DE2409246A1 - Verfahren und einrichtung zum ueberwachen der belastung einer presse - Google Patents

Verfahren und einrichtung zum ueberwachen der belastung einer presse

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DE2409246A1
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Paul Henry Berka
Herman Wesley Smith
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Howmet Aerospace Inc
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Aluminum Company of America
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    • B30B—PRESSES IN GENERAL
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    • B30B15/28—Arrangements for preventing distortion of, or damage to, presses or parts thereof
    • B30B15/281—Arrangements for preventing distortion of, or damage to, presses or parts thereof overload limiting devices

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Presses (AREA)

Description

A 1427
PATENTANWÄLTE
Dr ■- In- HANS RUSCHKE Din!. - In,;. OLAF RUSCHKE Dipi.-Ii'g". HANSE. RUSCHKE
χ BERLIN 33
Auguste-Viktoria-SiraBe 65
Aluminum Company of America, Pittsburgh/Pennsylvania (7.St
Verfahren und Einrichtung zum überwachen der Belastung einer Presse
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Überwachen der Belastung einer Formpresse·
Bei der herkömmlichen Arbeitsweise einer Formpresse wird ein bewegbarer Stempel mit einem Formglied in Eichtung zu einem anderen ortsfesten Formglied hin- und'herbewegt, wobei das zu bearbeitende Werkstück zwischen den genannten beiden Formgliedem angeordnet wird. Im Betrieb kann als Folge der Gestalt des Werkstückes oder einer möglichen Fehlausrichtung in bezug auf die Formglieder die Kurbelwelle, der Verbindungsarm und/oder die Zahnräder der Presse übermäßig stark belastet werden mit der Folge, dass bei der Presse eine Materialermüdung und/oder ein Schaden eintritt.
Bisher wurden verschiedene Arten von Kontrollvorrichtungen zum überwachen der Belastung des Pressenstempels verwendet, wobei entweder ein hörbares .oder sichtbares Signal bei einer Überlastung erzeugt oder die Presse selbsttätig außer Betrieb gesetzt
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wird« In gewissen Fällen erfolgt eine solche Überwachung der Belastung mit Hilfe von Belastungsmessgeräten, die an den Ständern der Presse angeordnet sind. Bei solchen bekannten Vorrichtungen wurde jedoch vom Hersteller der Presse die höchstzulässige Belastung am unteren Teil des Stempelhubes vorherbestimmt. In solchen Fällen wurde im allgemeinen ein Komparator so vorgrammiert ,■ dass ein Kontrollsignal erzeugt wird, wenn die Belastung des Pressenstempels den vorgegebenen Vfert überschreitet. Diese bekannten Vorrichtungen waren jedoch insofern nicht befriedigend, als sie nur wirksam wurden, wenn bei der Presse die Höchstbelastung auftrat, d.h·, wenn der Pressenstempel sich am unteren Ende des Formhubes befand. Es hat sich außerdem gezeigt,-dass während des Stempelhubes an Zwischenstellen auf die Presse Kräfte einwirken, die kleiner sind als die Belastung der Presse am Jünde des Formhubes des Stempels, welche Belastungen jedoch zu einer Materialermüdung und/oder zu einer Beschädigung der Presse führen können. Es hat sich ferner gezeigt, dass bei den bekannten Vorrichtungen die Bedienungsperson in die Presse ein Werkstück einsetzen konnte, ohne zu wissen, ob dieses Werkstück eine gegebene Presse nicht zu stark belasten würde, so dass eine weniger wirksame Formgebung erfolgte. Es hat sich daher als wichtig erwiesen, eine zulässige Belastung der Presse bei allen Stellungen des Pressenstempels festzusetzen sowie ein Verfahren und eine Einrichtung vorzusehen, so dass bestimmt werden kann, wenn solche Belastungen auftreten, so dass ein Warnsignal erzeugt oder die Presse außer Betrieb gesetzt werden kann«
Die Erfindung sieht ein Verfahren zum Überwachen der Belastung einer Formpresse vor, deren Stempel eine periodische Bewegung ausführt, welches Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass mechanisch der Ort des Stempels an verschiedenen Stellen seiner Bewegung ermittelt wird, dass dem genannten Ort proportionale elektrische Signale erzeugt werden, dass an jedem solchen Orte des Stempels ein Signal für eine theoretische Belastung der Presse erzeugt wird, dass an jedem Ort des Stempels die tatsächliche Belastung der Presse mechanisch ermittelt wird, dass ein dieser Belastung proportionales Signal erzeugt wird, dass die tatsächliche Belastung mit der theoretischen Belastung verglichen und
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die Differenz vermerkt wird.
