DE2927234C2 - Control device for an eccentric press - Google Patents

Control device for an eccentric press

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DE2927234C2 DE19792927234 DE2927234A DE2927234C2 DE 2927234 C2 DE2927234 C2 DE 2927234C2 DE 19792927234 DE19792927234 DE 19792927234 DE 2927234 A DE2927234 A DE 2927234A DE 2927234 C2 DE2927234 C2 DE 2927234C2
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und damit auf eine in der DE-OS 28 40 710 vorgeschlagene Exzenterpresse dieser Gattung.The invention relates to a control device according to the preamble of claim 1 and thus on one proposed in DE-OS 28 40 710 eccentric press of this type.

Danach und aus der DE-OS 20 46 193 ist es bekannt, bei einer ohne Schwungrad und Kupplung betriebenen Exzenterpresse den die Exzenterwelle antreibenden Motor selbsttätig mit Hilfe eines Endschalters abzuschalten, der von einem Nocken der Motorwelle derart betätigt wird, daß die Presse im oberen Totpunkt des Pleuels zum Stehen kommt. Diese Pressen können auch im Dauerlauf arbeiten, der jedoch nicht kontrolliert ist.Thereafter and from DE-OS 20 46 193 it is known in a operated without a flywheel and clutch Eccentric press automatically switch off the motor driving the eccentric shaft with the help of a limit switch, which is operated by a cam of the motor shaft in such a way that the press is in the top dead center of the Connecting rod comes to a standstill. These presses can also work continuously, but this is not controlled.

Andererseits ist es zum Schutz einer mit schnellem Dauerlauf arbeitenden Presse bekannt, die Presse selbsttätig abzuschalten, wenn im Zeitablauf des Ausbringens des Werkstücks Störungen eintreten, die zur Folge haben, daß das Werkstück einen Lichtstrahl entweder gar nicht oder aber zu lange unterbricht (DE-OS 48 442). Hierbei erfolgt die Abfrage des richtigen Betriebszustands bei einem bestimmten Kurbelwellenwinkel, damit die Presse rechtzeitig stillgesetzt werden kann. Das Anhalten der Presse kann durch sin einem Kurbelwinkel zugeordnetes N'ockenschaltglied gesteuert werden.On the other hand, it is known to protect a press operating at high speed, the press switch off automatically if faults occur in the course of the removal of the workpiece that lead to As a result, the workpiece either does not interrupt a light beam or interrupts it for too long (DE-OS 48 442). Here, the correct operating status is queried at a certain crankshaft angle, so that the press can be shut down in good time. Stopping the press can be done by one Cam switch element assigned to the crank angle can be controlled.

Aus der Zeitschrift »Maschinenmarkt Würzburg« 82 (1976) No. 63 ist es an sich bekannt, Gleichstromnmschinen über die Ankerspannung zu bremsen, die ihrerseits über den Steuerwinkel von Thyristoren von einem Impulssteuergerät verändert werden kann.From the magazine "Maschinenmarkt Würzburg" 82 (1976) No. 63 it is known per se, DC machines to brake via the armature voltage, which in turn via the control angle of thyristors from a pulse control device can be changed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine für eine direkt, d. h. ohne Kupplung, Schwungscheibe usw. von einem Gleichstrommotor angetriebene Presse geeignete Steuervorrichtung für einen kontrollierten Dauerlauf anzugeben, die einen schnellen Dauerlauf ermöglicht, d. h. selbsttätig bei Ausbleiben eines den Dauerlauf in Ordnung befindenden Signals, das auf das Startschaltwerk wirkt, die Antriebswelle in einer gewünschten Stellung (z. B. im oberen Totpunkt) stillsetzen kann und auch bei einer Störu.ig wie dem Blockieren der Presse im unteren Totpunkt die Presse abschaltet.The invention has for its object to provide a for a directly, i. H. without clutch, flywheel, etc. A press driven by a direct current motor, suitable control device for controlled continuous operation specify that enables a fast continuous run, d. H. the endurance run automatically in the absence of one OK signal that acts on the starting switchgear, the drive shaft in a desired Position (e.g. in top dead center) and also in the event of a malfunction such as the blocking of the press the press switches off at bottom dead center.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Steuervorrichtung gelöst.This object is achieved by the control device characterized in claim 1.

