DE2742987A1

DE2742987A1 - Elektromagnetische antriebsvorrichtung, insbesondere fuer eine werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE2742987A1
Application number: DE19772742987
Authority: DE
Inventors: Hans-Werner Dipl Ing Reuting
Original assignee: ELMEG Elektro Mechanik GmbH
Current assignee: ELMEG Elektro Mechanik GmbH
Priority date: 1977-09-22
Filing date: 1977-09-22
Publication date: 1979-04-12

Description

Elektromagnetische Antriebsvorrichtung, insbesondere für eine Werkzeugmaschine 43 Patentansprüche 28 Seiten Beschreibung Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Antriebsvorrichtung, insbesondere für eine Werkzeugmaschine, mit einer Erregerspule, die beim Anschluß an eine Gleichstromquelle auf einen verschiebbar geführten Anker eine Kraft ausübt.
Derartige Antriebsvorrichtungen sind beispielsweise in bekannten Magnethämmern vorhanden, die eine mit ihrer Achse vertikal verlaufende und einen stangenförmigen Anker aus Weicheisen umgreifende Erregerspule umfassen. Am unteren Ende dieses Ankers, der durch eine Druckfeder in seiner Ausgangsstellung gehalten wird, befindet sich eine Stange aus magnetisch nichtleitendem Material, an deren unterem Ende ein Werkzeug befestigbar ist. Bei Erregung der Erregerspule wird der Weicheisenanker in die Spule hereingezogen und das Werkzeug bewegt sich in Richtung auf ein Werkstück, wobei die Druckfeder gespannt wird. Nach Ausführung des Arbeitshubes wird die Erregung abgeschaltet und das Werkzeug gelangt durch die Federkraft in seine Ausgangslage zurück.
Bei derartigen Magnethämmern wird das Werkstück aufgrund der impulsweisen Erregung der Erregerspule und der dadurch dem Anker übertragenen kinetischen Energie ausschließlich schlagartig belastet. Wegen der rein dynamischen Arbeitsweise muß bei der Dimensionierung auf die Eigenresonanzfrequenz des Feder-Masse-Systems Rücksicht genommen werden, so daß der zur Verfügung stehende Arbeitsbereich ein geschränkt ist. Durch die zum Zurückführen des Werkzeugs bei abgeschaltetem Erregerstrom notwendige Druckfeder wird die zur Bearbeitung des Werkstücks zur Verfügung stehende Kraft um die Kraft, welche zum Auslenken der Feder erforderlich ist, vermindert.
Die rein impulsförmige Belastung ist für viele Anwendungsfälle ungünstig und erzeugt atlßerdem eine erhebliche Lärmbelästigung. Bei der ausschließlich dynamischen Schlagbearbeitung weisen die erzielten Belastungen im umzuformenden Werkstück eine zu kurze Dauer auf, welche bei den meisten Materialien nur zu verh-ilLnismäBig geringen Formänderungen führen, da es dem Werkstoff an der Zeit fehlt, die notwendig ist, damit er sich unter der äußeren Einwirkung verformen kann.
Bei bekannten Exzenterpressen wird gegenüber den bekannten Magnethämmern zwar eine materialgerechtere Belastung des Werkstücks erreicht, die erstgenannten weisen aber einen relativ schlechten Wirkungsgrad auf und benötigen, wenn sie elektromotorisch angetrieben sind, Vorgelege, Kupplungen und andere Ubersetzungsmittel. Dadurch ist ein zusätzlicher konstruktiver Aufwand, aber auch Verschleiß, bedingt. Werden dagegen Pressen oder andere Werzeugmaschinen pneumatisch oder hydraulisch angetrieben, so eingeben sich die nachteile hoher Anschaffungskosten und relativ hoher Betriebskosten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache elektromagnetische Antriebsvorrichtung, insbesondere für Werkzeugmaschinen zu schaffen, die nicht ausschließlich schlagartig arbeitet. Vielmehr soll durch einfach zu bewerkstelligende zusätzliche Maßnahmen eine Steuerungsmöglichkeit hinsichtlich der Antriebskraft und der Geschwindigkeit bestehen, wobei gleichzeitig ein hoher Wirkungsgrad gewährleistet sein soll. Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Antriebsvorrichtung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Hauptpatentanspruchs angegebenen Merkmale gelöst.
Der Antriebsvorrichtung nach der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die bekannten elektromagnetischen Antriebe für lineare Bewegungsvorgänge begrenzten Hubs nicht optimal auf solche Anwendungen .bstimmhsr sind, bei denen im Bereich des Arbeitshesbs eine definierte Charakteristik - bezüglich der Antrieb:.kraft und/oder -geschwindigkeit -in ihrem weg- oder zeit.ibhängigen Verlauf (auch in zwei einander entgegengesetzten Bewegungsrichtungen) gefordert ist.
Es wurde insbesondere erkannt, daß bei den meisten üblichen Arbeitsvorrichtungen ein Kraftverlauf erforderlich ist, der mit dem zurückgelegten Weg an:.teigt, wie es der Grundcharakteristik der erfindungsgemäßen magnetischen Antriebsvorrichtung entspricht. Vielfach wird der erste Teil des Weges sogar als Leerhub zurückgelegt un.l die eigentliche Arbeitsleistung erfolgt erst im letzten Teil. Damit stellt die letztere einen energiesparenden Antrieb für Kraftmaschinen dar, bei denen es - im Gegensatz zu Anwendungen in der Nachrichtentechnik - auf eine möglichst gute Energieausnutzung ankommt.
Bemerkenswert ist dabei insbesondere auch, daß es gelang, mittels einer auf der Ausnutzung magnetischer Kräfte beruhenden Vorrichtung, entgegengesetzt gerichtete, abziehende Antriebskräfte zu erzeugen.
Die besondere Anordnung von Magneten und Polschuhen gemäß der Erfindung ermöglicht die Konzeption einer Antriebseinheit, welche bei einer kompakten Bauform groBe Antriebskräfte liefert.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung ist vorgesehen, daß die äußeren Pol schuhe und der innere Pol schuh als Kreisscheiben mit zentralen Kreisöffnungen und der Anker als Kreiszylinder ausgebildet sind, wobei die Seitenfläche des Kreiszylinders während des ganzen Hubes an der durch die Kreisöffnung gebildeten Polfläche des inneren Polschuhs angrenzt und der Kreiszylinder an beiden Enden in eine im Durchmesser verringerte Kolbenstange übergeht, die durch die Kreisöffnungen in den äußeren Polschuhen hindurchragt.
Bei einer solchen Ausgestaltung kann die Erregerspule an unterschiedlichen Stellen des Magnetsystems angeordnet sein. Sie kann beispielsweise durch radial verlaufende Durchbrüche im inneren Polschuh hindurchgeführt sein.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, daß zwei zu den Kreisöffnungen konzentrische Erregerspulen vorgesehen sind, von denen jeweils eine zwischen dem inneren Polschuh und einem der äußeren Polschuhe angeordnet ist und den Anker bzw. die Kolbenstange umgreift.
In zweckmäßiger Weise ist vorgesehen, daß jeweils der magnetische Widerstand eines Flußweges von einem der Luftspalte über einen äußeren Polschuh, den zwischen diesem und dem inneren Polschuh liegenden Teil eines Nebenschlusses, dem inneren Pol schuh und dem Anker bis wieder zu dem Luftspalt klein und vorzugsweise sehr klein ist gegenüber dem magnetischen Widerstand dieses Luftspaltes zwischen Anker und äußerem Polschuh. Ein solch kräftiger Nebenschluß bewirkt einen äußerst stabilen Arbeitspunkt des Magnetsystems, bei dem auch durch äußere Einflüsse oder starke Ubererregung kein Umpolen der Dauermagnete auftreten kann. Außerdem bedingt ein solcher kräftiger Nebenschluß die sehr hohe Ansprechempfindlichkeit der erfindungsgemäßen Anordnung und einen hohen Wirkungsgrad. Es wird deshalb auch eine auf Dauer exakt bleibende Relation zwischen Erregerstrom und Antriebskraft erreicht. Dies bedeutet beispielsweise, daß durch genaue Bemessung des Erregerstromes eine immer wieder auch auf Dauer reproduzierbare Kraft von der Antriebsvorrichtung ausgeübt wird.
