DE1584543A1 - Selbsttaetige Regelung fuer Formpressen - Google Patents

Description

Firma LAEIS Werke Aktien^esellscuaft, 12. 11. 1964

55Trier, Ostalle 3-5 - BL öl -

B/il

Dr. Expl.

Selbsttätige Regelung für Formpressen

An Pressen für feuerfeste Steine und ähnliche Formpressen werden hohe Anforderungen bezüglich der Präzision der hergestellten Steine und EOrmen gestellt. Die Toleranzen liegen teilweise wesentlich unter der Millimeter-Grenze.

Es ist insofern schwierig, die hohen Genauigkeits- und Qualitätsforderungen zu erfüllen, als das Preßgut nicht immer in gleichmäßiger Beschaffenheit angeliefert wird. Durch Kornversehleppung, unterschiedliche Feuchtigkeit, unterschiedliche Gleit" und Bindemittel, dureli Entmischungen, durch die Beladung und Entladuiig der Bunker und durch den Transport sowie durch unterschiedliche Temperaturen unfl andere Beeinflussungen* sehwaiÄen dis Blgenselaaften des Freigutes nietet

■Man 'kam' zwar «Sie Etaeasioneit eier ■ Sfesise äfiarefc s erhalten* tlafi mäxt öie Preßstesipeifefcwegui-g: eiw& £ίΐϊ*5ή Bnds.oheXter^- Ku??ens1>euerungert * oder äergl« geaa« tÄrörcl -li©2?t UHä ;cien-?3?eßvorgsag beenä-et« sobald die gewünscht "Höhe-des P^eSiiags' e3*r©ioiit iet₉ .wobei^ noch das "Atmen¹¹ ■■'des- fertigest .Steines beruufesiehtigt werden kann» Bei Methods .ergebsa slefe Steine, mit geaaueii MaSeai, -ist öi© öioht© der Steine "dann 'unterschiedlich. · rama. -umgekehrt - -die Dichte ctex* Steine ein, indem «tea. Prefidruclc" genau kontrolliert mni begrenzt, so erhält laaE Steine gleiciiiaäßiiger Dioiite* aber die Bichte wird d&on bei unterschiedlichen Höhen der Steine erzielt«

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Man kann die Abweichung der Steine vom gewünscnten Sollwert nachträglich, also am fertigen Preßling feststellen und danach eine Korrektur einleiten und beispielsweise so lange das Gewicht der in die Form eingebrachten Füllmenge für die folgenden Steine erhöhen, bis die genauen Abmessungen bzw. die ^y ·» wünschte Dichte erreicht sind. Arbeitet man nach diesem Prinzip, so ist in der Praxis die Erfahrung zu machen, daß fast alle Steine in der einen oder anderen Beziehung von einem Sollwert abweichen, weil der "Korrekturvorgang entweder nur langsam vor sich geht, so daß der gewünscnte Wert z.B. erst beim dritten oder vierten Stein erzielt wird oder es findet eine Überregelung statt, d.h·- Dichte oder Höhe der Steine weröen au gro3₃ so daß darm wieder der umgekehrte Korrekturvorgasig eingeleitet werden mui₀

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sodann ein Meßgerät^ welches öss Ausmaß der des Höhenmasses des jeweils geraöe fertiggestellten Preßlings oder die Abweichung des Druckes vom Sollwert mißt,

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sowie schließlich eine vom Meßgerät auf das jeweils erforderlieiie Korrekturmaß gesteuerte Zuteilvorrichtung für die Preßmasse des folgenden .Preßlings· wird also beim gerade fertiggestellten Preßling, bei uem auch das "Atmen" beendet ist, eine Abweichung vom Sollwert der Höhe festgestellt - wobei der Preßdruck auf eine bestimmte Höhe eingestellt war und bei Erreichung dieser Hohe der Preßvorgang beendet wurde ~ so wird vorn Höhenmeßgerät entsprechend aem Ausmaß der Abweicnung die Zuteilmenge für den nächsten Preßling verändert, z.B. vermehrt, so daß die Höhe des nächsten Preßlings bei gleichem Endpreßdruck den Sollwert erreicht.

