geschilderten elektrischen Schaltelementen einen automatischen
.Markierungslocher und die intermittierende Schaltung zu steuern.
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Bei dem Markierungslocher handelt es sich um die Herstellung
einer in ganz bestimmter Stellung zur ersten Nut bei arretiertem Arbeitstisch in
der Ronde.anzubringenden Lochung. Die intermittierende Schaltung ist notwendig,
renn der Nutenabstand in einer Ronde unterschiedlich ist, und zwar dadurch, daß
nicht alle Teilungen den Arbeitstisches gelocht werden sollen. Um alle di®se
Funktionen zu steuern, werden an dem Arbeitstisch in mehreren Ebenen Impulsgeber
angeordnet und je nach Bedarf in den einzelnen Ebenen einem Impulsgeber mehrere
Nocken zugeordnet. Dazu kann es auch erforderlich sein, weitere kontaktlose Schaltelemente
vorzusehen.