Die Verwendung eines Nebenschlusses ist für die meisten Fälle deswegen besonders günstig, da Magnete ohne Nebenschluß einen sehr hohen magnetischen Widerstand aufweisen, der durch die Erregerwicklung überwunden werden muß, so daß am Arbeitsluftspalt nur verhältnismäßig kleine Energien zur Wirkung kommen. Das wirkt sich nicht nur auf den Magneten selbst aus (starker Spannungsabfall bei Belastung), sondern auch auf die Ausnutzung von außen zugeführter Energien. Dieses gilt für große wie kleine Magnete gleichermaßen, weil für sehr große Magnetkräfte entsprechend lange Magnete verwendet werden müssen, die dann einen im gleichen Verhältnis vergrößerten Innenwiderstand aufweisen. Auch wenn man den Querschnitt des Magneten so vergrößert, daß trotz seiner geringen magnetischen Leitfähigkeit ein ausreichend niedriger Innenwiderstand entsteht, so würde das einerseits zu außerordentlichen unhandlichen Abmessungen und andererseits zu einem technisch problematischen ungünstigen Verhältnis l/q führen, denn der Arbeitsluftspalt ist bei abgefallenem Anker höchstens ebenso lang wie der Magnet, meistens aber wesentlich kleiner. Dabei bleibt die Gefahr der Entmagnetisierung auch bei einem Magneten sehr großen Querschnitts immer bestehen, weil der Erregerfluß - um wechselnde Kraftwirkungen zu erzielen - einmal gleichsinnig mit dem Magnetfluß und das andere Mal gegensinnig zum Permanentmagnetfluß verlaufen muß. Im letzteren Falle besteht die Gefahr der Entmagnetisierung, wenn man den gegensinnigen Erregerfluß größer macht als den Magnetfluß, so daß ein Rückfluß durch den Magneten auftritt. Lediglich durch Verwendung teurer Samarium-Magnete könnte man dem weitgehend entgegenwirken. Diese haben aber eine geringere Remanenz-Induktion und Permeabilität als die üblicherweise verwendeten Alnico-Magnete, was wiederum zu einer Vergrößerung des Querschnitts q und zu einer Verkürzung der Länge 1 führen würde.
Für das richtige Betriebsverhalten der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es nötig, daß zu Beginn der Umschaltung der Antriebsrichtung Kompensation der beiden Flüsse auftritt. Wegen der Schwankungen der Betriebsspannung und anderer Parameter läßt es sich ohne zusätzliche Maßnahmen kaum erreichen, daß immer genau oder fast annähernd die Kompensation erzielt und eine Überkompensation vermieden wird.
Diese Probleme sind in einfacher Weise durch die Anwendung eines Nebenschlusses gelöst, dessen Innenwiderstand viel kleiner als der Widerstand des Magneten ist, so daß selbst bei Uberkompensation nur ein Bruchteil des Rückflusses durch den Magneten verläuft, der - wie Meßergebnisse zeigep - nicht zu einer Entmagnetisierung führt. Hierzu ist es anzutreben, daß der Widerstand im Nebenschluß 20 bis 50 mal kleiner ist als der Widerstand des Magneten. Bei der Verwendung eines magnetischen Nebenschlusses ist weiterhin bemerkenswert, daß die Verhältnisse des elektrischen Stromkreises sich nicht analog übertragen lassen, um beispielsweise den Innenwiderstand in Batterien zu verringern. Bei einem Magneten vom Typ Alnico verringert sich nämlich dessen Spannung infolge der starken Belastung durch den Nebenschluß nicht nennenswert.
Bei einer Batterie - belastet mit einem Widerstand, der etwa 1/25 des Innenwiderstandes dieser Batterie beträgt - würde die Spannung entsprechend auf 1/25 ihres Anfangswertes absinken. Bei einem Alnico-Magneten entsteht dagegen ein Spannungsverlust von höchstens 10 bis 15%. Der Nebenschluß erhöht dabei gleichzeitig den Wirkungsgrad der Erregerwicklung, weil nur ein unwesentlicher Teil ihrer Magnetisierungsleistung aufzuwenden ist, um den äußerst geringen Nebenschlußwiderstand zu magnetisieren. Die Erregermagnetisierung wird nahezu vollständig am Arbeitsluftspalt wirksam. Muß in bestimmten Fällen, beispielsweise aus räumlichen Gründen, auf einen magnetischen Nebenschluß verzichtet werden, so besteht bei aufwendigeren Lösungen die vorteilhafte Möglichkeit, eine Uberkompensation dadurch zu vermeiden, daß bei einer Flußrichtungsumkehr im Magnetkreis der Erregerstrom gedrosselt wird.
Eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung sieht vor, daß der magnettsche Nebenschluß aus zwei Weicheisenstücken besteht, von denen das eine den inneren Polschuh und den ersten äußeren Polschuh und das andere den inneren Polschuh und den zweiten äußeren Polschuh miteinander verbindet, wobei innerhalb der Weicheisenstücke jeweils den maqnetischen Widerstand des Nebenschlusses im wesentlichen bestimmende Luftspalte vorgesehen sind. Durch diese angegebenen MerkmalelBßt sich sakFohl ein einfacher Aufbau der Antriebsvorrichtung erreichen als auch eine einfache und konstruktiv leicht zu bemessende Magnetspannungsteilerachaltung schaffen, mittels der der Magnetfluß durch die irußeren Polschuhe und den inneren Polschuh bestimmt wird.
Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, daß die Luftspalte durch magnetisch nichtleitende Schichten ausgefüllt sind. Ein solches Ausfüllen der Luftspalts ¢erhindert, daß der magnetische Widerstand des Nebensclilusses durch das Ansammeln von magnetisch leitenden Stoffen, wie Weicheisenspänen und dergleichen in den Luftspalten verändert wird. Außerdem gestattet das Vorsehen solcher Schichten, die beispielsweise aus einem eine exakt bemessene Dicke besitzendem Bronzeblech bestehen können, eine konstruktiv einfache, exakte Dickeneinstellung der vorgesehenen Luftspalte.
Um in der Dimensionierung der Dauermagnete und des konstruktiven Aufbaus frei zu sein, ist es vorteilhafterweise vorgesehen, daß der Dauermagnet unter Zwischenschaltung von Flußführungsteilen die beiden äußeren Polschuhe miteinander verbindet.
Bevorzugte Anwendungen für die Erfindung sind beispielsweise Pressen, insbesondere Tiefziehpressen, Stanzen, Hämmer, Rammen etc. Die Vorrichtung ist aber auch als Antrieb von Magnetventilen oder Kolbenpumpen geeignet. Günstige Anwendungsmöglichkeiten bestehen auch bei Kunststoffkolbenpressen oder als Schließorgan bei Schneckenpressen. Die beiden, aufgrund der Vormagnetisierung, stabilen Endlagen, bei denen der Anker jeweils an einem der äußeren Polschuhe mit großer Kraft haftet, stellen einen erheblichen Vorteil bezüglich der gerade bei Stanzen und Pressen geforderten Unfallsicherheit dar.
Da der durch die Antriebsvorrichtung erzeugte Hub begrenzt ist, sind Endschalter einschließlich der dazugehörigen Steuerungsmittel nicht erforderlich.
Wegen der geringen aufzubrinllenden Erregerleistung ist der Wirkungsgrad der Vorrichtung sehr groß, und es ergeben sich Magnetkraftkurven, bei denen ier Anker mit mittleren Kräften gegen die äußeren Polsch"he bewegt wird, wobei im letzten Teil des Hubes, wenn beispielsweise ein vom Anker angetriebenes Werkzeug die Obel L läche des Werkstücks erreicht, sehr hohe Kräfte auftreten. Die Zunahme der auf den Anker ausgeübten Kräfte bei der Bewegung in Richtung auf die äußeren Polschuhe entspricht in etwa derjenigen bei den bekannten Exzenterpressen. Gegen Ende des Hubes steigt jedoch bei der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung die Kraft sehr viel stärker an, so daß der insgesamt überstrichene Kraftbereich größer als bei einer Exzenterpresse ist.
Die besondere - bistabile - Antriebscharakteristik mit zum Ende des Hubes stark zunehmendem Kraftverlauf bei einer Realisierungsmöglichkeit in kompakter Bauweise kommt einer Vielzahl von Anwendungsfällen (wie stanzen, pressen, prägen, Oberflächenbearbeitung) von vorn herein entgegen. Durch unterschiedlich aufwendige Mittel kann diese Grundcharakteristik unter Beibehaltung ihres grundsätzlichen Verlaufes in Bereichen gezielt verändert und den Bedürfnissen der einzelnen Anwendung mit der erforderlichen Präzision angepaßt werden, wodurch sich die Zahl der Anwendungsfälle auch noch erweitern läßt. Dabei erfolgt zweckmäßigerweise eine grobe Anpassung an einen gewünschten Kraft- oder Geschwindigkeitsverlauf durch einfache Maßnahmen mechanischer, magnetischer, hydraulischer oder aber auch pneumatischer Art, während, falls es bei höhere Anforderungen stellenden Anwendungen notwendig ist, eine Feinanpassung an den gewünschten Verlauf durch elektronische Mittel über eine Beeinflussung des Erregerstroms bei geringem zusätzlichem Leistungsaufwand erfolgen kann.
Da die mittlere Erregerleistung gering ist, besteht auch die Möglichkeit, kurzzeitig durch zusätzliche Impulse großer Amplitude die zur Verfügung stehende Antriebskraft stark heraufzusetzen.
