DE1584543C3 - Regeleinrichtung an Pressen zum Herstellen von Formungen gleicher Dichte und gleicher Abmessungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung an Pressen zum Herstellen von Formungen gleicher Dichte und gleicher Abmessungen, die eine der Presse zugeordnete Meßvorrichtung für das Ausmaß der Abweichung eines tatsächlich erreichten Istwertes von einem Sollwert aufweist, die mit einer Steuervorrichtung verbunden ist, welche mit einer Verstellvorrichtung für die Füllung der Preßform derart zusammenwirkt, daß eine Korrektur der Füllmenge bzw. des Füllgewichts im Umfang der gemessenen Abweichung erfolgt.

Diese Regeleinrichtung soll bei der Herstellung von Formungen aus keramischer Masse, insbesondere bei der Herstellung von feuerfesten Steinen Anwendung finden. Hierbei ist es insofern schwierig, die hohen Genauigkeits- und Qualitätsforderungen zu erfüllen, als das Preßgut nicht immer in gleichmäßiger Beschaffenheit angeliefert wird. Durch Kornverschleppung, unterschiedliche Feuchtigkeit, unterschiedliche Gleit- und Bindemittel, durch Entmischung, durch die Beladung und Entladung der Bunker und durch den Transport sowie durch unterschiedliche Temperaturen und andere Beeinflussungen schwanken die Eigenschaften des Preßguts nicht unerheblich.

Man kann zwar die Dimensionen der Steine dadurch genau erhalten, daß man die Preßstempelbewegung etwa durch Endschalter, Kurvensteuerung od. dgl. genau kontrolliert und den Preßvorgang beendet, sobald die gewünschte Höhe des Preßlings erreicht ist, wobei noch das »Atmen« des fertigen Steines berücksichtigt werden kann. Bei dieser Methode ergeben sich Steine mit genauen Maßen, jedoch ist die Dichte der Steine dann unterschiedlich. Stellt man umgekehrt die Dichte der Steine ein, indem man den Preßdruck genau kontrolliert und begrenzt, so erhält man Steine gleichmäßiger Dichte, aber bei unterschiedlichen Höhen der Steine.

ίο Man kann auch die Abweichung der Steine vom gewünschten Sollwert nachträglich, also am fertigen Preßling, feststellen und danach eine Korrektur einleiten und beispielsweise so lange das Gewicht der in die Form eingebrachten Füllmenge für die folgenden Steine erhöhen, bis die genauen Abmessungen bzw. die gewünschte Dichte erreicht sind. Arbeitet man nach diesem Prinzip, so ist in der Praxis die Erfahrung zu machen, daß fast alle Steine in der einen oder anderen Richtung von einem Sollwert abweichen, weil der Korrekturvorgang entweder nur langsam vor sich geht, so daß der gewünschte Wert z. B. erst beim dritten oder vierten Stein erzielt wird, oder es findet eine Überregelung statt, d. h., Dichte oder Höhe der Steine werden zu groß, so daß dann wieder der umgekehrte Korrekturvorgang eingeleitet werden muß.

Bei einer bekannten automatischen Regeleinrichtung, bei welcher der Formboden bei jedem Arbeitsspiel der Presse um eine festgelegte Strecke, also stufenweise verstellt wird, wobei für diese Verstellung ein Höchstwert und ein Mindestwert in Abhängigkeit vom Preßdruck oder von der Formlingshöhe vorgesehen sind, und die Umkehr bei Erreichung einer dieser Werte selbsttätig vorgenommen wird, wird eine Korrektur jeweils um ein von vornherein festgelegtes Ausmaß vorgenommen. Man tastet sich also stufenweise an den Sollwert heran, und der gewünschte Wert wird in der Regel erst in mehreren Stufen angenähert erreicht. Dadurch, daß bei der bekannten Einrichtung dauernd stufenweise nach oben oder unten verstellt wird, und zwar bei jedem Arbeitsspiel um eine Stufe, wird der gewünschte Wert niemals wirklich genau erreicht.

