DE8200607U1 - Measuring device for determining the static and dynamic characteristics of presses - Google Patents
Measuring device for determining the static and dynamic characteristics of pressesInfo
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Description
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Berlin und München VPA 82 G 3 O O ^ OEBerlin and Munich VPA 82 G 3 O O ^ OE
Meßeinrichtung zum Ermitteln der statischen und dynamischen _Kennwerte__von_Pressen Measuring device for determining the static and dynamic _ Characteristics__of_presses
Die Neuerung bezieht sich auf eine Meßeinrichtung zum Ermitteln der statischen und dynamischen Kennwerte von Pressen.The innovation relates to a measuring device for determining the static and dynamic characteristic values of Press.
In den Vorfertigurgen der blechverarbeitenden Industrie werden in großem ünfang Schnitteile hergestellt. In diesem Zusammenhang ist die Werkzeugstandmenge, d.h. die Anzahl der geschnittenen Werkstücke pro Nachschliff, von besonderer Bedeutung, da sie die Kosten des Endprodukts beeinflußt. Die Standmenge hängt nicht nur vom Werkzeug selbst und vom ge ;hnittenen Werkstück ab, sondern auch von der angewendeten Presse, d.h. von ihrem statischen und dynamischen Verhalten. Die Abnahmebedingungen für Einständer- und Zweiständer-Exzenterpressen nach DIN 8650 und 8651 berücksichtigen nur die geometrischen Gütewerte bezüglich Parallelität, Rechtwinkligkeit und Fluchtung. Darüber hinaus geben Pressenhersteiler von ihren Fabrikaten zum Teil weitere Daten, z.B. Auffederungswerte für zentrische bzw. exzentrische Belastung, bekannt, zum Teil werden entsprechende Messungen auch vom Abnehmer durchgeführt. Es sind bereits Meßverfahren zur Ermittlung der statischen Pressen-In the prefabricators of the sheet metal processing industry, cut parts are produced in large quantities. In in this context is the tool life, i.e. the number of cut workpieces per regrinding, of particular importance as it affects the cost of the final product. The tool life does not only depend on the Tool itself and from the workpiece cut, but also from the press used, i.e. from their static and dynamic behavior. The acceptance conditions for single-column and double-column eccentric presses according to DIN 8650 and 8651 only take into account the geometric quality values with regard to parallelism and perpendicularity and alignment. In addition, press manufacturers sometimes provide additional data on their makes, E.g. suspension values for centric or eccentric loading, known, in some cases corresponding Measurements also carried out by the customer. There are already measuring methods for determining the static press
3C kenndaten beschrieben, bzw. der Einfluß verschiedener Pressen auf das Stanzergebnis mitgeteilt. Die für die Pressenbeurteilung erforderlichen statischen Kenndaten liegen erst in einem Norm-Entwurf vor (vergleiche Normenausschuß, Werkzeugmaschinen im l)IN: Entwurf der3C characteristics described, or the influence of various Pressing communicated on the punching result. The static characteristics required for the press assessment are only available in a draft standard (compare standards committee, machine tools in l) IN: draft of
3535
Wb 2 Gr / 22.12.1981Wb 2 Gr / 22.12.1981
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Empfehlung 5 "Statische Aufbiegung - technische Messungen für mechanische Pressen"/ 1977). Die Anzahl der Kenndaten/ sowie die eingesetzten Meßverfahren sind noch nicht endgültig festgelegt, über dynamische Kenndaten von Pressen und entsprechende Meßverfahren gibt es praktisch noch keine Unterlagen. Gerade das dynamische Verhalten der Presse kann jedoch die Werkzeugstandmenge entscheidend beeinflussen.Recommendation 5 "Static bending - technical measurements for mechanical presses" / 1977). The number of characteristics / as well as the measuring methods used have not yet been finally determined via dynamic characteristics There are practically no documents as yet of presses and the corresponding measuring processes. Especially the dynamic one The behavior of the press can, however, have a decisive influence on the tool life.
Der vorliegenden Erneuerung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Meßeinrichtung zu entwickeln, mit der die Kenndaten von Pressen schnell und genau ermittelt werden können.The present renewal is therefore based on the task of developing a measuring device with which the Characteristic data of presses can be determined quickly and precisely.
