DE3007492C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorschubvorrichtung, insbesondere für den getakteten Vorschub von stab- oder bandförmigem Material bei Pressen, Scheren oder dgl., bei der mindestens eine Transportwalze bzw. -rad über einen gesteuerten Hydromotor antreibbar ist und dazu die Vorschubstrecke durch einen Sollwertgeber (Schrittmotor) vorgegeben und über einen auf ein hydraulisches Regelventil wirkenden Istgeber steuerbar ist, wobei als Istwertgeber ein direkt oder indirekt auf dem stab- oder bandförmigen Material abrollendes Maßrad dient.

Bei der getakteten Bearbeitung, insbesondere von stabförmigem Material, treten bei der Bearbeitung am Anfang und am Ende der Materialstange besondere Probleme auf, so daß oft die eigentlich möglichen hohen Hubzahlen mit der damit verbundenen erforderlichen hohen Transportgeschwindigkeit des Materials nicht voll ausgenützt werden können. Hinzu kommen noch Vorschubungenauigkeiten durch Schlupf- und Auswalzeffekte. Materialanfang und Materialende müssen getaktet exakt lagegenau zugeführt werden, wobei die Steuerung so erfolgen muß, daß beim Materialanfang und Materialende stets vollständige Werkstücke bearbeitet werden, um Werkzeugbeschädigungen sicher zuvermeiden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorschubvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen hochdynamischen und schnellen, insbesondere getakteten Vorschub auch von kurzem Stab- und Bandmaterial unter Berücksichtigung von Schlupf- und Auswalzeffekten ermöglicht, so daß insbesondere Stanzen, Pressen, Scheren oder dgl. mit optimal hohen Hubzahlen und den dabei erforderlichen hohen Transportgeschwindigkeiten des Materials mit hoher Genauigkeit betreibbar sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß dieses Meßrad mechanisch mit der auf das Regelventil wirkenden Istwerteingabe (Meßspindel bzw. Mutterteil) verbunden ist, daß durch diese mechanische Verbindung (Zahnriemen) die Meßspindel bzw. der Mutterteil über das Meßrad drehbar ist und daß ferner der Mutterteil bzw. die Meßspindel über den Schrittmotor drehbar ist, so daß bei einer Drehwinkeldifferenz über ein Gewinde zwischen der Meßspindel und dem Mutterteil die Stellage des Regelventils verändert wird, daß die mechanische Verbindung zwischen Meßrad und Istwerteingabe am Regelventil durch eine Kupplung unterbrechbar ist und daß ferner die auf das Regelventil wirkende Istwerteingabe über eine Kupplung trennbar mit dem Antrieb des Hydromotors verbunden ist.

Durch die Verwirklichung der Merkmale der Unteransprüche wird eine wesentliche Steigerung der Lagegenauigkeit der Verschiebung bei den einzelnen Takten erreicht, so daß praktisch eine getaktete Bearbeitung in mehreren Arbeitsstufen mit mehreren Durchgängen des Materials oder dgl. erreicht werden kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungs­ beispiels näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Stanze mit einer Vorschubvorrichtung für bandförmiges Material mit einer Meßradanordnung vor der Stanze und in gestrichelter Darstellung einer alternativen Anordnung des Meß­ rads nach der Stanze mit schemati­ siertem Regelkreis,

Fig. 2 eine Schemaansicht eines Rotations­ verstärkers für den Transport­ walzenantrieb mit Meßrad,

Fig. 3 einen Teilschnitt durch den in Fig. 2 dargestellten Rotations­ antrieb in größerem Maßstab und

Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Rotationsverstärkers.

Gemäß Fig. 1 ist von einer Haspel 1 bandförmiges Material 2 über eine Richtmaschine 3 mittels einer Vorschub­ vorrichtung 4 abziehbar und einer Presse 5 zuführ­ bar, in der beispielsweise ein Stanzwerkzeug 6 zur Bearbeitung des bandförmigen Materials 2 angeordnet ist. Der nicht ausgestanzte Rest des Materials 2 wird durch das Stanzwerkzeug 6 hindurch weggeführt. Wie in Fig. 1 ausgezogen dargestellt kann zwischen dem Stanzwerkzeug 6 und der Vorschubvorrichtung 4 ein Meßrad 7 angeordnet sein, durch das die Istlage X _Mist ermittelt werden kann. Das Meßrad 7 kann, wie gestrichelt dargestellt, auch am Pressenausgang als Meßrad 7′ angeordnet sein.

