DE2322513A1

DE2322513A1 - Anordnung zum zusammenpressen eines werkstuecks

Info

Publication number: DE2322513A1
Application number: DE2322513A
Authority: DE
Inventors: Bruce Cameron; Joseph Richard Keller
Original assignee: AMP Inc
Current assignee: TE Connectivity Corp
Priority date: 1972-05-15
Filing date: 1973-05-04
Publication date: 1973-11-29
Also published as: IL42083A; FR2184692B2; BR7303508D0; NL170577B; NL7306603A; JPS5814147B2; CA988187A; IL42083A0; SE377010B; AR198987A1; GB1406920A; AU5495973A; CH561967A5; FR2184692A2; JPS4956261A; ZA732792B; US3783662A; IT1045843B; ES414717A1; NL170577C

Description

PATENTANWÄLTE

Dipl-Phys. W. KALKOFF

MÜNCHEN 71 (So)In) ftanz-Hals-Straßc 21 TeL (0811) 796213

AMP 3165 Hünchen, 24. April 1973

sch

AMP Incorporated
Eisenhower Boulevard
Harrisburg, Pa., V. St. A.

Anordnung zum Zusammenpressen eines 'verkstücks

Priorität; 15. Mai 1972; V.St.Α.; Nr. 253 039

Zusatzanmeldung zu P 19 22 557.1

Die Zusatzerfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Zusammenpressen von Werkstücken mittels relativer Verschiebung eines Paares von Gesenken.

In der Hauptanmeldung P 19 22 557.1 ist eine Anordnung beschrieben zum Zusammenpressen eines Werkstücks, wobei ein Pressenstößel ein Gesenk trägt, das zusammen mit einem weiteren Gesenk an dem Werkstück angreift, und wobei zwei gegenseitig eine Zugspannung ausübende Elektromagnete relativ zueinander bewegbar sind und den Pressenstößel durch einen Arbeitshub antreiben, so daß das Werkstück zwischen den Gesenken zusammengepreßt wird, und wobei eine·Steuerschaltung die Erregung der Elektromagnete von einer Energiequelle steuert zwecks Steuerung des Zusammenpressen des Werkstücks.

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Dabei liefert die Steuerschaltung bei einer Ausführungsform einen Impuls vorbestimmter Verstärkung und Dauer an die Blektromagnete, wobei die Verstärkung und Dauer des Impulses die Form der Kräfteverschiebungskennlinie des Stößels beeinflussen.

Bei einer zweiten Ausführungsform ist die Steuerschaltung eine Rückkopplungsstufe, die einen Kraftwandler aufweist und sicherstellt, daß während des gesamten Zusammenpreßhubes eine konstante Kraft ausgeübt wird.

Beide Steuerschaltungen sorgen zwar unter bestimmten Bedingungen für ausreichende Regulierung; sie weisen jedoch die für eine Massenfertigung erforderliche Leistungsfähigkeit und Sicherheitsmerkmale nicht auf.

Eine Anordnung zum Zusammenpressen eines Werkstücks, wobei ein Pressenstößel eine Matrize trägt, die zusammen mit einem weiteren Gesenkteil auf dem Werkstück zur Anwendung gelangt, und wobei zwei sich gegenseitig anziehende Elektromagnete relativ zueinander bewegbar sind und den Stößel durch einen Arbeitshub antreiben, so daß das Werkstück zwischen den Gesenken zusammengepreßt wird, und wobei eine Steuerschaltung die Erregung der Elektromagnete von einer Energiequelle aus steuert zwecks Steuerung des Zusammendrückens des Werkstücks, gemäß Anmeldung P 19 22 557.1» kennzeichnet sich gemäß der Zusatzerfindung dadurch, daß die Steuerschaltung eine Absenkstufe aufweist, die so ausgebildet ist, daß sie die Erregung der Elektromagnete auf einen eine niedrige Schließkraft erzeugenden Wert begrenzt, und daß ein Schalter vorgesehen ist, der auf einen vorbestimmten Abstand zwischen den Gesenken anspricht zur Abschaltung der Absenkstufe.

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Auf diese Weise wird der Pressenstößel mit' dem Werkstück in sanften Anfangskontakt gebracht, wonach die Absenkstufe abgeschaltet wird, so daß die volle Arbeitsenergie und damit die volle Arbeitskraft ausgeübt werden kann. Dies ist insbesondere bei manchen Anquetschvorgängen vorteilhaft, bei denen ein hoher Kontaktimpuls das Werkstück (Anschlußklemme) beschädigen kann oder eine Verbindungsstelle geringer Qualität bewirken kann.