Die Möglichkeiten, die Antriebscharakteristik der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu verändern, bestehen einerseits darin, daß die zur Verfügung stehende Antriebskraft entweder weg- oder zeitabhängig verändert wird, wodurch bei langsam bewegten oder ruhendem Anker die statische Arbeitsweise beeinflußt wird. Andererseits kann aber auch die Arbeitsgeschwindigkeit des Kolbens gezielt in Abhängigkeit vom zurückgelegten Weg gesteuert werden, wodurch die dynamischen Kenngrößen veränderbar sind. Für beide Arten von Beeinflussungen können dabei sowohl mechanische als auch elektrische Mittel verwendet werden.
Bei einer Werkzeugmaschine lassen sich die Geschwindigkeiten des Antriebs bei Leerwegen vorgeben. Nach Beendigung des Arbeitsbereiches eines Hubes kann die Geschwindigkeit stark vermindert bzw. auf null herabgesetzt werden, um ein lärmerzeugendes Anschlagen des Werkzeuges an eine Einrichtung zur Begrenzung seines Weges zu vermeiden. Insbesondere beim Stanzen läßt sich ein starker Abrißknall durch eine derartige gezielte Geschwindigkeitsbeeinflussung in seiner Intensität herabsetzen.
Als mechanische Mittel stehen dabei zunächst einmal übliche Feder- und Dämpfungsmittel zur Verfügung, um Anschlagbegrenzungen oder ausgleich des Gewichts der beweglichen Teile der Antriebsvorrichtung und des Werkzeugs bei vertikalen Anwendungen zu bilden, sowie weitereDämpfungsmittel, wie sie weiter unten noch näher beschrieben werden. Durch d.ls Vorsehen eines magnetischen NeSensclllusses parallcE zum Magnetsystem läßt sich enfalls der Verlauf der zur Verfügung stehenden Kraft in Abhängigkeit vom zurückgelegten Weg des Werkzeugs beeinflussen, wobei gleichzeitig eine Stabilisierung im Hinblick auf Schwankungen von Betriebsparametern erzielt wird. Durch die Anwendung elektronischer Mittel zur Steuerung des Erregerstroms erschließt sich ein breites Spektrum weiterer Ausführungsformen. Grundsätzlich kann in technisch einfach zu realisierender Weise dem Erreserstrom ein zusätzlicher Xstl.nl überlagert werden1 ,elcher in Abhängigkeit von bestimmten Betriebszuständen ausgelöst wird. So kann beispielsweise bei einer bevorzugten Ausführungsform das Durchfahren des Leerhubes durch einen bei Beginn der Bewegung stark überhöhten und dann nach einer Zeitfunktion abklingenden Steuerimpuls beschleunigt werden. Schließlich läßt sich eine beträchtliche Heraufsetzung der im eigentlichen Arbeitsbereich des Hubes zur Verfügung stehenden Kraft durch einen Stromimpuls erhöhen, der durch den kurzzeitigen Stillstand des Ankers beim Aufsetzen des Werkzeugs auf das Werkstück bei schlagenden Anwendungen ausgelöst wird. Nachdem der Arbeitsbereichdes Hubs durchlaufen ist, kann durch einen weiteren Impuls dafür gesorgt werden, daß der Anker - und damit das Werkzeug - sehr schnell abgebremst wird.
Bei Antriebsvorrichtungen mit aufwendigeren Steuerungen besteht die Möglichkeit, die Antriebsbewegungen bezüglich des zurückgelegten Weges und/oder der Geschwindigkeit über Meßwertaufnehmer gezielt zu erfassen und durch einen Soll-/ Istwert-Vergleich mittels vorgegebener Solldaten über eine Regeleinrichtung gezielt zu steuern. Die Beeinflussung des Kraftverlaufes kann dabei über eine Veränderung des Erregerstromes weg- und/oder zeitabhängig erfolgen, so daß dte zur Verfügung stehende Kraft beim Auftreffen des Werkzeugs auf das Werkstück veränderbar ist. Durch Beeinflussupg der Bewegungsgeschwindigkeit des Ankers, welcher ebenfalls über eine Xnderung des Stroms durch die Erregerspule gesteuert wird, kann einerseits die Geschwindigkeit eingestellt werden, mit der das Werkzeug einen bestimmten Teil de8 Hubes durchläuft, andererseits kann aber auch der dynamische Anteil der auf das Werkstück auszuübenden Kraft unter Berücksichtigung der Massen von Werkzeug und Werkstück variiert werden. Außerdem besteht gleichzeitig die Möglichkeit, die Geschwindigkeit des Werkzeugs nach ausgeführter Arbeit gezielt zu vermindern.
Die elektronischen Steuerungsmittel können dabei in vorteilhafter Weise so ausgebaut werden, daß logische Schaltungsmittel die Steuerung des Erregerstroms in Abhängigkeit von den Daten des Systems, den vorgegebenen Solldaten und den gemessenen Daten nach einem voreingestellten Programm selbständig vornehmen. Die Ermittlung der auf das Werkzeug ausgeübten Kraft wird zweckmäßigerweise durch Messung des magnetischen Flusses unter Berücksichtigung der räumlichen Abmessungen und geometrischen Verhältnisse der Antriebsvorrichtung durchgeführt. Dabei ist es möglich, eine Rückkopplung in der Weise vorzusehen, daß der erzeugte magnetische Fluß über den Erregerstrom so eingestellt wird, daß er ausreichend ist, um die beabsichtigte Antriebskraft zu erzeugen. Durch einen derartigen Regelvorgang werden Parameteränderungen der Antriebseinrichtung und gegebenenfalls auch Spannungsschwankungen des Versorgungsnetzes ausgeglichen, so daß das Vorsehen von die magnetischen Verhältnisse stabilisierenden magnetischen Nebenschlüssen gegebenenfalls entbehrlich ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann wegen des symmetrischen Aufbaus auch in zwei entgegengesetzten Richtungen arbeiten.
Eine bei vertikaler Arbeitsweise das Gewicht des Ankers, des Kolbens und gegebenenfalls des Werkzeugs ausgleichcnde Feder besteht dabei vorteilhafterweise aus einer sich zwischen dem Anker und dem unteren äußeren Polschuh abstützenden Druckfeder. Statt einer solchen Feder kann die Kompensation des Anker- und Werkzeuggewichtes auch durch einen unsymmetrischen Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung und/oder durch eine geeignete Steuerung des Erregerstromes bewirkt werden.
Ein ganz erheblicher Vorteil bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ergibt sich noch dadurch, daß der die äußeren und den inneren Polschuh und das Magnetsystem enthaltende Stator in Bezug auf eine Werkstückaufnahme in Ankerbewegungsrichtung verstellbar ist. Hierdurch kann beispielsweise beim Verwenden der erfindungsgemäßen Vorrichtung als Stanzenantrieb erreicht werden, daß das auszustanzende Teil nicht völlig durchgestanzt wird, sondern daß dasselbe noch im Werkstück verbleibt, und daß sich der Kraftverlauf in Abhängigkeit vom Hub beim Stanzen ändert.
Eine Verringerung des durch die Antriebsvorrichtung gegebenenfalls erzeugten störenden Lärms wird dadurch erreicht, daß den Anschlag einer Arbeitsfläche des Ankers an eine Polschuhfläche der äußeren Pol schuhe dämpfende Mittel vorgesehen sind. Solche dämpfende Mittel können beispielsweise aus auf den äußeren Polschuhen aufliegenden Tellerfedern oder besser aus dämpfenden Schichten zwischen dem Anker und den äußeren Polschuhen bestehen.
Um die Geschwindigkeit der Ankerbewegung zu begrenzen, ist ein bei Ankerbewegung wirksam werdender, die Ankerbewegung dämpfender Hydraulikzylinder oder auch ein Pneumatikzylinder vorgesehen. Dieser bewirkt ein relativ sanftes Aufsetzen eines mit dem Anker verbundenen Werkzeugs ruf ein zu bearbeitendes Werkstück. Dabei ist zweckmäßigerweise die Vorrichtung so ausgestaltet, daß der Anker selbat den Kolben des Hydraulik- oder Pneumatikzylinders dargestellt.
Die Erregerspule ist in weiterer vorteilhafter Weise innerhalb. der Hydraulikflüssigkeit angeordnet. Dies ist konstruktiv einfach, da keine zusätzlichen Teile für den Hydraulikzylinder benötigt werden und die Hydraulikflüssigkeit außerdem für eine Kühlung der Erregerspule sorgt. Die Hydraulikkammern können dabei durch die äußeren Polschuhe und den Nebenschluß und/oder den oder die Dauermagnete und die Flußführungsteile und den inneren Polschuh gebildet werden.
Dabei ist dann in dem inneren Pol schuh eine gegebenenfalls veränderbare Ausgleichsöffnung zwischen den beiden Hydraulikkammern vorgesehen. Zweckmäßigerweise bildet jedoch der Spalt zwischen innerem Pol schuh und dem Anker die Durchtrittsöffnung zwischen den beiden Kammern des Hydraulikzylinders; dieser Spalt kann ebenfalls veränderbar gestaltet werden.
