DE3701368C2

DE3701368C2 -

Info

Publication number: DE3701368C2
Application number: DE3701368A
Authority: DE
Inventors: Marcel Chavannes Ch Yerly; Klaus Ecublens Ch Christl
Original assignee: Bobst SA
Current assignee: Bobst Mex SA
Priority date: 1986-02-13
Filing date: 1987-01-19
Publication date: 1991-05-08
Also published as: JPS62192300A; SE463117B; SE8700545D0; FR2594223B1; GB2186696B; GB8702930D0; SE8700545L; IT1208232B; ES2004371A6; JPH0416280B2; GB2186696A; FR2594223A1; US4812984A; IT8712404A0; CH667532A5; CA1278844C; DE3701368A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Überlast- Überwachungseinrichtung der im Oberbegriff des An spruchs 1 genannten Art sowie ein Verfahren zur Ein stellung dieser Einrichtung.

Die Messung der Stanzkraft in Platinenpressen wird bei einer bekannten, im Einsatz befindlichen Maschine im allgemeinen auf die Weise durchgeführt, daß ein Meßauf nehmer, beispielsweise ein Verformungs-Meßaufnehmer, an einem der Seitenstege der Presse angeordnet wird. Beim Aufbringen des Stanzdruckes im Augenblick des Stanzens eines Kartonbogens wird eine Vergrößerung der in diesem Seitensteg wirkenden Spannungen hervorgerufen; dadurch überträgt der belastete Verformungs-Meßaufnehmer ein Informationssignal, welches elektrisch transformiert wird, so daß es eine auf die Stanzkraft bezogene Angabe darstellt. Bei dieser bekannten Maschine wird lediglich ein Dehnungsmeßaufnehmer verwendet, um eine etwaige Überlastüberwachung zu ermitteln. Es hat sich gezeigt, daß diese Art der Überlastüberwachung den Belastungs verhältnissen in einer Kniehebelpresse der im Oberbe griff des Anspruchs 1 definierten Art nicht gerecht wird. Es werden nämlich nicht die besonders kritischen Kräfte in den Kurbelwellenlagern überwacht.

Aus diesem Grund hat man danach versucht, diese Kräfte direkt in den Kniehebeln zu messen, welche bei diesem Pressentyp die Stanzbewegung auf den unteren bewegli chen Preßtiegel übertragen. Dabei wird ein Satz von vier Verformungs-Meßaufnehmern verwendet, von denen je weils einer an einem Kniehebel angebracht ist. Obwohl diese Lösung befriedigender als die zuerst beschriebene Lösung ist, stellt sie dennoch keine Lösung dar, die eine Messung der tatsächlichen, im Augenblick des Stanzvorganges in der Presse herrschenden Spannung er laubt.

Zum einen ist man den tatsächlichen kritischen Kräften an der Kurbelwelle noch nicht auf die Spur gekommen, zum anderen ist die Durchführung der Messungen in den bewegten Kniehebeln in der Praxis schwierig.

Mit der ersten beschriebenen Lösung gelingt es nicht, das Auftreten von örtlichen Überlasten zu verhindern, welche in bestimmten Fällen sogar zur Zerstörung von Bauteilen der Presse geführt haben. Mit der zweiten be kannten Lösung kann zwar das Auftreten von Überlasten besser vermieden werden, dafür ist aber die Meßgenauig keit bei schwachen Stanzkräften nicht sichergestellt; auch diese Lösung erlaubt keine Messung der tatsächli chen Stanzkraft in allen Funktionsbereichen der Stanz station.

Durch die DE-OS 24 09 246 ist bereits eine Viersäulen presse bekannt, bei welcher an den Säulen Meßwertauf nehmer angeordnet sind, die die jeweils tatsächlich an den Säulen auftretenden Kräfte messen, die mit theore tischen Vorgabewerten verglichen werden. Diese bekannte Anordnung ermöglicht es jedoch nicht, von diesen an einzelnen Orten gemessenen Werten auf Kräfte an anderen Stellen der Maschine zu schließen, da jeweils die Geo metrie der Presse berücksichtigende Korrekturglieder nicht verwendet werden.

Durch die DE 26 46 859 A1 ist ebenfalls eine Presse be kannt, bei der ein (oder mehrere) Meßaufnehmer an be stimmten Stellen des Ständers angeordnet sind, die überwacht werden sollen. Diese liefern nur für diese Anbringungsstellen geltende Lastwerte. Eine Überwachung anderer kritischer Stellen durch Normieren der gemesse nen Kräfte und Umrechnen dieser Kräfte unter Verwendung von Korrekturgliedern und der Maschinengeometrie auf andere Stellen ist nicht vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Überlast-Überwachungseinrichtung anzugeben, welche es gestattet, die wirklich kritischen Kräfte zu überwa chen.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Mittel vorgese hen.

