DE2807146A1

DE2807146A1 - Fehlerermittlungsgeraet

Info

Publication number: DE2807146A1
Application number: DE19782807146
Authority: DE
Inventors: Edward Albert Skinner
Original assignee: Avdel Ltd
Current assignee: Avdel UK Ltd
Priority date: 1977-02-25
Filing date: 1978-02-20
Publication date: 1978-08-31
Also published as: GB1596641A; IT7848166A0; DE7805010U1; JPS53106975A; US4202191A

Description

AVDEL LIMITED, Mundells,

tvelwyn Garden City, Hertfordshire, England

Fehlerermittlungsgerät

Die Erfindung betrifft ein Fehlerermittlungsgerät für eine Metallformmaschine, insbesondere für eine Kaltschmiedemaschine zur Herstellung von rohrförmigen Gegenständen, d.h. solchen Gegenständen, von denen jeder eine vollständig hindurch verlaufende Bohrung aufweist, z.B. für rohrförmige Nieten.

Eine solche Maschine enthält im wesentlichen ein feststehendes Gesenk, in dem ein Werkstück aufgenommen wird, und ein bewegliches Werkzeug, das zur Einwirkung auf das Werkstück zum Gesenk hin und davon weg hin- und herbewegbar ist. Für gewöhnlich enthält die Maschine eine Vielzahl von Gesenk- und Werkzeugstationen, wobei Werkstücke aufeinanderfolgend von einer Station zur nächsten bewegt v/erden und die Maschine in sich ständig wiederholenden Zyklen häufig unter hoher Geschwindigkeit arbeitet.

Die Erfindung ist insbesondere beabsichtigt zur Verwendung mit einer solchen Maschine, bei der das bewegliche Werkzeug (oder eines hiervon) einen Stift enthält, der in ein rohrförmiges Werkstück eindringt, das dann uir. den Stift herumgepreßt wird. Bei einem solchen Vorgang kann z.B. deswegen ein Fehler auftreten, weil der innerhalb des gepreßten Werkstücks befindliche Teil des Zapfens abbricht und innerhalb des rohrförmigen

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Werkstücks bleibt. Alternativ kann das Werkstück fest auf den Stift geschmiedet werden, so daß, wenn der Stift aus dem

ι Gesenk herausgezogen wird, die Verbindung des Werkstücks mit ! dem Stift so fest ist, daß sie der Wirkung des Abstreifers s widersteht. In jedem Fall findet im nächsten Zyklus der Maschine eine Beschädigung der Werkzeugausrüstung der Maschine statt.

Die Erfindung ist somit anwendbar bei einer Metal!formmaschine zur Erzeugung eines rohrförmigen Werkstücks, mit einem feststehenden Gesenk, das das Werkstück aufnimmt, und mit einem beweglichen Werkzeug, das in wiederholten Zyklen hin- und herbewegbar ist, und zwar zum Gesenk hinbewegbar zur Einwirkung auf das Werkstück und vom Gesenk weg zurückziehbar, wobei das Werkzeug einen Metallformstift aufweist, der zuerst zum Gesenk hin vorbewegt und in das Werkstück hineinbewegt wird, das dann um den Metallformstift herumgepreßt wird, und der dann entgegengesetzt zur Vorschubrichtung aus dem Gesenk herausgezogen wird zur Entfernung des Werkstücks aus dem Gesenk. Auf diese Maschine wird später Bezug genommen.

Die Erfindung betrifft in einem ihrer Aspekte ein Fehlerermittlungsgerät in oder für eine Metallformmaschine zur Erzeugung eines rohrförmigen Werkstücks, mit einem feststehenden Gesenk, das das Werkstück aufnimmt, und mit einem beweglichen Werkzeug, das in wiederholten Zyklen hin- und herbewegbar ist, und zwar zum Gesenk hin bewegbar zur Einwirkung auf das Werkstück und vom Gesenk v/eg zurückziehbar, wobei das Werkzeug einen Metallformstift aufweist, der zuerst zum Gesenk hin vorbewegt und in das Werkstück hineinbewegt wird, das dann um den Metallformstift herumgepreßt wird, und der dann entgegengesetzt zur Vorschubrichtung aus dem Gesenk herausgezogen wird zur Entfernung des Werkstücks aus dem Gesenk, gekennzeichnet durch einen Ermittlungsstift, der normalerweise in die Bohrung des rohrförmigen Werkstücks und nach Beendigung des Preßvorgangs in Richtung der Zurückziehung des Metallformstifts bewegbar ist, und durch eine Fehleranzeigeeeinrichtung, die von der Beendigung oder Nicht-Beendigung der normalen

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Bewegung des Ermittlungsstifts abhängig ist zur Erzeugung eines Signals, das einen Fehler anzeigt, wenn sich der Ermittlungsstift nicht vollständig durch die Bohrung des Werkstücks bewegt hat.

Eine Art der Verwirklichung der Erfindung in der Praxis besteht darin, daß der Ermittlungsstift hinter dem und/oder
im Gesenk angeordnet und durch die Bewegung in und/oder durch I

das Gesenk normalerweise durch die Bohrung des rohrförmigen I

i Werkstücks bewegbar ist. j

Eine weitere Art der Verwirklichung der Erfindung in der j Praxis besteht darin, daß der Ermittlungsstift durch den

Metallformstift gebildet wird, der durch seine Bewegung ge- ■

genüber einem weiteren Teil des an das Werkstück anstoßenden '

beweglichen Werkzeugs normalerweise durch die Bohrung des : Werkstücks bewegbar ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich das Fehlerennittlungsgerät aus durch einen ersten Ermitt- ^: lungsstift, der hinter dem und/oder im Gesenk angeordnet und
durch die Bewegung in und/oder durch das Gesenk normalerweise
durch die Bohrung des rohrförmigen Werkstücks bewegbar ist,
und durch einen zweiten Ermittlungsstift, der durch den Metall-? formstift gebildet wird, der durch seine Bewegung gegenüber ; einem weiteren Teil des an das Werkstück anstoßenden bewegbaren Werkzeugs normalerweise durch die Bohrung des Werkstücks bewegbar ist.