Die Aufgabe wird gemäß der Neuerung dadurch gelöst, daß in der Mitte einer Stahlgrundplatte ein Hydraulikzylinder mit Hohlkolben montiert ist, daß auf der äußeren Stirnfläche des Hohlkolbens eine Ringscheibe angebracht ist, daß weiterhin koaxial zu dem Hydraulikzylinder mit einem vorgegebenen Abstand ein weiterer Zylinder auf der Stahlgrundplatte befestigt ist, daß am Umfang des Zylinders unterhalb seines oberen Randes im Winkelabs-.and von 90° je zwei induktive Weggeber mit einem gegenseitigen vorgegebenen Abstand angeordnet sind, daß in einem vorgegebenen Abstand zur Stahlgrundplatte eine Stahldeckplatte vorgesehen ist, daß die Stahlplatten durch vier Säulen miteinander verbunden sind, daß an der Stahldeckplatte gegenüber des Hydraulikzylinders ein Kraftmeßring montiert ist, daß auf der inneren Stirnfläche des Kraftmeßringes eine Ringscheibe befestigt ist, daß ferner in Richtung der Längsachse des Kraftmeßringes, der Ringscheiben und des Hydraulikzylinders ein Tauchanker mit seinem einen EndeThe object is achieved according to the innovation in that a hydraulic cylinder in the middle of a steel base plate is mounted with a hollow piston that on the outer end face of the hollow piston an annular disc is attached that further coaxially to the hydraulic cylinder with a predetermined distance another Cylinder is attached to the steel base plate that on the circumference of the cylinder below its upper edge Two inductive displacement transducers each at an angle of 90 ° are arranged with a mutual predetermined distance that at a predetermined distance to Steel base plate a steel cover plate is provided that the steel plates are connected to one another by four columns are that a force measuring ring is mounted on the steel cover plate opposite the hydraulic cylinder that on the inner end face of the force measuring ring, an annular disc is attached that further in the direction of Longitudinal axis of the force measuring ring, the ring disks and the Hydraulic cylinder a plunger with its one end
ti II··ti II ··
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mit der Stahldeckplatte fest verbunden ist, daß an dem anderen Ende des Tauchankers ein Ferritkern angeordnet ist, daß der Ferritkern in Richtung der Längsachse innerhalb einer Tauchspule beweglich ist, daß die Tauchspule innerhalb des Hydraulikzylinders angeordnet ist und daß an der Stahldeckplatte ein weiterer Hohlzylinder befestigt ist derart, daß der Hydraulikzylinder und der Kraftmeßring konzentrisch umfaßt sind.is firmly connected to the steel cover plate that a ferrite core is arranged at the other end of the plunger is that the ferrite core is movable in the direction of the longitudinal axis within a plunger coil that the plunger coil is arranged within the hydraulic cylinder and that a further hollow cylinder on the steel cover plate is attached such that the hydraulic cylinder and the force measuring ring are concentrically encompassed.
Aus der Vielzahl von Kenndaten, die eine Presse charakte-/ risieren, heben sich sechs Meßgrößen ab, die gut geeignet sind, den Zustand einer Presse genau zu beschreiben. From the multitude of characteristics that characterize a press / six measurands stand out that are well suited to precisely describe the condition of a press.
a) Parallelität dor Werkzeug-Aufspannflächen, b) Rechtwinkligkeit der Stößelbewegung zum Pressentisch, a) parallelism of the tool clamping surfaces, b) perpendicularity of the slide movement to the press table,
c) Auffederung, Durchbiegung, Spiel,c) suspension, deflection, play,
d) Schrägstellung des Stößels,d) inclination of the ram,
e) Auslenkung des Stößels in χ und y-Richtung,e) deflection of the ram in χ and y-direction,
f) Schwingungen des Stößels in x-, y- und z-Richtung,f) vibrations of the ram in x, y and z directions,
deren Amplitude und Frequenz.their amplitude and frequency.
f Alle angegebenen Kennwerte, mit Ausnahme von f), können durch statische Messungen bestimmt werden. Die Relativbewegungen zwischen Stößel und Pressentisch in x-Richtung (Materialdurchlaufrichtung) und in y-Richtung (90° versetzt zur Durchlaufrichtung) werden bei definierter f All specified characteristic values, with the exception of f), can be determined by static measurements. The relative movements between the ram and the press table in the x-direction (material flow direction) and in the y-direction (offset by 90 ° to the flow direction) are defined with
Exzentrizität £ und £ des Kraftangriffspunktes gex yEccentricity £ and £ of the force application point gex y
messen.measure up.