Durch die hier beschriebene Steuervorrichtung ist ein solcher Dauerbetrieb möglich, der schneller ist als ein solcher, der erst beim Auftreten eines Fehbrs die Bremsung einleitet und damit insgesamt nicht schneller sein kann, als daß die Presse noch im vorgegebenen Haltepunkt zum Stillstand kommt.The control device described here enables continuous operation of this type, which is faster than one one that only initiates braking when a fault occurs and therefore cannot be faster overall than that the press comes to a standstill at the specified breakpoint.

Gemäß der Erfindung ist in der gleichen Zeit eine wesentlich größere Anzahl von Arbeitsgängen ermöglicht. Es ergibt sich auch der Vorteil, daß aufgrund des Zeitgliedes auch dann, wenn bei einer Störung des Endschalters dieser nicht anspricht, die Presse stillgesei/t wird. Auch wenn die Presse im unteren Totpunkt blökkiert wird, wird sie nicht beschädigt, da auch in diesem Fall der — nach dem unteren Totpunkt angeordnete — Endschalter nicht anspricht und folglich die Presse durch das Zeitglied abgeschaltet wird.According to the invention, a significantly larger number of operations is possible in the same time. There is also the advantage that, due to the timing element, even if there is a fault in the limit switch this does not respond, the press kept silent will. Even if the press is blocked in the bottom dead center, it will not be damaged, as this is also the case If the limit switch - located after bottom dead center - does not respond and consequently the press is switched off by the timer.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Beispielsweise ist durch geeignete Wahl des einstellbaren Betätigungszeitpunkts des Endschalters ein genaues Anhalten des Pleuels im oberen Totpunkt unter Berücksichtigung der Motorleistung, der Taktzeit und des Bremsweges möglich. Advantageous refinements of the invention are characterized in the subclaims. For example is an exact stopping of the by a suitable choice of the adjustable actuation time of the limit switch Connecting rod in top dead center, taking into account the engine power, the cycle time and the braking distance.

An einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher erläutert. In der Zeichnung zeigtThe invention is explained in more detail using an exemplary embodiment. In the drawing shows

F i g. 1 einen Längsschnitt durch den Antriebsmechanismus der Exzenterpresse, undF i g. 1 shows a longitudinal section through the drive mechanism of the eccentric press, and

F i g. 2 ein Blockschaltbild der Steuervorrichtung.F i g. 2 is a block diagram of the control device.

Ein Gleichstrommotor 2 mit einer Steuervorrichtung 9 ist über ein Getriebe 3, vorzugsweise ein Stirnradgetriebe, mit einem Exzenter 4 auf einer gemeinsamen Welle drehfest verbunden. Der vorzugsweise auf einem Rollenlager 5 gelagerte Exzenter 4 mit einem Pleuel 7 und einem (nicht dargestellten) Preßstempel ist an einem Maschinenständer 1 befestigt. Ein Endschalter 10 der Steuervorrichtung 9 ist an einem Punkt des Umfanges der Antriebswelle 8. vorzugsweise nach dem unteren Totpunkt, verstellbar angeordnet und schaltet über einen Betätigungsnocken 22 und einen Beiätigungsring 21 den Gleichstrommotor 2 ab. Die Eigenschaften des Gleichstrommotors 2, insbesondere hohes Anzugsmoment, genaues Bremsen durch Kurzschließen des Ankers und Reduzierung der Drehzahl durch herabgesetzte Spannung sind an sich bekannt. Beispielsweise zum Pressen wird das Pleuel 7 nach unten bewegt, und beiA direct current motor 2 with a control device 9 is via a gear 3, preferably a spur gear, rotatably connected to an eccentric 4 on a common shaft. The preferably on one Roller bearing 5 mounted eccentric 4 with a connecting rod 7 and a (not shown) ram is on a Machine stand 1 attached. A limit switch 10 of the control device 9 is at one point on the circumference the drive shaft 8, preferably arranged to be adjustable after bottom dead center and switches over an actuating cam 22 and an actuating ring 21 from the direct current motor 2. The properties of the DC motor 2, especially high torque, precise braking by short-circuiting the armature and reducing the speed by reducing the voltage are known per se. For example to Pressing the connecting rod 7 is moved downwards, and at