Der Erinittlungsstift oder erste Ermittlungsstift kann durch
einen Führungsstift gebildet werden, der das Werkstück während seiner Entfernung aus dem Gesenk führt.

Der weitere Teil des Werkzeugs kann ein Stempel und/oder ein
Abstreifer sein, der den Ermittlungsstift umgibt.

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Vorzugsweise ist die normale Bewegung des oder jedes Ermittlungsstifts vor dem Beginn der Entfernung des Werkstücks aus dem Gesenk beendet.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die von der Beendigung oder Nicht-Beendigung der normalen Bewegung des oder jedes Erndttlungsstifts abhängige Fehleranzeigeeinrichtung folgendes enthält: eine erste Einrichtung zur Erzeugung eines ersten Signals in Abhängigkeit von der Beendigung der normalen Bewegung des oder jedes Ermittlungsstifts, eine zweite Einrichtung zum Zurückhalten einer Anzeige des ersten Signals während wenigstens eines gegebenen Teils der Zurückziehung des Werkzeugs, und eine dritte Einrichtung zum Lesen der zurückgehaltenen Anzeige an einer gegebenen Stelle innerhalb des gegebenen Teils der Zurückziehung des Werkzeugs.

Wenn die MetalIfοnrjnaschine einen Auswerfer aufweist zum Auswerfen des rohrförmigen Werkstücks aus dem Gesenk nach Beendigung des Preßvorgangs, kann das Fehlerermittlungsgerät derart ausgebildet sein, daß die Lesestelle, bei der das Signal gelesen wird, vor Beginn des Auswerfens des Werkstücks gelesen wird.

Die gegebene Stelle, bei der das Signal gelesen wird, kann vorzugsweise so beschaffen sein, daß die Dauer des Teils der Zurückziehung des Werkzeugs, die zwischen dem Ende der normalen Bewegung des Ermittlungsstifts durch das rohrförnige Werkstück und der gegebenen Lesestelle verstreicht, wesentlich kleiner ist als aie Dauer aes Teils der Zurückziehung aes Werkzeugs, die zwischen der gegebenen Lesestelle und dem Beginn des Auswerfens des Werkstücks verstreicht.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt:

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Fig. 1 bis 4 Schnitte durch ein Gesenk und ein bewegliches Werkzeug einer Maschine mit einer Darstellung der aufeinanderfolgenden Arbeitsstellungen des Gesenks und dessen Fehleranzeigeeinrichtung;

Fig. 5 bis 8 Schnitte durch das Gesenk und das bewegliche Werkzeug mit einer Darstellung der aufeinanderfolgenden Arbeitsstellungen des beweglichen Werkzeugs und dessen Fehleranzeigeeinrichtung;

Fig. 9 und 10 eine graphische Darstellung des Arbeitszyklus der Maschine und des Betriebs der gesenkseitigen bzw. werkzeug- oder rammenseitigen Fehlerermittlungseinrichtung;

Fig.11 ein Blockdiagramm der elektrischen Schaltung des Fehlerermittlungsgeräts;

Fig.12 eine schematische Darstellung der Zeitgabevorrichtung zur Bestimmung unter anderem des gegebenen Lesepunkts.

Die Maschine des vorliegenden Beispiels ist eine mehrstufige Xaltstauchmaschine, die im Handel unter der Bezeichnung Malmedie H53O erhältlich ist. Fig. 1 bis 8 beziehen sich auf dieselbe Stufe oder Werkzeug-Gesenkstation an der Maschine. Die Maschine dieses Beispiels ist zur Herstellung von rohrförmigen Nieten eingestellt.

Gemäß Fig. 1 und 5 umfaßt diese Stufe der Maschine im wesentlichen ein feststehendes Gesenk 11, das in einem feststehenden Teil aes Maschinenrahmens 12 eingebaut ist, und ein bewegliches Werkzeug 13, aas in wiederholten Zyklen hin- und herbewegbar ist, und zwar zum Gesenk hin bewegbar zur Einwirkung auf ein im Gesenk aufgenommenes rohrförmiges Werkstück 14 und von der Form weg zurückziehbar zur Durchführung des Entfernens des Werkstücks. Das Entfernen erfolgt durch einen

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Auswerfer 15, eine Führung auf einem Träger- oder Kaltestift

16 und zwei nicht gezeigte Bewegungsfinger. Zur klareren Darstellung ist das Werkstück in Fig. 1 und 5 bereits im Gesenk aufgenommen, während sich das Werkzeug noch nähert, obwohl in der Praxis das Werkstück von den Bewegungsfingern gehalten wird, bis es durch das sich vorwärts bewegende Werkzeug in das Gesenk eingesetzt wird. Der Auswerfer 15 ist rohrförmig, so daß der Haltestift 16 darin gleiten kann. Das hintere Ende

