DE2353978C3 - Winkelkorrektur für eine stillgesetzte Kurbelwelle einer Presse, insbesondere von Nutenstanzmaschinen - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Winkelkorrektur, wie sie im Oberbegriff des Hauptanspruches beschrieben ist.

Bei Nutenstanzmaschinen erfolgt der Antrieb des Pressenstößels sowie der des Aufspanntellers für die Platinen von der meistens im unteren Teil der Nutenstanzmaschine gelagerten Kurbelwelle. Die Drehbewegung der kontinuierlich umlaufenden Kurbelwelle wird dabei zum Antrieb des Aufspanntellers durch ein zwischengeschaltetes Indexiergetriebe in eine schrittweise Drehbewegung des Aufspanntellers umgewandelt Jede Umdrehung der Kurbelwelle bewirkt hier einen Drehschritt des Aufspanntellers um einen der Nutteilung der zu stanzenden Platinen entsprechenden Drehwinkel. Die Größe des Drehwinkels ist mittels eines dem Indexiergetriebe nachgeschalteten Wechselgetriebes veränderlich.

Der durch das Indexiergetriebe erzeugte Drehschritt des Aufspanntellers beginnt kurz nachdem das am Stößel befestigte Stanzwerkzeug während des Rückhubes aus der genuteten Platine heraustritt Das Ende des Drehschrittes ergibt sich einerseits aus der Forderung, den Stößel in genügender Entfernung von der auf dem Aufspannteller befindlichen Platine stillzusetzen, um Schwierigkeiten beim Zu- und Abführen der Platine zu vermeiden, und andererseits dadurch, daß bei stillgesetztem Stößel der Drehschritt des Aufspanntellers bereits beendet ist, damit die auftretenden großen Abweichungen vom gewünschten Haltepunkt der Kurbelwelle infolge ungleichmäßigen Abbremsens keinen Einfluß auf die Stellung des in eine Markierung der Platine eingreifenden Mitnehmerelementes des Aufspanntellers haben.

Die letztgenannte Forderung ergibt sich, weil die ungenuteten Platinen dem Aufspannteller in einer genau bestimmten Lage zugeführt werden müssen, damit das Mitnehmerelement einwandfrei in die entsprechende Markierung der Platine eingreifen kann.

Bei Beendigung des Drehschrittes ist der Auflageteller durch die Indexiervorrichtung in Drehrichtung arretiert, und zwar so lange, bis das Werkzeug aus der Platine herausgetreten ist und ein neuer Drehschritt des Auflagetellers beginnt. Auf die Stellung der Kurbelwelle bezogen bedeutet dies, daß die Drehbewegung des Aufspanntellers etwa 60° nach dem unteren Totpunkt beginnt und etwa 60° nach dem oberen Totpunkt endet. Die Vorschubdrehbewegung des Aufspanntellers samt Platine erfolgt somit über einen Winkelbereich bezogen auf die Kurbelwelle von 100°. Die Stillsetzung der Kurbelwelle erfolgt im Bereich von 60° bis 80° nach

^v' dem oberen Totpunkt. Unter diesen Umständen ist gewährleistet, daß die Abschaltung der Nutenstanzmaschine erst zu einem Zeitpunkt erfolgt, in dem der Vorschub der Platine durchgeführt ist.

Nach der Fertigstellung jeweils einer Platine wird die Kurbelwelle und damit auch der Pressenstößel und der Aufspannteller stillgesetzt, um das Abführen der genuteten sowie die Zuführung einer ungenuteten Platine zu ermöglichen.

Der Nachteil dieser Ausführung (eigene Konstruktion) liegt darin, daß für einen Drehschritt des Aufspanntellers nur ein Drehwinkel der Kurbelwelle von 180° zur Verfugung steht und damit bei hohen Hubzahlen enorm große Beschleunigungskräfte im Indexiergetriebe auftreten. Außerdem kann es hierbei vorkommen, daß der Stößel bei abgenützter oder verölter Bremse erst zu spät zum Stillstand kommt und somit eine einwandfreie Zuführung und Abführung der Platine behindert wird.

Zur Vermeidung dieser Nachteile sind bereits verschiedene Vorrichtungen für eine nachträgliche Winkelkorrektur vorgeschlagen worden, bei denen eine nachträgliche Winkelkorrektur über mechanische Anschläge und Gegenanschläge erfolgt (CH-PS 4 63 242,

DE-OS 15 52 595, DE-AS 16 27 269). Diese bekannten Vorrichtungen erfordern nicht nur einen erheblichen mechanischen Aufwand, sondern sind durch das laufende mechanische Anschlagen einem erheblichen Verschleiß ausgesetzt, was sich gerade bei großen Hubzahlen nachteilig bemerkbar macht.

