DE3013097A1

DE3013097A1 - Elektrisches antriebssystem fuer ein formrollenpaar

Info

Publication number: DE3013097A1
Application number: DE19803013097
Authority: DE
Inventors: Vernon R Fencl
Original assignee: Grotnes Machine Works Inc
Current assignee: Grotnes Machine Works Inc
Priority date: 1979-04-06
Filing date: 1980-04-03
Publication date: 1980-11-13
Also published as: JPS5949101B2; GB2049990B; US4320327A; US4559482A; US4357561A; JPS55133837A; DE3013097C2; FR2452984B1; IT8021225A0; IT1141520B; FR2452984A1; GB2049990A

Description

- b -HOEGER, STELLRECHT & PARTNER

PATENT" _Δ "Ν" WALTE- " - - ^:

UHLANDSTRASSE 14 c · D 7000 STUTTGART 1

A 44 102 b Anmelderin:

k - 189 Grotnes Machine Works, Ine,

2. April 1980 5454 North Wolcott Avenue

Chicago, Illinois, USA

Elektrisches Antriebssystem für ein Formrollenpaar

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Antriebssystem für ein Formrollenpaar, insbesondere für eine innere und eine äußere, jeweils auf einer Antriebswelle sitzende Formrolle zum Formen einer Felge für ein Kraftfahrzeug.

Für den Antrieb von Formrollenpaaren, insbesondere zum Formen von Kraftfahrzeugfelgen, werden bisher hydraulische Motoren verwendet, die relativ groß sind und zu denen komplizierte Regel- bzw. Steuersysteme gehören, wobei es überdies nachteilig ist, daß der Wirkungsgrad derartiger Antriebssysteme nur in der Größenordnung von etwa 70 - 80% liegt.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Antriebssystem für ein Formrollenpaar anzugeben, welches relativ einfach und billig aufgebaut ist, und bei dem ein hoher Wirkungsgrad erreichbar ist, wobei insbesondere angestrebt wird, ein elektrisches Antriebssystem zu schaffen, mit dessen Hilfe es möglich ist, zwischen den Ausgangsdrehmomenten einer inneren Formrolle und einer äußeren Formrolle einer Anlage zum Formen von Kraftfahrzeugfelgen

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während des Pormvorganges ein vorgegebenes Drehmomentenverhältnis aufrechtzuerhalten, so daß die Umfangsgeschwindigkeiten der Formrollen aufgrund der gleichmäßigen Verteilung der Belastung auf dieselben allenfalls ganz geringfügig voneinander abweichen.

Diese Aufgabe wird bei einem elektrischen Antriebssystem der eingangs beschriebenen Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß für die innere Formrolle und die äußere Formrolle jeweils getrennte Antriebseinrichtungen vorgesehen sind, daß Drehzahlregeleinrichtungen vorgesehen sind, um bei leerlaufenden Formrollen ein vorgegebenes Drehzahlverhältnis der Formrollendrehzahlen aufrechtzuerhalten, und daß Drehmomentenregeleinrichtungen vorgesehen sind, um während eines Formvorganges bei belasteten Formrollen in Abhängigkeit von der Speiseleistung für die Antriebseinrichtungen mindestens einer der Formrollen auch bei wechselnder Belastung derselben ein vorgegebenes Drehmomentenverhältnis für die Formrollen aufrechtzuerhalten.

Der entscheidende Vorteil des erfindungsgemäßen Antriebssystems liegt darin, daß der Wirkungsgrad beim Formvorgang optimiert wird, daß die Verformungszeit auf ein Minimum reduziert wird, daß ein Fressen zwischen dem Felgenmaterial und den Formrollen weitgehend ausgeschlossen wird und daß für die Formrollen selbst eine erhöhte Lebensdauererwartung erreicht wird. Dabei hat es sich auch als vorteilhaft erwiesen, wenn zwischen den Drehzahlen der inneren Formrolle und der äußeren Formrolle im Leerlauf,

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d.h. wenn die Formrollen nicht in Eingriff mit einem Werkstück stehen, ein vorgegebenes Drehzahlverhältnis aufrechterhalten wird.

