DE1102884B

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Publication number: DE1102884B
Application number: DENDAT1102884D
Authority: DE
Publication date: 1961-03-23

Description

DEUTSCHESGERMAN

KL. 21C 02/30KL. 21C 02/30

INTERNATIONALE KL.INTERNATIONAL KL.

PATENTAMT H02p;G05gPATENT OFFICE H02p; G05g

C 14904 VIIIb/21 cC 14904 VIIIb / 21 c

ANMELDETAG: 27.MAI1957REGISTRATION DATE: MAY 27, 1957

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 23.MÄRZ1961NOTICE
THE REGISTRATION
AND ISSUE OF THE
EDITORIAL: MARCH 23, 1961

Die Erfindung betrifft einen Überlastungsschutz für elektrische Arbeitswellen, die insbesondere zum Antreiben von Teilen einer Werkzeugmaschine dienen, vorzugsweise der beiden Spannwagen von umlaufende Messerköpfe aufweisenden Schälmaschinen, bei denen jedem Geber mindestens ein Empfänger zugeordnet ist, welch letzterer mit dem anzutreibenden Teil, z. B. einem Vorschubmotor, schlupflos gekuppelt ist.The invention relates to overload protection for electrical working shafts, which are used in particular for driving of parts of a machine tool are used, preferably of the two clamping carriages of rotating ones Peeling machines with cutter heads, in which each donor is assigned at least one receiver is what the latter with the part to be driven, e.g. B. a feed motor, is coupled slip-free.

Elektrische Wellen haben sich bewährt, wenn über verhältnismäßig große Entfernungen Leistungen übertragen werden sollen und es wesentlich ist, daß die Drehzahl eines Maschinensatzes mit der Drehzahl eines anderen Maschinensatzes übereinstimmt, wobei Voraussetzung für das einwandfreie Arbeiten der elektrischen Wellen ist, daß die Belastung der anzutreibenden Maschine gleichmäßig und der zu durchfahrende Drehzahl bereich nicht allzu groß ist. Treten jedoch stoßartige Belastungen auf, wie sie beispielsweise beim Ein- und Ausschalten des Vorschubes, z. B. eines Spannwagens einer Schälmaschine, nicht zu vermeiden sind, dann fallen die Empfänger außer Tritt. Damit nun das Äußertrittfallen, der elektrischen Wellen, deren Empfänger mit den anzutreibenden Teilen schlupf los verbunden sind, durch auftretende Stoßbelastungen vermieden wird, hat man, sie verhältnismäßig gering belastet, dadurch aber die Kapazität der Werkzeugmaschinen nur zu einem kleinen Teil ausgenutzt, oder die elektrischen Wellen überdimensioniert. Electric waves have proven themselves when performing over relatively long distances are to be transmitted and it is essential that the speed of a machine set with the speed of another machine set is the same, whereby the prerequisite for proper operation of the electric waves is that the load on the driven The machine is even and the speed range to be passed through is not too large. Step but sudden loads, such as those when switching the feed on and off, z. B. a clamping carriage of a peeling machine, are unavoidable, then the recipients fall except Kick. So now the falling out of step, the electric Waves, the receivers of which are connected to the parts to be driven without slipping, by occurring Shock loads are avoided, you have to load them relatively lightly, but thereby the capacity machine tools are only used to a small extent, or the electrical shafts are oversized.

