-
Beschreibung Meßvorrichtung für Pressen Die Erfindung betrifft eine
Meßvorrichtung für Pressen und insbesondere eine für Biegepressen, Abkantbänke und
dergleichen geeignete Meß- bzw. Einstell- oder Meßlehrenvorrichtung.
-
Biegepressen mit vorderen und hinteren Meßvorrichtungen sind bekannt
und in großem Umfang benutzt. Leider sind diese Meßvorrichtungen nicht sehr günstig
einzustellen, und bei keiner läßt sicih die Einstellung für verschiedene Abbiegungen
oder Knicke in der Herstellungsfolge eines Arbeitszyklus zur Herstellung eines Teils
verändern. Ein gewisser Fortschritt im Hinblick auf eine Ersparnis an Einstellzeit
bietet eine bekannte Einstellvorrichtung für eine vorne betätigbare rückwärtige
Meßvorrichtung, bei der eine von vorne zu betätigende Kurbel, ein Handrad oder dergleichen
vorgesehen ist, das
einer Anzeigevorrichtung zugeordnet ist, so
daß eine Meßwerteinstellung nach Meßwerteinheiten, beispielsweise in inches und
einer Unterteilung von 1/64 inch, ermöglicht ist. Eine solche Vorrichtung wird beispielsweise
von der Firma Dreis und Krump Manufacturing Company in Chigaco für deren mechanische
Biegepressen der Serie 'gD" angeboten.
-
Weiterhin ist eine Steuer- und Überwachungsvorrichtung mit Magnetband
speicherung zur Betätigung der rückwärtigen Meßvorrichtung bei Papier-Format-Schneidemaschinen
bekannt. Beispielsweise beschreibt die US-Patentschrift 3 245 556 eine solche Vorrichtung.
Auch die US-Patentschrift 3 176 556 beschreibt eine andere Vorrichtung dieser Art.
Die US-Patentschrift 3 165 140 betrifft Mehrfach anschläge für Biegepressen bzw.
Abkantbänke, die durch Verwendung eines Stufen- oder Schrittschaltwerks automatisch
betätigbar sind, jedoch eignet sich diese Vorrichtung eher zur Betätigung von Preßkolben,
Bären und dergleichen als für vordere und rückwärtige Meß- und Einstellvorrichtungen.
Die US-Patentschrift 2 069 536 offenbart einen automatischen Eich- oder Meßanschlag
für Abschervorrichtungen, wobei ein exzentrische gehalterter Zapfen oder Stift zur
automatischen Einstellung des Anschlags vorgesehen ist.
-
Schließlich offenbart die US-Patentschrift 2 006 765 eine Vorrichtung
zur Einstellung der Spindel eines Walzwerks, um das richtige Abmaß bzw. die Einstellung
für aufeinanderfolgende Durchgänge zu ermöglichen.
-
Typisch für die bei Biegepressen ablaufenden Arbeitsvorgänge ist es,
daß zunächst eine Einstellung für einen ersten Knick oder eine erste Biegung erfolgt,
daß dann diese erste Biegung an jedem Teil der vorgesehenen Produktion vorgenommen
wird, daß dann eine erneute Einstellung für den nächsten Knick vorgenommen wird,
der zweite Knick hergestellt, dann wiederum eingestellt wird und so fort, bis der
gesamte Produktionsdurchlauf abgeschlossen ist.
-
Es besteht daher deutlich das Bedürfnis, sowohl die Einstellals
auch
die Betriebszeit und die zur Materialhandhabung während des Herstellungsvorgangs
erforderliche Zeit, insbesondere bei Preßwerkstücken, zu verkürzen. Aufgabe der
Erfindung ist es, die bisher bekannten, als umständlich empfundenen Vorrichtungen
dieser Art so zu verbessern, daß unter beträchtlicher Zeiteinsparung Teile unterschiedlicher
Größe und Form so herstellbar sind, daß ein Teil, bevor es bei Verlassen der Vorrichtung
abgelegt wird, mit den für diese beispielsweise Biegepresse vorgesehenen Arbeitsgängen
vollständig fertig ist.
-
Gemäß einer typischen Ausführungsform der Erfindung ist eine Biegepresse
mit zwei vor den Formwerkzeugen angeordneten Meßvorrichtungen (vordere Meßlehren)
und mit zwei hinter den Werkzeugen angeordneten Meßvorrichtungen (hintere Meßlehren)
ausgestattet. Diese einzelnen Vorrichtungen ähneln einander sehr stark und weisen
einen geradlinig gegen die Formwerkzeuge und von diesen weg verschiebbaren Meßvorrichtungswagen
oder -schlitten auf. Der Meßvorrichtungswagen ist durch geeignete Vorrichtungsteile
mit einem Antriebszylinder verbunden, der unter Zufuhr eines Druckfluids linear
vor- und zurückschiebbar ist. Die Zylinder für die beiden vorderen Meßvorrichtungen
bilden ähnlich wie die Zylinder für die rückwärtigen Meßvorrichtungen ein Verbund-
oder Servosystem, wobei von außen zuführbare Fluiddruckdifferentiale die Bewegungsrichtung
der Meßvorrichtungsschlitten durch die Zylinder bestimmen. Den Meßvorrichtungsvorschub
überwachende Einheiten sind in den Hydraulikverbindungsleitungen zwischen den beiden
Zylindern auf einer bestimmten Seiten der Biegepresse vorgesehen. An einer Kontrolleinheit
lassen sich die Positionen für die vorderen und rückwärtigen Meßvorrichtungen in
gewünschter Folge wählen, wobei die Stufenfolge mit dem Arbeitszyklus der Biegepresse
koordiniert wird.
