DE3734969A1 - Hydraulische einrichtung zum aufspannen eines werkzeuges an einer presse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Anlage, insbesondere eine mikroprozessorgesteuerte hydraulische Anlage, zum Span­ nen eines Werkzeuges in einer Presse oder einer ähnlichen Vorrichtung.

Bei einer mechanischen Presse wird Kraft auf ein Werkzeug oder ein Gesenk übertragen, das an der Presse befestigt ist, um einen Rohling zu stanzen oder ein Material in eine ge­ wünschte Form zu bringen. Pressen dieser Art werden in wei­ tem Umfang verwendet und sie haben gewöhnlich eine Aufspann­ platte, die an einem Pressenbett befestigt ist, sowie einen Stempel oder Stößel, der an einem Schlitten der Presse ange­ bracht ist. Der Schlitten und der Stößel sind relativ zum Bett und der Aufspannplatte beweglich. Es ist ein Motor vor­ gesehen, um den Schlitten so zu bewegen, daß der Stößel unter einer vorgegebenen Kraft in Eingriff mit der Aufspannplatte oder in deren Nähe gebracht wird. Das Werkzeug oder Gesenk besteht gewöhnlich aus zwei gegenüberliegenden Hälften, zwi­ schen denen das Material geformt wird. Die Aufspannplatte und der Stößel haben entsprechende Montageflächen zum Hal­ tern der gegenüberliegenden Hälften des Gesenkes, die durch geeignete Mittel an diesen befestigt werden.

In der Vergangenheit wurden mechanisch betätigte Spannein­ richtungen benutzt, um die Werkzeughälften am Stößel und an der Aufspannplatte lösbar zu befestigen. Solche mechani­ schen Spanneinrichtungen haben eine oder mehrere Schrauben, die sich durch jede der beiden Hälften in Eingriff mit der Aufspannplatte und dem Stößel erstrecken. Derartige mechani­ sche Spanneinrichtungen sind jedoch unbequem zu handhaben und benötigen viel Zeit für ihre Handhabung. Neuerdings wer­ den daher hydraulisch betätigte Spanneinrichtungen anstelle der mechanischen verwendet. Solche Spanneinrichtungen sind mit der Aufspannplatte und dem Stößel verbunden und sie werden mittels eines Druckmittels betätigt, um die gegen­ überliegenden Werkstückhälften zusammen zu spannen. Die hydraulischen Spanneinrichtungen sind an eine Druckmittel­ quelle über eine oder mehrere Leitungen verbunden, um se­ lektiv Druckmittel zuzuführen, wenn die Werkzeughälften an der Aufspannplatte und an dem Stößel aufgespannt werden sollen.

Obwohl derartige hydraulische Spanneinrichtungen etwas schneller und leichter zu handhaben sind als die vorheri­ gen mechanischen Spanneinrichtungen, müssen Sicherungen vorgesehen werden, um zu verhindern, daß die Spanneinrich­ tungen in unerwünschter Weise die Werkstückhälften frei­ geben im Falle eines ungewollten Druckverlustes, wie er beispielsweise durch Ausfall der Druckquelle oder durch ein Leck in einer der Leitungen auftreten kann. Es ist da­ her ein Steuersystem erwünscht, um den Status eines solchen hydraulischen Spannsystemes zu überwachen, um dessen siche­ ren Betrieb zu gewährleisten, und um die Leistungsfähigkeit zu steigern. Es ist ferner erwünscht, daß durch ein sol­ ches Steuersystem es ermöglicht wird, daß durch die hydrau­ lischen Spanneinrichtungen eine der Werkstückhälften locker mit dem Stößel während der anfänglichen Einrichtung der Presse verbunden werden kann, um dadurch die Werkstückhälf­ ten relativ zueinander einstellen bzw. positionieren zu können, ehe der normale Betrieb der Presse beginnt.

Die Erfindung betrifft somit ein verbessertes Steuersystem zum wahlweisen Aufspannen eines Werkzeuges oder Gesenkes an eine Presse oder eine ähnliche Maschine mit Hilfe hy­ draulisch betätigter Spanneinrichtungen. Solche hydraulisch betätigten Spanneinrichtungen sind vorgesehen zum Befesti­ gen der gegenüberliegenden Hälften des Werkzeuges an einer Aufspannplatte und einem Stößel der Presse. Die Spannein­ richtungen sind alternativ an erste und zweite Druckmittel­ leitungen für die Aufspanneinrichtung und den Stößel an­ geschlossen. Jede der Leitungen ist an eine Druckmittel­ quelle angeschlossen. Die Leitungen für die Aufspann­ platte und den Stößel schaffen ein redundantes Sicher­ heitsmerkmal, im Falle eine der Leitungen ausfällt. Jede der Leitungen ist mit ersten und zweiten Drucksensoren versehen. Die ersten Drucksensoren können je ein elektri­ sches Ausgangssignal erzeugen, wenn der Druck in der zuge­ hörigen Leitung unter einen ersten vorgegebenen Wert fällt. Die zweiten Drucksensoren können jeweils ein elektrisches Ausgangssignal erzeugen, wenn der Druck in der zugehörigen Leitung unter einen zweiten vorgegebenen Wert fällt, wobei der zweite vorgegebene Druck kleiner als der erste vorge­ gebene Druck. Ein Mikroprozessor überwacht die Ausgangs­ signale von jedem der Drucksensoren und steuert die Ar­ beitsweise der Druckquelle ebenso wie die Arbeitsweise der Presse selbst aufgrund der Signale. In dem Steuersystem ist eine Einrichtung vorgesehen, die es ermöglicht, daß die Spanneinrichtungen des Stößels eine der gegenüberliegenden Hälften des Werkstückes locker erfassen während des anfäng­ lichen Einrichtens der Presse. Auf diese Weise können die Gesenkhälften genau relativ zueinander positioniert werden, ehe der normale Betrieb der Presse beginnt.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes hydraulisch betätigtes Spannsystem zum Befestigen eines Werkzeuges an einer Presse oder einer ähnlichen Maschine zu schaffen. Das Spannsystem soll den Zustand jeder Druck­ mittelleitung in dem System überwachen und die Operation des Sytemes und ebenso die Operation der Presse steuern. Ferner soll eine der Werkzeughälften lose mit der Presse verbunden werden können, um eine genaue Positionierung während der anfänglichen Einrichtung der Presse zu ermögli­ chen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung. Beispielsweise Ausfüh­ rungsformen der Erfindung ergeben sich anhand der Zeich­ nung, in der

Fig. 1 perspektivisch einen Teil einer Presse mit einem hydraulisch betätigten Spannsystem nach der Erfindung zeigt.