Zum Schutz der Bedienungsperson und der Anordnung vor Verletzung bzw. Beschädigung kann die Steuerschaltung eine Taktgeberstufe aufweisen, die, wenn nicht innerhalb einer vorbestimmten Zeit eine kritische Kraft erreicht wird, eine Beendigung des GesenkschlieBzyklus auslöst.

ii,in Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Figuren erörtert. Von den Figuren zeigen:

Figur 1 eine teilweise geschnittene perspektivische Darstellung einer Presse zum Anquetschen von Anschlußklemmen, wobei die Presse vor Ausführung eines Arbeitshubes dargestellt ist;

Figur 2 eine weitere teilweise geschnittene perspektivische Darstellung der Presse von Figur 1, wobei die Presse am Ende eines Arbeitshubes gezeigt ist;

Figur 3 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Steuerschaltung; und

Figur 4 ein schematisch.es Schaltbild, das im Detail die erfindungsgemäße Steuerschaltung veranschaulicht.

Im allgemeinen weist die in Figuren 1 und 2 dargestellte Anordnung eine Reihe von Merkmalen auf, die in den Figuren nicht dargestellt sind. Insbesondere zeigen die Zeichnungen keinen Vorschubmechanismus zum Zuführen von Anschlußklemmen

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lind/oder einen Zuführmechanismus für abisolierte Leiter zwischen die Gesenke. Aus Gründen der Klarheit wurden diese Einzelheiten weggelassen, da sie für ein vollkommenes Verständnis der Erfindung nicht wesentlich sind.

Die Presse weist ein Gehäuse auf, das aus einer metallischen Grundplatte 12 besteht, die auf der Oberfläche einer Werkbank 10 o. ä. aufliegt. An der metallischen Grundplatte 12 ist ein aufrechter Halteteil 18 befestigt, der einen kastenähnlichen Aufbau trägt, in dem ein magnetischer Betätigungsmechanismus montiert ist. Der Mechanismus ist mit einem Stößel 20 verbunden, der an seinem Unterende ein Gesenk 22 besitzt. Wie Figur 2 besonders deutlich zeigt, ist der Stößel 20 mit einer Stößelwelle 24 verbunden, die sich vertikal nach oben durch den Halteaufbau 18 erstreckt. Das Oberende der Stößelwelle 24 weist einen Flansch 26 auf, der als Anschlag für eine Feder 28 dient, die so ausgebildet ist, daß sie den oberen Abschnitt der Welle 24 umgibt und gegen das Oberende des Gehäuses 18 um die darin befindliche Öffnung ■ wirkt, durch die sich die Welle 24 während des Betriebs der Presse bewegt. Ein bei 29 dargestelltes Hilfslager kann im Oberende des Gehäuses 18 vorgesehen sein zwecks Halterung der Welle 24, so daß sich diese relativ zu dem Gehäuse verschieben kann. Die Feder 28 ist eine Kompressionsfeder von ausreichender Kraft, so daß sie die Stößelwelle und den damit verbundenen Mechanismus in Abwesenheit einer die Magnete aufeinander zu ziehenden Kraft schnell nach oben.in die in Figur 1 gezeigte Position schieben kann. Der untere Magnet 30 der Gesenkschließvorrichtung ist an einer Querplatte 55 befestigt, die einen Teil des Gehäuses 18 bildet, und ist dadurch relativ zu einer Verschiebung der Stößelwelle fest angeordnet. Dieser Magnet besitzt eine in der Mitte befindliche Öffnung, durch die sich die Stößelwelle 24 erstreckt,

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wobei letztere in der öffnung in Längsrichtung relativ zu dem Gehäuse 18 verschiebbar darin gehaltert ist mittels eines herkömmlichen Hauptlagers 36. Der obere Magnet 32 der Gesenkschließvorrichtung ist auf der Welle mittels einer verkeilten und ein Gewinde aufweisenden Buchse 38 (Figur 2) befestigt. Die Oberseite des festangeordneten Magneten 30 trägt ein Polster in Form einer Platte 34 aus Kunststoff, beispielsweise aus Mylar ο, ä., die eine Oberflächenberührung der beiden Magnete während des Schließens in die in Figur 2 gezeigte Stellung verhindert, falls die Anordnung aktiviert werden sollte, ohne daß sich zwischen den Gesenken ein Werkstück befindet. Die Kunststoffplatte 34 sorgt außerdem für Aufrechterhaltung eines maximalen Spaltes zwischen den beiden Magneten und verhindert so ein Aneinanderhaften der Magnete.

Jeder der Magnete weist eine Ausnehmung auf, die sich winkelmäßig rundum in dem Magnetkörper erstreckt. Die Ausnehmungen sind in Figur 2 bei 40 und 42 gezeigt. Diese Ausnehmungen weisen Spulen WI und WII auf und sind in geeigneter Weise an eine Energiezuführungs- und Steuerschaltung angeschlossen, wie noch beschrieben wird.

