DE1763689C3 - Geschwindigkeitsgeregeltes Antriebssystem für eine Presse - Google Patents

Description

Wirbelstromkupplung speisende Gleichrichterröhre in Abhängigkeit des von der Tachometeranordnung abgegebenen Istwertsignals die Drehzahl der Ausgangswelle gesteuert wird. Bei einem solchen Betrieb des Geschwindigkeits^reglers läßt sich jedoch keine optimal feinfühlige Regelung der Drehzahl der Ausgangswelie erzielen, da die die Drehzahlregelung allein übernehmende Wirbelstromkupplung z. B. bei einer erwünschten Steigerung der Drehzahl gegen das innerhalb eines gewissen Drehzahlbereiches konstant bleibende Bremsmoment der Wirbelstrombremse arbeiten muß.

Aus der FR-PS14 10 007 ist ein Geschwindigkeitsregler für einen Maschinenantrieb bekannt, der nur mit einer Wirbelstromkupplung arbeitet, die je nach der is Größe der von einer Tachometeranordnung ermittelten Drehzahl der Ausgangswelle mehr oder weniger stark erregt wird, um so den Schlupf zwischen dem Antrieb und der Ausgangswelle zu verändern. Infolge des Fehlens einer zusätzlichen Wirbelstrombremse hat dieser bekannte Geschwindigkeitsregler den Nachteil, daß bei einer plötzlichen Drehzahlerhöhung, z. B. infolge eines Lastwechsels an der Ausgangswelle, der Sollwert der Drehzahl erst nach einer relativ langen Zeit wieder erreicht werden kann, da eine Abbremsung der Ausgangswelle allein durch Reibungskräfte und unter Einwirkung der an der Ausgangswelle hängenden Last erreichbar ist Dieser bekannte Geschwindigkeitsregler eignet sich daher nur für solche Maschinenantriebe, die gegen eine schwer anzutreibende Last arbeiten, so daß fast ausschließlich ein Drehzahlabfall durch den Geschwindigkeitsregler ausgeregelt werden muß. Bei dem bekannten Geschwindigkeitsregler wird die Erregung der Wirbelstromkupplung durch ein der Differenz zwischen Soll- und Istwertsignal proportionales Steuersignal bewirkt Zusätzlich wird dieses Steuersignal jedoch noch von dem jeweils in der Erregerwicklung der Wirbelstromkupplung fließenden Strom gesteuert und zwar entgegengesetzt proportional zu dessen Größe. Durch diese zusätzliche Rückführung eines die jeweilige Größe des in der Erregerwicklung der Wirbelstromkupplung fließenden Stromes angebenden Signals werden eine optimale Steuerung der Wirbelstromkupplung erreicht und Regelschwingungen ausgeschlossen.

Eine aus der DE-PS 9 37 423 bekannte Regeleinrichtung dient zur Steuerung einer Bühnenbeleuchtungsanlage, sie weist zwei Kupplungen auf, die einen in zwei unterschiedliche Bewegungsrichtungen verschiebbaren Potentiometerabgriff mit ihn in unterschiedliche Riehtungen antreibenden Antriebsquellen verbinden. Die beiden Kupplungen sind dabei entsprechend einem ermittelten Fehlersignal immer gleichzeitig erregt, wobei die eine Kupplung eine Erregung proportional dem Fehlersignal und die andere Kupplung eine Erregung umgekehrt proportional dem Fehlersignal erhält Ist daher ein Fehlersignal vorhanden, so ist eine der Kupplungen immer sehr viel stärker erregt als die jeweils andere, d. h. der Potentiometerabgriff wird mit Hilfe der gerade stärker erregten Kupplung in eine Bewegungsrichtung angetrieben und verschoben, bis das Fehlersignal gleich Null ist Durch diese gleichzeitige Erregung beider Kupplungen soll nun aber nicht etwa eine sehr schnelle und ansprechempfindliche Regelung vorgenommen werden, die also ein eventuell auftretendes Fehlersignal so schnell wie möglich zu Null macht sondern vielmehr eine möglichst allmähliche Veränderung der von der Bühnenbeleuchtungsanlage abgegebenen Lichtintensität vorgenommen werden, se daß das Auge eines Zuschauers kein Zucken des Lichte; wahrnimmt. Bei der Regelung eines Pressenantriebs sol dagegen die jeweilige ist-Gcschwindigkeit der Press« der gerade gewünschten Soll-Geschwindigkeit mög liehst ohne jegliche Verzögerung angepaßt werden wozu bei einem solchen Pressenantrieb jedoch erhebli ehe Verzögerungs- oder Beschleunigungsmoment« aufzubringen sind, um die relativ großen Massen eine! solchen Antriebs und auch der Presse selbst plötzlich zi beschleunigen oder zu verzögern. Dieses ist bei einerr P: essenantrieb besonders wichtig, da der Pressenan trieb in Abhängigkeit der jeweils erreichten Stellung eines vom Pressenantrieb bewegten Teils der Press« unterschiedliche Geschwindigkeiten während eine: einzigen Arbeitsspiels der Presse über bestimmt« Wegbereiche des Arbeitsspiels einhalten soll. Wahrem eines einzigen Arbeitsspiels ist es daher erforderlich, di< Presse z. B. von einer niedrigen Geschwindigkeit au eine höhere Geschwindigkeit plötzlich zu beschleuni gen, und nach Durchlaufen eines bestimmten Wege: innerhalb des Arbeitsspieles die erreichte Geschwindig keit z. B. wieder auf eine geringere Geschwindigkei plötzlich zu verzögern. Eine solche Aufgabe ist mit einei Regelschaltung und auch zwei gegenläufigen, elektrisct erregbaren Kupplungen, wie sie zum Stillstand odei Bewegen eines Potentiometerabgriffes in zwei unter schiedliche Richtungen bei der bekannten Regeleinrich tung benutzt werden, jedoch nicht zu lösen, da mi diesen lediglich der keine nennenswerte Masse um damit auch keine Trägheit aufweisende Potentiometer abgriff bewegt oder aber stillgehalten zu werder braucht

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Antriebssystem dei eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß weget der erheblichen Massen, die plötzlich zu verzögern unc zu beschleunigen sind. Kupplung und Bremse sowoh elektrisch als auch mechanisch möglichst trägheitslos zi steuern sind.

Bei einem Antriebssystem der genannten Art ist dies« Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil de: Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Diese Merkmale bestehen im wesentlichen darin, dal dauernd und gleichzeitig die Induktorwicklungei sowohl der Kupplung als auch der Bremse mit einen Strom bzw. einer Spannung gespeist werden, die ir jedem Augenblick die elektrisch zulässigen Werte nich fiberschreiten, jedoch vollständig ausschöpfen. Be Auftreten eines Fehlersignals wird die jeweilig« Erregung von Kupplung und Bremse dabei gegenläufig geändert so daß diese auch in mechanischer Hinsich zwischen Schwungrad und Antriebswelle der Presst gegensinnig wirken. Die als Leistungsschalter zui Erregung der Induktorwicklungen von Kupplung unc Bremse benutzten gesteuerten Gleichrichter arbeitei dabei so, daß die an jeder Induktorwicklung liegend« Momentanspannung dem Stromfluß durch diese Wick lung entgegenwirkt, wodurch bei einer Änderung de: Phasenwinkels in der Ansteuerung der Gleichrichter zi einer Verringerung der Erregung der jeweiliger Wicklung der Stromfluß durch diese Wicklung infolg« der entgegenwirkenden Mittelwert-Gleichspannunf ebenfalls sehr schnell verringert wird. Zusammenfas send wird also durch die gleichzeitige Anwendung alle: Merkmale erreicht daß die Presse die in jeden Augenblick gewünschte Geschwindigkeit sehr schnei und annähernd verzögerungsfrei erreicht indem gleichzeitig die mechanischen Wirkungen der Kupplung in dei

einen Richtung und der Bremse in der jeweils entgegengesetzten Richtung geändert werden, wobei zum plötzlichen Erreichen dieser mechanischen Wirkungsänderung die den IndukicK-ir-klungen von Kupplung und Bremse zugeführten Ströme plötzlich und stark erhöht bzw. verringert werden, ohne daß dabei jedoch die elektrischen Grenzwerte überschritten werden können, wozu der jeweilige, in den Wicklungen bereits vorhandene Stromfluß zur Einstellung der Steuerspannungen für die Kupplung und Bremse benutzt wird und bei einer erwünschten plötzlichen Verringerung des Stroms in den Wicklungen dieser durch die jeweils dem Stromnuß entgegenwirkende Mittelwert-Gleichspannung sehr schnell abgebaut wird.

Weitere, die besondere Ausbildung des neuen Antriebssystems betreffende Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der Zeichnung näher erläutert Im einzelnen zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild des Antriebssystems,

F i g. 2 ein Schaltschema von in dem Antriebssystem nach F i g. 1 verwendeten Verriegelungs- und Geschwindigkeitsprogrammierkreisen,

F i g. 3 ein Schaltschema eines in dem Antriebssystem nach F i g. 1 verwendeten Tachometer-Siebkreises.

F i g. 4 ein Schaltschema von Verstärkerstufen für die Steuerung von Kupplung und Bremse,

F i g. 5 ein Schaltschema eines Impulsgebers, F i g. 6 ein Schaltschema einer Synchronsignalquelle,

F i g. 7 ein Schaltschema eines Drehstrom-Schaltkreises,

F i g. 8 ein Schaltschema eines Sicherheitsregelkreises und

Fig.9 ein Diagramm des Verlaufes der von einer Presse mit dem neuen Antriebssystem lieferbaren Leistung im Vergleich mit einer Presse, die mit veränderlicher Schwungmassendrehzahl arbeitet

Fig. 1 zeigt eine Presse 11, beispielsweise eine Stanzpresse. Diese besitzt einen Stößel 13, der durch ein Pleuel 15 mit einer Kurbelwelle 17 verbunden ist Zum Antrieb der Presse dient ein Hauptantriebsmotor 19. Die elektrische Leistung zum Speisen des Motors 19 und anderer Bauteile des nachstehend beschriebenen Antriebssystems wird von einer geeigneten, nicht gezeigten Drehstromquelle über drei Zuleitungsadern L1, L 2 und Z-3 zugeführt Der Motor 19 ist an die Leiter Li-Li über Relais- oder Schützkontakte RYiA, RYlB und RYiC angeschlossen, die von den nachstehend beschriebenen Einrichtungen wahlweise betätigt werden. Von dem Motor 19 wird die Presse 11 so über eine Wirbelstromkupplung 21 und ein Untersetzungsgetriebe mit zwei Zahnrädern 23 und 25 angetrieben. Die Wirbelstromkupplung 21 besitzt ein (ankcr-)wicklungstragendes Abtriebsglied 27, ein magnettragendes Antriebsglied oder Läufer (Induktor) 29 und ein magnettragendes Bremsglied 31. Der magnettragende, antreibende Läufer 29 ist gegenüber dem wicklungstragenden Abtriebsglied 27 frei drehbar und wird von dem Motor 19 mit einer im wesentlichen konstanten Drehzahl über Riemen 33 angetrieben. Der «> magnettragende, antreibende Läufer 29 dient ferner als Schwungrad, das kinetische Energie speichert; er kann zu diesem Zweck am Rand mit einer zusätzlichen Gewichtsbelastung versehen sein, die mit 35 angedeutet ist Da das Schwungrad oder der Läufer 29 mit einer im wesentlichen konstanten Drehzahl angetrieben wird, wird auch die darin gespeicherte kinetische Energie auf einem im wesentlichen konstanten Niveau gehalten.

Der Läufer 29 besitzt eine Induktorwicklung Wi, die über Schleifringe 39 gespeist wird. Das ortsfeste magnettragende Bremsglied 31 ist mit einer Induktorwicklung W 2 versehen. Für den Fachmann ist es verständlich, daß bei stromdurchflossener Induktorwicklung Wl ein Drehmoment von dem Schwungrad oder Läufer 29 auf das Abtriebsglied 27 übertragen wird. Ferner wird bei einem Stromfluß durch die Induktorwicklung W2 zwischen dem Abtriebsglied 27 und dem Bremsglied 31 ein Bremsmoment erzeugt, das das Abtriebsglied zu verlangsamen trachtet.