Fig. 2 zeigt in Form eines Blockdiagramms die Steuer­ kreise, die in dem Verteiler für das hydrau­ lisch betätigte Spannsystem nach Fig. 1 ent­ halten sind.

Fig. 3 zeigt in Form eines Blockdiagramms die Druck­ mittelquelle für das hydraulisch betätigte Spannsystem nach Fig. 1.

Fig. 4 zeigt in Ansicht eine Steuerplatte des hydrau­ lisch betätigten Spannsystems nach Fig. 1.

Fig. 5 zeigt ein Blockdiagramm des elektrischen Steuer­ kreises des hydraulisch betätigten Spannsystems nach Fig. 1.

Fig. 6 zeigt ein vereinfachtes Diagramm eines Steuer­ programmes für den Mikroprozessor nach Fig. 5.

Fig. 1 zeigt einen Teil einer Presse 10 mit einem hydrau­ lisch betätigten Spannsystem nach der Erfindung. Die Presse 10 ist konventionell und sie hat ein Bett 11 mit einer Auf­ spannplatte 12, die am oberen Ende des Bettes befestigt ist. Ein Paar Ständer 13 (von denen nur einer gezeigt ist) er­ streckt sich aufwärts vom Bett 11 auf den gegenüberliegen­ den Seiten der Presse 10. Ein nicht gezeigtes Querhaupt er­ streckt sich zwischen den oberen Enden der Säulen 13. Ein Schlitten 15 wird vom Querhaupt getragen und er ist vertikal relativ zu diesem beweglich. Ein nicht gezeigter Motor ist ebenfalls am Querhaupt angeordnet, um selektiv den Schlitten 15 vertikal zu verschieben. Ein Stößel 16 ist am unteren Ende des Schlittens 15 befestigt und mit die­ sem beweglich. Die Aufspannplatte 12 und der Stößel 16 haben konventionelle T-förmige Schlitze 12 a und 16 a, deren Zweck noch beschrieben wird. Obwohl die Erfindung anhand einer von oben angetriebenen Presse 10 beschrieben wird, ist sie auch für Spannzwecke oder Spanneinrichtungen in anderen Anlagen verwendbar.

Ein Gesenk oder Werkzeug, bestehend aus einer unteren Hälfte 17 a und einer oberen Hälfte 17 b ist lösbar an der Presse 10 befestigt. Die untere Gesenkhälfte 17 a ist lösbar an der Aufspannplatte 12 befestigt mittels erster und zweiter hy­ draulisch betätigter Spanneinrichtungen 20 a und 20 b, wäh­ rend die obere Gesenkhälfte 17 b lösbar am Stößel 16 durch erste und zweite hydraulisch betätigte Spanneinrichtungen 21 a und 21 b befestigt ist. Die Spanneinrichtungen 20 a und 20 b sowie 21 a und 21 b sind konventionell und sie können die Form eines Zylinders mit einem in diesem linearen ver­ schiebbaren Kolben mit T-förmigem Ansatz haben. Wie in Fig. 1 gezeigt, arbeiten die Zylinder der Spanneinrichtun­ gen 20 a und 20 b sowie 21 a und 21b mit Füßen zusammen, die in den Gesenkhälften 17 a und 17 b ausgebildet sind, während die T-förmigen Kolben der Spanneinrichtungen 20 a, 20 b, 21 a und 21 b mit den T-förmigen Schlitzen 12 a und 16 a zusammen­ arbeiten, die in der Aufspannplatte 12 und dem Stößel 16 entsprechend ausgebildet sind. Wenn an die Spanneinrichtun­ gen 20 a, 20 b, 21 a und 21 b ein Druckmittel zugeführt wird, werden die entsprechenden T-förmigen Kolben in die Zylinder in bekannter Weise zurückgezogen, wodurch die Gesenkhälften 17 a und 17 b entsprechend an der Aufspannplatte 12 bzw. dem Stößel 16 angezogen und angespannt werden. Wenn das Druck­ mittel abgeschaltet wird, werden die Kolben von den Spann­ einrichtungen 20 a und 20 b, 21 a und 21 b nach außen gedrückt, wodurch die Gesenkhälften 17 a und 17 b entsprechend von der Aufspannplatte 12 und dem Stößel 16 gelöst werden.

Jede der Spanneinrichtungen 20 a ist an eine erste Druck­ mittelleitung 22 a angeschlossen und jede der Spannein­ richtungen 20 b ist an eine Druckmittelleitung 22 b ange­ schlossen. Ebenso ist jede der Spanneinrichtungen 21 a an eine Druckmittelleitung 23 a und jede der Spanneinrichtun­ gen 21 b ist an eine Druckmittelleitung 23 b angeschlossen. Die Leitungen 22 a und 22 b sowie 23 a und 23 b sind alle an den Ausgang eines Verteilers 25 angeschlossen. Die Eingänge zum Verteiler 25 sind mit einer Druckmittelquelle 26 über eine Eingangsleitung 27 und eine Ausgangsleitung 28 verbun­ den. Der Aufbau des Verteilers 25 ist im Detail in Fig. 2 dargestellt, während der Aufbau der Druckmittelquelle 26 in Fig. 3 im Detail gezeigt ist.

