EP0051684A1 - Steuerung für die Kupplung und/oder Bremse einer Presse - Google Patents

Steuerung für die Kupplung und/oder Bremse einer Presse Download PDF

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EP0051684A1 EP80106698A EP80106698A EP0051684A1 EP 0051684 A1 EP0051684 A1 EP 0051684A1 EP 80106698 A EP80106698 A EP 80106698A EP 80106698 A EP80106698 A EP 80106698A EP 0051684 A1 EP0051684 A1 EP 0051684A1
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/14—Control arrangements for mechanically-driven presses
    • B30B15/142—Control arrangements for mechanically-driven presses controlling the brake or the clutch

Definitions

  • the invention relates to a control system for the clutch and / or brake on the main drive shaft of a press, in which a clutch cylinder or a brake cylinder counteracting the braking force is reached by means of at least one valve until the desired speed (operating speed or standstill) is reached , which can be controlled before reaching the desired speed (operating speed or standstill), can be acted upon with at least two different pressures, one of which is at least approximately the maximum clutch pressure or the at least approximately pressure relief and the other a partial pressure which is above the response pressure of the clutch or below the counter pressure canceling the response pressure of the brake.
  • the solution to this problem according to the invention is based on the principle of a temporary adjustment of the partial pressure during the period comprising reaching the desired speed (operating speed or standstill).
  • the solution of the above object is that the pressure during coupling or braking after reaching an intermediate pressure, which in the case of the coupling between a value significantly (by at least 40%) above the partial pressure and the maximum Clutch pressure and in the case of the brake between a value significantly (at least 40%) below the partial pressure and full pressure relief, before reaching the target speed (operating speed or standstill) on the partial pressure for at least until the target speed is reached (operating speed or standstill) sufficient period can be switched.
  • the clutch or brake responds quickly at the start of the process and a high clutch or braking torque builds up quickly.
  • the subsequent switch to the lower (clutch) or higher (brake) partial pressure leads to a decrease in the clutch or braking torque until the desired speed is reached (operating speed or standstill), which results in the desired softer transition.
  • at least approximately the maximum clutch pressure or the at least approximately pressure relief is to be set again so that the full clutch torque is available for the operation of the press or the full braking torque for holding the ram and its drive elements.
  • the switching between the different pressures is not without inertia, that is, by leaps and bounds. It may also be expedient to carry out the switchovers in stages, for example from the intermediate pressure to the partial pressure.
  • the controller expediently contains a time-control device which responds to speed, angle, time or pressure and during which the partial pressure is effective.
  • the intervention of the time control device and its switch-on time are to be dimensioned such that the desired speed (operating speed or standstill) is reached while the partial pressure is effective.
  • the switchovers between the different pressures can be carried out with smooth transitions, so that the vibrations that occur are kept to a minimum.
  • the control according to the invention can also be used with the same effects in a press, on the main drive shaft of a known clutch-brake combination (DE-PS 12 07 725) is provided, in which a cylinder at the same time the clutch and the Brake cylinder forms, in which a piston which alternately influences the clutch and the brake is guided.
  • the response pressure is represented by the horizontal line pA.
  • an intermediate pressure pZ is first controlled, whereby a quicker Rise of the clutch or braking torque M results in a relatively high value.
  • the subsequent changeover to a partial pressure pT leads to a drop in the clutch or braking torque M to a lower value, which is maintained until the desired speed n (operating speed or standstill) is reached, which results in the desired effect of a softer transition results in the target speed n (operating speed or standstill).
  • the pressure p is switched to the maximum clutch pressure pM or pressure relief pO.
  • a pressure medium source consisting of a pressure medium delivery 1 and a pressure medium accumulator 2 is provided, which is connected via a pressure reducing valve 3 and a (conventional) press safety valve 4 to a cylinder in which a piston is guided.
  • the pressure reducing valve 3 is under the influence of a time control device or a program control (not shown in the drawing).
  • a clutch piston 6 is guided in the clutch cylinder 5, on which a compression spring 7 acts in the opening direction of the clutch and via a piston rod 8 affects the clutch in the closing direction.
  • a brake piston 10 is guided in the brake cylinder 9, on which a compression spring 11 acts in the closing direction of the brake and which influences the brake in the opening direction via a piston rod 12.
  • a clutch and brake piston 14 is guided in the cylinder 13, which forms the clutch and the brake cylinder, on which a compression spring 15 acts in the opening direction of the clutch and at the same time in the closing direction of the brake and which is provided on both sides with a piston rod.
  • the piston rod 16 on the cylinder space side influences the brake in the opening direction
  • the spring side piston rod 17 influences the clutch in the closing direction.