Mit dem Abtriebsglied 27 ist ferner ein Tachometeranordnung 41 gekuppelt Da das Abtriebsglied 27 über die Zahnräder 23 und 25 formschlüssig mit der Presse 11 gekuppelt ist, erzeugt die Tachometeranordnung 41 ein Wechselstromsignal, dessen Amplitude eine Funktion der Momentangeschwindigkeit der Presse ist bzw. dieser Geschwindigkeit im wesentlichen proportional ist

Außer der Bremsung, die mit Hilfe des Wirbelstrom erzeugenden Bremsgliedes 31 bewirkt wird, ist die Presse 11 mit einer mechanischen Bremse 43 versehen. Die Bremse 43 ist eine pneumatisch betätigte, federbelastete Sicherheitsbremse, die normalerweise infolge ihrer Belastung die Presse festhält, aber gelöst werden kann, wenn eine Wicklung W3 über einen Satz von Relaiskontakten RY9A und RY9B gespeist wird. Die Wicklung Wi kann beispielsweise zum Lösen der Bremse ein Luft-Absperrorgan öffnen.

Mit der Kurbelwelle 17 ist ein als Einrichtung zur Erzeugung des Bezugssignals wirkender Stellungsanzeiger 45 gekuppelt der, wie nachstehend ausführlicher erläutert ist, einfach aus einer mechanischen Kupplung besteht die einen Satz von Schaltern in einer Verriegelungs- und Geschwindigkeitsprogrammierschaltung 47 betätigt Bei einer Bewegung der Kurbelwelle 17 von einer Winkelstellung in eine andere werden aufeinanderfolgende Schalter betätigt. Die Programmierschaltung 47 legt an einen Leiter 49 ein Gleichstrom-Bezugssignal an, dessen Amplitude in jedem Augenblick eine vorgewählte Geschwindigkeit der Presse darstellt. Die Amplitude des Signals kann beispielsweise unter Steuerung durch den Stellungsanzeiger 45 zeitabhängig verändert werden, so daß die Geschwindigkeit der Presse 11 während jedes Arbeitsspiels einen programmierten Verlauf hat Es ist für den Fachmann verständlich, daß man durch eine derartige Programmierung der Geschwindigkeit während eines einzigen Arbeitsspiels gewährleisten kann, daß einerseits das Arbeitsspiel möglichst kurz ist und andererseits der Stößel 13 im Augenblick der Berührung mit dem Werkstück eine bestimmte Sollgeschwindigkeit hat

Das von der Tachometeranordnung 41 erzeugte Wechselstromsignal wird einem Tachometersiebkreis 51 zugeführt und in diesem gleichgerichtet und gesiebt, so daß an einem Leiter 53 ein Gleichstrom-Rückkopplungssignal anliegt, dessen Amplitude eine Funktion der Momentangeschwindigkeit der Presse ist

Das Bezugssignal und das Rückkopplungssignal werden an einen Kupplungsverstärker 55, einen Bremsverstärker 57 und einen Sicherungskreis 59 Eingelegt Der Kupplungsverstärker 55 gibt an einen Leiter 61 ein verstärktes Signal ab, das eine Funktion der Amplitude des Bezugssignals gegenüber der des Rückkopplungssignals darstellt Dieses verstärkte Signal, das daher im wesentlichen eine Funktion der algebraischen Differenz zwischen dem Bezugssignal und dem Rückkopplungssignal ist wird an drei einander

ähnliche Impulsgeberkreise63A,S3Bund 63Cweitergegeben. Wie nachstehend ausführlich erläutert wird, erzeugt jeder dieser Impulsgeber ein Impulssignal, das mit einer zugeordneten Phase des Drehstromnetzes synchronisiert und dessen Phasenwinkel eine Funktion der Amplitude des an den Leiter 61 angelegten Signals ist. Zu diesem Zweck werden die Impulsgeber von den Adern L 1, L 2 und /. 3 über einen Kreis 64 mit je einem Wechselstrom-Synchronsignal 64/1, 64ß und 64C gespeist

Die von den Impulsgebern 63/4 —63C abgegebenen Impuls- oder Auslösesignale werden über Leitungen 9OA 90A, 9OC in einen Drehstrom-Schaltkreis 65 eingegeben. In diesem wird der von den Adern L 1, L 2 und L 3 abgeleitete Wechselstrom gleichgerichtet, so daß an die Induktorwicklung Wi eine pulsierende Gleichspannung angelegt wird, die eine Funktion des Phasenwinkels der von den Impulsgebern 63/4—63C abgegebenen Auslöseimpulse ist Diese an die Induktorwicklung Wi angelegte Spannung stellt somit eine Funktion der algebraischen Differenz zwischen dem Bezugssignal und dem Rückkopplungssignal dar.

Der Bremsverstärker 57 gibt an einen Leiter 67 ein Gleichstromsignal ab, dessen Amplitude umgekehrt proportional der algebraischen Differenz zwischen den Amplituden des Bezugssignals und des Rückkopplungssignals ist Jede Veränderung in dem Verhältnis der Amplituden des Bezugs- und des Rückkopplungssignals zueinander bewirkt somit in den Signalen, die an die Leiter 61 und 67 angelegt werden, Veränderungen entgegengesetzter Polarität. Dieses auf den Leiter 67 gegebene Gleichstromsignal wird an drei einander ähnliche Impulsgeber 69Λ, 69ß und 69C angelegt, die mit den Impulsgebern 63A — 63C im wesentlichen gleichartig sind und Auslöseimpulssignale abgeben, deren Phasenwinkel der Amplitude des angelegten Steuersignals entsprechen. Die Impulsgeber 69Λ—69C werden durch den Kreis 64 mit je einer Phase des Drehstromnetzes synchronisiert. Die von den Impulsgebern 69/4-69C abgegebenen Auslösesignale werden über Leitungen 914,91B, 91C einem Drehstrom-Schaltkreis 71 zugeführt, der dem Schaltkreis 65 ähnelt und an die Induktorwicklung W2 eine pulsierende Gleichspannung abgibt, die eine Funktion des Phasenwinkels der betreffenden Impulssignale darstellt. Die an die Induktorwicklung W2 angelegte Spannung ist daher umgekehrt proportional der algebraischen Differenz zwischen dem Bezugssignal und dem Rückkopplungssignal.

Die Schaltkreise 65 und 71 werden von den Adern L1-L3 mit Strom über Relaiskontakte RYiA-RY 3C gespeist, die durch nachstehend beschriebene Einrichtungen betätigt werden. Zum Speisen der verschiedenen elektronischen Schaltkreise, die zum Programmieren, Verstärken, Impulserzeugen und für Sicherheitszwecke dienen und nachstehend beschrieben werden, dienen Gleichspannungen, die von einer geregelten Gleichspannungsqueüe 72 erzeugt werden, die von den Adern L1 und L 2 gespeist wird.

In der in Fig.2 gezeifiten Verriegelungs- und Geschwindigkeitsprogrammierschaltung sind die Relais in der nachstehend angegebenen Weise bezeichnet Die Relais sind mit den Buchstaben RY und je einer Zahl gekennzeichnet z. B. RYi, RY2 usw. Die von diesen Relais betätigten Kontakte erhalten dieselbe Bezeichnung unter Verwendung eines nachgestellten Buchstabens, z. B. RYiA, RYiB für die von dem Relais RYi betätieten Kontakte. Arbeitskontakte sind nur durch im Abstand voneinander parallel angeordnete Striche und Ruhekontakte durch ähnliche Striche angedeutet, die diagonal durchkreuzt sind.

Die Relais RYi-RYi4 werden wahlweise über einen Transformator von den Adern Li und L2 gespeist Beispielsweise betätigt das Relais RYi das Einschaltschutz für den Motor 19 und schließt im stromdurchflossenen Zustand die Kontakte RYiA, RYiBund RYiC, die mit den Motorspeiseleitungen in

in Reihe geschaltet sind (s. Fig. 1). Durch nicht gezeigte Mittel kann ein geeigneter Überlastungsschutz für den Motor 19 vorgesehen werden.

Beim Einschalten der Verriegelungs- und Programmierschaltung 47 wird auch das Relais RY2 eingeschal-

Ii tet das jetzt die Kontakte RY2A schließt die mit dem Relais RY3 in Reihe geschaltet sind.

Wenn an der Gleichspannungsquelle 72 positive und negative Speisespannungen zur Verfugung stehen, ist das Relais R Y 20 von Gleichstrom durchflossen, so daß die Kontakte R Y 2OA geschlossen werden, die mit den Relais RYl und RYS in Reihe geschaltet sind Die Kontakte RYiSA und RYiSA sind normalerweise durch einen Sicherheitskreis geschlossen, der nachstehend beschrieben wird. Normalerweise sind daher die Relais RY7 und RYS erregt und deren Kontakte betätigt

Wenn die Kontakte RY7A geschlossen und die Kontakte RY2A in der vorstehend beschriebenen Weise geschlossen sind, isi Jas Relais RY3 stromdurchflössen, so daß die Kontakte R Y3A - R Y3C geschlossen sind (Fig. 1). Infolgedessen sind die Drehstromschaltkreise 65 und 71 eingeschaltet die in der vorstehend kurz beschriebenen Weise die Induktorwicklungen Wi und W2 veränderlich speisen.

Bei geschlossenen Kontakten RYSA kann durch Schließen eines von Hand betätigbaren Drucktastenschalters SWl das Relais RY1 und dadurch der Motor 19 eingeschaltet werden. Durch das Schließen der Selbsthalte-Kontakte RYiD wird ein Haltekreis

•»o geschlossen, der den Motor eingeschaltet hält Durch die Betätigung eines Ruhekontakt-Handschalters SW2 kann der Motor jederzeit abgestellt werden.

Das Relais ÄV10 wird durch einen Handschalter SW3 gesteuert Die Relais RYH-RY14 werden

« durch Schalter K i - K 4 gesteuert die über eine Nocke von dem Stellungsanzeiger 45 in Abhängigkeit von der Drehung der Kurbelwelle 17 der Presse betätigt werden. Der Stellungsanzeiger betätigt ferner einen fünften Schalter K 5 und einen sechsten Schalter K 6.

Wie vorstehend angegeben wurde, werden die von dem Stellungsanzeiger 45 gesteuerten Schalter bei der Drehung der Kurbelwelle 17 in einer vorgewählten Reihenfolge betätigt

Zwischen der positiven Gleichstrom-Zuleitung und Erde sind mehrere Potentiometer Ri-R6 eingeschaltet an deren Abgriffen positive Spannungen liegen, die durch eine Verstellung der Potentiometer vorgewählt werden können. Ein weiteres Potentiometer Λ 7 ist zwischen dem Abgriff des Potentiometers R 6 und Erde eingeschaltet und dient zum Einstellen einer Spannung, die ein vorgewählter Teil der Spannung ist die an dem Abgriff des Potentiometers R 6 liegt Die von den Relais RYiO-RYiA betätigten Kontakte sind so geschaltet daß an jedem Punkt einer Umdrehung der Kurbelwelle 17 der Presse an dem Bezugssignalleiter 49 eine Spannung liegt die aus den positiven Spannungen an den Abgriffen der Potentiometer Ri-R7 ausgewählt ist Auch durch Betätigung des Handschalters SW3

kann man an den Leiter 49 die Spannung anlegen, die von dem Potentiometer R 5 abgegeben wird. Diese Spannung bewirkt einen Langsamgang, der nachstehend ausführlich beschrieben wird. Die von den verschiedenen Potentiometern abgegebenen Ströme werden von zwei Widerständen R 8 und R 9 begrenzt.