Auf der Platte 12 ist in Ausrichtung mit der Matrize 22 eine festangeordnete Patrize 50 befestigt. Unterhalb der Patrize 50 ist ein Kraftwandler 5.2 vorgesehen. Dieser Kraftwandler ist in einer noch zu beschreibenden Weise mit der erfindungsgemäßen Steuerschaltung gekoppelt, die in Figuren 1 und 2 allgemein als Schaltkasten 63 bezeichnet ist.

Die Anordnung weist einen Schalter 33 auf, dessen einer Kontakt an dem Magnet 32 befestigt ist, während der andere Kontakt des Schalters an dem Magnet 30 befestigt ist. Dieser

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Schalter ist der Absenkschaltung zugeordnet und bewirkt ein Außerbetriebsetzen der Absenkschaltung, nachdem die Matrize 22 mit der Anschlußklemme oder einem anderen Werkstück in Kontakt gelangt ist.

Außerdem weist'die metallische Grundplatte 12 lichtempfindliche Elemente 53 auf. Diese Elemente können herkömmliche Fotowiderstände sein. An der Unterseite der Querplatte 55 sind nicht gezeigte Lichtquellen befestigt zur Steuerung des elektrischen Ausgangs der lichtempfindlichen Elemente 53· Der Betrieb dieser Elemente im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Steuerschaltung wird noch näher erläutert.

Bei Betrieb der Presse nimmt die Anordnung zuerst die in Figur 1 gezeigte Stellung ein, wobei die Matrize 22 in ihrer oberen Position von der Patrize 50 entfernt ist. Wenn die An-Ordnung zum Anquetschen verwendet wird, wird eine Anschlußklemme T auf der unteren Gesenkhälfte positioniert, wobei der abisolierte Teil des Leiters L in dem Anquetschteil der Anschlußklemme positioniert wird. Aktivierung der Spulen WI und WII resultiert in der Erzeugung eines Magnetfeldes in den Magneten 30 und 32, das eine die beiden Magnete zueinander ziehende Kraft entwickelt. Aufgrund der Tatsache, daß der Magnet 30 fest mit dem Haltegehäuse 18 verbunden ist, wird durch Schließen der Magnete der Stößel 20 nach unten gezogen der gedrückt, und damit wird das an dem Stößel 20 angeordnete Gesenk 22 auf die Anschlußklemme T zu und gegen das untere Gesenk 50 bewegt. Während dies stattfindet, wird die dabei entwickelte Kraft von dem Kraftwandler 52 festgestellt, der ein Signal liefert, das dazu verwendet wird, den Gesenkschließzyklus selektiv zu beenden.

Figur 4 ist ein Blockschaltbild der gemäß der Erfindung zur Anwendung gelangenden Steuerschaltung. Man hat festgestellt,

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daß Andrückverbindungen ausgezeichneter Qualität bei einer großen Vielzahl unterschiedlicher Drahtstärken erreichbar sind, wenn der Anquetschzyklus beendet wird, wenn die auf die Anschlußklemme einwirkende Kraft eine vorbestimmte kritische Größe erreicht. Aufgrund dieser Feststellung weist die Steuerschaltung einen kraftempfindlichen Steuerkreis 114 auf, der die Beendigung eines Anquetschzyklus bewirkt, wenn die auf die Klemme einwirkende Kraft den kritischen Wert erreicht.

Generell findet der Betrieb der Gesenkschließvorrichtung unter Verwendung der erfindungsgemäßen Steuerschaltung wie folgt statt: Ursprünglich befinden sich die Magnete 30 und 32 in ihren voneinander entfernten Stellungen gemäß Figur Der Schalter 116, der beispielsweise ein Fußschalter sein kann, wird geschlossen und startet damit die Aktivierung der Elektromagnete. Wenn der Schalter 116 geschlossen wird, erzeugt der Startkreis ein Startsignal zur Aktivierung der Antriebsstufe 104'. Das Startsignal ist während des gesamten Zyklus vorhanden. Die aktivierte Antriebsstufe 104 gestattet einen Stromfluß von der Gleichstromquelle 100 durch die Spulen WI und WII der Elektromagnete 30 und 32. Es wird eine stabilisierte Gleichspannungsquelle 102 verwendet zur Aktivierung der Schaltelemente der Steuerschaltung. Der Ausgang der Gleichstromquelle 100 ist beträchtlich größer als der Ausgang der stabilisierten Spannungsquelle 102. Typischerweise liefert die Gleichstromquelle 100 einen Gleichstrom von etwa 130 V, während die stabilisierte Gleichspannungsquelle 102 30 V liefert. Das relativ hohe Potential, das von der Energiequelle 100 geliefert wird, ist erforderlich zum Erzeugen der hohen Andrückkraft, die zum Herstellen einer Andrückverbindung hoher Qualität erforderlich ist und während einer gegebenen Zeitspanne häufig im Bereich von 908 kg liegt.