Es ist zwar bekannt, ein Außertrittfallen einer elekirischen Welle bei Störungen auf der Antriebsseite dadurch zu verhindern, daß bei mit einer elektrischen Ausgleichswelle versehenen Mehrmotorenantrieben, bei denen außer Antriebsmotoren elektrische Gleichlaufmaschinen vorgesehen sind, mindestens einer der Antriebsmotore über eine Rutschkupplung oder regelbare Magnetpulverkupplung mit der zugeordneten Gleichlaufmaschine verbunden wird. Die Kupplungen werden so bemessen, daß ihr übertragbares Drehmoment unterhalb' des Momentes liegt, das von den Gleichlaufmaschinen übertragen werden kann. Ein Außertrittfallen der elektrischen. Welle wird aber dann nicht verhindert, wenn in einer über eine elektrische Welle angetriebene Werkzeugmaschine plötzliche, teilweise gar nicht erhebliche Stöße auftreten. Diese Stöße üben einen viel entscheidenderen Einfluß auf die elektrische Welle aus als eine Überbelastung. Würde man nun zwischen, dem Empfänger einer elektrischen Welle und. der von diesem anzutreibenden Werkzeugmaschine eine Rutschkupplung oder eine regelbare Magnetpulverkupplung anordnen, so könnte man zwar erreichen, daß beim Blockieren von Teilen der Werkzeugmaschine, also bei einer Überbelastung derselben, die Werkzeugmaschine von der elektrischen überlastungsschutzIt is well known that an electrician has fallen out of step To prevent shaft in the event of malfunctions on the drive side by using an electrical Multi-motor drives equipped with a balancer shaft, in which, in addition to drive motors, electrical synchronous machines are provided, at least one of the drive motors via a slip clutch or controllable Magnetic particle clutch is connected to the associated synchronous machine. The clutches are dimensioned so that their transmittable torque is below 'the moment that the Synchronous machines can be transferred. A falling out of the electric. But wave will then not prevented if sudden, sometimes not even significant shocks occur. These shocks have a much more decisive influence on the electric wave as an overload. Would you now between, the receiver of an electrical Wave and. the machine tool to be driven by this a slip clutch or a Arrange adjustable magnetic particle clutch, so you could achieve that when blocking parts of the machine tool, i.e. if the same is overloaded, the machine tool of the electrical one overload protection

für elektrische Arbeitswellen,for electrical output shafts,

die insbesondere zum Antrieb von Teilenin particular for driving parts

einer Werkzeugmaschine dienenserve a machine tool

Anmelder: Th. Calow & Co., Bielefeld, Zimmerstr. 19Applicant: Th. Calow & Co., Bielefeld, Zimmerstr. 19th

Hans Lindemann, Bielefeld, ist als Erfinder genannt wordenHans Lindemann, Bielefeld, has been named as the inventor

Welle abgeschaltet wird; nicht erreichen kann man jedoch, daß die elektrische Welle im Tritt bleibt, wenn plötzliche, teilweise gar nicht erhebliche Stöße in der Werkzeugmaschine auftreten.Shaft is switched off; one cannot achieve, however, that the electric wave stays in step if sudden, sometimes insignificant shocks occur in the machine tool.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe zu schaffen. Es soll nicht nur erreicht werden, daß in der Werkzeugmaschine plötzlich auftretende, teilweise gar nicht erhebliche Stöße nicht zum Außertrittfallen der elektrischen Welle führen., sondern auch, daß die elektrische Welle dann abgeschaltet wird, wenn die Werkzeugmaschine blockiert. Ferner soll erreicht werden, daß derartige Anlagen, vereinfacht und dadurch deren. Herstellungskosten gesenkt werden können. Ausgegangen wird von den eingangs erwähnten, bekannten Werkzeugmaschinen zugeordneten elektrischen Wellen, bei denen jedem. Geber mindestens ein Empfänger zugeordnet ist. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, auf der den Arbeitsmaf schinente.il antreibenden Welle des Empfängers ein geschwindigkeitsproportionales Dämpfungsglied, z. B. einen Wirbelstromdämpfer, vorzusehen,. So kann man die Welle des Empfängers mit der Welle des anzutreibenden Teiles starr verbinden und auf diesen, beiden dann eine starre Einheit bildenden Wellen, ein, mit ihnen umlaufendes Polrad vorsehen, dem eine mit einer Schwungmasse in Verbindung stehende Wicklung zugeordnet ist, welche gegenüber dem Polrad Relativbewegungen ausführen kann. Die Wicklung mit ihrer Schwungmasse wird also- in diesem Fall auf der den Empfänger und den anzutreibenden. Teil verbindenden Welle frei drehbar gelagert. Die Schwungmasse! wirkt als elastiisjche Zusaitzlast zurThe invention is now based on the object of providing a remedy here. It should not only be achieved that suddenly occurring in the machine tool, sometimes not at all significant shocks do not fall out of step of the electric wave, but also that the electric wave is then switched off becomes when the machine tool stalls. Furthermore, it should be achieved that such systems are simplified and thereby theirs. Manufacturing costs can be reduced. The starting point is the one at the beginning mentioned, known machine tools associated with electrical waves, in which each. giver at least one recipient is assigned. According to the invention it is proposed on the Arbeitsmaf schenten.il driving shaft of the receiver an attenuator proportional to the speed, e.g. B. an eddy current damper to be provided. So you can match the shaft of the receiver with the shaft of the driven one Rigidly connect the part and on these two waves, which then form a rigid unit, a, with Provide them with a rotating pole wheel, which has a winding connected to a flywheel is assigned, which can perform relative movements with respect to the pole wheel. The winding with its flywheel mass is - in this case on the receiver and the one to be driven. part connecting shaft freely rotatable. The flywheel! acts as an elastic additional load