Die Erfindung sieht ferner eine Einrichtung zum Durchführen des genannten Verfahrens vor, welche Einrichtung aufweist eine Stempeleinrichtung mit einem Stempel, die an dem Aufbau der Fresse angebracht ist und eine periodische Bewegung ausführt, welche Einrichtung gekennzeichnet ist durch ein mit dem Stempel in Verbindung stehendes drehbares Glied, dessen Drehstellung mit dem Ort des Stempels in Beziehung steht, durch einen mit dem drehbaren Glied in Verbindung stehender Drehstellungssensor, der Signale erzeugt, die den verschiedenen Stempelstellungen entsprechen, durch eine ein erstes Belastungssignal erzeugende Anordnung, die die Stempelpositionssignale empfängt und theoretische Belastungssignale erzeugt, die eine vorherbestimmte gewählte Belastung der Presse bei jeder Stellung des Stempels anzeigen, die von den Stempelpositionssignalen angezeigt wird, durch eine zweite Belastungssignale erzeugende Anordnung, die mit dem Aufbau der Presse in Verbindung steht und Signale erzeugt, die der tatsächlichen Belastung der Presse durch den Stempel in verschiedenen Stellungen entsprechen, und durch einen Komparator, der die der theoretischen Belastung und der tatsächlichen Belastung entsprechenden Signale empfängt, mit einander vergleicht und ein tiberlastungssignal erzeugt, wenn die tatsächliche Belastung die vorherbestimmte gewählte Belastung an den verschiedenen Stellungen des Stempels überschreitet.
Aus den vorstehenden Ausführungen, der nachfolgenden Beschreibung und aus den beiliegenden Zeichnungen geht hervor, dass mit der erfindungsgemäßen Einrichtung und dem Verfahren die Belastung der Kurbelwelle, des Verbindungsarmes und der Zahnräder innerhalb des gesamten Stempelhubes überwacht werden kann. Wird in irgendeinem Teil des Stempelhubes die zulässige Belastung der Presse überschritten, so beendet der Stempel seinen Hub, wonach ein Alarmsignal erzeugt und/oder die Presse außer Betrieb gesetzt wird, bis die Ursache der Überlastung festgestellt wird» Infolgedessen werden Ermüdungserscheinungen an der Kurbelwelle, dem Verbindungsarm und an den Zahnrädern sofort ermittelt, so dass Beschädigungen vermieden werden« Each dem Verfahren und mit der Einrichtung nach der Erfindung kann daher eine genaue und
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wirksame Überwachung der Belastung einer Presse durchgeführt werden bei geringster Abänderung des Pressenaufbaus. Die erfindungsgemäße Einrichtung weist einen kräftigen Aufbau auf und kann daher bei Hochleistungspressen verwendet werden. Außerdem kann das Werkstück in die Presse zwischen den Pressformen so eingesetzt werden, dass die Belastung des Werkstückes zu den verschiedenen Zeitpunkten des Stempelhubes selbsttätig ermittelt werden kann» Die erfindungsgemäße Einrichtung weist eine erhebliche Vielseitigkeit auf und kann daher bestimmten Größen.der Presse und/ oder an besonderen Größen und Gestalten der Werkstücke angepasst werden.
. Die Erfindung wird nunmehr ausführlich beschrieben. In den ■beiliegenden Zeichnungen ist die
Fig.1 eine schaubildliche Darstellung einer Anordnung zum Anbringen der verschiedenen Bauteile der Einrichtung nach der Erfindung an einer Schmiedepresse,
Pig.2 eine Übersicht über die Überwachungseinrichtung nach der Erfindung und die
Pig·3 eine graphische Darstellung einer typischen Belastungskurve für die in der Fig.1 dargestellte Presse.
