-
-
Einrichtung zur Steuerung einer Presse
-
Die Erfindung, bezieht sich auf eine Einrichtung zur Steuerung einer
Presse durch ein druckmittelbetätigtes Betätigungsorgan nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1. Das Betätigungsorgan kann eine Bremse und/oder eine Kupplung einer
Exzenterpresse sein.
-
Solche, insbesondere in der Metallbearbeitung verwendeten Pressen
unterliegen hohen Sicherheitsanforderungen, da die Bedienung einer solchen' Presse
mit einer erheblichen Unfallgefahr verbunden ist. Insbesondere muss eine für Handeinlegearbeiten
vorgesehene Presse dieser Art, bei welcher der Hub üblicherweise einzeln von Hand
oder durch ein Pedal ausgelöst wird, raschmöglichst stillgesetzt werden können,
um einen Unfall oder eine Sachbeschädigung zu vermeiden.
-
Beispielsweise ist eine solche Presse mit einer'Lichtschranke, einem
berührungslosen Annäherungsschalter oder einer mechanischen Barriere ausgerüstet,
um eine Hubauslösung zu verhindern oder einen bereits eingeleiteten Hub schlagartig
zu unterbrechen, wenn die Bedienungsperson mit einer Hand in die Nähe des Werkzeugs
vorgedrungen ist. Für'die Unterbrechung eines eingeleiteten Hubes kann auch ein
Bedienungss element vorgesehen sein Es ist-riun'hesonders wichtfq, dass die Steuereinrichtung
im Falle-einer solchen Notauslösung mit der grösstmöglichen Züv-erlä'ssigk'eit'ein'e
Sch-nellbrem-.
-
sung einleitet.
-
Als Druckmittel zur Betätigung des Betätigungsorgans dient üblicherweise
Druckluft, deren Zuführung die Bremse lüftet und die Kupplung einrückt. Zum Stillsetzen
wird das Betätigungsorgan wieder entlüftet. Im Normalbetrieb erfolgt die Entlüftung
nach jedem Hub gedrosselt, um zur Vermeidung von Lärm und einer unnötigen Beanspruchung
der Pressenteile ein sanftes Anhalten zu ermöglichen. Im Notfall muss die Entlüftung,
jedoch ungedrosselt -erfolgen, um eine Schnelibremsung- zu erzielen. Da zum sanften
Anhalten sowie zum Schnellbremsen dieselben Betätigungsorgane dienen, ist eine Umschaltung
der -Steuereinrichtung erforderlich. Hierzu ist es -üblich, im Normalbetrieb über
ein Drosselorgan und im Notfall direkt zu entlüften. Die 'Jmschaltung zwischen Normal~
und vorbereiteter Schnellentlüftung erfolgt in Abhängigkeit vom Drehwinkel des Exzenters,
indem die Vorbereitung zur Schnellentlüftung solange aufrechterhalten wird, bis
es der Bedienungsperson nicht mehr möglich ist, in das offene Werk--zeug, beispielsweise
zwischen Stempel und Matrize, einzugreifen.
-
Zur Umschaltung von Normal- auf -vorbereite Schnell-entlüftung ist
es bekannt, in den Entlüftungspfad ein Drosselventil einzusetzen, welches zur Schnellentlüftung
voll geöffnet und zur-Normalentlüftung gedrosselt ist. In einer anderen Anordnung
ist es bekannt, ein fest eingestelltes Drosselorgan vorzusehen, welchem ein Bypas-s
mit einem Durchgangsventil parallegeschaltet' Ist.
-
Die Sicherheit der vorstehend genannten bekannten Anordn-ungen zum
Schnellentlüften ist ausser von der Funktion de-s zum Entlüften bestimmten Sicherheitsventils
davon abhängig, ob das Drosselventil bzw. das im Bypass angeordnete Durchgaflgsventi1
-tatsächlich voll öffnet Um während des Normalbetriebes feststellen zu können, ob
das
Drosselventil bzw. das im Bypass angeordnete Durchgangsventil
tatsächlich funktioniert, ist zur Gewährleistung der Sicherheit eine besondere Ueberwachungsanordnung
erforderlich. Jedoch selbst mit einer sol-chen Ueberwachungsanordnung wird andererseits
die Anzahl der Elemente erhöht, durch welche Erhöhung der Grad an Zuverlässigkeit
nicht unbedingt verbessert wird.
-
Der Erfindung liegt -deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung
der eingangs genannten Art zu schaffen, durch welche deren Funktionssicherheit erhöht
wird, Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt erfindungsgemäss durch die im kennzeichnenden
Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.
