DE3840070A1 - Justiereinrichtung fuer pressen zur automatischen kompensation von setzungen des fundamentes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Justiereinrichtung für Pressen zur automatischen Kompensation von Lage­ änderungen bzw. Setzungen des Fundamentes, insbe­ sondere für große Pressen zur Blechumformung mit einem mehrteiligen Pressengestell mit mehr als vier Auflagepunkten.

Die Umformung großer Blechteile, wie sie beispiels­ weise für PKW-Karosserien Verwendung finden, in großen Transferpressen mit mehreren Arbeitsstufen führt zu derart großen Presseneinheiten, daß mit Rücksicht auf Herstellung und Versand und insbe­ sondere auf die zulässige Belastung des Untergrundes erhöhte Teilungen vorgenommen werden müssen, die zu einer größeren Zahl als 4 Auflagepunkten auf dem Fundament führen.

Obwohl auch bei Presseneinheiten mit 4 Auflagepunkten die Gefahr besteht, daß Setzungen im Fundament zu unvorhersehbaren Verformungen und Beanspruchungen des Pressengestells führen können, hat diese Er­ scheinung bisher nur äußerst eingeschränkte Bedeutung erlangt. Mit dem Größerwerden der Presseneinheiten in Verbindung mit großer räumlicher Ausdehnung nimmt die Gefahr des Auftretens von Setzungserscheinungen im Fundament zu, insbesondere erhöht sich ihre Be­ deutung für die Deformierung, Überlastung und Lauf­ genauigkeit der Presse.

Wird die Setzung des Fundamentes speziell bei den beschriebenen großen Presseneinheiten mit mehr als vier Auflagepunkten nicht überwacht, dann können Überlastungen im Pressengestell auftreten und die Deformierungen des Gestells können zur Beein­ trächtigung des Laufes von Antrieb und Stößel mit möglicher Schädigung führen. Eine derart überdi­ mensionierte Ausführung des Pressengestells, daß auch bei Senkung des Fundamentes keine schädlichen Verformungen auftreten können, ist aus wirtschaft­ lichen Gesichtspunkten nicht gerechtfertigt bzw. technisch nicht diskutabel.

Eine andere Art, die Senkungen des Fundamentes nicht auf das Pressengestell wirksam werden zu lassen, be­ stünde darin, daß die Presse auf Schwingungsdämpfern aufgestellt wird. Diese in der Regel aus Stahlfedern und den eigentlichen Dämpfungselementen bestehenden Elemente, an deren Stelle auch Elemente aus Gummi oder anderen elastischen Stoffen zur Anwendung kommen können, haben die Nachteile, daß sie eine sehr große Auflagefläche benötigen, die mit zusätz­ lichen konstruktiven Elementen, wie Trägern etc., realisiert werden muß, daß ein exaktes Justieren der Presseneinheit auf den elastischen Elementen sehr auf­ wendig sein kann, da es mit wiederholtem Versetzen der Elemente verbunden ist und es erfordert insgesamt einen großen Raum bzw. besondere Bedingungen in der Fun­ damentausbildung.

Elastische Aufstellungen auf Schwingungsdämpfern sollten denjenigen Fällen vorbehalten bleiben, wo die dynamischen Kräfte in der Presseneinheit eine unweltverträgliche Aufstellung nicht auf andere Weise ermöglichen. Zur Überwachung und Korrektur von Lage­ veränderungen von Bauteilen bzw. Gebäuden, die durch Setzungen der Fundamente entstehen, wird bei be­ kannten Lösungen (DE-OS 27 44 363, DE-OS 28 33 450, DE-OS 30 23 892) die Anordnung von durch Drucköl be­ aufschlagbaren Zylinder-Kolben-Einheiten zwischen Fundament und Gebäude bzw. in den der Lastverteilung dienenden tragenden Bauwerksteilen vorgeschlagen.

Die Erfassung der Setzungen bzw. Lageabweichungen er­ folgt mittels optischer Sensoren im sichtbaren bzw. unsichtbaren Bereich. Die gemessenen Istwerte werden in einer zentralen Regeleinrichtung mit den vorge­ gebenen Sollwerten verglichen und bei Abweichungen durch die gesteuerte Beaufschlagung der Zylinder- Kolben-Einheiten mit Drucköl korrigiert.