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Während der von der Gleichstromquelle 100 gelieferte Strom die Spulen der Elektromagnete, die in Figur 4 allgemein mit 70 bezeichnet sind und den einzeln dargestellten Elektromagneten 30 und 32 von Figuren 1 und 2 entsprechen, erregt, werden die Magnete aufeinander zu bewegt. Die Anfangsgeschwindigkeit, mit der sich die Magnete einander nähern, wird gesteuert durch die Absenkstufe 112. Im Betrieb begrenzt diese Stufe den den Elektromagneten zugeführten mittleren Antriebsstrom, wodurch die Matrize 22 mit sehr geringer kinetischer Era?gie in anfänglichen Kontakt mit der Anschlußklemme T gebracht wird. Dadurch wird die Klemme T vor einer Beschädigung geschützt, die sich häufig ergeben kann, wenn die Matrize 22 schnell in Kontakt mit der Anschlußklemme gebracht wird. Nach Herstellung des Anfangskontaktes wird die Absenkstufe abgeschaltet, wodurch der Antriöbsstrom erhöht wird, was eine Steigerung der Anziehungskraft zwischen den Magneten bewirkt. Durch den erhöhten Antriebsstrom kann die erforderliche Anquetschkraft zwischen den Gesenken schnell aufgebaut werden. Wie noch im einzelnen beschrieben wird, arbeitet die Absenkstufe so, daß sie intermittierend die Abschaltstufe 109 desaktiviert, wodurch intermittierend der durch die Antriebsstufe 104 fließende Strom unterbrochen wird. Ein intermittierendes Unterbrechen des Antriebsstroms reduziert dessen Durchschnittswert, wodurch die Schließkraft begrenzt wird.

Die Kraft zwischen den Gesenken und damit die auf die Klemme T einwirkende Kraft wird von dem Kraftwandler 52 festgestellt, auf die Kraftregelstufe 114 gegeben und in eine proportionale Spannung umgewandelt. Die Kraftregelstufe 114 weist auch eine Bezugsspannung auf, die einer kritischen Kraft proportional ist, deren Erreichen anzeigt, daß eine Anquetschverbindung ausgeführt wurde. Die Stufe 114 weist auch einen Komparator auf, der die Bezugsspannung mit der

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von dem Kraftwandler gelieferten Spannung vergleicht und bei Übereinstimmung der beiden Spannungen ein Ausgangssignal erzeugt, das die Startstufe 108 aktiviert, so daß diese das Startsignal abschaltet und dadurch den Anquetschzyklus beendet.

Wenn ein Fremdkörper von zumindest vorbestimmter Größe und Form zufällig im Andrückbereich positioniert wird, gelangt die elektro-optische Schutzstufe 121 zur Anwendung und erzeugt ein Ausgangssignal, das der Startstufe 108 zugeführt wird zwecks Abschaltens des Startsignals.

Es ist möglich, daß ein Fremdkörper, beispielsweise ein Mutternschlüssel oder ein Schraubendreher, zwischen den Gesenken erscheint, ohne die elektro-optische Schutzstufe zu aktivieren. Wie noch im einzelnen beschrieben wird, weist die Steuerschaltung ein weiteres Sicherheitsmerkmal auf, das ein Beendigen des Schließzyklus bewirkt, wenn ein derartiger Fremdkörper zwischen den Gesenken erscheint. Wenn sich die Gesenkteile auf einem Schraubendreher oder einem Mutternschlüssel schließen, werden die Magnete 30 und 32 so weit auseinandergehalten, daß dieser Abstand ausreichend ist, um ein Schließen der Kontakte des Schalters 33 zu verhindern. So wird die kritische Kraft nicht erreicht, und es wird auf den zwischen den Gesenken liegenden Körper nur eine sehr geringe Kraft ausgeübt. Das zusätzliche Sicherheitsmerkmal zum Beenden eines Zyklus ist die Taktgeberstufe 110. Diese Stufe ist eine Taktgeberstufe, die bei Start eines Gesenkschließzyklus aktiviert wird. Wenn die kritische Kraft nicht innerhalb einer vorbestimmten Zeit erreicht wird, erzeugt die Taktgeberstufe ein Ausgangssignal, das der Startstufe 108 zugeführt wird und ein Abschalten des Startsignals bewirkt. Ein Signal der Taktgeberstufe wird auch der Abschaltstufe 109 zugeführt und aktiviert diese. Das Ausgangssignal der Abschaltstufe 109 bewirkt die Erzeugung eines

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Warnsignals, das der Bedienungsperson eine Störung in der Vorrichtung anzeigt und auch den Start weiterer Arbeitszyklen verhindert, bis die Bedienungsperson die Steuerschaltung von Hand rückgestellt hat.