Durch den Erfindungsvorschlag wird es möglich, ohne An bringung von Dehnungsmeßaufnehmern in bewegten Teilen die wirklich kritischen Kräfte, nämlich die Lagerkräfte an der Kurbelwelle zu bestimmen.

Nachdem die Entwicklungstendenz also zunächst dahin ge gangen war, die Messungen von den Stegen zu den damals kritisch erscheinenden Kniehebeln hin zu verlegen, weicht die erfindungsgemäße Lösung von dieser Tendenz ab, indem sie die Dehnungsmeßaufnehmer an den Stegen beibehält und die an den Kurbelwellenlagern auftreten den Kräfte aufgrund der Messungen in den stegseitigen Dehnungsmeßaufnehmern und aufgrund der bekannten Geome trie errechnet.

In der Zeichnung ist beispielhaft eine Ausführung der Erfindung dargestellt, welche im folgenden näher be schrieben wird. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Stanzstation;

Fig. 2 eine erste Draufsicht auf den unteren beweglichen Stanztiegel der Stanzsta tion;

Fig. 2a einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 2;

Fig. 2b eine zweite Draufsicht auf den unteren beweglichen Stanztiegel;

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines Stanzkraft- Diagrammes;

Fig. 3a bis 3c detaillierte, die Fig. 3 ergänzende Diagramme;

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung des auf die Kniehebel wirkenden Kräftediagramms;

Fig. 5 eine schematische Seitenansicht einer Stanzstation;

Fig. 6 eine Draufsicht auf eine Anordnung gemäß Fig. 5;

Fig. 6a und 6b jeweils ein Diagramm der auf die Lager der Kurbelwelle wirkenden Kräfte;

Fig. 7 eine Draufsicht eines Verformungs-Meßaufnehmers;

Fig. 8 eine Ansicht E der Fig. 7, teilweise geschnitten;

Fig. 9 ein Blockschema des Schaltkreises zum Feststellen und Messen der Kräfte;

Fig. 10 ein Blockschema der im Schema gemäß Fig. 9 enthaltenen Recheneinheit.

