DE2158695A1

DE2158695A1 - Vorschubeinheit

Info

Publication number: DE2158695A1
Application number: DE19712158695
Authority: DE
Inventors: Guenter Hommel; Franz Koeder
Original assignee: Bammesberger & Co Maschinen Un
Current assignee: Bammesberger & Co Maschinen Un
Priority date: 1971-11-26
Filing date: 1971-11-26
Publication date: 1973-05-30

Description

Vorschubeinheit Die Erfindung betrifft eine Vorschubeinheit, bestehend aus einem Antrieb, der über eine Gewindespindel, Mutter oder dgl. einen mit Bearbeitungselementen oder Werkstücken ausrüstbaren Träger in Form eines Schlittens oder einer Pinole mit einer dem jeweiligen Arbeitsspiel angepaßten, mittels Schalter oder dgl. vorwählbaren Vorschub- bzw. Rucklaufgeschwindigkeit unmittelbar oder mittelbar über ein Getriebe hin- und herbewegt. Dabei dient als Antrieb ein drehzahiregelbarer Induktionsmotor mit Kurzschlußläufer.
Da der Antriebsmotor für derartige Vorschubeinheiten meist über längere Zeitabschnitte innerhalb eines Arbeitsspiels hinweg mit verhältnismäßig geringen Drehzahlen laufen muß, treten infolge des bei schlupfgeregelten Motoren im unteren Drehzahlbereich geringen Wirkungsgrads beträchtliche Erwärmungen der aktiven Motorteile einschließlich der Lager auf. Um unzulässig hohe Temperaturen zu vermeiden, bleibt dann in der Regel nur der Ausweg, die Antriebsmotoren Uberzudimensionieren und oder eine Zusatzbeluftung vorzusehen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verlustleistung von schlupfgeregelten Antriebsmotoren insbesondere in den unteren Drehzahlbereichen zu verringern, ferner das Kippmoment in diesen Drehzahlbereichen zu erhöhen und so zu verlagern, daß stets ein stabiler Betriebszustand gewährleistet ist. Somit wird es möglich, verglichen mit den bisher bekannten Antrieben, entweder in einer bestimmten Motor-Baugröße eine höhere Leistung unterzubringen oder eine kleinere Baugröße zu verwenden.
Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß beim Antriebsmotor der Wirkungsgrad der LeistungsUbertragung (1-S) durch Wicklungsumschaltung jeweils bei einem Schlupf S = 15 % bezogen auf die Synchrondrehzahl nl der auf die niederpoligere folgenden höherpoligeren Wicklung verbessert wird. Dabei kann die Wicklungsumschaltung bei irgend einem Schlupfwert zwischen 100 % und 15 % erfolgen, und zwar selbsttätig und wahlweise abhängig von der Drehzahl, vom Weg, von der Zeit, von der Temperatur, von der Spannung insbesondere eines für die Regelung den Istwert abgebenden Tachodynamos oder vom Drehmoment.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Wicklung so ausgelegt, daß das Kippmoment des Antriebsmotors im Falle der höheren Polzahl höher liegt als das bei der vorherigen niedrigeren Polzahl und daß die Drehmoment-Drehzahlkurve der jeweils höherpoligeren Wicklung die Drehmoment-Drehzahlkurve der nächstniederpoligeren Wicklung im Drehzahlbereich n = 85 %, bezogen auf die synchrone Drehzahl ni der höherpoligeren Wicklung, schneidet.
Diese Verhältnisse seien anhand eines Beispiels erläutert, wobei von einer 2/6 polig umschaltbaren Wicklung ausgegangen wird, wie sie für Antriebsmotore bei Vorschubeinheiten besonders günstig ist.
Angenommen, die Kennlinie der zweipoligen Wicklung M1 = f (n) schneide die Kennlinie Drehmoment-Drehzahlkennlinie M2 = f (n) der 6-poligen Wicklung bei n = 700 U/min., das sind bezogen auf die synchrone Drehzahl der höherpoligen Wicklung 70 %, dann ergibt sich für den Schlupf der 2-poligen Wicklung = ns-n . 100 % = 3000 U/min - 700 U/min . 100 % = 76,6 %, und für den Schlupf S2 ns 3000 U/min der höherpoligeren 6-poligen Wicklung = = ns-n . 100 % = 1000 U/min - 7000 U/min . 100 % = 30 %. Die mechanische Leistung n 1000 U/min ist dabei in beiden Fällen dieselbe, da Drehmomenten- und Drehzahlgleichheit vorliegt.
Im Falle des zweipoligen Motorbetriebs werden somit bei einer Drehzahl von n = 700 U/min 76,6 % der Ständerdrehfeldleistung NDS1 in Wärme umgesetzt und nur noch 23 % als mechanische Leistung an der Welle abgegeben. Demgegenüber beträgt die mechanische Leistung an der Welle im 6-poligen Betrieb 70 % der entsprechenden Ständerdrehfeldleistung NDS2 und lediglich 30 % davon fallen als Verlustwärme an. Der Wirkungsgrad der Leistungsübertragung (l-S) ist damit einmal 24 % und im anderen Fall 70 %.
Das bedeutet, daß die Läuferdrehfeldleistung im 2-poligen Motorbetrieb bei n = 700 U/min ein mehrfaches des Wertes derjenigen bei 6-poligem Motorbetrieb bei dieser Drehzahl annimmt.
Diese Schlupfleistung fällt in Form von Wärme an. Es ist somit ersichtlich, wie vorteilhaft sich bei einem schlupfgeregelten Motor dessen Auslegung gemäß der Erfindung auswirkt und wie günstig die Verhältnisse bei einer 2/6 poligen Umschaltung werden.
Der Antrieb wird zweckmässigerweise so ausgelegt, daß der Kippschlupf SK unabhängig von der entsprechenden Polzahl = 0,7 ist. Dies wird insbesondere durch geeignete Wahl des Widerstands -KurzcJchluRkäfigs erreicht. Besonders günstige Verhältnisse ergaben sich bei derartigen Antrieben, wenn sie mit einem 2-polig angetriebenen, vom Hauptantrieb unabhängigen Lüfter ausgerüstet werden, dessen Antrieb beispielsweise innerhalb des hinteren Lagerschildes im Motorinnern untergebracht sein kann. Hierdurch läßt sich der Antrieb insbesondere im Bereich niedriger Drehzahlen elektrisch erhelblich besser ausnützen.
Patentansprüche:

