DE1147668B

DE1147668B - Einrichtung zum Anhalten der Arbeitsspindel einer Maschine in einer bestimmten Winkelstellung

Info

Publication number: DE1147668B
Application number: DES66218A
Authority: DE
Inventors: Karl Pfister
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1959-12-11
Filing date: 1959-12-11
Publication date: 1963-04-25

Description

Einrichtung zum Anhalten der Arbeitsspindel einer Maschine in einer bestimmten Winkelstellung Um die Arbeitsspindel einer Maschine in einer vorbestimmten Stellung in definierter Weise anzuhalten, ist in der Hauptpatentanmeldung eine Einrichtung beschrieben und dargestellt, bei der die Arbeitsspindel nach dem Ausschalten ihrer Hauptantriebsvorrichtung selbsttätig auf eine konstante, stark verminderte Drehzahl abgebremst und mit dieser Drehzahl von einem Hilfsmotor bis in die Anhaltestellung weitergedreht wird: Hierbei wird Gebrauch gemacht von einer beim Ausschalten der Hauptantriebsvorrichtung verzögert an Spannung gelegten elektromagnetischen, zwischen Arbeitsspindel und Maschinengehäuse wirksamen Zahnkupplung mit nur einer einzigen Schließstellung.
Im Betrieb mit reduzierter Drehzahl wird dabei das Drehmoment des Antriebs selbsttätig so weit herabgesetzt, daß gerade noch eine Mitnahme der Arbeitsspindel erfolgt. Auf diese Weise kann ein Einfahren in die vorbestimmte Stellung und ein Einrasten durch Betätigen der Zahnkupplung vorgenommen werden, ohne daß der Antrieb größeren, sonst möglicherweise zerstörend wirkenden Kräften ausgesetzt wird. Dies wird z. B. dadurch erreicht, daß in Zusammenwirken mit einem verringerten Drehmoment im Übertragungsweg zur Maschinenbewegung eine schlupffähige Magnetkupplung zwischengeschaltet ist.
Die vorliegende Erfindung stellt in Weiterbildung dieses Prinzips eine Verbesserung dieser Einrichtung insofern dar, als sie die Einschaltung eines mechanisch arbeitenden schlupffähigen Zwischengliedes, wie dies z. B. durch eine schlupffähige Magnetkupplung gebildet wird, vermeidet. Eine derartige Magnetkupplung ist nämlich durch ihre Schlupffähigkeit einem gewissen Verschleiß ausgesetzt, der sich um so stärker bemerkbar macht, je öfter ein Anhalten der Maschine in vorbestimmten Stellungen zu erfolgen hat.
Unter Vermeidung derartiger mechanischer Zwischenglieder besteht die Erfindung darin, daß als Hilfsmotor ein Kurzschlußläufermotor mit Widerstandsläufer vorgesehen ist, der eine mit wachsender Drehzahl stetig fallende Drehmomentcharakteristik besitzt und der zumindest für gewisse Zeit auch im Stillstand an Spannung liegen darf. Derartige Motoren sind unter der Bezeichnung »Drehfeldmagnete« bekanntgeworden.
An sich braucht der Hilfsmotor bei der Einrichtung nach der Erfindung nicht unbedingt diese Eigenschaften alle in gleicher Weise aufzuweisen. Es genügt in vielen Fällen, wenn der Hilfsmotor insoweit von den Eigenschaften eines normalen Motors abweicht, als er im Ruhezustand dauernd oder zumindest eine gewisse Zeit spannungführend sein darf.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, daß Antriebsmotor und Hilfsmotor in bekannter Weise derart zusammengebaut sind; daß beide auf eine gemeinsame Welle arbeiten, insbesondere in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind. Dadurch ergibt sich der Vorteil eines uriverzögerten Überganges vom Normalgang auf verlangsamten Gang, der nachfolgend als Schleichgang bezeichnet werden soll. Eine Anpassung der Drehzahl beim Übergang von Betriebsdrehzahl auf Schleichgangdrehzahl kann in an sich bekannter Weise durch übliche Gleichstrombremsung im Ständer des Hauptantriebsmotors bewerkstelligt werden.