Hinzu kommt noch, daß bei dieser bekannten automatischen Regeleinrichtung eine Berücksichtigung der Eigenschaften des Preßgutes, die durch die Bestimmung des »Füllfaktors« meßtechnisch erfaßt werden, nicht stattfindet. Dies führt dazu, daß die eingangs erwähnten Toleranzen schon wegen der sich ständig ändernden Eigenschaften des Preßgutes nicht eingehalten werden können.

Eine Regeleinrichtung der eingangs genannten Art ist aus der DE-AS 11 73 007 beim Pressen von Kunststeinen, insbesondere von Kalksandsteinen, bekannt. Bei dieser bekannten automatischen Regeleinrichtung wird die Füllhöhe der Preßform selbsttätig in Abhängigkeit von der Abweichung des Preßdruckes vom Sollwert so geändert, daß bei zu hohem Preßdruck die Füllhöhe verkleinert und bei zu geringem Preßdruck die Füllhöhe vergrößert wird. Zusätzlich wird bei Feststellung eines längeren Verweilens der Füllhöhe auf einem vorher eingestellten maximalen oder minimalen Wert selbsttätig die Wasserzugabe zum Mörtelgemisch derart verändert, daß bei maximaler Füllhöhe die Wassermenge verringert und bei minimaler Füllhöhe die Wassermenge vergrößert wird.

Abgesehen von der Tatsache, daß es sich hier um eine automatische Regeleinrichtung an Kalksandsteinpressen handelt, bei denen ganz andere Probleme

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bezüglich Qualität und Maßhaltigkeit der Preßlinge Druck und Regelung gemäß den Höhenabweichun-

auftreten als bei Pressen zum Herstellen von Form- gen des Preßlings und

lingen aus keramischer Masse — Qualität und Maß- F i g. 2 eine Ausführungsform mit konstanter Höhe

haltigkeit hängen hier ganz wesentlich vom Wasser- und Regelung entsprechend der Abweichungen der

gehalt des Mörtelgemisches ab —, ist die Genauig- 5 Dichte.

keit, mit der die geforderten Toleranzen eingehalten Nach F i g. 1 wirkt ein Preßkolben 2 in einem Zywerden, nicht ausreichend, da die erforderliche Kor- linder 1 über einen Preßstempel 3 auf die Preßrektur des Wasserzusatzes nicht am Mörtelgemisch, masse 4 in einer Form 5 auf einem Tisch 6 ein. Von sondern indirekt dadurch bestimmt wird, daß die oben ragt in die Form ein Gegenstempel 7, der an Stellung des Füllrahmens überwacht wird und erst bei io einem Querholm 8 befestigt ist. Dieser steht über Feststellung eines längeren Verweilens der Füllhöhe Säulen 9 mit dem Preßzylinder 1 und dem übrigen auf einem vorher eingestellten maximalen oder mini- Pressenunterteil in Verbindung, malen Wert die Wasserzugabe zum Mörtelgemisch Mit Hilfe eines verstellbaren Anschlages 11, der geändert wird. Von einem Motor 12 über ein Getriebe 13 in der Hö-Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine 15 henlage verändert wird, läßt sich die untere Aus-Regeleinrichtung der eingangs genannten Art so zu gangsstellung des Preßkolbens 2 und damit das Füllverbessern, daß Steine aus keramischer Masse her- volumen der Form 5 bestimmen, stellbar sind, deren Abweichungen vom Sollwert der Beim Pressen des Formlings steigt der Druck im Abmessungen und der Dichte ein Mindestmaß be- Zylinder 1, der über eine Leitung 15 mit Druckmittel tragen, wobei die Korrekturen in einem Schritt unter 20 beschickt wird. Der Druck wird an einem Kontakt-Berücksichtigung der schwankenden Eigenschaften manometer 16 gemessen. Wenn die gewünschte des Preßgutes vorgenommen werden sollen. Druckhöhe erreicht ist, wird mit dem Zeiger die Ver-Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungs- bindung zwischen zwei Leitungen 20 und 21 hergegemäß darin, daß der Meßvorrichtung eine Vorrich- stellt. Dadurch wird über einen Abzweig 22, 23 ein tung zur Berücksichtigung des Füllfaktors beim Aus- 25 Zuflußventil 24 geschaltet, so daß der Kolben 2 stemaß der Regelung zugeordnet ist und daß eine henbleibt.

