DE3329314C2

DE3329314C2 -

Info

Publication number: DE3329314C2
Application number: DE19833329314
Authority: DE
Inventors: Werner 5600 Wuppertal De Muehlhaus
Original assignee: Julius & August Erbsloeh and Co 5620 Velbert De GmbH
Current assignee: SMS Hasenclever GmbH
Priority date: 1983-08-13
Filing date: 1983-08-13
Publication date: 1988-05-11
Also published as: DE3329314A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Preßgeschwindigkeitsregelung von Strangpressen für Metallprofile mit den Merkmalen im Oberbegriff des Hauptanspruchs.The present invention relates to a device for Press speed control of extrusion presses for Metal profiles with the features in the preamble of Main claim.

Bei Strangpressen zur Herstellung von Metallprofilen, beispielsweise Aluminiumprofilen, tritt während des Pressens das Problem auf, daß die Geschwindigkeit, mit der das Aluminium durch das Formwerkzeug gepreßt wird, sich ändert. Mit der Erhöhung der Preßgeschwindigkeit geht eine Erhöhung der Temperatur einher, die zu partiellen Gefügeänderungen im fertigen Profil führen kann.In the case of extrusion presses for the production of metal profiles, for example aluminum profiles, occurs during the Pressens the problem that the speed with the aluminum is pressed through the mold, changes. With the increase in the pressing speed is accompanied by an increase in temperature lead to partial structural changes in the finished profile can.

Zur Bewältigung dieses Problems ist es bekannt, abhängig von der Preßgeschwindigkeit die Ölfördermenge, mit der der Strangpreßkolben beaufschlagt wird, zu regeln und damit die Preßgeschwindigkeit wieder auf den Sollwert zu bringen. Das eigentliche Problem besteht nun aber in der Erfassung der Geschwindigkeit, mit der ein Metallbolzen durch das Formwerkzeug gepreßt wird.To deal with this problem it is known to be dependent from the pressing speed the oil flow rate with which the extrusion piston is pressurized to regulate and thus the pressing speed back to the setpoint bring. But the real problem now is Capture the speed at which a metal bolt is pressed by the mold.

Dieses Problem wird bisher z. B. dadurch gelöst, daß die Geschwindigkeit des Preßkolbens gemessen wird und als Ist-Wert einer Regelstrecke zugeführt wird. Diese Methode der Geschwindigkeitserfassung ist nur mit großem Aufwand möglich und daher sehr teuer.This problem has been solved so far. B. solved in that the Speed of the plunger is measured and as Actual value of a controlled system is fed. These The method of speed detection is only with great Effort possible and therefore very expensive.

Aus der US-PS 25 96 988 ist eine gattungsgemäße Vorrichtung bekannt, bei der kurz hinter der Strangpreßdüse eine Meßanordnung mit einem Reibrad vorgesehen ist. Das Reibrad drückt auf den austretenden Strang und nimmt hierdurch dessen Geschwindigkeit auf. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß der austretende und an dieser Stelle noch plastisch verformbare Strang durch das Reibrad an der Oberfläche leicht beschädigt werden kann.From US-PS 25 96 988 is a generic Device known in which just behind the Extrusion die a measuring arrangement with a friction wheel is provided. The friction wheel presses on the emerging one Strand and thereby absorbs its speed. This arrangement has the disadvantage that the exiting and at this point still plastically deformable strand slightly damaged by the friction wheel on the surface can be.

Aus der DE-OS 20 44 942 ist außerdem eine Strangpresse mit einer angetriebenen Ausziehvorrichtung und einer Meßanordnung mit einer Regelstrecke zum Geschwindigkeitsabgleich bekannt. Hierbei findet allerdings keine Sollwert-Regelung für die Strangpreßgeschwindigkeit statt, sondern lediglich eine relative Regelung zur Gleichschaltung der Vorschubgeschwindigkeiten von Strangpresse und Ziehvorrichtung. Hierbei werden Schwankungen der Strangpreßgeschwindigkeit in Kauf genommen und nur in Abhängigkeit davon die Geschwindigkeit der Ausziehvorrichtung nachgeregelt.From DE-OS 20 44 942 is also an extrusion press with a powered puller and one Measuring arrangement with a controlled system for Speed adjustment known. Here takes place however no setpoint control for the Extrusion speed instead, but only one relative regulation for the synchronization of the Feed speeds of extrusion press and Pulling device. Fluctuations in the Extrusion speed accepted and only in Depending on the speed of the Retracting device adjusted.

