DE1121180B - UEberwachungs- und Steuerschaltung fuer Stanzmaschinen, Perforiermaschinen u. dgl. - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT G 05 g; H 02 ρ

U 4361 VIIIb/21 c

ANMELDETAG: 7. FEBRUAR 1957

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT:

4. JANUAR 1962

Die Erfindung bezieht sich auf eine Überwachungsund Steuerschaltung von Stanzmaschinen, Perforiermaschinen od. dgl.

In den bekannten Stanzmaschinen wird ein Werkstück bzw. Stanzgut auf einen Werkstückträger der Maschine gelegt und ein Stanzmesser dann an der jeweils gewählten Stanzstelle auf das Stanzgut gesetzt. Hierauf wird ein Preßbalken oder Stanzarm um einen Trägerpfosten verschwenkt und über dem Stanzeisen eingestellt, worauf ein Getriebe eingeschaltet wird, das dem Stanzarm einen Stanzhub erteilt. Nachdem das Stanzmesser durch das Stanzgut getrieben worden ist, wird ein Gegenhub eingeleitet und der Stanzarm wieder in Hochlage zurückgebracht. Man hat auch schon vorgeschlagen, für das Getriebe zum Ausführen von Stanz- und Gegenhub eine Steuerschaltung vorzusehen, die den Stanzhub beendet und den Gegenhub einleitet, sobald das Stanzmesser das Stanzgut durchdringt und eine leitende Fläche des Werkstückträgers berührt. Hierbei wird der Stanzhub des Stanzarmes unabhängig von der Stanzgutdicke und der Höhenlage des Stanzmessers gesteuert. Dieses Prinzip kann ebenfalls auf Perforiermaschinen od. dgl. angewendet werden.

Viele Arten von mit derartigen Steuerungen ausgestatteten Maschinen werden durch Betätigung eines Schalthebels eingeschaltet, wobei dieser Hebel zugleich eine Überwachungsschaltung einschaltet, die auf ein bestimmtes Ereignis hin den Arbeitsverlauf der Maschine automatisch ändert. Vielfach ist die von der Überwachungsschaltung abhängige Änderung des Arbeitsverlaufes so wichtig, daß ein Versagen dieser Überwachungsschaltung großen Schaden oder sogar Unfälle zur Folge haben kann.

Die Lösung der Aufgabe, einen wirksamen Unfallschutz vorzusehen, ist der Zweck der Erfindung. Zum Beispiel ist die Kontrollschaltung in eine bekannte Stanzmaschine eingebaut, so daß eine Sicherung für normalen Arbeitsverlauf gegeben ist und ein Verklemmen des Stanzmessers oder eine Verletzung des Arbeiters, sollte seine Hand sich zwischen Stanzarm und Werkstückträger befinden, vermieden wird. Ferner kann die Erfindung anderen Zwecken, als eine Änderung des Arbeitsverlaufes einer Maschine herbeizuführen, dienen, die für die Sicherheit des die Maschine bedienenden Arbeiters unerläßlich sind, wie z. B. das Verhindern des Anlassens einer Maschine im Falle des Versagens der Überwachungsschaltung oder zur Betätigung von Schutz- oder Auslösevorrichtungen.

Die Erfindung bezieht sich demnach auf eine Überwachungs- und Steuerschaltung für Antriebe Überwachungs- und Steuerschaltung

für Stanzmaschinen, Perforiermaschinen

u. dgl.

Anmelder:

United Shoe Machinery Corporation, Boston, Mass. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. H. Fincke, Berlin-Lichterfelde, Dipl.-Ing. H. Bohr und Dipl.-Ing. S. Staeger, München 5, Müllerstr. 31, Patentanwälte

Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 9. Februar 1956 (Nr. 564 504)

Robert Whitney Bradley, Marblehead, Mass.

