DE4236057A1

DE4236057A1 - Wegaufnehmer für Druckübersetzer

Info

Publication number: DE4236057A1
Application number: DE19924236057
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Tox Pressotechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Tox Pressotechnik GmbH and Co KG
Priority date: 1992-10-26
Filing date: 1992-10-26
Publication date: 1994-04-28

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Druckübersetzer nach der Gattung des Hauptanspruchs. Derartige, meist hydropneumatisch, manchmal aber auch hydraulisch oder pneumatisch arbeitende Druckübersetzer (DE OS 38 28 699) werden häufig in der Serienfertigung, insbesondere zum Verbinden von Blechteilen eingesetzt, da sie im Verhältnis zur aufbringbaren Verstellenergie ein geringes Bauvolumen aufweisen, sowie ein schnelles Arbeitsvermögen haben. Durch das Vorhandensein eines Eilvorhubs und Eilrückhubs wird das Werkzeug sehr schnell zum Werkstück hin und wieder von diesem zurückgeführt, so daß die Druckübersetzung selbst lediglich beim Arbeitshub erforderlich ist. Diese Aufteilung in mehrere Hübe geht allerdings auf Kosten einer einfachen Kontrolle der Fertigungsqualität, bei sich wiederholenden Fertigungs vorgängen, wie beispielsweise des Clinchens. So können beispielsweise unterschiedliche Härten des bearbeiteten Werkstückes zu einer Änderung der Arbeitshubzeit führen, ohne daß deshalb eine tatsächliche Arbeitshubänderung stattgefunden hat, so daß eine reine Zeitmessung derartiges als Produktionsfehler registrieren würde und dies obwohl die Eilhübe unverändert wären.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Druckübersetzer mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat dem gegenüber den Vorteil, daß beim Einsatz eines derartig ausgerüsteten Druckübersetzers, beispielsweise in der Serienfertigung, eine sehr genaue Fertigungsüberwachung möglich ist, bis hin zur Überwachung des tatsächlichen wirksamen Arbeitshubes, daß heißt, dessen Beginn und Ende, um dadurch automatisch feststellen zu können, ob ein solcher Fertigungshub noch ausreichend ist, gegenüber einem Mindestsollhub oder ob hier eine Unterbrechung bei der Fertigung stattfinden muß.

Es ist zwar bekannt, insbesondere bei Hydraulik- oder Pneumatik-Arbeitszylindern einen Längenmeßsensor einzusetzen (Wegaufnehmer BPL der Firma Balluf), allerdings läßt sich dieser Wegaufnehmer nicht auf den gattungsgemäßen Druckübersetzer übertragen.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der Weg des Arbeitskolbens über den Weg des an der Kolbenstange angeordneten Werkzeugs relativ zum Druckübersetzer selbst gemessen. Hierbei kann in einfacher Weise der Weggeber den zwischen Werkzeug und Druckübersetzer sich ändernden Abstand während des Eilvorhubs, Arbeitshubs und Eilrückhubs als Weg aufnehmen.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der Weg des Werkzeugs durch Messen der Abstandsänderung zwischen Werkzeug, beispielsweise einem Stempel eines Clinchwerkzeuges, und einem mit Abstand von diesem Werkzeug angeordneten Tisch, beispielsweise einer Matrize, erfolgen.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der Geber induktiv, auf Wirbelstrombasis, auf optischer Basis, auf kapazitiver Basis, transsonar oder auf der Basis eines Längenpotentiometers arbeiten. Maßgebend ist bei all diesen zum Teil bekannten Längenmeßmethoden, daß bei der erfindungsgemäßen Anwendung Vor- und Rückhub und vor allem die Aufteilung des Vorhubes in Eilhub und Arbeitshub meßbar sind.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht in einem Geber in Form eines Wegaufnehmers mit einem, mit elektrischem Widerstandsmaterial ausgekleideten, Schleifrohr und einem antiparallel darin arbeitenden Doppelschleifer.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Geber innerhalb des Arbeitszylinders des Druckübersetzers, bzw. in einer Zentralbohrung des Arbeitskolbens angeordnet.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiels des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung stark vereinfacht dargestellt und im folgenden näher beschrieben.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In der sehr stark vereinfachten Darstellung ist auf einer ortsfesten Konsole 1 ein hydropneumatischer Druckübersetzer 2 angeordnet, dessen Kolbenstange 3 die Konsole 1 durchdringend mit einem Werkzeug 4 verbunden ist, welches wiederum eine Stößelplatte 5 aufweist. Diese Stößelplatte 5 wirkt mit einer ihr gegenüber liegenden Grundplatte 6 zusammen, auf der ein Werkstück 7, zwischen Stößelplatte und Grundplatte liegt.