Fig. 1 stellt eine perspektivische Ansicht einer Stanzstation 1 dar, durch die die zu bearbeitenden Bögen in Richtung des Pfeiles Y₀ hindurch laufen. Aus Gründen einer besseren Klarheit der Zeichnung wurden die Seitenstege 2 und 3, die obere Traverse 4 sowie der untere bewegliche Tiegel 5 strichpunktiert dargestellt. Eine untere Traverse 6 trägt vier Kniehebel A, B, C und D. Diese Kniehebel A, B, C und D bestehen jeweils aus zwei Hebeln 7 und 8, die um Achsen 9, 10 und 11 schwenkbar gelagert sind. Die Achse 9 bildet die untere Schwenklagerung, die Achse 10 die mittlere Schwenklagerung und die Achse 11 die obere Schwenklagerung. Die Achse 9 ruht auf einer Lagerplatte 12, die mit der unteren Traverse 6 in Verbindung steht, auf der sie beispielsweise über eine (nicht dargestellte) Keilplattenanordnung befestigt sein kann, um jeweils unabhängig die Vertikaleinstellung der Kniehebel regulieren zu können und auf diese Weise die Niveauregelung des unteren beweglichen Tiegels 5 sicherzustellen. Der untere Kopf des Hebels 7 ist als Halblager ausgebildet, welches sich auf der Achse 9 aufstützt. Der obere Kopf des gleichen Hebels 7 ist ebenfalls als Halblager ausgebildet, welches sich auf der mittleren Schwenklagerung abstützt, die durch die Achse 10 gebildet ist; diese trägt auch das Halblager, welches den unteren Kopf des Hebels 8 bildet. Der obere Kopf des Hebels 8 ist seinerseits wiederum als Halblager ausgebildet, welches die Achse 11 teilweise umfaßt; die Achse 11 ist in einer Lagerplatte 13 gehalten, die am unteren beweglichen Tiegel 5 befestigt ist. Die vier Kniehebel sind gleich ausgebildet; zum Zwecke einer besseren Klarheit der Zeichnung wurden die Bezugszeichen an den Kniehebeln B, C und D in Fig. 1 nicht eingetragen.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Kniehebel A, B, C und D mittels einer Kurbelwelle 14 betätigt, an deren Kurbelzapfen zwei Lenker 15 und 16 montiert sind. Jeder Kopf der Lenker 15 bzw. 16 ist jeweils von einer Achse 10 durchsetzt. Die Kurbelwelle 14 wird durch ein Schneckenrad 17 drehangetrieben, welches seinerseits von einer (nicht dargestellten) Schnecke angetrieben wird. Eine andere Antriebseinrichtung für die Kniehebel, wie sie beispielsweise in der CH-PS 6 52 967 vom 13. 12. 1985 beschrieben wurde, könnte ebenfalls anstelle der für das vorstehende Ausführungsbeispiel gewählten Einrichtung eingesetzt werden. Es versteht sich, daß der untere bewegliche Tiegel während seiner vertikalen Bewegung beispielsweise in (nicht dargestellten) Kulissen geführt ist und daß die obere Traverse 4 ebenso wie die untere Traverse 6 mit den Seitenstegen 2 und 3 mittels (nicht dargestellter) Schrauben verbunden sind. In Fig. 1 ist die mittlere Schwenklagerung durch eine jeweils einem Paar Kniehebel gemeinsame Achse 10 gebildet, beispielsweise für das Paar A und D und für das Paar B und C. Man könnte sich auch vorstellen, daß die Kurbelwelle 14 vier Kurbelzapfen aufweist, welche vier Lenker tragen, deren jeder mit einem der Kniehebel A, B, C und D verbunden ist. Während des Stanzvorganges wird der mit einem Stanzwerkzeug oder einer Stanzform (nicht dargestellt) bestückte untere bewegliche Tiegel 5 angehoben und unter der kombinierten Wirkung der Kurbelwelle 14 und der Kniehebel A, B, C und D kräftig gegen die Unterseite der oberen Traverse 4 angelegt.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf den unteren beweglichen Tiegel 5 der Stanzstation 1. In dieser Figur ist auf dem unteren beweglichen Tiegel 5 ein rechteckiger hydraulischer Stellantrieb 18 dargestellt (siehe auch Fig. 2a), welcher praktisch die gesamte Oberfläche des unteren beweglichen Tiegels 5 einnimmt; dieser Stellantrieb ist bezüglich der Mittelachsen des unteren beweglichen Tiegels 5 genau zentriert. Die Seitenstege 2 und 3 sind andererseits mit Verformungs-Meßaufnehmern 19, 20, 21 und 22 versehen. In einer ersten Phase, die als Eichphase der Meßaufnehmer bezeichnet wird, wird durch Anheben des unteren beweglichen Tiegels 5 der Stellantrieb 18 mit der oberen Traverse 4 in Berührung gebracht (siehe Fig. 2a). In diesem Augenblick werden alle Meßaufnehmer 19 bis 22 auf Null gestellt. Die folgende Phase ist dadurch gekennzeichnet, daß der Stellantrieb 18 unter Druck gesetzt wird und eine Messung der von den Meßaufnehmern 19 bis 22 festgestellten Kräfte vorgenommen wird. Die bekannte Kraft F, die vom Stellantrieb 18 auf den unteren beweglichen Tiegel 5 aufgebracht wird, wird auf jeden der Meßaufnehmer 19 bis 22 übertragen. Da die Anordnung des Stellantriebes 18 und des unteren beweglichen Tiegels 5 genau symmetrisch ist, sind die gemessenen Kräfte F_A, F_B, F_C und F_D (siehe Fig. 3 bis 3c) identisch und rechnen sich nach der Formel

1) F_A = F/4 = F_B = F_C = F_D

Die auf die Meßaufnehmer aufgebrachten theoretischen Kräfte F_RA bis F_RD sind allerdings abhängig von der Geometrie der Seitenstege 2 und 3 der Stanzstation. Die Verstärkungsfaktoren K_A bis K_D der Verstärker 35 bis 38 der Meßaufnehmer werden so eingestellt, daß am Ausgang jedes der Verstärker 35 bis 38 ein Wert anliegt, der gleich F/4 ist.

2) F_A = F_RA · K_A

3) F_B = F_RB · K_B

4) F_C = F_RC · K_C

5) F_D = F_RD · K_D

Fig. 2b zeigt den unteren beweglichen Tiegel 5, auf welchen ein Stellantrieb 23 in einer bezüglich der Mittelachsen X₀ und Y₀ des Tiegels jeweils um einen Wert X und Y außermittigen Position aufgelegt wurde.