Die Arbeitsweisen des Verteilers 25 und der Druckmittel­ quelle 26 und ebenso die Arbeitsweise der Presse 10 selbst kann durch einen Operator mit Hilfe einer Steuerplatte 30 gesteuert werden. Die Steuerplatte 30 ist in Fig. 4 ge­ zeigt. Die Steuerplatte 30 bildet eine Eingangseinrichtung für einen Mikroprozessor oder ein programmierbares Steuer­ gerät 31, das seinerseits die Arbeit des Verteilers 25, der Druckmittelquelle 26 und der Presse 10 steuert. Der Mikroprozessor 31 spricht auf elektrische Signale an, die von verschiedenen Sensoren erzeugt werden, welche mit den Leitungen 22 a, 22 b, 23 a und 23 b verbunden sind. Wie in Fig. 1 gezeigt, sind die Sensoren, die allgemein mit 32, 33, 34 und 35 bezeichnet sind, entsprechend mit den Leitungen 22 a, 22 b, 23 b und 23 a verbunden. Der Zusammenhang des Mikro­ prozessors 31 mit den verschiedenen elektrischen Komponen­ ten, die im Verteiler 25, der Steuerplatte 30 und den Sen­ soren 32, 33, 34 und 35 enthalten sind, ist im Detail in Fig. 5 gezeigt. Schließlich ist in Fig. 6 ein vereinfach­ tes Fließdiagramm vom einem der Steuerprogramme dargestellt, das vom Mikroprozessor 31 verwendet wird. Es wird betont, daß die verschiedenen Elemente der Presse und des Steuer­ systems nach der Erfindung auch in anderer Weise als dar­ gestellt angeordnet werden können. Beispielsweise kann das Steuerpult 30 entfernt von der Presse angeordnet sein. Auch die Druckmittelquelle 26 und die Sensoren 32, 33, 34 und 35 können zum Beispiel in einem Kasten untergebracht sein, der an der Presse 10 angebracht ist.

Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm der Steuerkreise im Ver­ teiler 25 des Spannsystems nach der Erfindung. Die Eingangs­ leitung 27 ist über ein solenoidbetätigtes Zweiwege-Steuer­ ventil 40 a und ein Rückschlagventil 41 a mit der ersten Lei­ tung 23 a des Stößels verbunden. Das Steuerventil 40 a ist in normalerweise geschlossene Position vorgespannt, wodurch der Fluß des Druckmittels von der Eingangsleitung 27 zur ersten Leitung 23 a verhindert wird. Wenn jedoch das Solenoid des Steuerventils 40 a betätigt wird in der nachfolgend beschrie­ benen Weise, wird das Steuerventil 40 a in offene Position geschaltet, um einen Fluß des Druckmittels von der Eingangs­ leitung 27 zur Leitung 23 a zu ermöglichen. Das Rückschlag­ ventil 21 a verhindert den Fluß des Druckmittels von der ersten Leitung 23 a zur Eingangsleitung 27 unter allen Um­ ständen. Entsprechende Steuerventile 40 b, 40 c und 40 d sowie Rückschlagventile 41 b, 41 c und 41 d sind entsprechend zwi­ schen der Eingangsleitung 27 und die zweite Leitung 23 b des Stößels, die erste Leitung 22 a der Aufspannplatte und die zweite Leitung 22 b der Aufspannplatte geschaltet. Die Steuer­ ventile 40 a, 40 b, 40 c und 40 d werden hier als Ladeventile bezeichnet, da sie benutzt werden, um die Höhe des Druckmit­ teldruckes in den Leitungen 23 a, 23 b, 22 a und 22 b zu erhöhen.

Ein solenoidbetätigtes Zweiwegeventil 42 a ist zwischen die erste Leitung 23 a des Stößels und die Ausgangsleitung 28 geschaltet. Das Steuerventil 42 a ist in normalerweise ge­ schlossene Position vorgespannt, wodurch der Fluß des Fluids von der ersten Leitung 23 a zur Ausgangsleitung 28 verhindert wird. Wenn das Solenoid des Steuerventils 43 a in der nachfolgend beschriebenen Weise betätigt wird, wird jedoch das Steuerventil 46 in offene Position geschaltet, wodurch der Fluß des Druckmittels von der ersten Leitung 23 a zur Ausgangsleitung 28 a ermöglicht wird. Entsprechende Steuerventile 42 b, 42 c und 42 d sind zwischen die Ausgangs­ leitung 28 und die zweite Leitung 23 b des Stößels, die erste Leitung 22 a der Aufspannplatte und die zweite Lei­ tung 22 b der Aufspannplatte geschaltet. Die Steuerventile 42 a, 42 b und 42 c sowie 42 d werden als Entlastungsventile bezeichnet, da sie benutzt werden, um das Niveau des Fluid­ drucks in den Leitungen 23 a, 23 b, 22 a und 22 b zu reduzieren.