-
Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten sind an einem Ausführungsbeispiel
anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 die Perspektivdarstellung
einer Biegepresse mit einer Meßvorrichtung gemäß einem typischen AusfUhrungsbeispiel
der Erfindung; Fig. 2 eine vergrößerte Draufsicht, teilweise im Schnitt, von einer
der Meßvorrichtungen gemäß einer typischen Ausführungsform; Fig. 3 die Seitenansicht
einer der Meßvorrichtungen in gleichem Größenmaßstab wie Fig. 2, wobei die die Vorrückbewegung
bestimmenden Meßfühler und die Verbindung des Antriebszylinders mit dem Meßvorrichtungsschlitten
besonders gezeigt sind; Fig. 4 einen schematischen Betriebsplan der Antriebszylinder
für zwei der vorderen Meßvorrichtungen, um deren gegenseitigen Verbund oder Tandembetrieb
zu veranschaulichen; Fig. 5 ein Blockschaltbild der Vorrichtung und Fig. 6 ein schematisches
Bild zur Verdeutlichung der pneumatisch-hydraulischen Anlage einer verbesserten
Zylinderantriebseinheit.
-
Mit dem Bezugszeichen 11 bzw. 12 sind das Bett der Biegepresse und
der Bär bzw. Hammer bezeichnet, wobei ein Formwerkzeug 13 an der Bettoberkante und
ein Formwerkzeug 14 an der Unterkante des Bärs angeordnet sind. Zwei Meßvorrichtungen
16 und 17 sind vorn an dem Bett angebracht, und da sie beide im Aufbau weitgehend
identisch sind, wird im folgenden nur eine dieser Vorrichtungen näher beschrieben.
-
Die Meßvorrichtung 16 weist eine Haup#tstützplatte für ein Gehäuse
an dessen rückseitigem Ende auf und ist mit einem Gleitstück 19 verbunden, beispielsweise
verschraubt, das in eine Gleitführung im Bett der Biegepresse eingreift. Die andere
Endplatte 22 wird durch obere und untere Schlittenführungsstäbe 27U bzw. 27L parallel
zur Platte 18 gehalten, wobei in Fig. 1 die mit der Platte 18 verbundenen Führungsstäbe
durch eine
seitliche Gehäuseabdeckung 23 verdeckt sind. Obere und
untere Gehäudeabdeckungen 24 bzw. 26 sind mit den Endplatten in ähnlicher Weise
wie die Seitenabdeckung 23 verbunden. Weiterhin ist eine Kolbenstange 28 ebenfalls
mit den beiden Endplatten fest Verbunden.
-
Die Seitenwand 23 des Gehäuses der Meßvorrichtung bildet eine geeignete
Abstützung für eine senkrechte Stütze 29R, die eine rechte vordere Auflagerstütze
32R trägt. Die senkrechte Stütze oder der Halter 29R greift in eine senkrechte Nut
in der Vorderfläche der Seitenwand 23 des Gehäuses ein. Dieses Teil 29R ist mit
einem senkrechten Schlitz 31 versehen, durch den eine Feststellschraube hindurchgreift,
auf die ein Feststellknopf 33 aufgesetzt ist, um die senkrechte Stütze und damit
die rechte Auflagestütze 32R in der gewünschten Vertikalstellung festzuhalten.
-
Wie die Fig. 2 und 3 in näheren Einzelheiten zeigen, ist eine in eine
vertikale Nut in einem Schlitten 37 eingreifende Gleitschiene 36 vorgesehen, wobei
das obere und untere Ende des Schlittens 37 durch den oberen bzw. unteren Führungsstab
27L bzw. 27U geführt ist. Um eine reibungsfreie Hinrund Herbewegung des Schlittens
auf den Stäben sicherzustellen, können kugelige Laufbuchsen bzw. entsprechend kugelig
ausgebildete Einsatz stücke nach Thompson verwendet werden. Ein verschwindender
oder nicht sichtbarer Anschlag 38 ist dreh- oder schwenkbar mit einer Führung 39
verbunden, die durch einen Längsschlitz 41 in der Abstützung 42 der Meßvorrichtung
am oberen Ende der Gleitschiene 36 angeordnet ist. Die senkrechte Höhe der Meßvorrichtung
und deren Abstützung läßt sich durch Vertikalverschiebung der Gleitschiene 36 in
der zugeordneten Haltenut durch Öffnung des Verriegelungs oder Sperrhebels 43 verändern.
-
Auf die Kolbenstange 28 ist ein Zylinder 44 einer Vorrichtung zur
linearen Verschiebung angeordnet, wobei die Kolbenstange an beiden Zylinderenden
übersteht und an deren gegenüberliegenden
Enden mit den Endplatten
des Gehäuses der Meßvorrichtung fest verbunden ist. Dieser Zylinder dient zum Rückschieben
des Schlittens in Richtung des Pfeils 46 und ebenso zum Vorschub des Schlittens
in Richtung des Pfeils 47. Die Funktionsweise dieser Vor- und Rückschubvorrichtung
wird in näheren Einzelheiten weiter unten erläutert.
-
Zur automatischen taktrichtigen Schaltung der Antriebsvorrichtung
für die Meßvorrichtung ist einlauf einem Stützfuß 49 im Bedienungsbereich vor dem
Bett der Biegepresse angeordnete geeignete Überwachungskonsole 48 vorgesehen (Fig.
1), die mit der Biegepresse und der Meßvorrichtung über verschiedene Leitungen verbunden
ist, die in einem Schlauch oder einer Umhüllungsleitung 51 verlegt sein können.