3030th
Es bedeuten z.B. Z = i b und £ = yrr t, daß der Kraftangriffspunkt um 1/5 d<=r Stößelbreite b und um 1/10 der Stößeltiefe t aus der Pressenmitte verschoben ist.For example, Z = ib and £ = yrr t mean that the force application point is shifted from the center of the press by 1/5 d <= r ram width b and 1/10 of the ram depth t.
- 4 - VPA 82 G 3 O O h DE- 4 - VPA 82 G 3 OO h DE
Aus der Messung e) folgt auch die Schrägstellung des Stößels in x- und y-Richtung.The inclination of the ram in the x and y directions also follows from the measurement e).
Die Auffederung in z-Richtung wird direkt im Kraftangriffspunkt ermittelt.The spring deflection in the z-direction is determined directly in the force application point.
Anhand der Zeichnung und eines Ausführungsbeispiels wird die Neuerung noch näher erläutert.The innovation is explained in more detail using the drawing and an exemplary embodiment.
In der FIG ist ein vereinfacht gezeichneter Schnitt der , Meßeinrichtung gemäß der Erneuerung dargestellt, auf einer Stahlgrundplatte z.B. mit den Abmessungen 496 · 396 . 36 mm3 ist in der Mitte ein Hydraulikzylinder 5 montiert, mit dessen Hilfe über einen Kraitmeßring die Belastung der Presse bis zu 500 kN dosiert erfolgen kann. Der Kolben 6 des Hydraulikzylinders 5 kann durch eine in der FIG nicht dargestellte Handpumpe etwa 40 mm ausgefahren werden, so daß die Meßvorrichtung gemäß der Neuerung für Einbauhöhen von 265 bis 305 mm geeignet ist. Dieser Bereich wurde für Pressen mit Nennkräften von 400 kN bis 800 kN zugrundegelegt. Das Anpassen an größere Einbauhöhen (z.B. bei hydraulischen Pressen) kann durch Zwischenplatten erfolgen. Der Hydraulik-V > zylinder 5 und der Kraftmeßring 10 sind mit einer zentrisehen Bohrung versehen. In der Mitte des Hydraulikzylinders ist eine Tauchspule 11 angeordnet. Innerhalb der Tauchspule 11 wird der Ferritkern 13 eines Tauchankers 12 geführt. Der Tauchanker ist mit der Stahldeckplatte 2 fest verbunden. Mit dieser Anordnung kann die Auffederung und das Spiel der Presse direkt im Kraftangriffspunkt gemessen werden. An der Stahlgrundplatte 2 ist ein Hohlzylinder 5 angeschraubt, dessen Mantelfläche exakt 90° zu seiner Stirnfläche geschliffen ist. Koaxial dazu ist an der Stahlgrundplatte 1 einThe FIGURE shows a simplified section of the measuring device according to the renewal, on a steel base plate, for example with the dimensions 496.396. 36 mm 3 , a hydraulic cylinder 5 is mounted in the middle, with the help of which the load of the press up to 500 kN can be dosed via a Kraitmeßring. The piston 6 of the hydraulic cylinder 5 can be extended about 40 mm by a hand pump, not shown in the figure, so that the measuring device according to the innovation is suitable for installation heights of 265 to 305 mm. This range was used as a basis for presses with nominal forces from 400 kN to 800 kN. Adaptation to greater installation heights (e.g. with hydraulic presses) can be carried out using intermediate plates. The hydraulic V> cylinder 5 and the force measuring ring 10 are provided with a zentrisehen bore. A plunger coil 11 is arranged in the middle of the hydraulic cylinder. The ferrite core 13 of a plunger 12 is guided within the plunger coil 11. The plunger is firmly connected to the steel cover plate 2. With this arrangement, the spring deflection and the play of the press can be measured directly at the point of application of force. A hollow cylinder 5 is screwed to the steel base plate 2, the outer surface of which is ground exactly 90 ° to its end face. A coaxial to this is on the steel base plate 1