Ausgehend von der US-PS 25 96 988 liegt der Erfindung damit die Aufgabe zugrunde, eine meßgenaue und dabei betriebssichere, sowie beschädigungsfreie Vorrichtung zur Preßgeschwindigkeitsregelung von Strangpressen für Metallprofile aufzuzeigen.Starting from US-PS 25 96 988, the invention so the task is based on a measurement accurate and Reliable and damage-free device for press speed control of extrusion presses for Show metal profiles.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im Kennzeichen des Hauptanspruchs.The invention solves this problem with the features in Characteristic of the main claim.

Bei einer Strangpresse, die mit einer Ausziehvorrichtung ausgerüstet ist, welche das stranggepreßte Profil erfaßt und unter leichtem Zug abführt, ist die Geschwindigkeit der Ziehvorrichtung gleich der Geschwindigkeit, mit der das Metall durch das Formwerkzeug gepreßt wird und als Profil austritt. Der Vorteil liegt zum einen darin, daß damit die Preßgeschwindigkeit nicht nur proportional, wie über die Messung der Stempelgeschwindigkeit, sondern direkt erfaßt werden kann. Zum anderen greift die Ziehvorrichtung den austretenden Strang an seinem bereits erkalteten Ende an und kann ihn dadurch nicht beschädigen.In the case of an extrusion press with a pull-out device is equipped, which detects the extruded profile and pulling away under light pull is the speed the pulling device is equal to the speed at which the metal is pressed through the mold and as Profile emerges. The advantage is that so that the pressing speed is not only proportional, how about measuring the stamp speed but can be captured directly. On the other hand, the Puller the emerging strand on his already cold end and can not do it to damage.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben. Die Ausziehvorrichtung verfügt danach über einen eigenen Antrieb, er mannigfaltig, beispielsweise durch einen elektrischen Linearmotor, einen Hydromotor oder dergleichen ausgestaltet sein kann. Die Meßanordnung besteht im einzelnen aus einem umlaufenden Förderband, dessen Antriebsrad mit einem Drehzahlgeber ausgerüstet ist. Zusammen mit der Regelstrecke gestattet dies eine besonders feinfühlige Regelung und Einstellung der Ölfördermenge.Advantageous refinements are in the subclaims described the device according to the invention. The pull-out device then has its own Drive, he varied, for example by one electric linear motor, a hydraulic motor or the like can be designed. The measuring arrangement consists of a rotating conveyor belt, whose drive wheel is equipped with a speed sensor is. Together with the controlled system, this allows one particularly sensitive regulation and adjustment of the Oil production.

Die Erfindung ist in der Zeichnung schematisch in Form eines Blockschaltbildes dargestellt.The invention is shown schematically in the drawing a block diagram shown.

In der Zeichnung ist eine Strangpresse (1) schematisch dargestellt, bei der ein hydraulisch betriebener Strangpreßkolben (2) über einen Preßstempel (3) auf einen geführten Metallbolzen (4) drückt. Der Metallbolzen (4) kann aus beliebigen, zum Strangpressen geeigneten Reinmetallen oder Legierungen bestehen. Der Metallbolzen (4) wird gegen ein Formwerkzeug (5) gedrückt, aus dem ein Metallprofil 6 austritt. Das Me tallprofil 6 wird an seinem vorderen Ende von einer Ziehvorrichtung 7 erfaßt, die auf Schienen 8 in Strang preßrichtung verfahrbar ist. Die Ziehvorrichtung 7 soll mit dem austretenden Strangpreßprofil 6 verfahren werden und dabei ständig eine leichte Zugkraft auf das Strang preßprofil 6 aufbringen. Zu diesem Zweck besitzt die Zieh vorrichtung einen eigenen Antrieb, der aus einem umlaufenden Förderband 9 besteht, das durch einen Elektromotor 11 ange trieben wird. Das Förderband 9 und die Ziehvorrichtung 7 bewegen sich mit der gleichen Geschwindigkeit, mit der das Strangpreßprofil 6 aus dem Formwerkzeug 5 austritt. Mit dem Förderband 9 kann die Ziehvorrichtung 7 auch nach Beendigung der Strangpressung in ihre Ausgangsposition zur Strangpresse zurückverfahren werden. Der Elektromotor 11 ist evtl. unter Zwischenschaltung eines Getriebes mit dem Antriebsrad 10 für das Förderband 9 verbunden. Der Elektro motor ist vorzugsweise ein Gleichstrommotor, dessen Dreh zahl und Drehmoment geregelt werden können. Mit der Mo mentenregelung läßt sich die Zugkraft, die die Ziehvor richtung auf das Strangpreßprofil 6 ausübt, konstant halten. Ändert sich die Geschwindigkeit, mit der das Metall des Preßbolzens 4 durch das Formwerkzeug 5 tritt, was im all gemeinen eine Erhöhung der Preßgeschwindigkeit bedeutet, ändert sich durch die form- oder kraftschlüssige Verbin dung der Ziehvorrichtung 7 mit dem Strangpreßprofil 6 auch die Geschwindigkeit der Ziehvorrichtung 7 und des Förderbandes 9. Vorzugsweise mit dem Antriebsrad 10 ist ein Drehzahlgeber 12 verbunden, der die Änderung der Ge schwindigkeit registriert und in ein elektrisches Signal umwandelt.An extrusion press ( 1 ) is shown schematically in the drawing, in which a hydraulically operated extrusion piston ( 2 ) presses on a guided metal bolt ( 4 ) via a press ram ( 3 ). The metal bolt ( 4 ) can consist of any pure metals or alloys suitable for extrusion. The metal bolt ( 4 ) is pressed against a molding tool ( 5 ) from which a metal profile 6 emerges. The Me tallprofil 6 is detected at its front end by a pulling device 7 which can be moved on rails 8 in the extrusion direction. The drawing device 7 is to be moved with the exiting extruded 6 and continuously apply a slight tension on the strand preßprofil 6th For this purpose, the pulling device has its own drive, which consists of a rotating conveyor belt 9 , which is driven by an electric motor 11 . The conveyor belt 9 and the pulling device 7 move at the same speed at which the extruded profile 6 emerges from the molding tool 5 . With the conveyor belt 9 , the pulling device 7 can also be moved back to its starting position to the extrusion press after the extrusion has ended. The electric motor 11 may be connected to the drive wheel 10 for the conveyor belt 9 with the interposition of a transmission. The electric motor is preferably a DC motor, the speed and torque can be controlled. With the moment control, the tensile force that the Ziehvor direction exerts on the extruded profile 6 can be kept constant. Changes the speed at which the metal of the press bolt 4 passes through the mold 5 , which generally means an increase in the pressing speed, changes by the positive or non-positive connec tion of the pulling device 7 with the extruded profile 6 , the speed of the pulling device 7 and the conveyor belt 9 . A speed sensor 12 is preferably connected to the drive wheel 10 , which registers the change in the speed and converts it into an electrical signal.

