DE4413789A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Übertragen von Daten, Signalen und Energie - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Übertragen von Daten, Signalen und EnergieInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Übertragen
von Daten, Signalen und/oder Energie nach der im Ober
begriff des Anspruchs 1 näher definierten Art.
Aus der Praxis ist es bekannt, die Zufuhr von elektri
scher Energie und die steuerungstechnische Ankopplung
von bewegten Maschinenteilen und/oder Maschineneinhei
ten an umformenden Maschinen mittels Kabeln und Steu
erleitungen durchzuführen, welche beispielsweise in
Kabelschlepps verlegt oder als Kabelpendel aufgehängt
sind.
Zur Übertragung von Energie auf bewegte Maschinenteile
und/oder Maschineneinheiten werden auch Schleifkontak
te verwendet.
Falls die Ankopplung auf die bewegte Maschineneinheit
oder das Maschinenteil, beispielsweise einen Schiebe
tisch und/oder die Transfereinrichtung der umformenden
Maschine und/oder eine Zuführ- oder Abführeinrichtung
für Platinen, nur temporär und in bestimmten, unverän
derlichen Positionen erforderlich ist, wird sie mit
berührenden Steckverbindungen oder einer Stirnflächen
kontaktierung durchgeführt. Da die bewegten Maschinen
teile und/oder Maschineneinheiten oftmals mit einer
Vielzahl von elektrischen Sensoren und Aktoren ausge
rüstet sind, welche einerseits eine Zuführung von
elektrischer Energie benötigen und andererseits eine
Ankopplung der elektrischen Ein- und Ausgangssignale
an die Maschinensteuerung erforderlich machen, weisen
die beschriebenen Vorrichtungen zur Übertragung von
elektrischer Energie und zur steuerungstechnischen An
kopplung viele Nachteile auf.
Hierzu zählen unter anderem der Verschleiß von Kabeln,
von Kabelschleppketten sowie der Kontakte an Schleif
ringen bzw. an der Stirnflächenkontaktierung oder an
ähnlichen berührenden Anschlußeinrichtungen.
Hieraus entsteht die Notwendigkeit des vorbeugenden
Austausches der genannten Einrichtungen, wobei der
Wartungs- und Kontrollaufwand relativ hoch ist. Hier
durch wiederum wird die Verfügbarkeit der umformenden
Maschinen reduziert.
Ein weiterer Nachteil der Vorrichtungen des Standes
der Technik ist die Erfordernis einer mechanischen,
präzisen Positionierung und Führung der Dockingein
richtungen, welche die Steckverbinder aufnehmen.
Des weiteren ist der notwendige Einbauraum für die be
schriebenen Vorrichtungen des Standes der Technik re
lativ groß, so daß die umformende Maschine insgesamt
größer dimensioniert werden muß als dies eigentlich
notwendig wäre.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu
grunde, ein Verfahren zum Übertragen von Daten, Signa
len und Energie an den Schiebetisch und/oder die
Transfereinrichtung einer umformenden Maschine vorzu
sehen, welches die genannten Nachteile des Standes der
Technik nicht aufweist, insbesondere das verschleiß
frei ist und einen relativ niedrigen Wartungs- und
Kontrollaufwand mit sich bringt.
Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch das im kenn
zeichnenden Teil von Anspruch 1 genannte Merkmal ge
löst.
Aufgrund der berührungslosen Übertragung auf die ge
nannten bewegten Maschinenteile und/oder Maschinenein
heiten tritt kein Verschleiß von Kabeln und/oder Ka
belführungseinrichtungen, wie beispielsweise Kabel
schleppketten, auf und der Wartungsaufwand reduziert
sich hierdurch deutlich, ebenso besteht keine Notwen
digkeit eines vorbeugenden Austausches der genannten
Einrichtungen, so daß das erfindungsgemäße Verfahren
kostengünstig ist.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens wird
in Anspruch 5 vorgeschlagen.
Durch das Anbringen der feststehenden Einrichtung und/
oder der beweglichen Einrichtung auf Grundplatten können
sowohl die feststehende Einrichtung als auch die
bewegliche Einrichtung als gesamte Baugruppe vorgefer
tigt und anschließend an einer gewünschten Stelle an
der umformenden Maschine angebracht werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der
Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und den
nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig be
schriebenen Ausführungsbeispielen.