Vorteilhaft ist es ferner, daß bei dem erfindungsgemäßen elektrischen Antriebssystem bei einem Wirkungsgrad von 90 - 95%, bezogen auf die dem Antriebssystem zugeführte Eingangsleistung, eine optimale Energieübertragung von' den angetriebenen Formrollen auf den Felgenrohling bzw. die zu formende Felge erfolgt.

Das erfindungsgemäße Antriebssystem läuft ferner relativ leise und besitzt für das Formen von Felgen unterschiedlicher Form und Größe eine beträchtliche Flexibilität.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert und/oder sind Gegenstand der Schutzansprüche. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer bevorzugten ersten Ausführungsform eines elektrischen Antriebssystems gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung aufeinanderfolgender Schritte eines Formvorganges, der mit Hilfe eines Formrollenpaares durchgeführt wird, die von dem Antriebssystem gemäß Fig. 1 angetrieben werden;

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Fig. 3 eine scheitiatische Darstellung in Form eines Blockschaltbildes für eine zweite bevorzugte Ausführungsform eines Antriebssystems gemäß der Erfindung;

Fig. 4 eine schematische Darstellung in Form eines Blockschaltbildes für eine dritte bevorzugte Ausführungsform eines Antriebssystems gemäß der Erfindung;

Fig. 5 eine schematische Darstellung in Form eines Blockschaltbildes für eine vierte bevorzugte Ausführungsform eines Antriebssystems gemäß der Erfindung und

Fig. 6 eine schematische Darstellung in Form eines Blockschaltbildes für eine fünfte bevorzugte Ausführungsform eines Antriebssystems gemäß der Erfindung.

Während nachstehend bevorzugte Ausführungsbeispiele von Antriebs systemen gemäß der Erfindung beschrieben w rden, versteht es sich, daß die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Ausgehend von den Ausführungsbeispielen stehen dem Fachmann vielmehr zahlreiche Möglichkeiten für Änderungen und/oder Ergänzungen zu Gebote, ohne daß er dabei den Grundgedanken der Erfindung verlassen müsste.

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Im einzelnen zeigt Fig. 1 der Zeichnung ein Paar Formrollen 10, 11, die von einem Wechselstrommotor 12 bzw. einem Gleichstrommotor 13 angetrieben werden. Die Formrollen 10, 11 dienen der Formung des gewünschten Profils einer Kraftfahrzeugfelge (nicht dargestellt). Dabei wird von einem Felgenrohling ausgegangen, der aus einer gebogenen Stahlplatte durch Schweißen hergestellt wird, der zylindrisch ausgebildet ist und der zwischen die Formrollen 11,12' eingelegt wird. Das Formen der Felge erfolgt typischerweise indem man die innere Formrolle 10 mit fest vorgegebener Geschwindigkeit antreibt, während die äußere Formrolle 11 mit einer Drehzahl angetrieben wird, die sich im Verlauf des Formvorganges ändert. Da sich der Punkt maximaler Belastung zwischen der inneren Formrolle und der äußeren Formrolle und dem Werkstück beim Fortschreiten des Formvorganges für die Felge verschiebt, ist es erforderlich, die Drehzahl der äußeren Formrolle 11 so zu ändern, daß die Umfangsgeschwindigkeiten der inneren Formrolle 10 und der äußeren Formrolle 11 an den Punkten, an denen das Werkstück zwischen den Formrollen 10,11 der maximalen Belastung ausgesetzt ist, möglichst genau gleich sind. Bisher erfolgte der Antrieb der Formrollen 10,11 normalerweise mittels hydraulischer Motoren, die relativ groß waren, die ein kompliziertes Steuersystem aufwiesen und deren Wirkungsgrad auf etwa 70 bis 80 % begrenzt war.

Gemäß der Erfindung werden die beiden Motoren 12 und 13 aus einer Wechselspannungsquelle 14 gespeist. Der Wechselstrommotor 12 ist vorzugsweise ein Induktionsmotor für konstante Drehzahl, welche: einen lastabhängigen

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Strom aus der Wechselspannungsquelle 14 zieht, d.h. einen Strom, der der Belastung der inneren Formrolle 10 entspricht.