Schaltvorrichtung, die bei Erreichen eines bestimmten Die Höhe des in der Form 5 befindlichen fertigen Preßdrucks bzw. einer bestimmten Formlingshöhe Preßlings wird an einer Längenmeßvorrichtung 25, den Preßvorgang beendet, angeordnet ist. 26 abgelesen. Der Teil 25 steht fest, er ist mit dem Durch die erfindungsgemäße Regeleinrichtung wird 30 Oberholm 8 verbunden. Der Teil 26 sitzt an einem erreicht, daß der fertige Stein den geforderten, sehr Ausleger 27 des Preßkolbens 2 oder Preßtisches 6, ist engen Maßtoleranzen bei ständig gleichbleibender also mit dem bewegten System verbunden. Mit Hilfe Qualität bezüglich der Dichte entspricht, und zwar einer Skala am Teil 26 läßt sich ablesen, ob der unabhängig vom Füllfaktor des Preßgutes. Es ent- Preßling die gewünschte Höhe im Augenblick der steht nur sehr wenig Ausschuß, da die Regeleinrich- 35 Stillsetzung aufweist, ob er zu niedrig oder zu hoch tung sehr schnell arbeitet und praktisch in einem ist. Die Längenmeßvorrichtung 25, 26 ist zugleich als Schritt eine Abweichung korrigiert. Die eingesetzten Teil einer Potentiometer-Schaltung ausgebildet. Zu technischen Mittel sind einfach, weil die Verbesse- diesem Zweck sind Leitungen 29, 30 an die beiden rung der Genauigkeit und Qualität insbesondere entsprechend elektrisch leitenden Teile 25, 26 herandurch die Einführung eines zusätzlichen unabhän- 40 geführt. Bei Abweichungen des Ist-Wertes vom SoIlgigen Parameters erreicht wird, nämlich des Füll- wert tritt eine Spannungsänderung auf, die in einer faktors, der auf einfache Weise gemessen werden selbsttätigen Steuerung 31 ausgewertet und zu einer kann und dessen Größe direkt für die Regelung der entsprechenden Verstellung der Füllmenge über den Füllhöhe zusammen mit der gemessenen Abweichung Motor 12 benutzt wird. Dadurch, daß das Ausmaß der Höhe des fertigen Formlings von der Sollhöhe 45 der Abweichung in die Steuerung 31 hereingegeben bzw. des Preßdrucks vom Sollpreßdruck heran- wird und zu einer entsprechenden Korrekturbewegezogen werden kann. gung des Steuermotors dient, ist die Korrektur bein besonderen Fällen kann eine noch präzisere reits beim nächsten Preßling durchgeführt, der infol-Regelung zur Einhaltung einer bestimmten Form- gedessen die gewünschten Abmessungen bei dem gelingshöhe und einer bestimmten Formlingsdichte mit 50 wünschten Preßdruck bzw. der gewünschten Dichte der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung erreicht wer- aufweist. Nur wenn sich in der Zwischenzeit das den, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Preßgut selbst wiederum verändert hat, ist eine erErfindung gleichzeitig ein Meßgerät für die Abwei- neute Anpassung erforderlich.

