CH642908A5

CH642908A5 - Schaltungsanordnung an einem stellantrieb einer stoesselverstellung.

Info

Publication number: CH642908A5
Application number: CH709479A
Authority: CH
Inventors: Franz Schneider; Ewald Bergmann; Gerhard Gering
Original assignee: Schuler Gmbh L
Priority date: 1978-08-02
Filing date: 1979-08-02
Publication date: 1984-05-15
Also published as: FR2432385B1; GB2029988A; DE2833829A1; FR2432385A1; US4378717A; BE877963A; IT1122682B; DE2833829C2; US4481847A; IT7924865A0; GB2029988B

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung an einem Stellantrieb einer Stösselverstellung einer schnellaufenden Schnittpresse, mit einem an einem Stössel angebrachten Oberwerkzeug und einem auf einem Pressentisch befestigten Unterwerkzeug, in welches das Oberwerkzeug während des Schnittvorganges eintaucht, wobei über einen Getriebezug mit hoher Übersetzung der Stössel gegenüber Antriebspleuel während des Betriebes der Schnittpresse relativ verstellbar ist, und wobei Antriebspleuel und Stössel gegeneinander verspannbar sind, und wobei der Getriebezug mit einem Motor verbunden ist, der durch in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Schnittpresse ermittelte Stellsignale im Sinne einer Konstanthaltung der Eintauchtiefe des Oberwerkzeuges im Unterwerkzeug über eine Kippstufe ansteuerbar ist.

Stellantriebe der gattungsbildenden Art (z.B. DE-OS 15 02 283) dienen im allgemeinen zur Einstellung der Hublage für jeden verwendeten Werkzeugsatz. Die Einstellung erfolgt ausserhalb des normalen Betriebes, d.h. an sich bei Stillstand der Schnittpresse im unteren Totpunkt. Nach erfolgter Einstellung wird der Stössel gegenüber Antriebspleuel vorzugsweise hydraulisch verspannt. Die Schnittpresse kann nunmehr in Betrieb genommen werden.

Weiterhin ist aus der DE-Zei'schrift «Blech», 7, 1960, Nr. 9, Seite 490 eine Presse bekannt, bei der die Einstellung des Stössels je nach Höhe des Werkzeugsatzes auch bei laufender Maschine vorgenommen werden kann. Bei der- letztgenannten Pressenart handelt es sich jedoch um relativ langsam laufende C-Gestell-Pressen.

Bei Schnittpressen der gattungsbildenden Art hat sich gezeigt, dass die Eintauchtiefe eines Oberwerkzeuges in ein zugehöriges Unterwerkzeug bei zunehmender Arbeitsgeschwindigkeit, d.h. höherer Hubzahl, ansteigt. Dieser Vorgang führt bei schnellaufenden Schnittpressen mit beispielsweise mehr als 600 Hüben/min. zu einem erhöhten Werk-zeugverschleiss. Durch den zunehmenden Einsatz von aufwendigen und1 teueren Hartmetallwerkzeugen bei den vorhergehend geschilderten Schnittpressen entstehen hierbei hohe Kosten für den Ersatz der schnell verschleissenden

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Werkzeuge, insbesondere für den anfallenden Herstellungsaufwand.

Gemäss einem älteren Vorschlag wird die Ursache für den eihöhten Verschleiss der Werkzeuge durch die bei steigender Hubzahl der Schnittpresse zunehmende Eintauchtiefe im wesentlichen dadurch vermieden, dass bei einer gattungsbildenden; Schnittpresse, bei der über einen Getriebezug mit hoher Übersetzung der Stössel gegenüber Antriebspleuel während des Betriebes relativ verstellbar ist, der Getriebezug mit einem Motor verbunden ist, der durch in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Schnittpresse ermittelte Stellsignale im Sinne einer Konstanthaltung der Eintauchtiefe des Oberwerkzeuges im Unterwerkzeug über eine Kippstufe ansteuerbar ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, den Stellantrieb gemäss dem älteren Vorschlag mit einer Schaltungsanordnung zu verbinden, die einfach im Aufbau, leicht einstellbar und ein hohes Mass an Betriebssicherheit bietet und die Eintauchtiefe des Oberwerkzeuges in das Unterwerkzeug konstant hält.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäss gemäss Anspruch 1 oder 5 gelöst.