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Glättung auftretender Belastungsstöße. Will man nun einem Ständer 28 umfaßt, dem über die Leitungen 29, den'zur Schnellverstellung des anzutreibenden Teiles, 30, 31 vom Netz Drehstrom zugeleitet wird. Der beispielsweise des Spannwagens einer Schälmaschine, Ständer des Empfängers kann vom Netz abgeschaltet bisher benutzten Eilgangmotor sparen, dann kann und kurzgeschlossen werden. Auf der anderen Seite man die Ständerwicklung des Empfängers abschalten 5 der Rotorwelle sind zwei Schleifringe32, 33 vor- und kurzschließen. Dieser läuft dann als sekundär- gesehen, die einem auf der Welle 34 angeordneten seitig gespeister Kurzschlußläufermotor mit entspre- Polrad 35 den Erregerstrom zuleiten. An Stelle des chendem Schlupf. Soll eine Drehrichtungsänderung durch Gleichstrom gespeisten PoIrades kann man auch des anzutreibenden Teiles-bewirkt werden, dann ist Permanentmagnete vorsehen. Dem Polrad bzw. den es lediglich erforderlich, den dem Läufer des Empfän- io Permanentmagneten ist eine kurzgeschlossene Wickgers zugeführten Drehstrorn umzupolen, lung 36 zugeordnet, die an einer gegenüber derSmoothing occurring load surges. If you now want to include a stand 28, which via the lines 29, den'zur Schnellverstellung the part to be driven, 30, 31 is fed from the mains three-phase current. Of the For example, the tensioning carriage of a peeling machine, the stand of the receiver can be disconnected from the network Save the rapid traverse motor used up to now, then and can be short-circuited. On the other hand you switch off the stator winding of the receiver 5 the rotor shaft are two slip rings32, 33 in front of and short-circuit. This then runs as a secondary, the one arranged on the shaft 34 side-fed squirrel cage motor with corresponding pole wheel 35 feed the excitation current. Instead of corresponding slip. If you want to change the direction of rotation by direct current fed PoIrades you can also of the part to be driven - permanent magnets are to be provided. The pole wheel or the it is only necessary that the rotor of the receiver io permanent magnet is a short-circuited Wickgers supplied three-phase current umzupolen, ment 36 assigned to one opposite the