Ein solenoidbetätigtes Zweiwege-Steuerventil 43 ist zwi­ schen die Eingangsleitung 27 und ein Reduzierventil 44 ge­ schaltet. Das Steuerventil 43 ist in eine normalerweise geschlossene Position vorgespannt, wodurch der Fluß des Druckmittels von der Eingangsleitung 27 zum Reduzierventil 44 verhindert wird. Wenn das Solenoid des Steuerventils 44 betätigt wird in der nachfolgend beschriebenen Weise, wird das Steuerventil 43 in offene Position geschaltet, wodurch der Fluß des Druckmittels von der Eingangsleitung 27 zum Reduzierventil 44 ermöglicht wird. Das Reduzierventil 44 umfaßt eine einstellbare Rückleitung 44 a, die über ein Rück­ schlagventil 45 mit der Ausgangsleitung 28 verbunden ist. Das Rückschlagventil 45 erlaubt den Fluß des Druckmittels in einer Richtung vom Reduzierventil 44 zur Ausgangsleitung 28. Das Reduzierventil 44 erlaubt es, den Druck des durch das Ventil strömenden Druckmittels einzustellen. Der Aus­ gang des Reduzierventils 44 ist über ein Rückschlagventil 46 mit der ersten Leitung 43 a verbunden. Das Rückschlagven­ til 46 ermöglicht den Fluß des Druckmittels in einer Rich­ tung vom Ausgang des Reduzierventils 44 zur ersten Leitung 23 a. Der Ausgang des Reduzierventils 43 ist ferner über ein Rückschlagventil 47 mit der Verbindungsstelle zwischen dem Ladeventil 40 b und dem Rückschlagventil 41 b verbunden. Das Rückschlagventil 47 ermöglicht den Fluß des Fluids in einer Richtung vom Reduzierventil 44 zu dieser Verbindungs­ stelle. Wie oben erwähnt, ermöglicht das Rückschlagventil 41 b den Fluß des Druckmittels in einer Richtung zur zwei­ ten Leitung 23 b des Stößels.

Das Steuerventil 43 ermöglicht es, daß die Spanneinrich­ tungen 21 a und 21 b des Stößels durch den Fluiddruck in der Eingangsleitung 27 betätigt werden, jedoch mit einem reduzierten Druckniveau wegen des Reduzierventils 44. Als Folge hiervon werden die Spanneinrichtungen 21 a und 21 b so betätigt, daß die obere Hälfte 17 b des Werkzeuges nur loc­ ker am Stößel 12 angespannt wird. Das Reduzierventil 44 wird so eingestellt, daß der reduzierte Betätigungsdruck ausreicht, daß die Spanneinrichtungen 21 a und 21 b die obere Werkzeughälfte 17 b zuverlässig am Stößel 12 halten, jedoch eine leichte Bewegung oder Verschiebung der oberen Werkzeug­ hälfte 17 b relativ zum Stößel 16 erlauben.

Das Ventil 43 wird benutzt, um die Position des oberen Gesenkteiles 17 b relativ zum unteren Gesenkteil 17 a ein­ zustellen, nachdem es am Stößel 16 befestigt worden ist. Um dies zu erreichen, werden die Gesenkteile 17 a und 17 b anfangs an der Aufspannplatte 12 und am Stößel 16 angeord­ net. Das Solenoid des Ventils 43 wird dann betätigt, um locker die obere Gesenkhälfte 17 b mit dem Stößel 16 zu verbinden. Die Spanneinrichtungen 20 a und 20 b der Aufspann­ platte werden betätigt unter normalen Betriebsbedingungen durch die Ventile 40 c und 40 d. Der Stößel 16 der Presse 10 wird dann vom Operator bzw. von der Bedienungsperson über einen kompletten Zyklus durchgeführt. Da die obere Gesenk­ hälfte 17 b sich in Eingriff bzw. in Zusammenwirken mit der unteren Gesenkhälfte 17 a bewegt, kann die obere Gesenkhälfte 17 b etwas relativ zur unteren Gesenkhälfte 17 a verschoben werden, wenn Ungenauigkeiten in der ursprünglichen Posi­ tionierung der Gesenkhälften 17 a und 17 b vorliegen soll­ ten. Da die Spanneinrichtungen 21 a und 21 b des Stößels unter relativ niedrigem Druck betätigt werden, kann sich die obere Gesenkhälfte 17 b, falls notwendig, etwas ver­ schieben. Sobald dies getan ist, wird das Ventil 43 ge­ schlossen und die Ladeventile 40 a und 40 b werden geöffnet, um die obere Gesenkhälfte 17 b unter vollem Betriebsdruck der Eingangsleitung 27 anzuspannen.

Wie oben erwähnt, ist der Sensor 35 an der ersten Leitung 23 a angebracht. Wie Fig. 2 zeigt, kann der Sensor 35 einen Hochdruckschalter 35 a aufweisen, ferner einen Nie­ derdruckschalter 35 b und ein Manometer 35 c. Die Druck­ schalter 35 a und 35 b sind konventionelle Geräte, die auf die Höhe des Fluiddruckes in der Leitung 23 a ansprechen. Der Hochdruckschalter 35 a erzeugt ein elektrisches Aus­ gangssignal, wenn der Druck in der ersten Leitung 23 a un­ ter ein vorgegebenes erstes Niveau fällt, während der Nie­ derdruckschalter 35 b ein elektrisches Ausgangssignal er­ zeugt, wenn der Druck in der ersten Leitung 23 a unter ein zweites vorgegebenes Niveau fällt. Das zweite vorgegebene Druckniveau wird niedriger gewählt als das erste vorgege­ bene Druckniveau. Das Manometer 35 c ist ebenfalls ein kon­ ventionelles Gerät, das eine visuelle Anzeige des Druck­ niveaus in der ersten Leitung 23 a anzeigt. Die Sensoren 34, 32 und 33 sind entsprechend an der Leitung 23 b, der Lei­ tung 22 a und der Leitung 22 b angebracht, und sie entspre­ chen hinsichtlich Aufbau und Wirkungsweise dem Sensor 35. Die Manometer 32 c, 33 c, 34 c und 35 c können entfernt von den Druckschaltern angeordnet sein, z.B. an der Steuer­ platte 30.