Die Fig.1 zeigt eine als Ganzes mit 1 bezeichnete Viersäulenpresse, bei der die Einrichtung nach der Erfindung verwendet werden kann. Die Presse 1 weist einen Rahmen 2 auf, der einen Pressenstempel 4 zur Aufnahme eines (nicht dargestellten) bwegbaren Pressformgliedes und eine Basis 6 zur Aufnahme eines (nicht dargestellten) ortsfesten Pressformgliedes enthält, wie an sich bekannt. Bei der dargestellten Ausführung besteht der Rahmen 2 aus mehreren Abstützsäulen 8, 9» 10 und 11, die die Belastung bei Betätigung des Stempels aufnehmen.
Die Erfindung sieht eine in der Fig«2 dargestellte Sensoranordnung 3 zum Ermitteln der Stellung des Stempels vor, die ein entsprechendes Ausgangssignal erzeugt. Mit der Sensoranordnung 3 steht eine ein theoretisches Belastungssignal erzeugende Anordnung 5 in Verbindung, die das Stellungsausgangssignal empfängt und so abändert, dass ein einer theoretischen Belastung ent-
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sprechendes Signal erzeugt wird, das eine vorherbestimmte gewählte Belastung anzeigt. Eine ein der tatsächlichen Belastung entsprechendes Signal erzeugende Anordnung 7 kann ein oder mehrere Belastungsglieder aufweisen, wie in der Fig.1 bei 40 dargestellte Solge Glieder werden am Pressenrahmen angebracht und ermitteln die tatsächliche Belastung der Presse während desperiodischen Arbeitens des Stempels 4. Eine Komparatoranordnung 12 empfängt die Ausgangssignale aus den beschriebenen Anordnungen 5 und 7· Die Komparatoranordnung 12 erzeugt ein Ausgangssignal zum Betätigen geeigneter Schalter, wie bei 44 und 46 in der Fig.2 dargestellt, wenn die tatsächliche Belastung einer oder mehrerer Pressensäulen vorherbestimmte Abweichungen von der theoretischen Belastung aufweist, wobei die Arbeit der Presse überwacht und kontroliert wird, wie später noch beschrieben wird.
Nach der Darstellung in der Fig»2 weist die Presse 1 einen herkömmlichen Antriebsmotor 13 auf, der am Rahmen 2 (Pig.1) angebracht sein kann, und dessen Antriebswelle 14 mit einem Schwungrad 15 in Verbindung steht. Die Antriebswelle 14 (Fug.2) kann auch über (nicht dargestellte) Zahnräder mit einer Kurbelwelle 16 in Verbindung stehen, die die Kurbelarme 17 und 18 antreibt, die an dem einen Ende mit dem Stempel 4 und am anderen Ende mit einem Exzenter 50 verbunden sind, der die Hin- und Herbewegung des Stempels 4 steuert. Zwischen die Antriebswelle 14 und die Kurbelwelle 16 kann eine geeignete Kupplung 19 eingeschaltet werden, so dass die Verbindung zwischen dem Antriebsmotor 13, dem Schwungrad 15 und der Kurbelwelle 16 wahlweise hergestellt oder unterbrochen werden kann* Um die Bewegung des Stempels 4 anhalten zu können, ist an der Kurbelwelle 16 eine Bremstrommel 20b mit einem Bremsklotz 20a .vorgesehen·
Wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, ist eine Zeitgebungskette 21 um ein oberes Zahnrad 22 herumgeführt, das von der Kurbelwelle 16 über ein geeignetes (nicht dargestelltes) Getriebe angetrieben wird, während die Kette 21 ein uneteres Zahnrad 24 antreibt. Die Kette setzt ihrerseits eine JNockengrenzschalterwelle 26 in Umdrehung zum Betätigen von Hocken (bei 27 dargestellt), die Stromkreise zum Steuern der Hin- und Herbewegung des Stempels 4 schließen, wie an sieh bekannt«,
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Die Erfindung sieht eine Stellungssensoranordnungg 3 vor in Form einer Servomechanik mit einem Servogenerator 28, dessen bei 29 dargestellte Läuferwelle mit der Ifockengrenzschalterwelle 26 verbunden werden kann, so dass diese von der Zeitgebungskette 21 entsprechend gedreht wird. Aufgrund dieser Anordnung ist die Drehstellung■der Nockengrenzschalterwelle 26 dem Ausmaß der Bewegung des Pressenstempels 4 proportional. Wie aus der Figol zu ersehen ist, kann der Ständer 47 des Servo generators 29 am Pressenrahmen befestigt werden, während ein Zeitgebungskettenschutz 48 und ein Servomotor 30 an einer vom Rahmen 2 entfernt gelegenen Montageplatte 33 angebracht ist· Durch die Verwendung einer Servomechanik können die Steuerorgane der Einrichtung an einer von der Presse entfernt gelegenen Stelle angeordnet werden, so dass die im normalen Betrieb der Presse auftretenden Erschütterungen nicht auf solche Steuerorgane übertragen werden, oder deren Einwirkungen auf die Steuerorgane werden mindestens stark vermindert.
Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Eingangskontakte des Servomotors 30 mit den Ausgangskontakten des Servogenerator s 28 verbunden, um die Läuferwelle 32 des Servomotors zu drehen, welcher Vorgang in Selbstsynchronisation mit dem Servogenerator erfolgt, so dass die Drehung in demselben Grad erfolgt wie die Drehung der Nockengrenzschalterwelle 26. Bei einer solchen Einrichtung mit Selbstsynchronisation können die Wicklungen so angeordnet werden, dass bei einer Änderung der Drehstellung des Läufers des Generators 28 eine gleiche Änderung der Drehstellung des Motorläufers erfolgt· Eine solche Einrichtung kann von der General Electric Co. unter der Handelsbezeichnung SELSYIT bezogen werden«
Nach der Erfindung können die Große und der Abstand der genannten mechanischen Verbindungen zwischen dem Stempel 4 und der Nockengrenzschalterwelle in an sich bekannter Weise so festgesetzt werden, dass zwischen der Stelle des Stempels, die dieser im Verlauf seiner periodischen Bewegung einnimmt, und dem Grad der Drehung der Nockengrenzschalterwelle 26 eine vorherbestimmte Proportionalbeziehung besteht« Da die Läuferwelle 29 des Servo-
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Generators 28 mit der Hockengrenzschalterwelle 26 mechanisch verbunden ist, so gleicht der Grad der Drehung der Generatorläuferwelle 29 im wesentlichen dem Grad der Drehung der Hockengrenzschalterwelle 26 und ist daher direkt proportional dem Ausmaß der Bewegung des Stempels 4 innerhalb dessen Hubesβ
Mit der Servomotorwelle 32 steht ein Rotationswellenpositionsdigitalenkoder 34 mechanisch in Verbindung und wird in demselben Grade gedreht wie die Nockengrenzschalterwelle 26· Der Enkoder wandelt die Drehstellung in einen Digitalkode um, der zu einem Digital-analog-Konverter 36 geleitet wird, so dass der Digitalkode in ein Spannungsanalogsignal umgewandelt wird.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist eine Signalanordnung für eine theoretische Belastung vorgesehen in Form eines Funktionsgenerators 38» <ler das Spannungsanalogsignal aus dem Konverter empfängt. Der Funktionsgenerator 38 kann voreingestellt werden nach der Hennleistungskurve in der Fig.3 für die verwendete besondere Presse. Bei dieser Anordnung wird ein Analogausgangssignal erzeugt, das eine vorherbestimmte gewählte Belastung anzeigt, beispielsweise eine theoretisch zulässige Belastung an dem jeweiligen Ort des Stempels 4. An den Pressensäulen 8, 9» 10 und 11 können mehrere Belastungsglieder angebracht werden, Für die Zwecke der Beschreibung ist jedoch nur ein Belastungsglied 40 an der Pressensäule 8 dargestellt. Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich daher nur auf die Arbeitsweise des Gliedes 40. Das Spannungsausgangssignal des Gliedes 40 wird über einen Verstärker 45 zur Eomparatoranordnung 12 geleitet, die ferner noch den Ausgang aus dem Funktionsgenerator 38 empfängt. Bei Verwendung mehrerer Belastungsglieder ermittelt natürlich jedes Glied die Belastung einer der Säulen der Presse und führt der Komparatoranordnung 12 ein entsprechendes Signal zu. Die Komparatoranordnung 12 erzeugt ein Ausgangssignal, wenn die an der Pressensäule 8 auftretende Belastung bei einer gewählten Stellung des Stempels 4 die theoretisch zulässige Belastung der Presse bei dieser Stellung des Stempels übersteigt. Das Ausgangssignal aus dem Komparator 43 betätigt einen Schalter 44, der einen Einschalter 46 außer Betrieb setzt und verhindert, dass der Stempel mit der nächsten Arbeitsfolge beginnt. Bei dieser Anordnung wird die Presse am Ende
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jeder Arbeitsperiode angehalten, in der die tatsächliche Belastung die erwünschte Belastung während eines Teil&s der Arbeitsperiode übersteigt.