-
Durch die erfindungsgemässe Einrichtung führt der für die Schnellbremsung
vorgesehene zweite Strömungspfad über kein zusätzliches Element, welches die 3icherheit
beeinträchtigen könnte. Bei einer solchen Einrichtung ist die Sicherheit nur noch
von der Ventilanordnung abhängig, welche auf den zweiten Strömungspfad umzuschalten
hat.
-
Die erfindungsgemässe Anordnung ermöglicht es ferner, dass ein sonst
erforderlicher Schalldämpfer am Auslass weggelassen werden kann, weil der direkte
Auslass während des Normaibetriebes nicht beanspruchtwird und der mit dem Drosselorgan
verbundene Auslass infolge der Drosselwirkung einen Schaildämpfer nicht unbedingt
erfordert.- Durch den Wegfall eines solchen Schalldämpfers, welcher verstopfen und
damit die Sicherheit bei der Schnellbremsung beeinträchtigen könnte, ist ein weiterer
möglicher Störfaktor ausgeschaltet.
-
Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel -des Erfin-
dungsgegenstandes
näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine pneumatische Schaltungsanordnung zur Steuerung
einer Presse, Fig. 2 eine abgewandelte pneumatische Schaltungsanordnung nach der
Fig. 1, Fig. 3 die Einschaltdauer des ersten und des zweiten Umschaltventils und
den Druckverlauf an der Kupplung bzw. an der Bremse in Abhängigkeitvom Drehwinkel
des Exzenters.
-
In der Fig. 1 ist ein erstes Umschaltventil 10 und ein zweites Umschaltventil
12 dargestellt. Das erste Umschaltventil 10 ist mit seinem gemeinsamen Anschluss
11 über eine Druckleitung 14 mit einem Betätigungsorgan 16 verbunden. Das Betätigungsorgan
16 kann eine Bremse undjoder eine Kupplung einer Exzenterpresse sein. Die beiden
Umschaltventile 10 -und 12 sind durch eine Druckleitung 18 miteinander verbunden,
welche' den einen umschaltbaren Anschluss 20 des ersten Umschaltventils 10 mit dem
gemeinsamen Anschluss 22 des zweiten Umschaltventils 12 verbindet. Der andere umschaltbare
Anschluss 24 des ersten Umschaltventils 10 führt ins Freie und dient als direkter
Auslass. Der eine umschaltbare Anschluss 26 des zweiten Umschaltventils 12, ist
mit einer Druckluftquelle P verbunden.. Der andere umschaltbare Anschluss 2-8 des
zweiten Umschaltventils 12 ist über ein einstellbares Drosselorgan 30 mit einem
zweiten Auslass 32 verbùnden. Die beiden Umschaltventile 10 und 12 sind elektromagnetisch
betätigbare Ventile.
-
Die Anordnung nach der Fig 2 unterscheidet sich von derjenigen nach
der Fig. 1 darin, dass anstelle einer direkt
verbindenden Leitung
18 (Fig. l),ein Drosselorgan 34 und parallel dazu ein Rückschlagventil 36 in die
Verbindungsleitung 3& zwischen den beiden Umschaltventilen 10 und 12 geschaltet
sind. Der.umschaltbare Anschluss 28 des zweiten Umschaltventils 12 dient unmittelbar
als Auslass.
-
In der Fig. 3 ist in Abhängigkeit vom Drehwinkel des Pressenexzenters
zwischen 0 und 360 Grad im Diagramm 10' das dem ersten Umschaltventil 10 zugeführte
elektrische Signal, im Diagramm 12'.das dem zweiten Umschaltventil 12 zugeführte
elektrische Signal und im Diagramm 16' der Druckverlauf am Betätigungsorgan 16 dargestellt.
Das erste Umschaltventil 10 verbindet bei zugeführter Spannung, seinen gemeinsamen
Anschluss 11 mit seinem Umschaltanschluss 20.
-
Das zweite Umschaltventil 12 verbindet bei zugeführter Spannung seinen
gemeinsamen Anschluss 22 mit, seinen Umschaltanschluss 26.