Die Veränderung der Menge des Preßgutes kann z.B. durch Einstellen des Laufgewichtes einer Zuteilwaage erfolgen, es kann, aber auch die Höhe des Formbodens verändert werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, etwa ein Zuteilzellenrad schneller oder langsamer laufen zu lassen.

Eine ente rechende Regelung wird vorgenommen, wenn zwar die Höhe des Preßlings dem Sollwert entspricht, aber die Dichte vom gewünschten Wert abweicht.

Das Ausmaß der Abweichung kann in verschiedener Weise gemessen werden. Beispielsweise kann eine Längenmeß« vorrichtung vorgesehen werden, welche erkennen läßt, nach welcher Richtung und in welchem Ausmaß eine Abweicnung des Preßlings-von der Sollhöhe vorhanden ist. Entsprechend dieser linearen Abweichung können dann stufenweise aufeinanderfolgende Kontakte in jeder Richtung geschaltet werden. Maxi kanu auch eine Widerstandsregelung benutzen. Gemäß der Erfindung wird die Regelung besonders einfach, über·* sichtlich und zuverlässig, wenn man eine Potentiometer-Schaltung, benutzt. Pur diese sind in der Zeichnung zwei Ausführungsbeispiele dargestellt.

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Pig. 1 zeigt die Ausführung mit konstantem Druck und Regelung gemäß den Höhenabweichungen des Preßlings,

Fig. 2 zeigt die Einstellung bei konstanter Höhe und Messung der Abweichungen von der Dichte durch entsprechende Druckmessung.

Nach Fig. 1 wirkt der Preßkolben 2 im Zylinder 1 über den Preßstempel J> auf die Preßmasse 4 in der Form 5 auf dem Tisch 6 ein. Von oben ragt in die Form der Gegenstempel 7* der am Querholm 8 befestigt ist. Dieser steht über die Säulen mit dem Preßzylinder 1 und dem üb-rigen Pressenunterteil in Verbindung.

Mit Hilfe des verstellbaren Anschlages 11, der vom Motor 12 über das Getriebe I^ in der Höhenlage verändert wird, läßt sich die untere Ausgangsstellung des Preßkolbens 2 und damit das Füllvolumen der Form 4 bestimmen.

Beim Pressen des Formlings steigt der Druck im Zylinder 1, der von der Leitung 15 mit Druckmittel beschickt wird. Der Druck wird am Kontaktmanometer 16 gemessen, und wenn die gewünschte Druckhöhe erreicht ist, wird mit dem Zeiger die Verbindung zwischen den beiden Leitungen 20 und 21 hergestellt. Dadurch wird einmal über den Abzweig 22, 23 das Zuflußventil 24 geschaltet, so daß der Kolben 2 stehenbleibt.

Die Höhe des in der Form 5 befindlichen fertigen Preßlings wird an der Längenmeßvorrichtung 25, 26 abgelesen. Der Teil 25 steht fest, er ist mit dem Oberholm 8 verbunden. Der Teil 26 sitzt an einem Ausleger 27 des Preßkolbens oder Preßtisches, ist also mit dem bewegten System verbunden. Mit Hilfe einer Skala am Teil 26 läßt sich ablesen, ob der Preßling die gewünschte Höhe im Augenblick der Stillsetzung aufweist, ob er zu niedrig oder zu hoch ist.

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Die Längenine ß vor richtung 25» 26 ist zugleich, als Teil einer Potentiometer-Schaltung ausgebilaet. Zu diesem Zweck sind die Leitungen 29, 30 an die beiden entsprechend elektrisch leitenden Teile 25, 26 herangefünrt. Bei Abweichungen des Ist-Wertes vom Sollwert tritt eine Spannungsänderung auf, die in der selbsttätigen Steuerung J>1 ausgewertet und zu einer entsprechenden Verstellung der Füllmenge über den Motor 12 benutzt wird. Dadurch* daß das Ausmaß der Abweichung in die Steuerung 31 hereingegeeen wird und zu einer entsprechenden Korrekturbewegung des Steuerniotors dient, ist die Korrektur bereits- beim nächsten Preßling durchgeführt, der infolgedessen die gewünschten Abmessungen bei d-em gewünschten Preßdruck bzw. der ^ev.ünschten Dichte aufweist. Nur wenn sich in der Zwischenzeit das Preßgut selbst wiederum verändert hat, ist eine erneute Anpassung erforderlich.

