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Einrichtung zum Messen der Arbeitsgeschwindigkeit bei hydraulischen
Pressen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Messen der Arbeitsgeschwindigkeit
bei hydraulischen Pressen, bei der die Preßkolbengeschwindigkeit mit einer Sollgeschwindigkeit
verglichen wird. Eine derartige Einrichtung ist bekannt, und zwar wird hierbei die
Sollgeschwindigkeit von einem Motor abgeleitet und-die Preßkolbengeschwindigkeit
in eine Drehbewegung umgewandelt. Zwischen die beiden Getriebe ist ein Differentialgetriebe
eingeschaltet, das mit einem Zeiger verbunden ist. Das Differentialgetriebe hat
die Wirkung, daß der Zeiger in Ruhe bleibt, wenn Preßkolbengeschwindigkeit und Sollgeschwindigkeit
übereinstimmen. Diese Einrichtungen halben den Nachteil, daß umfangreiche Rädergetriebe
erforderlich sind, und zwar werden die Rädergetriebe um so .umfangreicher, je größer
der Meßbereich der Einrichtung sein soll. Bei ganz kleinen Geschwindigkeiten, wie
sie z. B. bei Metallrohrpressen beim Pressen. von Leichtmetall verlangt werden,
ist auf diesem Wege eine brauchbare Lösung überhaupt nicht zu finden.
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Durch die Erfindung werden einmal die umfangreichen Rädergetriebe
vermieden, und zum andere wird die Abhängigkeit von der Preßgeschwindigkeit vollkommen
beseitigt. Die Erfindung besteht darin, daß ein sich mit der Preßkolbengeschwindigkeit
und ein sich mit der Sollgeschwindigkeit
bewegendes Glied durch
ein in seiner Länge bzw. seinem Volumen gleichbleibendes, jedoch in seiner Gestalt
veränderbares Mittel verbunden sind und die bei Unterschieden in der Preßkolbengeschwindigkeit
und Sollgeschwindigkeit an einer Meßstelle auftretende Gestaltänderung des Verbindungsmittels
gemessen wird.
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Die Ausführungsmöglichkeiten für das Verbindungsmittel sind mannigfach.
Es kann z. B. ein über ortsfeste Leitrollen geführtes, biegsames Verbindungsmittel,
z. B. ein Seil, verwendet werden, daß außerdem über eine bewegliche Rolle geführt
ist, deren Bewegungen auf ,die Anzeigevorrichtung übertragen werden. Ferner kann
das Verbindungsmittel ein aus zwei gegeneinander verschiebbaren Keilstücken bestehender
Körper sein. Die durch eine gegenseitige Verschiebung der beiden Keilstücke hervorgebrachte
Änderung der Höhe des Körpers wird auf die Anzeigevorrichtung übertragen. Schließlich
kann als Verbindungsmittel ein Flüssigkeitsgestänge mit einer als Meßstelle dienenden
Ausweichstelle für die Flüssigkeit angewendet wenden. Die Übertragung des Flüssigkeitsstandes
an der Ausweichstelle auf die Anzeigevorrichtung erfolgt z. B. durch einen Schwimmer.
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Das die Sollgeschwindigkeit ausführende Glied kann durch beliebige
Mittel angetrieben werden. Beispielsweise wird es mit einem hydraulischen Antrieb
verbunden., der durch ein Drosselventil regelbar und mit der Presse umsteuerbar
ist.
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In oder Zeichnung sind die drei vorerwähnten Ausführungsformen. des
Erfindungsgedankens schematisch dargestellt.
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In der Abb. i ist eine Metallstrangpresse angedeutet, und zwar sind
der Preßzylinder mit i, der Preßplunger mit 2, der-Werkzeugträger mit 3, der Preßstempel
mit 4, der Rückzugzylinder mit 5, der Rückzugplunger mit 6 und der Preßtopf mit
7 bezeichnet.
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Als Glied, das sich mit der Preßkollbengeschwindigkeit bewegt, ist
beispielsweise der Werkzeugträger 3 vorgesehen. An Stelle des letzteren kann natürlich
auch ein anderes Glied gewählt werden, das von dem Preßkolben angetrieben ist und
sich mit dessen Geschwindigkeit oder einer in einem bestimmten Verhältnis größeren
oder kleineren Geschwindigkeit bewegt. Dem sich entsprechend der Preßkolbengeschwindigkeit
bewegenden Glied 3 ist ein Glied 8 zugeordnet, !das von einem nachstehend näher
beschriebenen Antrieb mit der Sollgeschwindigkeit bewegt wird. Die Glieder 3 .und
8 sind nach dem Beispiel der Abib. i durch ein Seil 9, eine Kette od. dgl., also
durch ein biegsames Verbindungsmittel verbunden, das an mehreren Stellen über ortsfeste
Leitrollen io umgeführt ist. Zwischen zwei der ortsfesten Leitrollen io ist das
biegsame Glied 9 über eine bewegliche Rolle ii Umgeführt, die mit einem gleichzeitig
als Spanngewicht dienenden Führungskörper 12 zwischen senkrechten Führungsleisten
13 geführt ist. An dem Führungskörper 12 ist beispielsweise eine Zahnstange 14 befestigt,
die mit einem ortsfest gelagerten Ritzel 15 im Eingriff steht, von dessen Welle
der Antrieb eines Zeigers 16 abgeleitet ist.