17 des Auswerfers 15 ist in eine gleitende Büchse IS eingesetzt, die durch drei Druckstangen vorwärtsgedrückt wird (d.h. zum Gesenk hin), von denen eine bei 19 gezeigt ist und die in Umfangsrichtung der Büchse 18 gleichmäßig verteilt sind. Das hintere Ende jeder Druckstange 19 befindet sich (in der in Fig. 1 gezeigten Stellung) in geringem Abstand von einem Auswerfstößel 21, der von der hauptmaschinenkurbelwelle betätigt wird, um den Auswerfer 15 zur richtigen Zeit υηα um die richtige Strecke vorwärtszubewegen zum Auswerfen des Werkstücks aus dem Gesenk. Der Zwischenraum zwischen den Druckstangen 19 und dem Auswerfstößel 21 nimmt die Rückwärtsbewegung des Auswerfers 15 auf, wenn das Werkstück fließgepreßt und langgestreckt ist, vgl. Fig. 2. Wenn das Werkstück ausgeworfen ist, wird es wiederum von den nicht gezeigten Eevegungsfingern aufgenommen und durch den Haltestift 16 gehalten und geführt. Das vergrößerte hintere Ende 22 des Haltestifts gleitet innerhalb der Büchse 23 und wird von einem Füllzapfen 24 vorwärtsgedrückt (d.h. zum Gesenk hin), der in Berührung mit einem Federfolgebecher 25 steht, der seinerseits durch eine Feder 26 nach vorn gedrückt wird. Die Büchse 23 ist in ihrer Lage fest, so daß die vorderste Stellung des Haltestifts unter der Beaufschlagung der Feder 26 die in Fig. 1, 2 und 3 gezeigte ist, in der sich das vordere Ende des Iialtestifts im Hohlraum des Gesenks 11 und nicht weit innerhalb deren Mündung befindet. Der haltestift kann gegen die Beaufschlagung der Feder 26 nach hinten gedrückt werden.

Die bewegliche Werkzeuganordnung ist im einzelnen in Fig. 5

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gezeigt. Die Seite des beweglichen Werkzeugs dieser Stufe ist als Bauiineiiseite bekannt zur Unterscheidung gegenüber der feststehenden Seite der Stufe, die als Geseakseite bekannt ist. Die Werkzeuganordnung ist in einem WerJkzeuggehäuse 32 angeordnet, die den vorderen Endteil einer Hauptramme 31 bildet. Die Ramme 31 ist durch eine Kurbel hin- und herbewegbar, die von der Kauptmaschinenkurbelwelle angetrieben wird. Das werkzeug 13 umfaßt zwei Teile, einen fest mit der ,Ramme 211-sainr.engebauten Fließpreßstift 33 und einen konzentrisch um den Stift 33 angeordneten Stempel 34. Der Stempel fuhrt ranter cer vorwärts (d.h. zum Gesenk hin) gerichteten Beaufschlagung einer verhältnismäßig starken Feder gegenüber dein Stift über eine begrenzte Strecke eine Gleitbewegung aus- Das vordere .Ende des Stempels 34 ist in seiner vorderen Stellung bündig mit dem \^Torderen Ende des Stifts 33„ vgl. Fig. 5 und 7. Der Stift 33 und der Stempel 34 sind in einer Hülse 35 angeordnet, die durch eine Schraube 36 im Gehäuse 32 festgelegt ist. Das hintere Ende der Hülse 35 stößt am Vorderteil eines rohrförmigen Stopfens 37 an„ dessen hinteres Ende am vorderen Ende der Ramme 31 anstöBt« Der nimtere Teil der Hülse 35 enthält ein Füllstück 38, dessen hinterster Teil 39 ebenfalls am Vorderteil des Stopfens 37 anstößt« Der größere Teil der Länge des Füllstücks 38 ist ein Schaft 4O mit vermindertem Durchmesser zur Bildung eines Ringraums* der ein Tellerfeder— paket 41 aufnimmt. Das hintere Ende dieser Feder 41 stößt am Teil 39 des Füllstücks 38 an» während das vordere Ende an der !Unterseite eines genuteten Rings 42 anstößt, der auf dem Schaft 40 des Füllstücks 38 gleiten kann. Der Schaft 4Q weist mit Abstand an sein vorderes Ende angrenzend einen Querschlitz 43 auf, in dem ein Querstift oder ein Blatt 44 smit rechteckigem Querschnitt sitzt. Dieses Blatt ist in einer quaer über die uinterseite des genuteten Rings 42 verlaufenden diametralen Nut aufgenommen.

Das hintere Ende des Stößels 34 ist in einen Flansch 45 hinein erweitert, der auf seiner Vorderseite eine Scheibe 46 trägt,

die an der Innenseite des vorderen Endes der Hülse 35 anliegt. Das Hinterteil des Flansches 45 befindet sich im Abstand vom j Vorderteil des Rings 42 durch drei Druckstangen oder Stifte, ! die in Umfangsrichtung des Flansches in gleichmäßigen Abständen verteilt sind und von denen einer bei 47 angegeben ist.

Das hintere Ende des Fließpreßstifts 33 ist in einen Kopf 48 hinein erweitert, der im vorderen Ende einer rohrförmigen Hülse 49 gehalten wird, wobei das hintere Ende der Hülse am vorderen Ende des Schafts 40 anstößt und durch einen in der Hülse 35 gelegenen Ring 51 in seiner Lage gehalten wird, der ctrei Öffnungen aufweist, durch die die drei Stifte 47 hindurchtreten. Ein Füllstift 50 in der Hülse 49 erstreckt sich zwischen dem vorderen Ende des Schafts 40 und dem hinteren Ende des Kopfs 48 des Fließpreßstifts 33.

Aus der oben beschriebenen Konstruktion ist ersichtlich, daß der Fließpreßstift 33 mit der Ramme 31 fest verbunden gehalten ist, während der Stempel 34 eine begrenzte axiale Gleitbewegung aufweist unter der vorwärtsgerichteten Beaufschlagung der verhältnismäßig starken Tellerfeder 51 zwischen einer in Fig. 5 und 7 gezeigten vorderen Stellung, in der das Vorderteil des Stempels bündig mit dem Vorderteil des Fließpreßstifts 33 ist, und einer in Fig. 6 und 8 gezeigten hinteren Stellung, in der die Tellerfeder 41 zusammengedrückt ist und der hintere Flansch 45 des Stempels am Ring 51 anstößt, der seinerseits vom hinteren Ende der rohrförmigen Hülse 49 gehalten wird, die am Ende des Füllstücks 38 anstößt.