Das bandförmige Material 2 muß während der Zeit des oberen Umlaufs der Presse 5 getaktet um eine gewünschte Teilung weitergeschoben werden. Die Vorschubvorrichtung 4 muß daher ebenfalls getaktet nur schrittweise laufen. Bei einer hohen Drehzahl der Presse 5 sind hohe Fördergeschwindigkeiten erforderlich und es müssen daher die beiden Transportwalzen 8, 8′ der Vorschubvorrichtung 4 mit entsprechender Kraft aneinandergepreßt werden. Hierdurch kann ein Auswalz­ effekt entstehen, so daß der Verstellumfangsweg der Transportwalze 8 nicht dem erforderlichen Vorschub­ weg des Materials 2 entspricht. Der wahre Vorschub­ weg wird über das Meßrad 7 bzw. 7′ ermittelt und der Walzenvorschub wird entsprechend gesteuert, wobei die Regelung nach dem in Fig. 1 dargestellten Schema erfolgt. Über einen Schrittmotor 9 wird über ein Getriebe 10 der Sollwert X _soll vorgegeben, während einmal über das Meßrad 7 bzw. 7′ ein Meßgetriebe 11 und eine Kupplung 12 der Wert X _Mist einem Regler 13 zugeführt wird. Diesem Regler 13 kann anstelle des Wertes X _Mist auch über eine schaltbare Kupplung 14 die Walzenstellung X _Wist zugeführt werden. Über den Regler 13 und einen Kraftverstärker in Form eines Hydromotors 15 werden X _soll und X _Mist möglichst gut angenähert.

Zur Vermeidung eines Schlupfes am Meßrad 7 bzw. 7′ ist diesem gegenüberliegend eine Einstellwalze 16 bzw. 16′ angeordnet, die zur Erzielung einer Zug­ kraft auf das Material 2 durch ein Drehfeld oder einen Zugantrieb angetrieben sein kann.

In Fig. 2 sind in größerem Maßstab weitere Einzelheiten der Anordnung dargestellt. Daraus ist ersichtlich, daß die Einstellwalze 16 über eine Feder 17 gegen das Meßrad 7 unter Belastung des Materials 2 gezogen wird, wobei die Einstellwalze 16 in einem Rahmen 18 entsprechend gelagert wird. Über diesen Rahmen 18 ist ein Endschalter 19 betätigbar, der anspricht, wenn kein Material 2 zwischen Meßrad 7 und Einstellwalze 16 vorhanden ist. Diese Teile sind in einem Gestell 20 an der Presse 5 einstellbar gehalten. Das Meßrad 7 dient als Istwert­ geber 21 und ist daher über eine Welle 22, ein Zahn­ riemenrad 23 und einem Zahnriemen 24 mit dem Regler 13 in mechanischer Verbindung. Zum Ausgleich von eventuellen Fluchtungsfehlern ist die Welle 22 mit zwei Gelenken 25, 25′ versehen.

Im Ausführungsbeispiel ist die untere Transport­ walze 8 über einen Zahnriemenantrieb 26 mit dem Hydromotor 15 gekoppelt. Der Hydromotor 15 selbst wird über ein im Regler 13 enthaltenes in Fig. 3 bzw. 4 näher dargestelltes Regelventil 27 gesteuert, wobei eine innere Abtriebswelle 28 des Hydromotors 15 über eine schaltbare Kupplung 29 mit einer Meßspindel 30 koppel- bzw. trennbar ist. Gleichzeitig ist die Meßspindel 30 über eine weitere ebenfalls im Zusammen­ hang mit der Schaltkupplung 29 schaltbare Kupplung 31 mit einem Zahnriemenrad 32 koppelbar, wobei das Zahnriemenrad 32 über den Zahnriemen 24 durch das Meßrad 7 antreibbar ist. Im Normalbetrieb ist durch die Kupplung 31 das Meßrad 7 mit der Meßspindel 30 gekoppelt, während durch die Schaltkupplung 29 die Meßspindel 30 und die innere Abtriebswelle 28 des Hydromotors 15 voneinander getrennt sind. Spricht der Endschalter 19 an, wenn kein stab- oder band­ förmiges Material 2 am Meßrad 7 aufliegt, so wird über ein Schaltventil 33 die mechanische Verbindung Meßrad 7 - Meßspindel 30 unterbrochen und eine mechanische Verbindung zwischen der Meßspindel 30 und der Abtriebswelle 28 des Hydromotors 15 hergestellt. Hierdurch wird ein unkontrolliertes Weiterlaufen oder Abstoppen des Meßrads 7 verhindert, durch das falsche Istwerte vorgegeben würden. Die Regelung wird dann mit den annähernden "Istwerten" des Hydro­ motors 15 weitergeführt, um so die Vorschubvorrichtung 4 für das weitere Zuführen einer neuen Rolle mit Material 2 betriebsbereit zu halten. Über den End­ schalter 19 können die dazu erforderlichen Maßnahmen eingeleitet werden.