Bei einer anderen bekannten Ausführung (DD-PS 42 644) erfolgt das Stillsetzen der Kurbelwelle nach Ablauf der erforderlichen Arbeitshübe mittels zweier synchron mit der Kurbelwelle umlaufender Impulsge- ic ber. Nachteilig ist hierbei, daß die Scheiben bei einer Hubzahländerung jeweils verstellt werden müssen, um dem veränderten Auslaufweg der Kurbelwelle Rechnung zu tragen. Außerdem besteht keine Möglichkeit, geringe, aus ungleichmäßigen Bremsvorgängen hervorgegangene Streuungen der Haltestellung der Kurbelwelle von der gewünschten Haltestellung nachträglich zu korrigieren, was aber eine unabdingbare Voraussetzung für das einwandfreie Ablegen der zu stanzenden Platine auf den Aufspannteller ist

Aufgabe des nicht vorveröffentlichten Hauptpatentes war es, eine Einrichtung zum stellungsgenauen Stillsetzen des Aufspanntellers für Platinen bei Nutenstanzmaschinen zu schaffen, mit der auf einfachste Weise und ohne Verwendung von Verschleißteilen beliebig große Abweichungen der Haltestellung des Aufspanntellers von einer geforderten Stellung zum Verschwinden gebracht werden können.

Diese Aufgabe wurde gelöst, durch einen Gleichstrom-Scheibenläufer-Motor als Antriebsmotor für die Kurbelwelle und eine mit der Kurbelwelle verbundene Steuerkurve bestimmter Winkelerstreckung, welche mit zwei in etwa demselben Winkelabstand voneinander neben der Umlaufbahn der Steuerkurve angeordneten kontaktlosen Geber zusammenwirkt, von denen nach Stillstand der Kurbelwelle bei nicht zugleich eingetretener Bedämpfung der beiden Geber jeweils der nicht bedämpfte an den Antriebsmotor einen Einschaltimpuls in der jeweils richtigen Drehrichtung für die Winkelkorrektur liefert, und endgültiges Stillsetzen der Kurbelwel-Ie durch die beiden Geber nach Erreichen der genauen vorbestimmten Winkelstellung der Kurbelwelle.

Die hierdurch erzielten Vorteile sind im Hauptpatent (Spalte 4) ausführlich beschrieben. Bei einem Wechsel der Hubzahlen muß jedoch auch noch bei dieser Ausführung der Zeitpunkt des Bremsbeginns von der Bedienungsperson ermittelt und eingestellt werden.

Es hat sich nun aber gezeigt, daß eine derartige Steuerung in bezug auf die Einstellung durch das Bedienungspersonal wesentlich verbessert werden so kann.

Aufgabe der vorliegenden Weiterentwicklung ist es daher, eine Steuerung zu schaffen, mit der auch bei unterschiedlich einstellbaren Hubzahlen de;; Stößels ein Stillsetzen der Exzenterwelle in einer genau vorbestimmten Lage möglich ist, in welcher der Stößel im oberen Totpunkt seines Hubes steht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Winkelkorrektur nach dem Hauptpatent dadurch gelöst, daß zum Einstellen der Hubzahl des Stößels ein fao Vorwahlschalter für mindestens zwei verschiedene Hubzahlen vorgesehen ist, und daß gleichzeitig mit dem Einstellen einer jeden vorwählbaren Hubzahl der Zeitpunkt des Bremsbeginns des Gleichstrom-Scheibenläufer-Motors einstellbar ist. fei

Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung kann der Vorwahlschalter einerseits über einen Digital-Ana-Ιοε-Umsetzer und andererseits über einen Bremssignalspeicher mit einer Logik in Verbindung stehen, die ihrerseits an einen durch einen Nuizahlvorwähler beaufschlagbaren Rückwärtszähler angeschlossen ist, welcher wiederum mit dem Bremssignalspsicher in Verbindung steht

Dabei kann der Vorwahlschalter in bekannter Weise eine beliebige Anzahl Taster mit jeweils einem Schließer und einem Öffner besitzen, wobei über die Schließer geführte Leitungen an den Digital-Analog-Umsetzer und über die öffner geführte Leitungen an den Bremssignalspeicher angeschlossen sind.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn der Gleichstrom-Scheibenläufer-Motor über einen Verstärker, dagegen die kontaktlosen Geber direkt an die Logik angeschlossen sind.