Um die Kräfte in den Kniehebeln aufgrund einer beliebigen Stanzkraft berechnen zu können, sollen folgende Hypothesen gelten:

- man nimmt an, daß die Stanzkraft eine örtliche, vom Zentrum der Maschine jeweils um den Wert X und Y versetzte Kraft ist.
- man ordnet jeder gemessenen Kraft jeweils fiktive Hebelarme X_A bis X_D und Y_A bis Y_D (siehe Fig. 3 bis 3c) zu. In diesem Fall werden die theoretischen Kräfte F_AD bis F_DD durch die folgenden Formeln definiert:

In diesen Ausdrücken werden F_A, F_B, F_C und F_D je weils als Kräfte verstanden, die in dem Fall der Ver wendung eines außermittigen Stellantriebes gemessen werden, so daß als Hypothese gelten kann

a) X_A = X_B = X_C = X_D = X₃

wobei in diesem Ausdruck X₃ den Wert der fiktiven Hebel arme in X-Richtung darstellt,

b) Y_A = Y_B = Y_C = Y_D = Y₃

wobei in diesem Ausdruck Y₃ den Wert der fiktiven Hebelarme in Y-Richtung darstellt,

c) F = F_A + F_B + F_C + F_D

Die Hypothese a, b, c wird durch eine sinnvolle Wahl der Position der Meßaufnehmer 19 bis 22 an den Seitenstegen 2 und 3 rechtfertigt.

Man führt diese Hypothesen für F_A bis F_D ein und erhält:

Der Wert der Konstante X₃ erlaubt es, den Verstärkungs faktor G_X eines Verstärkers (siehe Fig. 10) teilweise zu bestimmen und der Wert der Konstante Y₃ erlaubt es, den Verstärkungsfaktor G_Y eines Verstärkers (siehe Fig. 10) teilweise zu bestimmen. Wenn das gegeben ist, können wir also folgende Beziehungen definieren:

Es ist demnach möglich, während der Eichphase mit einem Stellantrieb 23 in einer außermittigen Position den Wert der Konstanten X₃ und Y₃ zu bestimmen. Tatsächlich kann man X₃ und Y₃ berechnen, da X, Y, F_A bis F_D während dieser Eichphase bekannt sind.

Nachdem X₃ und Y₃ auf diese Weise bestimmt sind, kann man während des Unterdrucksetzens der Stanzstation 1 durch Berechnung die Werte von X und Y ableiten, da X₃ und Y₃ schon bestimmt wurden und F_A bis F_D und F gemessen oder berechnet werden können. Auf diese Weise ist es möglich, den Versatz des Angriffspunktes der Kraft F für jedes beliebige Stanzwerkzeug, welches auf den unteren beweglichen Tiegel 5 aufgesetzt wurde, genau zu bestimmen.

Man kann den gleichen Gedankengängen folgen, um den Wert der auf die Kniehebel A bis D wirkenden Kräfte zu bestimmen. Dazu wird auf die Fig. 4 Bezug genommen, in welcher darstellen

X₁ den fiktiven Hebelarm für die Kräfte F_GA bis F_GD in X-Richtung,
Y₁ den fiktiven Hebelarm für die Kräfte F_GA bis F_GD in Y-Richtung,
F_GA bis F_GD jeweils die Kräfte in den Kniehebeln A bis D, wobei
F die vom Stellantrieb 23 erzeugte Kraft ist und X und Y die Werte des Versatzes der Kraft F darstellen

Analog mit der vorstehend dargelegten Theorie kann man schreiben:

Wenn man X und Y jeweils durch den oben definierten Ausdruck ersetzt, erhält man

Man setze

24) F_X = G_X · ΔF_X und 25) F_Y = G_Y · ΔF_Y

dann erhält man:

Die Werte G_X und G_Y stellen Werte für die Verstärkungskorrektur für die Meßaufnehmer 19 bis 23 dar, so daß auch die Hypothese gilt, daß

man setzt in den Ausdruck für F_GA ein und erhält:

Wenn man nun die Formeln für die auf die Kniehebel A bis D wirkenden Kräfte kennt, kann man die auf die Kurbelwelle 14 aufgebrachten Kräfte F_VA bis F_VD berechnen (siehe Fig. 5, 6, 6a und 6b). Es wird Bezug genommen auf die Fig. 6a und 6b, in denen F_GA bis F_GD die auf die Kniehebel wirkenden Kräfte, F_VA bis F_VD die auf die Lager der Kurbelwelle wirkenden Kräfte und a₁ bis a₃ die Abstände zwischen den Lagern der Kurbelwelle sind; man erhält:

Wenn F_GA = F_GB = F_GC = F_GD ist, so will man, daß auf der Anzeige die Signale F_VA, F_VB, F_VC, F_VD gleich groß sind.