Der normale Betrieb dieser Stufe der Maschine wird nun in Verbindung mit Fig. 1 bis 3, 5 bis 7, 10 und 11 beschrieben.

Fig. 9 und IO zeigen eine graphische Darstellung der gegenseitigen Bewegung der Ramme 31 und des hiermit fest verbundenen Fließpreßstifts 33 (gestrichelte Linie R), des Stempels 34 (ausgezogene Linie P), des Haltestifts 16 (ausgezogene Linie Q)

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und des Auswerfers 15 (gestrichelte Linie S). Zur besseren Darstellung zeigt Fig. 10 die Bewegung der Ramme 31 und des Stempels 34, während Fig. 9 gesondert die Bewegung der Ramme 31 des Haltestifts 16 und des Auswerfers 15 zeigt. In beiden Fig. 9 und 10 ist die Bewegung der Ramme und anderen Teile als senkrechte Verschiebung dargestellt, während der Zeitab-

i lauf (oder fortschreitende Bewegung durch den Arbeitszyklus ' der Haschine hindurch) durch die Verschiebung von links nach rechts dargestellt ist.

Fig. 1 und 5 zeigen die Ramme, die das Werkzeug zum Gesenk hin vorwärtsbewegt. Wie bereits erläutert, zeigen Fig. 1 und 5 das bereits im Gesenk aufgenommene Werkstück, während es in der Praxis durch das sich vorwärts bewegende Werkzeug in das Gesenk geschoben wird. Dies bedeutet jedoch für die vorliegende Erläuterung des Betriebs der Ramme und des Werkzeugs keinen Unterschied.

Das 'werkzeug bewegt sich (dargestellt durch den Teil R-, der Kurve R in Fig. 10) vorwärts, wobei der Stempel 34 bündig mit uem Fließpreßstift 33 ist, bis der Stempel 34 auf den Widerstand des im Gesenk 11 befindlichen Werkstücks 14 trifft. Dies ist durch den Punkt A in Fig. 10 dargestellt. Der Stift 33 tritt in die Bohrung im rohrförmigen Werkstück ein und setzt seine Vorwärtsbewegung fort, indem er den Haltestift 16 gegen die Beaufschlagung seiner Feder 26 zurückdrückt. Der Stempel wird jedoch vom Werkstück gehalten und bleibt bündig mit der Außenfläche des Gesenks (dargestellt durch den Teil A-B der Linie P in Fig. 10). Er wird somit gegenüber der sich vorwärts-Lewegenden Ramme nach hinten geschoben und drückt die Tellerfecerpackung 41 zusammen, die auf den Sterrpel eine zunehmende Kraft ausübt. Der Stenpel 45 stößt gegebenenfalls am Ring 51 an (dargestellt durch den Punkt B in Fig. 10), wobei der Stempel noch einmal vorwärtsgetrieben wird (dargestellt durch den Pfeil B-C der Linie P in Fig. 10). Dies preßt das Werkstück um den Fließpreßstift 33, der sich in diesem Augenblick

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j durch die Werkstücksbohrung hindurch und darüber hinaus erstreckt, und preßt das Werkstück fließend weiter in das Ge- : senk und auf den Fließpreßstift, wodurch der Auswerfer 15 \ zurückgedrückt wird zur Aufnahme des Spiels zwischen der.

\ Druckstangen 19 und dem Auswerfstößel 21. Am Punkt C in Fig. 9 und 10 erreicht die Ramme den vorderen Totpunkt. Dies ist die in Fig. 2 und 6 gezeigte Stellung.

Die Ramme beginnt nun sich zurückzuziehen, wobei sie den Fließpreßstift 33 mit sich zurücknimmt. Anfänglich bleibt der Stempel 34 unter der Beaufschlagung der Feder 41 in Berührung mit dem im Gesenk befindlichen Werkstück, was durch den Abschnitt C-D der Linie P in Fig. 10 dargestellt ist. Der Stempel wirkt somit auch als Abstreifer zum Entfernen des Werkstücks von dem sich zurückziehenden Fließpreßstift. Wenn jedoch das vordere Ende des Fließpreßstifts 33 sich bis auf die höhe mit dem vorderen Ende des Stenpels 34 zurückgezogen hat (dargestellt durch den Punkt D in Fig. 10, wird der Flansch 45 des Stempels von der Scheibe 46 innerhalb des vorderen Endes der Werkzeughülse 35 aufgegriffen, wonach sich der Stempel weiter zusammen mit der Ramme zurückzieht (dargestellt durch den Pfeil R₂ der Kurve R in Fig. 9 und 10.

Wenn die Ramme 31 und der Fließpreßstift 33 sich zurückzuziehen beginnen, beginnt der Haltestift 16 (der in Berührung mit dem Fließpreßstift 33 steht) sich unter der Beaufschlagung : der Feder 26 vorwärts in und durch das Gesenk, d.h. durch die Bohrung im Werkstück 14, zu bewegen. Diese Bewegung ist durch den Teil C-E der Kurve Q in Fig. 9 dargestellt. Jedoch wird die Vorwärtsbewegung des lialtestifts durch die Anlage seines vergrößerten hinteren Endes 22 am vorderen Ende der Büchse 23 begrenzt, weshalb der Haltestift 16 anhält (dargestellt durch den Punkt E in Fig. 9) und in dieser Stellung bleibt (dargestellt durch den geraden Teil der Kurve Q in Fig. 9).

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Die Ramme 31 setzt ihren Rückzug vom Gesenk und Werkstück weg fort. Wenn der Rückzug sich fortgesetzt hat, bis das Werkstück vollständig frei vom Gesenk ist (Fig. 3 und 7), bewegt sich der Auswerfstößel 21 vorwärts (dargestellt durch den Abschnitt F-G der Kurve S in Fig. 9) und drückt den Auswerfer 15 zum Auswerfen des Werkstücks aus dem Gesenk, währenddessen das Werkstück durch den Haltestift 16 geführt wird, bis es von den nicht gezeigten Bewegungsfingern aufgegriffen wird. Der Auswerfstößel zieht sich dann zurück. Jedoch bleibt die Auswerferhülse 15 in der in Fig. 1 gezeigten Stellung vorgeschoben bis sie durch das Fließpressen des nächstfolgenden Werkstücks im Arbeitszyklus der Maschine zurückgedrückt wird.