An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Figuren zeigen ein Ausführungsbeispiel in seinen für die Erfindung wesentlichen Teilen in stark vereinfachter, zum Teil schematischer Darstellung und ein Diagramm, welches die Kennlinie eines Drehfeldmagneten versinnbildlicht.
Fig. 1 zeigt den Antriebsmotor in seiner äußeren Gestalt, bei dem entsprechend dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Hilfsmotor mit dem Hauptmotor derart zusammengebaut ist, daß ein einheitliches Gehäuse beide Motoren unter Bildung einer geschlossenen baulichen Einheit einschließt. Beide Motoren haben also nicht nur eine gemeinsame Welle, sondern auch ein gemeinsames Gehäuse mit Fuß und einen gemeinsamen Anschlußkasten, so daß äußerlich nur ein einziger Motor vorhanden zu sein scheint.
Wie Fig. 2 näher veranschaulicht;'arbeitet auf die Welle 1 der Hauptmotor 2, an den sich der Hilfsmotor 3 unmittelbar anschließt.
Der Zusammenbau von Hauptmotor und Hilfsmotor zu einem einheitlichen Bauteil und einer geschlossenen Einheit erlaubt gegebenenfalls auch im Inneren zwischen Hauptmotor und Hilfsmotor ein Getriebe anzubringen. Es kann dann der Hilfsmotor stark untersetzt die Welle 1 antreiben, um auf diese Weise die verringerte Drehzahl, . d. h. also die Schleichdrehzahl, zu erreichen. Andererseits muß aber dann damit gerechnet werden; daß bei normaler Tourenzahl des Hauptmotors 2 der Hilfsmotor 3 mit außerordentlich hoher Drehzahl umläuft, so daß er entweder für diese Drehzahl ausgelegt sein muß oder in bekannter Weise lösbare Kupplungsteile im Zuge der Kraftübertragung zwischen der Welle 1 des Hauptmotors 2 und der Welle des Hilfsmotors 3 vorzusehen sind. Eine solche Kupplung kann z. B. als Überholkupplung oder als Fliehkraft-Entkupplungseinrichtung, die von einer gewissen Drehzahl an wirksam ist, selbständig bewerkstelligt werden.
An Stelle dieser Maßnahme oder zusätzlich hierzu kann der Hilfsmotor mit einer höheren, insbesondere wesentlich höheren Polzahl als der Hauptmotor ausgerüstet sein. Je nach dem Verhältnis der Polzahl des Hilfsmotors zur Polzahl des Hauptmotors wird die Drehzahl für den Hilfsmotor geringer.
In Fig. 3 ist die Kennlinie des Hilfsmotors dargestellt, wobei auf der Ordinatenachse das Drehmoment Md und auf der Abszissenachse die Drehzahl aufgetragen ist. Dieses Diagramm läßt erkennen, daß im Stillstand das maximale Drehmoment auftritt. Das Drehmoment fällt dann bis auf Null bei Erreichen der synchronen Drehzahl ns ab.
Die Steuerung ist im Prinzip der in der Hauptpatentanmeldung beschriebenen und dargestellten Steuerung ähnlich. Es ergeben sich dabei allerdings insofern Vereinfachungen, als die Betätigung von Magnetkupplungen in Wegfall kommt und demgemäß auch die entsprechenden Schalt- bzw. Verzögerungsglieder nicht mehr benötigt werden. Beim Übergang von der Betriebsdrehzahl auf die Schleichdrehzahl wird zunächst der Hauptmotor abgeschaltet und gegebenenfalls abgebremst: Zur Abbremsung kann in gebräuchlicher Weise die bekannte Gleichstrombremsung des Motors ausgenutzt werden. Gleichzeitig wird der Hilfsmotor an Spannung gelegt. Es ergibt sich dann ein unverzögerter Übergang von Normalgang auf Schleichgang.