Der Betrieb der erfindungsgemäßen Steuerschaltung wird nunmehr unter Bezugnahme auf Figur 4 ausführlicher beschrieben. Den anderen Figuren entsprechende Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Zum Starten eines Gesenkschließzyklus, was bei der hier offenbarten spezifischen Ausführungsform in einem Andrückzyklus resultiert, wird der Schalter 116 geschlossen. Vordem Schließen des Schalters 116 hat sich der Kondensator Gp über die 30 V-Leitung 113 von der stabilisierten Gleichspannungsquelle 102 aufgeladen. Das Schließen des Schalters 116 bewirkt, daß die Spannung am Kondensator C₂ an der Anode des Schalttransistors Qp erscheint. Dieser Transistor kann ein 2N-6027-Schalttransistor sein. Der Schalttransistor wird stromführend, wenn die Anodenspannung in vorbestimmter Beziehung zu der Spannung der Steuerelektrode steht. Zum Abschalten des Transistors wird der Anode ein negativer Impuls zugeführt, der die Anodenspannung etwa auf Erdpotential bringt. Das Anlegen der Spannung des Kondensators Cp an die Anode des Transistors Q₂ bewirkt, daß der Transistor leitend wird. Infolgedessen steigt die Spannung am Verbindungspunkt a in der Antriebsstufe 104, wodurch der Transistor Q-,-, angeschaltet wird. Wenn der Transistor Q-,-, leitet, leiten auch die Transistoren Q-IO^-QnA ^und· aktivieren die Spulen WI und WII, wodurch zwischen den Magneten 30 und 32 eine Anziehungskraft erzeugt wird.

Eine Rückkopplungsspule L, die einen Teil der Absenkstufe 112 bildet, ist in der Nähe der Spulen WI und ¥11 angeordnet, wodurch der Strom in diesen Spulen einen induzierten Strom in der Rückkopplungsspule L bewirkt. D®r Schalter 33

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ist zu Beginn offen. Eine Klemme der Rückkopplungsspule L ist mit der 30 V-Leitung 113 über einen geeigneten Widerstand verbunden, während die zweite Klemme mit dem invertierenden Eingang j eines Operationsverstärkers OP-, gekoppelt ist, der als Triggerstufe geschaltet ist. Der Operationsverstärker OP-, kann ein herkömmlicher Schmitt-Trigger sein. Vor Erregung der Spule L ist die Ausgangsspannung der Triggerstufe OP-, niedrig, wodurch der Transistor Q-,_Q in seinem nichtleitenden Zustand genalten wird. Wenn in die Rückkopplungsspule L ein Strom induziert wird, fällt die Spannung am Kondensator Cg, der vorher von der Leitung 113 her aufgeladen wurde, ab. Wenn die Triggerspannung erreicht ist, steigt der Ausgang der Stufe OP-, auf eine Spannung an, die hinreichend goß ist, um den Transistor Q-, _Q anzuschalten. Der Emitter des Transistors Q-,_o ist mit der Basis des Transistors Qg in'der Abschaltstufe 109 verbunden. Wenn daher der Transistor Q-, _Q leitet, wird die Basis des Transistors Qg positiv vorgespannt, wodurch dieser Transistor angeschaltet wird. Wenn der Transistor Qg angeschaltet wird, fällt die Spannung am Verbindungspunkt a schnell ab und schaltet dadurch den Transistor Q-,-, ab, der seinerseits die Transistoren Q-ip-Q-w, der Antriebsstufe abschaltet. Dadurch wird ein weiterer Stromfluß durch die Spulen WI und WII blockiert. Da der Strom in&er Rückkopplungsspule L nunmehr absinkt, erhöht sich die Spannung am Kondensator Cg und bringt den Ausgang der Triggerstufe OP-, auf dessen niedrigen Zustand zurück, was ein Abschalten der Transistoren Q-,Q und Qg bewirkt. Infolgedessen nimmt die Spannung am Verbindungspunkt a der Antriebsstufe 104 wiederum zu und schaltet die Antriebsstufe an, was einen Stromfluß in den Widdungen WI und WII bewirkt. Die Antriebsstufe 104 wird also, schnell erregt und aberregt und begrenzt den durchschnittlichen Stromfluß in den Wicklungen WI und WII.