37) F_VX = F_GX woraus folgt
F_VA = F′_VA · A₁₂
F_VB = F′_VB · A₃₉
F_VC = F′_VC · A₃₉
F_VD = F′_VD · A₁₂

durch Einsetzen von F_VA bis F_VD folgt:

Mit Bezug auf die die Kräfte F_GA bis F_GD angebenden Gleichungen und durch Einsetzen derselben in F_VA bis F_VD, und nachdem die Verstärkungs-Korrekturfaktoren G₁ und G₂ folgendermaßen bestimmt sind

ergibt sich

Die Fig. 5 und 6 stellen die Stanzstation 1 dar und zeigen im einzelnen schematisch die Anordnung der Kniehebel A bis D und der Kurbelwelle 14 im Fall der Verwendung von vier Lagern, wobei die Kurbelwelle aus zwei durch eine Kupplung 71 verbundenen Teilen gebildet ist. Die Anordnung der Meßaufnehmer 19 bis 22 ist in diesen Figuren ebenfalls dargestellt, in denen außerdem davon ausgegangen wird, daß ein bezüglich der Achsen X₀ und Y₀ außermittig angeordneter Stellantrieb 23 verwendet wird.

Die Fig. 7 und 8 zeigen einen der Meßaufnehmer 19 bis 22. Im dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen Verformungs-Meßaufnehmer, bei welchem Dehnungsmeßstreifen Verwendung finden. Derartige Meßaufnehmer sind handelsüblich und werden deshalb nicht näher beschrieben. Es ist offensichtlich, daß als Meßaufnehmer sowohl induktive als auch piezo-elektrische Meßaufnehmer verwendet werden können. Jeder Meßaufnehmer 19 bis 22 ist an einer Fläche des Seitensteges 2 bzw. 3 mit Hilfe der Schrauben 24 und 25 befestigt.

Fig. 9 zeigt ein Blockschema des Detektor- und Meßschaltkreises. Dieser Schaltkreis umfaßt eine Detektoreinheit 26, die durch die Verformungs-Meßaufnehmer 19 bis 22 gebildet wird. Diese Meßaufnehmer 19 bis 22 sind mit einer Signalverarbeitungseinheit 27 über einen Verbindungsblock 28 verbunden, welcher durch die Verzweigungskästen 29 bis 32 gebildet ist. Der Wert der auf die Kurbelwelle 14 wirkenden Kräfte F_VA bis F_VD kann auf der Anzeigeeinheit 33 abgelesen werden, die mit der Signalverarbeitungseinheit 27 verbunden ist. Die Signalverarbeitungseinheit 27 besteht aus einer Verstärkerstufe 34, die durch die Verstärker 35 bis 38 gebildet ist. Die Verstärkerstufe ist mit einem Rechnermodul 39 verbunden, welcher anhand der Fig. 10 genauer beschrieben wird. Der Rechnermodul 39 ist mit einer Speichereinheit 40 verbunden, die sich aus den Spitzenwert- Speichern 41 bis 44 zusammensetzt. Die Speichereinheit ist ihrerseits mit einem Steuermodul 45 verbunden, welcher mit dem Schaltkreis des Hauptantriebsmotors der Maschine zusammenwirkt und diesen im Falle einer Überlast augenblicklich anhält. Der Steuermodul umfaßt die Vergleicher 46, 47, 69 und 70 sowie die Relais 48 bis 51.

In diesem Schaltkreis werden die Informationen wie folgt verarbeitet:

Für den Kniehebel A werde beispielsweise der vom Meßaufnehmer 19 ermittelte Wert F_RA in den Verstärker 35 eingegeben, wo er mittels des Verstärkungs-Korrekturfaktors K_A angeglichen wird, so daß ein Ausgangswert F_A (Formel Nr. 2) entsteht, der seinerseits in den Rechnermodul 39 eingegeben wird; dieser verarbeitet ihn so (siehe die Beschreibung zur Fig. 10), daß man einen Wert F_VA (Formel 46) erhält, welcher der von dem dem Kniehebel A entsprechenden Lager der Kurbelwelle 14 aufgenommenen Kraft entspricht. Der Wert dieser Kraft F_VA wird sodann in den Speicher 41 der Speichereinheit 40 eingegeben. Dieser Speicher 41 speichert nur den Maximalwert der Kraft F_VA und gibt diesen an den Vergleicher oder Komparator 46 des Steuermoduls 45 weiter. Der Komparator 46 ist auf eine höchstzulässige Kraft geeicht, die der maximalen Stanzkraft der Maschine entspricht; er gibt dann, wenn der höchstzulässige Wert überschritten wird, eine Überlastinformation S_A ab, die dem Relais 48 zugeleitet wird, welches mittels des Schalters 52 den Hauptantriebsmotor der Maschine anhält. Der vom Speicher 41 der Speichereinheit 40 ausgehende Wert der Kraft F_{VA MAX} wird der Anzeigeeinheit 33 zugeleitet, wo zum Zwecke einer Speicherung die Anzeige erhalten bleibt, auch wenn eine Überlast aufgetreten ist.

