DE1110735B

DE1110735B - Gleichlaufueberwachungseinrichtung fuer Werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE1110735B
Application number: DEL21225A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Reinhard Dupuis
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1955-02-22
Filing date: 1955-02-22
Publication date: 1961-07-13

Description

Gleichlaufüberwachungseinrichtungfür Werkzeugmaschinen Bei großen Spitzendrehbänken ist es bekannt, den Vorschub des Supportes über eine elektrische Welle vom Spindelkasten abzuleiten. Dabei wird von dem die Spindel antreibenden Hauptmotor eine Drehstrom-Schleifringläufer-Maschine angetrieben, deren Läuferwicklung mit der Läuferwicklung der den Support antreibenden Drehstrom-Schleifringläufer-Maschine verbunden ist, während die Ständer beider Maschinen an die Netzspannung gelegt sind. Die Genauigkeit dieser übertragung ist selbst für die höchsten Anforderungen ausreichend, so z. B. für das Schneiden von Steilgewinde. Die bei dieser Art von Drehmomentübertragung notwendigen elektrischen Verbindungen, sei es in der Form von Schleifleitungen oder Schleppkabeln, können leichter als die mechanischen übertragungsglieder zu Störungen Anlaß geben, durch welche ein festes Verhältnis zwischen Spindeldrehzahl und Supportvorschub aufgehoben wird. Einige der Störursachen sind: a) Ausbleiben der Netzspannung.
Hierbei läuft der Hauptantriebsmotor mit Planscheibe und dem bearbeiteten Werkstück infolge der in seinen Schwungmassen gespeicherten kinetischen Energie längere Zeit weiter, während die den Support antreibende Schleifringläufermaschine infolge der verhältnismäßig großen Reibungskräfte zwischen Support und Drehbankbett schnell zur Ruhe kommt.
b) Unterbrechung der elektrischen Verbindungsleitungen zwischen den Schleifringläufermaschinen. In diesem Falle bleibt die den Support antreibende Schleifringläufermaschine stehen, während der die Planscheibe antreibende Hauptantriebsmotor weiterläuft.
c) Auftreten eines Kurzschlusses in Verbindungsleitungen zwischen den Läufern der Schleifringläufermaschinen.
Die den Support antreibende Schleifringläufermaschine wird dann versuchen, auf ihre asynchrone Drehzahl hochzulaufen. Arbeitete sie vor der Störung entgegen dem Drehsinn des Ständerfeldes, so ist ein asynchroner Hochlauf im Sinne des Drehfeldes zu erwarten.
d) Auftreten einer Störung (z. B. mechanischer Bruch) an einem der den Support antreibenden Schleifringläufermaschine nachgeschalteten Getriebe.
In diesem Falle würden Spindeldrehzahl und Supportvorschub nicht mehr in einem festen Verhältnis zueinander stehen, obwohl zwischen den beiden Schleifringläufermaschinen keine Stellungsdifferenz bestände. Die Wirkungen dieser vorgenannten Störfälle können ein wertvolles Werkstück für den gedachten Verwendungszweck Ausschuß werden lassen.
Es sind Vorrichtungen bekannt, mit denen der Drehstahl oder die Halterung des Stahles mechanisch angestellt und wieder zurückgezogen werden kann. So kann z. B. der Stahl mit Hilfe eines Elektromagneten bei Erregung in die Arbeitsstellung und bei Entregung aus der Arbeitsstellung gebracht werden. Wenn der Magnet an die Netzspannung angeschlossen wird, ist ein hinreichender Schutz des Werkstückes vor Zerstörung bei Ausbleiben der Netzspannung gewährleistet, nicht aber bei Eintreten der Fälle b), c) oder d).
Um auch die Fälle b), c) und d) zu erfassen, wird erfindungsgemäß eine von der Drehmomentübertragung unabhängige Winkelmeßeinrichtung zwischen den Schleifringläufermaschinen öder zwischen mit diesen im festen Drehzahlverhältnis umlaufenden mechanischen Wellen angeordnet. Die gemessene Winkelabweichung kann dann, eventuell erst nach Erreichen eines- bestimmten, vorzugsweise einstellbaren Wertes, Schaltfunktionen einleiten, Zur Messung dieser Winkelabweichung werden z. B. von den beiden Schleifringläufermaschinen direkt oder über Getriebe eine Geber: und eine Empfängermaschine mit einphasigen Läufern und dreiphasigen Ständern angetrieben, wobei im Läufer der Empfängermaschine bei Auftreten einer Winkelabweichung eine Spannung erzeugt wird, Diese Spannung kann eventuell noch leistungsverstärkt werden. Zum Einjustieren der Winkellage von