Die Konstruktion und der Betrieb der bisher beschriebenen Maschine sollen in einer Weise erfolgen, die beim Kaltschmieden von rohrförmigen Metallgegenständen, wie kleinen Nieten, üblich und allgemein bekannt ist.

Wie oben erwähnt, können in einer solchen Maschinenstufe dadurch Fehler auftreten, daß das Werkstück 14 sehr kräftig auf das vordere Ende des Fließpreßstifts 33 gepreßt wird. Es können dann zwei Fehlerzustände auftreten. Die Spitze des Fließpreßstifts 33 kann abbrechen und im Werkstück bleiben, das seinerseits im Gesenk 11 verkeilt bleibt. Dieser Zustand ist _; in Fig. 4 gezeigt. Alternativ kann das fließgepreßte Werkstück ^; 14 aus dem Gesenk 11 gezogen werden, jedoch so fest auf die Spitze des Fließpreßstifts 33 geschmiedet sein, daß es durch den als Abstreifer wirkenden Stempel 34 nicht entfernt v/ird. Dieser Zustand ist in Fig. 8 gezeigt. In beiden Fällen tritt eine Beschädigung beim nächsten Arbeitszyklus der Maschine aufgrund des versuchten Einsetzens von zwei Werkstücken in das Gesenk auf.

Ein Versuch, dieses Problem zu überwinden, besteht darin, die Federn 26 und 41 kräftiger zu machen, so daß sie es nicht j zulassen, daß das geklemmte Werkstück im Gesenk verkeilt oder j

auf den Fließpreßstift geschmiedet bleibt. Dies löst jedoch nicht das Problem, da das fehlgeformte Werkstück dann zur nächsten Stufe der Maschine gebracht wird und an dieser Stelle eine Beschädigung verursacht. Bei Anwendung der vorliegenden Erfindung bei der Maschine, sind die Federn 26 und 41 jeweils schwach genug, um den oben beschriebenen entsprechenden Fehler-ι zustand zu vermeiden. j

Diese beiden Fehlerzustände werfen dadurch ermittelt, daß beim normalen Betrieb nach Beendigung des Fließpreßvorgangs ein Stift normalerweise in Rückzugrichtung des Fließpreßstifts durch die Bohrung des rohrförmigen Werkstücks bewegbar ist. Beim normalen Betrieb bewegen sich somit der Haltestift 16 und der Fließpreßstift 33 durch die Bohrung des Werkstücks.

Dje Nicht-Beendigung der normalen Bewegung des Haltestifts 16 (aus der Stellung von Fig. 2 in die Stellung von Fig. 3) ermittelt den geklemmten Gesenkzustand von Fig. 4. Diese abnormale Bewegung ist in Fig. 9 gezeigt. Da das Werkstück 14 im Gesenk geklemmt ist und die abgebrochene Spitze des Fließpreßstifts 33 in der Werkstücksbohruna geklemmt ist, kann sich der Haltestift unter der Beaufschlagung seiner Feder nicht vorwärtsbewegen, sondern bleibt durch die geklemmte Fließpreßstiftspitze zurückgehalten. Diese abnormale Bewegung (oder lediglich Nicht-Bewegung) des Haltestifts 16 ist durch die Kurve Q¹ in Fig. 9 gezeigt, zumindest durch ihren Teil zwischen dem Punkt C (vorderer Totpunkt der Ramme) und dem Punkt F (Beginn des Auswerfens). Der Auswerfer ist ausreichend kräftig, um das geklemmte Werkstück und die Stiftspitze zu überwinden und sie aus dem Gesenk hinauszudrücken. Wenn jedoch ein fehlerhaftes Teil (mit einer verstopften Bohrung) zur nächsten Maschinenstufe geleitet werden würde, würde eine Beschädigung auftreten, so daß es erwünscht ist, den Fehler so bald wie möglich zu ermitteln, um ein Anhalten der Maschine vor dem Beginn des nächsten Arbeitszyklus zu ermöglichen.

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Die Nichtbeendigung der normalen Bewegung (von der Stellung von Fig. 3 zur Stellung von Fig. 7) des Fließpreßstifts zeigt den Zustand des geklemmten Fließpreßstifts an, vgl. Fig. 8.

Die abnormale Bewegung ist in Fig. IO gezeigt. Da das fließgepreßte V7erkstück 14 fest auf die Spitze des Fließpreßstifts 33 geschmiedet ist, kann sich der Fließpreßstift nicht gegenüber dem Werkstück und dem Stempel zurückziehen, wenn die Ramme anfänglich zurückgezogen wird (diese normale Bewegung ist durch den Teil C-D der Kurve P in Fig. IO gezeigt). Stattdessen bleibt der Fließpreßstift 33 gegenüber dem Stempel 34 und der Ramme 31 verriegelt und zieht sich zusammen mit der Ramme zurück. Diese abnormale Bewegung (oder genauer NichtBewegung) des Fließpreßstifts gegenüber dem Werkstück und dem Stempel wird durch den Teil P¹ der Kurve P in Fig. 10 dargestellt.

ßeini Haltestift und beim Fließpreßstift wird die Beendigung oder Wicht-Beendigung der normalen Bewegung elektrisch ernittelt. Die Beendigung der normalen Bewegung schließt einen elektrischen Schalter zur Erzeugung eines elektrischen Signals, das diese Beendigung anzeigt.