Das Einrasten der elektromagnetischen Zahnkupplung in der vorbestimmten Maschinenstellung kann in gleicher Weise bewerkstelligt werden, wie dies in der Hauptpatentanmeldung geschildert ist. Der Hilfsmotor darf dank seiner spezifischen Eigenschaften beliebig lang oder zumindest eine gewisse Zeit im Stillstand- unter Spannung bleiben, ohne daß die Zahnkupplung mechanisch unzulässig beansprucht würde und ohne daß der Hilfsmotor sich unzulässig erwärmt. Man kann dann die Zeit des Abschaltens des Hilfsmotors, die an einem zugeordneten Zeitrelais eingestellt wird, hinreichend groß bemessen und hat dadurch die Sicherheit, daß auch in ungünstigen Fällen, z. B. bei besonders geringer Schleichdrehzahl, ein einwandfreies Einfahren in die Raststellung gewährleistet ist.
Die in den Patentansprüchen enthaltenen Merkmale sollen keinen selbständigen Patentschutz genießen. Es soll vielmehr nur die in den Ansprüchen gekennzeichnete Weiterbildung des Gegenstandes der Hauptpatentanmeldung unter Patentschutz gestellt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Einrichtung zum Anhalten der Arbeitsspindel einer Maschine in einer bestimmten Winkelstellung, wobei die Arbeitsspindel nach dem Ausschalten ihrer Hauptantriebsvorrichtung selbsttätig auf eine konstante, stark verminderte Drehzahl abgebremst und mit dieser Drehzahl von einem Hilfsmotor bis in die Anhaltestellung weitergedreht wird, mit Hilfe einer beim Ausschalten der Hauptantriebsvorrichtung verzögert an Spannung gelegten elektromagnetischen; zwischen Arbeitsspindel und Maschinengehäuse wirksamen Zahnkupplung mit nur einer einzigen Schließstellung, nach Patentanmeldung S52983 VIII b / 21c, dadurch gekennzeichnet, daß als Hilfsmotor ein Kurzschlußläufermotor mit Widerstandsläufer vorgesehen ist, der eine mit wachsender Drehzahl stetig fallender Drehmomentcharakteristik besitzt und der zumindest für gewisse Zeit auch im Stillstand an Spannung liegen darf.
2. Einrichtung nach Anspruch 1 mit einem Hauptmotor als Hauptantriebsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsmotor an den Hauptmotor angebaut oder mit ihm zusammengebaut ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsmotor mit dem Hauptmotor in einem gemeinsamen Gehäuse unter Bildung einer geschlossenen baulichen Einheit vereinigt ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3 mit einem Drehstrommotor als Hauptmotor, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsmotor eine höhere Polzahl als der Hauptmotor aufweist.
5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Hauptmotor und Hilfsmotor ein Übersetzungsgetriebe angeordnet ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Überholkupplungen oder andere lösbare Übersetzungsglieder im Wege des Übersetzungsgetriebes vorgesehen sind, die eine überhöhte Drehzahl des Hilfsmotors verhindern.
7. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehmoment bzw. die Drehzahl des Hilfsmotors durch ein- oder mehrphasige Ständervorwiderstände oder durch einen vorgeschalteten Stelltransformator einstellbar ist bzw. sind. B. Einrichtung nach Anspruch 1 bis, 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptmoor von der Betriebsdrehzahl auf die verminderte Drehzahl durch Gleichstrom abgebremst wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 663 889; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1750 856; schweizerische Patentschrift Nr. 320 541; »Elektrotechnische Zeitschrift«, Ausgabe B, 1952, S. 190; »Demag-Nachrichten«, 1953, Heft 134, S. 24/25; »Das Industrieblatt«, 1959, Heft 3, S. 88 bis 91.