Bei als Kreisscheiben ausgebildeten Polschuhen und gleichzeitiger Dämpfung der Ankerbewegung dadurch, daß der Anker als Kolben eines Hydraulikzylinders wirkt, ist in Weiterbildung vorgesehen, daß an den Kreisöffnungen der äußeren Polschuhe je eine Dichtung vorgesehen ist, die eine Abdichtung zu der darin gleitenden Kolbenstange bewirkt. Auf diese Weise werden durch die äußeren Pol schuhe und den inneren Pol schuh ohne besonderen Aufwand zugleich die Hydraulikkammern des Hydraulikzylinders gebildet. Die Dauermagnet-und Nebenschlußanordnung dient dabei gleichzeitig als Begrenzung des Hydraulikzylinders.
Wenn wegen des hohen Öldrucks in Richtung der Ankerbewegung die Dichtung zwischen Kolbenstange und äußerem Polsohuh nicht ausreichend ist, ist vorteilhafterweise eine Ölauffangkammer vorgesehen mit einer weiteren Dichtung, die beiderseits unter Atmosphärendruck steht.
Zusammenfassend lassen sich die Möglichkeiten der Weiterbildung der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung falgendemaßen beschreiben: Nachdem der Kraft- oder Geschwindigkeitsverlauf im Hubbereich durch nicht-elektronische Mittel wie Federn, Dämpfungen und eine entsprechende Gestaltung der magnetischen Verhältnisse (Vorsehen von Nebenschlüssen, Veränderung des Luftspaltes Anker/innerer Polschuh in Abhängigkeit von der Ankerposition) zunächst grob angenähert ist, wird die gewünschte Feinanpassung an das konkrete Antriebsproblem dadurch erzielt, daß dem bis dahin nur durch Ein-Ausschalten vor Bewegungsbeginn bzw. nach Bewegungsende beeinflußten Erregerstrom ein zusätzlicher zeitlich veränderlicher Strom überlagert wird.
Diese Uberlagerung kann entweder zeitabhängig oder aber in Abhängigkeit vom Ort, der Geschwindigkeit oder der Bewegungsrichtung des Ankers erfolgen. Der zusätzliche Strom erzeugt eine Veränderung der Antriebskraft und bei frei bewegtem Anker in Abhängigkeit von der bewegten Masse eine Veränderung der Geschwindigkeit des Ankers. Durch die Rückkopplung von durch Meßwertaufnehmer erzeugten Signalen ist eine Regelung der Antriebskraft oder der Geschwindigkeit innerhalb eines durch die Grundcharakteristik festgelegten Bereiches möglich.
Die Erfindung ist insbesondere geeignet für Werkzeugmaschinen, die beim Einwirken auf eine Werkstückoberfläche Hubbewegungen ausführen, wie es beispielsweise bei Stanzen, Pressen oder Prägemaschinen der Fall ist.
Ein vorteilhaftes Anwendungsgebiet ergibt sich dabei auch in der Arzneimittelindustrie, wo es bei Tablettenpressen durch die erfindungsgemäße Vorrichtung möglich ist, während des Preßvorgangs einen vorgegebenen Kompressionskraftverlauf zeit- oder wegabhängig innerhalb enger Grenzen einstellbar zu erzeugen. Damit ist es möglich, einerseits die Kompaktivierung beim Pressen genau an die Eigenschaften der verwendeten Stoffe und an die Anforderungen an die fertige Tablette anzupassen und andererseits auch eine Umstellung innerhalb der Produktion schnell und unkompliziert vorzunehmen.
Weitere bevorzugte Ausführungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Im Zusammenhang mit einer Schlagbearbeitung bei Werkzeugmaschinen lassen sich der statische und der dynamische Kraftanteil getrennt verändern. Der statische Kraftanteil läßt sich dabei durch Beeinflussung des Erregerstroms direkt variieren, während der dynamische Anteil, der der kinetischen Energie von Werkzeug und Antrieb entspricht, wegen der darin enthaltenen Integration ebenfalls über den Erregerstrom einstellbar ist. Bei Anwendungen, bei denen es zunächst auf das Ausführen eines Schlages definierter Schlagarbeit und anschließend auf das Aufbringen einer Kraft bestimmter Größe bei nahezu ruhendem Werkzeug ankommt, ist es zweckmäßig, daß die kurz vor Ausführung des Schlages zur Beschleunigung des Werkzeugs aufgebrachte Kraft so eingestellt ist, daß sie ungefähr gleich derjenigen ist, welche anschließend statisch aufzubringen ist.
Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung läßt sich ip einer Vielzahl von Ausführungsvarianten herstellen, wobei für einfache in großen Stückzahlen zu produzierende Antriebe, beispielsweise für Ventile oder Einspritzpumpen, ein Aufbau gewählt werden kann, bei dem der gewünschte Verlauf der Antriebskraft in Abhängigkeit vom Hub vorzugsweise durch fest angebrachte mechanische oder magnetische Mittel erzeugt wird, während bei kostenaufwendigeren Anwendungen, wie beispielsweise bei Antrieben von Stanzen, Pressen und dergleichen neben der Verwendung einfacherer Konzeptionen die Möglichkeit besteht, den Verlauf der Antriebskraft mit elektronischen Mitteln zu beeinflussen, so daß gegebenenfalls durch Regelungseinrichtungen vorgegebene Antriebsgeschwindigkeiten und -kräfte in Abhängigkeit vom zurückgelegten Weg und/oder von der seit Bewegungsbeginn oder anderen Ereignissen verflossenen Zeit eingehalten werden können, um eine präzise und gleichbleibende Arbeitsweise zu gewährleisten.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen in vorteilhaften Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt: Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung, Fig. 2 ein elektrisches Ersatzschaltbild zur Erläuterung der Wirkungsweise des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1, Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung, Fig. 4 ein elektrisches Ersatzschaltbild zur Erluterung der Wirkungsweise der Vorrichtung gemäß Fig. 3, Fig. 5 ein vorteilhaftes Detail der Ausführung ge«B Fig. 3, Fig. 6 ein weiteres vorteilhaftes Detail der Ausführung gemäß Fig. 3 und Fig. 7 ein drittes Ausführungsbeispiel mit einer schematischen Darstellung der Steuerung einer Werkzeugmaschine.
Die schematische Darstellung gemäß Fig. 1 der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung umfaßt zwei übereinander angeordnete äußere Polschuhe 1 und 2. Zwischen diesen Polschuhen befindet sich ein innerer Polschuh 3. Im übrigen sind die äußeren und inneren Pol schuhe 1 bis 3 über Weicheisenstücke 4 und 5 und einen Dauermagneten 6 miteinander verbunden.
Zwischen dem inneren Pol schuh 3 und den äußeren Polschuhen 1 und 2 befinden sich Weicheisenstücke 7 und 8, die einen kräftigen magnetischen Nebenschluß zu dem Dauermagneten bilden. Außerdem ist in jedem dieser Weicheisenstücke noch ein Luftspalt 9 bzw. 10 vorgesehen, der den magnetischen Widerstand des magnetischen Nebenschlusses im wesentlichen bestimmt. Diese Luftspalte 9 und 10 sind vorzugsweise durch ein magnetisch nichtleitendes Material, beispielsweise Bronzeblech, ausgefüllt. Das ergibt den Vorteil, daß sich kein den magnetischen Widerstand des Nebenschlusses veränderndes Material in den Luftspalten absetzen kann.
Um das in der Zeichnung linke Ende des mittleren Pol schuhs 3 in Fig. 1 ist eine Erregerwicklung 11 angeordnet, und es liegt der Stirnfläche des inneren Polschuhs 3 ein Anker 12 gegenüber, wobei der Abstand zwischen diesem Anker 12 und dem inneren Pol schuh 3 bei Bewegung des Ankers in der Richtung des innerhalb des Ankers eingezeichneten Pfeiles klein ist. Aufgrund der Vormagnetisierung der äußeren Polschuhe 1 und 2 durch den Dauermagneten 6 haften der Anker 12 normalerweise an einem der äußeren Pol schuhe und wird bei entsprechender Erregung der Erregerspule 11 zum anderen der äußeren Polschuhe 1 und 2 bewegt.
Das elektrische Ersatzschaltbild gemäß Fig. 2 erläutert die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Fig. 1.
Dabei entspricht die Spannungsquelle 13 dem Dauermagneten 6.
Der innere Widerstand des Dauermagneten ist mit 14 bezeichnet, während die Widerstände 15 und 16 eine Spannungsteilerschaltung darstellen und dem magnetischen Nebenschiuß entsprechen, der aus den Luftspalten 9 und 10, den Weicheisenstücken 7 und 8 sowie dem dazwischenliegenden inneren Polschuh 3 besteht. Die Spannungsquelle 17 entspricht der Erregerspule 11, und die Widerstände 18 und 19 entsprechen den Luftspalten 20 und 21 gemäß Fig. 1.
