DE3010853C2 - Sicherheitsvorrichtung zur Überwachung des phasengleichen Gleichlaufs von umlaufenden Antriebselementen an Pressen oder anderen Werkzeugmaschinen - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich au-^r eine Sicherheitsvorrichtung gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs. Hierzu wurden bereits Weilenbruchsicherungen vorgeschlagen.

Eine Aufgabe der in dieser Hinsicht bereits vorgeschlagene. Weilenbruchsicherungen besteht im Schutz der Bedienungsperson bei Einlegearbeiten beispielsweise an Exzenter- und verwandten Pressen, bei welchen die Bedienungsperson hochgradig gefährdet ist. wenn die .Stößelbewegung im oberen Totpunkt nicht unterbrochen wird. Ursachen hierfür können ein Wellenbruch oder das Rutschen eines Spannsatzes im Antrieb des die Pressenkupplung und -bremse steuernden Nockenschaltwerkes sein. In vielen Ländern ist daher eine Wellenbruchsicherung als Bestandteil der Pressensteuerung vorgeschrieben. Die Wellenbruchsicherung soll selbstüberwachend arbeiten und d^;e Pressensteucrung sofort unterbrechen, wenn der winkelsynchrone (phasengleiche) Lauf von Nockenschalt- « werk und Exzenterwelle gestört wird.

Ferner dient eine solche Wellenbruchsicherung zum Schutz der Presse, des Werkzeuges und der Teilezuführung bei starrer Koppelung der Antriebe.

An Pressenautomaten ist der winkelsynchrone Bewegungslauf von Stößel und Teilezuführung unerläßlich. Im Störungsfall könnte sonst das Oberwerkzeug auf die Greiferschienen der Stufenpresse oder auf die Greiferzange eines Feeders aufsetzen. Der Bewegungsablauf wird daher meist durch ein elektrisches Nockenschaltwerk kontrolliert, welches ebenso wie das Zuführsystem durch die Exzenterwelle der Presse angetrieben wird. Diese Überwachung ist jedoch nur unvollständig, weil sie auf einen Bruch des Zuführantriebes oft erst zu spät, auf einen Bruch des Nockenantriebes oft überhaupt nicht reagiert. Anzustreben wäre daher eitle Überwachung^ welche die Winkelstellungen des Zuführantriebes unddes Nöckehantriebes ständig vergleicht und beim Überschreiten des zulässigen Differenzwinkels unverzögert anspricht,

Letztlich dient die Wellenbruchsicherung auch zum Schutz der Presse, Werkzeug und TeilezufUlirung bei nicht starrer Koppelung der Antriebe. Dieser Fall liegt

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z. B. dann vor, wenn mehrere einzeln angetriebene Pressen durch ein gemeinsames, übergeordnetes Greiferschienensystem zur Transferstraße verbunden werden. Hierbei ist für jede einzelne Presse eine bestimmte, vom Werkzeug abhängige Winkeldifferenz zum Greiferschienenantrieb zulässig. Es wird daher ein übergeordnetes Kontrollsystem erforderlich, welches die gesamte Straße sofort stillsetzt, wenn der für eine beliebige Presse zulässige Differenzwinke! überschritten wird.

Bei einem winkelabhängigen System (DE-OS 28 36 605) wird der Winkelsynchronismus d.gital erfaßt. Das System erfüllt weitgehend die erläuterten Forderungen, besitzt allerdings nicht die (in den Unfallverhütungsvorschriften) geforderte Selbstüberwachung, weil die den Signalgebern nachgeschaltete Logik nicht zyklisch überwacht wird. Außerdem werden die erläuterten Anforderungen z.T. nur mit Einschränkungen erfüllt, weil der zulässige Differenzwinicel nicht einstellbar, sondern durch die Impulsbreite der Steuerscheiben fest vorgegeben ist.

Bei einem weiteren bekannten winkelabhängigen System (D E-OS 22 37 199) wird ein Drehmelderpaar zur Bildung einer differenzwinkelabhängigen Spannung verwendet, die durch einen Schaltverstärker überwacht wird. Die bei dieser Ausführung vorgesehene Winkelverschiebung der Drehmelder zueinander kann einen Teil der gesamten 'ünrichtung überwachen: ein Defekt des Schaltverstärkers oder des nachgeschalteten Relais könnte dagegen unbemerkt bleiben.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, bei einer Sicherheits-Überwachungsvorrichtung gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs eine zyklische Selbstüberwachung der ganzen Einrichtung zu erreichen.

Zur Lösung dieser Aufgabe vergleiche das Kennzeichen des Patentanspruchs.