Der zum Kaltestift 16 gehörende gesenkseitige Schalter ist in Fig. 1 bis 4 gezeigt. Der Schalter enthält einen durch den Federfolgebecher 25 gebildeten beweglichen Kontakt und einen durch einen Messingkontaktring 61 gebildeten feststehenden Kontakt. Dieser Messingkontaktring ist durch eine isolierende wüchse 6 2 außerhalb des hinteren Teils der feststehenden Lüchsa 23 befestigt. Der Federfolgebecher ist über die Feder 26 elektrisch mit dem Maschinenrahmen verbunden, der eine Ceite der elektrischen Verbindung bildet. Eine isolierte Leitung 63 ist an den Kontaktring 61 angeschlossen und endet in einem geeigneten Stecker 64, aus dem ein elektrisches Signal jedesmal erhalten werden kann, wenn der Schalter 25/61 geschlossen v/ird, d.h. jedesmal, wenn der Haltestift

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seine normale Vorwärtsbewegung beendet hat.

Der zum Fließpreßstift gehörende rammenseitige Schalter ist in Fig. 5 bis 8 gezeigt. In diesem Fall enthält der feststehende Kontakt eine leitende Messingschraube 65, die in eine innerhalb des vorderen Endes des Stopfens 37 gelegene isolierende Scheibe 66 geschraubt ist. Der bewegliche Kontakt besteht aus einem leitenden Federfolgebecher 67 innerhalb des Stopfens und wird durch eine Feder 68 vorwärtsgedrückt, deren hinteres Ende die Ramme 61 berührt und somit elektrisch mit dem Maschinenrahmen verbunden ist. Eine Druckstange 69 erstreckt sich durch eine Bohrung in der Mitte der isolierenden Scheibe 66, durch eine Bohrung im Vorderteil des Stopfens 3 7 und durch eine Bohrung im Füllstück 38. Das vordere Ende der Druckstange 69 kann an dem im genuteten Ring 42 befindlichen Blatt 44 anstoßen. Aus einem Vergleich von Fig. 7 und 8 ist ersichtlich, daß die Länge der Druckstange 69 so bemessen ist, daß, wenn der Stößel 34 bündig mit dem Fließpreßstift 33 ist (wie in Fig. 5 und 7), d.h., wenn der Fließpreßstift seine normale Bewegung beendet hat, dem Federfolgebecher 67 gestattet wird, unter der Beaufschlagung der Feder 68 den Schraubenkopf 68 zu berühren, d.h. der Schalter 65/67 ist geschlossen. Wenn sich der Fließpreßstift 33 gegenüber dem Stempel 34 vorwärts befindet (wie in Fig. 8), d.h., wenn er seine normale Bewegung nicht beendet hat, wird die Druckstange 69 durch das Blatt 44 nach hinten gehalten, während der Federfolgebecher 67 vom Schraubenkopf 65 ferngehalten wird (wie in Fig. 6 und 8), d.h. der Schalter 65/67 bleibt offen. Eine isolierte Leitung 71 ist an die Schraube 65 angeschlossen und zur Außenseite der Maschine geführt. Sie endet in einem geeigneten Stecker 72, aus dem ein elektrisches Signal erhalten werden kann, wenn der Schalter 65/67 geschlossen ist, d.h., wenn der Fließpreßstift 33 seine normale Bewegung rückwärts gegenüber dem Werkstück und dem Stempel beendet hat.

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Jeder Schalter 25/61 und 65/67 bildet eine Einrichtung zur Erzeugung eines Signals in Abhängigkeit von der Beendigung der normalen Bewegung eines Ermittlungsstifts„ Aufgrund der Schwingungen der Maschine, der Bewegung der Teile und weiterer zufälliger Veränderungen neigen die von den Schaltern hergestellten Kontakte dazu, intermittierend und kurzzeitig zu sein, so daß irgendein resultierendes Signal wahrscheinlich schwankend und/oder intermittierend sein wird. Damit ein solches Signal sicher und zufriedenstellend gelesen und ver- j arbeitet wird, ist bei der bevorzugten Ausführungsform der j Erfindung auch eine Einrichtung vorgesehen zum Zurückhalten einer Anzeige des Signals aus dem oder jedem Schalter wenigstens während eines gegebenen Teils der Zurückziehung des Werkzeugs, und ist eine Einrichtung vorgesehen zum Lesen der zurückgehaltenen Anzeige an einer gegebenen Stelle innerhalb ^: des gegebenen Teils der Zurückziehung des Werkzeugs. Diese Einrichtungen sind schematisch in Fig. 11 gezeigt, die ein Blockdiagramm der zugehörigen elektrischen Schaltung darstellt.

Der Schalter 81 in Fig. 11 wird durch einen der beiden Schalter 25/61 oder 65/67 gebildet, tvobei das Schließen des Schalters wenigstens einen Impuls liefert aufgrund der Anlage eines . geeigneten elektrischen Potentials (gegenüber der elektrischen Schaltung) an den Maschinenrahmen. Der Ausgang aus dem Schalter wird zu einem Flip-Flop 82 geliefert, der durch den hereinkommenden Schaltimpuls auf EIN gesetzt wird. An einer gegebenen _: Stelle, nachdem der Schalter geschlossen ist, wenn sein zu- ■ gehöriger Ermittlungsstift seine normale Bewegung beendet hat, wird der Zustand des Flip-Flop gelesen mit Hilfe eines von einem Generator 83 erzeugten Leseimpulses und einem Komparator 84 zugeführt. Darauf vergleicht der Komparator 84 den Zustand des Flip-Flop 82, wie er durch seinen Ausgang ge- ^:, geben ist, mit dem Impuls aus dem Generator 83. Wenn der Flip-Flop 82 einen Ausgang liefert, d.h., wenn er auf EIN gesetzt ist, liefert der Komparator 84 keinen Ausgang und : wird nicht weiter betätigt. An einer geeigneten späteren j Stelle im Maschinenzyklus setzt ein von einem Reset-Impuls-

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generator 85 erzeugter Reset-Impuls den Flip-Flop 82 zurück auf AUS, bereit für den nächsten Zyklus der Maschine.