Die Geschwindigkeitsänderung könnte auch direkt am Elektro motor 11 abgegriffen werden, da er durch die höhere Aus trittsgeschwindigkeit des Strangpreßprofiles 6 ebenfalls schneller drehen kann. Die Momentenregelung des Elektro motors 11 hat dabei den Vorteil, daß eine Drehzahländerung des Motors keine Änderung des Drehmomentes und damit eine unerwünschte Änderung der Zugkraft der Ziehvorrichtung 7 bewirkt.The change in speed could also be tapped directly from the electric motor 11 , since it can also rotate faster due to the higher step speed from the extruded profile 6 . The torque control of the electric motor 11 has the advantage that a change in the speed of the motor causes no change in the torque and thus an undesirable change in the tensile force of the pulling device 7 .

Der Drehzahlgeber 12 dient zur Geschwindigkeitsregelung und wandelt die Drehzahl in eine elektrisches Signal um, das als Istwert mit dem Sollwert eines Sollwertgebers 14 in einem Regelverstärker 15 verglichen wird. Dem Regel verstärker 15 ist ein Tauchspulensystem 16 nachgeschaltet, das das elektrische Signal in ein mechanisches Signal um wandelt. Das mechanische Signal wird nach Passieren eines hydraulischen Verstärkers 17 einem Stellkolben 18 über mittelt, der der Signalgröße entsprechend seine Stellung ändert und damit die Öl-Fördermenge einstellt. Eine Änderung der Preßgeschwindigkeit im Formwerkzeug 5 bewirkt daher eine Änderung der Öl-Fördermenge, bis die vorge gebene Geschwindigkeit wieder erreicht ist.The speed sensor 12 is used for speed control and converts the speed into an electrical signal, which is compared as the actual value with the desired value of a desired value sensor 14 in a control amplifier 15 . The control amplifier 15 is followed by a moving coil system 16 , which converts the electrical signal into a mechanical signal. After passing through a hydraulic amplifier 17, the mechanical signal is transmitted to an actuating piston 18 , which changes its position in accordance with the signal size and thus adjusts the oil delivery rate. A change in the pressing speed in the mold 5 therefore causes a change in the oil flow rate until the pre-given speed is reached again.