Die Informationen F_RB bis F_RD von den Meßaufnehmern 20 bis 22 werden in der gleichen Weise durch die entsprechenden Organe des Schaltkreises verarbeitet.

Bei einer Überlast in dem einen oder anderen der den Kniehebeln A bis D entsprechenden Schaltkreise leuchtet eine Kontrollampe 53 auf. Man muß dann die Einrichtung wieder in Gang setzen, indem man auf den Betätigungsknopf 54 drückt. Dieser Vorgang versetzt die Einrichtung in ihre Anfangsbedingungen, so daß eine neue Messung durchgeführt werden kann, nachdem der die Überlast hervorrufende Fehler beseitigt worden ist, indem beispielsweise an einer geeigneten Stelle auf der Fläche des unteren beweglichen Tiegels ein Ausgleichskeil aufgelegt worden ist. Man kann diese Stelle auf einfache Weise bestimmen, indem man auf der Anzeigeeinheit 33 die Werte der Kräfte F_{VA MAX} bis F_{VD MAX} abliest und indem man die auf den Tiegel wirkenden Kräfte ausgleicht, indem man den Ausgleichskeil entgegengesetzt zu dem Punkt anbringt, wo die Anzeigeeinheit über eines der Anzeigefelder 55 bis 58 eine Überlast angezeigt hat.

Die Stanzstation 1 arbeitet sequentiell, d. h. daß ein Stanzvorgang pro Umdrehung der Kurbelwelle 14 stattfindet; es ist deshalb erforderlich, die Verstärkerstufe 34 und die Speichereinheit 40 einmal pro Arbeitszyklus in den Anfangszustand zurückzusetzen. Dazu wird ein Zyklusprogrammgerät 59 von bekanntem Aufbau vorgeschlagen, beispielsweise von der Art, bei welcher eine einem magnetischen Annäherungsdetektor zugeordnete markierte Scheibe verwendet wird, wobei die markierte Scheibe von der Kurbelwelle 14 im Verhältnis von 1 : 1 angetrieben wird.

Fig. 10 zeigt das Blockschema des Rechnermoduls 39, welcher einen Eingangsverstärker 60 umfaßt, dem die die Kräfte F_A bis F_D repräsentierenden, von der Verstärkerstufe 34 (siehe Fig. 9) ausgegebenen Signale zugeleitet werden. Der Eingangsverstärker 60 hat einen Verstärkungsfaktor von 1/4, so daß der am Ausgang gemessene Wert gleich dem Ausdruck F_T (siehe Formel Nr. 28) ist. Die Kräfte F_A bis F_D werden außerdem jeweils einem ersten Richtungsverstärker 61 für die in X-Richtung wirkenden Kräfte und einem zweiten Richtungsverstärker 62 für die in Y-Richtung wirkenden Kräfte zugeleitet. Der erste Richtungsverstärker 61 hat einen Verstärkungsfaktor G_X (siehe Formel 26) und der zweite Richtungsverstärker 62 hat einen Verstärkungsfaktor G_Y (siehe Formel 27). Die Eingänge F_A und F_B des Richtungsverstärkers 61 werden mit einem positiven Koeffizienten +1 multipliziert, während die Eingänge F_C und F_D mit einem Koeffizienten -1 multipliziert werden, so daß der Ausgangswert dem Ausdruck für F_X (siehe Formel 24) genau entspricht, in welchem ΔF_X = F_A + F_B - F_C - F_D ist. Die Eingänge F_A und F_D des Richtungsverstärkers 62 werden mit einem Koeffizienten -1, die Eingänge F_B und F_C mit einem Koeffizienten +1 multipliziert, so daß der Ausdruck für F_Y genau die durch die Formel 25 bestimmte Form hat, in der ΔF_Y = F_B + F_C - F_A - F_D ist. Um die Werte der auf die Lager der Kurbelwelle 14 wirkenden Kräfte F_VA bis F_VD zu erhalten, genügt es, die Werte F_X, F_Y und F_T weiterzuverarbeiten. Dazu und zu dem Zweck, eine Übereinstimmung der Ausdrücke für die Kräfte F_VA bis F_VD mit den Formeln Nr. 46 bis 49 herzustellen, müssen die Werte F_X, F_Y und F_T den vier Ausgangsverstärkern 62 bis 66 zugeführt werden. Der erste Ausgangsverstärker 63 hat als Eingangswert die Kraft F_T und die Kraft F_X, multipliziert mit einem Koeffizienten +1, sowie die Kräfte und F_Y, multipliziert mit einem Koeffizienten -G₁ (siehe Formel Nr. 44). Der zweite Ausgangsverstärker 64 hat als Eingangswerte die Kräfte F_T und F_X, multipliziert mit einem Koeffizienten +1, sowie die Kräfte und F_Y, multipliziert mit einem Koeffizienten +G₂. Der dritte Ausgangsverstärker 65 hat als Eingangswerte die Kraft F_T, multipliziert mit einem Koeffizienten +1, die Kraft F_X, multipliziert mit einem Koeffizienten -1, die Kraft F_Y, multipliziert mit einem Koeffizienten +G₂ und die Kraft multipliziert mit einem Koeffizienten -G₂.