Die erfindungsgemässen Lösungen zeichnen sich im Falle des Patentanspruches 1 durch eine einfache Einstellung des Endschalters aus, wobei eine Kippstufe unmittelbar ansteuerbar ist. Im Falle des Patentanspruches 5 ergibt sich darüberhinaus der Vorteil, gleichzeitig eine Presskraftanzeige, auch im Hinblick einer Überlastsicherung (DE-OS 26 34 385), zur Verfügung zu haben.

Abweichend von der gattungsbildenden Art der Schnittpresse sind die erfindungsgemäss gekennzeichneten Schaltungsanordnungen im Rahmen des Schutzumfanges auch auf einen verstellbaren Pressentisch, verstellbare Ober- bzw. Unterwerkzeuge, eine in der Höhe verstellbar ausgebildete Aufspannplatte, z.B. mittels Keil Verstellung, und am Pressengestell bzw. -Ständer angreifende VerStelleinrichtungen anwendbar. Insbesondere eine als Nachrüstzubehör lieferbare Aufspannplatte zur Verwendung in älteren Schnittpressen, die entsprechend hohe Hubzahlen erreichen, ist hierbei von Bedeutung.

Anhand einer Zeichnung sind nachfolgend Beispiele er-findungsgemässer Schaltungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Schaltungsanordnung mit Endschaltern und

Fig. 2 eine Schaltungsanordnung mit einem Presskraft-messaufnehmer.

Gleiche Bauteile sind hierbei mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

In den Zeichnungen ist eine schnellaufende Schnittpresse 10 schematisch dargestellt, auf deren Pressentisch 11 ein Unterwerkzeug 12 montiert ist. Das zugehörige Oberwerkzeug 13 ist an einem Stössel 14 angebracht, der über Antriebspleuel 15 mit einer nicht näher dargestellten Exzenterwelle eines Pressenantriebes in Wirkverbindung steht. Der Stössel 14 ist über einen Getriebezug mit hoher Übersetzung gegenüber den Antriebspleueln 15 relativ verstellbar mit diesen verbunden. An dem Getriebezug greift ein Motor 16 an, der aus einem Drehstromnetz 17 drehrichtungsumschalt-bar gespeist wird. Für eine Aktivierung des Motors 16 im Sinne — Stössel auf — werden hierbei ein Schaltschütz 18 und für eine Aktivierung im Sinne — Stössel ab — ein Schaltschütz 19 angesteuert. Die Schaltschütze 18, 19 werden von Verstärkerstufen 20, 21 angesteuert, wobei die Verstärkerstufe 20 mit einem ersten Signalausgang 22 und die Verstärkerstufe 21 mit einem zweiten Signalausgang 23 einer Kippstufe 24, 25 verbunden sind, die mit zwei Flip-Flop aufgebaut ist. Von den Signalausgängen 22, 23 der Flip-Flop 24, 25 wird eine schematisch als Funktionsblock dargestellte Verspanneinrichtung 26 angesteuert, durch die die Antriebspleuel 15 gegenüber dem Stössel 14 in dem Anlenkpunkten (Druckpunkten), vorzugsweise hydraulisch, nach erfolgter Verstellung verspannt werden bzw. zu Beginn einer Versteh lung gelöst, d.h. entspannt werden.