Mit der vorliegenden Erfindung ist es nunmehr möglich, die Kurbelwelle beispielsweise einer Nutenstanzmaschine bei sehr großen Drehzahlen und damit Hubzahlen mit einer Wiederhohlgenauigkeit von ± 0,5° im oberen Totpunkt stillzusetzen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung, die ein beliebiges Ausführungsbeispiel darstellt, näher erläutert

Es zeigt

Fi g. 1 eine automatische Nutenstanzmaschine,

F i g. 2 einen Teil der erfindungsgemäßen Steuerung und

F i g. 3 den ergänzenden Teil der Steuerung nach Fig. 2.

In der folgenden Zeichnungsbeschreibung wurden die Bezugszeichen aus dem Hauptpatent für gleiche Teile übernommen.

Bei der in F i g. 1 gezeigten Nutenstanzmaschine, die im wesentlichen mit der im Hauplpateni beschriebenen Nutenstanzmaschine übereinstimmt, ist mit 1 eine Transportvorrichtung bezeichnet, die Haltearme la für die Platinen 2 aufweist. Mit 3 ist der Aufspannteller bezeichnet, auf den die Platinen 2 von der Transportvorrichtung 1 abgelegt werden. Die Spindel 4 des Aufspanntellers 3 besteht über ein Wechselradgetriebe 5 und ein Indexiergetriebe 6 in Verbindung mit der Kurbelwelle 7.

Eine synchron mit der Kurbelwelle 7 umlaufende Nockenscheibe Ii trägt einen sich in diesem Ausführungsbeispiel etwa über 90° erstreckenden Nocken lla. in dessen Bahnnähe zwei ebenfalls um 90° versetzte Geber 9 und 10 angeordnet sind. Die Länge des Nockens 11 a in Umfangsrichtung der Nockenscheibe 11 bzw. die Anordnung der Geber 9 und 10 ist dabei so, daß nur bei ordnungsgemäß abgebremster Kurbelwelle 7, und damit auch der Nockenscheibe 11, beide Geber 9 und 10 bedämpft sind. Die Erstreckung des Nockens lla in Umfangsrichtung der Nockenscheibe 11 ist frei wählbar. Es ist lediglich der Winkelabstand der Geber 9 und 10 voneinander entsprechend einzustellen. Auch ist es nicht unbedingt erforderlich, beide Geber 9 und 10 von einer gemeinsamen Nockenscheibe 11 zu steuern, sondern es kann ohne weiteres jedem der Geber 9 und 10 eine gesonderte Nockenscheibe zugeordnet sein.

Der Antrieb des Stößels 12 der Nutenstanzmaschine erfolgt von der direkt mit einem gleichstrombetriebenen Scheibenläufer-Motor 13 gekupptelten Kurbelwelle 7 über ein Gestänge 14 mit Schwinghebel 15 auf die Pleuelstange 16.

Nach den Fig.2 und 3 weist die Steuerung des Gleichstrom-Scheibenläufer-Motors 13 einen Vorwahlschalter 31 für die Hubzahl der Nutenstanzmaschine auf. Dieser besitzt in diesem Ausführungsbeispiel sechs

Taster 51 —56, wobei mit jedem dieser Taster B\ — B6 eine bestimmte Grundhubzahl anwählbar ist. So kann z. B. durch den Taster B1 eine Grundhubzahl von 1000 Hüben/min, durch den Taster B 2 eine Grundhubzahl von 400 Hüben/min, durch den Taster B 3 eine Gri_ndhubzahl von 300 Hüben/mm, durch den Taster B 4 eine Grundhubzahl von 200 Hüben/min, durch den Taster 55 eine Grundhubzahl von 100 Hüben/min, und durch den Taster 56 eine Grundhubzahl von 50 Hüben/min eingestellt werden. Beim Betätigen eines jeden Tasters 81 — B 6 wird jeweils ein öffner bib — b&b und ein Schließer b\a-b%a betätigt. Sämtliche über die Schließer bia — b6a geführte Leitungen münden in einem Digital-Analog-Umsetzer 32, in welchem bei Betätigung von zwei oder mehreren Tastern Bi-B6 eine neue Hubzahl gebildet wird, die praktisch aus der Summe der einzeln getasteten Grundhubzahlen besteht. Von diesem Digital-Analog-Umsetzer 32 wird die neugebildete Hubzahl in Form eines entsprechenden Signals einer Logik 33 zugeleitet.

