DE158335C - - Google Patents

Description

Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet ein elektromagnetischer Antrieb für Hammer, Stanzmaschinen, Ziehmaschinen und dergl., überhaupt für jegliche Art von Werkzeugmaschinen mit hämmernder oder pressender Arbeitsbewegung. Während bei den bisherigen bekannten derartigen Antrieben gleichzeitig Gleich- und Wechselstrom zur Verwendung kommen mußte, benötigt der vorliegende

ίο nur eine dieser Stromarten.

Der Antrieb besteht aus mehreren Spulen, von denen die einen fest am Gestell der Maschine sitzen und abwechselnd in der einen oder anderen Richtung von Strom durchflössen werden, während die anderen mit dem hin- und hergehenden Teil der Maschine verbunden sind und stets in gleicher Richtung vom Strom durchflossen werden, wodurch zwischen den Spulen, je nach der Schaltung des Stromes, eine Anziehung oder Abstoßung stattfinden wird. Die beweglichen Spulen sind mit langen Eisenkernen versehen, welche in die festen Spulen eintauchen, so daß diese Kerne einen guten Weg für die magnetischen Kraftlinien bilden.

Um bei der Abstoßung der Spulen zu ver-

. hindern, daß die magnetischen Kraftlinien sich durch die Luft schließen, was infolge des großen Widerstandes der Luft einen Kraftverlust bedeuten würde, ist zwischen den festen und beweglichen Spulen ein eisernes Querstück angeordnet, durch welches die Kerne hindurchgehen. Auf diesem Querstück sitzt eine Drahtspule, die auf einen Regulierwiderstand geschlossen ist, so daß mittels derselben der magnetische Widerstand des Querstückes beliebig verändert werden kann.

Zum Umschalten des durch die festen Spulen fließenden Stromes dient ein zweckmäßig von einer besonderen Stromquelle erregtes Relais, welches durch mit dem hin- und hergehenden Teil der Werkzeugmaschine verbundene verstellbare Schleifkontakte in Tätigkeit gesetzt wird.

Die beiliegenden Zeichnungen zeigen den elektromagnetischen Antrieb, und zwar ist

Fig. ι ein teilweiser Schnitt nach der Linie C-D der Fig. 2 durch einen mit dem Antrieb versehenen Hammer.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt nach der Linie A-B der Fig. 1.

Fig. 3 ist das die Kerne verbindende Querstück.

Die Fig. 4, 5 und 6 zeigen in Vorderansicht, Seitenansicht und Grundriß das Relais und die Fig. 7 das Schaltuugsschema.

Der Hammerbär 1 ist an einem Hebel aufgehängt, welcher an seinem anderen Ende zwei Eisenkerne 2 trägt, welche in die am Gestell befestigten Spulen 5 und 6 eintauchen. An dem oberen Teile der Kerne sind die Spulen 3 und 4 befestigt. Die beweglichen Spulen 3 und 4 werden beständig von gleichgerichtetem Strom durchflossen, während die festen Spulen 5 und 6 durch das Relais bald in der einen, bald in der anderen Richtung vom Strom .,

durchflossen werden, so daß zwischen den festen und beweglichen Spulen bald Anziehung, bald Abstoßung stattfindet und damit eine hin- und hergehende Bewegung des Hammerbärs ι erzielt wird.

Die Kerne gehen zwischen den Spulen durch ein eisernes Querstück 7 hindurch, welches mit Messing oder sonstigem magnetisch nicht leitendem Stoff ausgebuchst ist und eine Induktionsspule trägt, die auf einen Regulierwiderstand geschlossen ist. Das Querstück 7 dient dazu, während der Abstoßungsperiode große Schwankungen sowohl der Stärke der magnetischen Felder der oberen Spulen als auch der Stärke des durch letztere fließenden Stromes zu verhüten. Findet Anziehung zwischen den Spulen statt, so haben die magnetischen Kraftlinien einen geschlossenen Weg durch die Kerne und durch die die Kerne am oberen und unteren Ende verbindenden Joche. Sie werden jedoch nicht das Bestreben haben, sich durch das Querstück 7 zu schließen, zumal dessen Widerstand infolge der Ausbuchsung mit nichtleitendem Stoff verhältnismäßig groß ist und die oberen Spulen eine ansaugende Wirkung auf die Kraftlinien ausüben.

Findet jedoch nach Umschaltung des Stromes Abstoßung zwischen den Spulen statt, so sind die Kraftlinien gezwungen, durch das Querstück 7 sich zu schließen, da dessen Widerstand wesentlich geringer als der der umgebenden Luft ist. Es finden also in diesem Falle die Kraftlinien ebenfalls einen geschlossenen Weg vor, wodurch die oben genannten Schwankungen vermieden werden. Wäre jedoch das Querstück 7 nicht vorhanden, so würde bei Unterbrechung und Umschaltung des unteren Stromkreises auch das magnetische Feld in den oberen Spulen zu einem großen Teile verschwinden und infolgedessen ein Strom in den Wicklungen hervorgerufen werden, welchen diese nicht ertragen können.
In der das Querstück umgebenden Spule entsteht infolge des Durchfließens der Kraftlinien durch dieselbe während der Abstoßungsperiode der Spulen ein Induktionsstrom, dessen Stärke durch den eingeschalteten Regulierwiderstand beliebig verändert werden kann.