Ein Mangel dieser Lösungen ist darin zu sehen, daß die optischen Sensoren bei einer Anwendung an Pres­ sen sehr hohen dynamischen Belastungen durch Schwin­ gungen und Vibrationen sowie einer hohen Verschmut­ zung durch Staub, Ölnebel, Zunder und dgl. ausge­ setzt wären.

Als optische Sensoren sind zur Erzielung einer aus­ reichenden Genauigkeit hochempfindliche Präzisions­ meßgeräte erforderlich, deren Funktionssicherheit unter diesen Bedingungen nicht gewährleistet ist und die deshalb für diesen Zweck nicht anwendbar sind.

Die Verwendung von durch Drucköl beaufschlagbaren Zylinder-Kolben-Einheiten als Stellelemente bietet auf Grund der Elastizität des Hydrauliksystems keine ausreichende Stabilität der Auflage bei hohen dyna­ mischen Belastungen, wie sie an Pressen auftreten. Eventuelle Störungen bzw. ein Ausfall des Hydraulik­ systems führt durch das ungleichmäßige Absenken der Auflagepunkte auf Grund des Druckabfalls in einer oder mehreren Zylinder-Kolben-Einheiten zur De­ formierung bzw. Beschädigung des Pressengestells. Die bei den bekannten Lösungen vorgeschlagenen Zy­ linder-Kolben-Einheiten sind deshalb als Stellelemente zum Justieren von Pressen nicht geeignet.

Das Ziel der Erfindung ist es, eine Deformation des Pressengestells bei evtl. auftretenden Setzungen des Fundamentes an einzelnen Auflagepunkten zu vermeiden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Setzungen des Fundamentes mit einfachen, von äußeren Stör­ einflüssen relativ unabhängig wirkenden Mitteln zu erfassen und durch eine automatisch regelbare Justiereinrichtung auszugleichen, wobei die Stand­ sicherheit des Pressengestells auch bei hohen dy­ namischen Belastungen sowie evt. auftretenden Störungen im Hydrauliksystem erhalten bleiben muß.

Erfindungsgemäß wird das durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 beschriebenen Merkmale erreicht. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 4 dargestellt. Die Erfindung geht davon aus, daß bei einer einmal durchgeführten Justierung der Presse und der dabei festgestellten Belastung der einzelnen Auflagepunkte die Basis für eine ständige Aufrechterhaltung des justierten Zustandes erreicht werden kann, wenn die einmal festgestellten statischen Belastungen ständig erhalten werden. Dazu werden nach der geometrischen Justierung des Pressengestells - ausgehend von zwei durch die Primärjustierung festgelegten Auflage­ punkte - die Auflagekräfte der übrigen Auflage­ punkte mit eingefahrenen Schiebetischen und Werk­ zeugen sowie mit ausgefahrenen Schiebetischen be­ stimmt. Durch eine externe rechnerische Optimierung der Belastungswerte für die einzelnen Auflagepunkte werden die Kontrollbereiche festgelegt. Diese opti­ mierten Werte werden dem EPROM-Speicher der Aus­ werteeinheit eingegeben als ständige Vergleichs­ größe. Treten beim Betrieb der Presse Abweichungen der Meßwerte gegenüber den Vergleichsgrößen auf, dann erfolgt erstens die Bestimmung der Richtung der Abweichung und zweitens die Schaltung der Zu­ meßpumpen auf die entsprechende Kolbenseite bzw. Motorseite, um die Stellglieder der Justierelemente in der erforderlichen Richtung zu verschieben.

An Stelle der Zumeßpumpen könnten auch zeitabhängig gesteuerte Wegeventile in Verbindung mit Drucker­ zeuger und Druckspeicher oder hydraulische bzw. elektrische Stellmotore, die über Zwischengetriebe auf die Stellglieder der Justierelemente wirken, Verwendung finden. Die automatische Regelung der Justierelemente erfolgt vorzugsweise im Stillstand der Presse und ist während des Arbeitsprozesses un­ wirksam, damit die dynamischen Kräfte aus dem Um­ formprozeß zu keinen unnötigen Regelvorgängen führen. Soll die Pressenaufstellung auch während des Maschinenlaufes ausgeregelt werden, dann müssen Laufphasen mit geringer Wirkung der dynamischen Massenkräfte ausgewählt werden.