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Dieser geringe durchschnittliche Strom bewirkt die Ausbildung einer kleinen Anziehungskraft zwischen den Magneten und begrenzt dadurch die Geschwindigkeit, mit der sich die Magnete 30 und 32 anfänglich einander nähern. Infolgedessen wird die Matrize 22 sanft auf die Anschlußklemme T abgesenkt. Wenn die Matrize 22 auf die Klemme T auftrifft, wird der Schalter 33 geschlossen, um den Ausgang der Triggerstufe OP-, auf einem niedrigen Niveau zu halten und dadurch die Transistoren Qg und Q₁₀ in abgeschaltetem_vZustand zu halten.

Der Betrieb des Schalters 33 ist am besten unter Bezugnahme auf Figuren 1 und 2 zu verstehen. Ein Kontakt des Schalters ist an dem Magnet 30 befestigt, und der andere Kontakt ist an dem Magnet 32 befestigt. Die Kontakte schließen sich , wenn die Magnete einen vorbestimmten Abstand voneinander haben. Dieser Abstand entspricht dem Abstand zwischen den Gesenken 22 und 50 zu dem Zeitpunkt, wenn die Matrize 22 anfänglich Kontakt mit der Anschlußklemme T bildet.

Wenn der Transistor Qg abgeschaltet ist, steigt die Spannung am Verbindungspunkt a und bleibt auf diesem hohen Niveau während eines Zeitraumes, der ausreichend ist, um einen Stromaufbau in den Wicklungen WI und WII auf eine Höhe zu gestatten, die hinreichend ist, um die Entwicklung einer großen Anziehungskraft zwischen den Magneten zu bewirken. Diese Kraft wird natürlich auf den Stößel 20 übertragen, wodurch der Stößel mit hoher Kraft sich auf die Anschlußklemme T absenkt. Auf diese Weise gelangen die Gesenke 22 und 50 mit hinreichend großer Kraft aufeinander, so daß eine Anquetschverbindung hoher Qualität entsteht.

Die auf die Anschlußklemme T einwirkende Kraft wird durch den Kraftwandler 52 geregelt. Der Ausgang des Kraftwandlers 52 ist mit der Kraftregelstufe 114 gekoppelt. Diese Stufe

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weist auch einen Operationsverstärker OPp auf, der als Vergleichsstufe geschaltet ist. Der Ausgang der Stufe OPp ist mit der Steuerelektrode des Schalttransistors Qq verbunden. Die Anode von Qg ist mit einer Bezugsspannungsquelle in Form eines Potentiometers 122 verbunden. Das Potential am Abgriff des Potentiometers 122 ist der gewünschten kri-

wandler tischen Kraft proportional. Wenn die der Krafta-e-geistufe 52 zugeführte Kraft sich erhöht, erhöht sich das an der Stufe anliegende Potential, wodurch der Eingang zu der invertierenden Seite von OPp erhöht wird. Dies bewirkt einen Abfall der Spannung an dessen Ausgang. Wenn die auf die Klemme T einwirkende Kraft der kritischen Kraft entspricht, wird der Transistor Qq angeschaltet. Die Kathode des Transistors Qq ist mit der Basis des Transistors Q-, der Startstufe 108 gekoppelt. Eine Stromführung des Transistors Qq spannt den Transistor Q-, in leitenden Zustand vor und bewirkt, daß die Anode von Qp sich Erdpotential nähert, wodurch dieser abgeschaltet wird. Wenn der Transistor Qp abschaltet, fällt die Spannung am Verbindungspunkt a der Antriebsstufe 104 auf einen Wert ab, der ausreicht, um den Transistor Q₁₁ abzuschalten, wodurch die Antriebsstufe 104 abgeschaltet wird. Sobald die kritische Kraft erreicht ist, wird auf diese Weise eine Zuführung von Antriebsstrom für die Wicklungen blockiert, und der Gesenkschließzyklus wird beendet. Die Magnete kehren unter der Steuerung der Vorspannfeder 28 in ihre ursprüngliche offene Stellung zurück. Die kritische Kraft zum Beenden des Schließzyklus kann leicht dadurch variiert werden, daß das Potential mit dem Potentiometer 122 variiert wird.

Es soll angenommen werden, daß ein Fremdkörper, beispielsweise ein Schraubendreher, auf der Patrize 50 aufliegt. Die Steuerschaltung weist eine T_aktgeberstufe 110 auf, die in Verbindung mit der Absenkstufe 112 betätigt wird. Wenn die