Durch die Vormagnetisierung des Dauermagneten 6 wird in den Luftspalten ein Fluß erzeugt, der durch die Pfeile 22 und 23 angedeutet ist. Dabei soll entgegen der Darstellung in Fig. 1 der Anker am oberen äußeren Polschuh 1 anliegen, der Luftspalt 20 also sehr klein sein. Entsprechend fließt durch den Luftspalt 20 bzw. den Widerstand 18 ein sehr kräftiger Dauermagnetfluß, der durch die Länge des Pfeiles 22 angedeutet ist, während durch den in dieser Ankerlage sehr großen Luftspalt 21 bzw. Widerstand 19 nur ein kleiner Dauermagnetfluß fließt. Durch Erregung der Erregerspule 11, die durch die Spannungsquelle 17 dargestellt wird, entsteht dann auch ein kräftiger Magnetfluß, der durch den Pfeil 24 angedeutet ist.
Dieser Erregerfluß fließt wegen des geringeren Widerstandes 18 auch vorwiegend über diesen und bewirkt dort eine Kompensation des Vormagnetisierungsflusses durch den Luftspalt 20 bzw. den Widerstand 18. Uber den unteren Luftspalt 21 fließt wegen des großen Widerstandes 19 aiich nur ein geringer Teil des Erregerflusses, der hier durch den Pfeil 25 angedeutet ist, aber in der gleichen Richtung wie der Vormagnetisierungsfluß flicßt. Infolgedessen tritt am unteren Luftspalt 21 eine Addition des Erregerflusscs und des Vormagnetisierungsflusses auf. Diese bewirkt somit, daß der Anker 12 gegen den unteren äußeren Polschuh 2 bewegt wird. Bei entgegengesetzter Erregung der Erregerspule würde dementgegen der Anker wieder in seine obere stabile Lage bewegt, in der er an dem äußeren Polschuh 1 anliegt. Da der Erregerfluß nur zu einem sehr geringen Teil über den Dauermagneten selbst und in erster Linie über den kräftigen Nebenschluß verläuft, ist entsprechend auch die Empfindlichkeit der Antriebsvorrichtung sehr groß. Es wird nämlich wesentlich weniger Erregerleistung benötigt, als wenn der Erregerfluß über den Dauermagneten verlaufen müßte, der einen sehr großen magnetischen Widerstand darstellt.
Im übrigen ergibt der kräftige magnetische Nebenschluß, dessen Widerstand auf jeden Fall erheblich geringer ist als der maximale Widerstand der Luftspalte 20 oder 21, Magnetkraftkurven, die im äußersten Resthub des Ankers, also beim Sichnähern des Ankers an einen der äußeren Polschuhe 1 oder 2, sehr kräftig ansteigen, weil die Spannung des Magnetsystems nicht merklich absinkt.
Die eine bevorzugte Ausführungsform darstellende Fig. 3 zeigt wiederum zwei äußere Polschuhe 1 und 2, die in diesem Fall als Kreisscheiben mit zentraler kreisförmiger Öffnung ausgedet sind. Durch diese kreisförmigen Öffnungen erstreckt sich eine Kolbenstange 26, die gegenüber den äußeren Polschuhen 1 und 2 über Dichtungen 27 und 28 abgedichtet ist, in denen die Kolbenstange 26 im Gleitsitz sich bewegen kann. Im mittleren Teil der Kolbenstange befindet sich eine Erweiterung, die den Anker 12 darstellt. Im Gegensatz zu der in Fig. 1 gezeigten Ausführung sind bei der Ausführung gemäß Fig. 3 vier Dauermagnete 29, 30, 31 und 32 bzw. stattdessen zwei ringförmige Dauermagnete vorhanden, die auf beiden Seiten des ebenfalls eine Kreisscheibe mit kreisförmiger Öffnung darstellenden inneren Polschuhs 3 angeordnet sind. Diese Dauermagnete 29 bis 32 sind jeweils in an einen äußeren Polschuh 1 bzw. 2 und an den inneren Polschuh 3 angrenzende Weicheisenklötze 33 eingebettet, die wiederum Luftspalte in sich einschließen, die im wesentlichen ihren magnetischen Widerstand darstellen. Anstatt der nur einen Erregerspule 11 in Fig. 1 sind bei der Ausbildung gemäß Fig. 3 zwei Erregerspulen 34 und 35 vorhanden, die die Kolbenstange 26 bzw. den Anker 12 umschließen. Diese Erregerspulen 34 und 35, die bei der dargestellten Polung der Dauermagnete gegensinnig erregt werden, entsprechen in ihrer Wirkungsweise aber der Erregerspule 11 in Fig. 1. Durch die Erregung der Erregerspulen 34 und 35 entsteht nämlich der gleiche Effekt, wie wenn eine Spule nur um den inneren Polschuh herumgewickelt wäre.
Unterhalb des äußeren Polschuhs 2 ist eine Auffangkammer 36 vorgesehen, die über eine Leitung 37 mit einer oberhalb des oberen Polschuhs 1 vorgesehenen Kammer 38 in Verbindung steht.
Außerdem ist das Innere der Vorrichtung gemäß Fig. 3, das auch die Erregerspulen enthält, mit einer Hydraulikflüssigkeit gefüllt. Dem Austreten der Hydraulikflüssigkeit aus dem Inneren der Vorrichtung gemäß Fig. 3 stellen die Dichtungen 27 und 28 einen erheblichen Widerstand entgegen. Da jedoch bei kräftiger Bewegung erhebliche Drücke innerhalb der Vorrichtung auftreten können, bewirkt die untere Auffangkammer und die mit ihr in Verbindung stehende obere Kammer, die beide zusammen mit der Leitung 37 eine Art Hydraulikmantel darstellen bzw.
so ausgebildet sein können, daß austretende Hydraulikflüssigkeit von der unteren Auffangkammer 36 in die obere Auffangkammer 38 gelangen und danach wieder ins Innere der Vorrichtung hineingezogen werden kann. Dabei steht die obere Kammer 38 unter Atmosphärendruck, und somit auch die untere Auffangkammer 36, die mit einer Dichtung 39 gegen Austreten von Hydraulikflüssigkeit vollständig abgedichtet werden kann. Selbstverständlich ist ein solcher Hydraulikmantel, der beispielsweise die gesamte Vorrichtung bis zur Kolbenstange umfassen kann, auch bei horizontaler Ausrichtung der Kolbenstange anwendbar. Dann muß lediglich dafür gesorgt sein, daß der Mantel über obere Öffnungen oder dergleichen mit der Atmosphäre verbunden und eine Dichtung auch am anderen Ende der Kolbenstange (in Fig. 3 oben) vorgesehen ist.
Die Hydraulikflüssigkeit im Inneren der erfindungsgemäßen Vorrichtung bewirkt, daß sich der Kolben gedämpft in eine der beiden Richtungen bewegen kann. Dabei strömt dann Hydraulikflüssigkeit durch den Spalt zwischen dem Anker 12 und dem inneren Pol schuh 3 hindurch und bewirkt eine gedämpfte Bewegung der Kolbenstange, an deren unterem Ende beispielsweise ein Werkzeug vorgesehen sein kann. Diese gedämpfte Bewegung bewirkt, daß das Werkzeug sich dann sanft auf das Werkstück zubewegt, so daß es keinen kräftigen Aufprallknall gibt.
Die Wirkungsweise der in Fig. 3 dargestellten Vorrichtung kann auf relativ einfache Weise aus dem elektrischen Ersatzschaltbild in Fig. 4 entnommen werden. Genau wie in Fig. 2 sind dort zwei Widerstände 18, 19 zu ersehen, die die Luftspalte zwischen Anker 12 und den äußeren Polschuhen 1 bzw. 2 darstellen.
Außerdem ist dort auch wieder eine Spannungsquelle 17 vorhanden, die der Erregung durch die Erregerspulen 34 und 35 entspricht. Außerdem sind auch genau wie in Fig. 2 zwei Widerstände 15 und 16 zu erkennen, die in diesem Fall den Weicheisenklötzen 33 und den zwischen ihnen befindlichen Luftspalten entsprechen, die zusammen den magnetischen Nebenschluß bilden. Der Unterschied zwischen Fig. 4 und Fig. 2 besteht darin, daß im Fall der Fig. 4 zwei Spannungsquellen 40 und 41 vorgesehen sind, die den Dauermagneten 29 bis 32 entsprechen, wobei die gemäß Fig. 2 nur durch die Widerstände 15 und 16 bewirkte permanentmagnetische Spannungsteilung gemäß Fig. 4 zugleich auch durch die Teilung der Spannungsquellen 40 und 41 erfolgt. Dabei sei jedoch gleichzeitig auch erwähnt, daß gemäß Fig. 3 nicht vier Dauermagnete vorgesehen zu sein brauchen, sondern stattdessen auch zwei ringförmig und konzentrisch zu dem Anker 12 bzw. der Kolbenstange 26 verlaufende Ringdauermagnete vorgesehen sein können. Die Wirkungsweise nach Fig. 4 ist bezüglich der magnetischen Kraftwirkungen auf den Anker die gleiche wie zu Fig. 2 beschrieben.