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Abstract

Steuerung für die Kupplung und/oder Bremse einer Presse, bei der ein Kupplungszylinder bzw. ein der Bremskraft entgegenwirkender Bremszylinder bis zum Erreichen der angestrebten Drehzahl (Betriebsdrehzahl bzw. Stillstand) wahlweise mittels eines Ventils, das vor Erreichen der angestrebten Drehzahl ansteuerbar ist, mit zwei verschiedenen Drücken beaufschlagbar ist, von denen der eine der Kupplungsdruck bzw. die Druckentlastung und der andere ein Teildruck ist, der über dem Ansprechdruck der Kupplung bzw. unter dem den Ansprechdruck der Bremse aufhebenden Gegendruck liegt, wobei der Druck während des Kuppelns bzw. Bremsens nach Erreichen eines Zwischendruckes, der im Falle der Kupplung zwischen einem Wert über dem Teildruck und dem Kupplungsdruck und im Falle der Bremse zwischen einem Wert unter dem Teildruck und Druckentlastung liegt, noch vor Erreichen der angestrebten Drehzahl auf den Teildruck für einen bis zum Erreichen der angestrebten Drehzahl reichenden Zeitraum umschaltbar ist. Die Steuerung ist auch bei Kupplungs-Brems-Kombinationen anwendbar.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerung für die Kupplung und/oder Bremse an der Hauptantriebswelle einer Presse, bei der ein Kupplungszylinder bzw. ein der Bremskraft entgegenwirkender Brems - zylinder bis zum Erreichen der angestrebten Drehzahl (Betriebsdrehzahl bzw. Stillstand) wahlweise mittels mindestens eines Ventiles, das vor Erreichen der angestrebten Drehzahl (Betriebsdrehzahl bzw. Stillstand) ansteuerbar ist, mit mindestens zwei verschiedenen Drücken beaufschlagbar ist, von denen der eine mindestens annähernd der maximale Kupplungsdruck bzw. die mindestens annähernde Druckentlastung und der andere ein Teildruck ist, der über dem Ansprechdruck der Kupplung bzw. unter dem den Ansprechdruck der Bremse aufhebenden Gegendruck liegt.
  • Bei bekannten Steuerungen dieser Art (Kupplung: DE-OS 15 02 319, Bremse: DE-OS 15 77 264) wird - jedenfalls im Falle des normalen Betriebes - zunächst der Teildruck und erst danach mindestens annähernd der maximale Kupplungsdruck bzw. die mindestens annähernde Druckentlastung eingestellt, wodurch sich eine Verzögerung des Aufbaues des Kupplungsdruckes bzw. des Abbaues des Gegendruckes ergibt. Dies bewirkt, daß sich zu Beginn des Kuppelns bzw. Bremsens ein weicherer Eingriff der Kupplung bzw. Bremse ergibt. Bei den bekannten Steuerungen ist jedoch bei Beendigung des Kuppelns bzw. Bremsens mindestens annähernd der maximale Kupplungsdruck bzw. die mindestens annähernde Druckentlastung vorhanden, so daß sich beim Erreichen der angestrebten Drehzahl ein ziemlich harter Übergang zum Gleichlauf mit der Betriebsdrehzahl bzw. zum Stillstand ergibt.
  • Messungen haben ergeben, daß dieser harte Übergang eine wesentliche Ursache für Schwingungen in den Antriebselementen der Presse und für Schwingungen des Stößels ist, wodurch eine merkliche und störende Lärmbelästigung hervorgerufen wird. Aufgabe der Erfindung ist es daher, diesen harten Übergang und dessen Folgen durch einen weicheren Übergang in die angestrebte Drehzahl (Betriebsdrehzahl bzw. Stillstand) zu vermeiden, ohne eine unzulässige Verzögerung des gesamten Vorganges des Kuppelns bzw. Bremsens in Kauf nehmen zu müssen.
  • Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe beruht auf dem Prinzip einer zeitweisen Einstellung des Teildruckes während des das Erreichen der angestrebten Drehzahl (Betriebsdrehzahl bzw. Stillstand) umfassenden Zeitraumes. Bei einer Steuerung der eingangs genannten Art besteht die Lösung der genannten Aufgabe darin, daß der Druck während des Kuppelns bzw. Bremsens nach Erreichen eines Zwischendruckes, der im Falle der Kupplung zwischen einem Wert erheblich (um mindestens 40 %) über dem Teildruck und dem maximalen Kupplungsdruck und im Falle der Bremse zwischen einem Wert erheblich (um mindestens 40 %) unter dem Teildruck und voller Druckentlastung liegt, noch vor Erreichen der angestrebten Drehzahl (Betriebsdrehzahl bzw. Stillstand) auf den Teildruck für einen mindestens bis zum Erreichen der angestrebten Drehzahl (Betriebsdrehzahl bzw. Stillstand) reichenden Zeitraum umschaltbar ist.
  • Dadurch, daß zunächst der gegenüber dem Teildruck höhere (Kupplung) bzw. niedrigere (Bremse) Zwischendruck eingesteuert wird, ergibt sich bei Beginn des Vorganges ein rasches Ansprechen der Kupplung bzw. Bremse und ein rascher Aufbau eines hohen Kupplungs- bzw. Bremsmomentes. Die nachfolgende Umsteuerung auf den niedrigeren (Kupplung) bzw. höheren (Bremse) Teildruck führt zu einer Abnahme des Kupplungs- bzw. Bremsmomentes bis zum Erreichen der angestrebten Drehzahl (Betriebsdrehzahl bzw. Stillstand), wodurch sich der gewünschte weichere Übergang ergibt. Nachfolgend ist wieder mindestens annähernd der maximale Kupplungsdruck bzw. die mindestens annähernde Druckentlastung einzustellen, damit das volle Kupplungsmoment für den Arbeitsvorgang der Presse bzw. das volle Bremsmoment zum Halten des Stößels und seiner Antriebselemente zur Verfügung steht.
  • Selbstverständlich erfolgen die Umschaltungen zwischen den verschiedenen Drücken nicht trägheitslos, also sprunghaft. Es kann auch zweckmäßig sein, die Umschaltungen, beispielsweise von dem Zwischendruck auf den Teildruck stufenweise vorzunehmen.
  • Zweckmäßigerweise enthält die Steuerung ein drehzahl-, winkel-, zeit- oder druckabhängig ansprechendes Zeitsteuergerät, während dessen Einschaltzeit der Teildruck wirksam ist. Der Wirkungseingriff des Zeitsteuergerätes und dessen Einschaltzeit sind so zu bemessen, daß die angestrebte Drehzahl (Betriebsdrehzahl bzw. Stillstand) erreicht wird, während der Teildruck wirksam ist.
  • Durch Verwendung eines dem Kupplungszylinder bzw. dem Bremszylinder vorgeschalteten Proportionaldruckminderventiles, das aufgrund einer Programmsteuerung die Drücke einsteuert, lassen sich die Umschaltungen zwischen den verschiedenen Drücken mit weichen Übergängen durchführen, so daß die auftretenden Schwingungen auf ein Minimum begrenzt bleiben.
  • Die Steuerung nach der Erfindung kann mit gleichen Wirkungen auch in einer Presse angewandt werden, an deren Hauptantriebswelle eine bekannte Kupplungs-Brems-Kombination (DE-PS 12 07 725) vorgesehen ist, in der ein Zylinder zugleich den Kupp- ' lungs- und den Bremszylinder bildet, in dem ein abwechselnd die Kupplung und die Bremse beeinflussender Kolben geführt ist.
  • In der die Erfindung näher erläuternden Zeichnung sind in den Fig. 1 bis 3 Diagramme des Verlaufes des Druckes p, der Drehzahl n und des Momentes M über der Zeit t und in den Fig. 4 bis 6 die Steuerungen selbst schematisch dargestellt, wobei sich
    • Fig. 1 und 4 auf eine Kupplung,
    • Fig. 2 und 5 auf eine Bremse,
    • Fig. 3 und 6 auf eine Kupplungs-Brems-Kombination

