DE2501275C2 - Presse mit hydraulischer Überlastsicherung und Stößelgewichtsausgleich - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Presse gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1.
• Eine derartige Presse ist Gegenstand des Hauptpatentes 24 16 102, wobei sich folgende vorteilhafte Wirkungsweise ergibt. Durch Öffnen des Zu- und Abflußventiles wird der Vorspanndruck des Druckmittels in dem Druckkissen, der im Arbeitsbetrieb der Presse zum Übertragen des Arbeitsdruckes von den Antriebselementen auf den Stößel erforderlich ist, abgebaut und nur eine drucklose Füllung des Druckkissens mit Druckmittel aufrecht erhalten. In dem 0 bar umfassenden Meßbereich werden mittels des Druckmeßgerätes dann Regelsignale gewonnen, die über Ventile für die Zu- und Abfuhr von Druckgas das Einstellen des Gasdruckes auf den zum Ausgleichen des Gewichtes erforderlichen Wert bewirken.
• Aufgabe der Erfindung ist es, eine den Gasdruck in der Zylinder- Kolben-Einheit zuverlässig und mit einfachen Mitteln aufrechterhaltende Kontrolleinrichtung zu schaffen.
• Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.
• Dieselbe Aufgabe ist im Zusammenhang mit einer etwas anders arbeitenden Gewichtsausgleichssteuerung nach DE-OS 22 06 323 bereits gemäß dem älteren Patent 24 10 899 durch eine selbsttätige Kontrolleinrichtung gelöst, deren Merkmale hier weitgehend wiederverwendet werden.
• Die Wirkungsweise dieser beiden Kontrolleinrichtungen besteht grundsätzlich darin, daß in der einen Stellung des Umschalters der Geber über die Vergleichsschaltung mittels des Einstellgliedes den Speicher auf das Signal einstellt, das dem zum Gewichtsausgleich erforderlichen Gasdruck entspricht, und in der anderen Stellung des Umschalters der Geber über die Vergleichsschaltung mittels der Stellglieder durch die Zu- und Abfuhr von Druckgas zu bzw. von der Zylinder-Kolben-Einheit den Gasdruck in letzterer auf den Wert regelt, der zum Gewichtsausgleich erforderlich ist. Da mit diesen Kontrolleinrichtungen ein ständiges oder häufig wiederholtes Regeln des Gasdruckes in der Zylinder-Kolben-Einheit auf den zum Gewichtsausgleich erforderlichen Wert auf einfache Weise durchgeführt werden kann, werden Verluste an Druckgas in der Zylinder-Kolben-Einheit, beispielsweise durch Leckage, oder Änderungen des Gasdruckes in der Zylinder-Kolben-Einheit, beispielsweise durch Temperaturänderungen, schnellstens ausgeglichen und damit Störungen vermieden. Selbstverständlich erfolgt das zum Einleiten des Gewichtsausgleiches vorgesehene Abbauen des Vorspanndrukkes in dem Druckkissen mittels des Druckentlastungsventiles hierbei nur, während der Geber den Speicher einstellt, wohingegen das Regeln des Gasdruckes auf den eingestellten Wert erfolgen kann, während der Vorspanndruck in dem Druckkissen den zum Übertragen des Arbeitsdrukkes von den Antriebselementen auf den Stößel erforderlichen Wert aufweist.
• Eine vorteilhafte Ausführungsform der Kontrolleinrichtung besteht darin, daß die Vergleichsschaltung als Wheatstone-Brücke gemäß Patentanspruch 2 ausgebildet ist. Hierbei kann in der Brückendiagonale ein Verstärker vorgesehen sein.
• In der Zeichnung sind die zur Erläuterung der Erfindung notwendigen Teile einer Presse und der Regelkreis als Schaltbild schematisch dargestellt.
• In einem Stößel einer Presse ist ein als hydraulische Überlastsicherung ausgebildetes Druckkissen 8 vorgesehen, über das der von einem Pleuel eingeleitete Arbeitsdruck auf den Stößel übertragbar ist. Im Arbeitsbetrieb der Presse steht das Druckmittel in dem Druckkissen 8 unter dem erforderlichen Vorspanndruck. An das Druckkissen 8 sind ein Druckentlastungsventil 16 und ein Druckmeßgerät 17 angeschlossen.