Erreichen des unteren Totpunktes erhöht der Gleichstrommotor 2 sein Drehmoment durch Aufnahme einer größeren Stromstärke, die kurzzeitig das Doppelte der Nlennstromstärke erreichen kann, ohne den Gleichstrommotor 2 zu überlasten. Ein genaues Stillsetzen des Pleuels 7, beispielsweise im oberen Totpunkt, ist dadurch gewährleistet, daß der Anker des Gleichstrommotors 2 nach Durchlaufen des unteren Totpunktes des Pleuels 7 kurzgeschlossen werden kann. Die Funktion des Gleichstrommotors 2 entspricht nun der eines Generators, wodurch dessen Schwungmoment selbsttätig sofort abgebremst wird. Der Bremsweg kann in an sich bekannter Weise durch die Wahl eines Bremswiderstands 13 und des Kontaktpunktes des Endschalters 10 bis auf ± ! mm eingestellt werden.When the bottom dead center is reached, the DC motor 2 increases its torque by receiving a higher amperage, which can briefly reach twice the rated amperage, without the DC motor 2 overload. An exact stopping of the connecting rod 7, for example in the top dead center, is possible ensures that the armature of the DC motor 2 after passing through the bottom dead center of the Connecting rod 7 can be short-circuited. The function of the DC motor 2 now corresponds to that of a generator, whereby its moment of inertia is automatically braked immediately. The braking distance can in itself known way by choosing a braking resistor 13 and the contact point of the limit switch 10 except for ±! mm can be set.

Gemäß F i g. 2 ist der Anker des Gleichstrommotors 2 über einen Gleichrichter 17 an eine Wechselstromquelle IS angeschlossen. Zwischen dem Gleichrichter 17 und dem Gleichstrommotor 2 ist eine »Startlogik«, d. h. ein binäres Startschaltwerk i2 mit einem vorgeschalteten Starter 11 und einem Vorwiderstand 14 angeordnet und mit dem Endschalter 10 und einer »Bremslogik«, d. h. einem binären Bremsschaltwerk 15 elektrisch verbunden. Das Bremsschaltwerk 15 ist einerseits zwischen das Startschaltwerk 12 und dem Minus-Pol des Gleichstrommotors 2 und andererseits über den Bremswiderstand 13 an den Plus-Pol des Gleichstrommotors 2 angeschlossen. Parallel zum Bremsschaltwerk 15 ist ein Zeitglied 16 angeordnet, dessen Rückmeldeleitung zum Startschaltwerk 12 über eine Handtaste 24 hergestellt werden kann. Der Endschalter 10 ist einerseits mit dem Bremsschaltwerk 15 und andererseits, wie bereits erwähnt, mit dem Startschaltwerk 12 verbunden. Durch einen zum Startschaltwerk 12 parallel geschalteten Schließkontakt 19 mit einem vorgeschalteten Widerstand 20 kann eine Reduzierung der Motordrehzahl und damit eine Kriechgangsteuerung des Pleuels 7 erreicht werden.According to FIG. 2, the armature of the direct current motor 2 is connected to an alternating current source IS via a rectifier 17. Between the rectifier 17 and the DC motor 2 there is a “start logic”, ie a binary start switch gear i2 with an upstream starter 11 and a series resistor 14 and electrically connected to the limit switch 10 and a “brake logic”, ie a binary brake switch gear 15. The brake switching mechanism 15 is connected, on the one hand, between the starting switching mechanism 12 and the negative pole of the direct current motor 2 and, on the other hand, via the braking resistor 13 to the positive pole of the direct current motor 2. A timing element 16 is arranged parallel to the brake switching mechanism 15, the feedback line of which can be established to the start switching mechanism 12 via a manual button 24. The limit switch 10 is connected on the one hand to the brake switch gear 15 and on the other hand, as already mentioned, to the start switch gear 12. By means of a closing contact 19 connected in parallel to the starting switching mechanism 12 with an upstream resistor 20, a reduction in the engine speed and thus a creep speed control of the connecting rod 7 can be achieved.