Fig. 3 zeigt ein Blockdiagramm des Spannsystems nach der Erfindung. Eine hydraulische Pumpe 50 wird von einem Pneu­ matikmotor 51 angetrieben. Der Motor 51 ist über ein Ab­ sperrventil 53 mit einer Druckluftquelle 55 verbunden. Wenn das Ventil 53 geöffnet wird, treibt die Druckluft­ quelle 55 den Motor 51 an, der seinerseits die hydrau­ lische Pumpe 50 treibt. Die Pumpe 50 entnimmt dann Druck­ mittel von einem Behälter 56. Ein Druckentlastungsventil 58 ist zwischen den Ausgang der Hydraulikpumpe 50 und den Behälter 56 als Sicherheitseinrichtung geschaltet. Der Ausgang der Pumpe 50 ist über ein Rückschlagventil 60 und über ein Filter 61 mit der Eingangsleitung 27 verbunden. Das Filter 61 ist konventionell und es enthält Mittel zur Erzeugung eines elektrischen Ausgangssignals, wenn das Filter beispielsweise durch Schmutz verstopft wird. Ein Druckschalter 62 und ein Manometer 63 sind ebenfalls an die Eingangsleitung 27 angeschlossen. Der Druckschalter 62 spricht auf das Druckniveau des Fluids in der Eingangslei­ tung 27 an und er erzeugt ein elektrisches Ausgangssignal, wenn dieses Druckniveau einen vorgegebenen nominalen Be­ triebswert erreicht hat. Das Manometer 63 spricht eben­ falls auf das Druckniveau in der Eingangsleitung 27 a an und erzeugt eine visuelle Anzeige des Druckes.

Ein konventioneller Akkumulator 64 ist ferner mit der Ein­ gangsleitung 27 verbunden. Der Akkumulator 64 speichert Druckmittel unter einem vorgegebenen nominalem Betriebs­ druck. Ein solcher nominaler Betriebsdruck beträgt z.B. 210 kp/cm² (3000 p.s.i.). Wenn die Hydraulikpumpe 50 das Druckniveau erreicht hat, wird durch den Druckschalter 62 der Pneumatikmotor 51 abgeschaltet, um ein weiteres An­ steigen des Druckes zu verhindern. Das Rückschlagventil 60 verhindert, daß das Druckmittel in der Eingangsleitung 27 zurück in den Behälter 46 strömt. Ein konventioneller Schwimmerschalter 65 ist vorgesehen und er spricht auf den Pegel des Druckmittels im Behälter 56 an, um ein elektri­ sches Ausgangssignal zu erzeugen, wenn der Druckmittelpe­ gel unter einen vorgegebenen Wert fällt.

Fig. 4 zeigt das Steuerpult oder die Steuerplatte 30 des Spannsystems nach der Erfindung. Wie dargestellt, hat die Steuerplatte 30 visuelle Anzeigeeinrichtungen zur Information des Operators über den Status des Spann­ systems der Erfindung, und ebenso über den Status der Arbeitsweise der Presse. In der dargestellten Ausführungs­ form wird eine erste Lampe 66 beleuchtet, wenn die Ener­ giezufuhr zum Spannsystem eingeschaltet worden ist. Eine zweite Lampe 67 leuchtet kontinuierlich auf, wenn das Filter 61 verstopft wird, wie oben beschrieben wurde. Die zweite Lampe 67 leuchtet in blinkender Weise, wenn der Schalter 65 feststellt, daß der Pegel des Fluids im Behälter 56 zu niedrig ist. Eine dritte Lampe 68 leuchtet auf, wenn die Arbeit der Presse 10 durch das Steuersystem gesperrt ist, wie noch im Detail beschrieben wird. Schließ­ lich leuchtet eine vierte Lampe 70 auf, wenn einer der Sensoren 32, 33, 34 oder 35 feststellt, daß das Druckni­ veau in einer der Leitungen 22 a, 22 b, 23 a oder 23 b zu nie­ drig ist. Obwohl die visuellen Anzeigemittel in Form von Lampen beschrieben werden, können selbstverständlich auch andere äquivalente Anzeigemittel verwendet werden.

Die Steuerplatte 30 umfaßt ferner eine Mehrzahl von Schal­ tern für den Operator zur Steuerung der Operation des Spann­ systems und der Presse 10. Einer der Schalter 71 ist vor­ gesehen, um selektiv die Spanneinrichtungen 20 a und 20 b der Aufspannplatte einzuschalten und abzuschalten, um die untere Werkzeughälfte 17 a an der Aufspannplatte anzuspannen oder freizugeben. Ein zweiter Schalter 72 ist vorgesehen, um selektiv die Spanneinrichtungen 21 a und 21 b des Stößels ein- und abzuschalten, um die obere Werkzeughälfte 17 b an den Stößel 16 anzuspannen oder von ihm zu lösen. Ein dritter Schalter 73 ist vorgesehen zur Einstellung des Druckes in den Leitungen 23 a und 23 b zwischen niedrig und hoch. Der Schalter 73 betätigt das Ventil 43, um ein relativ niedriges Druckniveau in den Leitungen 23 a und 23 b während der anfäng­ lichen Einrichtung der Presse 10 zu schaffen und er betä­ tigt ferner die Ventile 40 a und 40 b, um ein relativ hohes Drucknivenau (den nominalen Arbeitsdruck) in den Leitungen 23 a und 23 b während des normalen Betriebs zu schaffen. Ein vierter Schalter 75 kann vorgesehen sein zur Aktivierung des Spannsystems nach der Erfindung, wenn die Gesenkehälf­ ten 17 a und 17 b hydraulisch an die Aufspannplatte 12 und den Stößel 16 gespannt werden sollen, oder um das Spann­ system abzuschalten, wenn die Gesenke 17 a und 17 b zum Bei­ spiel an die Aufspannplatte 12 und den Stößel 16 ange­ schraubt werden sollen. Schließlich kann ein fünfter Schal­ ter 76 vorgesehen sein, um das Spannsystem zu betätigen, wenn die Einrichtung in der Presse 10 fertig ist und die Presse unter normalen Bedingungen arbeiten soll. Einige oder alle in der Steuerplatte 10 gezeigten Schalter können zum Beispiel aus Sicherheitsgründen nur mittels eines Schlüssels betätigbar gemacht werden.