Diese Überwachungseinheit ist nicht nur für die vorderen Meßvorrichtungen 16 und
17, sondern auch für die linke hintere und die rechte hintere Meßvorrichtung 53
bzw. 54 bestimmt, wobei ein Teil der ersteren hinter dem linken Rahmen 56 der Biegepresse
und die letztere hinter dem rechten Seitenrahmen der Biegepresse bei 57 angeordnet
sind. Obgleich die hinteren Meßfinger 58 bzw. eine Meßleiste und deren Abstützung
59 geringe konstruktive Unterschiede gegenüber den vorderen Meßvorrichtungen aufweisen,
ist doch die Anordnung deren senkrechter Stützen 61, die für die Meßvorrichtungen
bestimmt sind, sowie die Gehäuse praktisch die gleiche wie bei den vorderen Meßvorrichtungen,
so daß auch deren Betriebsweise weitgehend die gleiche ist.
-
In den Fig. 2 und 3 sind Teile des Gehäuses und ein Teil des oberen
Führungsstabes 27U in Fig. 2 weggelassen. Es ist erkennbar, daß der Zylinder 44
mit einem Antriebskettenrad 64 und einem Rückführ- oder Umlenkkettenrad 63 versehen
ist, die auf relativ zum Zylinder feststehenen Achsen aufgesteckt oder aufgezogen
sind. Eine Kette 66 umschlingt das Kettenrad 63 und ist mit einem Ende mit dem Meßschlitten
bei 67 und mit dem anderen Ende der Endplatte 18 der Meßvorrichtung über eine abgefederte
Verankerung 68 verbunden, deren Federn 68S die
Halterung gegen die
Platte 18 drücken. Eine an einem Ende mitder Platte 22 durch die Verankerung 71
verbundene Kette 69 umläuft das Kettenrad 64 und ist mit ihrem anderen Ende 72 mit
dem Schlitten 37 verbunden. Der Grund für diese Art des Aufbaues und der Verbindung
der Kettenräder und Ketten besteht darin, daß bei einem Zylindervorschub von 1 cm
in Richtung des Pfeils 46 oder des Pfeils 47 ein Vorrücken des Meßschlittens um
2 cm in der Richtung des Zylindervorschubs erfolgt.
-
In Fig. 4 ist der Zylinder 44 der Meßvorrichtung 16 in Verbindung
mit dem Zylinder 44L der Meßvorrichtung 17 gezeigt, um die Zwischenverbindung zwischen
den beiden Zylindern sowie deren Funktionsweise zu erläutern. Der Zylinder 44L ist
auf eine Kolbenstange 28L aufgesetzt, deren Enden mit den Endplatten 18L und 22L
des Meßgerätgehäuses fest verbunden sind. Der Kolben 74L ist mit der Kolbenstange
verbunden, die mehrere durch diese Kolbenstange nindurchgehende Durchtrittskanäle
aufweist. Einer dieser Durchtrittskanäle 76L führt von einer Kammer 45F durch die
mit dem Durchtrittskanal versehene Kolbenstange und die Endplatte 22L zu einer Druckluftversorgungs
einrichtung, deren Druck in einem Pufferbehälter 77 etwa 3,16 kg/cm2 (45 pounds/square
inch) beträgt. Im Zylinder 44 wird die Kammer 50B hinter dem Kolben 74 über einen
Luftdurchtrittskanal 78 von einer Quelle, die schematisch mit 79 bezeichnet ist,
mit einem Druck von etwa 7 k 2 (100 nounds/ square inch) beaufschlagt. Obgleich
die hintere Kammer 50B des Zylinders 44 mit einer Druckluftversorgung verbunden
ist, und die vordere Kammer des Zylinders 44L an den Puffertank angeschlossen ist,
ist die vordere Kammer 50F des Zylinders 44 noch über den Durchlaß oder die Leitung
81, die die Durchbohrung in der Kolbenstange und einen Druckschlauch 83 einschließt,
mit der hinteren Kammer 45B des Zylinders 44L verbunden. Ein Zwei-Wege-Ventil oder
ein Zwei-Weg#Hahn 84 und ein Zwei-Wege-Ventil 86 liegen im Zuge der Leitung 83 zwischen
den beiden- Enden der Zylinder parallel zueinander.
-
Um die vordere Meßvorrichtung in Richtung des Pfeils 47 gegen die
Formwerkzeuge vorzurücken, ist es erforderlich, daß eine Druckdifferenz zwischen
der Kammer 50B und der Kammer SOF des Zylinders 44 erzeugt wird, wobei der höhere
Druck in Kammer 50B vorhanden sein muß. Dies kann durch Öffnen des Ventils 88 erreicht
werden, so daß ein Druck von etwa 7 kg/cm 2(100 pound/ square inch) von der Quelle
79 zur Kammer 50B gelangt. Die Leitung 76L ist gegen den Pufferbehälter 77 stets
geöffnet. Die Stellung oder Schaltbedingung der Ventile 84 und 86 bestimmt den Verschiebungsbetrag
für die Zylinder, da das von der Kammer 50F durch den Kanal 83 in die Kammer 45B
gelangende Hydraulikfluid je nach der Schaltstellung durch eines der beiden Ventile
hindurchströmen muß. Für raschen Vorschub werden beide Ventile 84 und 86 geöffnet,
so daß das Hydraulikfluid gleichzeitig durch die beiden parallelen Verbindungswege
strömen kann. Für geringe Bewegung wird das Ventil 86 geschlossen, so daß das Hydraulikfluid
lediglich durch das Ventil 84 strömen kann. Soll die Bewegung der Meßvorrichtung
beendet werden, so wird das Ventil 84 geschlossen, so daß der Vorschub beider Zylinder
beendet wird, anstatt daß Druck dem einen oder dem anderen der Zylinder von einer
Druckluftquelle aus zugeführt wird. Durch Sperrung der beiden Ventile 84 und 86
wird eine genaue Regulierung der Position der vorderen Meßvorrichtungen erreicht.