chung des Preßdruckes und ein Meßgerät für die Bei der Ausführung nach Fig. 2 stimmt der AufAbweichung des Höhenmaßes verwendet werden und 55 bau der Presse mit derjenigen nach F i g. 1 überein,

eine mechanische oder elektrische Überlagerung der An dem beweglichen Pressenteil 27 ist ein verstellba-

beiden Korrektureinflüsse auf die Einstellung der Zu- rer Endschalter 36 angebracht, der bei Erreichung

teilvorrichtung erfolgt. der Endstellung des Preßkolbens 2 von einem Nok-

Zur genauen Bestimmung des Ausmaßes der Ab- ken 35 betätigt wird. Der Endschalter 36 schließt weichung wird bzw. werden gemäß einer weiteren 60 dann einen Stromkreis, welcher den weiteren Zufluß

vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung das des Druckmittels über das Ventil 24 abschaltet. In

Meßgerät bzw. die Meßgeräte jeweils von einem diesem Fall hat der Preßling immer die gewünschte

Potentiometer gebildet, dessen beweglicher Teil mit Höhe. Ist bei Erreichung dieses Endmaß vorhanden,

dem Preßkolben verbunden ist bzw. durch den Preß- wird der Preßdruck durch einen Druckmesser druck bewegt wird. S₅ festgestellt, der aus einem Zylinder 38, einem Kolben

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele 39 _und einer Feder 40 besteht. Mittels eines vom

der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Preßdruck gehobenen und gesenkten Zeigers

Fig. 1 eine Ausführungsform mit konstantem kann an einer Skala an einem Teil 42 der Preßdruck

bzw. die Materialdichte im Preßling abgelesen werden. Die Teile 41 und 42 können ähnlich wie die Teile 25 und 26 wiederum als Potentiometer ausgebildet sein und auf die Steuerung 31 in der bereits beschriebenen Weise arbeiten.

Eine Erhöhung der Genauigkeit wird dadurch erzielt, daß man die etwaige Veränderung des Füllfaktors, also des Verhältnisses zwischen losem und verdichtetem Preßgut, berücksichtigt. In der Regel wird sich der Füllfaktor nicht wesentlich verändern. In diesem Fall kann er durch eine geeignete Einstellung des Ausmaßes der Regelung gegenüber dem Ausmaß der Abweichung berücksichtigt werden. Man kann aber auch die Veränderung des Füllfaktors messen und danach das Ausmaß der Regelung korrigieren. Dies kann z. B. durch ein Rad oder eine Walze, gegebenenfalls mit Zelleneinteilung geschehen. Das Rad läuft unter Eigengewicht oder Fremddruck durch Federn, Preßzylinder od. dgl. auf einem unter ihm hindurchbewegten Strom bzw. Teilstrom des Preßgutes ab und dringt je nach seiner Zusammendrückbarkeit mehr oder weniger in diesen Gutstrom ein. Das Maß der Eindrückbarkeit kann dann mit genügender Annäherung als Maß für den Füllfaktor dienen. Entsprechend dem Füllfaktor wird bei gegebener, am Potentiometer angezeigter Differenz das Ausmaß der Regelung eingestellt. Die Einstellung des Meßpotentiometers wird derart getroffen, daß bei Erreichung des Sollwertes der Abgriff genau in der Mitte liegt.

Der Aufbau der Regeleinrichtung ist in bekannter Weise durchzuführen. In ihr ist ein Nachlauf-Potentiometer anzubringen, dessen Abgriff ebenfalls in der Mitte liegt. Fährt der Abgriff des Meßpotentiometers infolge von Abweichungen des Preßlings vom Sollwert nach der einen oder anderen Richtung über die Mittelstellung hinaus oder bleibt er vorher stehen, so stclit sich zwischen Meßpotentiometer und Nachlauf-Potentiometer eine Spannungsdifferenz ein, mit deren Hilfe die Regelung hervorgerufen wird. Der Regelvorgang wird so lange fortgesetzt, bis die Potentiometer wieder aufeinander abgestimmt sind, also keine Spannungsdifferenz mehr vorliegt.