Fig. 5 zeigt die verschiedenen Eingänge und Ausgänge des Mikroprozessors 31. Jeder der hohen und niederen Druck­ schalter von jedem Sensor 32, 33, 34 und 35 ist als Ein­ gang an den Mikroprozessor 31 gelegt, der auf die elek­ trischen Ausgangssignale der Sensoren anspricht. Ebenso sind der Schwimmschalter 65, der Filterschalter 61 und jeder der Schalter 71 bis 76 der Steuerplatte 13 als Ein­ gänge an den Mikroprozessor 31 gelegt. Die Ausgänge des Mikroprozessors 31 sind an verschiedene Komponenten im Ver­ teiler 35 und der Steuerplatte 30 geschaltet. Innerhalb des Verteilers 35 steuert der Mikroprozessor 31 die Opera­ tion von jedem der Solenoide der Ventile 40 a, 40 b, 40 c und 40 d, jedes Solenoid der Ventile 42 a, 42 b, 42 c und 42 d und das Solenoid des Ventils 43. Innerhalb der Steuerplatte 30 steuert der Mikroprozessor 31 die Operation der visuellen Anzeigegeräte 66, 67, 68 und 70.

In Fig. 6 ist ein vereinfachtes Fließdiagramm dargestellt, das die Arbeitsschritte zeigt, die von dem Mikroprozessor 31 ausgeführt werden, um festzustellen, ob das Spannsystem nach der Erfindung richtig arbeitet und um zu bestimmen, welche Schritte erforderlich sind, wenn ein Fehler im Spann­ system entdeckt wird. Der Mikroprozessor 31 kann in jeder konventionellen Weise programmiert werden, um diese genann­ ten Schritte auszuführen. Das dargestellte Programm betrifft nur die Schritte, die auf die Überwachung des Druckniveaus der ersten Leitung 23 a folgen sowie der Steuerung der Wir­ kungsweise des Spannsystems und der Presse 10 als Folge hiervon. Dasselbe oder ein ähnliches Programm kann verwen­ det werden für jede der Leitungen 23 b, 22 a und 22 b. Der Mikroprozessor 31 kann programmiert werden, um das darge­ stellte Programm gleichzeitig bezüglich jeder der Leitungen 23 a, 23 b, 22 a und 22 b auszuführen oder er kann diese Pro­ gramme alternativ nacheinander ausführen.

Das Programm tritt zunächst in einen Instruktionsblock 80 ein, der den Mikroprozessor 31 anweist, den Druck in der Lei­ tung 23 a auf den nominalen Betriebsdruck von 210 kp/cm² zu steigern. Um dies durchzuführen, aktiviert der Mikropro­ zessor 31 das Solenoid des Ventils 40 a, damit Druckmittel von der Eingangsleitung 27 zur Leitung 23 a strömt. Das Programm tritt dann in einen Instruktionsblock 81 ein, wel­ cher Programmparameter C(MAX), T(1) und T(2) eingibt. Der Parameter C(MAX) wird benutzt, um die maximale Anzahl von Fehlern zu bestimmen, die durch das Steuersystem festge­ stellt werden kann bzw. bei Bedarf ein Not-Halt der Presse 10 eingeleitet wird. Der Parameter T(1) wird benutzt, um eine erste vorgegebene Zeitperiode zu bestimmen, während der Parameter T(2) benutzt wird, um eine zweite vorgegebene Zeitperiode zu bestimmen. Die Periode T(2) ist länger als die Periode T(1). Das Programm tritt dann in einen Instruk­ tionsblock 82 ein, der Programmparameter COUNT und TIMER eingibt bzw. einleitet. Der Parameter COUNT wird benutzt, um die Anzahl der Fehler aufzusummieren, die in der Leitung 23 a festgestellt werden. Der Parameter TIMER wird benutzt, um den wahren Zeitablauf anzuzeigen seit der ersten Fest­ stellung eines Fehlers durch das Steuersystem.

Das Programm tritt dann in einen Instruktionsblock 83 ein, der den Mikroprozessor 31 veranlaßt, die Drucke in der er­ sten Leitung 23 a abzufragen. Diese Abfragung wird vom Mikro­ prozessor 31 durchgeführt, indem die Eingänge vom Hochdruck­ schalter 35 a und vom Niederdruckschalter 35 b abgefragt wer­ den. Das Programm geht dann über zu einem Entscheidungs­ block 84, in welchem bestimmt wird, ob das Druckniveau in der ersten Leitung 23 a kleiner ist als 189 kp/cm² (2700 p.s.i.). Wenn das Druckniveau in der ersten Leitung 23 a höher ist als dieser erste vorgegebene Druck, so erzeugt keiner der Druck­ schalter 35 a und 35 b ein elektrisches Ausgangssignal zum Mikroprozessor 31. In der Annahme, daß dies der Fall ist, springt das Programm zum Instruktionsblock 83, in welchem die Abfragung des Druckniveaus erneut beginnt. Dieser Ab­ frageprozess wird so lange wiederholt, wie der Druck in der ersten Leitung 23 a des Stößels über dem ersten vorgegebenen Druck bleibt. Dies ist die normale Arbeitsbedingung des Spann­ systems nach der Erfindung.

Vom Entscheidungsblock 84 springt das Programm zu einem zweiten Entscheidungsblock 85, wenn der Hochdruckschalter 35 a ein elektrisches Ausgangssignal erzeugt, weil der Druck in der ersten Leitung 23 a unter den ersten vorgegebenen Druck gefallen ist. Der zweite Entscheidungsblock 85 in­ struiert den Mikroprozessor zu bestimmen, ob der Druck in der ersten Leitung 23 a auch niedriger ist als ein zweiter vorgegebener Druck von 175 kp/cm² (2500 p.s.i.). Wenn der Druck in der ersten Leitung 23 a kleiner ist als dieser zwei­ te vorgegebene Druck, erzeugt der Niederdruckschalter 35 b ein elektrisches Ausgangssignal zum Mikroprozessor 31.