-
Wird Ventil 88 in eine Stellung geschaltet, in der die Kammer 50B
über die Öffnung 89 belüftet wird, so bewirkt der Druck im Pufferbehälter 77, der
der Kammer 45F weiterhin kontinuierlich zugeführt wird, daß die Zylinder auswärts
geschoben werden und damit auch die Meßvorrichtungen oder Meßköpfe beim Öffnen eines
oder beider der Ventile 84 und 86. Normalerweise werden zunächst beide Ventile für
rasche Bewegung der Meßvorrichtungen geöffnet, woraufhin beispielsweise das Ventil
86 geschlossen wird, während das Ventil 84 für einen weiteren Bewegungsvorschub
des Zylinders und der Meßvorrichtung geöffnet bleibt, bis die Bewegung durch Schließen
des Ventils 84 unterbrochen wird.
-
Die gleiche Abhängigkeit oder Tandembeziehung besteht zwischen den
Hydraulikzylindern 144 und 144L der hinteren Meßvorrichtungen 53 und 54, so daß
auch bei diesen eine rasche, einfache und genaue Überwachung und Steuerung der Stellung
erreicht wird. Zusätzlich ist die Möglichkeit einer automatischen Steuerung dadurch
erleichtert.
-
Zur direkten Vermittlung oder Abtastung der Stellung der Meßvorrichtung
in Bezug auf einen Bezugspunkt, eine Bezugslinie oder -ebene an den Formwerkzeugen
der Biegepresse oder in Bezug auf eine andere Referenzlinie an einer anderen Stelle
lassen sich verschiedene Möglichkeiten und Vorrichtungen verwenden. Die Bestimmung
der Stellung ist auch durch Festlegung einer Meßreferenzstellung an einer bestimmten
Stelle in Bezug auf die Referenzlinie möglich, wobei dann der Abstand bestimmt wird,
den die Meßvorrichtung von dieser Referenzposition aus zurückliegt. Die letztgenannte
Möglichkeit kann unter Umständen einfacher und billiger sein als die erstgenannte
und wird bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung angewendet.
-
Für die vorderen Meßvorrichtungen oder Meßlehren ist die Referenzstellung
durch den möglichen Rückschub begrenzt. Der Abstand, den die Meßlehren von dieser
Position aus durch die Linearbetätigungsglieder zurücklegen, wird unter Verwendung
einer Vorrichtung ermittelt, die weitere Merkmale der Erfindung aufweist.
-
Gemäß Fig. 3 wird ein Rotations- oder Drehkodierer 91 von einem Arm
oder eine Stütze 92 gehalten, die durch geeignete Befestigungselemente an der Endplatte
22 befestigt ist. Als Beispiel für diesen Kodierer sei der Drehwinkeldigitierer
DRC-77 der Firma Dynamics Research Corporation in Stoneham, Massachusetts, USA,
genannt. Anstelle der Verwendung eines Präzisiionszahnstangenantriebs mit einem
Kodierer kann gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung auch eine Riemenscheibe
93 mit dem Kodierer verbunden sein, die eine Vielzahl von genauen Zapfen oder Stiften
94
aufweist, die am Umfang verteilt sind und in genau hergestellte in linearem Abstand
voneinander angeordnete Öffnungen 96 eines Metallbandes 97 eingreifen. Ein leer
mitlaufendes Rad oder eine Riemenscheibe 98 wird von einem Arm oder einer Stütze
99 gehalten, die an der Endplatte 18 befestigt ist. Diese nimmt das Band 97 auf.
Die Enden des Bandes sind zwischen einer Bandfestklemmauflage 101 und einer Klemmplatte
oder dergleichen 102 festgeklemmt und durch eine Schraube 103 gesichert. Die Auflage
101 ist am äußeren Ende eines Arms 104 am Schlitten 37 nahe dem unteren Führungsstab
27L befestigt.
-
Eine Bewegung des Schlittens bewirkt damit auch eine Verschiebung
des Bandes um die Riemenscheiben, womit erreicht wird, daß der Kodierer Ausgangsimpulse
erzeugt, deren Anzahl unmittelbar der von dem Schlitten zurückgelegten Distanz entspricht
An der Uberwachungskonsole 48 in Fig. 1 lassen sich sechs Stufen einer Betriebsablauffoige
eines Arbeitszyklus zur Herstellung eines Teiles einstellen. Diese Konsole weist
sechs Zwei-Stellungs-Wahlschalter 106 für die Meßvorrichtung auf, wobei jeder Schalter
entweder zur Wahl der Stellung der vorderen oder der hinteren Meßvorrichtungen oder
Meßlehren eingesetzt werden kann, um diese durch den zugeordneten Schalter in einem
bestimmten Schritt des Verfahrenszyklus wirksam zu schalten.
-
Sechs Drei-Stufen-Schalter 107 sind dazu bestimmt, bei einem vorgegebenen
Schritt in der Ablauffolge entweder zu bestimmen, welche der Meßvorrichtungen oder
Meßlehren verwendet werden soll (Stellung "Aus" bei Funktionslosigkeit und Stellung
"Ein" bei Verwendung)und ob die verwendete Meßlehrediegleichesein und in derselben
Stellung stehen soll wie bei dem vorhergehenden Verfahrensschritt (Stellung "Wiederholung",
wenn diese Schaltfolge gewünscht wird). Weiterhin sind sechs Anzeigelampen 108 zur
Anzeige des jeweiligen Schrittes im Verfahrensablauf vorgesehen.