Solange die Regelung dauert, muß der Wert des Meßpotentiometers in irgendeiner Form erhalten,

z. B. gespeichert werden. Das Nachlauf-Potentiometer ist während der Regelung mit einem Triebwerk gekuppelt, läuft also aus seiner Mittellage heraus bis zur Erreichung des Spannungsausgleiches mit. Danach wird die Regelung sofort abgeschaltet, und die Kupplung mit dem Antrieb oder die sonstige Speicherung des Potentiometerwertes wird aufgehoben.

Das Nachlauf-Potentiometer fällt ebenso wie das Meßpotentiometer in seine Ausgangslage zurück.

Während das Meßpotentiometer unmittelbar das Fertigmaß oder den Druck mißt, muß das Nachlauf-Potentiometer einen größeren Weg zurücklegen, weil der von ihm zu durchlaufende Weg sich aus der am Meßpotentiometer festgestellten Abweichung und einem Multiplikator ergibt, der vom jeweiligen Füllfaktor des Preßgutes abhängt.

Durch diese Ausbildung wird bei jeder Abweichung sofort die gesamte erforderliche Korrektur, und zwar unter Berücksichtigung des Füllfaktors, also im vollen Ausmaß, vorgenommen, so daß sehr schnell wieder zumindest eine so starke Annäherung an den Sollwert schon beim nächsten Preßling erzeugt wird, daß insgesamt gesehen die Zahl der außerhalb der Toleranzgrenze liegenden Steine, Platten oder sonstigen Erzeugnisse auf ein bisher nicht gekanntes Ausmaß herabgesetzt wird.

Es steht nichts im Wege, statt nur ein Potentiometer anzuwenden, beide Maßnahmen zugleich zu benutzen und eine entsprechend überlagerte Korrektur anzuwenden. Die Überlagerung der verschiedenen Korrektureinflüsse kann in bekannter Weise mechanisch durch Planetengetriebe oder elektrisch durch entsprechende Schaltungen, z.B. Brückenschaltungen, vorgenommen werden.

Die Erfindung wurde an Hand einer Presse beschrieben. Sie ist sinngemäß auch für andere das Preßgut verdichtende Maschinen anwendbar, also auch für Vibratoren, Rüttelmaschinen oder schlagend wirkende Maschinen.

An die Stelle des bevorzugt verwendeten Potentiometers kann irgendeine andere induktiv, kapazitiv mit Frequenzänderung oder sonstigen elektrischen oder magnetischen Größen oder unterschiedlichen Energiestrahlungen arbeitende Einrichtung benutzt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Regeleinrichtung an Pressen zum Herstellen von Formungen gleicher Dichte und gleicher Abmessungen, die eine der Presse zugeordnete Meßvorrichtung für das Ausmaß der Abweichung eines tatsächlich erreichten Istwertes von einem Sollwert aufweist, die mit einer Steuervorrichtung verbunden ist, welche mit einer Verstellvorrichtung für die Füllung der Preßform derart zusammenwirkt, daß eine Korrektur der Füllmenge bzw. des Füllgewichts im Umfang der gemessenen Abweichung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßvorrichtung (25, 26 bzw. 37) eine Vorrichtung zur Berücksichtigung des Füllfaktors beim Ausmaß der Regelung zugeordnet ist und daß eine Schaltvorrichtung (16 bzw. 36), die beim Erreichen eines bestimmten Preßdrucks bzw. einer bestimmten Formlinghöhe den Preßvorgang beendet, angeordnet ist.

2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die gleichzeitige Anwendung eines Meßgerätes (37) für die Abweichung des Preßdrucks und eines Meßgerätes (25, 26) für die Abweichung des Höhenmaßes und die mechanische oder elektrische Überlagerung der beiden Korrektureinflüsse auf die Einstellung der Zuteilvorrichtung.

3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät bzw. die Meßgeräte (25, 26 bzw. 37) jeweils von einem Potentiometer gebildet wird bzw. werden, dessen beweglicher Teil mit dem Preßkolben (2) verbunden ist (Fig. 1) bzw. durch den Preßdruck bewegt wird (F i g. 2).