Wie bereits ausgeführt, wandelt der Wellenpositionsdigitalenkoder 34 die Drehbewegung der Servomotorwelle 32 in ein Digitalausgangssignal um. Bei der bevorzugten Ausführungsform kann dies mittels einer (nicht dargestellten) Lochscheibe durchgeführt werden, die an der Eingangswelle angebracht wird, die ihrerseits mit der Ausgangswelle 32 mechanisch verbunden ist. Die Löcher an der Scheibe sind umfangsmäßig nach einem vorherbestimmten Muster angeordnet, das einen Lichtstrahl aus einer photoelektrischen Zelle empfängt, so dass bei der Drehung der Lochscheibe der Lichtstrahl intermittierend unterbrochen wird, wobei jede Unterbrechung einem Drehschritt der Scheibe entspricht.Die photoelektrische Zelle erzeugt außerdem elektrische Impulse bei jedem Drehschritt der Lochscheibe. Logische Schaltungen, die mit dem Ausgang der Photozelle verbunden sind, wandeln den binären Kode der Scheibe in einen binären Parallelkode um. Für die Zwecke der Erfindung kann als Wellenpositionsdigitalenkoder das Modell 219/5 der Firma Baldwin Electronics, Inc., Little Rock/Arkansas (USA) verwendet werden. Diese Einheit erzeugt 256 Bits pro Umdrehung bei §.cht Spuren und bei einer Bitauflösung von 84,4 Bogenminuten.
Damit am Funktionsgenerator 38 ein vollständiger Eingang vorliegt, wird der parallelbinäre Ausgang des Enkoders 34· vom Digital-analog-Konverter 36 umgewandelt, beispielsweise von der Ausführung, die von der Burr-Brown Corporation, Tucson/Arizona, als Modell DA.C20-08U-USB hergestellt und vertrieben wird. Dieser Konverter wandelt den Parallelbinären Eingang in ein Spannungsausgangssignal um, das dem Digitaleingang aus dem Enkoder 34 proportional ist. Dieses Spannungsausgangssignal ist außerdem proportional dem Grad der Drehung des Nockengrenzschalterwelle 26· Der Konverter 36 besteht vorzugsweise aus einem ausgewogenen Widerstandsschaltungsnetzwerk mit einer inneren Bezugsspannungsquelle und mit einem Verstärker, der den Strom in einen Spannungsausgang umwandelt.
Der Funktionsgenerator 38 wandelt die die Stellung des
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Stempels 4 darstellende Analogspannung in eine Analogspannung um, die einer wahlweise vorherbestimmten Pressenbelastung entspricht, beispielsweise der Nennpressenbelastung oder der zulässigen Pressenbelastung in dem betreffenden Zeitpunkt der Arbeitsperiode. Ein zu bevorzugender Funktionsgenerator kann zehn geradlinige Dioden-Widerstands-Netzwerke mit in gleichen Abständen angeordneten Unterbrechungspunkten aufweisen. In diesem Falle ist jeder Abschnitt einstellbar durch mechanische Betätigung eines Potentiometers zum Einstellen des "Abfalles" des Abschnittes zwecks Annäherung an den entsprechenden Abfall der Kurve in der graphischen Darstellung. Die graphische Darstellung, nach der die Abschnitte eingestellt werden sollen-, wird vom Hersteller der Presse geliefert. Ein Beispiel für eine solche graphische Darstellung zeigt die Figo3· Im Betrieb wird die dem Funktionsgenerator 38 zugeführte Eingangsspannung von dem einregulierten Netzwerk in einen Stromausgang umgewandelt, der dem Summierungsverbindungspunkt eines Verstärkers zugeführt wird, wobei der Stromausgang des Netzwerkes in einen Spannungsausgang umgewandelt wird, der als Eingang für die nächste Stufe dient. Als ein Beispiel für' einen geeigneten Funktionsgenerator wird angeführt der Arbitrary function transconductor, Modell SPFX-N/P, der von der Firma Philbrick Researches, Inc., of Dedham/Massachusetts (USA) hergestellt wird.