(V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

von Stanzmaschinen, Perforiermaschinen u. dgl. mit einer leitfähigen Werkstückträgerplatte, einem sich aufwärts und abwärts bewegenden Stanzarm mit einem leitfähigen Stanzstempel, von dem ein leitfähiges Stanzmesser durch ein sich auf einem Werkstückträger befindendes Werkstück gepreßt wird, einem einen Stanzhub einleitenden Schalthebel und einer elektronischen Steuerung, die den Stanzhub beendet und einen Gegenhub einleitet, sobald eine Widerstandsverminderung zwischen der Werkstückträgerplatte und dem Stanzarm unter einem vorherbestimmten Wert erfolgt. Nach dem wesentlichen Erfindungsmerkmal wird die Überwachungsfunktion der zwei Röhren enthaltenden Steuerung zeitweilig auf einen Unterbrechungsstromkreis übertragen, so daß dann, wenn die Steuerung nicht imstande ist, ihre Überwachungsfunktion auszuüben, ein Erregerstromkreis nicht geschlossen werden kann und keinen Stanzhub einleitet, bis die Steuerung durch Erregung eines Relais den Stromkreis unterbricht. Eine Leitung im Stromkreis der Röhren, durch Kontakte eines Relais führend, ist in der Normallage geerdet, so daß die Spannung eines Gitters der Röhre abgeleitet und die Steuerung angeregt wird, den Unterbrechungsstromkreis durch die Erregung des Relais zu unterbrechen.

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Erfindungsgemäß wird durch das Erregen des dem Ventilkolben 28 verbunden ist, zieht, wenn sie Relais ein Relais in einem Verzögerungsstromkreis erregt wird, den Ventilkolben in seine Tieflage,
erregt, der Eingangsstromkreis der Röhren enterdet, Die Steuerschaltung zur Einleitung eines Stanzder Stromkreis von der Stromquelle zu den Anoden hubes ist mit einem Schalter 42, dessen Schalthebel der Röhren und der Unterbrechungsstromkreis vor- 5 44 sich am Vorderteil des Stanzarmes 18 befindet, übergehend unterbrochen, damit ein Stanzhub er- versehen. Durch die Abwärtsbewegung des Schaltfolgen kann. hebeis 44 wird die Magnetspule 40 mit Wechselstrom-

Hierzu erregen die Röhren das Relais, so daß die leitungen 46 und 48 verbunden. Vier Relais 50, 52,

Kontakte geöffnet, der Haltestromkreis zum Relais 54 und 56 sind in den Steuerstromkreis geschaltet,

und der Erregungsstromkreis zum Solenoid unter- io Durch die Betätigung des Schalthebels 44 wird das

brochen werden und ein Gegenhub des Stanzarmes Relais 50 in einen Stromkreis, der von der Leitung

eingeleitet wird. Es wird also die Überwachungs- 46 durch Relaiskontakte 56 a, den Schalter 42 und

funktion zweier Röhren zeitweilig auf einen Unter- die Wicklung des Relais 50 zur Leitung 48 führt,

brechungsstromkreis übertragen, so daß dann, wenn eingeschaltet. Das Erregen des Relais 50 bewirkt eine

die Röhren nicht imstande sind, ihre Überwachungs- 15 verzögerte Erregung des Relais 52. Der betreffende

funktion auszuüben, ein Erregerstromkreis nicht ge- Stromkreis verläuft hierbei durch den Schalter 42,

schlossen werden und keinen Stanzhub einleiten Kontakte 50 a und über die Wicklung des Relais 52

kann, bis die Röhren durch Erregen eines Relais den zur Leitung 48. Um ein verzögertes Schließen des

Unterbrechungsstromkreis öffnen. Relais 52 zu erreichen, ist ein Kondensator als Neben-

Ferner ist ein Relais vorgesehen, dessen Wicklung 20 schluß über der Relaisspule 52 angebracht. Außer-

in Reihe mit den Heizfäden der Röhren geschaltet ist dem sind ein Widerstand und ein Gleichrichter in

und bei dessen Erregung der Stromkreis zu den Reihe in den Stromkreis geschaltet (s. Fig. 1). Nach

Anoden der Röhren über Kontakte geschlossen dem Erregen des Relais 52 wird für das Halten des

wird, so daß Spannung nur dann an die Anoden Relais 50 ein Stromkreis gebildet. Dieser Halte-

der Röhren geführt wird, wenn die Heizfäden 25 Stromkreis geht vom unteren Ende der Leitung 46

intakt sind, wodurch die Möglichkeit eines öffnens aus durch Kontakte 54 a und 52 d zur Spule des

des Unterbrechungsstromkreises durch andauernde Relais 50 und zurück zur Leitung 48. Gleichzeitig

Wärmeausstrahlung (wenn die Heizfäden ausge- wird ein Erregerstromkreis für die Magnetspule 40,

brannt sind) ausgeschlossen wird. In den Zeich- vom gleichen Punkt der Leitung 46 durch Kontakte

nungen ist 30 SAb und 52c zur Magnetspule 40 und zur Leitung

Fig. 1 eine schematische Darstellung der in eine 48 gehend, geschlossen.