Parallel zum Endschalter 10 ist eine Abschaltvorrichtung 23 für eine Notabschaltung in jeder Position der Exzenterpresse angeordnet.Parallel to the limit switch 10 is a shutdown device 23 for an emergency shutdown in any position of the Eccentric press arranged.

Das Einschalten der Exzenterpresse erfolgt durch den auf das Startschaltwerk 12 wirkenden Starter 11, bei dem es sich um einen Fußschalter, eine Handtaste, einen Betätigungssensor wie beispielsweise einen Annäherungsschalter, eine Lichtschranke usw. oder um Impulssteuerung durch vorgeschaltete Maschinen handeln kann. Die Startsignale des Starters 11 können in das Startschaltwerk 12 als Einzeümpulse oder als Dauersignal eingegeben werden. Die Einschaltung des Gleichstrommotors 2 erfolgt vorzugsweise durch Anlegen eines Niederspannungssignals von z. B. 24 V an einen Halbleiter-Leistungsschalter, beispielsweise einen Thyristor. Transistor oder Triac usw.The eccentric press is switched on by the starter 11, acting on the starter mechanism 12 which is a foot switch, a hand button, an actuation sensor such as a proximity switch, a light barrier etc. or impulse control by upstream machines can. The start signals of the starter 11 can be sent to the start switching mechanism 12 as single pulses or as a continuous signal can be entered. The DC motor 2 is preferably switched on by applying a Low voltage signal from z. B. 24 V to a semiconductor power switch, such as a thyristor. Transistor or triac etc.

Sobald nach dem Starten des Gleichstrommotors 2 der Endschalter 10 anspricht, wird durch dessen Signal stets zunächst durch Einschalten des Bremsschaltwerks 15 der Bremsstromkreis mit dem Bremswiderstand 13 geschlossen. Der Endschalter 10, vorzugsweise ein elektronischer Annäherungsschalter, ist am Maschinenständer 1 befestigt und wird durch einen auf der Antriebswelle 8 verstellbaren Betätigungsring 21 mit einer Betätigungsnocke 22 nach Durchlaufen des unteren Totpunktes, beispielsweise bei etwa 220° betätigt. Das Bremsschaltwerk steuert hierbei durch ein Niederspannungssignal einen Halbleiter-Leistungsschalter in den Leitzustand, wodurch der Anker des Gleichstrommotors 2 kurzgeschlossen und dieser abgebremst wird. Die kinetische Energie wird über den Bremswiderstand 13 abgeführtAs soon as the limit switch 10 responds after starting the DC motor 2, its signal always initially by switching on the brake switching mechanism 15, the braking circuit with the braking resistor 13 closed. The limit switch 10, preferably an electronic proximity switch, is on the machine stand 1 and is secured by an actuating ring 21, which is adjustable on the drive shaft 8, with an actuating cam 22 actuated after passing through the bottom dead center, for example at about 220 °. That Brake switchgear controls a semiconductor power switch in the by means of a low-voltage signal Conductive state, as a result of which the armature of the direct current motor 2 is short-circuited and this is braked. the kinetic energy is dissipated via the braking resistor 13