• An dem Stößel ist eine Kolbenstange 10 einer dem Stößelgewichtsausgleich dienenden Zylinder-Kolben-Einheit 11, 12 befestigt, deren Zylinder 12 mit einem Gestell der Presse fest verbunden ist. Der Innenraum des Zylinders 12 ist über eine Rohrleitung 14 mit einem Druckgaskessel 15 verbunden. An den Druckgaskessel 15 sind ein der Abfuhr von Druckgas dienendes Ventil 18 und ein der Zufuhr von Druckgas dienendes Ventil 19 angeschlossen.
• Ein Betätigungsglied 20 dient dem beispielsweise manuellen Einleiten des Einstellens des Gasdruckes durch die Regeleinrichtung. Das Druckmeßgerät 17 liefert bei Vorliegen eines Druckes in dem Druckkissen 8 größer als 0 bar ein Signal. Schließlich stehen das Druckentlastungsventil 16 mit einem Stellglied 22, das der Abfuhr von Druckgas dienende Ventil 18 mit einem Stellglied 23 und das der Zufuhr von Druckgas dienende Ventil 19 mit einem Stellglied 24 in Wirkungsverbindung.
• Die aus bistabilen Kippstufen 25, 26, einem Zeitschaltglied 27, drei UND-Gattern 28, 29, 30 und einer Umkehrstufe 31 bestehende logische Schaltung ergibt gemäß Hauptpatent 24 16 102 folgende Wirkungsweise. Durch Betätigen des Betätigungsgliedes 20 wird die Kippstufe 25 durchgeschaltet, deren ausgangsseitig anstehendes Signal durch das Zeitschaltglied 27 das Stellglied 22 für eine voreingestellte Zeit ansteuert und das Öffnen des Druckentlastungsventiles 16 für die voreingestellte Zeit bewirkt. Das an der Kippstufe 25 ausgangsseitig anstehende Signal steht außerdem eingangsseitig an den UND-Gattern 28, 30 an. Bei Vorliegen eines Druckes größer als 0 bar in dem Druckkissen 8 gibt das Druckmeßgerät 17 ausgangsseitig ebenfalls ein Signal ab, das an den UND-Gattern 28, 29 eingangsseitig ansteht und wegen der zwischengeschalteten Umkehrstufe 31 an dem UND-Gatter 30 nicht ansteht. Damit liefert das UND-Gatter 28 ausgangsseitig ein Signal, das über ein ODER-Gatter 48 das Stellglied 23 ansteuert und das Ventil 18 - Abfuhr von Druckgas - öffnet und geöffnet hält, bis es wegen Verminderung des Druckes in dem Druckkissen 8 auf 0 bar infolge Verschwindens des ausgangsseitigen Signales an dem UND-Gatter 28 geschlossen wird. Wegen Verschwindens des Signales des Druckmeßgerätes 17 wird nunmehr wegen der Wirkung der Umkehrstufe 31 ein ausgangsseitiges Signal an dem UND-Gatter 30 gebildet, das die Kippstufe 26 durchschaltet und damit über ein ODER-Gatter 49 das Stellglied 24 ansteuert und das Ventil 19 - Zufuhr von Druckgas - öffnet und bis zum Verschwinden des ausgangsseitigen Signales an der Kippstufe 26 geöffnet hält. Bei Steigerung des Druckes in dem Druckkissen 8 über 0 bar trifft dann an dem UND-Gatter 29 das an diesem eingangsseitig auftretende Signal von dem Druckmeßgerät 17 mit dem an dem UND-Gatter 29 eingangsseitig anstehenden ausgangsseitigen Signal der Kippstufe 26 zusammen, wodurch ein ausgangsseitiges Signal an dem UND-Gatter 29 gebildet wird, das die Kippstufen 25, 26 zurückschaltet und damit den Regelvorgang beendet.
• Liegt beim Betätigen des Betätigungsgliedes 20 ein Druck größer als 0 bar im Druckkissen 8 nicht vor, läuft der Regelvorgang gleichartig ab, wobei jedoch der erste Regelschritt entfällt.
• Weiterhin enthält der Regelkreis eine als Wheatstone-Brücke ausgebildete Vergleichsschaltung, die die Aufrechterhaltung des für den Stößelgewichtsausgleich als richtig ermittelten Druckes in der Zylinder-Kolben-Einheit 11, 12 selbsttätig kontrolliert.