Die Ankerwicklung des Gleichstrommotors 13 wird aus der Wechselspannungsquelle 14 über einen Regel- und Leistungsmodul 16 gespeist, der nachstehend der Einfachheit halber nur noch als Regler 16 bezeichnet wird. Das Drehmoment, mit dem die äußere Formrolle 11 angetrieben wird sowie deren Drehzahl werden von dem Regler 16 geregelt, der den Ankerstrom in Abhängigkeit vom Ausgangssignal eines Regelsystems 20 regelt, dem Rückkopplungssignale von einem AnkerStromfühler 21 und einem Tachometer 22 zugeführt werden. Das Ausgangssignal des Fühlers 21 entspricht dem Augenblickswert des Ankerstroms des Gleichstrommotors 13, wobei dieser Ankerstrom seinerseits dem tatsächlichen Ausgangsdrehmoment proportional ist, welches von dem Gleichstrommotor 13 erzeugt wird. Das Signal des Tachometers 22 entspricht dagegen dem Augenblickswert der Umfangsgeschwindigkeit bzw. der Drehzahl der äußeren Formrolle 11.

Das Signal des Tachometers 22, welches der tatsächlichen Geschwindigkeit der äußeren Formrolle 11 entspricht, ist negativ und wird ständig an einen invertierenden Eingang einer Summierschaltung 23 angelegt. An einen zweiten Eingang der Summierschaltung 23 wird ein Bezugssignal für die Geschwindigkeit angelegt, dessen Polarität derjenigen des Ausgangssignals des Tachometers 22 entgegengesetzt ist. Das Bezugssignal für die Geschwindigkeit stammt aus einer BezugsSpannungsquelle 24. Die Summierschaltung 23 führt eine algebraische Addition des Bezugssignals und des invertierten Ausgangssignals des Tachometers 22 durch, um ein Fehlersignal zu erzeugen,

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welches der Geschwindigkeits- bzw. Drehzahldifferenz zwischen der an der Bezugsspannungsquelle 24 eingestellten Geschwindigkeit und der tatsächlichen Geschwindigkeit der äußeren Formrolle 11 entspricht. Dieses Geschwindigkeits-Fehlersignal wird dem Regler 16 zugeführt und bestimmt die Höhe des Ankerstroms, welche dem Anker des Gleichstrommotors 13 aus der Wechselspannungsquelle 14 zugeführt wird. Der Pegel des Ankerstroms beeinflußt dann seinerseits das Ausgangsdrehmoment/ welches von dem Gleichstrommotor 13 auf die äußere Formrolle 11 übertragen wird.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, wenn man den dritten Eingang der Summierschaltung 23 zunächst außer acht läßt, daß das Regelsystem 20 dazu dient, die Geschwindigkeit bzw. Drehzahl der inneren Formrolle 10 relativ zur Geschwindigkeit bzw. Drehzahl der äußeren Formrolle 11 zu regeln. Bei unbelastetem Betrieb, beispielsweise zwischen den·Formvorgängen für die einzelnen Felgen, wird die innere Formrolle 10 vpn dem mit konstanter- Drehzahl laufenden Induktionsmotor 12 mit konstanter Drehzahl angetrieben.- Die Drehzahl der äußeren Formrolle 11 wird dagegen durch das dem Regler 16 zugeführte Ausgangssignal der Summierschaltung 23 bestimmt. Der Regler 16 enthält dabei typischerweise mehrere Tyristoren, deren Zündwinkel in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung der Summierschaltung 23 gesteuert bzw. geregelt werden, um damit den Pegel des AnkerStroms für den Gleichstrommotor 13 vorzugeben.