Bei der Ausführung nach Fig. 2 stimmt der Aufbau der Presse mit derjenigen nach Fig. 1 überein. An dem beweglichen Pressenteil 27 ist ein verstellbarer Endscnalter angebracht, der bei Erreichung der Endstellung des Preßkolbens 3 vom Nocken 35 betätigt wird. Der Endschalter 36 schließt dann einen Stromkreis, welcher den weiteren Zufluß des Druckmittels über das Ventil 24 abschaltet. In diesem Fall hat der Preßling Immer die gewünschte Höhe. Ist bei Erreichung dieses Endmaß vorhanden, wird der Preßdruok durch den Druckmesser 37 festgestellt, der aus einem Zylinder 38 einem Kolben 39 und einer Feder besteht. Vermittels des ¥om Prefidruck gehobenen und gesenkten Zeigers 41 kann an einer Skala am Teil 42 der Preiidrualc bzw* die MateriaMiente im Preßling abgelesen werden.""Die- Teile 41 und 42 können ähnlich wie die Teile 25 lind 26 wiederum als Potentiometer ausgebildet sein unsä auf die Steuerung 31 in der bereits beschriebenen Weise arbeiten.

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Eine Erhöhung der Genauigkeit kann dadurch erzielt werden, daß man die etwaige Veränderung des Fällfaktors, also des Verhältnisses zwischen losem und verdicntetein Preßgut berücksichtigt. In der Regel wird sich der Füllfaktor nicht wesentlich verändern. In diesem Fall kann er durch eine geeignete Einstellung des Ausmaßes der Regelung gegenüber dem Ausmaß der Abweichung berücK-sichtigt v/erden. Man kann aber auch die Veränderung dea Füllfaktors messen und danach das Ausmaß der Regelung korrigieren. Dies kann z.B. durch ein Rad,oder ein "Walze, gegebenenfalls mit Zelleneinteilung geschehen. Das Rad läuft unter Eigengewicht oder Fremddruck, durcn Federn, Preßzylinder oder dergl. auf einem unter ihm hindurchbewegten Strom bzw. Teilstrom aes Preßgutes ab una dringt Je nacn seiner Zusammendrückbarkeit mehr oder weniger viel in diesen Gutstrom ein. Das Maß der Eindrückbarkeit kann dann mit genügender Annäherung als Maß für den Füllfaktor dienen. Entsprechend dem Füllfaktor wird bei gegebener, am Potentiometer angezeigten Differenz das Ausmaß der Regelung eingestellt. Die Einstellung des Meßpotentiometers wird derart getroffen, daß bei Erreichung des Sollwertes der Abgriff genau in der Mitte liegt.

Der Aufbau der Regeleinrichtung ist in bekannter Weise durchzuführen. In ihr ist ein Nachlauf«Potentiometer anzubringen, dessen Abgriff eben#falls in der Mitte liegt. Fährt der Abgriff des Preßpotentiometers infolge von Abweichungen des Preßlings vom Sollwert nach der einen oder anderen Richtung über die Mittelstellung hinaus oder bleibt er vorher stehen, so stellt sich zwischen Meßpotentiometer und Nachlauf«Potentiometer eine Spannungsdifferenz ein, mit deren Hilfe die Regelung hervorgerufen wird. Der RegelVorgang wird so lange fortgesetzt, bis die Potentiometer wieder aufeinander abgestimmt sind^ also keine Spannungsdifferenz mehr vorliegt.