Der vierte Ausgangsverstärker 66 hat als Eingangswerte die Kraft F_T, multipliziert mit dem Koeffizienten +1, die Kraft F_X, multipliziert mit dem Koeffizienten -1, die Kraft F_Y, multipliziert mit dem Koeffizienten -G₁ und die Kraft multipliziert mit dem Koeffizienten +G₁.

Um die Kraft zu erhalten, müssen die Kräfte F_X und F_Y einem Multiplizierglied 67 zugeführt und der Ausgang F_X · F_Y dieses Multipliziergliedes 67 zusammen mit der Kraft F_T in einem Divisionsglied 68 weiterverarbeitet werden.

Der Benutzer einer Presse, die mit einer Einrichtung der oben beschriebenen Art ausgestattet ist, erhält nicht nur eine reale Messung der auf die Organe der Maschine wirkenden Kräfte, sondern er kann außerdem in einfacher und schneller Weise die verwendeten Stanzwerkzeuge ausrichten, da er jederzeit aus der an vier Stellen vorgenommenen Messung den Bereich ermitteln kann, in welchem er zur Erzielung dieser Ausrichtung eine Änderung vornehmen muß.

Claims

1. Überlast-Überwachungseinrichtung an einer Platinenpresse, wobei die Platinenpresse ausgeführt ist mit einer unteren Traverse (6), einer oberen Traverse (4), reaktionskraft übertragenden Stegen (2 und 3) zwischen den beiden Traversen (6 und 4), einer Mehrzahl von Kniehebelsystemen (A, B, C, D), welche an einem Ende (12) an einer der Traversen (6) abgestützt sind und jeweils an einem zweiten Ende (13) auf einen beweglichen Preßtiegel (5) einwirken, der für den Stanzvorgang an die jeweils andere Traverse durch die Kniehebelstreckung annäherbar ist, und ferner mit einer an einen Antrieb angeschlossenen Kurbelwelle (14), welche über Lenker (15, 16) auf die Kniegelenke (10) der Knie hebelsysteme (A, B, C, D) einwirkt,
und wobei die Überlast-Überwachungseinrichtung ein Detektor system zur Ermittlung von Dehnungswerten und damit von Kräften in den Stegen (2, 3) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß das Detektorsystem eine Mehrzahl von Dehnungsdetektoren (19, 20, 21, 22) umfaßt, welche über den Umfang des beweg lichen Preßtiegels (5) verteilt an den Stegen (2, 3) ange ordnet sind, daß an die Dehnungsdetektoren (19, 20, 21, 22) Korrekturglieder (K_A, K_B, K_C, K_D) zur Normierung der in den Dehnungsdetektoren Meßwerte angeschlossen sind, daß an die Korrekturglieder (K_A, K_B, K_C, K_D) ein Rechner (39) angeschlossen ist, welcher unter Berück sichtigung der Geometrie der Presse, also insbesondere der Ortskoordinaten der Dehnungsdetektoren (19, 20, 21, 22), der Ortskoordinaten der Kniegelenksysteme (A, B, C, D) und der Ortskoordinaten der Lenker (15, 16) die an den Kurbelwellenlagern auftretenden Kräfte aus den normierten Ausgangssignalen der Korrekturglieder (K_A, K_B, K_C, K_D) errechnet und entsprechende Ausgangssignale (F_VA, F_VB, F_VC, F_VD) liefert, daß diese Ausgangssignale (F_VA bis F_VD) an den Istwerteingängen von Vergleichsschaltungen (46, 69, 70, 74) liegen, an deren Sollwerteingängen Signale entsprechend den höchstzulässigen Werten der Lagerkräfte in dem jeweiligen Kurbelwellenlager angelegt sind und daß diese Vergleichsschaltungen (46, 69, 70, 47) an der Steuerung des Antriebs liegen, um den Antrieb bei Überschreitung einer höchstzulässigen Lagerkraft auszuschalten.