Bei unbelastet laufender Formvorrichtung entsprechen der Ankerstrom und damit das Ausgangsdrehmoment vor-

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gegebenen Drehzahlen des Gleichstrommotors 13 und der äußeren Formrolle 11 einem vorgegebenen positiven Bezugssignal für die Geschwindigkeit, welches an der Bezugsspannungsquelle 24 eingestellt wird. Dabei führt eine positive Ausgangsspannung der Summierschaltung 23 dazu, daß der Regler 16 einen höheren Ankerstrom liefert und damit das Ausgangsdrehmoment des Gleichstrommotors 13 erhöht. Wenn die Drehzahl des Gleichstrommotors 13 ansteigt, dann steigt auch das invertierte Ausgangssigial des Tachometers 22 für die Summierschaltung 23 an, bis es die Höhe des positiven Bezugssignals erreicht. Auf diese Weise wird die an der Bezugsspannungsquelle eingestellte gewünschte Leerlaufgeschwindigkeit erreicht.

Die Relativgeschwindigkeiten der leerlaufenden Formrollen 10,11 werden so eingestellt, daß sich zu Beginn eines Formvorganges, wenn die Rollen in Kontakt mit einem Felgenrohling gelangen, optimale Arbeitsbedingungen ergeben. Sobald dann der Felgenrohling in Kontakt mit den Formrollen 10,11 steht, wird ein drittes Eingangssignal für die Summierschaltung 23 wirksam, welches dieser über eine Diode 29 zugeführt wird. Während des Formvorganges ist dann dieses dritte Eingangssignal die überwiegende Einflußgröße für das von der Summierschaltung 23 an den Regler 16 angelegte Ausgangssignal. Da das Bezugssignal für die Geschwindigkeit so eingestellt ist, daß sich für die äußere Formrolle 11 eine Drehzahl ergibt, die größer ist als die größte während eines Formvorganges erforderliche Drehzahl, ist die äußere Formrolle 11 während eines Formvorganges stets belastet, so daß während eines Formvorganges stets der Einfluß des dritten Eingangssignals der Summierschaltung 23 überwiegt.

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Das vorstehend erwähnte dritte Eingangssignal für die Summierschaltung 23 ist ein weiteres negatives Signal von einer zweiten Summierschaltung 25, welche eine negatives Signal vom Ausgang des AnkerStromfühlers 21, ein positives Signal von einer Mindeststrom-Bezugsspannungsquelle 26 und ein Signal von einer dritten Summierschaltung 27 zugeführt werden. Pas Signal der Bezugsspannungsquelle 26 entspricht dabei demjenigen Ankerstrom des Gleichstrommotors 13, der mindestens erforderlich ist, um ein Ausgangsdrehmoment zu erzeugen, welches ausreicht, um im Leerlauf die Reibung zu überwinden. Das Ausgangssignal der zweiten Summierschaltung 25 wird der ersten Summierschaltung 23 über einen Verstärker 28 und falls es negativ ist - über eine Diode 29 zugeführt. Bei leerlaufenden Formrollen 10,11 hat das dritte Eingangssignal für die erste Summierschaltung 23 eine solche Größe, daß die Signale des Tachometers 22 und der ersten Bezugsspannungsquelle 24 für einen solchen Ankerstrom des Gleichstrommotors sorgen, daß dieser mit der vorgegebenen Geschwindigkeit läuft. Während dies.es Leer- ■ laufbetriebes liefert die dritte Summierschaltung 27 kein Ausgangssignal, da ein Wechselspannungs-Bezugssignal aus einer dritten BezugsSpannungsquelle 30 in dieser Betriebsphase das als zweites Eingangssignal an der dritten Summierschaltung 27 anliegende Ausgangssignal eines Wandlers 15 kompensiert, solange der Wechselstrommotor 12 lediglich genügend Energie aufnimmt, um die im Leerlauf wirksame Reibung zu überwinden. Der Wandler 15 erzeugt also ein der Motorleistung des Wechselstrommotors 12 proportionales Signal.