    beziehen.
  • In den drei Diagrammen (Fig. 1 bis 3) ist der Ansprechdruck jeweils durch die horizontale Linie pA dargestellt. Bei den vier in den drei Diagrammen dargestellten Vorgängen des Kuppelns (Fig. 1 und Fig. 3, linker Teil) und des Bremsens (Fig. 2 und Fig. 3, rechter Teil) wird jeweils zunächst ein Zwischendruck pZ eingesteuert, wodurch sich ein rascher Anstieg des Kupplungs- bzw. Bremsmomentes M auf einen verhältnismäßig hohen Wert ergibt. Die jewäls folgende Umsteuerung auf einen Teildruck pT führt zu einem Abfall des Kupplungs- bzw. Bremsmomentes M auf einen niedrigeren Wert, der aufrechterhalten bleibt, bis die angestrebte Drehzahl n (Betriebsdrehzahl bzw. Stillstand) erreicht ist, wodurch sich die gewünschte Wirkung eines weicheren Überganges in die angestrebte Drehzahl n (Betriebsdrehzahl bzw. Stillstand) ergibt. Danach wird der Druck p auf den maximalen Kupplungsdruck pM bzw. Druckentlastung pO umgesteuert.
  • In den Steuerungen (Fig. 4 bis 6) ist jeweils eine aus einer Druckmittelförderung 1 und einem Druckmittelspeicher 2 bestehende Druckmittelquelle vorgesehen, die über ein Druckminderventil 3 und ein (übliches) Pressensicherheitsventil 4 an einen Zylinder angeschlossen ist, in dem ein Kolben geführt ist. Das Druckminderventil 3 steht unter Einfluß eines Zeitsteuergerätes oder einer Programmsteuerung (in der Zeichnung nicht dargestellt).
  • Im Falle einer Kupplung (Fig. 4) ist in dem Kupplungszylinder 5 ein Kupplungskolben 6 geführt, auf den eine Druckfeder 7 im Öffnungssinne der Kupplung wirkt und der über eine Kolbenstange 8 die Kupplung im Schließsinne beeinflußt.
  • Im Falle einer Bremse (Fig. 5) ist in dem Bremszylinder 9 ein Bremskolben 10 geführt, auf den eine Druckfeder 11 im Schließsinne der Bremse wirkt und der über eine Kolbenstange 12 die Bremse im Öffnungssinne beeinflußt.
  • Im Falle einer Kupplungs-Brems Kombination (Fig. 6) ist in dem zugleich den Kupplungs - und den Bremszylinder bildenden Zylinder 13 ein Kupplungs- und Bremskolben 14 geführt, auf den eine Druckfeder 15 im Öffnungssinne der Kupplung und zugleich im Schließsinne der Bremse wirkt und der beiderseits je mit einer Kolbenstange versehen ist. Die zylinderraumseitige Kolbenstange 16 beeinflußt die Bremse im Öffnungssinne, während die federseitige Kolbenstange 17 die Kupplung im Schließsinne beeinflußt.