Treten beim Arbeiten einer über eine elektrische Welle 34 frei drehbar gelagerten Masse 37 ähnlich Welle angetriebenen. Werkzeugmaschine Stöße auf einem Schwungrad festgelegt ist. Die Welle34 steht und ist die Anordnung entsprechend der erfindungs- mit dem anzutreibenden Teil 38 in starrer Verbingemäßen Anweisung gestaltet, dann verdreht sich 15 dung. Die Welle34 ist bei 39 und 40 gelagert. Die zwar die Empfänger und Werkzeugmaschine verbin- Welle 4 des Getriebes 2 kann, wenn zwei Geber mit dende Welle gegenüber der· dem Geber zugeordneten je einem Empfänger durch einen, einzigen Antriebs-Welle, um einen bestimmten Winkel je nach Größe motor angetrieben werden sollen, 'ebenfalls mit einem des Stoßes, ein Außertrittfallen der elektrischen Geber und über ein dem Wendeschütz 19, 20 ent-Welle tritt aber bei Stoßen bis zu ganz bestimmten ao sprechendes Wendeschütz mit einem Empfänger, einem Größen nicht auf, weil das Dämpfungsglied eine zu Wirbelstromdämpfer, mit dem anderen anzutreibenden starke Drehwinkeländerung verhindert. Anders ist Teil, beispielsweise dem zweiten Spannwagen, einer dies, wenn, die Werkzeugmaschine blockiert wird. In Schälmaschine in Verbindung stehen. Da die beiden diesem Fall verdreht sich die Empfänger und Werk- Teile der elektrischen Welle einander genau entzeugmaschine verbindende Welle gegenüber der die 25 sprechen, wurde auf die Darstellung dieses spiegelbild-Antriebsmaschine mit dem Geber verbindenden Welle, liehen Teiles verzichtet. Es wird also auf der Welle 4 weil das Dämpfungsglied diesen erheblichen. Stoß nicht ein dem Geber 6 entsprechender Geber angeordnet, der auffangen kann, die elektrische Welle fällt außer Tritt dann über ein zweites Wendeschütz, einen zweiten und die gesamte Einrichtung wird stillgesetzt, was Empfänger ein zweites anzutreibendes Teil beeinflußt, im Fall des Blockierens der Werkzeugmaschine auch 30 wobei Empfänger und anzutreibendem Teil auch hier erwünscht ist. Wesentlich ist also, daß die Verbin- ein Wirbelstromdämpfer zugeordnet ist.
dung zwischen Werkzeugmaschine und Empfänger Läuft die Welle 3, angetrieben durch den Motor 1, nicht aufgetrennt wird, sondern erhalten bleibt. um, dann drehen sich die Ausgangs wellen 4, 5 desWhen working, a mass 37, which is freely rotatably mounted via an electrical shaft 34, is driven in a similar manner to a shaft. Machine tool jolts on a flywheel is set. The shaft 34 is stationary and the arrangement is designed according to the invention with the part 38 to be driven in a rigid connection according to instructions, then rotates 15 training. The shaft34 is supported at 39 and 40. Although the receiver and the machine tool are connected to the shaft 4 of the transmission 2, if two encoders with the end shaft are to be driven by a single drive shaft at a certain angle depending on the size of the motor opposite the one receiver assigned to the encoder, '' also with one of the impact, the electrical transmitter falling out of step and via a wave entangling the reversing contactor 19, 20, but when colliding with a specific ao-speaking reversing contactor with a receiver, one size does not occur because the attenuator is too eddy current damper, with the other to be driven prevents strong changes in the angle of rotation. Part, for example the second clamping carriage, is different, one of which is when the machine tool is blocked. Communicate in peeling machine. Since the two rotates in this case, the receiver and work parts of the electric shaft are exactly the same as the shaft connecting the machine to the one in the figure 25, so this mirror image of the drive machine with the shaft connecting the transmitter is not shown. So it is on the shaft 4 because the attenuator is this significant. Impact is not arranged an encoder corresponding to the encoder 6, which can catch, the electric shaft falls out of step then via a second reversing contactor, a second and the entire device is shut down, which the receiver affects a second part to be driven, in the event of the machine tool jamming too 30 where the receiver and the part to be driven is also desirable here. It is therefore essential that the connection is assigned to an eddy current damper.
between the machine tool and the receiver If the shaft 3, driven by the motor 1, is not separated, it is retained. around, then the output shafts 4, 5 of the rotate