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Wenn die Formrollen 10,11 dann belastet werden, dann geht das betrachtete System automatisch von einer Drehzahlregelung auf eine Drehmomentenregelung über. Im einzelnen führt die Belastung der Formrollen 10,11 dazu, daß der Wechselstrommotor 12 eine höhere Leistung zieht, durch die das negative Ausgangssignal des Wandlers 15 erhöht wird, so daß die dritte Summierschaltung 27 ein negatives Ausgangssignal liefert. Dieses negative Signal vom Ausgang der dritten Summierschaltung 27 wird über einen invertierenden Verstärker 31 als positives Eingangssignal an die zweite Summierschaltung 25 gelegt. Bei der Drehmomentenregelung dient das invertierte (und verstärkte) Ausgangssignal des Wandlers 15, welches durch das Ausgangssignal der dritten Bezugsspannungsquelle 30 modifiziert ist, als Drehmomenten-Bezugssignal, welches mit dem tatsächlichen Ausgangsdrehmoment des Gleichstrommotors 13 verglichen wird, dem das negative Ausgangssignal des Ankerstromfühlers 21 entspricht. Diese beiden Signale werden von der zweiten Summierschaltung 25 algebraisch addiert, um ein Drehmomenten-Fehlersignal zu erzeugen, welches proportional zur Differenz zwischen dem tatsächlich vom Gleichstrommotor 13 gelieferten Drehmoment und dem gewünschten Ausgangsdrehmoment desselben ist, dem das Ausgangssignal des Wandlers 15 entspricht. Wenn dieses Drehmomenten-Fehlersignal negativ ist, dann wird es über den Verstärker 28 und die Diode 29 über die erste Summierschaltung 23 an dem Regler 16 wirksam, so daß dieser den Ankerstrom für den Gleichstrommotor 13 auf einen Wert einstellt, bei dem sich ein vorgegebenes Verhältnis zwischen den Ausgangsdrehmomenten der beiden Motoren 12 und 13 ergibt.

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Wenn das positive Signal vom Ausgang des Wandlers 15 an der zweiten Summierschaltung 25 das negative Signal vom Ausgang des Ankerstromfühlers 21 übersteigt, ergibt sich am Ausgang der zweiten Summierschaltung 25 und damit am Ausgang des Verstärkers 28 ein positives Signal, welches jedoch von der dafür in Sperr-Richtung gepolten Diode nicht zum dritten Eingang der ersten Summierschaltung 23. durchgelassen wird. Dies bedeutet, daß das gewünschte Ausgangsdrehmoment des Gleichstrommotors 13 zur Aufrechterhai tung eines festen Drehmomentenverhältnisses noch nicht erreicht ist. Die resultierende Ausgangsspannung der ersten Summierschaltung 23 ist jedoch beim Fehlen eines Beitrags aufgrund des dritten Signals im Hinblick auf die Ausgangssignale des Tachometers 22 und der Bezugsspannungsquelle 24 positiv, so daß über den Regler 13 ein Anstieg des Ankerstroms und damit des Ausgangsdrehmomentes des Gleichstrommotors 13 bewirkt wird.

Für den Fall, daß das tatsächliche Ausgangsdrehmoment des Gleichstrommotors 1.3 den Wert übersteigt, der für das gewünschte Drehmomentenverhältnis erforderlich ist, ist das Ausgangssignal der zweiten Summierschaltung 25 dagegen negativ, so daß das verstärkte negative Signal vom Ausgang des Verstärkers 28 über die nunmehr in Durchlaßrichtung gepolte Diode 29 an den dritten Eingang der ersten Summierschaltung 23 angelegt wird, wodurch der Regler 16 veranlaßt wird, den Ankerstrom und damit das Ausgangsdrehmoment des Gleichstrommotors 13 zu verringern.

Fig. 2 zeigt schematisch die aufeinanderfolgenden Schritte eines typischen Formvorganges, bei dem Um-