Es zeigt
Fig. 1 schematisch das Prinzip der berührungslosen
Übertragung von Daten, Signalen und/oder
Energie,
Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegen
den Erfindung,
Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III von
Fig. 2,
Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV von
Fig. 2, und
Fig. 5 prinzipmäßig eine Transfereinrichtung einer
umformenden Maschine, welche mit der vorlie
genden Erfindung versehen ist.
Fig. 1 zeigt prinzipmäßig das Verfahren der berüh
rungslosen Datenübertragung.
Von einer Energiequelle bzw. Energiesenke 1 wird die
Energie in einen Umrichter 2 übertragen, welcher die
Energie weitergibt an ein Übertragungssystem 3. In dem
Übertragungssystem 3 erfolgt berührungslos die Über
tragung der Energie, wonach die übertragene Energie an
einen weiteren Umrichter 2 weitergeleitet wird, wel
cher anschließend die Energie an einen nicht darge
stellten Verbraucher 4 überträgt.
Prinzipiell genauso erfolgt die berührungslose Über
tragung von Daten und Signalen. Von einer Datenquelle
bzw. Datensenke 5 aus werden die Daten und/oder Signa
le an einen Modulator/Demodulator übertragen, wobei
die Daten danach in Form einer Wechselspannung an das
Übertragungssystem 3 weitergeleitet werden.
In dem Übertragungssystem 3 erfolgt die berührungslose
Datenübertragung, wonach die Daten an einen weiteren
Modulator/Demodulator 6 weitergeleitet werden, in dem
die Daten wieder in die ursprüngliche Signalform zu
rückverwandelt werden. Von dem zweiten Modulator/Demo
dulator 6 aus werden die Daten und/oder Signale wieder
an eine Datenquelle bzw. Datensenke 5 weitergeleitet.
Das gesamte Verfahren, also sowohl die Energieübertra
gung als auch die Übertragung von Daten und Signalen,
kann unidirektional, oder, wie in der Fig. 1 durch die
Doppelpfeile angedeutet, bidirektional verlaufen.
Das beschriebene Verfahren an sich ist bekannt, jedoch
wurde es bisher noch nicht bei umformenden Maschinen,
genauer gesagt bei Schiebetischen und/oder Transfer
einrichtungen an umformenden Maschinen, verwendet.
Die Möglichkeit sowohl der unidirektionalen als auch
der bidirektionalen Übertragung von Daten, Signalen
und Energie besteht auch bei dem in der Fig. 2 darge
stellten ersten Ausführungsbeispiel. Fig. 2 zeigt
schematisch eine Draufsicht auf eine umformende Ma
schine, von der in der Ansicht nach der Fig. 2 nur die
Pressenständer 7 dargestellt sind. Zwischen den Pres
senständern 7 ist ein Schiebetisch 8 angeordnet.
Der Schiebetisch 8 ist auf Schienen 9 linear verfahr
bar, wobei der in der Fig. 2 dargestellte zweite
Schiebetisch 10 auch rechtwinklig verfahrbar ist.
Dies wird dadurch erreicht, daß unter dem zweiten
Schiebetisch 10 zwei voneinander unabhängige Radsätze
angeordnet sind, wobei der erste Radsatz in einem Win
kel von 90° zu dem anderen Radsatz versetzt angeordnet
ist.
Die in der Fig. 2 dargestellte Anordnung der Schienen
9, also die rechtwinklige Anordnung von zwei Schienen
wegen, wird als "T-Track" bezeichnet.
Neben den Schienen 9 sind Einbauräume für Vorrichtun
gen zur berührungslosen Übertragung von Daten, Signa
len und Energie vorgesehen.
Die Einbauräume 11, 12 und somit auch die in den Ein
bauräumen 11, 12 angeordneten Vorrichtungen verlaufen
parallel zu den Schienen 9.
Hierdurch ist gewährleistet, daß die Schiebetische 8,
10 jederzeit mit Energie, Daten und Signalen versorgt
werden können, bzw. Daten, Signale und Energie von den
Schiebetischen 8, 10 wieder an feststehende Steue
rungseinheiten oder die Energieversorgung der Presse
geleitet werden können.