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Startstufe 108 aktiviert wird und eine Stromführung des Transistors Qp bewirkt, wird der Transistor GU der Taktgeberstufe angeschaltet und ermöglicht dadurch ein Aufladen des Kondensators C-,. Der Kondensator C-, bildet einen Teil eines zeitkonstanten Kreises, der Widerstände 124 und 126 sowie den Transistor Q^ enthält. Der Kondensator C-, lädt sich weiter auf eine Schwellenspannung auf, wodurch der Transistor Q^ angeschaltet wird. Es ist zu beachten, dai3 während des Aufladens des Kondensators C₁ die Matrize 22 langsam nach unten in Kontakt mit dem Schraubendreher gebracht wird, und zwar durch den Betrieb einer Absenkstufe 112. Die zur Einwirkung gelangende Kraft ist so gering, daß die Gesenke nicht beschädigt werden. Der Schalter 33 ist so angeordnet, daß sich seine Kontakte nicht schließen, wenn auf dem Gesenkteil 50 ein relativ großer Gegenstand wie beispielsweise ein Schraubendreher aufliegt. In diesem Fall wird angenommen, daß die Höhe des Fremdkörpers größer ist als die des anzudrückenden Kontaktelements. Da dies im allgemeinen der Fall sein wird, haben sich die Magnete -30 und 32, wenn die Matrize 22 Anfangskontakt mit dem Fremdkörper bildet, nicht hinreichend weit geschlossen, um eine Kontaktierung der Kontakte des Schalters . 33 zu gestatten. So bleibt die Absenkstufe im Betrieb, wodurch die von den Magneten ausgeübte Kraft begrenzt wird, und die kritische Kraft wird überhaupt nicht erreicht.

Wenn die Schwellenspannung des Transistors Q^ erreicht ist, wird der Transistor stromführend und bewirkt dadurch ein Anschalten des Transistors Q-, der Startstufe, was in einem Abschalten von Q^ resultiert. Das Anschalten von Q^ bewirkt auch, daß Q,- stromführend wird, wodurch Q₇ und Q_Q der Abschaltstufe 109 in den leitenden Zustand vorgespannt werden« Wenn Qo stromführend ist, leuchtet die Lampe 111 auf und

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zeigt der Bedienungsperson an, daß die Anordnung gestört ist. Wenn der Transistor Q₇ angeschaltet ist, wird ein Ansteigen der Spannung des Verbindungspunkts a auf die erforderliche Spannung zum Anschalten der Antriebsstufe 104 verhindert, selbst wenn ein weiterer Gesenkschließzyklus gestartet ist. Die Transistoren Q₇ und Q_Q bleiben stromführend, bis die Steuerschaltung durch die Bedienungsperson manuell rückgestellt wird durch Schließen des Rückstellschalters 115. Es ist zu beachten, daß der Transistor Q₁- stromführend bleibt, obwohl das Anschalten von Q-, ein Abschalten von Q0-Q4 ^be~ wirkt. Die Transistoren Q₇ und Q_Q bleiben stromführend, solange Qc stromführend ist. Wenn die Bedienungsperson einen weiteren Arbeitszyklus zu starten versucht, ohne die Schaltung vorher rückzustellen, so ist der Start eines neuen Zyklus nicht möglich, da die Kathode von Qp nach Erde kurzgeschlossen ist durch den stromführenden Transistor Q₇. Wenn der Schalter 115 geschlossen wird, wird Qc- abgeschaltet und schaltet damit Q₇ und Q_Q ab, so daß die Spannung am Verbindungspunkt a bei einem darauffolgenden Schliei3en des Schalters II6 auf das Startpotential der Antriebsstufe 104 ansteigen kann.

Es ist auch eine weitere Sicherheitsvorrichtung in Form einer elektro-optischen Schutzstufe 121 bei der erfindungsgemäßen Steuerschaltung vorgesehen. Diese Sicherheitsvorrichtung dient primär dem Schutz der Bedienungsperson, falls diese unbeabsichtigt ihre Hand zwischen die Gesenke legen und den Schalter II6 schließen sollte. Gemäß den Figuren 1 und 2 ist eine Vielzahl von lichtempfindlichen Elementen wie Fotowiderstände auf der Basis 12 des Stützgehäuses 18 angeordnet. Eine Lichtquelle zur Aktivierung dieser lichtempfindlichen Elemente ist an der Unterseite der Querplatte 55 des Gehäuses 18 befestigt. Der Widerstandswert eines