Die Relais RY4-RY6 werden von zwei in Reihe geschalteten Handschaltern SW 4 und SW 5 eingeschaltet. Wie nachstehend ausführlicher beschrieben wird, dienen diese Schalter zum Einleiten eines Arbeitsspiels ι ο der Presse. Die Schalter SW* und SlVS sind von dem Stellungsanzeigeschalter K 6 überbrückt, der in Reihe mit einem Satz von Arbeitskontakten RY6A geschaltet ist. die von dem Relais RYG betätigt werden. Der Schalter K6 und die Kontakte RYSA bildes, somit einen Hakekreis für die Relais /<> 4- RY6.

Gemäß F i g. 3 wird das von der Tachometeranordnung 41 kommende Wechsdstromsignal in einem Brückengleichrichter vollweggleichgerichtet, der von Dioden D1 - D 4 gebildet wird. Der dabei erzeugte pulsierende Gleichstrom wird von zwei Kondensatoren ^ 1 und C2 und einer Spule LLX gesiebt Dabei wird eine gegenüber Erde negative Gleichspannung erzeugt, die an einen festen Widerstand R11 und ein Potentiometer R12 angelegt wird. Der Abgriff des Potentiometers R 12 ist mit dem Leiter 53 verbunden und legt an diesen eine Minusspannung an, die einen vorgewählten Teil der gesiebten Gleichspannung darstellt Es ist für den Fachmann verständlich, daß die negative Spannung an dem Leiter 53 eine Funktion der Geschwindigkeit der Presse 11 und dieser Geschwindigkeit im wesentlichen proportional ist

Gemäß F i g. 4 bestehen der Kupplungsverstärker 55 und der Bremsverstärker 57 aus je zwei Differenzverstärkern 75, 76 bzw. 77, 78. Die Verstärker 75-78 sind J5 im Handel erhältliche Operationsverstärker. Sie besitzen je zwei Eingangsanschlüsse 80 und 81, einen positiven und einen negativen Speiseanschluß 82 bzw. 83 und einen Ausgangsanschluß 85. Für den Fachmann ist es verständlich, daß die an dem Ausgangsanschluß 85 vorhandene Spannung eine Funktion der Differenz zwischen den Spannungen darstellt, die an den Eingangsanschlüssen 80 und 81 liegen, wobei die Ausgangsspannung stärker positiv wird, wenn der Anschluß 81 gegenüber dem Anschluß 80 in positiver Richtung ausgesteuert wird. Eine Gegenkopplung für den Verstärker kann daher durch eine Verbindung zwischen dem Ausgangsanschluß 85 und dem Eingangsanschluß 80 hergestellt werden.

Das positive Gleichstrom-Bezugssignal in dem Leiter 49 und das Gleichstrom-Tachometer-Rückkopplungssignal in dem Leiter 53 werden über je einen Trennwiderstand R15 und R16 an eine mischende Verbindungsstelle /1 in dem Kupplungsverstärker 55 angelegt Die Spannung an der Verbindungsstelle /1 ist daher eine Funktion der algebraischen Differenz zwischen den Amplituden des Bezugs- und des Rückkopplungssignals und stellt ein Fehlersignal dar, das der Differenz zwischen der Ist-Geschwindigkeit der Presse und der Soll-Geschwindigkeit, die von dem Momentanwert des Bezugssignals dargestellt wird, im wesentlichen proportional ist Dieses Fehlersignal wird an den Eingangsanschluß 81 des Verstärkers 75, und eine vorgewählte Bezugsgleichspannung wird an den anderen Eingangsanschluß 80 über ein Netzwerk angelegt, das Widerstände R17—R 21 und ein Potentiometer R 22 besitzt Der Verstärkungsgrad des Verstärkers 75 kann mit Hilfe eines Potentiometers Λ 23 eingestellt werden, das den Ausgangsanschluß 85 des Verstärkers mit dessen Eingangsanschluß 80 verbindet.

Über ein Potentiometer R 25 und einen Trennwiderstand R 26 wird ein vorgewählter Teil des Ausgangssignals «i»"· Verstärkers 75 an eine mischende Verbindungsstelle /2 angelegt. Von einem Leiter 86 wird über einen Trenn widerstand 7? 27 an die Verbindungss'uie /2 ein Rückkopplungssignai zugeführt, das dem in der Induktorwicklung IVl fließenden Strom im wesentlichen proportional ist. Die Erzeugung dieses Stroms wird nachstehend ausführlich beschrieben. Dieses Stromrückkopplungssignal wird an die Verbindungsstelle 72 in einem solchen Sinn angelegt, daß es bei zunehmendem Strom durch die Indukiorwicklung IV ί der Kupplung dem Ausgangssignal des Verstärkers 75 gegensinnig ist, so daß in der nachstehend beschriebenen Weise eine Stromgegenkopplung erzielt wird. Über einen Widerstand R 28 wird an die Verbindungsstelle 72 eine Vorspannung gegenüber Erde gelegt Die an der Verbindungsstelle 72 auftretende, resultierende Spannung wird an den Eingangsanschluß 81 des Verstärkers 76 gelegt. Über ein Netzwerk, das aus Widerständen R 30 - R 34 und einem Potentiometer R 35 besteht, wird an den Eingangsanschluß 80 dieses Verstärkers eine vorgewählte Gleichspannung gelegt Der Verstärkungsgrad des Verstärkers 76 wird durch den Wert eines Widerstands R 37 bestimmt, der den Ausgangsanschluß 85 des Verstärkers mit dessen Eingangsanschluß 80 verbindet Das Ausgangssignal des Verstärkers 76 wird von dessen Anschluß 85 an den vorstehend (Fig. 1) beschriebenen Leiter 61 gelegt

Das positive Bezugssignal an dem Leiter 49 und das negative Tachometer-Rückkopplungssignal an dem Leiter 53 werden ferner an den Bremsverstärker 57 angelegt Diese beiden Signalleiter sind über je einen Trennwiderstand Ä41 und R 42 mit einer mischenden Verbindungsstelle J3 verbunden, so daß in der vorstehend beschriebenen Weise ein Fehlersignal erzeugt wird. Die Verbindungsstelle J 3 ist nicht wie in dem Kupplungsverstärker 55 mit dem Eingangsanschluß 81, sondern mit dem Eingangsanschluß 80 des Verstärkers 77 verbunden. Daher erzeugt der Verstärker 77 an seinem Ausgangsanschluß 85 ein Signal, das zu dem von der Verbindungsstelle J 3 abgeleiteten Eingangssignal gegenpolig ist An den Eingangsanschluß 81 wird über ein Netzwerk, das aus Widerständen R 43 - R 47 und einem Potentiometer R 48 besteht, eine vorgewählte Gleichvorspannung angelegt Der Verstärkungsgrad dieses Verstärkers kann mit Hilfe eines Potentiometers Ä49 eingestellt werden, das den Ausgangsanschluß 85 des Verstärkers 77 mit dessen Eingangsanschluß 80 verbindet

Ein vorgewählter Teil der Ausgangsspannung des Verstärkers 77 wird über ein Potentiometer Ä50 und einen Trennwiderstand R 51 an eine mischende Verbindungsstelle 74 angelegt, die mit dem Eingangsanschluß 81 des Verstärkers 78 verbunden ist Ferner wird von einem Leiter 88 über einen Trennwiderstand R 52 an die Verbindungsstelle 74 ein Rückkopplungssignal für die Bremsung angelegt, dessen Erzeugung nachstehend beschrieben wird. An der Verbindungsstelle 74 liegt über einen Widerstand Ä53 eine Vorspannung gegen Erde. Ober ein Netzwerk, das aus Widerständen R 55—R 59 und einem Potentiometer R 60 besteht, wird an den Eingangsanschluß 80 des Verstärkers 78 eine vorgewählte Gleichvorspannung gelegt Der Verstärkungsgrad des Verstärkers 78 wird durch einen Widerstand J? 61 vorherbestimmt der den Auseanesan-

Schluß 85 des Verstärkers mit dessen Eingangsanschluß 80 verbindet Das Ausgangssignal des Verstärkers 78 wird von dessen Anschluß 85 auf den vorstehend beschriebenen Leiter 67 gelegt.

Die in Fig.5 gegebene Darstellung eines Impulsgebers gilt für alle Impulsgeber, an welche die Signale über die Leiter 61 bzw. 67 angelegt werden. Das in dem Leiter 61 bzw. 67 vorhandene Signal wird über ein aus Jen Widerständen R 64 und Λ 65 bestehendes Netzwerk an den Basisanschluß eines von zwei NPN-Transi- stören Q1 und Q 2 angelegt, die einen Differenzverstärker bilden. Eine vorgewählte Vorspannung wird über die Widerstände R 66 und R 67 und ein Potentiometer R 68 an den Basisansch'uß des Transistors Q1 und über die Widerstände /769 und R70 an den Basisanschluß is des Transistors Q 2 angelegt Die Emitter der Transistoren Ql und Q 2 sind mit dem negativen Speiseleiter über einen Widerstand R 72 bzw. R 73 und einen gemeinsamen Widerstand R 74 verbunden, der eine Kopplung zwischen den Transistoren herstellt Der Kollektor des T ansistors Q 2 ist direkt mit dem positiven Speise Anschluß und der Kollektor des Transistors QX >nit einer Seite eines Zeitsteuerungs-Kondensators Ci verbunden. Die andere Seite des Kondensators C3 liegt an dem positiven Speiseleiter. Die mit dem Kollektor des Transistors Q1 verbundene Seite des Kondensators ist ferner an den Kollektor eines (Qi) von zwei Transistoren Q 3 und Q 4 gelegt, die als Schmitt-Trigger oder als Pegelmeßkreis arbeiten. Die Emitter der Transistoren Qi und Q4 sind mit dem positiven Speiseleiter über einen gemeinsamen Widerstand R 76, und der Kollektor des Transistors Q 4 ist mit dem negativen Speiseleiter über einen Lastwiderstand R 77 verbunden. Über Widerstände R 78 und R 79 wird an die Basis des Transistors Q 4 eine bestimmte Vorspannung angelegt Der Kollektor des Transistors Q 4 ist mit der Basis des Transistors Qi über einen Widerstand R 80 verbunden, damit die scharfe Schaltkennlinie des Schmitt-Triggers erhalten wird.

Von einem der Leiter 64/4-64C(s. Fig. 1) wird an die Basis des Transistors Q 4 ein Synchronsignal über ein Netzwerk aus den Widexständen Ä82 und /?83 angelegt. Da» Synchronsignal kann beispielsweise ein einfaches einphasiges Wechselstromsignal sein, das Netzfrequenz hat, für die der Impulsgeber Auslöseimpulse erzeugt, die mit dieser Phase in einer vorherbestimmten Phasenbeziehung stehen. Gemäß Fig.6 besitzt die Synchronsignalquelle 64 in der dargestellten bevorzugten Ausführungsform drei Transformatoren TlA, T2B und T2C, deren Primärwicklungen in ein^r so Dreiecksschaltung mit den Adern Li, L2 und L3 und deren Sekundärwicklungen mit den Leitern 64Λ, 642) und 64C und dem positiven Speisespannungsanschluß verbunden sind. Auf diese Weise werden drei einphasige Synchronsignale mit voneinander verschiedenen Phasenlagen erzeugt

Während jenes Teils jeder Periode, in dem das Synchronsignal gegenüber der Auslöseschwelle des Schmitt-Triggers negativ ist, befindet sich der Transistor Q 4 im leitenden und der Transistor Qi im «i gesperrten Zustand, so daß der Kondensator Ci über den Transistor Q1 aufgeladen wird. Wenn dagegen das Synchronsignal gegenüber der Auslöseschwelle positiv wird, werden die Zustände der Transistoren Q 3 und Q 4 umgesteuert, so daß der Kondensator Ci über den f>5 Kollektor des Transistors Q 3 entladen wird. Das Laden und Entladen des Kondensators Ci ist daher mit der Frequenz des Drehstromnetzes synchronisiert.