Die erfindungsgemäße Überwachung erfaßt somit die Winkelstellung der beiden Seiten des überw?chten Antriebes durch Bildung einer analogen drehwinkelabhängigen Spannung. Als Geher w\ -den z. B. Potentiometeroder Feldplatterigeber verwendet. Die Differenzspannung wird dem nachgeschauten Spannungsrelais zugeführt und bewirkt beim Übersehreiten des dort eingestellten Grenzwertes die Störmeldung bzw. die Abschaltung des Antriebes. Line solche Differenzspannung ist zur Messung des Verdrehwinkels besser ais die vom Sinus des Verdrehwinkels abhängige Wechselspannung eines Drehmelderpaares. Jeder innere Defekt wird sofort bemerkt, da eine vollständige Testung bei jeder Wellenumdrehung erfolgt. Dieses hat den weiteren Vorteil, daß hierdurch einer der beiden für die Einzelhubschaltung von Exzenterpressen erforderlichen .^cteuernocken vollständig ersetzt werden kann.

Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung, die z.T. schematisch ein beliebiges Ausführungsbeispiel zeigt, näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 das Schema einer Stufenpresse.

Fig. 2 das Schema der entsprechenden elektrischen Schaltung und

Fig. 3 den Verlauf der Geberspannungen bei einer Wellenbruchsicherung mit Selbstüberwachung an einer Exzenterpresse,

Wie aus F i g, 1 ersichtlich ist, treibt die Kurbelwelle K den Presserislößel S über die Pleuel P und das Greifergerät G mit den Greiferschienen Gs über die Welle Wg an, Wenfi die Welle W_G bricht oder sich verdreht, kann der Stößel S auf die Greiferschienen Gs aufsetzen, Um dies zu vermeiden, wird die Greiferschie-

nenbewegung stäHia durch dns über Welle IVm angetriebene Nockenschaltwerk Nabgefragt. Bei Bruch der Welle V'/m wird diese Überwachung wirkungslos. Zur Wellenbruchsicherung wird ein als Winkelgeber wirkendes Potentiometer Pg an das Greifergerät und ein gleiches als Winkelgeber wirkendes Potentiometer Pm an das Nockenschaltwerk gesetzt. Die durch das Spannungsrelais R (F i g. 2) kontrollierte Differenzspannung ist normalerweise der Winkeldifferenz proportional und bewirkt Stillsetzung der Presse, wenn der eingestellte Gi ^nzwert überschritten wird.

Für die Wellenbruchsicherung mit Selbstüberwachung an einer Exzenterpresse ist in Fi g. 3 der Verlauf der Geberspannungen dargestellt.

Die beiden Winkelgeber sind als Sägezahnpotentiometer ausgeführt. Sie greifen an der Exzenterwelle die winkelproportionale Spannung Uc. und am Nockenschaltwerk die winkelproportionale Spannung Un ab. Weil da^c Nockenschaltwerk die für die Arbeitssicherheit maßgebende Abschaltung der Stößelbewegung im oberen Totpunkt bewirkt, muß sein Antrieb durch die Wellenbruchsicherung ständig überwacht werden.

Dieser Spannungsverlauf von Lfound Uc ist über den Kurbelwinkel der Presse dargestellt. Beide Geber sind beispielsweise um 10° zueinander verdrent installiert, fo daß am Spannungsrelais R dauernd die kleine Differenzspannung AU ansteht. Das Relais ist jedoch auf eine geringfügig größere Schaltspannung eingestellt, so daß es erst am Ende jeden Einzelhubes anspricht, wenn die Differenzspannung auf den vollen Wert Uder

ίο Versorgungsspannung springt. Wenn das Spannungsrelais während eines Einzelhubes anspricht — z. B. infolge Wellenbruch, Drahtbruch oder Kurzschluß — wird die Presse sofort stillgesetzt.
Wenn das Spannungsrelais am Ende eines Stößelhubes nicht anspricht, z. B. wegen Spannungsausfall oder Relais-Defekt, wird die Presse ebenfalls stillgesetzt, und die Pressensteuerung verhindert einen nachfolgenden Stößelhub.

Die Überwachung kann sich sowohl auf starr miteinander gekoppelte als auch unabhängig voneinander angetriebene Teile beziehen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

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Patentanspruch:

Sicherheitsvorrichtung zur Überwachung des phasengleichen Gleichlaufs von umlaufenden Antriebseiementen wie Wellen usw. an Pressen oder anderen Werkzeugmaschinen, wobei an beiden Seiten der zu überwachenden Antriebselemente Winkelgeber angeordnet sind, deren Signale miteinander verglichen werden und ein im Falle einer Störung gebildetes elektrisches Spannungs-Signal >° das Abschalten des Antriebs der Presse bzw. Werkzeugmaschine bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß als Winkelgeber analoge lineare Winkel- oder Weggeber (Potentiometer Pc und Pn) mit einem bei Vollendung jeder Umdrehung des zu J? überwachenden Antriebselements auf Null fallenden elektrischen Geberspannungs-Signal angeordnet sind, deren Differenzspannung von einem elektrisch zugeordneten Spannungsrelais (R) ausgewertet wird, wobei beiden Winkelgebern für eine zyklische Selbstüberwachung der Sicherheitsvorrichtung eine geringfügige winkeiverschiebung vorgegeben ist