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fangsflachen A und B der beiden Formrollen 10 bzw. 11 mit einem Werkstück bzw. einem Felgenrohling C zusammenwirken. Man erkennt* daß im Verlauf eines Formvorganges zunächst die Umfangsflache A der inneren Formrolle 10 das Werkstück C an Punkten A₁ und A_? erfaßt/ während die Formrolle 11 mit ihrer umfangsflache B das Werkstück C an einem Punkt B₁ erfaßt. Wenn dann der Formvorgang fortschreitet, verschieben sich die Berührungspunkte A₁ und A₂ der inneren Formrolle 10 mit dem Werkstück allmählich nach innen. Dabei bleibt die äußere Formrolle 11 mit ihrer Umfangsflache B im wesentlichen mit der gleichen Stelle B₁ des Werkstücks C in Kontakt; gleichzeitig ergeben sich jedoch neue Kontaktpunkte B2 und B₃ mit der Umfangsflache B. Wenn man zwischen den Antriebsmotoren 12, 13 für die beiden Formrollen 10,11 ein vorgegebenes Verhältnis der Ausgangsdrehmomente aufrecht erhält, dann bleibt die Umfangsgeschwindigkeit für die Stelle maximaler Belastung der Umfangsfläche B der äußeren Formrolle 11 im wesentlichen gleich der Umfangsgeschwindigkeit für den Punkt maximaler Belastung der Umfangsfläche A der inneren Formrolle 10; selbst wenn sich die absolute Größe der Drehmomente ändert, bleibt also das Verhältnis zwischen den beiden Drehmomenten im wesentlichen konstant. Diese Belastungsaufteilung zwischen den Formrollen 10,11 optimiert den Wirkungsgrad während des Formvorganges, reduziert die Bearbeitungszeit auf ein Minimum, verringert Beschädigungen der Werkstückoberfläche (Fressen) und verlängert die Standzeit der Formrollen 10,11.

Bei einem abgewandelten Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches in Fig. 3 gezeigt ist, wird der Gleich-

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strommotor für die äußere Formrolle durch einen Wechselstrommotor 40 mit nachgeschalteter Wirbelstromkupplung 41 ersetzt. Das Ausgangssignal des Leistungswandlers 15, welches der Leistungsaufnahme des Wechselstrommotors 12 für die innere Formrolle 10 entspricht, wird in diesem Fall der Wirbelstromkupplung 41 zugeführt, an die außerdem das Drehzahl-Bezugssignal von der Bezugsspannungsquelle 24 sowie das der tatsächlichen Drehzahl entsprechende Ausgangssignal des Tachometers 22 angelegt werden. Bei leerlaufenden Formrollen 10,11 wird die Drehzahl der äußeren Formrolle 11 in Abhängigkeit von dem Unterschied zwischen dem der tatsächlichen Drehzahl entsprechenden Signal und dem Drehzahl-Bezugssignal in derselben Weise geregelt, wie dies in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 für den Gleichstrommotor 13 beschrieben wurde. Wenn die Formrollen belastet werden, steigt das Ausgangssignal des Leistungswandlers 15 an, wodurch die Drehzahlregelsignale unwirksam werden, so daß das Drehmoment, welches an der äußeren Formrolle 11 wirksam wird, von der Leistungszufuhr zu dem Wechselstrommotor 12 für die innere Formrolle 10 abhängig wird, so daß ein konstantes vorgegebenes Verhältnis zwischen den Ausgangsdrehmomenten der beiden Motoren 12 und 40 aufrechterhalten wird.

Bei dem weiter abgewandelten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 treibt ein einziger Wechselstrommotor 12 beide Formrollen 10 und 11 über ein Differenzialgetriebe 50. Das Differentialgetriebe 50 treibt die Formrollen 10,11 mit einem festen Verhältnis der Drehmomente. Im Leerlauf sorgt das Differentialgetriebe 50 für ein Verhältnis der

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Drehzahlen der Formrollen 10,11, welches den unterschiedlichen Reibungswiderständen der beiden Formrollen entspricht. Um im Leerlauf ein vorgegebenes Drehzahlverhältnis einzustellen, ist ein Hilfsantrieb 51 vorgesehen, welcher mit der äußeren Formrolle 11 gekoppelt und entsprechend eingestellt ist. Wenn die Formrollen 10 und 11 belastet werden, sorgt das Differentialgetriebe 50 dafür, daß die Drehmomente der Formrollen 10,11 dem vorgegebenen Drehmomentenverhältnis entsprechen. Das mechanische Differentialgetriebe 50 kann während eines Formvorganges Drehzahländerungen bzw. Änderungen der Relativgeschwindigkeit zwischen den beiden Formrollen dadurch ohne weiteres auffangen, daß es das Drehmomentenverhältnis aufrecht erhält. Unter Last, d.h. während eines Formvorganges, wird der Hilfsantrieb 51 entweder von seiner Antriebsenergiequelle oder von der äußeren Formrolle 11 entkoppelt.