Der Druckübersetzer weist einen mit Hydrauliköl gefüllten Arbeitsraum 8 auf, der durch einen axial verschiebbaren Arbeitskolben 9 begrenzt ist. An dem Arbeitskolben 9 ist zur Kraftübertragung die, nach außerhalb des Druckübersetzers ragende Kolbenstange 3, angeordnet. Außerdem ist am Arbeitskolben 9 ein Scheibenkolben 11 angeordnet, der zwei Räume 12 und 13 voneinander trennt, die abwechselnd über Leitungen 14 und 15 mit Druckluft versorgt werden können, um bei Versorgung des Pneumatikraumes 12 durch die Leitung 14 einen Eilvorhub zu erzielen und bei Versorgung des Pneumatikraumes 13 über die Leitung 15 einen Eilrückhub zu erzeugen. Oberhalb des Arbeitsraumes 8 ist ein mit diesem über eine Verbindungsbohrung 16 hydraulisch verbundener Speicherraum 17 angeordnet, der durch einen Speicherkolben 18 verschlossen ist. Der Speicherkolben 18 ist durch eine Speicherfeder 19 belastet, durch die im Speicherraum 17 bzw. Arbeitsraum 8 ein bestimmter Speicherdruck erzeugt wird. Ebenfalls radial dichtend und axial verschiebbar ist in dem den Speicherraum 17 und Speicherkolben 18 aufnehmenden Zylinder 21 ein Antriebskolben 22 vorgesehen, für einen Tauchkolben 23, der den Speicherkolben 18 relativ axial verschiebbar zentral durchdringt und bei entsprechendem Verschieben in die Verbindungsbohrung 16 zwischen Arbeitsraum 8 und Speicherraum 17 taucht, dabei diese Verbindung unterbrechend. Auf der dem Tauchkolben 23 abgewandten Seite des Antriebskolbens 22 ist ein Pneumatikraum 24 vorhanden, der über eine Pneumatikleitung 25 mit Luft versorgbar ist.

Die Pneumatikleitungen 14, 15 und 25 werden von einem Pneumatiksteuergerät 26 gezielt mit Luft versorgt, welches wiederum von einem Verdichter 27 her Luft unter bestimmtem Arbeitsdruck erhält. Das pneumatische Steuergerät 26 wird von einem elektronischen Steuergerät 28 und über eine Leitung 29 elektrisch angesteuert, wofür im pneumatischen Steuergerät entsprechende Magnetventile vorhanden sind.

Der jeweilige Abstand zwischen der Konsole 1 und der Stößelplatte 5 wird über einen Weggeber 31 gemessen, der aus einem mit der Konsole verbundenen Schleifrohr 32 und einem in dem Schleifrohr geführten und mit der Stößelplatte 5 verbundenen Schleifer 33 besteht. Von diesem Weggeber 31 führt eine elektrische Leitung 34 zum elektronischen Steuergerät 28 in welchem die Meßgrößen ausgewertet werden. Vom elektronischen Steuergerät 28 führt eine elektrische Leitung 35 zu einem Anzeigegerät 36, das auch als Auswertgerät ausgebildet sein kann.

Die beschriebene erfindungsgemäße Einrichtung arbeitet wie folgt:

Sobald der Arbeitsvorgang stattfinden soll wird über die pneumatische Leitung 14 in Pneumatikraum 12 Druck erzeugt und die Kolbenstange 3 mit Arbeitskolben 9 und Scheibenkolben 11 für einen Eilvorhub I nach unten geschoben. Sobald dann Werkzeug 4 und Stößelplatte 5 auf das Werkstück 7 stoßen, wird der Eilvorhub I gestoppt - dies kann auch durch pneumatische Abschaltung der Pneumatikleitung 14 erfolgen - und es wird über die Pneumatikleitung 25 Druckluft in den Pneumatikraum 24 geleitet, wodurch der Antriebskolben 22 mit Tauchkolben 23 nach unten geschoben wird. Bereits beim Eilvorhub wurde aus dem Speicherraum 17 Hydrauliköl über die Verbindungsbohrung 16 in den Arbeitsraum 8 geleitet, den durch das Verschieben des Arbeitskolbens 9 entstehenden Hohlraum auffüllend. Sobald dann aber der Tauchkolben 23 bei seiner Hubbewegung nach unten die Verbindungsbohrung 16 sperrt, bewirkt er bei seinem weiteren Verschieben in Arbeitsraum 8 einen Hochdruck, entsprechend der Flächenverhältnisse von Tauchkolben- zu Arbeitskolben querschnitt. Hierdurch entsteht der Arbeitshub II, mit entsprechender Einwirkung der Stößelplatte 5 auf das Werkstück 7, so daß dieses beispielsweise in der dort angedeuteten Form zusammengepreßt wird. Danach wird durch Umschalten im Pneumatiksteuergerät die Druckluft in den Pneumatikräumen 12 und 24 abgeschaltet und über die Pneumatikleitung 15 in den Pneumatikraum 13 zugeschaltet, so daß der Tauchkolben 22, angetrieben durch die Speicherfeder 19, in seine gezeigte Ausgangslage fährt und gleichzeitig der Arbeitskoben 9, mit Werkzeug 4 und Stößelplatte 5, in die gezeigte Ausgangslage fährt.