Gemäss dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 sind an der Schnittpresse 10 einstellbar im Wirkungsweg des Stössels 14 ein erster, unterer und ein zweiter, oberer Endschalter 27, 28 angebracht. Der Signalausgang des ersten Endschalters 27 ist mit einem ersten Setzeingang 29 der Kippstufe — des Flip-Flop 24 — verbunden1, während der Signalausgang der zweiten Endschalters 28 an einen zweiten Setzeingang 30 der Kippstufe — des Flip-Flop 25 — angeschlossen ist. Die Signalausgänge 22, 23 der Flip-Flop 24, 25 sind auf je einen Rücksetzeingang 31, 32 über eine die Grösse eines Verstellschrittes bestimmende Schaltstufe 33 rückgekoppelt. Die Schaltstufe 33 kann als Zeitglied, als Zählglied oder äquivalent wirkend ausgebildet sein. In Reihe zu dem zweiten, oberen Endschalter 28 ist ein Abfrageschalter 34 geschaltet, der nur während einer vorbestimmten kurzen Zeitspanne eines Hubes angesteuert wird. Die Ansteuerung des Abfrageschalters 34 erfolgt vorzugsweise von einer schematisch angedeuteten Steuerwalze 35, die für die übliche Pressensteuerung mit der Exzenterwelle synchron umläuft und in jeder Schnittpresse vorhanden ist. Weiterhin ist noch ein Schaltglied 36 als Ruhekontakt wirkend vorgesehen, das den Betriebszustand

— Kupplung ein/aus — der Schmttpresse 10 erfasst. In Reihe zu dem Schaltglied 3'6 ist eine die unterste Endlage des Stössels 14 erfassende Umschaltstufe 37 vorgesehen, deren die unterste Endlage des Stössels signalisierende Ausgang mit dem Rücksetzeingang 32 der Kippstufe — Flip-Flop 25 — und deren anderer Ausgang mit dem Setzeingang 30 der Kippstufe — Flip-Flop 25 — verbunden sind. Beide Rücksetzeingänge 31, 32 der Flip-Flop 24, 25 sind noch an eine Schaltkorrekturstufe 38 angeschlossen, die sicherstellt, dass bei Inbetriebnahme die Flip-Flop 24, 25 eine definierte Ausgangslage einnehmen.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2 ist anstelle der Endschalter 27, 28 ein Presskraftmessaufnehmer 40 an einem Antriebspleuel 15 angebracht. Der Presskraftmessaufnehmer 40 kann auch an einer anderen beliebigen, geeigneten Stelle der Schnittpresse 10 angebracht werden. Verbunden ist der Presskraftmessaufnehmer 40 mit einem geeigneten Auswerter 41, dessen Signalausgang — Presskraft steigt

— an den Setzeingang 29 und dessen1 Signalausgang — Presskraft sinkt — an den Setzeingang 30 der Kippstufe

— Flip-Flop 24, 25 — angeschlossen ist. Die die Grösse eines Verstellschrittes bestimmende Schaltstufe 33 ist zwischen die Flip-Flop 24, 25 wie bei Fig. 1 geschaltet, während die die unterste Endlage des Stössels 14 signalisierende Umschaltstufe 37 nur den Rücksetzeingang 32 der Kippstufe

— Flip-Flop 25 — beaufschlagt. Für die Sicherstellung einer definierten Ausgangslage der Flip-Flop 24, 25 bei Inbetriebnahme sorgt die Schaltkorrekturstufe 38, die mit den Rück-setzeingängen 31, 32 der Kippstufe — Flip-Flop 24, 25 — verbunden sind.

Für bestimmte Anwendungsfälle kann die Schaltungsanordnung gemäss Fig. 1 dahingehend vereinfacht werden, dass der zweite Endschalter 28 sowie die Rückkopplung des Flip-Flop 25 der Kippstufe entfallen.

Anstelle des Motors 16 kann auch ein anderes Stellglied, beispielsweise eine druckmittelbetätigte Zylinder-Kolben-Einheit, verwendet werden.

Weiterhin kann eine erfindungsgemässe Schaltungsanordnung auch bei hydraulischen Schnelltaktpressen Anwendung finden, ohne dass der Schutzumfang der Erfindung verlassen wird.