Die Einbauräume 11, 12 sind vorzugsweise im Erdboden
versenkt, so daß der neben der Presse vorhandene Platz
für andere Zwecke zur Verfügung steht. Des weiteren
ergibt sich durch die Versenkung der Einbauräume 11,
12 im Boden der Vorteil, daß die Unfallgefahr für das
Bedienungspersonal der Presse durch die große übertra
gene Energiemenge gering ist.
Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch den Einbauraum 11
entlang der Linie III-III der Fig. 2. In dem Einbau
raum 11, genauer gesagt an einer Seitenwand des Ein
bauraumes 11, ist eine Grundplatte 13 befestigt, auf
der ein Übertrager 14 für Energie, sowie ein erster
Ankoppler 15 für Daten angebracht sind.
Von dem Übertrager 14 aus ist auf der Grundplatte 13
eine Koppelschleife 16 für Energie geführt.
Ausgehend von dem ersten Ankoppler 15 für Daten, ist
eine erste Antenne 17 parallel zur Längsachse der
Grundplatte 13 geführt.
Der Übertrager 14, der erste Ankoppler 15, die Koppel
schleife 16 und die erste Antenne 17 sind fest auf der
Grundplatte 13 angebracht und sollen daher nachfolgend
als feststehende Einrichtung 18 bezeichnet werden.
Ebenso ist die Grundplatte 13 fest in dem Einbauraum
11 angebracht.
Am Schiebetisch 8 ist eine weitere Grundplatte 19 an
geordnet, auf welcher ein zweiter Übertrager 20 für
Energie, sowie eine zweite Antenne 21 für Daten befe
stigt sind.
Dar zweite Übertrager 20 ist dabei so ausgeführt, daß
er zwei Öffnungen aufweist, durch welche die Koppel
schleife 16 durchgeführt ist. Die zweite Antenne 21
ist auf dem gleichen Höhenniveau angeordnet wie die
erste Antenne 17 auf der Grundplatte 13.
Wird der Schiebetisch 8 nun linear verfahren, so kann
während des Verfahrens des Schiebetisches 8 Energie an
den Schiebetisch übertragen werden, und zwar von dem
Übertrager 14 in die Koppelschleife 16 und von dort
aus berührungslos auf den zweiten Übertrager 20, von
dem aus die Energie über eine Leitung an Verbraucher
auf dem Schiebetisch 8 weitergeleitet wird.
Die Übertragung von Daten erfolgt von dem ersten An
koppler 15 in die erste Antenne 17 und von dort aus
berührungslos in die zweite Antenne 21, von wo aus die
Daten über wenigstens eine Leitung an eine Datensenke
übertragen werden.
Selbstverständlich kann die Energie- bzw. Daten- und
Signalübertragung auch in der anderen Richtung, d. h.
auch bidirektional, erfolgen.
Da sich die Grundplatte 19, der zweite Übertrager 20
sowie die zweite Antenne 21 während des Verfahrens des
Schiebetisches 8 mit diesem mitbewegen, soll die be
schriebene Anordnung nachfolgend als bewegliche Ein
richtung 22 bezeichnet werden.
Die feststehende Einrichtung 18 sowie die bewegliche
Einrichtung 22 stellen somit das in der Fig. 1 mit dem
Bezugszeichen 3 gekennzeichnete Übertragungssystem
dar.
Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch den Einbauraum 11 der
Fig. 2 entlang der Linie IV-IV.
In dieser Ansicht sind insbesondere die Öffnungen in
dem zweiten Übertrager 20 gut sichtbar, wobei durch
die Öffnungen die Koppelschleife 16 geführt ist. Des
weiteren ist die Niveaugleichheit der zweiten Antenne
21 mit der ersten Antenne 17 klar erkennbar.