Der Kondensator Ci ist ferner über einen Widerstand Ä85 mit der Basis eines (<?5) von zwei PNP-Transistoren Q5 und <?6 verbunden, die ebenfalls als Schmitt-Trigger geschaltet sind. Die Emitter der Transistoren QS und Q 6 sind mit dem positiven Speiseleiter über einen Widerstand R 86 und ihre Kollektoren sind mit dem negativen Speiseleiter über je einen Belastungswiderstand RS7 und ff 88 verbunden. Der Kollektor des Transistors <?5 ist mit der Basis des Transistors Q 6 über einen Widerstand R 89 verbunden, damit dieser Schaltkreis eine scharfe Schaltkennlinie erhält Bei entladenem Kondensator Ci befindet sich dieser Schmitt-Trigger in einem ersten Schaltzustand, bei dem der Transistor Q 5 gesperrt ist und der Transistor <?6 leitet Wenn der Kondensator Ci aul einen vorherbestimmten Schwellwert geladen ist, der durch die Kennlinie des Schmitt-Triggers bestimmt wird, schaltet der Schaltkreis scharf in einen zweiten Schaltzustand um, bei dem der Transistor <?5 leitet und der Transistor Q 6 gesperrt ist

Der Kollektor des Transistors <? 6 ist über eine Diode D 6 und einen Kondensator C4 mit der Basis eines (Q 7) von zwei Transistoren Q 7 und <?8 verbunden, die eine monostabile Kippstufe bilden. An die Verbindungsstelle zwischen der Diode D 6 und dem Kondensator C4 wird von dem positiven Speiseleiter über einen Widerstand Ä90 eine Vorspannung angelegt. Die Emitter der Transistoren Q 7 und Q 8 sind mit dem positiven Speiseleiter über einen gemeinsamen Widerstand R 91 und ihre Kollektoren mit dem negativen Speiseleiter über je einen Belastungswiderstand R 92 bzw. R 93 verbunden. Der Transistor Q 8 ist normalerweise leitend, und zwsir infolge eines Vorstroms, der durch einen Widerstand Ä94 fließt, der die Basis des Transistors mit dem negativen Speiseleiter verbindet. Der Kollektor des Transistors Q 8 ist mit der Basis des Transistors Q 7 über ein aus Widerständen R 96 und Ä97 bestehendes Netzwerk verbunden, damit die Mitkopplung vorhanden ist, die für eine monostabile Schaltung erforderlich ist Zwischen dem Kollektor des Transistors Q 7 und der Basis des Transistors Q 8 liegt ein Zeitsteuerungs-Kondensator CS, dessen Wert zusammen mit dem des Widerstands R 94 die Periode des monostabilen Betriebes der Schaltung in bekannter Weise bestimmt

Der Kollektor des Transistors Q9 ist ferner mit der Basis eines PNP-Transistors Q 9 verbunden, der als Emitterfolger arbeitet. Der Kollektor des Transistors <?9 ist über einen Widerstand R100 an den negativer Speiseleiter und der Emitter über einen Widerstand R101 an die Primärwicklung eines Impulstransformators TP gelegt Der Primärwicklung und dem Widerstand R101 ist gemeinsam eine Diode Ό7 parallel geschaltet, damit Schaltstöße unterdrückt werden. Die Sekundärwicklung des Transformators TP ist auf der einen Seite geerdet und auf der anderen Seite über einen Kopplungskondensator C7 mit einem Impulsausgangsleiter 90Λ —9OC verbunden. Über ein Netzwerk aus den Widerständen R 102 und R 103 liegt an der Ausgangsleitung eine negative Gleichvorspannung.

Für den Fachmann ist es verständlich, daß bei jedem Umschalten des aus den Transistoren Q 5 und Qi bestehenden Schmitt-Triggers aus einem Zustand mil leitendem Q 6 in einen Zustand mit leitendem Q 5 eir negativ gerichteter Impuls an die Basis des Transistor! Q7 angelegt wird und ein monostabiies Schaitspie einleitet, in dem an dem entsprechenden Ausgangsleitei 90/4— 9OC ein Impuls von vorherbestimmter Amplitude

und Dauer erzeugt wird.

Die monostabile Kippstufe kann nicht nur durch den Schmitt-Trigger mit den Transistoren Q 5 und Q6 ausgelöst werden, der auf die Ladung des Kondensators C3 anspricht, sondern auch durch den Schmitt-Trigger mit den Transistoren Q 3 und Q 4. Der Kollektor des Transistors Q 3 ist über einen Kondensator C8 mit der Basis eines PNP-Transistors QlO gekoppelt Der Emitter des Transistors QlO ist mit dem positiven Speiseleiter über einen Widerstand /7104 und sein Kollektor mit dem negativen Speiseleiter über einen Widerstand R105 verbunden. Ober ein Netzwerk mit den Widerständen R106 und R107 ist an die Basis des Transistors Q10 eine bestimmte Vorspannung gelegt Der Kollektor des Transistors QlO ist über einen Kondensator C9 mit der Basis des Transistors Q 7 gekoppelt Wenn daher der Schmitt-Trigger mit den Transistoren Q 3 und Q 4 den Kondensator C3 entlädt wird dieser positiv gerichtete Impuls von dem Transistor QlO invertiert und der dabei erhaltene negativ gerichtete Impuls an die Basis des Transistors Q 7 angelegt so daß ein monostabiles Schaltspiel eingeleitet wird.

Der in Fig.5 dargestellte Impulsgeber erzeugt synchronisierte Auslöseimpulse, deren Phasenwinkel von der Amplitude oines Steuersignals abhängt, das an den Impulsgeber im wesentlichen in der nachstehend angegebenen Weise angelegt wird. Der aus den Transistoren bei Q1 und Q 2 bestehende Differenzverstärker gibt auf den Kondensator C3 einen Ladestrom, der eine Funktion des Steuersignals ist, das über den Leiter 61 bzw. 67 angelegt wird. Die Ladegeschwindigkeit dieses Zeitsteuerungskondensators wird entsprechend einer zusammengesetzten Funktion des Bezugsund des Rückkopplungssignals gesteuert Der Schmitt-Trigger mit den Transistoren Q 3 und Q 4 ermöglicht ein Laden des Kondensators C3 nur während eines vorherbestimmten Teils jeder Periode der entsprechenden Drehstromphase. Dieser Teil der Periode wird durch das Synchronsignal bestimmt das über die Leiter 64i4—64C abgegeben wird. Wenn während des Aufladeteils der Periode die an dem Kondensator CZ liegende Spannung den Schwellwert des Schmitt-Triggers mit den Transistoren Q 5 und Q 6 erreicht, schaltet dieser um, so daß ein monostabiles Schaltspiel zwischen den beiden Transistoren Q 7 und Q 8 eingeleitet wird. Der dabei erzeugte Impuls wird über den Transistor Q 9 und den Transformator TP an den Impulsausgangsleiter 90/1-90Cangelegt. Da die Aufladegeschwindigkeit des Kondensators C3 mit Hilfe des Steuersignals verändert wird, das über den Leiter 61 bzw. 67 angelegt wird, erkennt man, daß jener Teil jeder Wechselstromperiode, in dem der Impuls erzeugt wird, ebenfalls eine Funktion des Steuersignals ist Durch Veränderung der Amplitude des Steuersignals kann der Phasenwinkel somit im wesentlichen über den ganzen Teil der Periode verändert werden, in dem der Kondensator C3 geladen werden kann. Zu einem nachstehend ausführlicher angegebenen Zweck ist dieser Steuerbereich so bemessen, daß er auch relativ große Phasen Verzögerungen gegenüber der Netzphase noch umfaßt.

Auch wenn der Kondensator C3 innerhalb der zulässigen Ladezeit nicht bis zu dem Schwellwert des Schmitt-Triggers geladen wird, der aus den Transistoren Q 5 und Q 6 besteht, wird am Ende der Ladezeit ein Ausiöseimpuls erzeugt, weil die monostabile Kippstufe über den Transistor QlO ausgelöst wird, wenn die Aufladezeit durch den Schmitt-Trieeer mit den Transistoren Q 3 und Q 4 beendet wird.

Die von den Impulsgebern 63>4-63Cund 69>4-69C erzeugten Auslöseimpulse steuern die Funktion der Drehstrom-Schaltkreise 65 bzw. 71, die in F i g. 7 gezeigt sind.

Von den Netzadern L ML 2 und L 3 kommender Drehstrom wird über die Kontakte RYiA-RYiC &n in Dreieckschaltung angeordnete Primärwicklungen TiPA-TiPC eines Dreiphasen-Transformators 7*3 angelegt Der Transformator 7*3 besitzt zwei Sätze von Dreiphasen-Sekundärwicklungen. Der eine Satz TiCA, TiCB wad TiCC speist die Induktorwicklung IVl und der andere Satz TiBA, TiBB und TiBC speist die Induktorwicklung WZ Jeder dieser Sekundärwicklun gen ist ein stoßunterdrückendes Netzwerk parallel geschaltet das von zwei Widerständen RSi und RS 2 und einem Kondensator CS1 gebildet wird.

Die der Kupplung zugeordneten Sekundärwicklungen TiCA - 7"3(X¹SiIId in Reihe mit je einem Thyristor QIM-QIICder Induktorwicklung WX der Wirbelstromkupplung parallel geschaltet In dem Anodenleiter jedes der Thyristoren ist eine Sicherung FM-FlC angeordnet Mit der Induktorwicklung IVl ist ein Widerstand /MfO von geringem Widerstandswert in Reihe geschaltet der an den Leiter 86 ein Spannungssignal anlegt, das der Amplitude des Stroms in der Induktorwicklung W1 im wesentlichen proportional ist. In der vorstehend an Hand der F i g. 4 beschriebenen Weise wird dieses Signal über den Widerstand R 27 an die mischende Verbindungsstelle /2 in dem Kupplungsverstärker 55 angelegt Dar Induktorwicklung Wl ist ein stoßunterdrückendes Netzwerk parallel geschaltet das einen Thyritwiderstand 7Wl, zwei Widerstände R113 und R114 und einen Kondensator C12 enthält.

Die der Bremse zugeordneten Sekundärwicklungen TiBA-TiBC sind in Reihe mit je einem der Thyristoren Q12A-Q12Cder Induktorwicklung W2 der Wirbelstrombremse parallel geschaltet. In dem Anodenkreis jedes Thyristors Q12-4-C ist eine Sicherung F2>4 - F2C angeordnet Von einem Widerstand R120 wird an den Leiter 88 ein Spannungssignal abgegeben, dessen Amplitude der Stromstärke des in der Induktorwicklung IV2 fließenden Stroms im wesentlichen proportional ist Dieses Signal wird an die mischende Verbindungsstelle /4 des Bremsverstärkers 57 über den Widerstand R 52 angelegt, wie vorstehend an Hand der F i g. 4 beschrieben wurde. Der Induktorwicklung IV2 ist ein stoßunterdrückendes Netzwerk parallel geschaltet, das aus einem Thyritwiderstand

so 7*W2, zwei Widerständen R122 und R 123 und einem Kondensator C13 besteht.

An die Steueranschlüsse der Thyristoren QlM-QIl Cwerden Auslöseimpulse von den Impulsgebern 634-63C über die Leiter 90/1-90C angelegt.

Die von jedem Impulsgeber abgegebenen Impulse sind mit der entsprechenden Netzphase synchron; ihr Phasenwinkel wird in Abhängigkeit von dem verstärkten zusammengesetzten Signal verändert, das von dem Kupplungsverstärker 55 über den Leiter 61 abgegeben wird.

An die Steuerelektroden der Thyristoren Q \2A — Q 12Cwerden Auslöseimpulse von den Impulsgebern 69Λ -69Cüber die Leiter 91A -91 Cabgegsben. Diese Impulse sind mit den entsprechenden Netzphasen synchron; ihr Phasenwinkel wird in Abhängigkeit von dem verstärkten zusammengesetzten Signal verändert, das von dem Bremsverstärker 57 über den Leiter 67 abgegeben wird.