Claims (4)

1. Steuerung für die Kupplung und/oder Bremse an der Hauptantriebswelle einer Presse, bei der ein Kupplungszylinder (5) bzw. ein der Bremskraft entgegenwirkender Bremszylinder (9) bis zum Erreichen der angestrebten Drehzahl n (Betriebsdrehzahl bzw. Stillstand) wahlweise mittels mindestens eines Ventiles (3), das vor Erreichen der angestrebten Drehzahl n (Betriebsdrehzahl bzw. Stillstand) ansteuerbar ist, mit mindestens zwei verschiedenen Drücken beaufschlagbar ist, von denen der eine mindestens annähernd der maximale Kupplungsdruck pM bzw. die mindestens annähernde Druckentlastung pO und der andere ein Teildruck pT ist, der über dem Ansprechdruck pA der Kupplung bzw. unter dem den Ansprechdruck pA der Bremse aufhebenden Gegendruck liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck p während des Kuppelns bzw. Bremsens nach Erreichen eines Zwischendruckes pZ, der im Falle der Kupplung zwischen einem Wert erheblich (um mindestens 40 %) über dem Teildruck pT und dem maximalen Kupplungsdruck pM und im Falle der Bremse zwischen einem Wert erheblich (um mindestens 40 %) unter dem Teildruck pT und voller Druckentlastung pO liegt, noch vor Erreichen der angestrebten Drehzahl n (Betriebsdrehzahl bzw. Stillstand) auf den Teildruck pT für einen mindestens bis zum Erreichen der angestrebten Drehzahl n (Betriebsdrehzahl bzw. Stillstand) reichenden Zeitraum umschaltbar ist.
2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein drehzahl-, winkel-, zeit- oder druckabhängig ansprechendes Zeitsteuergerät vorgesehen ist, während dessen Einschaltzeit der Teildruck pT wirksam ist.
3. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kupplungszylinder (5) bzw. dem Bremszylinder (9) ein Proportionaldruckminderventil (3) vorgeschaltet ist, das aufgrund einer Programmsteuerung die Drücke p einsteuert:
4. Anwendung der Steuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche auf eine an der Hauptantriebswelle einer Presse vorgesehene Kupplungs-Brems-Kombination, in der ein Zylinder (13) zugleich den Kupplungs- und den Bremszylinder bildet, in dem ein abwechselnd die Kupplung und die Bremse beeinflussender Kolben (14) geführt ist.
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