Der zweite Übertrager 20 sowie die zweite Antenne 21
sind mit der Grundplatte 19 über Verbindungsglieder
verbunden, welche in dem vorliegenden Ausführungsbei
spiel als Stifte 23 ausgeführt sind. Werden die Stifte
23 längenverstellbar ausgeführt, so kann der Abstand
des zweiten Übertragers 20 sowie der zweiten Antenne
21 von der Grundplatte 19 eingestellt werden. Hier
durch lassen sich insbesondere Toleranzen ausgleichen,
welche durch das Verfahren des Schiebetisches 8 auf
den Schienen 9 entstehen, so daß während des ganzen
Verschiebeweges des Schiebetisches 8 immer eine stö
rungsfreie Energie- bzw. Daten- und Signalübertragung
gewährleistet ist.
Diese Maßnahme wird noch dadurch unterstützt, daß der
zweite Übertrager 20 mit einem Zwischenglied 24 ver
bunden ist, wobei das Zwischenglied 24 in Führungen 25
geführt ist, welche auf der Grundplatte 13 der fest
stehenden Einrichtung 18 angebracht sind. Auch hier
durch wird immer eine gleichmäßige und konstante Über
tragung von Daten, Signalen und Energie von der fest
stehenden Einrichtung 18 auf die bewegliche Einrich
tung 22 garantiert. Konkret bedeutet dies, daß die be
wegliche Einrichtung 22 mit der feststehenden Einrich
tung 18 über die Stifte 23, den zweiten Übertrager 20
sowie die Führungen 25 mit der feststehenden Einrich
tung 18 verbunden ist. Wird auf die Verwendung der
Führung 25 verzichtet, so kann es passieren, daß die
zweite Antenne 21 beim Beschleunigen und/oder Abbrem
sen des Schiebetisches 8 derart zu Schwingen beginnt,
daß eine störungsfreie Datenübertragung nicht mehr
möglich ist. Dasselbe gilt auch fuhr die Übertragung
von Energie von der Koppelschleife 16 auf den zweiten
Übertrager 20.
Bezugnehmend auf Fig. 5 ist ein zweites Ausführungs
beispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt.
Bei einer Transfereinrichtung einer Presse, wie sie in
der Fig. 5 dargestellt ist, erfolgen Bewegungen in
Richtung mehrerer Achsen. Werden nun die Achsen dis
kret angetrieben, bzw. sind auf den einzelnen Achsen
Datenquellen oder Datensenken angeordnet, so ist der
Verkabelungsaufwand äußerst hoch. Durch die Anwendung
des Verfahrens sowie der Vorrichtung, wie sie im Zu
sammenhang mit den Fig. 1 bis 4 bereits beschrieben
wurde, kann der Aufwand zum Herstellen von Verbindun
gen zwischen den Antrieben und den Sensoren bzw. Akto
ren der Transfereinrichtung wesentlich verringert wer
den.
Vorzugsweise ist eine feststehende Einrichtung 18, wie
sie bereits ausführlich beschrieben wurde, zwischen
den Pressenständern der Presse angeordnet. Die beweg
liche Einrichtung kann dann auf einem relativ zu der
feststehenden Einrichtung 18 beweglichen Maschinenteil
angeordnet werden, welches außerdem bezüglich der
feststehenden Einrichtung 18 eine Linearbewegung
durchführt.
Vorteilhafterweise wird die feststehende Einrichtung
18 an wenigstens einer quer zur Transferrichtung ver
laufenden Traverse mit der umformenden Maschine ange
ordnet.
Da, wie bereits erwähnt, an den Transfereinrichtungen
umformender Maschinen eine Vielzahl von Achsen bewegt
ist, wird in der Fig. 5 nur beispielhaft dargestellt,
wie die feststehende Einrichtung 18 beispielsweise an
einer Quertraverse bzw. dem Pressenständer angeordnet
werden kann, während auf einer Transferschiene 26 die
zu der feststehenden Einrichtung 18 komplementäre be
wegliche Einrichtung 22 (hier nicht sichtbar) ange
bracht ist.
Selbstverständlich können mehrere dieser Anordnungen
senkrecht zueinander oder hintereinander angeordnet
sein, so daß die Übertragung von Daten, Signalen und
Energie auf alle Achsen der Transfereinrichtung mög
lich ist.