-
Sechs Sätze fünf-stufiger Einstellknopfschalter oder Daumenradschalter
109 sind zur Auswahl der Stellung der wirksamen Meßlehre von der Bezugsstelle für
jeden Schritt-im Zyklus vorgesehen. Ziffernanzeigeröhren 111 ("Nixie-Röhren'l) dienen
zur digitalen Anzeige der tatsächlichen Meßlehrenstellung der wirksam
geschalteten
Meßlehre während eines gegebenen Verfahrensschrittes, wobei die Röhren eine Anzeigekapazität
zur Anzeige von fünf Digits oder Ziffernpositionen geeignet sind entsprechend jeder
durch die Daumenradschalter wählbaren Kombination. Es ist offensichtlich, daß die
Erfindung nicht auf diese beispielsweise gegebene Anzahl einzelner Stufen oder-Ziffernanzeigekapazitäten
beschränkt ist.
-
Bei der praktischen Ausführung der Erfindung werden mehrere End- oder
Begrenzungsschalter verwendet. Einer dieser Endschalter LS-1 (Fig. 1 und 5) wird
am Grunde oder unteren Totpunkt des Biegepressenhubes betätigt. Dieser Schalter
kann an irgendeiner von verschiedenen möglichen Stellen auf einer Biegepresse angeordnet
sein, wobei in Fig. 1 aus Gründen der besseren Darstellung der Schalter so angeordnet
ist, daß er durch einen am Bär angeordneten Stift oder Zapfen 112 am unteren Totpunkt
d## Arbeitshubes betätigt wird. Der Endschalter LS-2 (Fig. 3 und 5) wird durch das
Ende 113 des Meßlehrenschlittens 37 betätigt, wenn die vorderen Meßvorrichtungen
ihre zurückgeschobene Referenzposition erreichen. Ein Endschalter LS-3 (Fig. 5)
ist im hinteren Meßvorrichtungsgehäuse in gleicher Weise angeordnet wie der Schalter
LS-2 im vorderen Meßlehrengehäuse und wird dann betätigt, wenn die hintere Meßlehre
ihre zurückgeschobene Referenzstellung erreicht.
-
Beim Betrieb (auf Fig. 1 und 5 wird Bezug genommen) werden die gewünschten
Abmessungen, die Abmaße bzw. die Meßvorrichtungen oder Meßlehren und die Betriebsart
manuell an den Schaltern 109, 106 bzw. 107 auf der Vorderseite des Kontrolltableaus
eingestellt. Erreicht der Arbeitshub der Biegepresse den unteren Totpunkt, so wird
der Schalter LS-1 betätigt und veranlaßt, daß eineSchrittfolgelogik 114 auf den
nächsten Verfahrensschritt im Herstellungszyklus vorrückt. Je nach dem Abmaß bzw.
der Meßlehre und der gewählten Betriebsart bewirkt die Schrittfolgelogik, daß die
Hubmagnetventile 84, 86 und 88 geöffnet werden oder geschlossen bleiben. Werden
die Ventile 84 und 86 geöffnet und das Ventil 88 wird belüftet, so kehrt die benutzte
Meßvorrichtung
oder Meßlehre vollständig in ihre Ausgangsstellung
oder Referenzposition zurück, wodurch der Schalter LS-2 (vorne) oder der Schalter
LS-3 (hinten) betätigt wird. Dies bewirkt durch die Schrittfolgelogik 114 und geeignete
Hubmagnetantriebsvorrichtungen, daß die Meßlehre augenblicklich umkehrt (durch Schaltung
des Ventils 88 auf die Versorgung 79) oder zurückgeschoben bleibt (durch Schließen
der Ventile 84 und 86), je nachdem, ob diese Meßlehre im nächsten Verfahrensschritt
verwendet wird oder nicht. Werden die Schalter LS-2 oder LS-3 betätigt, so bewirkt
eine Rückstell-Logik 116, daß eine Zähl-Logik 117 augenblicklich auf maximales Vorrücken
der Meßlehre umschaltet, was eine Rückkehr in die Ausgangsposition bedeutet. Rückt
die gewählte Meßlehre von der Ausgangsstellung gegen die durch den zugeordneten
der Schalter 109vorgewählte Abmessungsposition vor, so liefert der Drehkodierer
91 oder 91R (je nachdem, ob es sich um eine vordere oder rückwärtige Meßvorriciitung
handelt) Impulse an die Zähl-Logik 117, die ihrerseits mit einer Koinzidenz logik
118 zusammenwirkt, um die sich verschiebende Meßlehreposition mit der gewünschten
Position ständig zu vergleichen. In vorbestimmtem Abstand vor Erreichen der Koinzidenz,
beispielsweise 1/2 cm, bewirkt die Koinzidenzlogik (die durch die Folge-Logik überwacht
ist), daß das für hohe Vorschubgeschwindigkeit bestimmte Ventil 86 (beispielsweise
für die vordere Meßvorrichtung) über einen geeigneten Hubmagnet-Treiberschaltkreis
geschlossen wird.
-
Liegt dann genaue Übereinstimmung vor, so wird das Ventil 84 für geringe
Geschwindigkeit geschlossen, so daß die Meßlehre anhält. Die Meßlehrenstellung im
Vergleich zur vorgewählten Position kann in digitaler Darstellung, beispielsweise
an den "Nixie"-Röhren abgelesen werden.