Ist der geringste Widerstand eingeschaltet, so entsteht ein sehr starker Induktionsstrom, welcher den magnetischen Widerstand des Querstückes vergrößert und dadurch die abstoßende Kraft der Spule vermehrt; ist dagegen ein großer Widerstand eingeschaltet, so ist der entstehende Induktionsstrom nur schwach, und infolgedessen wird der magnetische Widerstand des Querstückes 7 gering und die Abzweigung der Kraftlinien in ihm groß, wodurch die gegenseitige Abstoßung der Spulen abgeschwächt wird. Man kann also mittels des Regulierwiderstandes die Hammerwirkung beliebig abändern.

Das in den Fig. 4, 5 und 6 dargestellte Relais zur Umschaltung der festen Spulen besteht aus einer die voneinander isolierten Brückenkontakte 14, 14', 28, 28' und 31 tragenden Feder, an welcher auch der Anker 24 eines Elektromagneten 21 befestigt ist. Ist der Elektromagnet stromlos, so stellen die Kontakte 14, τ 4' eine Verbindung her zwischen den Klemmen 15, 16 bezw. 15', 16', während beim Anziehen des Ankers 24 die Kontakte 28, 28' Verbindungen zwischen den Klemmen 26, 27 bezw. 26', 27' herstellen. Gleichzeitig verbindet auch das Kontaktstück 31 die Klemmen 29 und 30.

Mit einem hin- und hergehenden Teil des Hammers, beispielsweise mit den Kernen 2, sind zwei voneinander isolierte Schleifstücke 8 und 9 verbunden, welche auf den isolierten Schienen 10, 11 und 12 gleiten (Fig. 1 und 7). Die obere, 10, dieser Schienen ist mittels einer Schraube 32 in der Höhenrichtung· verstellbar, und wird die jeweilige Lage der Schiene durch einen Zeiger 33 angegeben. Desgleichen kann die untere Schiene innerhalb gewisser Grenzen in beliebiger Höhe eingestellt werden. Die Schienen 12 und 11 sind an den Stromkreis einer besonderen Stromquelle bezw. einer kleinen Batterie angeschlossen, in welchem auch die Relaisspule 21 liegt. Im Nebenschluß zu diesem Stromkreis sind das Kontaktstück 8 und die Schiene 10, sowie die Klemmen 29 und 30 angeordnet.

Aus dem Schaltungsschema Fig. 7 ergibt sich ferner, daß die beweglichen Spulen 3 und 4 in den Stromkreis der Dynamomaschine eingeschaltet sind. Von den Klemmen 17 und 18 dieses Stromkreises zweigen sich zwei Nebenschlußstromkreise ab, von denen der eine über, die Klemmen 15, 16, die festen Spulen 5, 6 und die Klemmen 16' und 15' geht, während der andere über 26,27 läuft, die Spulen 6 und 5 in entgegengesetzter Richtung umkreist und über die Klemmen 27' und 26' zur Klemme 18 zurückfließt.

Die Wirkungsweise der Einrichtung ist die folgende:

Ist der Hammerbär 1 in seiner tiefsten Lage, so nehmen die Schleifkontakte 8 und 9 die in Fig. 7 gezeigte Stellung ein. Es fließt daher kein Strom durch den Elektromagneten 21, und die Klemmen 15, 16 bezw. 15', 16' sind durch die Brücke 14 bezw. 14' verbunden, während die anderen Kontakte 28, 28' und 31 geöffnet sind. Der Strom fließt alsdann in der einen Richtung durch die Spulen 5 und 6, welche so gewickelt sind, daß eine Anziehung zwischen ihnen und den beweglichen Spulen 3 und 4

stattfindet. Dadurch nähern sich die Spulen, der Hammerbär ι wird gehoben, bis schließlich das Kontaktstück 9 die beiden Schienen 11 und 12 überbrückt.

Dadurch wird der Batteriestrom geschlossen, der Elektromagnet 21 des Relais erregt und die Kontakte 14, 14' geöffnet, während die Kontakte 28, 28' und 31 geschlossen werden. Der Strom fließt alsdann in entgegengesetzter Richtung durch die festen Spulen 5 und 6, und es findet Abstoßung der Spulen, d. h. Abwärtsbewegung des Bars statt. Damit verläßt auch die untere Kante des Kontaktstückes 9 die Schiene 12, und es

ig würde der Strom im Elektromagneten 21 unterbrochen werden, wenn nicht, jetzt eine zweite Verbindung der Batterie mit dem Elektromagneten 21 durch den Kontakt 31 hergestellt wäre. Der Batteriestrom fließt alsdann über 8, 10, 30, 31, 29 durch die Spule 21, bis die untere Kante des Schleifstückes 8 die Schiene 10 verläßt. Dann wird der Elektromagnet 21 wieder stromlos und das Relais umgeschaltet, worauf der geschilderte Vorgang sich wiederholt.