Analog zu dem beschriebenen zweiten Ausführungsbei
spiel kann das erfindungsgemäße Verfahren auch an
Zuführ- und Abführeinrichtungen für Platinen an
umformenden Maschinen eingesetzt werden. Da der
prinzipielle Aufbau von Zuführ- und Abführeinrich
tungen für Platinen demjenigen der Transfereinrichtung
weitgehend ähnelt, soll an dieser Stelle auf die
Beschreibung eines Ausführungsbeispieles verzichtet
werden.
Die Übertragung der Energie kann bei beiden beschrie
benen Ausführungsbeispielen induktiv erfolgen, während
bei der Übertragung von Daten und Signalen zusätzlich
zu der induktiven Übertragung auch eine kapazitive
Koppelung möglich ist. Eine genaue Beschreibung der zu
der berührungslosen Übertragung notwendigen Komponen
ten in der Offenlegungsschrift DE 41 25 145 offenbart.
Claims (12)
1. Verfahren zum Übertragen von Daten, Signalen und/
oder Energie von feststehenden Teilen in oder an
umformenden Maschinen, insbesondere Pressen und/
oder Stanzmaschinen, oder der Umgebung auf wenig
stens einen Schiebetisch und/oder eine Zuführ-
oder Abführeinrichtung für Platinen und/oder die
Transfereinrichtung der umformenden Maschine,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Übertragung berührungslos erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Übertragung von Energie induktiv erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Übertragung von Daten und Signalen induktiv
und/oder kapazitiv erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Übertragung bidirektional und/oder
unidirektional erfolgt.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach
Anspruch 1 bis 4, mit einer feststehenden Einrich
tung und einer zu der feststehenden Einrichtung
komplementären beweglichen Einrichtung, wobei die
feststehende Einrichtung jeweils wenigstens einen
Übertrager, einen ersten Ankoppler, eine Koppel
schleife und eine erste Antenne umfaßt, und die
bewegliche Einrichtung jeweils wenigstens einen
zweiten Übertrager und eine zweite Antenne auf
weist,
dadurch gekennzeichnet, daß
die feststehende Einrichtung (18) und/oder die be
wegliche Einrichtung (22) auf Grundplatten (13,19)
angebracht sind, wobei eine Grundplatte (13) an
einem feststehenden oder beweglichen Maschinenteil
oder der Umgebung und die andere Grundplatte (19)
an einem relativ zu der ersten Grundplatte (13)
linear verschiebbaren Bauteil angebracht ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Übertrager (14) mit einem Zwischenglied (25)
verbunden ist, welches in einer Führung (25) auf
der Grundplatte (13) der feststehenden Einrichtung
(18) geführt ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
der zweite Übertrager (20) und/oder die zweite An
tenne (21) über Verbindungsglieder (23) auf der
Grundplatte (19) der beweglichen Einrichtung (22)
angebracht sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Verbindungsglieder als Stifte (23) ausführt
sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
bei einer Übertragung vom Boden aus an einen
Schiebetisch (8,10) einer umformenden Maschine we
nigstens die feststehende Einrichtung (18) im Bo
den versenkt ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
die feststehende Einrichtung (18) parallel zu
Schienen (9) angeordnet ist, auf welchen der
Schiebetisch (8, 10) verfahrbar gelagert ist, wobei
die bewegliche Einrichtung (22) an dem Schiebe
tisch (8, 10) angebracht ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
bei einer Übertragung von einem relativ zu der
Transfereinrichtung und/oder der Zuführ- oder
Abführeinrichtung für Platinen der umformenden
Maschine feststehenden Maschinenteil zu der Trans
fereinrichtung die feststehende Einrichtung (18)
zwischen den Pressenständern (7) der umformenden
Maschine angeordnet ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
bei einer Übertragung von einem relativ zu der
Transfereinrichtung und/oder der Zuführ- oder
Abführeinrichtung für Platinen der umformenden
Maschine feststehenden Maschinenteil zu der
Transfereinrichtung die feststehende Einrichtung
(18) an wenigstens einer quer zur Transferrichtung
verlaufenden Traverse der umformenden Maschine
angeordnet ist.
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Legal Events
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: SCHULER PRESSEN GMBH & CO. KG, 73033 GOEPPINGEN, D |
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8141 | Disposal/no request for examination |