Maschine eingebauten Überwachungs- und Steuer- Das links unten in Fig. 1 dargestellte Schaltschema

schaltung, bildet die Überwachungsschaltung zum Beenden des

Fig. 2 eine Seitenansicht einer Einschaltvorrich- Stanzhubes. Zwei Gasentladungsröhren 60, 62 inner-

tung nach einer anderen Ausführungsform als die in 35 halb dieser Schaltung sind normalerweise nicht-

Fig. 1 dargestellte, teilweise im Schnitt. leitend und werden nacheinander entladen, indem

Wie in Fig. 1 dargestellt, hat die Maschine einen ein Steuerimpuls auf ein Steuergitter 64 der Röhre 60 bekannten Stanztisch 10 mit einer elektrisch leitenden übertragen wird, wobei der von einer einen Wider-Werkstückträgerplatte 12, die aus leitendem Gummi stand 68 enthaltenden Stromquelle herrührende bestehen kann und als Trägerfläche von platten- 40 Stromkreis entweder über Kontakte 52 b des Relais artigen Stanzgütern 14 aus Leder od. dgl. dient, aus 52 oder über die Kontakte 50 c des Relais 50 beim denen mittels eines frei beweglichen Stanzmessers 16 Entladen der Röhren 60 und 62 geschlossen und das Werkstücke gestanzt werden. Ein Stanzarm oder Relais 54 erregt wird. Hierdurch werden die Kon-Preßbalken 18 mit dem ebenfalls leitenden Stanz- takte 54 α und 54 b geöffnet und der Haltestromkreis stempel 19 sind über dem Stanztisch 10 schwingbar 45 zum Relais 50 sowie der Erregungsstromkreis zur gelagert und führen die für das Stanzen nötige Auf- Spule 40 unterbrochen, wodurch der Stanzann 18 in und Abwärtsbewegung aus, wobei das Stanzmesser seine Ausgangsstellung zurückbewegt wird. Das Zu-16 durch das Werkstück gepreßt wird. Aus Sicher- rückbewegen des Stanzarmes wird durch die Verheitsgründen ist der Stempel 19 vom Stanzarm 18 minderung des elektrischen Widerstandes zwischen isoliert. 5° der Werkstückträgerplatte 12 und dem Stanzstempel

Die Auf- und Abwärtsbewegung des Stanzarmes 19 unter einem vorherbestimmten Wert erzielt. Die-18 wird vorzugsweise hydraulisch betätigt. Wie in ser Wert kann so festgelegt werden, daß er auf den Fig. 1 durch punktierte Linien angedeutet, ist ein Augenblick, in dem das Stanzmesser 16 das auf der mit einem Trägerpfosten für den Stanzarm 18 ver- Werkstückträgerplatte 12 liegende Werkstück durchbundener Kolben 22 innerhalb eines Zylinders 24 55 dringt, genau abgestimmt ist. Eine Eingangsstrombeweglich. Ein Ventilkolben 28 ist in einem Ventil- quelle 70 für die Röhre 60 ist in Reihe mit einem gehäuse 26 verschiebbar gelagert. In der dargestellten hochwertigen Widerstand 72, der zwischen dem Git-Hochlage des Ventilkolbens 28 ist ein unteres Loch ter und einer Kathode 74 der Röhre 60 angeordnet 30 des Zylinders 24 mit einer Zuführungsleitung 32 ist, geschaltet. Dadurch wird die Röhre 60 normaler- und ein oberes Loch 34 des Zylinders 24 mit einer 60 weise nichtleitend gehalten. Die Werkstückträger-Entleerungsleitung 36 verbunden, so daß der Kolben platte 12 und der Stanzstempel 19 sind als Neben-22 aufwärts bewegt wird. In der Tieflage des Ventil- schluß angeordnet und bilden somit einen hochkolbens 28 sind die Verbindungen der Leitungen wertigen Widerstand. Dieser Widerstand zwischen 32, 36 umgekehrt, so daß sich der Kolben 22 nach den Stanzteilen wirkt als Steuerspannung' auf das unten bewegt. Der Ventilkolben 28 wird von einer 65 Gitter 64, so daß während der Verringerung dieses Feder 38 in seiner Normallage, der Hochlage, ge- Widerstandes die Gitterspannung 64 immer niedriger halten, so daß der Stanzarm 18 gewöhnlich ange- wird. Der Stromkreis, in dem die erwähnten Stanzhoben ist. Eine Magnetspule 40, deren Anker mit teile geschaltet sind, ist in den Zeichnungen nicht