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So lange die Regelung dauert muß der Wert des Meßpotentiometers in irgendeiner Form erhalten z.B. gespeichert werden. Das Nachlauf-Potentiometer ist während der Regelung mit einem Triebwerk gekuppelt, läuft also aus seiner Mittellage heraus bis zur Erreichung des Spannungsausgieiches mit. Danacn wird die Regelung sofort abgeschaltet; und die Kupplung mit dem Antrieb oder die sonstige Speicherung des Potentiometerwertes wird aufgehoben. Das Nachlauf-Potentiometer fällt ebenso wie das Me3-potentiometer in seine Ausgangslage zurück.

Während das Meßpotentiometer unmittelbar das Fertigmaß oder den Druck mißt, muß das Nachlauf-Potentiometer einen größeren Weg zurücklegen, weil der von ihm zu durchlaufende Weg sich aus der am Meßpotentiometex' festgestellten Abweichung und einem Multiplikator ergibt, der vom jeweiligen Füllfaktor des Preßgutes abhängt.

Durch diese Ausbildung wird bei jeder Abweichung sofort die gesamte erforderliche Korrektur, und zwar unter Berücksichtigung des Füllfaktors, also im vollen Ausmaß vorgenommen, so daß sehr schnell wieder zumindest eine so starke Annäherung an den Sollwert schon beim nächsten Preßling erzeugt wird, daß insgesamt gesehen die Zahl der außerhalb der Toleranzgrenze liegenden Steine, Platten oder sonstigen Erzeugnisse auf ein bisher nicht gekanntes Ausmaß herabgesetzt wird.

Es steht nichts im Wege, statt nur ein Potentiometer zur Abschaltung bei Erreichung eines bestimmten Druckes oder eines bestimmten HÖhenmaßes für den Preßling anzuwenden, weil· beide Maßnahmen zugleich zu benutzen und eine entsprechend überlagerte Korrektur anzuwenden. Die Überlagerung der verschiedenen Korrektureinflüsse kann in bekannter Weise mechanisch durch

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Planetengetriebe oder elektrisch durch entsprechende Schaltungen, z.B. Brückenschaltungen vorgenommen werden.

Die Erfindung wurde anhand einer Presse beschrieben. Sie ist sinngemäß auch für andere das Preßgut verdichtende Maschinen anwendbar, also auch für Vibratoren, Rüttelmaschinen oder schlagend wirkende Maschinen.

An die Stelle des bevorzugt verwendeten Potentiometers kann irgendeine andere induktiv, kapazitiv mit Frequenzänderung oder sonstigen elektrischen oder magnetischen Größen oder unterschiedlichen Energiestrahlungen arbeitende Einrichtung benutzt werden.

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Claims (2)

1. Patentansprüche

   1, Selbsttätige Regelung für Formpressen (Steinpressen) mit Korrektur der Füllmenge oder des Füllgewichtes bei Abweichungen der Preßlinge vom Sollwert, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (z.B. Endschalter, Kontaktmanometer) zur Einstellung des Endvolumens (Endhöhe) des Preßlings in der Form oder des PreMruckes auf einen Festwert

   in Verbindung mit einem Meßgerät, welches das Ausmaß der Abweichung des fertigen Preßlings vom Sollmaß (bei eingestelltem Preiidruck) oder des Preßdruckes vom Sollwert (bei eingestelltem Preßhub) mißt, sowie eine vom Meßgerät auf das Korrekturmaß gesteuerte verstellbare Zuteilvorrichtung (Laufgewichtswaage, verstellbarer Formboden, drehzahlveränderliches Zellenrad) für die Preßmasse des folgenden Preßlings.
2. 2. Selbsttätige Regelung für Formpressen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät durch ein Potentiometer gebildet wird, dessen beweglicher Teil mit dem Hubmesser (Fig. i) oder einem Druckmesser (Fig. 2) verbunden ist.

   >. Selbsttätige Regelung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die gleichzeitige Anwendung des Meßgerätes für die Messung der Abweichung von Druck und dem entsprechenden Gerät für den Hub und die gleichzeitige mechanische oder elektrische Überlagerung der beiden Korrektureinflüsse auf die Einstellung der Zuteilvorrichtung.

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   k. Selbsttätige Regelung für Formpressen, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Berücksichtigung des Füllfaktors bei der vom Meßgerät eingeleiteten Regelung.

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