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zweiter Zylinder 7 befestigt, an dessen Umfang, z.E, 15 mm unter seinem oberen Rand, sind im Winkelabstand von 90° (x, y-Richtung) je zwei berührungslose induktive Weggeber 8 im Abstand von z.B. 25 mm angeordnet, die auf einen bestimmten Abstand zum Zylinder einjustiert werden. Vier Säulen 3 (in der FIG sind nur 2 Säulen sichtbar), verbinden über Führungsbuchsen die Deckplatte 2 und die Grundplatte 1 der Meßeinrichtung zu einer kompakten Einheit, so daß die einmal vorgenommene Justierung der Weggeber erhalten bleibt. ■\ Zum Transport der Meßeinrichtung werden zwei gleich -* hohe Distanzstücke zusätzlich zwischen Ober- und Unterteil eingesetzt. Die Säulenführungsbuchsen 4 sind an der oberen Deckplatte 2 angeschraubt und durch einen angedrehten Bund genau positioniert. Durch nichtdargestellte Abdrückschrauben können die Buchsen leicht aus ihrer Position gedrückt und abgesenkt werden. Mit 14 und sind Ringscheiben bezeichnet.Second cylinder 7 attached, on its circumference, zE, 15 mm below its upper edge, two contactless inductive displacement transducers 8 are arranged at an angular distance of 90 ° (x, y direction) at a distance of, for example, 25 mm, which are at a certain distance adjusted to the cylinder. Four columns 3 (only 2 columns are visible in the figure) connect the cover plate 2 and the base plate 1 of the measuring device via guide bushes to form a compact unit, so that the adjustment of the displacement transducer, once made, is retained. ■ \ To transport the measuring device, two spacers of equal height * are also used between the upper and lower part. The column guide bushes 4 are screwed to the upper cover plate 2 and precisely positioned by a turned collar. The jacks can easily be pushed out of their position and lowered by means of forcing screws (not shown). With 14 and ring disks are designated.
Die Meßeinrichtung wird wie ein Stanzwerkzeug in die zu vermessende Presse eingesetzt. Die Deckplatte 2 ist mit dem Stößel und die Grundplatte 1 ist mit dem Pressentisch fest verbunden. Die Führungsbuchsen 4 werden vor ; ) dem MeßVorgang von der Deckplatte 2 gelöst und abgesenkt, so daß sich der nichtdargestellte Stößel bei der Vermessung der Presse frei und ohne zusätzliche Führung bewegen kann. Die Meßeinrichtung ermöglicht das Messen der Relativbewegung zwischen Stößel und Pressentisch unter Auffederung bei definierter Belastung mit berührungslosen induktiven Weggebern. Zur Verarbeitung der von den Weggebern 8 gelieferten Meßsignale werden in an sich bekannter Weise sechs Meßkanäle einer nichtdarge-The measuring device is inserted into the press to be measured like a punching tool. The cover plate 2 is connected to the ram and the base plate 1 is firmly connected to the press table. The guide bushes 4 are in front of ; ) the measuring process released from the cover plate 2 and lowered so that the ram, not shown, can move freely and without additional guidance when measuring the press. The measuring device enables the relative movement between the ram and the press table to be measured with spring deflection at a defined load with non-contact inductive displacement transducers. To process the measurement signals supplied by the transducers 8, six measurement channels of a non-bulk are used in a manner known per se.
-6- vpa 82 G 3 O O 4 QE-6- vpa 82 G 3 O O 4 QE
stellten elektronischen Auswerte-Einheit eingesetzt. Mittels dieser elektronischen Auswerte-Einheit werden die Meßwerte für χ oben, χ unten, y oben, y unten, ζ und F (Kraft) abgelesen.provided electronic evaluation unit used. By means of this electronic evaluation unit read off the measured values for χ above, χ below, y above, y below, ζ and F (force).