dargestellt. Hierdurch wird die Beendigung eines Stanzhubes angedeutet, und die Röhre 60 wird leitend. Die Ladung der Kathode 74 wird durch einen Verzögerungsstromkreis 80 auf ein Gitter 76 der Röhre 62 übertragen, wodurch diese Röhre leitend und das Relais 54 erregt wird. Diese Schaltanordnung erfüllt den Zweck, die Aufwärtsbewegung des Stanzarmes 18 nicht nur dann einzuleiten, wenn ein Stanzhub beendet ist, sondern auch, wenn ein Körperteil des Arbeiters während eines Stanzhubes zwischen die Stanzteile kommen sollte. Aus diesem Grunde ist es sehr wichtig, eine Überwachungsschaltung vorzusehen, die imstande ist, ihre Kontrollfunktion, die Kontakte 54 α und 54 b zu öffnen, auszuführen.

Zu diesem Zweck ist eine Schaltanordnung vorgesehen, die das Einschalten der Maschine verhindert, indem der Einschaltestromkreis unterbrochen wird, falls die Überwachungsschaltung versagen sollte. Durch die Erregung des Relais 56, dessen Kontakte 56 a in Reihenschaltung mit dem Schalter 42 angeordnet sind, werden die Kontakte 56 a geöffnet. Hierdurch wird das Erregen des Relais 50 verhindert, und das Einschalten und Anlaufen der Maschine ist unmöglich. Eine zweite Möglichkeit ist in Fig. 2 dargestellt, indem durch das Erregen einer Magnetspule 82 eine Bewegung des Schalthebels 44 a gesperrt wird.

Zur zeitweiligen Übertragung der Kontrollfunktion der Überwachungsschaltung auf die beschriebene Unterbrechungsschaltung dienen die Relais 50 und 52. Wenn diese Relais nicht erregt sind, befinden sie sich in der in Fig. 1 dargestellten Lage. Falls das Relais 54 ebenfalls nicht erregt wird, führt ein Stromkreis von der Leitung 46 aus durch die Kontakte 54 b und 50 (/ und die Spule des Relais 56 zur Leitung 48, wobei das Relais 56 erregt wird. Durch die wirksame Verbindung des Gitters 64 mit der Kathode 74 im Nebenschluß und durch die Erdung der negativen Seite der Eingangsstromquelle wird jede bestehende Spannung abgeleitet. Somit wird also vom Relais 50 ausgehend durch Kontakte 50 b die Überwachungsschaltung zur Übernahme ihrer Kontrollfunktion angeregt. Wenn dann die Überwachungsschaltung nicht versagt, sondern wie vorgesehen funktioniert, wird der Stromkreis zum Relais 56 (oder zur Spule 82) unterbrochen, so daß die Steuerschaltung einen Stanzhub einleiten kann.

Wie ersichtlich, stellen die Relais 50 und 52 eine Schaltanordnung dar, die, nachdem die Steuerschaltung eingeschaltet worden ist, den Stromkreis zur Stromquelle (Leitungen 46 und 48) durch die Kontakte 54 b innerhalb des Erregerkreises zur Spule 40 schließt. Gleichzeitig ist die Vorspannungsstromquelle nicht mehr geerdet, so daß die Überwachungsschaltung ihre normale Funktion ausführen kann.

Die Ausgangsstellung der Schaltung ist in Fig. 1 dargestellt. Sobald der Hauptschalter MS geschlossen wird, ist auch der Unterbrechungsstromkreis von der Leitung 46 durch die Kontakte 546 und 50 d und die Relaisspule 56 zur Leitung 48 geschlossen. Erst nachdem die Röhren 60 und 62 stromleitend werden, wobei durch das Relais 54 der Unterbrechungsstromkreis geöffnet wird, kann die Maschine einen Stanzhub ausführen. Sollte irgendwann ein Versagen der Röhren oder anderer Teile auftreten, so daß die Überwachungsschaltung das Relais 54 nicht erregen kann, so ist die Maschine außerstande, einen Stanzhub auszuführen. Beim Funktionieren der Überwachungsschaltung dagegen wird bei jeder Betätigung des Schalthebels 44 das Relais 50 erregt, welches a) über einen Verzögerungskreis das Relais 52 erregt, b) die Eingangsstromquelle für die Überwachungsschaltung enterdet, c) die Anodenspannung der Röhren 60, 62 und damit den Ionisierungsvorgang unterbricht und d) den Unterbrechungsstromkreis öffnet. Kurz darauf wird das Relais 52 erregt, das den Stromkreis für die Anodenspannung der Röhren, den Erregerkreis zur Spule 40 und den Haltestromkreis zum Relais 50 schließt. In dieser Schaltstellung kontrolliert die Überwachungsschaltung-den Antriebsstromkreis. Ebenfalls werden beim Erregen des Relais 52 Kontakte 52 a geschlossen, wodurch die Überwachungsschaltung mit dem Stanzstempel 19 verbunden wird. Wunschgemäß kann jedoch der Stanzstempel 19 direkt mit dem Widerstand 72 verbunden werden, ohne daß diese Verbindung durch die Kontakte 52 a führt.