Gleichzeitig mit dem Einschalten des Bremsschaltwerks erzeugt der Endschalter 10 ein Rückmeldungssignal für das Startschaltwerk 12, wodurch dessen Startsignal unterbrochen wird. Das Startschaltwerk ist so beschaffen, daß erst nach dieser Unterbrechung der Gleichstrommotor 2 im Anschluß an den eingeleiteten Bremsvorgang erneut gestartet werden kann. Das erwähnte Rückmeldungssignai könnte statt Abschalten des Startschaltwerks gemäß der dargestellten Ausführungsform auch unmittelbar den Starter 11 steuern, bzw. ein Dauersignal des Starters unterbrechen.Simultaneously with the switching on of the brake switching mechanism, the limit switch 10 generates a feedback signal for the start switching mechanism 12, whereby its start signal is interrupted. The starting switchgear is designed so that only after this interruption of the DC motor 2 following the initiated Braking process can be started again. The mentioned feedback signal could switch off instead of of the starting switchgear according to the embodiment shown also directly control the starter 11, or interrupt a continuous signal from the starter.

Beim erneuten Starten durch das Startschaltwerk 12 erzeugt dieses ein Steuersignal zum Unterbrechen des Bremsstromkreises, falls keine Störung festgestellt wird. Ob eine Störung vorliegt, die ein Stillsetzen der Maschine durch Vollendung des Bremsvorganges erfordert, kann entweder durch eine Bedienungsperson oder automatisch, z. B. durch eine Vorschubkontrolle, festgestellt werden. Da also der vorsorglich stets eingeleitete Bremsvorgang bei störungsfreien Betriebsbedingungen jeweils vor Stillstand der Maschine wieder abgebrochen wird, ergibt sich der gewünschte kontrollierte Dauerlauf. When starting again by the start switching mechanism 12, this generates a control signal to interrupt the Braking circuit if no fault is found. Whether there is a malfunction, such as a shutdown of the machine required by the completion of the braking process, can be done either by an operator or automatically, z. B. be determined by a feed control. Since the precautionary always initiated The braking process is aborted again before the machine comes to a standstill under fault-free operating conditions the desired controlled endurance is obtained.

Das parallel zum Bremsschaltwerk 15 geschaltete Zeitglied 16 erzeugt ein Steuersignal für eine einstellbare Zeitspanne, kommt jedoch nur zur Wirkung, wenn der Endschalter IU ausfällt oder die Exzenterpresse im unteren Totpunkt blockiert wird. Das Zeitglied 16 ist so eingestellt, daß der Bremsvorgang eingeleitet wird, wenn die Antriebswelle 8 einen zwischen 190 und 300° wählbaren Punkt erreicht hat. Ein dem Rückmeldesignal des Bremsschaltwerks 15 entsprechendes Signal für das Startschaltwerk 12 wird vom Zeitglied 16 nicht erzeugt, so daß beim Abbremsen durch das Zeitglied ein erneutes Starten des Gleichstrommotors 2 durch den Starter 11 ausgeschlossen ist. Die Störung wird optisch angezeigt, und die Exzenterpresse muß durch eine Handtaste 24 zur Störungslöschung im Startschaltwerk 12 wieder betriebsbereit gemacht worden.The timing element 16 connected in parallel to the brake switching mechanism 15 generates a control signal for an adjustable one Period of time, but only comes into effect if the limit switch IU fails or the eccentric press im bottom dead center is blocked. The timer 16 is set so that the braking process is initiated, when the drive shaft 8 has reached a point that can be selected between 190 and 300 °. On the feedback signal The signal corresponding to the brake switch gear 15 for the start switch gear 12 is not generated by the timer 16, so that when braking by the timer, the DC motor 2 is restarted by the starter 11 is excluded. The fault is displayed optically and the eccentric press must be operated by a manual key 24 has been made ready for operation again in order to clear the fault in the start switchgear 12.