Die Schaltungsanordnung nach Fig. 1 arbeitet wie folgt.

Bei Inbetriebnahme der gesamten Anlage wird die Schalt5

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korrekturstufe 38 betätigt, wodurch die Rücksetzeingänge 31, 32 der Flip-Flop 24, 25 angesteuert werden und somit die Kippstufe in ihre Ausgangslage gebracht wird. Die Schnittpresse 10 wird durch Einrückern der Kupplung und Lüften der Bremsen gestartet, wodurch das Schaltglied 36 angesteuert (geöffnet) wird. Die Schnittpresse 10 wird nun auf die hohe Betriebshubzahl gefahren, was zwangsläufig eine Vergrösserung der Eintauchtiefe zur Folge hat. Hierdurch wird der erste, untere Endschalter 27 durch den Stössel 14 angefahren, das Flip-Flop 24 wird über den ersten Setzeingang 29 angesteuert und liefert am ersten Signalausgang 22 ein Stellsignal, welches die Verspanneinrichtung 26 im Sinne — Vorspannung lösen — die Schaltstufe 33 und den Verstärker 20 ansteuert. Hierdurch wird das Schaltschütz 18 geschlossen und der Motor 16 im Sinne — Stössel auf — gestartet. Die Umschaltstufe 37 wird betätigt, da der Stössel 14 seine unterste Endlage verlässt. Nach Ablauf einer bestimmten Zeitspanne, die durch Schaltstufe 33 vorgegeben ist und empirisch ermittelt wird, wird der Rücksetzeingang 31 des Flip-Flop 24 beaufschlagt, die Verspanneinrichtung 26 im Sinne — Verspannen — angesteuert, gleichzeitig das Schaltschütz 18 geöffnet und der Motor 16 stillgesetzt. Wird jedoch der erste, untere Endschalter 27 weiterhin von dem Stössel 14 angefahren, was in der Hochlaufphase der Schnittpresse 10 der Normalfall ist, wiederholt sich die Ansteue-rung der Schaltstufe 33 solange bis der Endschalter 27 nicht mehr angefahren wird. Während dieser Hochlaufphase bleibt das Schaltschütz 18 geschlossen und die Verspanneinrichtung 26 im Sinne — Verspannung lösen — angesteuert. Hat die Schnittpresse 10 die Betriebshubzahl erreicht, stellt sich ein quasistabiler Zustand ein, in dem die Flip-Flop 24, 25, d.h. die Kippstufe, die Ausgangslage einnehmen. Vermindert sich die Eintauchtiefe des Oberwerkzeuges 13 in dem Unterwerkzeug 12, wird der zweite, obere Endschalter 28 in der kurzen, durch den über die Steuerwalze 35 angesteuerten Ab-frageschalter'34 bestimmten Zeitspanne, die um den unteren Totpunkt liegt, angefahren, wodurch der zweite Setzeingang 30 des Flip-Flop 25 beaufschlagt wird. An dem zweiten Signalausgang 23 des Flip-Flop 25 steht nun ein Stellsignal an, welches über den Verstärker 21 das Schaltschütz 19 schliesst, die Schaltstufe 33 und die Verspanneinrichtung 26 im Sinne — Verspannung lösen — ansteuert. Der Motor 1'6 wird mit dem Drehstromnetz 17 im Sinne — Stössel ab — beaufschlagt, äquivalent zu der vorhergehend beschriebenen Wirkungsweise, solange, wie der zweite, obere Endschalter 28 innerhalb der durch den Abfrageschalter 34 vorgegebenen Zeitspanne und somit wirksam durch den Stössel 14

angefahren wird. In der untersten Endlage des Stössels 14 wird die Umschaltstufe 37 angesteuert, der Rücksetzeingang 32 beaufschlagt und in der Folge der Motoar 16 in jedem Fall stillgesetzt.