In Fig. 5 ist eine vorteilhafte Ausbildungsform dargestellt, bei der zwischen dem Anker 12 und dem unteren äußeren Pol schuh 2 eine Druckfeder 42 vorgesehen ist, die so ausgelegt ist, daß sie bei vertikaler Bewegungsrichtung die einseitige Schwerkraftwirkung ausgleicht.
Fig. 6 zeigt wiederum ein Detail, wobei auf dem unteren äußeren Polschuh 2 eine Tellerfeder 43 aufliegt, die das Aufprallen des Ankers 12 auf den unteren Polschuh dämpfen und somit der Geräuscherzeugung entgegenwirken soll. An Stelle der Tellerfeder 43 kann auch eine dämpfende Masse vorgesehen werden. Die Speisung der Erregerspule 11 bzw. der Erregerspulen 34 und 35 kann in vielfältiger Form gesteuert werden.
Bei der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung sind elektronische Mittel vorgesehen, um sowohl die Geschwindigkeit eines Ankers 44 als auch die auf diesen ausgeübte Magnetkraft elektronisch zu regeln. Die konstruktive Gestaltung der Vorrichtung entspricht im wesentlichen der in Fig. 3 dargestellten.
Zwischen zwei äußeren Polschuhen 45 und 46 sind zwei ringförmige Dauermagnete 47 und 48, sowie ein innerer Polschuh 49 eingeschlossen. Im Gegensatz zu der in Fig. 3 dargestellten Anordnung sind die die Dauermagnete umgebenden Weicheisennebenschlüsse entfallen. Weiterhin sind die Dauermagnete 47 und 48 gegensinnig magnetisiert, so daß Erregerspulen 50 und 51 gleichsinnig erregt werden müssen. Eine Kolbenstange 52 steht in Verbindung mit einem nicht ituqestellten Werkzeug, welches auf ein ebenfalls nicht dargestelltes Werkstück einwirkt.
Mit der Kolbenstange 52 sind Meßwertgeber für Weg und Geschwindigkeit verbunden. Der erstere besteht aus einer Blende 53, welche in Abhängigkeit von ihrer Position das auf eine lichtempfindliche Sensorfläche 54 einfallende Licht 55 mehr oder weniger abgeschirmt. Der Meßwertgeber für die Geschwindigkeit besteht aus einem Magnetkern 56, welcher in eine Spule 57 eintaucht, wobei die induzierte Spannung ein Maß für die Geschwindigkeit ist. Die dargestellten Geber stellen nur ein Beispiel für die Aufnahme der betreffenden Größen dar. Bei der technischen Realisierung der Vorrichtung ist es dem Fachmann überlassen, Meßwertgeber einzusetzen, die der jeweiligen Anwendung und den verwendeten Auswertungs- und Steuergeräten am besten gerecht werden. Mittels einer Hallsonde 58 wird der magnetische Fluß im inneren Polschuh 49 ermittelt, wobei es bei einer kreisförmig-symmetrischen Anordnung ausreichend ist, den Fluß in einem Teilbereich des Pol schuhs zu ermitteln und auf den Gesamtfluß durch Extrapolation zu schließen.
Der aus den Dauermagneten 47 und 48 sowie den Polschuhen 45, 46 und 49 bestehende Teil ist mittels Ansätzen in Bezug auf das zu bearbeitende Werkstück in Richtung der Pfeile 61 und 62, beispielsweise mittels nicht dargestellter Spindeln, beweglich montiert, so daß der Hubbereich des Ankers 44 und der von der Hubbewegung des Ankers abhängige Verlauf der Magnetkräfte in Achsenrichtung verschiebbar ist.
(Wenn der Verlauf der weg- und geschwindigkeitsabhängigen Steuerung erhalten bleiben soll, so ist mit den Ansätzen 59 und 60 auch die Sensorfläche 55 und die Spule 57 entsprechend zu verschieben.
Die von den Meßwertgebern aufgenommenen Meßgrößen werden in Schaltungsteilen 63, 64 und 65 in elektrische Größen umgeformt, welche dem magnetischen Fluß B, dem zurückgelegten Weg x bzw. der Geschwindigkeit v proportional sind. Statt des als Meßwertgeber für die neschllinr keit dienenden Magnetkerns 56 und der Spule 57 kann auch ein Differenzierteil 66 (gestrichelt dargestellt) vorgesehen sein, welches eine geschwindigkeitsproportionale Größe erzeugt, die dem Schaltungsteil 65 zugeführt wird.
Die Ausgangssignale der Schaltungsteile 63 bis 65 gelangen zu einem Verarbeitungsteil 67, in dem die eingehenden Signale umgesetzt werden, so daß an Ausgängen 68 und 69 Ausgangssignale erscheinen, mittels deren der Strom durch die Erregerspulen 50 und 51 gesteuert wird.
Der Verarbeitungsteil 67 enthält analoge und digitale Schaltungsmittel, mit deren Hilfe er die den Strom durch die Erregerspulen 50 und 51 steuernden Ausgangssignale in Abhängigkeit von über ein Programmierteil 70 und ein Steuerteil 71 eingegebenen Größen sowie von den Ausgangssignalen der Schaltungsteile 63 bis 65 erzeugt. In einem Speicherteil 72 sind das System betreffende Parameter festgehalten, welche grundlegende Daten über die Art der Anwendung und bestimmte physikalische Kenngrößen enthalten, die Einrichtung betreffen, mit der der erfindungsgemäße Antrieb verwendet wird.
Ober das Programmierteil 70 ist es nun möglich, die Betriebsweise der Antriebsvorrichtung derart voreinzustellen, daß die Geschwindigkeit des Ankers 44 bzw. die über die Kolbenstange 52 auf das Werkzeug auszuübende Kraft bezogen auf die beabsichtigte Verwendung zeit- und/oder wegabhängig festgelegt ist. Bei einer Stanzvorrichtung soll beispielsweise sich das Werkzeug im Bereich des Leerhubes mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit v1 bewegen und mit dieser Geschwindigkeit dynamisch auf das Werkstück einwirken. Ist das Werkzeug nach erfolgtem Schlag nahezu zum Stillstand gekommen, soll eine Kraft F für eine Zeitdauer t einwirken.
Anschließend soll die Kraft auf einen wesentlich kleineren Wert herabgesetzt werden, so daß nach Ausführung des Stanzvorgangs der iCoUcn stil.lstcht oder mit aerinqerer Geschwinligkeit seine Bewegung fortsetzt, so daß der Abrißknall in seiner Wautstärke wesentlich vermindert ist und außerdem ein bestehender Anschlag (meist gebildet durch die äußeren Polschuhe 45 und 46 für den Anker 44) nur eine geringe Restenergie aufnehmen muß.
Durch das Voreinstellen der Geschwindigkeit v läßt sich die durch die Masse von Anker 44, Kolbenstange 52 und Werkzeug mitbestimmte dynamische Schlagwirkungvorgeben. ttber eine Einstellung der statischen Kraft P wird derjenige Anteil fest gelegt, welcher im festgehaltenen Zustand auf die Kolbenstange 52 ausgeübt wird. Bei einfacheren Ausführungsformen der im Verarbeitungsteil benutzten elektronischen Schaltung werden direkt durch Impulsformungsmittel in Abhängigkeit von den am Programmierteil 70 vorgenommenen Einstellungen an den Ausgängen 68 und 69 Stromimpulse erzeugt, welche den Erregerspulen 50 und 51 - in Abhängigkeit von der Richtung des auf den Anker 44 ausgeübten Antriebs - zuführen. Bei unkomplizierten Anwendungsfällen sind dabei keine Meßwertgeber erforderlich. Die zur Speisung der Erregerspulen notwendigen Stromimpulse werden zeitlich fest programmiert, wobei bei vielen Anwendungsfällen Erfahrungswerte für die optimalen Einstellungen gewonnen werden können. Es besteht allerdings der Nachteil, daß ein derartiges System empfindlich auf Änderungen der Eigenschaften der zu bearbeitenden Werkstoffe oder aber auf Spannungs- und Temperaturschwankungen reagiert.