! Wenn ein vom Schalter 81 ermittelter Fehlerzustand vorliegt,

! erzeugt der Schalter keinen Ausgang und wird der Flip-Flop ; 82 nicht auf EIN gesetzt, sondern bleibt für die Zeit auf AUS, : in der der Leseimpuls erzeugt wird. Aus dem Komparator 84 ! findet dann ein Ausgang statt, der einen Fehlerriegel 86 erregt, der einrastet. Dies wiederum erregt ein Ausgangs-■ relais 87, das eine Schalteinrichtung 88 betätigt, die die Energiezufuhr zu dem die Maschine antreibenden Motor abschaltet und auch die Bremsen an der Maschinenkurbelwelle betätigt, um zur Vermeidung einer Beschädigung der Maschine diese so bald wie möglich anzuhalten, bevor der nächste Arbeitszyklus beginnt. Nach der Beseitigung des Fehlers wird ein Fehlerrückstellschalter 89 verwendet zum Zurückstellen des Fehlerriegels 86 und des Relais 87.

In Fig. 8 und 9 zeigt der Punkt X die Stelle an, an der die Zustände beider Fehlerermittlungsschalter 25/61 und 65/67 gelesen werden. Der Punkt X liegt notwendigerweise später als der Punkt E, der das Ende der normalen Bewegung des Haltestifts 16 darstellt (und der später liegt als die Beendigung der normalen Bewegung des Fließpreßstifts, dargestellt durch den Punkt D in Fig. 10).

Der zwischen dem Punkt E und dem Punkt X verstrichene Teil des Zyklus ist jedoch viel kleiner als der Teil zwischen dem Punkt X (Ablesung) und dem Punkt F (Beginn des Auswerfens) verstrichene Teil des Zyklus. Das heißt, die Fehlerzustände werden so bald wie praktisch möglich und so lang wie möglich vor dem Beginn des Auswerfens gelesen.

Fig. 12 zeigt die Einrichtung, die zur Bildung des Leseimpulsgenerators 83 und des Resetinipulsgenerators 85 verwendet wird. Jeder von diesen enthält einen Näherungssensor, der angrenzend : an eine Scheibe 91 auf der Maschinenkurbelwelle befestigt ist.

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Jeder Näherungssensor 83, 85 überdeckt den Weg eines metallischen Vorsprungs 93 bzw. 95 auf der Scheibe. Die Winkelbeziehung zwischen den Vorsprüngen 93, 95 und der Maschinenkurbelwelle ist so getroffen, daß während jedes Zyklus der Maschine jeder Vorsprung seinen zugehörigen Sensor zur Erzeugung des geeigneten Impulses an der geeigneten Stelle passiert.

Zusätzlich zur logischen Schaltung, die das Berühren des Federfolgebechers 25 mit dem Messingkontaktring 61 überwacht zur Erzeugung eines Signals für den fortgesetzten Lauf der Maschine ist auch eine Failsafeschaltung (Sicherungsschaltung) vorgesehen, die eine falsche Sicherheitsanzeige vom Schalter ermittelt. Eine solche falsche Sicherheitsanzeige kann auftreten, wenn der Kreis durch irgendwelche andere Mittel als das Zusammentreffen des Federfolgebechers 25 mit dem Kontakt 61 geschlossen wird. Ein solches Schließen des Kreises kann z.B. durch Abrieb oder Späne erzeugt werden, die sich in einer solchen Lage anhäufen, daß zwischen dem Messingkontaktring 61 und dem Maschinenrahmen ein Kurzschluß gebildet wird, oder kann durch ein Ausfallen der Isolierung : um den Leiter 63 verursacht werden.

Die Failsafeschaltung dient zur Überwachung des öffnens des Kreises, das normalerweise eintritt, wenn der Federfolgebecher j 25 aie berührung mit dem Messingkontaktring 61 verliert.

Bei der vorliegenden Ausführungsform enthält die Failsafeschaltung eine sichtbare Anzeige in Form einer Lampe 96, die aufleuchtet, wann der Schalter 25/61 offen ist, und die erlischt, wenn der Schalter 25/61 geschlossen wird. Dies erfolgt durch einen Verstärker 97, der in Abhängigkeit von dem verhältnismäßig schwachen Stromsignal am Schalter 25/61 arbeitet, d.h. am Schalter 81 in Fig. 11. Somit leuchtet beim normalen Lauf der Maschine die Lampe in jedem Zyklus einmal auf. Jedoch bleibt die Lampe ständig ausgeschaltet, wenn

die Lampe ausfällt oder ein Kurzschluß eintritt, während die j

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Lampe ständig eingeschaltet bleibt, wenn ein offener Kreis auftritt, der z.B. dadurch verursacht wird, daß aufgrund eines Klemmens des Federfolgebechers oder Brechens der Feder 26 der Federfolgebecher nicht in der Lage ist, den Kreis zu schließen. Da die logische Schaltung bereits den offenen Kreiszustand überwacht, ergibt ein Ausfall des Aufleuchtens der Lampe eine sichtbare Anzeige dafür, daß ein Kurzschluß aufgetreten sein kann und erfordert eine Untersuchung.

Statt einer lediglich sichtbaren Anzeige eines Fehlers im Schalter kann die logische Schaltung so ausgebildet sein, daß sie beim Auftreten eines Kurzschlusses die Maschine abschaltet.

Für den Schalter 65/67 ist ein ähnlicher Failsafekurzschlußschutz vorgesehen.

In der Praxis ist jedem Fehlerermittlungsschalter 81 an der Maschine seine eigene Schaltung mit den Bestandteilen 82, 84, 86, 87, 89, 96 und 97 zugeordnet. Gemeinsame Generatoren 83 und 85 speisen alle Schaltungen. Fehlerermittlungsgeräte können an mehr als einer Stufe der Maschine vorgesehen sein.