-
Die drei Schaltergruppen auf der Konsole können, falls erwünscht,
auch durch ein Band- oder Streifenlesegerät ersetzt sein.
-
Wie sich aus der bisherigen Beschreibung der Erfindung ersehen läßt,
lassen sich zur Bestimmung der genauen Positionierung der
Meßvorrichtungen
verschiedene Arten elektronischer digitaler Überwachungseinheiten verwenden. Diese
Überwachungseinheiten erhalten Impulse von dem Drehkodierer 91 und verwenden diese
Impulse in einer Zähl-Logik, die ihrerseits eine Erregung oder Entregung der Hubmagnetventile
84 und 86 bewirkt, so daß die Strömung eines Hydraulikfluids in der Leitung 83 unterbrochen
und die genaue Positionierung der Meßlehre erreicht wird, wenn Koinzidenz mit einer
vorgewählten Meßlehrenstellung erreicht ist, die an der digitalen Überwachungseinheit
entweder mittels eines digitalen Wahlschalter oder eines Lochbandes und Lesegeräts
vorgegeben bzw angezeigt wird, wie es normalerweise bei bandgesteuerten Werkzeugmaschinen
verwendet wird. Die Überwachungseinheit kann ihre Eingangs- oder Stellsignale entweder
von Schaltern oder von einem Lochband zur Einstellung einer Folge von Meßlehrenstellungen
so erhalten, wie sie von dem zu formenden Teil vorgegeben sind, wobei bewirkt wird,
daß die Meßlehren ihre aufeinanderfolgende Stellung in irgendeiner Kombination von
vorderen und hinteren Vorgabepositionen selbsttätig im Verlauf der Arbeitszyklen
des Bärs der Biegepresse einnehmen.
-
Das Meßvorrichtungs oder Meßlehrensystem ist so ausgelegt, daß die
Einstellfolge im Verlauf der Formung des Teils jede Kombination von Meßlehreneinstellvorgängen,
sei es bei den vorderen oder hinteren Meßvorrichtungen, ermöglicht, wobei beliebige
Abmessungen innerhalb des Meßbereichs der Vorrichtungen möglich sind. Es ist bisher
keine Vorrichtung dieser Art bekannt geworden, die diese Möglichkeiten bietet.
-
Handelsübliche digitale Überwachungseinheiten, wie sie in Verbindung
mit der Erfindung besonders geeignet sind, sind beispielsweise die unter dem Handelsnamen
Dynapar-Digital-Additions-Subtraktions-Anzeige- und Überwachungsvorrichtungen, wie
sie von der Dynapar Corporation in Gurnee, Illinois, USA, hergestellt werden, oder
die Zählgeräte"IC-Industrial Counters", die dem Modell 6220 der Firma Beckman Instruments
Inc., Electronic Instruments Inc., Electronic Instruments Division
in
Richmond, Kalifornien, USA, ähneln.
-
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch durchaus in Verbindung
mit anderen Maschinen, insbesondere Werkzeugmaschinenlals gerade mit Biegepressen
verwendet werden; so beispielsweise mit Schnittstanzen, Stanzen oder anderen Vorrichtungen,
bei denen eine automatische PosiUonierung eines Abmaßes oder einer Meßlehre mit
den einzelnen Schrittfolgen der jeweiligen Vorrichtung koord inl erc werden muß
Obgleich das Antriebssystem für die Meßlehre, wie es in Fig.4 gezeigt ist, mit gutem
Erfolg verwendet wurde, wird anhand der Fig. 6 noch eine verbesserte Ausführungsform
erläutert, bei der Zylinderblocks 201 und 202 anstelle der Zylinder 44L und 44 in
Fig. 4 verwendet werden. Der Zylinderblock 201 weist ein Zylinderpaar auf, dessen
erster Zylinder in zwei Kammern 203 und 204 durch einen Kolben 206 unterteilt ist.
-
Der Kolben ist mit Kolbenstangen 207 und 208 verbunden, die an den
Endplatten 22L bzw. 18L festgelegt sind.
-
Der zweite Zylinder im Zylinderblock 201 ist durch einen Kolben 212
in die Kammern 209 und 211 unterteilt. Dieser Kolben ist auf Kolbenstangen 213 und
214 aufgesetzt, die an den Endplatten 22L bzw. 18L befestigt sind. Eine Mitnehmerhebevorrichtung
216 ist mit dem Zylinderblock 201 verbunden und weist eine schräge Gleitfläche 217
auf, die auf eine Nachführrolle 218 einwirkt, die mit einer Kolbenstange 219 in
einem Kompensations- oder Ausgleichszylinder 221 einwirkt. Dieser Zylinder kann
an einem Bereich des Schlittengehäuses 24L befestigt sein. Das Gehäuse 24L ist selbstverständlich
in Bezug auf die Endplatten 18L und 22L festgelegt.
-
Der Zylinderblock 202 im Gehäuse 24 weist einen Zylinder mit einem
darin angeordneten Kolben 222 auf, der den Zylinder in die Kammern 223 und 224 unterteilt.
Mit dem Kolben 222 verbundene Kolbenstangen 220 und 225 sind mit den jeweiligen
Endplatten 22 und 18 verankert. In ähnlicher Weise ist der
andere
Zylinder in diesem Block durch einen Kolben 226 in die Kammern 227 und 228 unterteilt.