Der Istwertgeber 20 dient zur Erfassung der Stellung des Stellkolbens, die der vorgegebenen Fördermenge entspricht. Mittels eines Umschalters 13 kann wahlweise der Drehzahl geber 12 oder der Istwertgeber 20 auf den Regelkreis ge schaltet werden. Wird der Istwertgeber 20 aufgeschaltet, bildet er mit dem Sollwertgeber 14, dem Regelverstärker 15, dem Tauchspulensystem 16, dem hydraulischen Verstärker 17 und dem Stellkolben 18 einen geschlossenen Regelkreis (Nachlaufsteuerung), mit dem bei Veränderung des Istwertes 20 und des Sollwertes 14 die Justiereinheit 19 verstellt werden kann. Damit läßt sich die Grundeinstellung der Öl menge vornehmen, die dem Strangpreßkolben 2 zugeführt wird und gleichzeitig kann der Sollwertgeber 14 justiert und der Regelkreis abgeglichen werden. Der Drehzahlgeber 12 kann mit einer Anzeige versehen sein, so daß mit seiner Hilfe die Preßgeschwindigkeit im Formwerkzeug 5 abgelesen werden kann und danach die für die richtige Preßgeschwin digkeit benötigte Ölmenge im Strangpreßkolben 2 über den Regelkreis und die Justiereinheit 19 eingestellt werden kann.The actual value transmitter 20 serves to detect the position of the actuating piston, which corresponds to the specified delivery rate. By means of a switch 13 , either the speed sensor 12 or the actual value sensor 20 can be switched to the control circuit. If the actual value transmitter 20 is connected, it forms a closed control loop (overrun control) with the setpoint transmitter 14 , the control amplifier 15 , the moving coil system 16 , the hydraulic amplifier 17 and the adjusting piston 18 , with which the adjustment unit 19 when the actual value 20 and the setpoint 14 change can be adjusted. This allows you to make the basic setting of the amount of oil that is supplied to the extrusion piston 2 and at the same time the setpoint generator 14 can be adjusted and the control loop can be adjusted. The speed sensor 12 can be provided with a display so that with its help the pressing speed in the mold 5 can be read and then the speed required for the correct Preßgeschwin speed of oil in the extrusion piston 2 can be adjusted via the control circuit and the adjusting unit 19 .

Der Erfindungsgedanke des Abgriffs der Geschwindigkeit der Ziehvorrichtung und der Einspeisung des Meßsignals in eine Regelstrecke, die eine Anpassung des Öldrucks im Strang preßkolben vornimmt, so daß die Preßgeschwindigkeit wieder auf den Sollwert zurückkehrt, läßt sich nicht nur mit der beschriebenen Vorrichtung verwirklichen. Die Ziehvor richtung kann auch durch einen Linearmotor angetrieben werden, wobei statt des Drehzahlmessers z. B. ein Frequenz messer den Geschwindigkeits-Istwert erfaßt. Desgleichen kann der Antrieb der Ziehvorrichtung auch durch eine andere Kraftmaschine, als ein Elektromotor erfolgen, wobei prin zipiell die Erfassung der Geschwindigkeit der Ziehvor richtung unabhängig von der Wahl des Antriebs der Zieh vorrichtung sein kann. The inventive concept of tapping the speed of the Pulling device and feeding the measurement signal into a Controlled system, which is an adjustment of the oil pressure in the line plunger makes so that the pressing speed again returns to the setpoint, not only with the implement described device. The pull forward direction can also be driven by a linear motor are, instead of the tachometer z. B. a frequency knife records the actual speed value. The same can the pulling device is also driven by another Engine, done as an electric motor, prin Zipiell the detection of the speed of the pull forward direction regardless of the choice of drive for the pull device can be.

Parts list 1 extrusion press
2 extrusion pistons
3 press rams
4 press bolts
5 molding tool
6 extruded profile
7 pulling device
8 rail
9 conveyor belt
10 drive wheel
11 electric motor
12 speed sensors
13 switches
14 setpoint generator
15 control amplifiers
16 moving coil system
17 hydraulic boosters
18 setting pistons
19 adjustment unit
20 actual value transmitter

Claims

1. Device for pressing speed control of extruders for metal profiles, consisting of a measuring arrangement for detecting the strand exit speed of a controlled system and a device for controlling the ram speed, which is acted upon, characterized in that in an extruder with a pull-out device ( 7 ) for the strand ( 6 ) Measuring arrangement measures the speed of the pull-out device ( 7 ).

2. Device according to claim 1, characterized in that a rotating conveyor belt ( 9 ) is provided for driving the pull-out device ( 7 ) and that the drive wheel ( 10 ) of the conveyor belt ( 9 ) with a speed sensor ( 12 ) which is proportional to the speed Signal supplies, is equipped.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the drive wheel ( 10 ) of the conveyor belt ( 9 ) can be driven by an electric motor ( 11 ), the speed and torque of which are adjustable.

4. The device according to claim 1, characterized in that the controlled system consists of an electrical setpoint generator ( 14 ), a control amplifier ( 15 ), a moving coil system ( 16 ) with a downstream hydraulic amplifier ( 17 ) and an actuating piston ( 18 ) which determines the delivery rate of the pump.

5. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that is regulated in pairs on the constant position of the actuating piston or on the constant pressing speed, with a switch ( 13 ) depending on the value queried is switched to the controller input.