5 Bei der bereits vorhergehend beschriebenen vereinfachten Ausführung — ohne zweiten, oberen Endschalter 28 — wird von der in der Praxis üblichen Betriebsweise ausgegangen, nämlich dass die Schnittpresse 10 zwar aus einer Starthubzahl hochgefahren werden kann, jedoch aus der Betriebs-io hubzahl heraus abrupt, durch Ausrücken der Kupplung und Einfallen der Bremse, angehalten wird. Hierfür reicht die Beschattung mit dem Schaltglied 36 und der Umschaltstufe 37 aus. Der zweite Setzeingang 30 der Kippstufe — Flip-Flop 25 — wird solange beaufschlagt bis der Stössel 14 seine 15 unterste Endlage erreicht hat, wodurch der Motor 16 entsprechend der vorhergehenden Beschreibung stillgesetzt wird.

Die vereinfachte Ausführung kann auch mit einem in Fig. 1 gestrichelt dargestellten Beschleunigungs- und Verzö-20 gerungsindikator 42 versehen sein, der mit der Schaltstufe 36 derart verbunden ist, dass nur bei eingerückter Kupplung Signale in die Schaltungsanordnung eingespeist werden; können. Eine Verzögerung der Schnittpresse 10 aus hohen Hubzahlen heraus hat somit ein Signal am Setzeingang 30 der 25 Kippstufe — Flip-Flop 25 — zur Folge. Der Motor 16 wird im Sinne — Stössel ab — solange angesteuert bis der Indikator 42 in die (gezeichnete) Ruhelage zurückkehrt oder die Schnittpresse 10 beschleunigt wird.

Bei der Ausführung gemäss Fig. 2 ist anstelle der End-30 Schalter 27, 28 ein Presskraftmessaufnehmer 40, vorzugsweise mit einem Piezo-Element aufgebaut, an einem An<-triebspleuel 15 angeordnet. Die hier auftretenden Kräfte werden erfasst, einem Auswerter 41 zugeführt, der mittels eines pressenspezifischen Faktors die Setzeingänge 29, 30 35 der Kippstufe — Flip-Flop 24, 25 — bei Kraftanstieg entsprechend Vergrösserung der Eintauchtiefe oder bei Kraftabfall entsprechend Verringerung der Eintauchtiefe beaufschlagt. Die weitere Funktion der Schaltungsanordnung gemäss Fig. 2 entspricht der des vorhergehend beschriebenen 40 Beispieles.

Anstelle eines Piezo-EIementes kann auch ein anderes kräfteerfassendes Messsystem, z.B. ein Dehnmessstreifen, verwendet werden.