• Die Speisediagonale 32 der Wheatstone-Brücke enthält eine Gleichstromquelle 33 und ist über die Abgriffe stufenlos einstellbarer Potentiometer 34, 35 mit den Verknüpfungen jeweils zweier benachbarter Brückenzweige 36 und 37 bzw. 38 und 39 verbunden. Die Einstellbarkeit der Potentiometer 34, 35 dient nur der Grundeinstellung und dem etwaigen Nachstellen der Vergleichsschaltung.
• Ein als Geber wirkendes Potentiometer 40 bildet mit seinem stufenlos verstellbaren Abgriff 41 die Verknüpfung der Brückenzweige 36 und 38, während ein als Speicher wirkendes Potentiometer 42 mit seinem stufenlos verstellbaren Abgriff 43 die Verknüpfung der Brückenzweige 37 und 39 bildet. Die entsprechend den jeweiligen Stellungen der Abgriffe 41 und 43 an den Potentiometern 40 und 42 veränderlichen Teilwiderstände R ₁, R ₂, R ₃ und R ₄ bilden jeweils Bestandteile der zugeordneten Brückenzweige 36, 37, 38 und 39. Der Abgriff 41 an dem Potentiometer 40 steht über einen Druckmeßgeber 44 mit der Zylinder-Kolben-Einheit 11, 12 in Wirkungsverbindung, so daß der Abgriff 41 entsprechend dem Gasdruck in der Zylinder-Kolben-Einheit 11, 12 verstellt wird. Ferner steht der Abgriff 43 an dem Potentiometer 42 mit dem als Einstellglied wirkenden Motor 45 in Wirkungsverbindung, so daß der Abgriff 43 entsprechend der Betätigung des Motors 45 verstellt wird.
• Die zwischen den Abgriffen 41 und 43 an den Potentiometern 40 und 42 gebildete Brückendiagonale 46 ist mittels eines Umschalters 47 wahlweise mit dem Motor 45 oder über die ODER-Gatter 48, 49 mit den Stellgliedern 23 bzw. 24, die mit den Ventilen 18 bzw. 19 in Wirkungsverbindung stehen, verbindbar. Den Stellgliedern 23 bzw. 24 sind vor den ODER-Gattern 48, 49 Gleichrichter 50 bzw. 51 vorgeschaltet, die bewirken, daß jeweils nur eines der Stellglieder 23 bzw. 24 angesteuert wird. Der Verstärkung der in der Brückendiagonale 46 jeweils gebildeten Steuerspannung für den Motor 45 oder die Stellglieder 23 bzw. 24 dient der Verstärker 52.
• Der Umschalter 47 verbindet abhängig von der Lage der bistabilen Kippstufe 25 den Ausgang des Verstärkers 52 mit dem Motor 45 oder über die Gleichrichter 50, 51 und die ODER-Gatter 48, 49 mit den Stellgliedern 23, 24 der Ventile 18, 19.
• Bei der - in der Zeichnung dargestellten - Stellung des Umschalters 47, bei der die Brückendiagonale 46 mit dem Motor 45 verbunden ist, wird der Abgleich dadurch herbeigeführt, daß der Motor 45 den Abgriff 43 an dem Potentiometer 42 verstellt, wodurch der als zum Gewichtsausgleich erforderlich festgestellte Gasdruck in der Zylinder- Kolben-Einheit 11, 12 in der Form des an dem Potentiometer 40 als Geber gebildeten entsprechenden elektrischen Signales an dem als Speicher wirkenden Potentiometer 42 gespeichert wird. Bei der anderen Stellung des Umschalters 47, bei der die Brückendiagonale 46 mit den Stellgliedern 23 und 24 verbunden ist, wird der Abgleich dadurch herbeigeführt, daß bei feststehendem Abgriff 43 durch die Ventile 18 bzw. 19 aufgrund Betätigung durch die Stellglieder 23 bzw. 24 Druckgas der Zylinder-Kolben-Einheit 11, 12 zugeführt oder aus dieser abgeführt wird, bis der zum Gewichtsausgleich erforderliche Gasdruck in der Zylinder-Kolben-Einheit 11, 12 eingeregelt ist und dementsprechend der Abgriff 41 in der entsprechenden Stellung steht.