Als weitere Sicherheitsmaßnahme ist die den Widerstand 68 enthaltende Stromquelle 69 mit einem Relais 90, dessen Kontakte 90 a in Reihe mit der Gleichstromquelle für die Anodenspannung der Röhren, einem Gleichrichter 92, geschaltet sind, verbunden. Der Anker dieses Relais 90 ist in Reihe mit den Heizfäden der Röhren 60, 62 so verbunden, daß durch das von einem Transformator 94 erregte Relais nur dann Anodenspannung an die Röhren geführt wird, wenn die Heizfäden intakt sind. Das Relais 90 unterbricht die Anodenspannung, sobald die Heizfäden schadhaft werden, damit die Möglichkeit eines öffnens des Unterbrechungsstromkreises durch andauernde Wärmeausstrahlung ausgeschieden ist.

Claims (5)

Patentanspruch E:

1. Überwachungs- und Steuerschaltung für Antriebe von Stanzmaschinen, Perforiermaschinen u. dgl. mit einer leitfähigen Werkstückträgerplatte, einem sich aufwärts und abwärts bewegenden Stanzarm mit einem leitfähigen Stanzstempel, von dem ein leitfähiges Stanzmesser durch ein sich auf einem Werkstückträger befindendes Werkstück gepreßt wird, einem einen Stanzhub einleitenden Schalthebel und einer elektronischen Steuerung, die den Stanzhub beendet und einen Gegenhub einleitet, sobald eine Widerstandsverminderung zwischen der Werkstückträgerplatte und dem Stanzarm unter einem vorherbestimmten Wert erfolgt, dadurch gekennzeich net, daß die Überwachungsfunktion zweier Röhren (60, 62) zeitweilig auf einen Unterbrechungsstromkreis (46, 54 b, 5Od, 56, 48) übertragen wird, so daß dann, wenn die Röhren (60, 62) nicht imstande sind, ihre Überwachungsfunktion auszuüben, ein Erregerstromkreis (46, 56 a, 42, 50, 48) nicht geschlossen werden und keinen Stanzhub einleiten kann, bis die Röhren (60, 62) durch Erregung eines Relais (54) den Unterbrechungsstromkreis öffnen.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine über Kontakte (50 c) eines Relais (50) führende Leitung im Stromkreis der Röhren (60, 62) in der Normallage geerdet ist, so daß die Spannung eines Gitters (64) der Röhre (60) abgeleitet und die Steuerung angeregt wird, den Unterbrechungsstromkreis durch die Erregung des Relais (54) zu unterbrechen.

3. Schaltung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Erregen des Relais (50) ein Relais (52) in einem Verzögerungsstromkreis erregt, den Eingangsstromkreis der Röhre (60) sowie der Röhre (62) enterdet und vorübergehend den Stromkreis von der Stromquelle zu den Anoden der Röhren (60, 62) und den Unterbrechungsstromkreis unterbricht, damit ein Stanzhub erfolgt.

4. Schaltung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhren (60, 62) das Relais (54) erregen, so daß dessen Kontakte (54 a, 54 b) geöffnet, ein Haltestromkreis zum Relais (50) und der Erregerkreis zur Magnetspule (40)

unterbrochen werden und ein Gegenhub des Stanzarmes (18) eingeleitet wird.

5. Schaltung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Relais (90) vorgesehen ist, dessen Wicklung in Reihe mit den Heizfäden der Röhren (60, 62) geschaltet ist und bei dessen Erregung der Stromkreis zu den Anoden der Röhren (60, 62) über Kontakte (90 a) geschlossen wird, so daß Spannung nur dann an die Anoden der Röhren (60, 62) geführt wird, wenn die Heizfäden intakt sind, wodurch die Möglichkeit eines öffnens des Unterbrechungsstromkreises durch andauernde Wärmeausstrahlung ausgeschlossen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

θ 109 758/425 12.61