Schutzanspruch
1 FigurClaim to protection
1 figure
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- 8 - VPA 82 G 3 O O 4 DE- 8 - VPA 82 G 3 O O 4 DE
Meßeinrichtung zum Ermitteln der statischen und dynamischen Kennwerte von Pressen Measuring device for determining the static and dynamic characteristic values of presses
Durch die Neuerung wird es ermöglicht, die statischen und dynamischen Kennwerte von Pressen in einfacher Weise, jedoch exakt und reproduzierbar, zu bestimmen. Gemäß der Neuerung ist in der Mitte einer Stahlgrundplatte (1) ein Hydraulikzylinder (5) mit Hohlkolben (6) montiert.The innovation enables the static and dynamic characteristic values of presses to be determined in a simple way, however, exactly and reproducibly, to be determined. According to the innovation, in the middle of a steel base plate (1) a hydraulic cylinder (5) mounted with a hollow piston (6).
f Auf der äußeren Stirnfläche des Hohlkolbens (6) ist eine Ringscheibe (4) angebracht. Weiterhin ist. koaxial zum Hydraulikzylinder (5) mit einem vorgegebenen Abstand ein weiterer Zylinder (7) auf der Stahlgrundplatte (1) befestigt. Am Umfang des Zylinders (7) unterhalb seines oberen Randes sind im Winkelabstand von 90° je zwei induktive Weggaber (8) mit einem gegenseitigen vorgegebenen Abstand angeordnet. In einem vorgegebenen Abstand zur Stahlgrundplatte (1) ist eine Stahldeckplatte (2) vorgesehen. Beide Stahlplatten (1, 2) sind durch vier Säulen (3) miteinander verbunden. An der Stahldeckplatte (2) ist gegenüber dem Hydraulikzylinder (5) ein Kraftmeßring (10) montiert. Auf der inneren Stirnfläche des Kraftmeßringes (10) ist eine Ringscheibe (15) befestigt. In Richtung der Längsachse des Kraftmeßringes (10), der Ringscheiben (14, 15) und des Hydraulikzylinders (5) ist ein Tauchanker (12) mit seinem einen Ende mit der Stahlplatte (2) fest verbunden. Am anderen Ende des Tauchankers (12) ist ein Ferritkern (13) angeordnet, wobei der Ferritkern (13) in Richtung der Längsachse innerhalb einer Tauchspule (11) beweglich ist. Die Tauchspule ist innerhalb des Hydraulikzylinders (5) angeordnet. An der Stahldeckplatte (2) ist ein weiterer Hohlzylinder (9) befestigt derart, daß der Hydraulikzylinder (5) und der Kraftmeßring (10) konzentrisch umfaßt sind. f An annular disk (4) is attached to the outer face of the hollow piston (6). Furthermore is. Another cylinder (7) is attached to the steel base plate (1) coaxially to the hydraulic cylinder (5) at a predetermined distance. On the circumference of the cylinder (7) below its upper edge, two inductive dispensers (8) are arranged at an angular distance of 90 ° with a mutual predetermined distance. A steel cover plate (2) is provided at a predetermined distance from the steel base plate (1). Both steel plates (1, 2) are connected to one another by four columns (3). A force measuring ring (10) is mounted on the steel cover plate (2) opposite the hydraulic cylinder (5). An annular disk (15) is attached to the inner face of the force measuring ring (10). In the direction of the longitudinal axis of the force measuring ring (10), the annular disks (14, 15) and the hydraulic cylinder (5), one end of a plunger (12) is firmly connected to the steel plate (2). A ferrite core (13) is arranged at the other end of the plunger (12), the ferrite core (13) being movable in the direction of the longitudinal axis within a plunger coil (11). The plunger coil is arranged inside the hydraulic cylinder (5). Another hollow cylinder (9) is attached to the steel cover plate (2) in such a way that the hydraulic cylinder (5) and the force measuring ring (10) are concentrically enclosed.
FlG 1FlG 1
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