Zu der Zeit, in der die beschriebene Einrichtung ein sich ständig veränderndes Ausgangssignal erzeugt, das die erwünschte Belastung der Presse zu der betreffenden Zeit anzeigt, wird die tatsächliche Belastung an der Säule 8 beispielsweise von dem Glied 40 gemessen. Das G-lied oder der Belastungsmesser 40 erzeugt ein Spannungssignal, das' der Belastung an der Saale proportional ist und von einem geeigneten "Verstärker 45 verstärkt wird, beispielsweise von dem Strain Gage Data Amplifier, Modell 870, der Daytronic Corp„ , der einen Ausgang von 0-10 Volt aufweist«, Die theoretisch erwünschte Belastung der Presse bei jeder Stellung des Stempels 4 im Verlauf dessen Arbeitsperiode wird mit der tatsächlichen Belastung in dem entsprechenden Zeitpunkt verglichen dadurch, dass die Ausgänge des Funktionsgenerators 38 und des Belastungsmesserverstärkers 45 der Komparatoranordnung 12
zugeführt werden· Die Komparatoranordnung 12 weist einen Komparator 43 mit einem Integratorschaltung-IO-Verstärker als Eingang und mit einem Sättigungstransistor als Ausgang auf. Der Komparator 43 kann aus dem Modell %o32/120 der Firma Burr Brown Research Corporation "bestehen· Versteigt in diesem Falle der Eingang aus dem Belastungsmesserverstärker den Eingang aus dem Funktionsgenerator, so wird ein Leistungstransistor gesättigt, wobei der Ausgang an der Kollektorelektrode eine sehr niedrige Impedanz darstellt, die einen Ausgangsstrom von 0-5 Volt zulässt·
Der Ausgang aus dem Komparator 43 wird zu einer statischen Schaltvorrichtung 44 geleitet, die die Arbeit der Presse kontrolliert« Die Schaltvorrichtung 44 kann aus einer Ausführung bestehen, bei der ein siliziumgesteuerter Gleichrichter verwendet wird, wobei ein konstanter Stromausgang vom ersten Zeitpunkt an erzeugt wird, in dem ein Spannungseingang aus dem Komparator 43 empfangen wird, bis zu einer späteren Zeit, beispielsweise von Hand, eine Abschaltung erfolgt· Als Beispiel für einen solchen Schalter wird angeführt das kodell GB 4200, das unter der Handelsbezeichnung BiilEDAC von der G-rigsby-Barton Company vertrieben wird. Der Ausgang des statischen Schalters wird geeigneterweise ZoB· über eine geeignete statische Schaltanordnung zum Einschalter geleitet, der Jede Arbeitsperiode der Presse einleitet, wenn eine Aktivierung durch den ftockengrenzschalter erfolgt· Der statische Schalter übersteuert daher den Einschalter·" Der Ausgang des statischen Schalters kann auch mit einer Warnvorrichtung, z.B. einer Lampe oder einer Klingel zusammengeschaltet werden. Selbstverständlich sind für alle genannten Kontroll- und Steuervorrichtungen geeignete Strom- und Spannungsquellen vorgesehen.
Bei einer anderen Ausführungsform können zum Ermitteln der jeweiligen Stellung des Stempels in dessen Arbeitsperiode auch andere Mittel als rotierende Littel vorgesehen werden. Beispielsweise kann der Stempel 4 mit einem (nicht dargestellten) Arm versehen werden, der an dem einen ünde des Stempels vorsteht und mit einem (nicht dargestellten) Widerstand im Gleitkontakt steht, der parallel zur Bewegungsbahn des Stempels 4 angeordnet ist. ü/ine solche Anordnung würde als Potentiometer wirken bei einem Anschluss an eine geeignete Strom- und Spannungsquelle,
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wobei der Spannungsausgang aus dem Potentiometer sich, mit der Bewegung des Stempels progressiv verändern würde. Der Ausgang des Potentiometers würde den Eingang für einen Funktionsgenerator darstellen, der mit dem Funktionsgenerator 38 vergleichbar ist» Wie bei dem Funktionsgenerator 38 der Hauptausführungsform würde eine Voreinstellung erfolgen, so dass ein Spannungsausgang erzeugt wird, der proportional der theoretisch zulässigen Belastung für jede Stellung des Stempels ist, wie bei dem Funktionsgenerator, Die abgeänderte Einrichtung würde aufweisen Belastungsmesser, die an den Säulen der Presse angebracht werden, sowie Verstärker, Spannungskomparatoren und Schalter, die auf den Komparator ansprechen, und die die erwünschten Warnsignale erzeugen und/oder die Bewegung des Stempels beeinflussen, wie bei der beschrieben Hauptausführungsform.