Die resultierende oder durchschnittliche Spannung an jeder der Induktorwicklungen Wl, WI ist von dem Phasenwinkel der Auslösung des entsprechenden Thyristors abhängig. Eine frühe Auslösung in dem entsprechenden Teil der Drehstromperiode führt zu einer starken Erregung und eine späte Auslösung zu einer schwächeren Erregung der Induktorwicklung. Den Induktorwicklungen IVl und W 2 sind keine sogenannten Freilaufdioden parallel geschaltet, die den induktiv gespeicherten Strom zwischen den aufeinanderfolgenden Teilen der Drehstromperiode leiten. Infolge der Induktivität der Induktorwicklung bleibt daher jeder Thyristor leitend, bis der nächste Thyristor ausgelöst wird, obwohl die an die Induktorwicklung angelegte Momentanspannung dem Stromfluß entgegenwirkt Wenn daher die Phase der Auslösung nach einer starken Erregung der Induktorwicklung Wl plötzlich verzögert wird, liegt an der Induktorwicklung IVl eine dem Stromfluß entgegenwirkende resultierende oder durchschnittliche Spannung. Die in der Induktorwicklung IVl induktiv gespeicherte Energie wird daher relativ schnell zu der Quelle zurückgeführt und kann nicht in der Induktorwicklung relativ langsam infolge des ohmschen Widerstands der Induktorwicklung verbraucht werden. Diese Maßnahme der Rückführung von induktiv gespeicherter Energie zu der Quelle wird in der Beschreibung und in der Literatur als »Inversion« bezeichnet Die verschiedenen Schwellwerte für die Impulsgeber und damit im Zusammenhang stehende Größen sind so gewählt, daß stark phasenverzögerte Auslöseimpulse zu einem Zeitpunkt auftreten, in dem eine starke Inversion erhalten wird. Die Erregung der Induktorwicklungen für Kupplung und Bremse spricht daher auf Veränderungen der Relativamplituden des Bezugs- und des Rückkopplungssignals schnell an.

Beim Betrieb der Presse bewirkt der soeben beschriebene Geschwindigkeitsregler, daß die Geschwindigkeit der Presse im wesentlichen au-f dem vorgewählten Wert gehalten wird, der von der Amplitude des Bezugssignals dargestellt wird, und zwar im wesentlichen wie folgt: Das Tachometer-Rückkopplungssignal in der Leitung 53 und das Bezugssignal in der Leitung 49 werden an den Verbindungsstellen J1 und /3 gemischt (F i g. 4). An jeder dieser Verbindungsstellen wird dadurch ein Signal erzeugt, das als Fehlersignal angesehen werden kann, dessen Amplitude eine Funktion der Abweichung der Momentan-Ist-Geschwindigkeit der Presse von der Soll-Geschwindigkeit ist. In dem Kupplungsverstärker wird das Fehlersignal verstärkt und an die entsprechenden Impulsgeber 63Λ—63C abgegeben, so daß es die über den Schaltkreis abgegebene Leistung derart steuert, daß die an die Induktorwicklung Wl angelegte durchschnittliche Spannung zunimmt, wenn die Momentangeschwindigkeit der Presse unter die vorgewählte Geschwindigkeit sinkt Da die Induktorwicklung IVl jedoch eine induktive Belastung darstellt, sind der Stromfluß in der Induktorwicklung W\ und das von dem Schwungrad an die Presse abgegebene Drehmoment von der an der Induktorwicklung VV1 liegenden Spannung nicht direkt, sondern nur im Sinne einer verzögerten Funktion abhängig. Ferner würde eine Spannungsschwankung, die so groß ist, daß sie zu einem schnellen Ansprechen führt, die Induktorwicklung beschädigen, wenn diese Spannungsschwankung anhält, nachdem der Strom in der Induktorwicklung die gewünschte Stärke erreicht hat. Um eine hohe Verstärkung unu eint: starke Spannungsaussteuerung zu ermöglichen und dadurch das Ansprechen der Kupplung zu beschleunigen, ist eine von dem Widerstand R110 (F i g. 7) über den Leiter 86 und den Widerstand Ä27 zu der mischenden Verbindungssteile /2 (Fig.4) führende Stromrückkopplung vorgesehen. Infolgedessen ist die an die Kupplung angelegte durchschnittliche Spannung nicht nur von der algebraischen Differenz zwischen dem Bezugssignal und dem Tachometer-Rückkopplungssignal, sondern außerdem im Sinne einer Umkehrfunktion von der Stromstärke in der Induktorwicklung für die Kupplung abhängig. Wenn sich die zunehmende Stromstärke in der Induktorwicklung IVl dem gewünschten Wert nähert, nimmt die an die Induktorwicklung angelegte

is Spannung ab, so daß die Induktorwicklung nicht übererregt und daher nicht beschädigt wird. Infolge dieser Stromrückkopplung kann zum Beginn der Erregung der Induktorwicklung Wl für die Kupplung vorübergehend eine relativ hohe Speisespannung verwendet werden, so daß die Induktorwicklung infolge der relativ hohen Spannungen zu einem schnellen Ansprechen gezwungen wird. Da die Impulsgeber 63y4-63Cmit einer starken Phasenverzögerung arbeiten können, so daß in der Induktorwicklung Wl induktiv gespeicherte Energie durch die vorstehend erläuterte Inversion zu der Quelle zurückgeführt wird, kann die Induktorwicklung Wl schnell aberregt werden. Daher wird das übertragene Drehmoment schnell verkleinert, wenn die Geschwindigkeit der

Presse gegenüber der Sollgeschwindigkeit zunimmt

Die Induktorwicklung W2 für die Bremse wird über den Bremsverstärker 57 und die Impulsgeber 69Λ - 69C im wesentlichen ähnlich erregt doch verändert sich ihre Erregung gegensinnig zu der der Induktorwicklung Wl für die Kupplung, weil der Bremsverstärker 57 eine Umkehrfunktion hat Die an die Induktorwicklung W2 angelegte Spannung ist daher eine Umkehrfunktion der an der Verbindungsstelle /3 vorhandenen, algebraischen Differenz zwischen dem Bezugssignal und dem Tachometer-Rückkopplungssignal und eine Umkehrfunktion der Stromstärke in der Induktorwicklung W2. Somit nimmt die Erregung der Induktorwicklung W2 zu, wenn die Momentangeschwindigkeit der Presse über die Soll-Geschwindigkeit steigt, so daß dann die Geschwindigkeit der Presse wieder zu der Soll-Geschwindigkeit hingeführt wird. Da die Induktorwicklung W2 ebenfalls eine induktive Belastung darstellt, beschleunigt die Stromrückkopplung, die von dem Widerstand R 120 (F i g. 7) über den Widerstand R 52 zu

so der mischenden Verbindungsstelle /4 in dem Bremsverstärker 57 (F i g. 4) führt, das Ansprechen der Bremse hinsichtlich der Stromstärke und des Drehmoments gegenüber Veränderungen in dem Verhältnis der Amplitude des Rückkopplungs- und des Bezugssignals.

Wie in der Steuereinrichtung für die Kupplung ist der Phasenwinkelbereich der Impulsgeber 69/4-69C so gewählt, daß die entsprechende Induktorwicklung W2 durch eine Inversion schnell aberregt wird, wenn die Momentangeschwindigkeit der Presse gegenüber der

bo Soll-Geschwindigkeit sinkt

Bei einem Ausfall der soeben beschriebenen Geschwindigkeitsregelschaltung soll ein Betrieb der Presse 11 verhindert werden. Zu diesem Zweck; besitzt der dargestellte Pressenantrieb einen in F i g. 1 gezeigten Sicherheitskreis 59, der die Presse vollkommen abstellt wenn die Momentan-Ist-Geschwindigkeit der Presse in einem vorherbestimmten Zeitraum der Soll-Geschwindigkeit iiiciii annähernd entspricht. Zu dicScui Zweck

werden an den Sicherheitskreis das in dem Leiter 53 vorhandene Rückkopplungssignal und das in dem Leiter 49 vorhandene Bezugssignal angelegt

Gemäß Fig.8 werden das Bezugs- und das Rückkopplungssignal Ober je einen TreDPwiderstand R130 bzw. R131 an eine mischende Verbindungsstelle /7 angelegt An dieser liegt daher eine Spannung, die ein Fehlersignal darstellt, dessen Amplitude der algebraischen Differenz zwischen dar Ist- und der Soll-Geschwindigkeit der Presse im wesentlichen proportional ist Die Verbindungsstelle /7 ist mit der Basis von einem (QtS) von zwei NPN-Transistoren Q16 und Q15 verbunden, die zu einem Differenzverstärker miteinander verbunden sind. Dieser hat eine hohe Verstärkung und arbeitet als Pegelmeßkreis. Die '5 Emitter der Transistoren Q15 und Q16 sind mit dem negativen Speiseleiter über je einen Widerstand R 133 und R 134 und einen gemeinsamen Widerstand R135 verbundea Ihre Kollektoren sind mit dem positiven Speiseleiter über je einen Belastungswiderstand R 136 und R 137 verbunden. An die Basis des Transistors Q16 wird eine vorgewählte Vorspannung über ein Potentiometer R138 angelegt Ein Ausgangssignal wird von dem Kollektor des Transistors Q15 an die Basis eines PNP-Transistors Q17 angelegt, dessen Emitter direkt mit dem positiven Speiseleiter verbunden ist Der Kollektor des Transistors Q YJ ist über einen Belastungswiderstand R138' mit dem negativen Speiseleiter verbunden. Von dem Kollektor des Transistors Q17 wird ein Mitkopplungssignal über den Widerstand 3u R 140 an die Basis des Transistors Q15 angelegt, damit der die Transistoren Qi5 — QYI enthaltende Kreis ähnlich wie ein Schmitt-Trigger eine scharfe Schaltkennlinie hat Der Fachmann erkennt, daß dieser Schaltkreis in einen Zustand umgeschaltet wird, in dem J? der Transistor Q17 leitet wenn das an der Verbindungsstelle /7 vorhandene Fehlersigna! einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet, der von der Einstellung des Potentiometers R 138 abhängig ist Dies ist dei Fall, wenn die Ist-Geschwindigkeit der Presse um einen vorbestimmten Betrag unter der So!l-Gcschwindigkeit liegt.

Das scharfe Umschaltsignal an dem Kollektor des Transistors Q17 wird über einen Widerstand R 141 und ein Potentiometer R142 an einen (80) von zwei « Eingangsanschlüsse 80 und 81 eines Differenzverstärkers 101 angelegt Dk:ser ähnelt im wesentlichen den vorstehend an Hand der F i g. 4 beschriebenen Differenzverstärkern. Anschlüsse, welche dieselbe Funktion in dem Verstärker haben, sind mit denselben Bezugszei- so chen bezeichnet Der andere Eingangsanschluß 81 des Verstärkers 101 ist geerdet.

Der Ausgangsanschluß 85 des Verstärkers 101 ist mit dem Eingangsanschluß 80 über einen Kondensator C15 verbunden, so daß der Verstärker 101 in an sich bekannter Weise als Integrator arbeitet Das heißt, daß der Kondensator C15 mit einer im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit ge- oder entladen wird und die Spannung an dem Ausgangsanschluß 85 mit einer im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit steigt oder fällt, wenn der Eingangsanschluß 80 einen Strom von konstanter Amplitude führt Ob die Spannung steigt oder fällt ist davon abhängig, ob der Strom aus dem Anschluß 80 heraus- oder in ihn hineinfließt.

Im normalen Betrieb bleibt der Transistor ζ>17 gesperrt die Spannung an dem .Eingangsanschluß 80 niedrig und die Ausgangsspannung an dem Anschluß 85 hoch. Wenn dagegen das an der Verbindungsstelle /7 vorhandene Fehlersigna] den vorgewählten Schwellwert des Schaltkreises mit den Transistoren Q15- Q Yl überschreitet, sinkt die Spannung an dem Ausgangsanschluß 85 des Verstärkers 101 mit einer vorherbestimmten Geschwindigkeit, die an dem Potentiometer R142 eingestellt wird.