Durch Tieferstellen der Schiene 10 mittels der Schraube 32 wird die Abstoßungsperiode verkürzt, so daß der Weg des Hammers ein kürzerer wird und dickere Stücke geschmiedet werden können. Das Umgekehrte geschieht, wenn man die Schiene 10 nach oben schraubt. Um den Hub auch nach oben hin ändern zu können, ist auch die Schiene 12 verstellbar, so daß der Hub kleiner wird, wenn dieselbe nach oben und größer, wenn dieselbe nach unten geschraubt wird.

Die in den Zeichnungen Fig. 1 und 2 angegebene Bauart, nach welcher die Ankerkerne, wenn sie in die unteren Spulen hineingezogen werden, ganz durch dieselben hindurchgehen, zu welchem Zweck das untere Jochstück an diesen Stellen durchbohrt ist, bezieht sich nur auf leichte Hämmer mit sehr langem Hub und kleinem Hammergewicht.

Bei größeren Ausführungen mit schweren beweglichen Massen und kürzerem Hub füllen die Kerne die festen Spulen in ihrer höchsten Lage nicht aus, sondern münden in dieselben, und in ihrer niedersten Lage grenzen sie mit einem nur kleinen Luftzwischenraum an das untere Jochstück, das dann nicht durchbohrt ist, sondern mit entsprechenden runden Vorsprüngen in die Höhlung der darauf sitzenden Spulen hineinragt.

Die Vorteile dieses elektrischen Hammers gegenüber den bisher bekannten bestehen einmal darin, daß nur eine Stromart, entweder Gleich- oder Wechselstrom, zum Antrieb erforderlich ist und daß infolge des günstigen Kraftlinienweges die Ausnutzung der elektrischen Energie eine höchst vollkommene ist. Außerdem läßt sich durch Einschalten von Widerstand in den Hauptstromkreis, sowie durch Verändern des Widerstandes der auf dem Querstück sitzenden Induktionsspule die Stärke des Schlages beliebig regeln, ebenso wie durch die verstellbaren Schienen die Größe des Hubes dem jeweiligen Werkstück angepaßt werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Stromstärke beim Heben und Senken annähernd die gleiche ist, so daß Schwankungen des Stromes vermieden werden und der Hammer an jeder, auch für sonstige Zwecke gebrauchten Stromquelle angeschlossen werden kann.

Bei 'Verwendung von Wechselstrom, gegebenenfalls auch bei Gleichstrom, müssen die Eisenkerne sowie das Ouerstück aus einzelnen Eisenlamellen bestehen, um das Auftreten von Wirbelströmen zu vermeiden.

Claims (3)

Patent-Ansprüche ;

1. Elektromagnetischer Antrieb für Hämmer, Stanzmaschinen oder dergleichen, dadurch gekennzeichnet, daß die Hin- und Herbewegung des Hammerbärs usw. durch abwechselndes Anziehen und Abstoßen von selbsttätig geschalteten Spulen (3,4,5,6) erfolgt, derart, daß in die am Gestell befestigten, selbsttätig umgeschalteten Spulen (5,6) die Doppelkerne (2,2) der anderen beweglichen, mit dem Bär verbundenen, ständig vom Strom durchflossenen Spulen (3,4) eintauchen, wo- ⁹^ durch ein geschlossener magnetischer Kraftlinienweg, also geringste Streuung erzielt wird und jede Funkenbildung durch. das von den beweglichen Spulen erzeugte stetige Feld, welches auf das plötzliche Schwinden des Magnetismus in den festen Spulen dämpfend wirkt, vermieden wird.

2. Ausführungsform des elektromagnetischen Antriebes nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anordnung eines die Ankerkerne (2,2) zwischen den Spulen umgebenden, zweckmäßig mit magnetisch nicht leitendem Metall ausgebuchsten eisernen Querstückes (7), welches während der Abstoßung der Spulen als Rückleitung für die Kraftlinien dient und mit einer auf einen Regulierwiderstand geschlossenen Induktionsspule umgeben ist, um den magnetischen Widerstand des Querstückes verändern und dadurch die Hammerwirkung beeinflussen zu können.

3. Ausführungsform des elektromagnetischen Antriebes nach Anspruch 1, bezüglich einer selbsttätigen Schaltvorrichtung für die festen Spulen, gekennzeichnet

durch zwei von der Maschine hin- und herbewegte Kontaktstücke (8,9), welche auf den je nach der gewünschten Hubhöhe verstellbaren Schienen (10 und 12) und auf der feststehenden Schiene (11) schleifen und mittels eines von einer Abzweigung bezw. von einer besonderen Stromquelle gespeisten Relais die Umschaltung des die festen Spulen (5, 6) durchfließenden Stromes bewirken.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.