Für die typische Arbeitsweise der beschriebenen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind natürlich (nicht dargestellte) elektrische Strom- und Spannungsquellen für den Betrieb der verschiedenen elektrischen und mechanischen Bauteile vorgesehen« Die Einrichtung kann in der Weise programmiert werden, dass die Abschnitte des Funktionsgenerators 38 (Fig.2) mechanisch so ©ingestellt werden, dass die Abschnitte ungefähr der zulässigen Ermüdungsbelastungskurve (Fig,3) entsprechen, die vom Hersteller gegeben wird. Danach wird der Arbeitsperiodeneinschalter zum Inbetriebsetzen der Presse betätigt, so dass der Stempel 4 sich periodisch hin- und herzubewegen beginnt. Der Servogenerator 28 betreibt den Servomotor 30 und überwacht beständig die Stellung des Stempels 4 durch Ermitteln der Drehstellung der Nockengrenzschalterwelle 26, die mit der Zeitgebungskette 21 in Verbindung steht und von dieser angetrieben wird· Der Servomotor 30 betreibt seinerseits den Wellenpositionsdigitalenkoder 34-. Die die Drehstellung betreffende Information wird vom Wellendigitalenkoder 34-zu einem Digitalsignal umgewandelt, das die Stellung des Stempels 4- anzeigt. Dieses Digitalsignal wird dann zum Konverter 36 geleitet , wenn es zu einem Analogspannungssignal umgewandelt worden ist, das gleichfalls die Stellung des Stempels anzeigt. Der Analogwert der Stempelstellung wird dann dem voreingestellten Funktionsgenerator 38 zugeführt, der dann ein Analogsignal
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erzeugt, das bei Jeder Stellung des Stempels die theoretisch zulässige Belastung darstellt. Zugleich, wird die tatsächliche Belastung von einem Belastungsmesser , wie 42, überwacht, der mit einem Belastungsglied, wie 40, in Verbindung steht, das wie bei 8-dargestellt, an der Pressensäule angebracht ist· Der Ausgang aus dem Belastungsmesser 42 und aus dem Funktionsgenerator 38 wird dann zum Komparator 43 geleitet. Solange die vom Belastungsmesser 42 ermittelte tatsächliche Belastung die für jede Stempelstellung vorgesehene theoretische Belastung nach der Anzeige des Funktionsgenerators 38 nicht übersteigt, so wird vom Komparator 43 kein Ausgaangssignal erzeugt, und der Pressenstempel setzt seine Auf- und Äbbewegungen ohne Unterbrechung fort. Übersteigt bei irgendeiner Stellung des Stempels 4 die tatsächliche Belastung die theoretische Belastung, so erzeugt der Spannungskomparator 43 ein Ausgangssignal, das den statischen Schalter 44 aktiviert, wobei die Kupplung 19 ausgerückt und die Bremse 20a angezogen wird» Infolgedessen hört die Bewegung des Stempels 4 am ünde der Arbeitsperiode auf, in der eine Überlastung aufgetreten war. Falls die Einrichtung mit einer Warnvorrichtung ausgestattet ist, wird eine Bedienungsperson veranlasst, die aufgetretene Schwierigkeit zu untersuchen. Die Arbeit der Presse beginnt erst wieder dann, wenn die Bedienungsperson die Schwierigkeit beseitigt hat, z.B. durch Herausnahme eines nicht ordnungsgemäß eingesetzten Viierk Stückes, wonach der statische Schalter 44 von Hand wieder betätigt und die Kupplung 19 wieder eingerückt wird, so dass der Kotor 13 den Stempel wieder in Betrieb setzt.