Beim in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel eines Reglers 13 ist die Meßspindel 30 drehbar aber in axialer Richtung um einen gewissen Betrag verschiebbar im Reglergehäuse 34 gelagert. Einer­ seits trägt die Meßspindel 30 wendelförmige Gewinde­ rillen 35 für Kugeln 36 eines Kugelumlaufgewindes 37, das zwischen der Meßspindel 30 und einem Mutterteil 38 angeordnet ist. Dieser Mutterteil 38 ist ebenfalls drehbar und axial verschiebbar über eine Kugelumlauf­ führung 39 im Reglergehäuse 34 geführt und über einen Zahnriemenantrieb 40 durch den Schrittmotor 9 antreibbar. Die Meßspindel 30 und der Mutterteil 38 sind über eine Druckfeder 41 in axialer Richtung miteinander verspannt, wodurch über das Kugelumlauf­ gewinde 37 zwischen dem Schrittmotor 9 und dem Meß­ rad 7 ein Drehmoment entsteht, durch das auf das bandförmige Material 2 in Transportrichtung eine Zugkraft übertragen wird.

Auf dem Mutterteil 38 ist über Kugellager 42 ein Schaltglied 50 gelagert, durch das über jeweils besonders verschiebbar gelagerte Betätigungsstifte 43 paarweise gegenüberliegende Ventile 44 bis 47 betätigbar sind. Es handelt sich dabei um druck­ ausgeglichene Sitzventile.

Dabei sind bei den Ventilen 46 und 47 die außen­ liegenden Stirnseiten von Ventilkegel und Druckaus­ gleichkörper mit einem Druckölzufluß 48 und ent­ sprechend die außenliegenden Stirnflächen der Ventil­ kegel und Druckausgleichkörper der Ventile 44 und 45 mit einem Tankrückfluß 49 verbunden, während die Ventilinnenräume der Ventile 44 und 46 mit einem nicht näher dargestellten Raum des Hydromotors 15 und die Innenräume der anderen Ventile 45 und 47 mit dem anderen Raum des Hydromotors 15 verbunden sind. Durch eine axiale Verschiebung des Schaltglieds 50 beispielsweise nach links wird dem Hydromotor 15 über das Ventil 46 und die Leitung 51 Drucköl zuge­ führt, während über die Leitung 51′ und das Ventil 45 Drucköl aus dem Hydromotor 15 abströmen kann. Durch die Drehbewegung des Hydromotors 15 wird die Meßspindel 30 so verdreht, daß der Mutterteil 38 nach rechts verschoben und damit über das Schaltglied 50 die Ventile 45 und 46 wieder ge­ schlossen und bei einem Überdrehen die Ventile 44 und 47 geöffnet werden, um so eine Rückbewegung einzuleiten. Durch diese Steuerung folgt der Hydro­ motor 15 der durch den Schrittmotor 9 vorgegebenen Drehbewegung. Um bei einem Druckausfall oder einer Überbelastung eine Beschädigung zu verhindern, können beispielsweise am Mutterteil 38 Annäherungs- oder Endschalter 52, 52′ vorgesehen sein, durch die der Schrittmotor 9 oder die Druckölversorgung beeinflußt oder bei Erreichung von Extremwerten stillgesetzt werden können.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 4 sind anstelle der vier Ventile 44 bis 47 eine Schiebersteuerung vorge­ sehen, wobei die außenliegenden im Reglergehäuse 34 angeordneten Ringkanäle 53 und 54 mit dem Tankrück­ fluß 49, der mittlere Ringkanal 55 mit dem Drucköl­ zufluß 48 und die Ringkanäle 56 und 59 über die Leitungen 51′ bzw. 51 mit den Druckkammern des Hydro­ motors 15 in Verbindung stehen. Im Mutterteil 38 sind zwei Einstiche 57 und 58 angeordnet, durch die je nach Lage des Mutterteils 38 die Kanäle 53 und 56 und 55 und 55 und 59 oder die Kanäle 56 und 55 und 59 und 54 miteinander verbunden sind, wobei in gleicher Weise wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 bei einem Verdrehen des Mutterteils 38 durch den Schrittmotor 9 über die entsprechend gesteuerte Druckölbeaufschlagung des Hydromotors 15 eine Nachführung der Drehbewegung des Hydromotors erfolgt bis über das Meßrad 7 nach erfolgtem Weiter­ transport des Materials 2 durch die Transportwalzen 8, 8′ eine dem durch den Schrittmotor 9 vorgegebene Sollstellung des Mutterteils 38 eine entsprechende Iststellung der Meßspindel 30 besteht.