• Im ersten Fall - Motor 45 mit dem Ausgang des Verstärkers 52 über den Umschalter 47 verbunden - wird der durch die Anordnung gemäß Hauptpatent 24 16 102 ermittelte Druck in der Zylinder-Kolben-Einheit 11, 12, der dem richtigen Stößelgewichtsausgleich entspricht, über das als Geber wirkende Potentiometer 40 auf das als Speicher wirkende Potentiometer 42 übertragen. Hierbei ist die bistabile Kippstufe 25 gesetzt. Sobald der für den Stößelgewichtsausgleich richtige Druck in der Zylinder-Kolben-Einheit 11, 12 erreicht ist, wird die bistabile Kippstufe 25 zurückgesetzt, wodurch der Umschalter 47 die Brückendiagonale 46 über den Verstärker 52 mit den Stellgliedern 23, 24 verbindet. Der der Stellung des als Speicher wirkenden Potentiometers 42 entsprechende Druck in der Zylinder-Kolben-Einheit 11, 12 wird nunmehr durch die vorhergehend beschriebene Schaltung konstant gehalten.

Claims (3)

1. Presse mit einer zum Ausgleich des Gewichtes des Stößels mit Oberwerkzeug dienenden Druckgas-Zylinder-Kolben-Ausgleichseinheit, deren einer Teil mit dem Stößel und deren anderer Teil mit dem Pressengestell verbunden ist, wobei die mechanischen Antriebselemente der Presse über eine als Druckkissen wirkende hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit, an die ein Zu- und Abflußventil und ein Druckmeßgerät angeschlossen sind, auf den Stößel wirken und wobei zum Einstellen des Gasdruckes in der Ausgleichseinheit auf den zum Ausgleichen des Gewichtes erforderlichen Wert eine Regelung vorgesehen ist, die nach Druckentlastung der hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit auf Relativbewegungen zwischen Kolben und Zylinder dieser Einheit anspricht und entsprechend auf Ventile für die Zu- bzw. Abfuhr von Druckgas zu bzw. von der Ausgleichseinheit wirkt, und wobei ein infolge eines Druckanstieges im Druckmeßgerät über den Wert null bar aktivierbarer und infolge eines Druckabfalles im Druckmeßgerät auf den Wert von null bar desaktivierbarer Signalgeber für die Gewichtsausgleichsregelung vorgesehen ist, nach Patent 24 16 102, dadurch gekennzeichnet, daß ein Geber (Potentiometer 40) für ein dem Druck in der Druckgas-Zylinder-Kolben-Ausgleichseinheit (11, 12) proportionales, elektrisches Signal, ein von dem Geber (Potentiometer 40) über eine Vergleichsschaltung betätigbares Einstellglied (Motor 45) für einen auf ein dem zum Gewichtsausgleich erforderlichen Druck des Druckgases entsprechendes Signal einstellbaren Speicher (Potentiometer 42), von der Vergleichsschaltung aufgrund von Abweichungen des an dem Geber ( Potentiometer 40) anstehenden Signales von dem in dem Speicher (Potentiometer 42) vorgegebenen Signal richtungsrichtig betätigbare Stellglieder (23, 24) zum Steuern der Ventile (18, 19) für die Zu- und Abfuhr von Druckgas zu bzw. von der Druckgas-Zylinder-Kolben-Ausgleichseinheit (11, 12) und ein derart beschalteter Umschalter (47), das wahlweise das Einstellglied (Motor 45) und die Stellglieder (23, 24) in die Vergleichsschaltung einfügbar sind, vorgesehen sind.

2. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsschaltung nach Art einer Wheatstone-Brücke aufgebaut ist, in der die Brückendiagonale (46) einen verstellbaren Abgriff (41) eines zu zwei Brückenzweigen (36, 38) gehörigen, als Geber wirkenden, ersten Potentiometers (40) mit einem verstellbaren Abgriff (43) eines zu den anderen zwei Brückenzweigen (37, 39) gehörigen, als Speicher wirkenden, zweiten Potentiometers (42) verbindet, wobei der Abgriff (41) des ersten Potentiometers (40) durch den Druck in der Druckgas-Zylinder-Kolben-Ausgleichseinheit (11, 12) und der Abgriff (43) des zweiten Potentiometers (42) durch einen als Einstellglied wirkenden Motor (45) verstellbar ist, und wobei die Brückendiagonale (46) durch den Umschalter (47) abwechselnd mit dem Motor (45) und den Stellgliedern (23, 24) verbindbar sind.

3. Presse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Brückendiagonale (46) einen Verstärker (52) enthält.