Durch das elektronische Steuergerät 28 werden einerseits diese Arbeitsvorgänge gesteuert, aber es werden auch die Meßwerte, die während der drei Hubabschnitte vom Geber 31 gemessen werden, verarbeitet und möglicherweise im Gerät 36 angezeigt. In jedem Fall wird dann, wenn die vorgesehenen Hübe nicht die im elektronischen Steuergerät oder Anzeigegerät vorgegebenen Sollwerte erreichen, die Anlage abgeschaltet, damit die Ursachen des Fehlers überprüft werden können.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln, als auch in beliebiger Kombination, erfindungswesentlich sein.

Claims

1. Druckübersetzer

- mit einem in einer entsprechenden zylindrischen Gehäuseöffnung arbeitenden Arbeitskolben (9) der achsgleich mit einer nach außerhalb des Gehäuses ragenden Kolbenstange (3) verbunden ist und an dem zur Erzeugung eines Eilvorhubes und Eilrückhubes ein Scheibenkolben (11) radial dichtend in einem Zylinder angeordnet ist, der zwei Pneumatikräume (12, 13) voneinander trennt und wobei der Arbeitskolben (9) auf der der Kolbenstange (3) abgewandten Seite einen Arbeitsraum (8) begrenzt, in dem ein für einen Arbeitshub (II) erforderlicher höherer Druck erzeugbar ist
- mit einem zur Erzeugung des höheren Druckes vorgesehenen Tauchkolben (23), der nach Zurücklegung eines Vorhubes in den Arbeitsraum (8) taucht und aufgrund der Querschnittsverhältnisse von Tauchkolben (23) zu Arbeitskolben (9) den Hochdruck bewirkt,
- mit einer pneumatischen Steuereinrichtung (26), über welche die Folgesteuerungen der pneumatischen Zuleitung für die Eilhübe und den Arbeitshub steuerbar sind und
- mit einem an der Kolbenstange (3) angeordneten Werkzeug (4) zur vom Arbeitshub (II) abhängigen Bearbeitung eines Werkstückes (7),
dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung von Eilvorhub (I), Arbeitshub (II) und Eilrückhub (III) ein den Weg des Arbeitskolbens (3) messender Geber (31) vorhanden ist, dessen Wegaufnahme an ein elektronisches Steuergerät (28) geleitet wird, welches Wegabweichungen von einem vorgegebenen Sollwert feststellt und auswertet, die pneumatische Steuereinrichtung ansteuert und oder die Werte einem Anzeigegerät (36) mitteilt.

2. Druckübersetzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub des Arbeitskolbens (3) über den Weg des an der Kolbenstange (3) angeordneten Werkzeuges (4) gemessen wird.

3. Druckübersetzer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Weg des Werkzeuges (4) durch Messen der Abstandsänderung zwischen Werkzeug (4) und einem mit Abstand zu diesem Werkzeug (4) angeordneten Tisch (6) erfolgt.

4. Druckübersetzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Geber (31) induktiv, auf Wirbelstrombasis, auf optischer Basis, auf kapazitiver Basis, transsonar oder auf der Basis eines Längenpotentiometers arbeitet.

5. Druckübersetzer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Geber (31) in Form eines Wegaufnehmers mit einem mit Widerstandsmaterial ausgekleideten Schleifrohr (32) und einem antiparallel in diesem arbeitenden Doppelschleifer (33) besteht.

6. Druckübersetzer nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Geber innerhalb des Arbeitszylinders, insbesondere des Arbeitskolbens untergebracht ist.