Geber- und Empfängermaschine kann zwischen der Geber- und der Empfängermaschine ein Differentialgeber eingeschaltet sein. Werden die Geber-- und die Empfängermaschine über Getriebe angetrieben, so können diese umschaltbar ausgeführt sein;'um so die Empfindlichkeit der-Geber- und .Empfängermaschinenanordnung den unterschiedlichen Betriebsbedingungen anzupassen. Die Einrichtung ist `so- gewählt, daß sowohl positive als auch negative Winkeiabweichungen_gleichermaßen zur Einleitung des Stallrückzuges herangezogen werden. Die Ursache für --das --Auftreten der Winkelabweichung ist hierbei- ohne -Bedeutung. Die beschriebene Anordnung ..hat - weiterhin den besonderen Vorzug, daß sie in kürzester Zeit nach Auftreten der Störursache reagiert.
Die Zeichnung zeigt als Beispiel die Anwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung bei einer Drehbank.
Die Schleifringläuferrnaschine 10 wird durch eine Welle 11 des nicht dargestellten Spindelkastens der Drehbank angetrieben. Die Schleifringläufermaschine 12 treibt z. B. über ein Getriebe 13 die Welle 14 an, durch welche der nicht dargestellte Support bewegt wird. Beide .Maschinen 10 und 12 liegen mit ihren Ständerwicklungen an dem Drehstromnetz 15, während ihre dreiphasigen Läuferwicklungen durch die Leitungen 16 miteinander verbunden sind, wodurch die bekannte elektrische Welle hergestellt wird.
Die Gebermaschine 17 wird von der Welle 11 über das Kegelradgetriebe 1.8, die Welle 19 und eventuell noch über ein zusätzliches Getriebe 20 angetrieben. Die einphasige Läuferwicklung der - Gebermaschine 7 wird mit Wechselstrom von 50 Hz -gespeist, wäh-1 rend ihre dreiphasige Ständerwicklung durch die Leitungen 21 mit der dreiphasigen Ständerwicklung der Empfängermaschine 22 verbunden ist. Der Läufer dieser -Empfängermaschine 22, dessen einphasige Wicklung mit dem -Eingang des. Leistungsverstärkers 26 verbunden ist, wird von -der- den:. nicht dargestellten Support antreibenden Welle 14 über das Kegelradgetriebe 23, die Welle 24 und: eventuell ein zusätzliches Getriebe 25- angetrieben.
Ist der Stellungsunterschied zwischen den Läufern der Gebermaschine 17 und. der Empfängermaschine 22. ungleich 90°, so wird dem Leistungsverstärker-26 eine Spannung zugeführt, die nach einer Sinusfunktion ihr Maximum befStellungsgleichheit.hat und den Wert Null annimmt,- wenn die--Winkelabweichung der Läufer von. Gebermaschine 17 und Empfängermaschine 22 90° beträgt. Die Ausgangsspannung des Leistungsverstärkers 26, die mit Hilfe des Anzeigeinstrumentes 27 angezeigt wird, speist ein Relais 2$, das als Schaltorgan für die. Zurücknahme des Drehstahls oder einer Haltevorrichtung oder zur Durchführung anderer Schaltungen, z. B. zum Abschalten des gesamten Antriebes, dient.
Da die beiden Schleifringläufermaschinen 10 und 12 .sowie die. Gebermaschine 17 und die Empfängermaschine 22 unterschiedliche Polzahlen haben und weiterhin die zusätzlichen Getriebe 20 und 25 vorhanden sein können, ist in den Leitungen: 21. ein Differentialgeber 29_ vorgesehen, der zum Anpassen des Empfängers 22 .an den Geber 17 dient. Das Anzeigeinstrument 27 dient vorzugsweise- - dazu, ein solches Justieren der Geber- und - Empfängermaschinenanordnungiittels des Differentialgebers 29 zu erleichtern Der Differentialgeber 0 wird- so lange verstellt; bis das Anzeigeinstrument keine Spannung mehr anzeigt.
Sind beispielsweise die Schleifringläufermaschinen 10 und 12 als sechspolige Maschinen ausgeführt, die im Bereich von 0 bis 1000 U/min arbeiten sollen, so gibt es bei einer vollen Läuferumdrehung drei Stellungen, in denen die Maschinen 10 und 12 elektrisch synchron arbeiten können. Sind nun die Gebermaschine 17 und die Empfängermaschine 22 zweipolig ausgeführt und direkt mit den Schleifringläufermaschinen 10 und 12 verbunden, so gibt es bei einer vollen Läuferumdrehung nur eine Stellung, in der die Schleifringläufermaschinen 10 und 12 synchron arbeiten können. Mit Hilfe des Differentialgebers 29, der elektrisch zwischen die Gebermaschine 17 und die Empfängermaschine 22 geschaltet wird, kann man das Überwachungssystem justieren, ohne daß die Läufer der Schleifringiäufermaschinen 10 _ und 12 räumlich die gleicheLage haben müssen.