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Bei oder Ausführung des Preßhubes bewegen sich die Glieder 3 und 8
in der Pfeilrichtung I gleichsinnig. Wenn nun .die Sollgeschwindigkeit des Gliedes
8 und die der Preßkolbengeschwindiadkeit entsprechende Geschwindigkeit, Istgeschwindigkeit
genannt, übereinsüimmen, so ändert sich die Gestalt des biegsamen Verbindungsmittels
9 in dem über die bewegliche Rolle i i umgeführten Abschnitt nicht. Die Rolle i
i bleilbt in der gleichen Höhenlage stehen, und daher bleibt auch der Zeiger 16
in Ruhe. Ist die Geschwindigkeit des Gliedes 3 größer als die des Gliedes 8, so
wird die Umführung'sschleife an der Rolle i i unter Absenken der letzteren verlängert.
Die Folge davon ist, daß der Zeiger 16 ausschlägt, und zwar in idem vorliegenden
Beispiel nach rechts. Beim Vorliegen eines umgekehrten Geschwindigkeitsunterschiedes
wird die Umführungsschleife an oder Rolle i i verkürzt und die letztere angehoben.
Der Ausschlag,des Zeigers 16 geht dann nach der anderen Richtung, im vorliegenden
Falle nach links. Der Bedienungsmann kann also an den Bewegungen des Zeigers 16
jederzeit erkennen, ob und in welchem Sinne eine Abweichung der Preßkolbengeschwindigkeit
von der vorgeschriebenen Geschwindigkeit vorliegt und kann die Druckwasserzuführ
zum Preßzylinder i entsprechend einstellen. Auch eine selbsttätige Regelung der
Preßwasserzufuhr zum Preßzylinder i in Abhängigkeit von den Heb- und Senkbewegungen
der Rolle i i ist durchführbar.
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Für das Antriebsmittel, durch welches dem Glied 8,die Sollgeschwindigkeit
erteilt wird, kommen verschiedene Möglichkeiten in Betracht. So kann z. B. die Bewegung
des Gliedes 8 von einem stufenlos regelbaren Elektromotor, von einem regelbaren
Federwerk, von einem regelbaren Druckflüssigkeitstrieb usw. abgeleitet werden. Ein
bevorzugtes Beispiel für die letztere Möglichkeit zeigt die Abb, i.
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Das Glied 8 ruht auf Tauchkolben 2o, 21 und 22, die in Zylinderräume
23, 24 und -25 eines Zylinderblockes 26 eintauchen. D (er mittlere Tauchkolben 21
hat einen größeren Durchmesser als die anderen. Sein Zylinderraum 24 ist über ein
unter Überdruck schließendes, als Saugventil wirkendes Rückschlag-Ventil
27 und ein gesteuertes Ventil 28, dem ein Drosselventil 29 zugeordnet
ist, mit einem Flüssigkeitssammelraum 30 verbunden. Das Ventil 28 wirkt mit
einem Steuerkolben 31 zusammen, der einerseits, und zwar im Schließsinne des Ventils,
durch eine Kraft, z. B. eine Feder 32, belastet ist, während der Zylinderraum der
anderen Seite des Steuerkolbens über eine Leitung 33 mit dem Preßzylinder i in ständiger
Verbindung steht. Das Drosselventil 29 ist mit einem Handrad 34 einstellbar. Seine
Stellung kann an einer geeichten Skala 35 abgelesen wenden. Die Zylinderräume 23
und 25 der Kolben 2o und 22 stehen übler eine Leitung 36 mit den Rückzugzylindern
5 der Presse in ständiger Verbindung.
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Vor Beginn des Preßhubes steht die Presse auf Rückzug. Mit dem Rüakzugzylinder
5 erhalten die
Zylinderräume 23 und 25 Preßflüssigkeit. Durzli diese
werden die Kolben 2o und 22 und damit auch das Glied 8 angehoben. Der Kolben 21
saugt dabei über das Ventil 27 Flüssigkeit aus dem Behälter 30 in
den Zylinderraum 24. Das Ventil 28 kann auch frei spielen, weil der Preßzylinder
i drucklos ist und daher der im Schließsinne wirkenden Feder 32 keine Gegenkraft
gegenübersteht. Die obere Endstellung ,des Gliedes 8 ist durch Anschlag begrenzt.
Tei ganz zurückgezogenem Preßkolben ?-
und in die höchste Stellung bewegtem
Glied 8 nimmt die Rolle i i und damit der Zeiger a:6 immer die gleiche Lage ein.