Über einen Widerstand R145 ist der AusgangsanschluS 85 an die Basis des einen (Q 19) zweier Transistoren (?19, ζ) 20 einer Schmitt-Trigger-Schaltung angeschlossen. Die Emitter der Transistoren Q19, Q 20 sind mit Erde über einen gemeinsamen Widerstand R146 und ihre Kollektoren mit der positiven Speiseleitung durch Lastwiderstände R147 bzw. R148 verbunden. Der Kollektor des Transistors Q19 ist an die Basis des Transistors Q 20 über ein Netzwerk angeschlossen, das Widerstände R150, R 151 aufweist Die hierdurch bewirkte Mitkopplung gibt der Schaltung die scharfe Schaltkennlinie. Der Kollektor des Transistors Q 20 ist mit der Basis eines als Emitterfolger betriebenen NPN-Transistors <?21 verbunden. Über einen Widerstand R153 liegt der Kollektor des Transistors Q 21 an der positiven Speiseleitung. Sein Emitter ist über einen Widerstand R154 an den einen Anschluß eines Relais RY18 angeschlossen, dessen anderer Anschluß geerdet ist Zur Unterdrückung von Schaltstößen sind das Relais R Y18 und der Widerstand R 154 durch eine Diode D10 überbrückt

Im normalen Betrieb ist die Ausgangsspannung an dem Anschluß 85 des Verstärkers 101 relativ hoch, wie vorstehend angegeben wurde, so daß das Relais RYiS stromdurchflossen ist Wenn jedoch die Ladung des Kondensators C15 so verändert wird, daß die Ausgangsspannung an dem Anschluß 85 des Verstärkers 101 unter die vorherbestimmte Auslöseschwelle des Schmitt-Triggers mit den Transistoren <?19 und (720 sinkt, wird dieser in einen Zustand umgeschaltet, in dem der Transistor Q19 gesperrt und der Transistor (?20 leitend ist Infolgedessen wird der Transistor Q 21 gesperrt und das Relais RYlS ausgeschaltet Dies ist der Fall, wenn die Istgeschwindigkeit der Presse länger als während eines vorherbestimmten Zeitraums beträchtlich unterhalb der Solldrehzahl bleibt, so daß die Ladung des Kondensators C15 und die Spannung an dem Anschluß 85 unter den Schwellwert des Schmitt-Triggers fallen.

Ein im wesentlichen gleicher Schaltkreis spricht an, wenn die Ist-Geschwindigkeit der Presse beträchtlich höher ist als die Soll-Geschwindigkeit, z. B. weil die Presse nicht einwandfrei verlangsamt wird oder aus irgendeinem Grund die Soll-Geschwindigkeit überschreitet. Zu diesem Zweck werden das Bezugs- und das Rückkopplungssignal über je einen Trennwiderstand R 160 und R 161 an eine mischende Verbindungsstelle /8 angelegt, die mit der Basis eines (Q 26) von zwei NPN-Transistoren Q26 und Q 27 verbunden ist, die in einem Differenzverstärker angeordnet sind, der eine hohe Verstärkung hat und als Pegelmeßkreis arbeitet Die Emitter der Transistoren Q 26 und Q27 sind mit dem negativen Speiseleiter über je einen Widerstand R 163 bzw. R164 und einen gemeinsamen Widerstand R165 verbunden. Die Kollektoren dieser Transistoren sind mit dem positiven Speiseleiter über je einen Widerstand R 167 bzw. R 168 verbunden. Eine vorgewählte Vorspannung wird von einem Potentiometer R 170 über einen Widerstand R 171 an die Basis des Transistors C? 27 angelegt. Der Kollektor des Transistors Q27 ist mit der Basis eines PNP-Transistors Q28 verbunden, dessen Emitter mit dem posiiivcn Speiseiei-

ter und dessen Kollektor über einen Belastungswiderstand R 172 mit dem negativen Speiseleiter verbunden ist Von dem Kollektor des Transistors Q 28 wird über einen Widerstand R !75 und den Widerstand R 171 ein Mitkopplungssignal abgeleitet, damit der Schaltkreis mit den Transistoren <?26-<?28 scharfe Schalt- und Pegelmeükennlinien hat Der Fachmann erkennt daß der Schaltkreis mit den Transistoren ζ>26 —ζ>28 in seiner Funktion zu dem vorstehend beschriebenen Schaltkreis mit den Transistoren QiS-Qi7 komplementär ist. Das heißt, daß der Schaltkreis mit den Transistoren ζ)26-ζ)28 in einen Zustand umgeschaltet wird, bei dem der Transistor Q 28 leitet wenn das Fehlersignal an der Verbindungsstelle /8 unter einen vorgewählten Schwel!« ert fällt, der an dem Potentio- j meter R170 eingestellt wird.

Der Kollektor des Transistors <?28 ist über einen Widerstand R173 und ein Potentiometer R 178 mit dem Eingangsanschluß 80 eines Differenzverstärkers 102 verbunden, der mit einem Kondensator C16 zusammengeschaltet ist und ebenso wie der vorstehend beschriebene Vers'ärker 101 als Integrator arbeitet. Das Ausgangssignal d;s Verstärkers 102 wird an einen Schmitt-Trigger angelegt, der aus Transistoren Q 30 und <?31 und den Widerständen R180-/? 185 besteht und einen Emitterfolger aussteuert der einen Transistor Q32 und ihm zugeordnete Widerstände Λ186 und R187 besitzt Infolgedessen wird wahlweise ein Relais RY i9 ausgeschaltet wenn das Ausgangssignal des Verstärkers unter den Schwellwert des Triggers mit den Transistoren Q30 und <?31 fällt Dem Relais RYi9 und dem Widerstand R187 ist eine Diode D11 zum Ableiten von Schaltstößen parallel geschaltet. Analog zu der Funktion des Relais RYiS wird das Relais RYt9 ausgeschaltet wenn bei einer zu hohen Geschwindigkeit das Fehlersignal an der Verbindungsstelle /8 langer als während eines vorherbestimmten Zeitraums unter dem von der Einstellung des Potentiometers R170 bestimmten Schwellwert liegt

Die Relais RYiS und RY19 betätigen je einen Kontakt RYiSA bzw. RY 19Adie in Reihe mit parallel geschalteten Relais RY7 und RY8 geschaltet sind (F i g. 2). Wenn daher eines der Relais R Y18 oder R Y19 ausgeschaltet ist sind auch die Relais RYS und RY7 ausgeschaltet

Beim Ausschalten der zuletztgenannten Relais durch das öffnen der Kontakte RYSA und RY7A werden die Relais RYi bzw. RY3 ausgeschaltet welche die Speisung des Motors 19 bzw. der Schaltkreise für die Wirbelstromkupplung und die Wirbelstrombremse steuern. Beim Ausschalten des Relais RYS werden ferner die Kontakte RYSB geöffnet so daß das Relais RY4 mit Hilfe der Kontakte RY4A das Relais RY9 für die Betätigung der mechanischen Bremse zum Abfallen bringt Dadurch wird die Lüftung der mechanischen Bremse beendet Wenn daher die an den Verbindungsstellen ]7 und 78 vorgesehenen Fehlersignale, die eine Abweichung der Momentan-Ist-Geschwindigkeit der Presse von der Sollgeschwindigkeit darstel'en, langer als während jeweils vorgewählter Zeiträume von ω vorherbestimmten Grenzen abweichen, werden der Motor und die Wirbelstromkupplung ausgeschaltet und die mechanische Bremse betätigt so daß die Presse abgestellt wird.

Die Potentiometer R138 und R170 werden so eingestellt daß die Ist-Geschwindigkeit der Presse im wesentlichen der vorgewählten Geschwindigkeit entspricht daß das an der Verbindungsstelle /7 auftretende Fehlersignal etwas unterhalb des Schwellwertes der die Transistoren QiS bis C? 17 umfassenden Pegelmeßschaltung liegt und daß das Fehlersignal an der Verbindungsstelle 78 den Schwellwert der die Transistoren Q 26 bis Q 28 umfassenden Pegelmeßschaltung etwas überschreitet In diesem normalen Betriebszustand erfolgen daher in keiner der Integratoren mit den Verstärkern 101,102 irgendwelche Lade- oder Zeitgabe-Vorgänge. Die Toleranzbreite zwischen den abgetasteten Schwellwerten sorgt auf diese Weise wirksam für eine »tote Zone«, innerhalb derer das Verhalten der Presse als normal gilt. Wird jedoch einer dieser Schwellwerte länger als während eines vorgegebenen Zeitraums überschritten, der durch die Ladekennlinie des betreffenden Integrators bestimmt ist so wird das zugehörige Relais RYiS bzw. RYi9 abgeschaltet, wodurch die vollständige Stillsetzung der Presse eingeleitet wird.

Zum Einleiten eines Arbeitsspiels der Presse werden die Handschalter SW4 und SW5 (F i g. 2) geschlossen. Diese Schalter sind normalerweise so angeordnet daß die Bedienungsperson zu ihrer Betätigung je eine Hand braucht damit gewährleistet ist daß sich ihre Hände nicht im Bereich der Preßbacken befinden. Wenn das Relais RYS, dessen Einschaltung vorstehend beschrieben wurde, die Kontakte RYSB schließt bewirkt das Schließen der Schalter SV/4 und SWS eine Einschaltung der Relais RY4—RY6. Durch das Einschalten des Relais RY4 werden die Kontakte RY4A geschlossen, die ihrerseits das Relais RY9 einschalten, so daß die Kontakte RY9A-B (Fig. 1) geschlossen werden. Dadurch wird die Wicklung W3 eingeschaltet und die mechanische Bremse 43 gelöst.

Die Handschalter SW4 und SWS werden von einem Stromkreis überbrückt der einen Schalter K 6 enthält, der von dem Stellungsanzeiger 45 betätigt wird, sowie Kontakte RYSA, die von dem Relais RY6 betätigt werden. Der Schalter K 6 ist nur im Bereich des oberen Totpunktes der Presse offen, so daß bei einer Bewegung der Presse aus dieser Stellung dieser Parallelkreis einen Haltekreis bildet der die Energiezufuhr zu der Presse während eines ganzen Arbeitsspiels aufrechterhält Das Relais RYS öffnet Ruhekontakte RYSA und trennt dadurch die Bezugssignalleitung 49 von Erde und schließt gleichzeitig Kontakte RYSB, so daß verschiedene vorherbestimmte Bezugssignalspannungen an diese Leitung über einen Widerstand Ä9 angelegt werden. Wenn der Schalter SW3 geschlossen wird, so daß das Relais RYiO eingeschaltet wird, um die Kontakte RYiOA zu schließen und die Ruhekontakte RYiOB zu öffnen, bestimmt die von dem Potentiometer R 5 abgegebene Spannung die vorgewählte Geschwindigkeit Diese Geschwindigkeit wird für eine sehr langsame Vorwärtsbewegung der Presse verwendet um das Einrichten oder Einstellen der Presse zu erleichtern. Wenn dagegen die Schalter SW4 und SW5 betätigt werden und der Schalter SW3 nicht geschlossen ist liegt an der Leitung 49 die von dem Potentiometer R 6 abgegebene Spannung. Diese entspricht der Normalgeschwindigkeit so daß die Presse dann mit einer Geschwindigkeit in Betrieb gesetzt wird, die für normale Arbeiten, z. B. Stanzarbeiten geeignet ist Während verschiedener Bereiche des Arbeitsspiels der Presse kann man mit verschiedenen vorgewählten Geschwindigkeiten arbeiten, indem man die Schalter K1 -K4 verwendet Die Schalter Ki-K4 werden in der vorstehend beschriebenen Weise in vorgewählten Winkelstellungen der Kurbelwelle 17 der Presse

geschlossen und geöffnet Dadurch werden die verschiedenen Relais RYH- RY14 nacheinander eingeschaltet, so daß die ihnen zugeordneten Kontakte betätigt werden und daher die von dem Potentiometer R 6 abgegebene Spannung durch die Spannungen ersetzt wird, die von je einem der anderen Potentiometer abgegeben werden. Beispielsweise wird durch das Einschalten des Relais RYH über das Potentiometer R 7 eine Spannung wirksam, die einen vorgewählten Teil der Spannung des Potentiometers R 6 darstellt. Durch das Einschalten eines der Relais RY H-RY i4 wird eine Spannung wirksam, die mit Hilfe eines der Potentiometer Ri-R 3 gewählt wird. Auf diese Weise kann die Geschwindigkeit der Presse innerhalb eines einzigen Arbeitsspiels programmiert werden, beispielsweise derart, daß der Stößel mit einer genau gesteuerten langsamen Geschwindigkeit in das Werkstück eintritt, während die Presse mit einer hohen Geschwindigkeit geöffnet und geschlossen und dadurch das Arbeitsspiel verkürzt wird.