Eine zweckmäßige Form der Realisierung der Erfin­ dung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung der Justiereinrichtung einer Presse mit einem mehrteiligen Pressengestell mit sechs Auflagepunkten. Die Erfindung wäre in gleicher Weise auch an Pressen mit mehr oder weniger Auflagepunkten anwendbar.

In den Auflagepunkten 1 bis 6 sind zwischen dem hier nicht mit dargestellten Pressengestell und dem Fun­ dament als Keilsteller 7 mit einem horizontal ver­ schiebbaren Keil 8 ausgeführte mechanische Justier­ elemente angeordnet. Die Verstellung der Keile 8 er­ folgt durch doppeltwirkende hydraulische Arbeits­ zylinder 9, welche ihrerseits mit separaten Zumeß­ pumpen oder über steuerbare Wegeventile 10 mit einer zentralen Druckölversorgung 11 verbunden sind. Der Keilwinkel der Keile 8 ist so gewählt, daß diese durch Selbsthemmung sicher in ihrer Lage gehalten werden, falls evt. Störungen im Hydrauliksystem auftreten sollten.

Die Verstellung der Keile 8 wäre natürlich auch durch andere bekannte Antriebsmittel, wie z. B. durch eine mittels Hydromotor oder elektrischen Stellmotor antreibbare Gewindespindel mit Stell­ mutter, realisierbar.

In den vier äußeren Auflagepunkten 3 bis 6 sind be­ kannte, die statische Belastung erfassende Druck­ meßkörper 12 angeordnet, welche ihrerseits mit einer zentralen Regeleinrichtung 13 verbunden sind.

In der Regeleinrichtung 13 werden die Meßwerte mit den vorgegebenen Sollwerten verglichen und bei Ab­ weichungen die Arbeitszylinder 9 der betreffenden Justierelemente durch Schalten der Zumeßpumpen bzw. der Wegeventile 10 im Sinne einer Korrektur der Abweichungen mit Drucköl beaufschlagt.

Claims (4)

1. Justiereinrichtung für Pressen zur automatischen Kompensation von Setzungen des Fundamentes, insbe­ sondere für große Pressen zur Blechumformung mit einem mehrteiligen Pressengestell mit mehr als vier Auflage­ punkten, mit Sensoren zur Erfassung der Lageabweichungen, im bzw. auf dem Fundament angeordneten Justierelementen sowie einer zentralen Regeleinrichtung zur Betätigung der Justierelemente im Sinne einer Kompensation der Lageabweichungen, gekennzeichnet dadurch, daß bei einem Pressengestell mit n Auflagepunkten an mindestens n - 2 Auflagepunkten (1 bis 6) zwischen Pressengestell und Fundament die statische Belastung des Fundamentes erfassende Sensoren sowie form­ schlüssige mechanische Justierelemente angeordnet sind, deren Stellglieder bei Abweichungen der Belastung einzelner Auflagepunkte (1 bis 6) von den vorgegebenen Sollwerten mittels der zentralen Regeleinrichtung (13) betätigbar sind.

2. Automatische Justiereinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß als Sensoren an sich bekannte Druckmeßkörper (12) in den Auflagepunkten (1 bis 6) zwischen dem Pressen­ gestell und dem Fundament angeordnet sind, deren Signalausgänge mit der zentralen Regeleinrichtung (13) verbunden sind.

3. Automatische Justiereinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß als formschlüssige mechanische Justierelemente an sich bekannte Keilsteller (7) angeordnet sind, deren Keile (8) mit hydraulisch betätigbaren Arbeitszylin­ dern (9) verbunden sind, welche ihrerseits mittels der zentralen Regeleinrichtung (13) verstellbar sind.

4. Automatische Justiereinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß als formschlüssige mechanische Justierelemente Gewindespindeln mit Stellmuttern angeordnet sind, von denen jeweils ein Teil - vorzugsweise die Spindeln - mit einer Verzahnung versehen und über Zahnräder mit hydraulischen oder elektrischen Stell­ motoren verbunden sind, welche ihrerseits mittels der zentralen Regeleinrichtung (13) verstellbar sind.