Ordnet man also der einen Empfänger und eine Getriebes 2 mit gleicher Drehzahl, so daß auch die Werkzeugmaschine verbindenden Welle ein geschwin- 35 Geberrotoren beider Teile der elektrischen Welle digkeitsproportionales Dämpfungsglied zu, dann mit geicher Drehzahl umlaufen. Befinden, sich alle braucht die elektrische Welle nicht mehr verhältnis- Wendeschütze 19, 20 in der in der Zeichnung darmäßig gering belastet zu werden, es kann also die gestellten Lage:, dann laufen die Rotoren 27 der beiden Kapazität der Werkzeugmaschine voll ausgenutzt Empfänger mit der gleichen Drehzahl um wie die werden. 40 Rotoren der dem Getriebe 2 zugeordneten Geber, undSo if you assign a receiver and a gearbox 2 with the same speed, so that the Machine tool connecting shaft a speed 35 encoder rotors of both parts of the electric shaft Density-proportional attenuator closes, then rotate at the same speed. Are all the electric shaft no longer needs ratio reversing contactors 19, 20 in the dargend in the drawing To be lightly loaded, so it can be the posed position: then the rotors 27 of the two run Capacity of the machine tool fully utilized at the same speed as the receiver will. 40 rotors of the encoder assigned to the transmission 2, and

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungs- zwar in einer der Wendeschützstellung entsprechenden beispieles schematisch erläutert. Die Zeichnung zeigt Drehrichtung. Die beiden Empfängerrotoren laufen Teile einer elektrischen Welle, wobei dem Empfänger also mit gleicher Drehzahl um. Entsprechendes gilt ein Wirbelstromdämpfer zugeordnet ist, von dessen dann auch für die anzutreibenden Teile, beispielsweise beiden Teilen der eine mit der Ausgangswelle des 45 die Spannwagen einer Schälmaschine. Sollen die anEmpfängers fest in- Verbindung steht, während der zutreibenden Teile unabhängig voneinander zu- bzw. andere auf dieser Welle frei drehbar angeordnet ist. abgeschaltet werden, können, so· ist jedem Spann-The invention is based on an embodiment in one of the reversing contactor position example explained schematically. The drawing shows the direction of rotation. The two receiver rotors are running Parts of an electric wave, with the receiver thus rotating at the same speed. The same applies accordingly an eddy current damper is assigned, of which then also for the parts to be driven, for example two parts of the one with the output shaft of 45 the tensioning carriage of a peeling machine. Should the recipient is firmly connected, while the parts to be driven are closed or closed independently of each other. other is arranged freely rotatable on this shaft. can be switched off, so every clamping

Dem Ausführungsbeispiel liegt die Aufgabe zu- wagen eine lösbare: Kupplung zuzuordnen. Im vorgrunde, die beiden Spannwagen einer Schälmaschine liegenden Fall ist also eine solche Kupplung den ansynchron anzutreiben und beliebig zu- und abschalten 50 zutreibenden Teilen 38 zuzuordnen. Laufen Geber zu körinen, ohne daß die verwendete elektrische Welle und Empfänger beider elektrischer Wellen um und außer Tritt fällt. Dargestellt ist lediglich ein Teil der wird einer der Spannwagen zu- oder abgeschaltet bzw. elektrischen Welle einer Schälmaschine, da der andere treten während des Berwegens eines Spannwagens dem dargestellten spiegelbildlich entspricht. Von. einem stoßartige Belastungen auf, darm werden Stöße bis zu Motor 1 wird ein stufenlos regelbares Getriebe 2 55 einer bestimmten Stärke durch den Wirbelstromüber eine Welle 3 angetrieben, welche zwei Ausgangs- dämpfer aufgefangen. Stoßbelastungen wirken sich wellen4, 5 aufweist. Die eine Ausgangswelle 5 des also praktisch nicht mehr auf das System der elek-Getriebes2 ist zweckmäßigerweise über eine nicht trischen Welle aus. Ein Außertrittfallen, der elekdargestellte Kupplung mit dem Rotor 6 eines Gebers trischen Welle findet nicht mehr statt,
verbunden, auf dessen Welle entsprechend der Benut- 60 Damit die Spannwagen einer Schälmaschine bzw. zung von Drehstrom drei Schleifringe 7, 8, 9 ange- die Vorschubmittel einer anderen Werkzeugmaschine ordnet sind. Die Wellen sind bei 10 und 11 gelagert. schnell von einer Stellung in eine, andere bewegt wer-Dem Rotor 6 des Gebers ist ein Ständer 12 zugeord- den können, sieht man zusätzlich Eilgangmotoren vor. net, dessen Wicklungen vom Netz über die Leitungen Diese kann man sparen, wenn· man die elektrische 13, 14, 15 mit Drehstrom gespeist werden. Die Lei- 65 Welle gegen das Drehfeld arbeiten, läßt und die tungen 16, 17, 18 stehen über ein Wendeschütz 19, 20 Ständerwicklungen der Empfänger vom Netz abmit "den Leitungen 21, 22, 23 in Verbindung, die an schaltet und kurzschließt. Schließt man also die Lei-Schleifringe 24, 25, 26 angeschlossen sind, welche auf tungen. 29, 30, 31 nach Abschalten, vom Netz kurz, so der Welle des Rotors 27 des dem Geber zugeordneten läuft der Rotor 27, wenn die Drehrichtungen der AusEmpfängers 27, 28 sitzen., Der Rotor 27 wird von 70 gangswelle:n.4, 5 des Getriebes 2 entgegengesetzt denThe task of the exemplary embodiment is to dare to assign a releasable coupling. In the main case, the two tensioning carriages of a peeling machine, such a coupling is to be assigned to the parts 38 to be driven asynchronously and to be switched on and off 50 as required. Transmitters run to körinen without the electrical wave used and the receiver of both electrical waves falling around and out of step. Only a part of which one of the tensioning carriages is switched on or off or the electric shaft of a peeling machine is shown, since the other step is a mirror image of the one shown while a tensioning carriage is moving over. From. Impact loads occur, then shocks up to motor 1, a continuously variable transmission 2 55 of a certain strength is driven by the eddy current via a shaft 3, which is absorbed by two output dampers. Shock loads have an impact on waves4, 5. The one output shaft 5 of the so practically no longer on the system of elek-Getriebes2 is expediently made of a non-tric shaft. Falling out of step, the electrical coupling with the rotor 6 of a transducer tric shaft no longer takes place,
60 So that the tensioning carriages of a peeling machine or three-phase current three slip rings 7, 8, 9 are arranged, the feed means of another machine tool are arranged on its shaft. The shafts are stored at 10 and 11. quickly moved from one position to others who-is The rotor 6 of the encoder, a stator 12 assigned to the can, additionally provides Eilgangmotoren. net, its windings from the mains via the lines. These can be saved if the electrical 13, 14, 15 are fed with three-phase current. The line 65 shaft works against the rotating field, and the lines 16, 17, 18 are connected to the lines 21, 22, 23 via a reversing contactor 19, 20 stator windings of the receiver, which switches on and short-circuits Thus, the Lei slip rings 24, 25, 26 are connected, which are connected to lines 29, 30, 31 after switching off, from the mains for a short time, so the shaft of the rotor 27 of the rotor 27 assigned to the encoder runs when the directions of rotation of the receiver 27, 28 sit., The rotor 27 is of 70 output shaft: n.4, 5 of the transmission 2 opposite the

Claims

The directions of rotation of the rotary fields of the stator of the encoder run at a speed that is higher than the speed that was given when the stator was not yet short-circuited and the stator field was present and the encoder was driven in the direction of the rotary field the reversing contactor, a fast forward or a fast reverse of the parts to be driven, only needs to operate the reversing contactors accordingly Of course, you can also assign two receivers to a transmitter, in which case each receiver is connected to a member to be driven via an eddy current attenuator. 26 to draw a second receiver and to put a second to this receiver assigning the friction part and an eddy current damper. P Λ T E N T Λ N S P R Ü C. H E

1. Overload protection for electrical work shafts, which are used in particular to drive parts serve a machine tool, characterized in that the working machine part (38) driving shaft (34) of the receiver (27, 28) an attenuator proportional to the speed, z. B. an eddy current brake (35 to 37) is provided.

2. Overload protection for electrical waves according to claim 1, characterized in that the the receiver (27, 28) and the driven part (38) connecting shaft (34) or its extension carries a rotating pole wheel (35) and this one with a flywheel (37) associated winding (36) which is opposite to the pole wheel (35) Can perform relative movements.

Considered publications:
German Auslegeschrift No. 1 005 602,
L 13488VIIIb / 21c (published on May 3, 1956).

1 sheet of drawings