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kräfte in den Kurbelwellenlagern repräsentierenden Ausgangssignale (F_VA bis F_VD) an eine Speichereinheit (40) angeschlossen sind, welche die jeweiligen Höchstwerte dieser Signale speichert, daß Anzeigefelder (55 bis 58) vorgesehen sind, welche diese Höchstwerte anzeigen und daß eine Reset einrichtung (59) vorgesehen ist, um die Überlast-Über wachungseinrichtung nach jedem Arbeitszyklus wieder aufnahme bereit zu machen.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß insgesamt vier Dehnungsdetektoren (19, 20, 21, 22) an den Ecken eines zum Preßtiegel (5) ausgerichteten Recht ecks an den Seitenstegen (2, 3) angebracht sind.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnungsdetektoren Dehnungsmeß streifen (19 bis 22) sind.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnungsdetektoren (19 bis 22) piezoelektrische Quarze sind.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturglieder (K_A, K_B, K_C, K_D) als multiplizierende Verstärker (35 bis 38) ausgebildet sind.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner (39) einen Eingangsver stärker (60), zwei Richtungsverstärker (61 und 62), ein Multiplizierglied (67), ein Divisionsglied (68) und vier Ausgangsverstärker (63 bis 66) aufweist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinheit vier Spitzenwert speicher (41 bis 44) umfaßt.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Reseteinrichtung (59) ein Zyklus programmgerät umfaßt, welches auf die Korrekturglieder (K_A bis K_D) und die Speichereinheit (40) einwirkt und daß ferner ein Druckknopfschalter (54) vorgesehen ist, welcher auf die Vergleichsschaltungen (46, 47, 69, 70) einwirkt.

10. Verfahren zur Einstellung einer Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man einen ersten Stell antrieb (18) symmetrisch zwischen den beweglichen Preß tiegel (5) und der jeweils anderen Traverse einsetzt und auf Anschlag bringt, daß man sodann sämtliche Dehnungs detektoren (19 bis 22) auf einen Meßwert (0) einstellt, daß man sodann den ersten Stellantrieb (18) unter Druck setzt, daß man sodann die Korrekturfaktoren (K_A bis K_D) derart wählt, daß am Ausgang der Korrekturglieder (K_A bis K_D) übereinstimmende normierte Meßwerte erscheinen, daß man sodann den ersten Stellantrieb (18) durch einen zweiten Stellantrieb (23) in exzentrischer Lage zur Mittel achse der Presse ersetzt, und zwar in einer Position mit den Ortskoordinaten (X und Y), daß man den zweiten Stell antrieb (23) zum Anschlag bringt und unter Druck setzt, daß man die an den Dehnungsdetektoren auftretenden nor mierten Meßwerte (F_A bis F_D) bestimmt, daß man fiktive mittlere Hebelarme (X₃, Y₃) für die an den Dehnungsde tektoren festgestellten Kräfte (F_A bis F_D) bestimmt, daß man die in den einzelnen Kniehebelsystemen auftretenden Kräfte (F_GA bis F_GD) mit Hilfe zweiter Hebelarme (X₁, Y₁) bestimmt, daß man mit Hilfe der Werte für die ersten Hebelarme (X₃, Y₃) und der Werte für die zweiten Hebelarme (X₁, Y₁) die Verstärkerwerte (G_X, G_Y) von zwei Richtver stärkern (61, 62) bestimmt, daß man in Kenntnis der Lager abstände (a₁ bis a₃) zwischen den die Lenker (15, 16) aufnehmenden Kurbelwellenlagern die Lagerkräfte (F_VA bis F_VD) bestimmt und daß man zwei Verstärkungsfaktoren (G₁ bis G₂) für die vier Ausgangsverstärker (63 bis 66) bestimmt.