Die über die Öffner bib-beb der Taster Bi-B6 des Vorwahlschalters 31 geführten Leitungen münden in einem Bremssignalspeicher 34, in welchem bereits vor Inbetriebnahme der Nutenstanzmaschine für jede einstellbare Hubzahl ein durch Optimierung ermittelter Wert eingespeichert wird, welcher dem bei der jeweiligen Hubzahl benötigten Bremsweg des Gleichstrom-Scheibenläufer-Motors 13 entspricht. Beim Einstellen der Hubzahl, z. B. 950 Hübe/min, durch Betätigen der Taster 52, S3. 54 und 56, wird also gleichzeitig auch der bei dieser Hubzahl benötigte Bremsweg der Logik 33 mitgeteilt.

Außer dem Vorwahlschalter 31 für die verschiedenen Hubzahlen ist ein als Dekadenschalter ausgebildeter Nutzahlvorwähler 35 vorgesehen, an dem jeweils vor Stanzbeginn die Zahl der in eine Platine 2 zu stanzenden Nuten eingestellt wird. Dieser Nutzahlvorwähler 35 steht mit einem Rückwärtszähler 36 in Verbindung, welcher ausgehend von der am Nutzahlvorwähler 35 eingestellten Nutzahl mit den ausgeführten Hüben rückwärts bis 0 zurückzählt. Der jeweilige Stand des Rückwärtszählers 36 wird über eine Leitung 37 dem Bremssignalspeicher 34 eingegeben, der bei einer Obereinstimmung des angelieferten Zählerstandes mit seinem eigenen bereitgestellten Wert ein entsprechendes Signal an die Logik 33 liefert. Diese bewirkt über die Leitung 39 und den Verstärker 38 ein Abbremsen des Gleichstrom-Scheibenläuf ermotors 13.

Da jeder vom Stößel 12 ausgeführte Hub einer Umdrehung der Exzenterwelle 7 entspricht, kann über den Geber 9 und 10 die Ausführung eines jeden Hubs kontrolliert werden. Je Hub wird somit über die Leitungen 40 und 41 ein Signal an die Logik 33 weitergegeben und gleichzeitig der Stand des Rückwärtszählers 36 um einen Zähler verringert

Fällt ein Geber 9, 10 aus, d. h. liefert also einer der beiden Geber 9 und 10 nicht mehr pro Hub des Stößels 12 einen Impuls, so wird der bereits eingeleitete Stanzvorgang für diese Platine 2 zu Ende gebracht; ein neuer Stanzvorgang wird jedoch von der Logik 33 gesperrt. Die Folgeauslösung wird in diesem Fall unterdrückt und eine entsprechende nicht dargestellte Anzeige leuchtet auf, die den Fehler meldet.

Zum Abbremsen des Gleichstrom-Scheibenläufer-Motors 13 wird, bleibt man bei dem obenerwähnten Zahlenbeispiel, bei einem Stand des Rückwärtszählers 36 von noch 10 auszuführende Hübe von der Logik 33 das Bremssignal geliefert. Da der Abbremsvorgang des Gleiehstrom-Scheibenläufermotors 13 auf rein elektromagnetischem Wege erfolgt, verlaufen sämtliche Abbremsvorgänge mit immer der gleichen Verzögerung. Aus diesem Grund sind die Abweichungen in der Dauer einer Vielzahl von Abbremsvorgängen aus einer bestimmten Drehzahl der Exzenterwelle 7 nur sehr gering und es ist bereits im voraus der genaue Zeitpunkt des Bremsbeginns bekannt und damit die Anzahl der während des Bremsens noch ausführbaren Hübe.

Nach dem vorliegenden Zahlenbeispiel war durch Versuche festgestellt worden, daß der Abbremsvorgang eine Dauer von 9 Hüben benötigt. Demgemäß war der Bremszeitpunkt so festgelegt worden, daß bei einem Stand des Rückwärtszählers 36 von 1 der Gleichstrom-Scheibenläufer-Motor 13 so weit abgebremst ist, daß es möglich ist, mit der nun reduzierten Drehzahl (Schleichgang) während des letzten Hubes den Stößel 12 exakt in den oberen Totpunkt laufen zu lassen und hier dann endgültig stillzusetzen. Das ist der Fall, wenn der Bremsvorgang bei einem Stand des Rückwärtszählers von 10 eingeleitet wird.