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Fotowiderstandes variiert umgekehrt mit der Intensität des empfangenen Lichtes. Wenn also die Lichtwege zwischen einer Lichtquelle und den Fotowiderständen nicht unterbrochen werden, so ist der Widerstandswert jedes der Fotowiderstände am niedrigsten. Wenn das Licht zu einem Fotowiderstand unterbrochen wird, erhöht sich dessen Widerstandswert. Die Fotowiderstände sind mit einem Operationsverstärker OP^₅ gekoppelt, der einen Teil der elektro-optischen Schutzstufe 121 bildet. Immer dann, wenn das auf die Fotowiderstände. , ^ -

fallende Licht 53» die im einzelnen mit PC-,...PC bezeichnet sind,/nicht unterbrochen wird, sind ihre Widerstandswerte am niedrigsten, und damit ist der Ausgang von OP^ auf dem niedrigsten Pegel. Wenn das auf die Fotowiderstände auftreffende Licht unterbrochen wird, wie es der Fall wäre, wenn die Bedienungsperson ihre Hand in den Bereich der Gesenke brächte, erhöht sich der Widerstandswert einiger der Fotowiderstände PC₁...PC und damit der Ausgang von OP^. Wenn eine hinreichend große Anzahl von Fotowiderständen einen hohen Widerstandswert hat, befindet sich die Spannung an der Anode und an der Steuerelektrode des Transistors Q₁,- in einem vorbestimmten Verhältnis, das zum Anschalten des Transistors Q-,,- in den leitenden Zustand erforderlich ist. Wenn Q₁,- angeschaltet ist, wird Q^ angeschaltet und verhindert dadurch entweder eine Aktivierung der Antriebsstufe 104 oder bewirkt, falls diese bereits vorher aktiviert wurde, ein Abschalten derselben. Auf diese Weise wird die Bedienungsperson, wenn sie ihre Hand in die Nähe der Gesenke bringt, den Lichtweg zu einer hinreichenden Anzahl von Fotowiderständen unterbrechen, so daß Q₁₅ in den leitenden Zustand getriggert und dadurch eine Betätigung der Antriebsdufe verhindert wird.

Patentansprüche: 309848/0 4 2 1

Claims

AMP 3165 - **- Patentansprüche

1. Anordnung zum Zusammenpressen eines Werkstücks, wobei ein Pressenstößel eine Matrize trägt, die zusammen mit einem weiteren Gesenkteil auf dem Werkstück zur Anwendung gelangt, und wobei zwei sich gegenseitig anziehende Elektromagnete relativ zueinander bewegbar sind und den Stößel durch einen Arbeitshub antreiben, so daß das Werkstück zwischen den Gesenken zusammengepreßt wird, und wobei eine Steuerschaltung die Erregung der Elektromagnete von einer Energiequelle steuert zwecks Steuerung des Zusammendrückens des Werkstücks, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung eine Absenkstufe (112) aufweist, die so ausgebildet ist, daß sie die Erregung der Elektromagnete (30, 32) auf einen eine niedrige Schließkraft erzeugenden Wert begrenzt, und daß ein Schalter (33) vorgesehen ist, der auf einen vorbestimmten Abstand zwischen den Gesenken (22, 50) anspricht zur Abschaltung der Absenkstufe (112).

2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine von der Energiequelle (100) gespeiste Hauptantriebsstufe (104) und durch eine Abschaltstufe (109), die bei Aktivierung der Absenkstufe (112) angeschaltet wird und intermittierend den Ausgangsstrom der Hauptantriebsstufe (104) unterbricht.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Absenkstufe (112) eine Rückkopplungsspule (L) aufweist, die auf die Erregung&er Elektromagnete (30, 32) anspricht, und einen Schwellenwertschalter (OP-,), der auf einen in die Rückkopplungsspule (L) induzierten Strom anspricht zwecks Erzeugung eines Befehlssignals für die Abschaltstufe (109), wobei der Schalter (33) bei dem

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J»

vorbestimmten Abstand der Gesenke (22, 50) die Rückkopplungsspule (L) kurzschließt und so verhindert, daß der Schvrellenwertschalter (OP-, ) das Befehlssignal erzeugt.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1-3, gekennzeichnet durch eine Taktgeberstufe (110), die so angeordnet ist, daß sie vom Beginn der Erregung der Elektromagnete (30, 32) an zählt und die Erregung nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne abschaltet.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1-4, d a d u r c h gekennzeichnet , daß eines der Gesenke (22, 50) auf einer Grundplatte (12) befestigt ist, auf der eine Vielzahl von lichtempfindlichen Elementen (53) vorgesehen ist, daß eine lichtquelle so angeordnet ist, daß sie Licht auf die lichtempfindlichen Elemente (53) richtet, und daß eine Schutzstufe (121) auf die Unterbrechung der Lichtwege zu einer vorbestimmten Anzahl von lichtempfindlichen Elementen (53) anspricht und ein Signal erzeugt, das die Erregung der Elektromagnete (30, 32) abschaltet.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1-5» gekennzeichnet durch einen Kraftwandler (52) zur Steuerung der Kraft zwischen den Gesenken (22, 50), und durch eine Kraftregelstufe (114), die auf die gesteuerte Kraft anspricht und die Erregung der Elektromagnete abschaltet, wenn die gesteuerte Kraft einen vorbestimmten ¥ert erreicht.

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