Als Folge hierauf springt das Programm zu einem Instruk­ tionsblock 86, der den Mikroprozessor 31 veranlaßt, einen Not-Halt der Presse 10 auszuführen. Wenn somit der Druck in der Leitung 23 a unter den zweiten vorgegebenen Druckwert fällt, ist ein Leck oder ein anderer Fehler ausreichender Stärke aufzutreten, der aus Sicherheitsgründen nicht durch das Spannsystem der Erfindung korrigiert werden kann, ohne daß ein Operator die Situation persönlich untersucht. Die Operation der Presse 10 wird damit gesperrt, bis der Fehler lokalisiert und korrigiert ist. Wenn dies eintritt, wird durch den Mikroprozessor 31 ferner der dritte Schalter 68 beleuchtet, um den Operator über den Zustand der Presse 10 zu unterrichten.

Wenn jedoch das Druckniveau in der ersten Leitung 23 a zwi­ schen dem ersten und dem zweiten vorgegebenen Druck liegt, springt das Programm zu einem Instruktionsblock 87. Als Folge hiervon erhöht der Mikroprozessor 31 den Wert des Para­ meters COUNT um eins, wodurch die Anzahl der aufgetretenen Fehler verfolgt wird. Der Mikroprozessor 31 aktiviert ferner den Parameter TIMER, um die Zeitspanne anzuzeigen, die ver­ gangen ist, seit der Fehler zuerst entdeckt worden ist.

Das Programm tritt dann in einen Entscheidungsblock 88 ein, in welchem der Mikroprozessor 31 bestimmt, ob der Parameter COUNT gleich dem Parameter C(MAX) ist. Der Parameter C(MAX) kann beispielsweise auf fünf eingestellt sein, oder auf jede andere gewünschte Zahl. Wenn fünf Fehler in der ersten Lei­ tung 23 a gezählt worden sind, würde er dann anzeigen, daß ein ernstes Leck oder ein anderer Fehler in der Leitung 23 a immer wieder auftritt, der nicht durch das Spannsystem kor­ rigiert werden kann, trotz wiederholter Versuche dies zu tun. Aufgrund hiervon springt das Programm zum Instruktionsblock 86, durch das ein Not-Halt der Presse 10 bewirkt wird, so daß der Operator die Situation untersuchen und korrigieren kann. Wenn die vorgegebene maximale Anzahl von Fehlern nicht erreicht worden ist, tritt das Programm in einem Instruk­ tionsblock 90 ein. Der Instruktionsblock 90 veranlaßt den Mikroprozessor 31, das Solenoid des Ladeventils 40 a zu aktivieren, um die Eingangsleitung 27 mit der Leitung 23 a zu verbinden. Auf diese Weise wird der Druck in der ersten Leitung 23 a automatisch wieder auf das nominale Niveau von 210 kp/cm² gesteigert.

Das Programm tritt danach in einen Instruktionsblock 91 ein, der den Mikroprozessor 31 veranlaßt, den Druck in der ersten Leitung 23 a nach einer ersten vorgegebenen Zeitpe­ riode, nämlich der Größe des Parameters T(1), wieder abzu­ fragen. Das Programm springt dann zu einem Entscheidungs­ block 92, in welchem der Mikroprozessor 31 bestimmt, ob der wieder abgefragte Druck in der ersten Leitung 23 a immer noch niedriger ist als der erste vorgegebene Druck. Wenn dies der Fall ist, springt das Programm zum Not-Halt-In­ struktionsblock 86. Dieser Zustand zeigt an, daß das Spann­ system nach der Erfindung nicht in der Lage war, automatisch das Leck oder den anderen Fehler, der in der ersten Leitung 23 a festgestellt worden ist, innerhalb einer akzeptablen Zeitspanne, die durch T(1) definiert ist, zu korrigieren. Es wird daher ein Not-Stop der Presse 10 eingeleitet, damit ein Operator die Situation prüfen und korrigieren kann. Beispielsweise kann die maximal zulässige Zeit für das Spann­ system der Erfindung zum automatischen Anheben des Druck­ niveaus in der ersten Leitung 23 a über das erste vorgege­ bene Niveau auf 2 Sekunden eingestellt werden. Wenn somit der Druck in der ersten Leitung 23 a unter 189 kp/cm² für mehr als 2 Sekunden bleibt, wird ein Not-Halt der Presse 10 eingeleitet.

Wenn andererseits der Druck in der Leitung 23 a über den ersten vorgegebenen Druck innerhalb der ersten vorgegebe­ nen Zeitperiode steigt, springt das Programm zu einem In­ struktionsblock 93. Der letztere veranlaßt den Mikropro­ zessor 31, das Solenoid des Ventils 40 a abzuschalten, das zuvor eingeschaltet worden ist, wodurch die Leitung 23 a von der Eingangsleitung 27 zum Zwecke des normalen Betriebes getrennt wird. Das Programm tritt dann in einen Entscheidungsblock 94 ein, in welchem der Mikroprozessor 31 bestimmt, ob der Parameter TIMER die zweite vorgegebene Zeitperiode erreicht hat, die durch T(2) definiert ist. Mit anderen Worten, der Mikroprozessor 31 bestimmt, ob die zweite vorgegebene Zeitspanne, die durch den Parameter T(2) bestimmt ist, verstrichen ist, seit der Fehler zuerst entdeckt worden ist. Ist dies der Fall, so springt das Programm zum Instruktionsblock 82, der die Werte der Para­ meter COUNT und TIMER auf Null zurückstellt. Wenn dies nicht der Fall ist, springt das Programm zurück zum In­ struktionsblock 83, wodurch verhindert wird, daß die Para­ meter COUNT und TIMER auf Null rückgestellt werden. Das Programm wird dann in derselben Weise wie oben beschrieben fortgesetzt. Das heißt, es werden weiterhin festgestellte Fehler aufsummiert, bis die zweite vorgegebene Zeitspanne, die durch den Parameter T(2) definiert ist, verstrichen ist, seit der erste Fehler entdeckt worden ist. Es wird dann ein Not-Halt der Presse 10 eingeleitet, wenn das Steuersystem veranlaßt wird, die erste Leitung 23 a inner­ halb der zweiten vorgegebenen Zeitspanne zu oft mit Druck zu beaufschlagen.