Die Leistungsfähigkeit der Exzenterpresse kann im Vergleich mit bekannten Pressen bei sehr kurzen Hubzeiten (bis 0,1 s) verdoppelt bis vervierfacht werden. Anwendungsmöglichkeiten bestehen insbesondere für die Stanztechnik sowie zum Pressen, Nieten, Trennen usw.The efficiency of the eccentric press can be compared to known presses with very short stroke times (up to 0.1 s) can be doubled to quadrupled. Possible applications exist in particular for the Stamping technology as well as for pressing, riveting, cutting, etc.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (5)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Steuervorrichtung für einen kontrollierten Dauerlauf einer Exzenterpresse, deren Preßstempel über ein Pleuel, einen Exzenter und ein Reduziergetriebe drehfest mit der Antriebswelle eines Gleichstrommotors verbunden ist, mit einem Bremsschaltwerk, mit dem der Gleichstrommotor nach Durchlaufen des unteren Totpunktes des Pleuels nach Ansprechen eines Endschalters durch Kurzschließen seines Ankers über einen Bremswiderstand derart stillsetzbar ist, daß das Pleuel in seinem oberen Totpunkt zur Ruhe kommt, und mit einem Starter zum Einschalten der Exzenterpresse, gekennzeichnet durch ein außer von dem Starter (1 ί) von Signalgebern, die in bekannter Weise den Dauerlauf überwachen, gesteuertes Startschaltwerk (12), mit dem der von dem Bremsschaltwerk (15) bei jedem Hub eingeleitete Bremsvorgang bei in Ordnung befindliehern Dauerlauf abbrechbar ist, und ein Zeitglied (16), das zu einem vorbestimmten Zeitpunkt nach dem durch den Endschalter (10) vorgegebenen Betätigungszeitpunkt den Bremsvorgang ohne Eingreifmöglichkeit des Startschaltwerks (12) auslöst, wenn der Endschalter (10) infolge einer Störung den Bremsvorgang nicht ausgelöst hat1. Control device for a controlled endurance run an eccentric press whose ram has a connecting rod, an eccentric and a reduction gear is rotatably connected to the drive shaft of a DC motor, with a brake switch, with which the DC motor after passing through the bottom dead center of the connecting rod after responding a limit switch can be shut down in this way by short-circuiting its armature via a braking resistor is that the connecting rod comes to rest in its top dead center, and with a starter for switching on the eccentric press, characterized by a signal transmitter in addition to the starter (1 ί), monitor the continuous running in a known manner, controlled start switchgear (12), with the the braking process initiated by the brake switching mechanism (15) at each stroke when it is in order Continuous running can be canceled, and a timer (16), which at a predetermined point in time after the actuation time specified by the limit switch (10) the braking process without the possibility of intervention of the start switch mechanism (12) triggers when the limit switch (10) due to a malfunction Braking process has not triggered 2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Startschaltwerk (12) durch Rückmeldung von dem Endschalter (10) steuerbar ist.2. Control device according to claim 1, characterized in that the start switching mechanism (12) through Feedback from the limit switch (10) can be controlled. 3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungszeitpunkt des Endschalters (10) und/oder der vorbestimmte Zeitpunkt des Zeitgliedes (16) einstellbar sind.3. Control device according to claim 1 or 2, characterized in that the actuation time of the limit switch (10) and / or the predetermined point in time of the timer (16) adjustable are. 4. Steuervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungszeitpunkt des Endschalters (10) bei ungefähr 220° nach dem oberen Totpunkt des Pleuels (7) liegt.4. Control device according to one of the preceding claims, characterized in that the Actuation time of the limit switch (10) at approximately 220 ° after the top dead center of the connecting rod (7) lies. 5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Zeitpunkt des Zeitgliedes (16) bei ungefähr 240° nach dem oberen Totpunkt des Pleuels (7) liegt.5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the predetermined Time of the timing element (16) is approximately 240 ° after the top dead center of the connecting rod (7).
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