Die Erfindung ist nicht auf die Einzelheiten des obigen Beispiels beschränkt.

Alle in der Beschreibung und Zeichnung angegebenen technischen Einzelheiten sind für die Erfindung von Bedeutung.

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Claims

m I tlN I/HNI/HHU t ÖKWOt ÖKVJDC

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249 Ta₃ 20. Februar I97R

DalG

AVDEL LIMITED, MundeIls,

Welwyn Garden City, Hertfordshire, England

PatentAnsprüche

( 1.]Fehlerermittlungsgerät in oder für eine Metallformmaschine zur Erzeugung eines rohrförmigen Werkstücks, mit einem feststehenden Gesenk, das das Werkstück aufnimmt, und mit einem beweglichen Werkzeug, das in wiederholten Zyklen hin- und herbewegbar ist, und zwar zum Gesenk hin bewegbar zur Einwirkung auf das Werkstück und vom Gesenk weg zurückziehbar, wobei das Werkzeug einen Metallformstift aufweist, der zuerst zum Gesenk hin vorbewegt und in das Werkstück hineinbewegt wird, das dann um den Metallformstift herumgepreßt wird, und der dann entgegengesetzt zur Vorschubrichtung aus dem Gesenk herausgezogen wird zur Entfernung des Werkstücks aus dem Gesenk, gekennzeichnet durch einen Ermittlungsstift (16; 33), der normaler-

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weise in die Bohrung des rohrförmigen Werkstücks (14) und nach Beendigung des Preßvorgangs in Richtung der Zurückziehung des Metallformstifts (33) bewegbar ist, und durch eine Fehleranzeigeeinrichtung (Fig. 11), die von der Beendigung oder Nicht-Beendigung der normalen Bewegung des Ermittlungsstifts (16; 33) abhängig ist zur Erzeugung eines Signals, das einen Fehler anzeigt, wenn sich der Ermittlungsstift (16; 33) nicht vollständig durch die Bohrung des Werkstücks (14) bewegt hat.
2. Fehlerermittlungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ermittlungsstift (16) hinter dem und/oder im Gesenk (11) angeordnet und durch die Bewegung in und/oder durch das Gesenk (11) normalerweise durch die Bohrung des rohrförmigen Werkstücks (14) bewegbar ist.
3. Fehlerermittlungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ermittlungsstift (16) durch den Metallformstift (33) gebildet wird, der durch seine Bewegung gegenüber einem weiteren Teil (34) des an das Werkstück (14) anstoßenden beweglichen Werkszeugs (13) normalerweise durch die Bohrung des Werkstücks (14) bewegbar ist.
4. Fehlerermittlungsgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen ersten Ermittlungsstift (16), der hinter dem und/oder im Gesenk (11) angeordnet und durch die Bewegung in und/oder durch das Gesenk (11) normalerweise durch die Bohrung des rohrförmigen Werkstücks (14) bewegbar ist, und durch einen zweiten Ermittlungsstift (33) , der durch den Metallformstift (33) gebildet wird, der durch seine Bewegung gegenüber einem weiteren Teil (34) des an das Werkstück (14) anstoßenden bewegbaren Werkzeugs (13) normalerweise durch die Bohrung des Werkstücks (14) bewegbar ist.
5. Fehlerermittlungsgerät nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ermittlungsstift oder erste Ermitt-

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lungsstift (16) durch einen Führungsstift gebildet wird, der das Werkstück (14) während seiner Entfernung aus dem Gesenk (11) führt.
6. Fehlerermittlungsgerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der v/eitere Teil des Werkzeugs (13) ein Stempel (34) und/oder ein Abstreifer ist, der den Ermittlungsstift (16; 33) umgibt.
7. Fehlerermittlungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die normale Bewegung des oder jedes Ermittlungsstifts (16; 33) vor dem Beginn der .Entfernung des Werkstücks (14) aus dem Gesenk (11) beendet ist.
8. Fenlerermittlungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Beendigung oder Nicht-Beendigung der normalen Bewegung des oder jedes Ermittlungsstifts (16; 33) abhängige Fehleranzeigeeinrichtung folgendes enthält: eine erste Einrichtung zur Erzeu- : gung eines ersten Signals in Abhängigkeit von der Beendigung = der normalen Bewegung des oder jedes Ermittlungsstifts (16; 33), eine zweite Einrichtung zum Zurückhalten einer Anzeige des ersten Signals während wenigstens eines ge- ^: gebenen Teils der Zurückziehung des Werkzeugs (13), und eine dritte Einrichtung zum Lesen der zurückgehaltenen Anzeige an einer gegebenen Stelle innerhalb des gegebenen Teils der Zurückziehung des Werkzeugs (13). ί
9. Fehlerermittlungsgerät nach Anspruch 8, bei dem die Metallformmaschine einen Auswerfer aufweist zum Auswerfen des ί rohrförmigen Werkstücks aus dem Gesenk nach Beendigung des ! Preßvorgangs, dadurch gekennzeichnet, : daß die Lesestelle, bei der das Signal gelesen wird, vor Beginn des Auswerfens des Werkstücks (14) gelesen wird. '
10. Fehlerermittlungsgerat nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Lesestelle so beschaffen ist, daß die

Dauer des Teils der Zurückziehung des Werkzeugs (13) , !

üie zwischen dem Ende der normalen Bewegung des Ermitt- I lungsstifts (16; 33) durch das rohrförmige Werkstück (14) und der gegebenen Lesestelle verstreicht, wesentlich klei- ; ner ist als die Dauer des Teils der Zurückziehung des j Werkzeugs (13), die zwischen der gegebenen Lesestelle und dem Beginn des Auswerfens des Werkzeugs (14) verstreicht.

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