Claims

Patentansprüc he { 1. ) Vorschubeinheit, bestehend aus einem Antrieb, darüber eine Gewindespindel, Mutter oder dgl. , einen mit Bearbeitungselementen oder Werkstücken ausrüstbaren Träger in Form eines Schlittens oder einer Pinole mit einer dem jeweiligen Arbeitsspiel angepaßten, mittels Schalter oder dgl. vorwählbaren Vorschub- bzw. Rücklaufgeschwindigkeit unmittelbar oder mittelbar über ein Getriebe hin- und herbewegt, und die mit nur einem Antriebsmotor ausgestattet ist, der als drehzahlregelbarer Induktionsmotor mit Kurzschlußläufer ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß beim Antriebsmotor der Wirkungsgrad der Leistungsübertragung (1-S) durch Wicklungsumschaltung jeweils bei einem Schlupf S > 15 % bezogen auf die Synchrondrehzahl n1 der auf die niederpoligere folgenden höherpoligeren Wicklung verbessert wird.
2. Vorschubeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungsumschaltung des Antriebsmotors bei irgend einem Schlupfwert S <= 15 % selbsttätig erfolgt.
3. Vorschubeinheit nach den Ansprüchen 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungsumschaltung des Antriebsmotors drehzahlabhängig, wegabhängig, ze-itabhängig, temperaturabhängig, spannungsabhängig oder drehmomentabhängig erfolgt.
4. Vorschubeinheit nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kippmoment des Antriebsmotors im Falle der nächsthöheren Polzahl höher liegt als das bei der vorherigen niedrigeren Polzahl und daß die Drehmoment-Drehzahlkurve der jeweils höherpoligeren Wicklung die Drehmoment-Drehzahlkurve der nächstniederpol igeren Wicklung im Drehzahlbereich n = 85 % bezogen auf die synchrone Drehzahl n1 der höherpoligeren Wicklung schneidet.
5. Vorschubeinheit nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung des Antriebsmotors für 2/6 poligen Betrieb ausgelegt ist.
6. Vorschubeinheit nach den Ansprüchen 1-5, gekennzeichnet durch einen innerhalb des hinteren Lagerschildes des Antriebsmotors untergebrachten 2 poligen Lüfterantrieb.