Mit dem Kolben 226 verbundene Kolbenstangen 230 und 235 sind jeweils mit den Endplatten
22 und 13 fest verbunden. Der Zylinderblock 202 weist ebenfalls eine Mitnehmerhebevorrichtung
229 auf, die eine schräge Gleitfläche 231 enthält, die entgegen der Neigungsrichtung
der schrägen Fläche 217 der Mitnehmerhebevorrichtung 216 geneigt ist. Auf der Fläche
231 läuft eine Nachführrolle 232, die drehbar mit einer Nachführkolbenstange 233
verbunden ist, die ihrerseits mit einem Kolben in einem Ausgleichs- oder Kompensationszylinder
234 verbunden ist, der an einem Teil des Gehäuses 24 festgelegt ist.
-
Mit Bezugszeichen 235 ist eine Druckluftquelle bezeichnet, die eine
betriebsübliche Druckluftanlage mit einem Druck von beispielsweise 6,3 kg/cm2 (90
psi) sein kann. Zwischen der Quelle 235 und den Kammern 203 und 204 im ersten Zylinderblock
201 und den Kammern 223 und 224 im zweiten Zylinderblock 202 liegt ein hubkolbenmagnetbetätigter
Drei-Weg-Hahn 236.
-
Bezugszeichen 237 kennzeichnet einen Speicher, von dem aus über ein
Rückschlagventil 238 die richtige Betriebsbedienung für das Hydraulikfluid (üblicherweise
Öl) in einer Hydraulikleitung 239 sichergestellt wird, die eine Verbindung zwischen
der Kammer 211 und der Kammer 227 herstellt.
-
Über ein Absperr- oder Rückschlagventil 241 wird auch sichergestellt,
daß die richtige Betriebsbedingung hinsichtlich des Hydraulikflufds in der Leitung
242 erreicht wird, die eine Verbindung zwischen der Kammer 209 und der Kammer 228
dann herstellt, wenn das eine oder das andere der Magnetventile 84 bzw. 86 geöffnet
ist. Zwischen den Zeitungen 239 und 242 ist ein weiteres elektromagnetisch betätigtes
Ventil 243 vorgesehen. Des weiteren ist zwischen dem Ausgleichszylinder 221 und
der Leitung 239 ein manuell betätigbares, normalerweise geöffnetes Ventil 242 eingeschaltet.
Zwischen der Leitung 239
und dem Speicher ist bei 246 ein Druck
entlastung sventil vorgesehen, durch das ein Rückströmen des Hydraulikfluids zum
Speiu <terfür den Fall ermöglicht ist, daß der Druck in der Leitung 239 über
einen für das Entlastungsventil vorgegebenen Wert ansteigt.
-
Um beim Betrieb die Meßvorrichtungen in Richtung des Pfeiles 47 vorzurücken,
ist es erforderlich, die Kammern 203 und 223 zu belüften und den Kammern 204 und
224 Luft zuzuführen, Um einen Abfluß des Öls aus den Kammern 209 und 227 zu bewirken.
Dann bewegen sich die Zylinderblocks in Richtung des Pfeiles 47. Um gleichmäßigen
Betrieb zu erreichen, ist es erforderlich, daß beide Zylinderblocks sich in gleicher
Weise bewegen. Das Hubmagnetventil 236 ist normalerweise so eingestellt, daß die
Luftzufuhr auf der Druckleitung zu allen vier Luftkammern 203, 204, 223 und 224
erfolgt. Zur Belüftung der Kammern 203 und 223 wird das Ventil 236 in Richtung des
Pfeiles 46 verschoben, so daß Luft nur in die Kammern 204 und 224 gelangt. Beide
Hubmagnetventile 84 und 86 werden so eingestellt, daß eine Verbindung zwischen der
Hydraulikkammer 209 des ersten Zylinderblocks 201 und der Kammer 228 des zweiten
Zylinderblocks 202 hergestellt wird. Die Kammer 211 steht über die Hydraulikleitung
239 in ständiger Verbindung mit der Kammer 229. Damit werden bei richtiger Einspeisung
von Druckluft in die Luftkammern und bei richtiger Verbindung zwischen den Hydraulikkammern
der jeweiligen Hydraulikzylinder die beiden Zylinderblocks gleichzeitig in Richtung
des Pfeiles 47 verschoben, so daß die Meßlehren mit doppelter Geschwindigkeit und
um die doppelte Distanz in der gleichen Richtung verschoben werden auf Grund der
Vorschubvervielfacherkette und der dabei angewendeten Riemenscheiben- bzw. Kettenradanordnung.
Nähert sich die Vorschubbewegung dem gewünschten Endpunkt, so kann Ventil 86 geschlossen
werden, so daß eine Hydraulikverbindung nur über das Ventil 84 besteht, so daß die
Vörrückgeschwindigkeit beträchtlich vermindert wird. Bei Erreichen eines weiteren
Punktes wird auch das Ventil 84 geschlossen, so daß bei jetzt ganz geschlossenen
Ventilen ein Zylindervorschub wegen der damit
erreichten Sperre
unterbrochen wird.
-
Um die Meßlehren in Richtung des Pfeiles 46 nach außen zu verschieben,
müssen auch die Zylinderblocks 201 und 203 in Richtung des Pfeiles 46 gerückt werden.
Zu diesem Zweck wird das Hubmagnetventil 236 aus seiner Feder-zentrierten Stellung
in Richtung des Pfeiles 47 verschoben, so daß die Luftzylinderkammern 204 und 224
entleert werden. Beim Öffnen der Ventile 84 und 86 kann das Hydraulikfluid dann
aus der Kammer 228 ausströmen und in die Kammer 209 eintreten. Das Hydraulikfluid
kann die Kammer 211 über den Kanal 239 verlassen und in die Kammer 227 gelangen.
Damit werden beide Zylinderblocks in Richtung des Pfeil es 46 verschoben. Bei Erreichen
eines nahe dem gewünschten Endpunktes liegenden Punktes wird Ventil 86 geschlossen,
so daß auf langsames Vorrücken umgeschaltet wird.