Bei Verwendung von Mono-Flop für die Kippstufe kann 45 die Schaltkorrekturstufe 38 an sich entfallen, da die Mono-Flop nach Ausserbetriebnahme definitionsgemäss in eine stabile Lage — die Ausgangslage — zurückkippen.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1-. Schaltungsanordnung an einem Stellantrieb einer Stös-selverstellung einer schnellaufenden Schnittpresse mit einem an einem Stössel angebrachten Oberwerkzeug und einem auf einem Pressentisch befestigten Unterwerkzeug, in welches das Oberwerkzeug während des Schnittvorganges eintaucht, wobei über einen Getriebezug mit hoher Übersetzung der Stössel gegenüber Antriebspleuel während des Betriebes der Schnittpresse relativ verstellbar ist, und wobei Antriebspleuel und Stössel gegeneinander verspannbar sind, und wobei der Getriebezug mit einem Motor verbunden ist, der durch in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Schnittpresse ermittelte Stellsignale im Sinne einer Kon-stanthaltung der Eintauchtiefe des Oberwerkzeuges im Un-terwerkzeug über eine Kippstufe austeuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kippstufe (24, 25) mit einem ersten Signalausgang (22) den Motor (16) im Sinne -Stössel (14) auf- und ein zweiter Signalausgang (23) den Motor (16) im Sinne -Stössel (14) ab- aktiviert, wobei der erste Signalausgang (22) ausserdem über eine die Grösse eines Verstellschrittes bestimmende Schaltstufe (33) auf einen ersten Rücksetzeingang (31) rückgekoppelt ist, dass ein zweiter Rücksetzeingang (32) mit einer die unterste Endlage des Stössels (14) erfassenden Umschaltstufe (37) verbunden ist, und dass zur Erfassung des Betriebszustandes im Wirkungsweg des Stössels (14) einstellbar am Pressengestell mindestens ein Endschalter (27) angebracht ist, dessen Signalausgang mit einem ersten Setzeingang (29) der Kippstufe (24, 25) verbunden ist, und dass ein zweiter Setzeingang (30) der Kippstufe (24, 25) mit einem die Unterbrechung des Betriebes der Schnittpresse (10) erfassenden Schaltglied (36) verbunden ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Wirkungsweg des Stössels (14) ein zweiter Endschalter (28) einstellbar am Pressengestell angebracht ist, der in Reihe mit einem Abfrageschalter (34) mit dem zweiten Setzeingang (30) der Kippstufe (24, 25) verbunden ist, dass der zweite Signalausgang (23) über die die Grösse eines Verstellschrittes bestimmende Schaltstufe (33) auf den zweiten Rücksetzeingang (32) rückgekoppelt ist, und dass der Abfrageschalter (34) in einer vorbestimmten kurzen Zeitspanne eines Hubes angesteuert ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kippstufe (24, 25) mit zwei Flip-Flop aufgebaut ist, deren Rücksetzeingänge (31, 32) mit einer eine Ausgangslage bestimmenden Schaltkorrekturstufe (3'8) verbunden sind.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kippstufe (24, 25) mit zwei Mono-Flop aufgebaut ist

5. Schaltungsanordnung an einem Stellantrieb einer Stösselverstellung einer schnellaufenden Schnittpresse mit einem an einem Stössel angebrachten Oberwerkzeug und einem auf einem Pressentisch befestigten Unterwerkzeug, in welches das Oberwerkzeug während des Schnittvorganges eintaucht, wobei über einen Getriebezug mit hoher Übersetzung der Stössel gegenüber Antriebspleuel während des Betriebes der Schnittpresse relativ verstellbar ist, und wobei Antriebspleuel und Stössel gegeneinander verspannbar sind, und wobei der Getriebezug mit einem Motor verbunden ist, der durch in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Schnittpresse ermittelte Stellsignale im Sinne einer Konstanthaltung der Eintauchtiefe des Oberwerkzeuges im Unterwerkzeug über eine Kippstufe ansteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kippstufe (24, 25) mit einem ersten Signalausgang (22) den Motor (16) im Sinne — Stössel (14) auf — und ein zweiter Signalausgang (23) den Motor (16) im Sinne — Stössel (14) ab — aktiviert, wobei der erste

Signalausgang (22) ausserdem über eine die Grösse eines Verstellschrittes bestimmende Schaltstufe (33) auf einen ersten Rücksetzeingang (31) rückgekoppelt ist, dass ein zweiter Rücksetzeingang (32) mit einer die unterste Endi-lage des Stössels (14) erfassenden Umschaltstufe (37) verbunden ist, und dass zur Erfassung des Betriebszustandes ein Presskraftmessaufnehmer (40) mit nachgeschaltetem Auswerter (41) vorgesehen ist, dessen Signalausgänge mit beiden Setzeingängen (29, 30) der Kippstufe (24, 25) verbunden sind.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Signalausgang (23) über die Schaltstufe (33) auf den zweiten Rücksetzeingang (32) rückgekoppelt ist.

7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Presskraftmessaufnehmer (40) mit einem Piezo-Element aufgebaut ist.

8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kippstufe (24, 25) mit zwei Flip-Flop aufgebaut ist, deren Rücksetzeingänge (31, 32) mit einer eine Ausgangslage bestimmenden Schaltkorrekturstufe (38) verbunden sind.

9'. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kippstufe (24, 25) mit zwei Mono-Flop aufgebaut ist.