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Wird bei gleichzeitiger Schaltung der Rückz.ugzylinder 5 auf Ablauf,
der Flüssigkeitszulauf zum Preßzylinder i eingeschaltet, so werden der Steuerkolben
31 und die Leitung 33 mit Druckflüssigkeit beaufschlagt. Die Kraft der Feder 32
wird überwunden, so daß das Ventil 28 in die Offenstellung hewegt wird. Da die Zylinderräume
2:3 und 25 drucklos geworden sind, kann jetzt das Glied 8 mit seinem Kolben unter
dem Eigengewicht absinken, wobei der Kolben 21 Druckflüssigkeit nur über das Drosselventil
29 in den Flwssigkeitssummelraum 30 ausschiebt. Das Saugventil 27 wird unter dem
dabei auftretenden Überdruck in der Geschlossenstellung gehalten. Die Geschwindigkeit,
mit der das Glied 8 absinkt, ist die Sollgeschwindigleeit, und sie hängt von dem
Durchgangsquerschnitt, den das Drosselventil 29 freigibt, ab und 'kann also mit
Hilfe des Handrades 34 eingestellt werden.
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Die Abb. 2 und 3 zeigen ein Beispiel, beidem das Verbindungsmittel
zwischen den mit der Ist- und der Sollgeschwindigkeit sich bewegenden Gliedern aus
zwei entlang ihrer Schrägflächen verschiebbaren Keilstücken 4o und 41 besteht. Das
eine Keilstück 4o ist -beispielsweise an das sich mit der Sollgeschwindigkeit ibewegende
Glied und das Keilstück 41 an das sich mit der Istgeschwindigkeit bewegende Glied
angeschlossen. De Anschlußverbindung muß hier eine starre sein, beispielsweise ein
Gestänge. Die beiden Keilstüc@lce bilden einen Körper, dessen mit h bezeichnete
Höhe von der Führungsfläche 42 bis zu der Oberseite des Keilstückes 41 von der gegenseitigen
Lage der beiden Keilstücke abhängig ist. Die Oberseite des Keilstückes 41 gleitet
an einem kraftschlüssig mit einer Rolle 43 anliegenden Fühlhebel 4-:t, der mit einem
Zeiger 45 verbunden ist.
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Bei Übereinstimmung der Ist- und der Sollgeschwindigkeit verbleiben
die beiden Keilstücke 41 und 42 in der gegenseitigen Lage, so .daß die Höhe lt und
damit die Stellung des Fühlhebels 44 und des Zeigers 45 erhalten bleibt. Ist die
Istgeschwin.digkest größer als die Sollgeschwindigkeit, so eilt das Keilstück .I1
vor und die Folge ist, daß die Höhe lt abnimmt, wodurch der Zeiger 45 nach rechts
ausschlägt (s. Abb. 3). Bei größerer Sollgeschwindiblceit eilt das Keilstück 40
vor, wodurch das Keilstück 41 gehoben wird, so :d.aß die Höhe lt größer wird
und daher der Zeiger 45 nach links ausschlägt. Der Bedienungsmann hat also auch
wieder ein Mittel an der Hand, festzustellen, ob und in welchem Sinne die Istgeschwindigkeit
von der Sollgeschwindigkeit abweicht.
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Bei den Ausführungsbeispielen nach den Abb. 4 und 5 sind die beiden
die Soll- und die Istgeschwindigkeit ausführenden Glieder Tauchkolben 5o und 51,
die von entgegengesetzten Seiten in einen mit Flüssigkeit gefüllten, waagerecht
liegenden Zylinder 52 einschiebbar sind. Die beiden Glieder sind also durch ein
Fliissi.gikeitsgestänge miteinander verbunden. An dem Zylinder 52 ist ein Steigrohr
53 angeschlossen, in welchem die Flüssigkeit einen Schwimmer 54 trägt, der einen
Zeiger 55 bewegt, dem eine Skala 56 zugeordnet ist.
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Bewegen sich die beiden Tauchkolben 5o und 5i mit der gleichen Geschwindigkeit
in einer Richtung, .d. h. sind Ist- und Sollgeschwindigkeit gleich, so bleibt der
Flüssigtlceitsstand in dem Steigrohr 53 unverändert. Eilt der Kolben 51 vor, ist
also beispielsweise die Istgeschwindigkeit größer als die Sollgeschwindigkeit, so
muß aus dem Steigrohr 53 Flüssigglceit in den Zylinder 52 nachfließen. Der Flüssigkeitsstand
in dem Steigrohr 53 fällt, und der Schwimmer 54 mit dem Zeiger 55 sinkt nach unten.
Bei überwiegender Geschwindigkeit des Kolbens 5o, d. h. bei überwiegender Sollgeschwindigkeit,
weicht Flüssigkeit in das Steigrohr 53 aus, so daß ,der Flüssigkeitsstand in diesem
steigt. Der Schwimmer 54 mit dem Zeiger 55 .geht also nach oben. Der Bedienungsmann
kann somit auch wieder sehen, ob und in welchem Sinne die Ist- und die Sollgeschwindigkeit
voneinander abweichen, und kann dementsprechend -in den Zufluß ,der Druckflüssigkeit
zum Preßzylinder regelnd eingreifen.