-
Wenn beide Ventile Spannung erhalten, strömt Druckluft von der Druckluftquelle
p durch das zweite Umschaltventil 12 vom Anschluss 26 nach Anschluss 22,durch die
Druckleitung 18 (Fig. 1) oder durch die Druckleitung 38 und das Rückschlagventil
36 (Fig. 2) über die Anschlüsse 20 und 11 des ersten Umschaltventils 10, die Druckleitung
14 zum Betätigungsorgan 1,6. Dabei wird die durch das Betätigungsorgan 16 dargestellte
Bremse gelüftet und die ebenfalls durch das Betätigungsorgan 16 dargestellte Kupplung
eingerückt. Der nicht dargestellte Pressenexzenter läuft, um eine volle Umdrehuna
zur ausführung eines Hubes zu beschreiben. Dem Anhaltedrehwinkel des Pressenexzenters
entsprechend wird vor Erreichen der vollen Umdrehung das zweite Umschaltventil 12
in seine in den Figuren 1 und 2 dargestellte Ruhestellun zurückgeschaltet, so dass
die Verbindung des Betätigungsorgans 16 mit der Druckluftquelle P unterbrochen und
das Betätigungsorgan 16
über das Drosselorgan 3Q und den. zweiten
Auslass 32 (Fig.l) bzw. über das Drosselorgan 34 und den zweiten Auslass 28 Fig.2)
gedrosselt entlüftet wir'der langsame Druckabfall im-Betätigungsorgan 16 bewirkt
ein sanftes Anhalten des Pressenexzenters. Kurz vor Erreichen der vollen Umdrehung
von 3-6-0 schaltet auch das erste Umschaltventil 10 in seine in den Fig. 1 und 2
dargestellte Ruhestellung zurück und ermöglicht damit über seinen Anschluss 24 gegebenenfalls
eine Restentlüftung des Betätigungsorgans 16. Sollte aus irgend einem Grund die
gedrosselte Entlüftung, gestört worden- sein, beispielsweise durch ein verstopftes
Drosselorgan 3-Q bzw. 34, oder sollte das zweite Umschaltventil versagt haben, dann
erfolgt die Entlüftung endgültig beim Umschalten des ersten Umschaltventils 10 in
seine Ruhestellun-g.
-
Sollte nun vor dem Zurückschalten des zweiten Umschaltventils 12 eine
Notauslösung erfolgen, dann wird das erste Umschaltventil 10, welches als Sicherheitsventil
dient, so--fQt auf seinen Anschluss 24 umschalten. In einem solchen Fall erfolgt
die Ent.lüftung des Betätigungsorgans 16 durch den als Auslass dienenden Anschluss
24 nahezu schlagartig.
-
Die Folge davon ist eine Schnellbremsung des Pressenexzenters.
-
Aus der Anordnung der Fig. 1 und 2 ist ersichtlich, dass für die Einleitung
einer Schnellbremsung nur das erste -Umschaltventil 10 funktionstüchtig sein muss.
Ein eventue-lles Versagen des zweiten Umschaltventils 12 würde die Sicherheit nicht
beeinträchtigen. Es ist deshalb auch nicht erforderlich, die sichere Funktion des
zweiten Umschaltventils 12 zu-ü-berwachen. Das erste, als Sicherheitsventil dienende-Umschaltventil
10 muss fremdgespiesen werden durch -Anschluss der Steuerleitung 40 vor dem vorgeschalteten
zweiten Umschaltventil 12. Es ist aus den Figuren ersichtlich, dass eine Schnellentlüftung
über den Anschluss 24 des ersten Umschaltventil 10 nicht nur bis zu einem bestimmten
Drehwinkel, sondern jederzeit möglich ist. Es taucht deshalb
auch
nicht die Frage auf, auf welchen Drehwinkel ein kritischer Punkt einzustellen ist,
bei dessen Ueberschreitung eine Schnellentlüftung infolge eines vorgeschalteten
Drosselorgans nicht mehr möglich ist.
-
Der ersteStömungspfad, durch welchen das Betätigunsorgan 16 mit der
Druckquelle P verbunden wird, verläuft in der Fig. 1 über die Elemente 26, 22, 18,
2Q, 11 und 14 und in der Fig. 2 über die Elemente 26, 22, 38, 36, 38, 20, 11 und
14. Der zweite Strömungspfad, durch welchen eine Schnellentlüftung möglich ist,
verläuft in den Fig. 1 und 2 über die Elemente 14, 11 und 24. Der dritte Strömungspfad,
durch welchen die gedrosselte Entlüftung erfolgt, verläuft in der Fig. 1 über die
Elemente 14, 11, 20, 18, 22, 28, 30 und 32 und in der Fig. 2 über die Elemente 14,
11, 2Q, 38, 34, 38, 22 und 28.
-
Es ist auch denkbar, anstelle der beiden Umschaltventile 10 und 12
ein einziges Ventil für alle drei Strömungspfade vorzusehen.