Bei einer verbesserten Ausführung des Systems werden - wie in Fig. 7 dargestellt - Meßwerte über die Bewegung der Kolbenstange 52 nach Art einer Rückkopplung dem Verarbeitungsteil 67 zugeführt. Es ist deshalb möglich, die Steuerung des Ankers so vorzunehmen, daß die gemessenen Bewegungsgrößen innerhalb vorgegebener Bereiche liegen. Außerdem kann aber auch eine Größe exakt durch eine andere gesteuert werden1 wie es bei dem zuvor erwähnten Beispiel dargestellt wurde. So können für bestimmte Orte im Velauf der Hubbewegung bestimmte Geschwindigkeiten und Kräfte oder auch solche Kräfte eingestellt werden, welche nach einer bestimmten Zeitdauer erreicht bzw. für eine bestimmte Zeitdauer eingehalten werden sollen. Die Konstanz der Geschwindigkeit wird dabei von dem mit dem Schaltungsteil 65 verbundenen Meßwertaufnehmer überwacht. Die Kraft F wird beim dargestellten Ausführungsbeispiel aus dem Fluß B im inneren Polschuh errechnet, der ein Maß für die apf den Anker 44 ausgeübte Magnetkraft darstellt, wobei der Zusammenhang zwischen Magnetkraft und magnetischem Fluß von den geometrischen Verhältnissen und der augenblicklichen Stellung des Ankers 44 abhängt. In einem Festwertspeicher 73 ist die Kraft F als Funktion der Feldstärke B und dem zurückgelegten Weg x für das verwendete System tabelliert und kann von dem Verarbeitungsteil 67 bei den erforderlichen Berrechnungen zugrundegelegt werden.
Dadurch, daß die Magnetkraft aus dem magnetischen Fluß errechnet und einer Rückkopplungsschleife zugeführt wird, die einen Soll-/Istwert-Vergleich durchführt, ist das System von Schwankungen äußerer Betriebswerte nahezu unabhängig.
Es konnte daher bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel auf die Verwendung von magnetischen Nebenschlüssen verzichtet werden, so daß die Dauermagnete 47 und 48 bei im übrigen gleichen äußeren Abmessungen der Antriebsvorrichtung entsprechend r.iumlich vergrößert ausgebildet werden konnten.
Die Steuerung des Verlaufs der Kraft F kann auch in der Weise erfolgen, daß sie bestimmte Werte annimmt, wenn die Geschwindigkeit v einen vorgegebenen Wert erreicht. Die für den eigentlichen Arbeitsvorgang notwendigen Bedienungselemente sind in dem Steuerteil 71 zusammengefaßt. Für eine Stanze oder Presse braucht bei gleichbleibenden Arbeitsvorgängen nur jeweils die Auf- oder Abwärtsbewegung des Werkzeuges ausgelöst zu werden.
Da das erfindungsgemäße System mit Massen und lnduktivitäten behaftet ist, sind die vorprogrammierten Werte der Bewegungsvorgänge nur dann erreichbar, wenn die erforderlichen Veränderungen des Erregungsstromes von dem Verarbeitungsteil 67 mit einer gewissen zeitlichen Voreilung eingeleitet werden. Die vorhandenen Regelschleifen mUssen ebenfalls ein entsprechendes Verhalten aufweisen. Es ist dabei notwendig, auch diese für das System kennzeichnenden Parameter im Festwertspeicher 73 festzuhalten.
Um die durch das Verarbeitungsteil 67 zu steuernden Ströme klein zu halten, ist es günstig, wenn die Antriebsvorrichtung in ihrer Grundkonzeption bereits grundsätzlich an den vorgesehenen Arbeitsablauf angepaßt ist. Dazu dienen in erster Linie die bei den zuvor dargestellten Ausführungsbeispielen vorgesehenen MaßMhmen, mit denen der Beeeuegsverlauf des Ankers mittels mechanischer, hydraulischer oder magnetischer Zusatzeinrichtungen beeinçluBhar ist. Weiterhin kann der jeweilige Erregungsstrom für die Bewegung in den beiden Richtungen auf einen Festwert voreingestellt sein, so daß der Verarbeitungsteil 67 nur noch relativ kleine Differenzströme zu erzeugen braucht.
Die dargestellten Ausführungsbeispiele zeigen, daß die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung einem breiten Stektrum von Anwendungen zugänglich ist, wobei einerseits die Möglichkeit besteht, für Anwendungen in groBen Stückzahlen eine einfache Anordnung zu konzipieren, bei der die Bewegung des Ankers durch nicht-elektronische Mittel an den vorgesehenen Zweck optimal angepaßt ist. Bei höher qualifizierten Anwendungen, bei denen die Bewegung einen in engen Grenzen vorgeschriebenen Verlauf nehmen soll oder bei denen nachträglich eine Anpassung an verschiedene Aufgaben vorgenommen werden soll, sind elektronische Steuerungsmittel vorteilhaft, welche in Abhängigkeit von den gestellten Anforderungen von einfachen analogen bis zu mikroprozessor-gesteuerten Systemen reichen können.
Leerseite

Claims

Patentansprüche W Elektromagnetische Antriebsvorrichtung, insbesondere für eine Werkzeugmaschine, mit mindestens einer Erregerspule, die beim Anschluß an eine Gleichstromquelle auf einen verschiebbar geführten Anker eine Kraft ausübt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Anker (12, 44) zwei Arbeitsflächen aufweist, die jeweils einer äußeren, sich im wesentlichen quer zur Bewegungsrichtung des Ankers erstrekkenden Polschuhfläche zugewandt sind und im wesentlichen parallel zu dieser verlaufen, daß die beiden äußeren Pol schuhe und ein zwischen diesen angeordneter innerer Polschuh (3, 49) durch mindestens einen Dauermagneten (6, 29, 30, 31, 32, 47, 48) derart vormagnetisiert sind, daß zwischen dem inneren und den äußeren Polschuhen jeweils eine permanentmagnetische Potentialdifferenz herrscht, daß der innere Polschuh in jeder Ankerlage mit geringem Abstand an eine zur Bewegungsrichtung des Ankers im wesentlichen parallele Ankerfläche angrenzt und daß die Erregerspule (11, 34, 50, 51) dergestalt angeordnet ist, daß der durch sie erzeugte Erregerfluß den Dauermagnetfluß in einem der beiden äußeren Polschuhe verstärkt und im anderen schwächt.
2. Elektromagnetische Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die äußeren Polschuhe (1, 2, 45, 46) und der innere Polschuh (3, 49) mindestens als Sektoren von Kreisscheiben mit zentralen Kreisöffnungen und der Anker (12, 44) als Kreiszylinder ausgebildet sind, wobei die Seitenfläche des Kreiszylinders während des ganzen Hubes an der durch die Kreisöffnung gebildeten Po1flche des inneren Polschuhs (3, 49) anqrenzt, und der Kreiszylinder an beiden Enden in eine im Durchmesser verringerte Kolbenstange (26, 52) übergeht, die durch die Kreisöffnungen in den äußeren Polschuhen (1, 2, 45, 46) hindurchragt.
3. Elektromagnetische Antriebsvorrichtung nach einem Qer vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß der Dauermagnet (6, 29 bis 32, 47, 48) unter Zwischenschaltung von Flußführungsteilen (4, 5) mit den äußeren Polschuhen (1, 2, 45, 46) verbunden ist.
4. Elektromagnetische Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß zwei zu den Kreisöffnungen konzentrische Erregerspulen (34, 35, 50, 51) vorgesehen sind, von denen jeweils eine zwischen dem inneren Polschuh (3, 49) und einem der äußeren Polschuhe (1, 45 bzw. 2, 46) angeordnet ist.
5. Elektromagnetische Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Erregerspule (11) den inneren Polschuh (3) umfaßt.
6. Elektromagnetische Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß zwischen den äußeren (1, 2, 45, 46) und dem inneren Polschuh (3, 49) je ein ringförmiger, in axialer Richtung magnetisierter Dauermagnet (47, 48) vorgesehen ist.
7. Elektromagnetische Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß die jeweils zwischen äußeren (1, 2) und innerem (3) Polschuh vorgesehene Dauermagnete (29, 31 bzw. 30, 32) gleichsinnig magnetisiert sind.
8. Elektromagnetische Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß zwischen den äußeren (1, 2, 45, 46) und dem inneren (3, 49) Polschuh parallel zu dem Permanentmagnet (6, 29 bis 32, 47, 48) magnetische Nebenschlüsse vorgesehen sind.
9. Elektromagnetische Antriebsvorrichtung nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß jeweils der magnetische Widerstand eines Flußweges von einem der Luftspalte (20, 21) über einen äußeren Polschuh (1, 45 bzw.

2, 46), den zwischen diesem und dem inneren Polschuh (3, 49) liegenden Teil des Nebenschlusses, dem inneren Polschuh und dem Anker (12, 44) bis wieder zu dem Luftspalt klein ist gegenüber dem magnetischen Widerstand dieses Luftspaltes zwischen Anker und äußerem Polschuh.
10. Elektromagnetische Antriebsvorrichtung nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der magnetische Widerstand des Nebenschlusses zwischen 30 und 50 mal kleiner ist als der magnetische Widerstand des dazu parallelen Permanentmagnetsystems.