Claims

PAT9NTANSPRÜCHE: 1. Gleichlaufüberwachungseinrichtung für Werk-,zeugmaschinen, insbesondere. für Großdrehbänke, bei -welchen - die Drehmomentübertragong vom Hauptantrieb zu wenigstens einem Vorschubantrieb über eine elektrische Welle erfolgt, dadurch gekennzeichnet, :daß zwischen den Antriebswellen (11, 14) eine von der Drehmomentübertragung unabhängige Winkelmeßeinrichtung (17" 22) angeordnet ist.-2. Einrichtung=nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß :die .gemessene Winkelabweichung Schaltfunktionen einleitet. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einleitung der Schalt--fanktionen erst bei Erreichen eines bestimmten, vorzugsweise einstellbaren Wertes erfolgt..-:-.4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung-der WinkelabWeichung von den beiden Schleifringläufermaschinen (10, 12) _ direkt oder über nachgeschaltete Getriebe (1$, 20, 13, 23, 25)J eine Geber- und eine Empfängermaschine (17, 22) mit einphasigem _ Läufer und-dreiphasigem Ständer angetrieben werden, wobei im Läufer der Empfängermaschine(22) bei Auftreten einer Winkelabweichung eine Spannung erzeugt wird. 11 5, Einrichtung, nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die im Läufer, der Empfängermaschine (22) auftretende Spannung leistungsveretärkt wird. 6. Einrichtung nach- Anspruch 4, .dadurch gekennzeichnet, daß zum Einjustieren der Geber-und Empfängexmaschinenanordnung (17, 22) ein Differentialgeber (29) zwischen Geber- und Empfängermaschine eingeschaltet ist. 7. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,- daß bei einem Antrieb der Geber-und der Empfängermaschine (17, 22) über Getriebe (18, 20, 13, 23, 25) diese unischaltbar sind. B. -Einrichtung nach Anspruch 4,- dadurch gekennzeichnet, daß die im Läufer der Empfängermaschine (22) auftretende und gegebenenfalls ver--stärkte. Spannung mittels eines Anzeigeinstrumentes (27) angezeigt"wird.