Durch eine spezielle Ausführung der elektronischen Ansteuerung ist gewährleistet daß der Gleichstrom-Scheibenläufer-Motor 13 trotz geringer Drehzahl das volle Moment für die letzte Stanzung abgibt und im Stillstand gleichfalls das volle Moment gegen eine Auslenkung aus dem oberen Totpunkt wirksam ist

Steht der Stößel 12 nun in seiner Ausgangslage, in welcher beide Geber 9 und 10 bedämpft sind, der Rückwärtszähler 36 auf 0 und ist die Spannung eines von der Exzenterwelle 7 angetriebenen Tachodynamos 42 ebenfalls 0, so gibt die Logik 33 ein Signal zur Folgeajslösung an die Steuerung ab. Dadurch wird die Auslöungs der nächsten Funktion, z. B. das Entnehmen der Platine 2, vom Aufspannteller 3 bewirkt.

Anstelle das Bremssignal so frühzeitig zu liefern, daß der Abbremsvorgang bereits dann im wesentlichen abgeschlossen ist, wenn der Stößel 12 noch etwa einen Hub auszuführen hat, können die Geber 9 und 10 aber auch zusätzlich noch an die im Hauptpatent beschriebene Korrektureinrichtung angeschlossen sein, mit der evtl. auftretende Abweichungen der Haltestellung der Exzenterwelle 7 von der gewünschten schnell und äußerst genau zu beseitigen sind. Der Bremszeitpunkt kann dann entsprechend verlegt werden, so daß die Exzenterwelle 7 am Ende des Bremsmanövers in der erforderlichen Stellung zum Stillstand kommt. Kleinere Abweichungen werden anschließend sofort korrigiert und es ist nicht mehr erforderlich, den letzten Hub im Schleichgang auszuführen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Winkelkorrektur für eine stillgesetzte Kurbelwelle einer Presse — insbesondere von Nutenstanzmaschinen, bei denen der Aufspannteller für die zu nutenden Bleche im Takt des Stößelhubes Drehschritte um der Nutteilung entsprechende Winkel ausführt und mit der vom Antriebsmotor angetriebenen Kurbelwelle in Verbindung steht — durch die die Kurbelwelle in Abhängigkeit von ihrer Winkelstellung automatisch in eine die Winkelabweichungen zum Verschwinden bringende Drehrichtung gedreht wird, mit einem Gleichstrom-Scheibenläufer-Motor als Antriebsmotor für die Kurbelwelle und einer mit der Kurbelwelle verbundenen Steuerkurve bestimmter Winkelerstreckung, welche mit zwei in etwa demselben Winkelabstand voneinander neben der Umlaufbahn der Steuerkurve angeordneten kontaktlosen Gebern zusammenwirkt, von denen nach Stillstand der Kurbelwelle bei nicht zugleich eingetretener Bedämpfung der beiden Geber jeweils der nicht bedämpfte an den Antriebsmotor einen Einschaltimpuls in der jeweils richtigen Drehrichtung für die Winkelkorrektur liefert, und endgültiges Stillsetzen der Kurbelwelle durch die beiden Geber nach Erreichen der genauen vorbestimmten Winkelstellung der Kurbelwelle, nach Patent 2242 120, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einstellen der Hubzahl des Stößels (12) ein Vorwahlschalter (31) für mindestens zwei verschiedene Hubzahlen vorgesehen ist, und daß gleichzeitig mit dem Einstellen einer jeden vorwählbaren Hubzahl der Zeitpunkt des Bremsbeginns des Gleichstrom-Scheibenläufer-Motors (13) einstellbar ist.

2. Winkelkorrektur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwahlschalter (31) einerseits über einen Digital-Analog-Umsetzer (32) und andererseits über einen Bremssignalspeicher

(34) mit einer Logik (33) in Verbindung steht, die ihrerseits an einen durch einen Nutzahlvorwähler

(35) beaufschlagbaren Rückwärtszähler (36) angeschlossen ist, welcher wiederum mit dem Bremssignalspeicher (34) in Verbindung steht.

3. Winkelkorrektur nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwahlschalter (31) in bekannter Weise eine beliebige Anzahl Taster (Bi-B6) mit jeweils einem Schließer (bla — b6a) und einem Öffner (bib-b 6b) besitzt, wobei über die Schließer (bia—bba) geführte Leitungen an den Digital-Analog-Umsetzer (32), und über die öffner (b\b—b6b) geführte Leitungen an den Bremssignalspeicher (34) angeschlossen sind.

4. Winkelkorreklur nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichstrom-Scheibenläufer-Motor (13) über einen Verstärker (38), dagegen die kontaktlosen Geber (9, 10) direkt an die Logik (33) angeschlossen sind.