Am unteren Totpunkt der Presse wird der Schalter K 5 geschlossen, so daß an den Leiter 49 eine Spannung angelegt wird, die durch das Einstellen des Potentiometers R 4 vorgewählt wird. Diese Spannung ist gewöhnlich so gewählt, daß sie zu einer Beschleunigung führt Da sie direkt an den Leiter 49 angelegt wird, dominiert sie gegenüber allen anderen Geschwindigkeitssignalen, so daß eine zusätzliche Energie für die Bewegung der Presse durch ihren unteren Totpunkt vorhanden ist, an dem zusätzliche Energie erforderlich sein kann.

Wenn die Presse wieder in ihren oberen Totpunkt zurückkehrt, an dem der Schalter K 6 geöffnet wird, bewirkt das Ausschalten des Relais RY5, daß die Kontakte RY5A geschlossen werden, so daß die Bezugssignalleitung 49 geerdet und damit die Geschwindigkeit Null bestimmt wird. Durch das gleichzeitige Ausschalten des Relais RY% werden die Kontakte RY6A geöffnet, so daß der Haltekreis für die Relais RY4—6 unterbrochen wird und werden ferner die Kontakte RY6B (Fig. 1) geöffnet, so daß die Induktorwicklung Wl unabhängig von dem Geschwindigkeitsregler ausgeschaltet wird. Das Relais RY4 arbeitet vorzugsweise mit Abfallverzögerung und öffnet die Kontakte RY4A mit einer geringen Verzögerung. Infolgedessen wird das Relais RY9 und damit auch die Wicklung W 3 (Fig. 1) ausgeschaltet so daß die mechanische Bremse 43 die Presse vollständig zum Stillstand bringen kann.

Wenn bei der Rückkehr der Presse in ihren oberen Totpunkt die Schalter SW4 und SW5 noch geschlossen sind oder wenn diesen- Schaltern eine Regelschaltung parallel geschaltet ist, wie dies normalerweise der Fall ist wird die Presse nicht in der vorstehend angegebenen Weise abgestellt, sondern sie bewegt sich mit der von dem Potentiometer R 6 bestimmten Geschwindigkeit durch diesen oberen Totpunkt hindurch. Wenn die Schalter SW4 und SW5 geschlossen gehalten werden, läuft daher die Presse ununterbrochen, ohne am oberen Totpunkt zu pausieren. Auch ohne Pausen kann die Hubfrequenz der Presse in einem Bereich von mindestens 4 :1 verändert werden, indem die Ist-Momentangeschwindigkeit während ihres Arbeitsspiels verändert wird.

Da in dem vorstehend beschriebenen, mit Rückkopplung arbeitenden Geschwindigkeitsregler sowohl eine Tachometerrückkopplung als auch eine Stromrückkopplung und eine Inversion zum Erzwingen von Veränderungen der Erregung der Induktorwicklungen tV 1 und W 2 verwendet werden, folgt die Momentangeschwindigkeit der Presse sehr eng den vorgewählten Sollgeschwindigkeiten, die an den verschiedenen Potentiometern Ri-R7 eingestellt werden, und zwar unabhängig von beträchtlichen Veränderungen der Belastung z. B. infolge der Verformung des Werkstükkes. Infolgedessen kann man die Einstellung dieser Potentiometer in einem beträchtlichen Bereich wählen, so daß die Gesamtgeschwindigkeit oder die Hubfre quenz in einen weiteren Bereich gewählt werden kann und ferner in jedem Arbeitsspiel der Presse die Geschwindigkeit veränderlich ist. Auf diese Weise wird eine bisher nicht gekannte Anpassungsfähigkeit erzielt. Bei Verwendung dieses Verfahrens wird es beispielsweise möglich, eine Presse innerhalb eines Bereichs von Hubfrequenzen zu betreiben, die sich wie 10 :1 verhalten, ohne daß ein Räderwechsel vorgenommen wird, während es bisher als unmöglich angesehen wurde, eine Presse wahlweise mit Hubfrequenzen zu betreiben, die sich wie 3 oder 4 zu 1 verhalten. Da die Drehzahl des Schwungrades auch bei einer Veränderung der Hubfrequenz konstant bleibt, ist bei allen Hubfrequenzen innerhalb des ganzen Steuerbereichs dieselbe kinetische Energie vorhanden und können in jedem Augenblick relativ große Drehmomente über die Kupplung übertragen werden, damit die gewünschte Geschwindigkeit erzielt wird. Dadurch unterscheidet sich das neue Antriebssystem von den bekannten stufenlos einstellbaren Systemen, in denen zum Herab setzen der Geschwindigkeit der Presse die Drehzahl des Schwungrades mit Hilfe einer Wirbelstromkupplung oder auf andere Weise herabgesetzt wurde.

Aus den in Fig.9 gezeigten Kurven geht die Abhängigkeit der erhältlichen Leistung und kinetischen Energie des neuen Antriebssystems und eines bekannten Systems mit veränderlicher Schwungraddrehzahl von der Hubfrequenz hervor. Dabei werden die Leistung und die kinetische Energie durch Prozentwerte ausgedrückt Man nimmt an, daß beide Systeme einen drehzahlkonstanten Motor verwenden und keine komplizierten Gangschaltungen enthalten. Daher ist in beiden Systemen die verfügbare Leistung im kontinuierlichen, pausenlosen Betrieb der Hubfrequenz direkt proportional. Dies ist durch die Kurve A dargestellt Der Leistungsverlust ist auf die Verluste zurückzuführen, die notwendigerweise in jeder Rutschkupplung auftreten, mit deren Hilfe die Motordrehzahl auf die Pressendrehzahl herabgesetzt wird. Da die Anzahl der Arbeitshübe pro Zeiteinheit ebenfalls der Hubfrequenz direkt proportional ist ist in beiden Arbeitsweisen eine genügende Leistung zum Ersatz der durch die Arbeit an den Werkstücken abgeführten Energie vorhanden.

In dem System, in dem die Drehzahl des Schwungrades herabgesetzt wird, nimmt jedoch die verfügbare kinetische Energie mit dem Quadrat der Drehzahl des Schwungrades ab. Dies wird durch die Kurve B dargestellt Durch die Herabsetzung der verfügbaren Energie wird drastisch das Drehmoment herabgesetzt, das von dem Schwungrad abgezogen wird, so daß die gewöhnlich in Tonnen ausgedrückte Kapazität der Presse herabgesetzt wird. Beispielsweise steh⁴, in einem System mit herabgesetzter Schwungraddrehzahl bei 50% der maximalen Hubfrequenz nur ein Viertel der maximalen kinetischen Energie zur Verfügung. Infolge dieser schnellen Herabsetzung der verfügbaren kinetischen Energie wird ein derartiges System unwirksam oder kann nur mit einer stark herabgesetzten Kapazität arbeiten, wenn die Hubfrequenz auf weniger als die

Hälfte ihres Höchstwertes sinkt.

Bei dem neuen Antriebssystem bleibt die verfügbare kinetische Energie dagegen im wesentlichen konstant, wie es in F i g. 9 bei C dargestellt ist. Nach diesem Verfahren kann eine Presse daher bei jeder gewählten Geschwindigkeit in einem Geschwindigkeitsbereich von mindestens 4 :1 mit voller Kapazität arbeiten, da bei konstanter Drehzahl hohe Momentandrehmomente von dem Schwungrad abgezogen werden können. Man erkennt somit, daß eine Anpassungsfähigkeit und eine ι ο Möglichkeit zum Verstellen der Geschwindigkeit erreicht werden, die in kontinuierlich arbeitenden Pressenantrieben sonst nicht erzielbar ist.

Da die Verwendung der Tachometer-Rückkopplung und der Strom-Rückkopplung und Inversion in der is vorstehend beschriebenen Weise auch eine sehr genaue Steuerung der Momentangeschwindigkeit einer Presse gestattet, ermöglicht die Drehzahlregelung auch den synchronen Betrieb von mehreren Pressen oder den Betrieb von mehreren Pressen in einer bestimmten seitlichen Beziehung zueinander. Ein derartiger Betrieb einer Gruppe von Pressen ist besonders vorteilhaft, wenn die Pressen nacheinander verschiedene Arbeitsvorgänge an jedem Werkstück vornehmen sollen und wenn zum Transport der Werkstücke von einer Presse zur anderen eine automatische Transportvorrichtung verwendet werden soll. Der für jede Presse vorgesehene Geschwindigkeitsregler kann jede beträchtliche Abweichung von der gewünschten, gemeinsamen Sollgeschwindigkeit verhindern. Durch das Anlegen eines weiteren Fehlersignals, das die Abweichung der Phasenlage oder der Zeitsteuerung einer Presse von der Gruppe darstellt, an die entsprechenden Steuerverstärker wird jede allmähliche Abweichung von dem gewünschten synchronen Betrieb verhindert, selbst wenn jede der Pressen kontinuierlich, ohne Pause zwischen den Arbeitsspielen betätigt wird.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Geschwindigkeitsgeregeltes Antriebssystem für eine Presse mit einem Schwungrad und einem Motor s zum Antrieb des Schwungrads mit einer im wesentlichen konstanten vorherbestimmten Drehzahl, mit einer eine Induktorwicklung aufweisenden Wirbelstromkupplung, die zum Kuppeln des Schwungrads mit der Antriebswelle der Presse erregbar ist, mit einer eine Induktorwicklung aufweisenden Wirbelstrombremse zum Bremsen der Antriebswelle der Presse, mit einer Tachometeranordnung zum Erzeugen eines Rückkopplungssignals, dessen Amplitude eine Funktion der Ist-Geschwindigkeit der Presse ist, und mit einer auf die Stellung eines angetriebenen Teils der Presse ansprechenden ersten Einrichtung zum Erzeugen eines Bezugssignals, dessen Amplitude zum Arbeiten der Presse während mindestens eines Teils eines Pressenar- ;« beitsspiels eine in dessen einzelnen Bereichen unterschiedliche vorgewählte Soll-Geschwindigkeit angibt gekennzeichnet durch eine zweite Einrichtung (86) zum Erzeugen eines Kupplungsstromsignals, dessen Amplitude eine Funktion der Stromstärke des in der Induktorwicklung der Kupplung fließenden Stroms ist, durch eine dritte Einrichtung (55) zum Erzeugen einer zusammengesetzten Kupplungs-Steuerspannung, deren Amplitude einerseits umgekehrt proportional der Amplitude des Kupplungsstromsignals und andererseits proportional der algebraischen Differenz zwischen dem Bezugs- und dem Rückkopplungssignal ist und die die Erregung der Kupplung erhöht, wenn die Soll-Geschwindigkeit größer als die Ist-Geschwindigkeit der Presse ist, durch eine vierte Einrichtung (88) zum Erzeugen eines Bremsstromsignals, dessen Amplitude eine Funktion der Stromstärke des in der Induktorwicklung der Bremse fließenden Stroms ist, durch eine fünfte Einrichtung (57) zum Erzeugen einer zusammengesetzten Brems-Steuerspannung, die über den gesamten Arbeitsbereich dauernd und gleichzeitig mit der Kupplungs-Steuerspannung wirkend einerseits umgekehrt proportional dem Bremsstromsignal und andererseits umgekehrt pro- <^r> portional der algebraischen Differenz zwischen dem Bezugs- und dem Rückkopplungssignal ist und die die Erregung der Bremse erhöht, wenn die Soll-Geschwindigkeit kleiner als die Ist-Geschwindigkeit der Presse ist, sowie weiterhin gekennzeich- so net durch Leistungsschalter (65, 71) für die Induktorwicklungen von Kupplung und Bremse (WX, W2), die jeweils gesteuerte Gleichrichter (QXXA, QXXB, QXXQ QX2A, QX2B, QX2C) aufweisen, die in Abhängigkeit der zugehörigen zusammengesetzten Spannung über einen Phasenwinkelbereich ansteuerbar sind, der auch starke Zündverzögerungen umfaßt, bei denen die resultierende durchschnittliche Gleichspannung, die an die entsprechende Induktorwicklung angelegt wird, ^⁰ dem von den entsprechenden Gleichrichtern durch diese Wicklung geschickten Strom entgegenwirkt und bei schneller Verzögerung der Ansteuerphase auch den Stromfluß schnell verringert.

2. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem der gesteuerten Gleichrichter (Q XXA, QXiB, Q ViC, Q 12-4, Q X2B, Q \2C) eine Auslöseschaltung zugeordnet ist, die einen Kondensator (C3\ eine erste Schaltung (QX, Q2, Q 3, Q 4) zum Laden des Kondensators mit einer Geschwindigkeit, die einerseits umgekehrt proportional der Amplitude der Stromstärke des in der entsprechenden Wicklung fließenden Stroms und andererseits proportional der algebraischen Differenz zwischen dem Bezugs- und dem Rückkoppiungssignal ist, eine zweite Schaltung (Q 5, QS) zum periodischen Entladen des Kondensators synchron mit denn speisenden Wechselstrom und einen Impulsgeber (Q7, QS) zum Abgeben eines Auslöseimpulses an den entsprechenden Gleichrichter, wenn die Ladung des Kondensators einen vorherbestimmten Pegel erreicht, aufweist

3. Antriebssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß jede Auslöseschaltung einen Schalter (QXO) besitzt mit dem der Betrieb des Impulsgebers (QT, QS) unabhängig von der Ladung des Kondensators (C3) einleitbar ist wenn der Kondensator periodisch entladen wird, wobei der Gleichrichter mit einer vorherbestimmten großen Phasenverzögerung ausgelöst wird, wenn der Kondensator nicht auf den vorherbestimmten Pegel geladen ist.

4. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß die dritte Einrichtung einen ersten, das Bezugs- und das Rückkopplungssignal vergleichenden Schaltpunkt (JX), dem ein erster Verstärker (55) zugeordnet ist und die fünfte Einrichtung einen zweiten, das Bezugs- und das Rückkopplungssignal vergleichenden Schaltpunkt (J 3), dem ein invertierender zweiter Verstärker (57) zugeordnet ist, aufweisen, wobei der erste, der Wirbelstromkupplung (29) zugeordnete Verstärker ein dem ersten Differenzsignal proportionales Signal an den ersten, der Wirbelstromkupplung zugeordneten Leistungsschalter (65) und der zweite, der Wirbelstrombremse (31) zugeordnete Verstärker ein dem zweiten Differenzsignal umgekehrt proportionales Signal an den zweiten, der Wirbelstrombremse zugeordneten Leistungsschalter (71) abgibt.

5. Antriebssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß Wirbelstromkupplung (29) und Wirbelstrombremse (31) jeweils von den verschiedenen getrennten Phasen einer mehrphasigen Speisequelle über die zugeordneten gesteuerten Gleichrichter (QXX A-C, QX2 A-C) in den ersten und zweiten Leistungsschaltern (65,71) gespeist sind und daß der erste und zweite Leistungsschalter mit den zugeordneten Verstärkern (55, 57) über mehrere parallele Schaltungen (63A 63B₁ 63C; 69Λ 69B, 69Q verbunden sind, von denen jede ein dem Differenzsignal proportionales Signal erhält und mit einer anderen Phase der mehrphasigen Speisequelle synchronisiert ist.

6. Antriebssystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärker (55,57) jeweils erste und zweite Operationsverstärker (75, 76; 77,78) aufweisen, die über jeweils einen weiteren Schaltpunkt (J2, JA) jeweils in Serie geschaltet sind, an die umgekehrt proportionale Signale der durch die Erregerwicklungen der Wirbelstromkupplung bzw. der Wirbelstrombremse fließenden Ströme zugeführt sind, und daß die ersten Schaltpunkte (J 1, /3) mit dem nicht inversen bzw. dem inversen Eingang des ersten Operationsverstärkers (75 bzw. 77) ihrer zugeordneten Verstärker (55, 57) und die

zweiten Schaltpunkte (J 2, JA) mit den nicht inversen Eingängen der zweiten Operationsverstärker (76 b7.w. 78) der zugeordneten Verstärker (55, 57) verbunden sind.

Die Erfindung bezieht sich auf ein geschwindigkeitsgeregeltes Antriebssystem für eine Presse mit einem Schwungrad und einem Motor zum Antrieb des Schwungrads mit einer im wesentlichen konstanten vorherbestimmten Drehzahl, mit einer eine Indaktorwicklung aufweisenden Wirbelstromkupplung, die zum Kuppeln des Schwungrads mit der Antriebswelle der Presse erregbar ist, mit einer eine Induktorwicklung aufweisenden Wirbelstrombremse zum Bremsen der Antriebswelle der Presse, mit einer Tachometeranordnung zum Erzeugen eines Rückkopplungssignals, dessen Amplitude eine Funktion der Ist-Geschwindigker. der Presse ist, und mit einer auf die Stellung eines angetriebenen Teils der Presse ansprechenden ersten Einrichtung zum Erzeugen eines Bezugssignals, dessen Amplitude zum Arbeiten der Presse während mindestens eines Teils eines Pressenarbeitsspiels eine in dessen einzelnen Bereichen unterschiedliche vorgewählte Soll-Geschwindigkeit angibt

Bei einem solchen aus der US-PS 26 30 467 bekannten Antriebssystem werden die Rückkopplungssignale mit Hilfe von Nockenschaltern erzeugt, die in Abhängigkeit von bestimmten zurückgelegten Weglängen eines angetriebenen Teils der Presse betätigt werden. Über die Nockenschalter wird nach Zurücklegen einer bestimmten Weglänge bei noch eingeschalteter Induktorwicklung der Wirbelstromkupplung auch die Induktorwicklung der Wirbelstrombremse eingeschaltet. Nach Zurücklegen einer weiteren Wegstrecke wird die Induktorwicklung der Wirbelstromkupplung abgeschaltet und bei noch eingeschalteter ir.dukiorwicklung der Wirbelstrombremse zusätzlich eine mechanische Bremse eingeschaltet. Auf diese Weise ist der angetriebene Teil der Presse während eines Pressenarbeitsspiels in dessen einzelnen Rereichen mit unterschiedlicher Geschwindigkeit anzutreiben.

Aus der DE-AS 11 69 217 ist eine elektromagnetisch betätigte Reibungskupplung und Reibungsbremse mit je einem Kupplungs- und Bremselektromagneten bekannt, bei der zur Erzielung einer den Momenten-Nullpunkt mit Steigung durchsetzenden linearisierten Regelkernlinie im Bereich des Nullpunktes sowohl die Kupplungswicklung als auch die Bremswicklung gleichzeitig erregt werden. Dieses geschieht bei der bekannten Anordnung jedoch lediglich im Bereich des Nullpunktes und allein zu dem Zweck, eine eindeutige Beziehung zwischen Regelbefehl und Regelausgang herzustellen.

Aus der US-PS 28 16 635 ist eine Steuereinrichtung für eine Presse bekannt, bei der mit Hilfe eines Tachogenerators ein der augenblicklichen Geschwindigkeit eines angetriebenen Teils der Presse proportionales Signal erzeugt wird. Dieses Signal wird mit einem Bezugssignal verglichen, um ein Differenzsignal zu erzeugen, das zur Steuerung von Magnetverstärkern benutzt wird. Jeder Magnetverstärker ist zur Speisung der Induktorwicklung einer Kupplung und einer Bremse vorgesehen, die je nach der Größe des Differenzsignals mehr oder weniger stark erregt werden, um den angetriebenen Teil der Presse zu beschleunigen oder zu verzögern. Außerdem ist ein Potentiometer vorgesehen, das nach Maßgabe der jeweiligen Lage des angetriebenen Teils der Presse verstellt wird, so daß das die Soll-Geschwindigkeit des angetriebenen Teils der Presse vorgebende Bezugssignal je nach der jeweils bereits zurückgelegten Weglänge durch den angetriebenen Teil modifiziert werden kann.

Ein aus der US-PS 24 11 122 bekannter Geschwindigkeitsregler vergleicht das in jedem Augenblick von einer Tachometeranordnung gelieferte Istwertsignal

ic der Drehzahl der Ausgangswelle mit einem an einem Potentiometer vorgewählten Spannungssignal. Das Differenzsignal wird über eine geeignete elektronische Verstärkerschaltung an die Gitter bzw. Kathoden zweier gesteuerter Gleichrichterröhren gegeben, von denen jeweils eine den Induktorwicklungen der Wirbelstromkupplung und der Wirbelstrombremse zugeordnet ist Bei positivem Differenzsignal, das infolge eines größeren positiven Sollwertes gegenüber dem Istwert auftritt, wird die die Induktorwicklung der Wirbelstromkupplung speisende Gleichrichterröhre geöffnet und die die Induktorwicklung der Wirbelstrombremse speisende Gleichrichterröhre gesperrt Über die daher greifende Wirbelstromkupplung wird die Ausgangswelle auf die Drehzahl des Antriebs hochgefahren, während die Wirbelstrombremse gelöst ist und damit keinen Einfluß auf die Ausgangswelle hat Je größer die von der Ausgangswelle erreichte Drehzahl wird, umso größer wird auch das von der Tachometeranordnung abgegebene Istwertsignal und um so kleiner damit das positive Differenzsignal. Je kleiner dieses Differenzsignal wird, um so kleiner wird auch die über die jeweilige Gleichrichterröhre gesteuerte Erregung der Wirbelstromkupplung, d. h. um so größer wird der Schlupf zwischen Ausgangswelle und Antrieb, bis sich ein Gleichgewichtszustand eingestellt hat, bei dem das Differenzsignal etwa gleich Null ist.

Überschreitet die Drehzahl der Ausgangswelle dagegen den voreingestellten Sollwert, so ergibt sich ein negatives Differenzsignal, das die Sperrung der die Wirbelstromkupplung speisenden Gleichrichterröhre und ein öffnen der die Wirbelstrombremse speisenden Gleichrichterröhre bewirkt. Infolgedessen wird die Wirbelstromkupplung gelöst, d. h. die Ausgangswelle nicht länger vom Antrieb angetrieben, und die

■»5 Wirbelstrombremse angezogen, wodurch die Ausgangswei'e abgebremst, d. h. ihre Drehzahl vermindert wird. Bei kleiner werdender Drehzahl der Ausgangswelle verringert sich aber auch das von der Tachometeranordnung abgegebene Ausgangssignal, so daß auch das negative Differenzsignal zwischen Soll- und Istwertsignal wieder kleiner wird, bis schließlich das Differenzsignal gleich Null ist, d. h. die Drehzahl der Ausgangswelle mit dem Sollwert etwa übereinstimmt.
Der bekannte Geschwindigkeitsregler arbeitet also in der Weise, daß zur gleichen Zeit entweder nur die Wirbelstromkupplung oder aber nur die Wirbelstrombremse erregt wird und sich damit gegenüber der Ausgangswelle im Eingriff befindet. Durch diesen Betrieb ist daher nur eine Zweipunktregelung möglich,

d. h. der jeweilige Istwert des Geschwindigkeitsreglers pendelt um den vorgegebenen Sollwert herum, indem wechselweise einmal die Wirbelstromkupplung und einmal die Wirbelstrombremse erregt wird. Lediglich zur Einhaltung niedriger Drehzahlen der Ausgangswelle ist es bei dem bekannten Geschwindigkeitsregler vorgesehen, daß die die Wirbelstrombremse speisende Gleichrichterröhre immer eine gewisse Erregung der Wirbelstrombremse veranlaßt, während über die die