Claims (12)

1. Vorschubvorrichtung, insbesondere für den getakteten Vorschub von stab- oder bandförmigem Material bei Pressen, Scheren oder dgl., bei der mindestens eine Transportwalze bzw. - rad über einen gesteuerten Hydromotor antreibbar ist und dazu die Vorschubstrecke durch einen Sollwertgeber (Schrittmotor) vorgegeben und über einen auf ein hydraulisches Regelventil wirkenden Istgeber steuerbar ist, wobei als Istwertgeber ein direkt oder indirekt auf dem stab- oder bandförmigen Material abrollendes Meßrad dient, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Meßrad (7) mechanisch mit der auf das Regelventil (27) wirkenden Istwerteingabe (Meßspindel 30 bzw. Mutterteil 38) verbunden ist, daß durch diese mechanische Verbindung (Zahnriemen 24) die Meßspindel (30) bzw. der Mutterteil (38) über das Meßrad (7) drehbar ist und daß ferner der Mutterteil (38) bzw. die Meßspindel (30) über den Schrittmotor drehbar ist, so daß bei einer Drehwinkeldifferenz über ein Gewinde (37) zwischen der Meßspindel (30) und dem Mutterteil (38) die Stellage des Regelventils (27) verändert wird, daß die mechanische Verbindung zwischen Meßrad (7) und Istwerteingabe am Regelventil (27) durch eine Kupplung (31) unterbrechbar ist und daß ferner die auf das Regelventil (27) wirkende Istwerteingabe über eine Kupplung (29) trennbar mit dem Abtrieb (28) des Hydromotors (15) verbunden ist.

2. Vorschubvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (29, 31) über einen vom stab- oder bandförmigen Material (2) gesteuerten Endschalter (19) schaltbar ist, wobei bei fehlendem Material (2) die Istwerteingabe des Regelventils (27) mit dem Abtrieb (28) des Hydromotors (15) gekoppelt ist.

3. Vorschubvorrichtung nach Anspruch 1 bis 2, wobei als Antrieb für die Transportwalze ein Rotationsverstärker dient und daß dieser zur Sollwerteingabe einen Schrittmotor (9) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil (27) über eine in axialer Richtung verschiebbare Meßspindel (30) und/oder einen über ein Gewinde (37) gegenüber der Meßspindel (30) veränderbaren Mutterteil (38) steuerbar ist.

4. Vorschubvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Gewinde ein Kugelumlaufgewinde (37) mit in wendelförmigen Rillen (35) geführten Kugeln (36) dient.

5. Vorschubvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugeln (36) des Kugelumlaufgewindes (37) einzeln und im Abstand voneinander in einem Käfig (42) geführt sind.

6. Vorschubvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßspindel (30) und der Mutterteil (38) über eine Feder (41) in axialer Richtung gegeneinander verspannt sind.

7. Vorschubvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß über die Meßspindel (30) oder den Mutterteil (38) Sitz- und Ventilkegel aufweisende Ventile (44 bis 47) des Regelventils (27) über jeweils einen besonders geführten Betätigungsstift (43) betätigbar sind.

8. Vorschubvorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mutterteil (38) über eine Kugelführung (39) axial verschiebbar und drehbar geführt ist und durch den als Sollwertgeber gesteuerten Schrittmotor (9) gegenüber der Meßspindel (30) drehbar ist.

9. Vorschubvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß vier Ventile (44 bis 47) vorgesehen sind und daß diese Ventile (44 bis 47) druckentlastet ausgebildet sind und daß sie paarweise fluchtend, die zugeordneten Betätigungsstifte (43) einander zugekehrt angeordnet sind, wobei die Betätigungsstifte (43) über einen mit der Meßspindel (30) oder dem Mutterteil (38) verbundenes Schaltglied (50) betätigbar sind.

10. Vorschubvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Spiel zwischen Schaltglied (50) und Ventilsitz für jedes Ventil (44 bis 47) einstellbar ist.

11. Vorschubvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Material (2) zwischen dem Meßrad (7) und einer Einstellwalze (16, 16′) hindurchgeführt ist und daß über die Einstellwalze (16 bzw. 16′) der Endschalter (19) gesteuert ist.

12. Vorschubvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über den Endschalter (19) ein Schaltventil (33) und über dieses hydraulisch die Kupplung (29, 31) schaltbar ist.