Claims (8)

1. Hydraulische Einrichtung zum Aufspannen eines Werk­ zeuges an einer Presse mit einer Aufspannplatte, einem relativ zu dieser beweglichen Stößel und hydraulischen Spanneinrichtungen, um selektiv die obere und die un­ tere Hälfte des Werkzeuges entsprechend an den Stößel und die Aufspannplatte zu spannen, wobei die hydrauli­ schen Spanneinrichtungen eine Mehrzahl von hydraulisch betätigten Mittel umfassen, die über Leitungen an eine Druckmittelquelle angeschlossen sind, ferner mit einer Anordnung zum Steuern des Betriebs der hydraulischen Spanneinrichtung, gekennzeichnet durch erste Drucksensoren, die auf das Druckniveau in den Lei­ tungen ansprechen, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, wenn dieses Druckniveau niedriger ist als ein erstes vorgege­ benes Druckniveau; zweiten Drucksensoren, die auf das Druckniveau in den Leitungen ansprechen, um ein Aus­ gangssignal zu erzeugen, wenn das Druckniveau niedriger ist als ein zweites vorgegebenes Druckniveau, wobei das zweite vorgegebene Druckniveau niedriger ist als das erste vorgegebene Druckniveau, sowie durch Einrichtungen, die auf die Ausgangssignale der ersten und zweiten Druck­ sensoren ansprechen, um das Druckniveau in den Leitungen zu erhöhen, wenn das Druckniveau niedriger ist als das erste vorgegebene Niveau und höher ist als das zweite vorgegebene Niveau.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß durch die Steueranordnung der Betrieb der Presse gesteuert wird und Mittel vorgesehen sind, die auf die Ausgangssignale der ersten und zweiten Drucksensoren ansprechen, um den Betrieb der Presse zu stoppen, wenn dieses Druckniveau niedriger ist als das zweite vorgegebene Druckniveau.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steueranordnung den Betrieb der Presse steuert und Mittel aufweist, die auf die Ausgangssignale der ersten und zweiten Drucksensoren ansprechen, um den Betrieb der Presse zu stoppen, wenn dieses Druckniveau niedriger ist als das erste vorge­ gebene Niveau und höher als das zweite vorgegebene Druck­ niveau über mehr als eine vorgegebene Zeitspanne.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steueranordnung den Betrieb der Presse steuert und Mittel aufweist, die auf die Ausgangssignale der ersten und zweiten Drucksensoren ansprechen, um den Betrieb der Presse zu stoppen, wenn dieses Druckniveau über dem ersten vorgegebenen Niveau bleibt, jedoch unter dieses erste vorgegebene Niveau öfter als eine vorgegebene Anzahl innerhalb einer vor­ gegebenen Zeitspanne fällt.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steueranordnung den Betrieb der Presse steuert und Mittel aufweist, die auf die Aus­ gangssignale der ersten und zweiten Drucksensoren an­ sprechen, um den Betrieb der Presse zu stoppen, wenn die­ ses Druckniveau niedriger ist als dieses zweite vorge­ gebene Niveau und um den Betrieb der Presse zu stoppen, wenn dieses Druckniveau niedriger ist als dieses erste vorgegebene Druckniveau und höher als dieses zweite vor­ gegebene Druckniveau für eine längere Zeitspanne als eine vorgegebene Zeitspanne.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steueranordnung den Betrieb der Presse steuert und Mittel aufweist, die auf die Aus­ gangssignale der ersten und zweiten Drucksensoren anspre­ chen, um den Betrieb der Presse zu stoppen, wenn dieses Druckniveau niedriger ist als dieses zweite vorgegebene Niveau und zum Stoppen des Betriebs der Presse, wenn dieses Druckniveau über dem zweiten vorgegebenen Niveau bleibt, jedoch unter das erste vorgegebene Niveau häu­ figer als eine vorgegebene Anzahl innerhalb einer vor­ gegebenen Zeitspanne fällt.

7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steueranordnung den Betrieb der Presse steuert und Mittel aufweist, welche auf die Ausgangssignale der ersten und zweiten Drucksensoren ansprechen, um den Betrieb der Presse zu stoppen, wenn dieses Niveau niedriger ist als dieses erste vorgegebene Niveau und höher als dieses zweite vorgegebene Niveau über eine längere Zeit als eine vorgegebene Zeitspanne und zum Stoppen des Betriebs der Presse, wenn dieses Druckniveau über dem zweiten vorgegebenen Druckniveau bleibt, jedoch unter das erste vorgegebene Druckniveau häufiger als eine vorgegebene Anzahl innerhalb einer vor­ gegebenen Zeitspanne fällt.

8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steueranordnung den Betrieb der Presse steuert und Mittel aufweist, die auf die Ausgangssignale der ersten und zweiten Drucksensoren ansprechen, um den Betrieb der Presse zu stoppen, wenn dieses Druckniveau niedriger ist als dieses zweite vor­ gegebene Niveau, sowie um den Betrieb der Presse zu stop­ pen, wenn dieses Druckniveau niedriger ist als dieses erste vorgegebene Niveau und höher als dieses zweite vorgegebene Niveau über eine längere Zeit als eine vor­ gegebene Zeitspanne, und um den Betrieb der Presse zu stoppen, wenn dieses Druckniveau über diesem zweiten vor­ gegebenen Niveau bleibt, jedoch unter dieses erste vorge­ gebene Niveau häufiger als eine vorgegebene Anzahl von Malen innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne fällt.