Patentansprüche
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Claims (8)

  1. Patentansprüche
    Verfahren zum "Überwachen "der Belastung einer Formpresse, deren Stempel eine periodische Hin- und Herbewegung an einem Pressenrahmen ausführt,, dadurch gekennzeichnet, dass der Ort des Stempels an verschiedenen Stellen seiner Bewegung innerhalb der Arbeitsperiode ermittelt wird, dass die ermittelten Orte in elektrische Signale umgewandelt werden, die dem betreffenden Ort proportional sind, dass für jede solche Stellung des Stempels ein der theoretischen Belastung der Presse entsprechendes Signal erzeugt wird, dass für jede Stellung des Stempels die tatsächliche Belastung der Presse mechanisch ermittelt wird, dass die ermittelte Belastung in ein dieser proportionales Signal umgewandelt wird, und dass die tatsächliche Belastung mit der theoretischen Belastung verglichen und die Differenz angezeigt wird«
  2. 2. Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch bei einer Presse, deren Stempel eine periodische Hin- und Herbewegung ausführt, gekennzeichnet durch ein mit dem Pressenstempel in Verbindung stehendes rotierendes Glied, dessen Drehstellung zur Stellung des Stempels in Beziehung steht, durch eine rotierende Sensoranordnung, die mit dem rotierenden Glied in Verbindung steht und Stempelstellungssignale erzeugt, die den verschiedenen Stempelstellungen entsprechen, durch eine ein erstes Belastungssignal erzeugende Anordnung, die
    die die Stempelstellungssignale empfängt und die theoretische Belastung anzeigende Signale erzeugt, die einer vorherbestimmten gewählten Belastung der Presse bei jeder Stellung des Stempels entsprechen, die von den Stempelstellungssignalen dargestellt wird, durch eine ein zweites Belastungssignal erzeugende Anordnung, die mit der Presse in Verbindung steht und Signale erzeugt, die der tatsächlichen Belastung der Presse entsprechen, und durch eine Komparatoranordnung, die die der theoretischen Belastung und der tatsächlichen
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    Belastung entspreeilenden Signale empfängt, mit einander vergleicht und ein Überlastungssignal erzeugt, wenn die tatsächliche Belastung die vorherbestimmte und gewählte BeIa- " stung bei den verschiedenen Stellungen des Stempels übersteigt.
  3. 3· Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,-dass die das erste Signal erzeugende Anordnung aus einem Funktionsgenerator besteht, der die Stempelstellungssignale abändert und der theoretischen Belastung entsprechende Signale erzeugt, die der Nennbelastung der Presse bei den Stellungen des Stempels entsprechen, die von dem Stempelstellungssignal dargestellt werden.
  4. 4e Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, dass die genannte, die Drehstellung ermittelnde Anordnung einen Wellenpositionsdigitalenkoder enthält, der ein Digitalausgangssignal erzeugt, das den Grad der Drehung des genannten rotietenden Gliedes anzeigt.
  5. 5. Einrichtung nach Anspruch 4·, gekennzeichnet durch einen Digital-analag-Konverter, der das Digitalausgangssignal aus dem Wellenpositionsdigitalenkoder empfängt und ein Aanalogstempelpositionsausgangssignal erzeugt, das den verschiedenen Stempelstellungen entspricht.
  6. 6. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte, die Drehstellung ermittelnde Anordnung aus einem mit dem genannten rotierenden Element in
    nera-
    Yerbindung stehenden Servogetor besteht, dass ein Servomotor vorgesehen ist, dessen Antriebswelle eine Wellenpositionsmessvorrichtung dreht, und dass der Servomotor mit dem Servogenerator elektrisch so verbunden ist, dass der Grad der Drehung der Servomotorwelle eine Reproduktion der Drehung des Läufers des Servogenerators darstellt.
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  7. 7· Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte rotierende Glied aus einer Kurbelwelle besteht, die mit dem Stempel verbunden ist und diesen in Bewegung setzt, dass an der Presse ein weiteres rotierendes Glied angeordnet ist, dass die genannten rotierenden Glieder von einem endlosen Antriebsglied angetrieben werden, und dass die genannte, die Drehung ermittelnde Anordnung mit der genannten anderen Welle in Verbindung steht und die Stempelstellung ermittelt·
  8. 8. Einrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass das ,genannte andere rotierende Glied aus einer am Pressenrahmen drehbar gelagerten nockenwelle besteht, und dass Nockengrenz schalt er vorgesehen sind, auf die die Nockenwelle wahlweise einwirkt und die Bewegung des Stempels in dessen Arbeitsperiode steuert*
    409836 / ü 4 U 1
    eerseite
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