-
Bei Erreichen eines weiteren Punktes wird auch Ventil 84 geschlossen,
so daß jedes weitere Vorrücken unterbrochen wird, worauf der Hubmagnet des Ventils
236 in seine Mittellage -rückkehrt, so daß der Druck auf beiden Seiten des Luftkolbens
ausgeglichen wird.
-
Der Speicher 239 kann soweit unter Druck gesetzt werden, als es zur
Druckbeaufschlagung der Hydraulikkreisläufe und zur Komprimierung irgendwelcher
Lufteinschlüsse erforderlich ist, so daß das System in der Ruhelage in einer starreren
Stellung verharrt, als dies sonst der Fall ist. Treten Leckverluste an Öl auf, so
kann vom Speicher aus Frischöl kontinuierlich zugeführt werden, so daß die Zylinder
in voll zurückgeschobener Position immer noch im Gleichgewicht sind. Die Gleichgewichtsstellung
wird dadurch erreicht, daß Druckluft auf eine Seite des Kolbens beider Luftzylinder
zugeführt wird, um die Zylinder gegen den Anschlag zu fahren, und durch kurzzeitiges
Öffnen des Hubmagnetventils 243, während das eine oder das andere der Ventile 84
und 86 geöffnet ist, so daß damit die erforderliche Verbindung über die gesamten
Hydraulikleitungen besteht, so daß sichergestellt ist, daß beide Kolben vollständig
am Anschlag anliegen, d.h. bei 22L bzw. 22 für die Blocks 201
bzw.
202. Sind die Ventile 236, 84 und 86 geschlossen, so kann ein normaler Betriebsablauf
von neuem beginnen, Die für diese Ausbalancierung erforderliche Zeitperiode ist
eine Sache von Sekunden.
-
Zur genauen Zeit- und Abstandssynchronisierung für die Bewegung der
beiden Zylinderbloclcs 201 und 202, um i rlsbesondere die erwünschte genaue lineare
Ausrichtung bzw. Positionierung zu erreichen, müssen die beiden Ölzylinder normalerweise
mit genau der gleich großen Bohrung versehen sein. In Praxis jedoch kann dies mit
herkömmlichen Herstellungsverfahren nicht erreicht werden, so daß hierfür eine Selbstkompensationsvorrichtung
vorgesehen ist.
-
Es sei angenommen, das Volumen der Kammer 209 sei geringfügig kleiner
als das Volumen der Kammer 227 auf Grund einer geringfügig kleineren Zylinderbohrung
der Kammer 209. Wird das Zylinderpaar des Blocks 201 in Richtung des Pfeiles 47
durch Luftzufuhr in die Kammer 204 gedrückt, während die Kammer 203 belüftet wird,
so wird Fluid Von der Kammer 209 in die Kammer 228 gedrückt. Da die Kammer 228 jedoch
eine geringere Bohrung aufweist, wird nicht ausreichend Fluid von der Kammer 209
in die Kammer 228 verschoben, um einen gleichmäßigen linearen Vorschub der beiden
Zylinderblocks zu erreichen. Um dies gemäß einer typischen Ausführungsform der Erfindung
auszugleichen, bewirkt die geneigte Ebene 231 der Mitnehmerhebevorrichtung 229,
daß der Folger 232 angehoben wird, wenn der Zylinderblock 202 in Richtung des Pfeiles
47 vorrückt, so daß Fluid vom Zylinder 234 in die Kammer 228 gedrückt wird. Damit
ist eine Kompensation der Unterschiede zwischen den Verschiebevolumina erreicht.
Gleichzeitig bewegt sich der Zylinderblock 201 in Richtung des Pfeiles 47, und die
schräge Gleitfläche 217 der Hebevorrichtung 216 ermöglicht ein Absenken des Kolbens
im Kompensationszylinder 2219 so daß dessen Volumen vergrößert wird und die Differenz
zwischen dem Ölvolumen, das von der Kammer 227 austritt, und dem Volumen, das von
der Kammer 211 aufgenommen werden kann, wird von diesem Volumen übernommen.
-
Bei der dargestellten Ausführungsform ist zur Vergrößerung oder Verkleinerung
der Neigung der schrägen Gleitfläche 231 eine Einstellschraube 229A vorgesehen,
über die sich eine Vergrößerung oder Verengung des Spaltwinkels zwischen den beiden
Abschnitten der Hebevorrichtung 22 einstellen läßt.
-
In ähnlicher Weise kann der entsprechende Winkel der schrägen Gleitfläche
217 der Hebevorrichtung 216 durch Betätigung einer Einstellschraube 216A eingestellt
werden. In der Darstellung der Fig. 6 ist diese Ausführungsform nur schematisch
angedeutet. Insbesondere die spezielle Ausführungsform der Mitnehmerhebevorrichtung
und die dafür vorgesehene Einstellung läßt sich nach vielen Möglichkeiten realisieren,
je nach Größe, Platzerfordernissen und den für den jeweiligen Anwendungszweck geeigneten
Bedingungen. Die Einstellung der schrägen Gleitflächen wird zweckmäßigerweise entsprechend
der für die Größendifferenzen zwischen den Hydraulikzylindern des Blocks 201 und
den Hydraulikzylindern des Blocks 202 erforderlichen Kombination vorgenommen. Auf
diese Weise läßt sich das erforderliche Frisch- oder Zusatzöl für eine genaue Verdoppelung
des Linearvorschubs der beiden Zylinderblocks und damit der Schlitten und der Meßlehren
genau feststellen.