11. Elektromagnetische Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß der magnetische Nebenschluß aus Weicheigenstücken (7, 8, 33) besteht, deren eines den inneren polschuh (3, 49) und den äußeren Polschuh (1) und deren anderes den inneren Pol schuh und den zweiten äußeren Polschuh (2) miteinander verbindet, wobei innerhalb der Weiaheisenstücke jeweils den magnetischen Widerstand des Nebenschlusses im wesentlichen bestimmende Luftspalte (9, 10) vorgesehen sind,
12. Elektromagnetische Antriebsvorrichtung nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Luftspalte (9, 10) der magnetischen Nebenschlüsse durch magnetisch nichtleitende Schichten ausgefüllt sind.
13. Elektromagnetische Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß der Erregerstrom in Abhängigkeit vom durch den Anker (12, 44) zurückgelegten Weg, seiner Bewegungsrichtung, Geschwindigkeit und/oder der Zeit verändert wird, wobei die Selbstinduktion der Erregerspule dem Maximalwert des Erregerstroms angepaßt ist.
14. Elektromagnetische Antriebsvorrichtung nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Erregerstrom mit zunehmender Ankergeschwindigkeit herabsetzt wird.
15. Elektromagnetische Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, d a d u r c h g e k e n n r. o i C h -n e t , daß der Erregerstrom verkleinert oder dle Antrtt'bsrichtung umgekehrt wird, wenn der Anker (12, 44) In die Nähe einer der Grenzen seiner Hubbewegung gelangt.
16. Elektromagnetische Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß der Erregerstrom in Abhängigkeit von der Antriebskraft so gesteuert wird, daß sich ein vorgegebener Kraftverlauf in Abhängigkeit von der durch den Anker (12, 44) zurückgelegten Weg, seiner Bewegungsrichtung, Geschwindigkeit und/oder der Zeit einstellt.
17. Elektromagnetische Antriebsvorrichtung nach Anspruch 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß anstelle der tatsächlichen Antriebskraft aus der Position des Ankers (12, 44) und dem magnetischen Fluß unter Berücksichtigung der geometrischen Verhältnisse ein Wert ermittelt und zu einem Soll-/Istwert-Vergleich herangezogen wird.
18. Elektromagnetische Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Antriebskraft durch in Richtung der Antriebsbewegung auslenkbare Federn (42, 43) beeinflußt wird.
19. Elektromagnetische Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß der Verlauf der Antriebskraft durch einen Spalt zwischen innerem Polschuh (3, 49) und Anker (12, 44) beeinflußt wird, der im wesentlichen klein aber lagenabhängig veränderlich ist.
20. Elektromagnetische Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß Mittel vorgesehen sind, um den magnetischen Fluß durch den Anker (12, 44) zusätzlich zu begrenzen, so daß die Antriebskraft bei der Bewegung des Ankers einen Maximalwert nicht überschreitet.
21. Elektromagnetische Antriebsvorrichtung nach Anspruch 20, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der magnetische Fluß durch die Sättigung des den Fluß führenden Eisens der Polschuhe (1, 2 bzw. 45, 46) begrenzt wird.
22. Elektromagnetische Antriebsvorrichtung nach Anspruch 20, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Mittel aus Vorkehrungen zur Einhaltung eines Restluftspaltes zwischen Anker (12, 44) und einem äußeren Polschuh (1, 45 bzw.

2, 46) bestehen, mittels deren die Antirebskraft bei der Bewegung des Ankers in Richtung auf diesen Pol schuh begrenzt wird.
23. Elektromagnetische Antriebsvorrichtung nach Anspruch 22, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als Vorkehrung ein Anschlag oder eine in Richtung der Ankerbewegung auslenkbare Feder (42, 43) vorgesehen ist.
24. Elektromagnetische Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß der Erregerstrom in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Ankers (12, 44) so verändert wird, daß sich ein vorgegebener Verlauf derselben in Nigigkeit vom durch den Anker zurückgelegten Weg und/oder seiner Bewegungsrichtung einstellt.
25 Elektromagnetische Antriebsvorrichtung nach Anspruch 24 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Geschwindigkeit des Ankers (12, 44) einen vorgegebenen maxi malen Wert nicht überschreitet.
26 Elektromagnetische Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 24 oder 25 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Geschwindigkeit des Ankers (12, 44) herabgesetzt wird, wenn der Anker in die Nähe der Grenzen seiner Hubbewegung gelangt.
27. Elektromagnetische Antriebsvorrichtung nach einer der Ansprüche 1 3 bis 26, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß Meßwertaufnehmer zur Ermittlung der Position, Bewegungsgeschwindigkeit und/oder Richtung des Ankers (12, 44) vorgesehen sind, deren Ausgangssignale zur Steuerung des Erregerstroms und/oder zu einem Soll-/Istwert-Vergleich herangezogen werden.
28. Elektromagnetische Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß ein die Geschwindigkeit des Ankers (12, 44) herabsetzender Hydraulik- und/oder Pneumatikzylinder vorgesehen ist.
29 Elektromagnetische Antriebsvorrichtung nach Anspruch 28 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Anker (12, 44) selbst den Kolben des Hydraulik- oder Pneumatikzylinders darstellt.
30. Elektromagnetische Antriebsvorrichtung nach Anspruch 29, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Erregerspule (11, 34, 35, 50, 51) innerhalb der Hydraulikflüssigkeit angeordnet ist.
31. Elektromagnetische Antriebsvorrichtung nach Anspruch 3C, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Spalt zwischen innerem Polschuh (3, 49) und dem Anker (12, 44) als Durchtrittsöffnung zwischen den beiden Kammern des Hydraulik- oder Pneumatikzylinders dient.
32. Elektromagnetische Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 31, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß in dem mittleren Polschuh (3, 49) eine verstellbare Öffnung für den Durchtritt der Hydraulikflüssigkeit vorgesehen ist.
33. Elektromagnetische Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2 in Verbindung mit einem der Ansprüche 26 bis 30, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß an den Kreisöffnungen der äußeren Polschuhe (1, 2, 45, 46) je eine Dichtung (27, 28) vorgesehen ist, die eine Abdichtung zu der darin gleitenden Kolbenstange (26, 52) bewirkt.
34. Elektromagnetische Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche für eine Werzeugmaschine, die Hubbewesungen zwecks Einwirkung auf eine Werkstückoberfläche ausführt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Erregerstrom wesentlich heraufgesetzt wird, wenn das ;zeug die Oberfläche des Werkstücks erreicht.
35. Elektromagnetische Antriebsvorrichtung nach Anspruch 34, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Erregerstromimpuls durch den beim Auftreffen auf das Werkzeug hervorgerufenen Stillstand des Werkzeugs ausgelöst wird.
36. Elektromagnetische Antriebsvorrichtung nach Anspruch 35, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Erregerstromimpuls eine vorgegebene Zeitdauer aufweist.
37. Elektromagnetische Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche für eine Werkzeugmaschine, die Hubbewegungen zwecks Einwirkung auf eine Werkstückoberfläche ausführt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß über die Geschwindigkeit des Ankers (12, 44) vor Auftreffen des Werkzeugs auf das Werstück einerseits und den Erregerstrom nach dem Auftreffen andererseits ein dynamischer und ein statischer - für das nahezu ruhende Werkzeug - Anteil der Schlagarbeit separat einstellbar sind.
38. Elektromagnetische Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche für eine Werkzeugmaschine, die Hubbewegungen zwecks Einwirkung auf eine Werkstückoberfläche ausführt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der die äußeren Polschuhe (1, 2, 45, 46) und den inneren Polschuh (3, 49) umfassende Stator in Bezug auf eine Werkstückaufnahme in Richtung der Ankerbewegung verstellbar ist.
39. Elektromagnetische Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 34 bis 38, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß bei vertikaler Bewegungsrichtung des Ankers (12, 44) der Erregerstrom so gesteuert wird, daß die Kraft beim Rückhub zum Anheben der Kolbenstange plus Werkzeug ausreicht, aber keine Kraft zur sonstigen Arbeitsleistung erzeugt wird.
40. Elektromagnetische Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 34 bis 39, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß bei vertikaler Bewegungsrichtung des Ankers (12, 44) eine das Gewicht des Ankers und der mit ihm verbundenen Teile kompensierende Feder (42) vorgesehen ist.
41. Elektromagnetische Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche für eine Stanze, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß zur Herabsetzung des Abrißknalls ein Abbremsen des Ankers (12, 44) erfolgt, wenn dieser nach Beendigung des Trennvorgangs eine beschleunigte Bewegung ausführt.
42. Elektromagnetische Antriebsvorrichtung nach Anspruch 41, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Abbremsen des Ankers (12, 44) durch hydraulische, insbesondere ölhydraulische, Mittel erfolgt.
43. Elektromagnetische Antriebsvorrichtung nach Anspruch 41, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Abbremsen des Ankers (12, 44) elektronisch durch eine Beeinflussung des Erregerstroms erfolgt.

Beschreibung: