DE2429617B2 - Vorrichtung zum Abschalten einer Maschine an einer vorbestimmten Stelle des Arbeitszyklus - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abschalten einer Maschine an einer vorbestimmten Stelle ihres Arbeitszyklus mit einer durch die Maschine synchron angetriebenen Kurvenscheibe mit einem den Betriebsphasen der Maschine zugeordneten Umfangsprofil und mit einem von der Kurvenscheibe betätigten Schalter.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-OS 21 49 319 bekannt. Die Kurvenscheibe dient dabei als Istwertgeber für eine Überwachungsvorrichtung, in der der Istwert nach Vergleich mit einem Sollwert bei Überschreiten einer Toleranzgrenze das Abschaltsignal erzeugt. Das Abschaltsignal für die Maschine wird erst bei Anstehen eines Freigabesignals am Ende des Arbeitszyklus der Maschine freigegeben.

Bei der bekannten Schaltvorrichtung steht die rotierende Kurvenscheibe in ständiger Berührung mit einem Kontaktelement. Wegen des hierbei unvermeidlichen Verschleißes arbeiten solche Sicherheitsvorrichtungen, die nur in den selten vorkommenden Störfällen ansprechen, unzuverlässig. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die beschriebene Sicherheitsvorrichtung so auszubilden, daß der Verschleiß von Kurvenscheibe und Kontaktelement wesentlich verringert wird. Eine Lösung dieser Aufgabe kann der GB-PS 7 18 538 nicht entnommen werden. In dieser Druckschrift ist eine Sicherheitsvorrichtung für das Bedienungspersonal beschrieben, bei der eine Maschine nur dann eingeschaltet werden kann und nur solange läuft, wie ein druckluftbelasteter Stößel in die Ausnehmung eines in seiner Stellung zu überwachenden Schiebers eingreift. Gerät der Stößel außer Eingriff mit der Ausnehmung, so wird die Maschine unverzüglich abgeschaltet. Stößel und Ausnehmung sind hierbei keinem ständigen Verschleiß ausgesetzt, eine verzögerte Abschaltung ist nicht vorgesehen.

Gemäß der Erfindung ist die Aufgabe eine Maschine bei Störungen verzögert abzuschalten, ohne daß die mechanischen Schaltelemente wesentlichem Verschleiß unterliegen, dadurch gelöst, daß ein vorgesteuerter, in einem Zylinder hydraulisch oder pneumatisch verschiebbarer Kolbenschieber als Schalter einen Stößel nur bei Anstehen eines Abschaltsignals gegen das Umfangsprofil der Kurvenscheibe drückt

Der Kolbenschieber ist zweckmäßigerweise pneumatisch vorgesteuert und der Stößel trägt eine gegen das Umfangsprofil der Kurvenscheibe gerichtete Rolle.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf einen Schalter,
F i g. 2 einen Schnitt nach Linie 2-2 der F i g. 1 in ίο Nicht-Berührungsposition,

F i g. 3 einen Schnitt nach Linie 2-2 der F i g. 1 in Berührungsposition,

Fig.4 bis 7 eine pneumatische Schaltung mit einem Schalter nach F i g. 1 zur Steuerung der Maschine, und zwar

F i g. 4 in der Stellung zum Einschalten der Maschine, F i g. 5 in der Stellung bei laufender Maschine,
F i g. 6 in der Stellung zum Abschalten der Maschine und
F i g. 7 in der Stellung bei Stillstand der Maschine.

In Fig. 1, 2 und 3 ist ein Schalter 10 dargestellt, der eine Maschine bzw. ein Werkzeug in einer Maschine nach Abschalten der Maschine erst zum Stillstand kommer, läßt, wenn die Maschine bzw. das Werkzeug einen vorbestimmten Bereich in ihrem bzw. seinem Arbeitszyklus erreicht hat. Dieser Schalter arbeitet in dem Ausführungsbeispiel pneumatisch, kann aber auch mit jeden anderen Fluid betrieben werden.

Die Maschine dreht synchron zu ihrem Arbeitszyklus über ein Zahnradgetriebe 14 und Wellen 16 die Kurvenscheibe 12 um 360° pro Zyklus. Der Arbeitszylinder 18 des Schalters 10 umfaßt einen dreiteiligen Kolbenschieber 20. Dieser sitzt auf einem Stößel 22, der mit einer Rolle 24 an der Kurvenscheibe 12 anliegt. Der Stößel 22 ist abgedichtet in den Stirnwänden des Arbeitszylinders 18 gelagert. Die Stirnwand 26 ist dabei zugleich die Stirnwand eines mit dem Stößel fluchtenden Steuerzylinders, in dem der am linken Ende der Stange 22 befestigte Kolben 32 entgegen der Wirkung einer Druckfeder 34 durch aus dem Rohr 36 in den Kolbenraum 30 eintretende Druckluft verschieblich ist. Durch die Wechselwirkung zwischen Druckluft im Kolbenraum 30 und Kraft der Feder 34 wird die am anderen Ende des Stößels 22 angeordnete Rolle 24 in und außer Berührung mit dem Umfang der Kurvenscheibe 12 gebracht.

In den Raum 28 des Arbeitszylinders 18 münden drei

Rohre 38, 40 und 42. Die Rohre 38 und 40 münden an einer Seite in der Nähe der Stirnwände des Arbeitszylinders 18, das Rohr 42 auf der anderen Seite des Arbeitszylinders 18 in dessen Mitte gegenüber den beiden Rohren 38 und 40. Steht der Kolbenschieber 20 links im Raum 28, so ist das Rohr 38 über die Schieberausnehmungen mit dem Rohr 42 verbunden.

Steht der Kolbenschieber 20 rechts im Raum 28, so sind die Rohre 40 und 42 verbunden.

Die Kurvenscheibe 12 hat ein stetig gekrümmtes Umfangsprofil 44 mit einem wenig gekrümmten Profilteil 46 und einem stärker gekrümmten Profilteil 48. Hierbei ist der Profilteil 46 derjenigen Phase des Arbeitszyklus der Maschine zugeordnet, in der die Maschine laufen soll und der Profilteil 48 derjenigen Phase, in der die Maschine stillgesetzt werden kann. Läuft die Maschine, so dreht sich die Kurvenscheibe 12 mit konstanter Winkelgeschwindigkeit. Die Druckfeder 34 drückt den Kolben 32 und damit den Stößel 22 mit der Rolle 24 nach links. Die Rolle 24 berührt die Kurvenscheibe 12 nicht.

Wird nun Druckluft durch das Rohr 36 in den Kolbenraum 30 geblasen und befindet sich in diesem Augenblick die Kurvenscheibe 12 mit ihrem Profilteil 46 der Rolle 24 gegenüber (F i g. 2), so stößt die Rolle 24 auf den Profilteil 46, wie in Fig.2 gestrichelt gezeichnet Die Druckfeder 34 ist leicht gespannt und der Kolbenschieber 20 hat bis zur Berührung der Rolle 12 mit dem Profilteil nur einen kurzen Weg zurückgelegt Der kurze Weg des Schiebers 20 reicht nicht aus, um die Verbindung zwischen den Rohren 38 und 42 zu unterbrechen. Wenn also die zum Antrieb der Maschine benutzte Druckluft auf diesem Wege den Schalter 10 passiert, so bleibt der Bewegungszustand der Maschine ungeändert

Dreht sich die Kurvenscheibe 12 nun weiter, so kommt schließlich ihr Profilteil 48 mit der Rolle 24 in Berührung. Die Druckluft im Zylinderraum 30 drückt den Kolben 32 mit dem Stößel 22 und der Rolle 24 gegen den Profilteil 48. Die einzelnen Teile nehmen dabei die in Fig.3 gezeigte Stellung ein. Die Druckfeder 34 ist stark zusammengedrückt und der Kolbenschieber 20 ganz nach rechts verschoben. Nun ist das Rohr 42 mit dem Rohr 40 verbunden und vom Rohr 38 getrennt d.h. die Druckluft entweicht aus den Antriebsorganen der Maschine, die Antriebskraft verschwindet, die Maschine bzw. das Werkzeug bleibt stehen.

Steht die Maschine, so wird der Kolbenrai m 30 entlüftet, die Druckfeder 34 drückt den Kolben 32 nebst Stößel 22 und Rolle 24 wieder in die in Fig.2 mit ausgezogenen Linien gezeigte Stellung. Die Maschine kann von neuem anlaufen.

Wenn die Druckluft im Raum 30 erst zu einem Zeitpunkt eingeblasen wird, in dem der Profilteil 48 der Kurvenscheibe 12 bereits vor der Rolle 24 steht, so stößt der Stößel 22 sofort durch die in Fig.2 gezeigte Stellung hindurch in die in Fi g. 3 gezeigte Stellung mit der Folge, daß die Maschine sofort zum Stillstand kommt.

Die F i g. 4 bis 7 zeigen eine pneumatische Schaltung, in die der Schalter 10 eingebaut ist. In dieser Schaltung ist 52 ein Einschaltventil, 50 ein Ausschaltventil, 54 ein Steuerventil, 56 ein Wegeventil und 58 ein pneumatischer Kupplungsschalter.

Das Einschaltventil 52 und das Ausschaltventil 50 sind handbetätigt, das Steuerventil 54 ist pneumatisch vorgesteuert. Alle Ventile außer dem Wegeventil 56 werden entgegen der Wirkung einer Feder in ihre Arbeitsstellung gebracht. Das Wegeventil 56 ist dagegen in beiden Richtungen pneumatisch vorgerteuert, so daß es in jeder seiner beiden Endstellungen stehenbleibt, bis sein Schieber pneumatisch zurückgeschoben wird. Auch der Kupplungsschalter 58 wird pneumatisch gesteuert. Wird durch ihn die Kupplung eingelegt, so beginnt die Maschine bzw. das Werkzeug zu laufen, wird entlüftet, so trennt eine Feder die Kupplung und die Maschine bzw. das Werkzeug bleibt stehen.

Im Einlaßteil des Schalters 10, dem Rohr 38, herrscht ein konstanter, gegebenenfalls zeitweilig erhöhter Luftdruck. Aus dem Auslaßteil, dem Rohr 40 kann die Druckluft frei austreten. In den F i g. 4 bis 7 ist die Strömungsrichtung in den Verbindungsrohren mit Pfeilen eingezeichnet.

In Fig.4 ist der Zustand der Schaltung beim Einschalten der Maschine dargestellt.

Zum Einschalten wird das Ventil 52 von Hand betätigt, so daß es von der gestrichelt gezeichneten Stellung in die mit ausgezogenen Linien gezeichnete Stellung kommt Dadurch fließt Druckluft vom unteren Teil des Ausschaltventils 50 durch die Ventile 52 und 54 zum linken Steuerraum des Wegeventils 56, wodurch dessen Schieber sich nach rechts vorstellt, d. h. in die in Fig.4 gezeigte Position kommt Hierdurch entweicht die im Zylinderraum 30 enthaltene Druckluft und die Feder 34 stellt den Kolben 32 und damit den Stößel 22 mit der Rolle 24 in die in Fig.4 mit ausgezogenen Linien dargestellte Stellung.

Gleichzeitig wird der rechte Steuerraum des Wegeventils 56 durch den oberen Teil des Ausschaltventils 50 entlüftet Durch den linken Teil des Wegeventils 56 fließt Druckluft zum Kupplungsschalter 58. Die Kupplung wird dadurch eingelegt und die Maschine beginnt zu laufen. Gleichzeitig fließt aber auch Druckluft in den linken Steuerraum des Steuerventils 54, so daß sich der Schieber dieses Ventils von der in F i g. 4 gezeigten Stellung in die in F i g. 5 gezeigte Stellung bewegt in der die Luft aus dem linken Steuerraum des Wegeventils 56 entweicht Da aber das Ausschaltventil 50 noch nicht betätigt ist und damit auch der rechte Steuerraum des Wegeventils 56 entlüftet ist, bleibt dessen Schieber nach rechts verschoben.

In F i g. 5 ist das Einschaltventil 52 wieder unbetätigt dargestellt. Sein Auslaß ist mit dem Steuerventil 54 verbunden. Da dessen Schieber aber nach rechts geschoben ist, bleibt diese Verbindung ohne Wirkung. Der Druckluftfluß vom unteren Teil des Ausschaltventils 50 ist am Einschaltventil 52 unterbrochen und kann daher nicht zum Wegeventil 56 fließen. Dieser Strom wird nicht benötigt die Ausschaltung bleibt auch hier ohne Wirkung. Schließlich bleibt die Kupplung über den Schalter 58 eingeschaltet, da ja der Schieber des Wegeventils 56, durch das Steuerventil 54 gehalten, nach rechts verschoben bleibt. Auch gelangt keine Druckluft in den Kolbenraum 30. Der Luftstrom aus dem Rohr 38 durch den Kolbenschieber 20 ist am Wegeventil 56 gesperrt. In der in F i g. 5 dargestellten Stellung der Schaltung läuft die Maschine. Die Rolle 24 berührt die Kurvenscheibe 12 nicht. Der Lauf der Maschine wird nicht überwacht. Der Schalter 10 ist außer Funktion.

In F i g. 6 wird angenommen, daß die Maschine ausgeschaltet werden soll und daß die Kurvenscheibe 12 ihren Profilteil 46 der Rolle 24 zukehrt ohne diese aber zu berühren. Wird nun das Ausschaltventil 50 von Hand betätigt, d. h. von der in F i g. 6 gestrichelt dargestellten Lage (F i g. 5) in die in F i g. 6 mit ausgezogenen Linien dargestellte Lage gebracht, so gelangt Druckluft vom oberen Teil des Ausschaltventils 50 in die rechte Steuerraumseite des Wegeventils 56 und schiebt dessen Schieber nach links in die in F i g. 6 dargestellte Lage, da die Luft aus der linken Steuerraumseite des Wegeventils 56 weiterhin über das Steuerventil 54 entweichen kann. Beim Verschieben des Schiebers des Wegeventils 56 nach links werden der Kupplungsschalter 58 und der linke Steuerraum des Steuerventils 54 jetzt mit Druckluft beaufschlagt, die vom Rohr 38 durch den Kolbenschieber 20 und das Rohr 42 zugeführt wird.

Gleichzeitig wird auch Druckluft durch das Wegeventil 56 hindurch in den Kolbenraum 30 geführt. Der Kolbenschieber 20 mit Stößel 22 und Rolle 24 verschiebt sich dadurch ein wenig nach rechts, bis die Rolle 24 am Profilteil 46 der Kurvenscheibe 12 anliegt. Der kurze Weg, den der Kolbenschieber 20 dabei im Raum 28 zurücklegt, bewirkt keine Sperrung des Luftstroms vom Rohr 38 zum Kupplungsschalter 58, der Weiterlauf der

Maschine wird nicht beeinflußt. Solange aber die Rolle 24 die Kurvenscheibe 12 berührt, wird der Lauf der Maschine überwacht, d. h. der Schalter 10 läßt die Maschine weiterlaufen, solange die Rolle 24 auf dem Profilteil 46 der Kurvenscheibe 12 läuft.

Sobald der Schieber des Wegeventils 56 wie beschrieben nach links wandert, kann das Ausschaltventil 50 losgelassen werden, es kehrt von selbst in die in F i g. 7 gezeigte Ausgangslage zurück. Dies hat aber keinen Einfluß auf den Lauf der Maschine, da damit nur der rechte Steuerraum des Wegeventils 56 entlüftet wird, das Wegeventil jedoch in seiner Stellung verbleibt.

Die Maschine läuft so lange weiter, bis die Rolle 24 am untersten Punkt des Profilteils 48 der Kurvenscheibe 12 anlangt (F i g. 7). Hierdurch werden der Kolbenschieber 20 und der Stößel 22 mit der Rolle 24 durch die Druckluft im Kolbenraum 30 in ihre rechte Endstellung geschoben. Wie F i g. 7 zeigt, wird in dieser Stellung der Arbeitszylinder des Kupplungsschalters 58 durch das Wegeventil 56 über die Rohre 42 und 40 entlüftet. Auf die gleiche Weise wird der linke Steuerraum des Steuerventils 54 entlüftet. Der Schieber dieses Ventils

rückt darauf nach links und bleibt dort startbereit. Die Entlüftung des Arbeitszylinders des Kupplungsschalter! 58 hat ein Lösen der Kupplung und damit Stillstand dei Maschine zur Folge.

Der Schalter 10 hat somit im Normalfall, d. h. in dei nicht zu überwachenden Phase des Arbeitszyklus dei Maschine, keine Verbindung mit beweglichen Maschi nenteilen, vielmehr kommt er in Berührung mit einen· dem Maschinenumlauf genau synchron umlaufender Teil nur in derjenigen Phase des Arbeitszyklus dei Maschine, die von dem Schalter überwacht werden soll Auf diese Weise kann der Gang der Maschine auch ir vorbestimmten Abständen überwacht werden und die Überwachungsorgane sind dem geringstmöglicher Verschleiß unterworfen.

Die beschriebene Vorrichtung überwacht den End stop in einem Arbeitszyklus einer Maschine. Sie is inaktiv während der normalen Arbeitsphase einei Maschine und wird nur aktiviert, wenn sie den normaler Lauf der Maschine oder ihren Stillstand während einei vorbestimmten Phase des Arbeitszyklus überwacher soll.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Abschalten einer Maschine an einer vorbestimmten Stelle ihres Arbeitszyklus mit einer durch die Maschine synchron angetriebenen Kurvenscheibe mit einem den Betriebsphasen der Maschine zugeordneten Umfangsprofil und mit einem von der Kurvenscheibe betätigten Schalter, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorgesteuerter, in einem Zylinder (18) hydraulisch oder pneumatisch verschiebbarer Kolbenschieber (20) als Schalter (10) einen Stößel (22) nur bei Anstehen eines Abschaltsignals gegen das Umfangsprofil (44) der Kurvenscheibe (12) drückt

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenschieber (20) pneumatisch vorgesteuert ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (22) eine gegen das Umfangspi ofil (44) der Kurvenscheibe (12) gerichtete Rolle (24) besitzt.