Bei einem weiteren abgewandelten Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung, welches in Fig. 5 gezeigt ist, ist der Wechselstrommotor 12 des Systems gemäß Fig. 1 durch einen Gleichstrommotor 60 ersetzt, welcher mit konstanter Drehzahl betrieben wird, die mit Hilfe eines Drehzahlbezugssignals aus einer Drehzahlsteueranordnung 61 eingestellt wird. Das Drehzahl-Bezugssignal wird in einer Steuereinheit 63 ständig zu einem der tatsächlichen Drehzahl entsprechenden Signal von einem Tachometer 62 addiert. Die Steuereinheit 63 regelt den Ankerstrom für den Gleichstrommotor 60 derart, daß dieser mit konstanter Drehzahl läuft. Der Ankerstrom, der zu dem Gleichstrommotor 60 fließt, wird mittels eines Leistungswandlers 15 erfaßt, der ein Drehmomenten-

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Bezugssignal an die Steuerung für den zweiten Gleichstrommotor 13 liefert. Dieser Gleichstrommotor 13 wird genau in derselben Weise gesteuett,wie dies in Verindung mit Fig. 1 erläutert wurde/ so daß im Lastbetrieb das gewünschte Drehmomentenverhältnis für die Formrollen 10 und 11 aufrechterhalten wird.

Bei einem weiteren abgewandelten Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches in Fig. 6 gezeigt ist, wird zum Antreiben der äußeren Formrolle 11 ein zweiter Wechselstrommotor 70 verwendet. Bei dieser Variante wird die Drehzahl der äußeren -Formrolle 11 im Leerlauf in Abhängigkeit von einem Geschwindigkeits-Bezugssignal aus der
Bezugsspannungsquelle 24 gesteuert, während die tatsächliche Drehzahl mit Hilfe des Tachometers 22 ermittelt wird, wobei die beiden Drehzahlsignale einem mit variabler Frequenz arbeitenden Inverter 71 zugeführt werden, der der Drehzahlregelung für den Wechselstrommotor 70 dient. Wenn die Formrollen 10 und 11 belastet werden,
dann führt das Ausgangssignal des Leistungswandlers 15 dazu, daß der Inverter 71 die Ausgangsleistung für den Wechselstrommotor 70 derart ändert, daß das gewünschte Drehmomentenverhältnis für die Formrollen 10 und 11
aufrechterhalten wird.

Die in der Detailbeschreibung erwähnten Summierschaltungen können in der Praxis häufig einfach Schaltungspunkte sein, an denen sich die an diesem Schaltungspunkt anliegenden Spannungen addieren bzw. voneinander subtrahieren.

(Spannung s/Frequenz-Wandler)

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Claims

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Patentansprüche

.J Elektrisches Antriebssystem für ein Formrollenpaar, insbesondere für eine innere und eine äußere, jeweils auf einer Antriebswelle sitzende Formrolle zum Formen einer Felge für ein Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet , daß für die innere Formrolle (10) und die äußere Formrolle (11) jeweils getrennte Antriebseinrichtungen (12,13;12,4O,41; 12,50,51;12,60;12,70) vorgesehen sind, daß Drehzahlregeleinrichtungen (22 bis 24;51;22,61,62;22,24) vorgesehen sind, um bei leerlaufenden Formrollen (10,11) ein vorgegebenes Drehzahlverhältnis der Formrollendrehzahlen .aufrechtzuerhalten und daß Drehmomentenregeleinrichtungen (15,21,25 bis 30;50;15,20;15,71) vorgesehen sind, um während eines Formvorganges bei belasteten Formrollen (10,11) in Abhängigkeit -von der Speiseleistung für die Antriebseinrichtungen (12,13; 12, 40, 41 ,-12,50,51; 12,60; 12, 70) mindestens einer der Formrollen (10,11) auch bei wechselnder Belastung derselben ein vorgegebenes Drehmomentenverhältnis für die Formrollen aufrechtzuerhalten.

2. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die getrennten Antriebseinrichtungen einen Wechselstrommotor (12) für eine der Formrollen (10) und einen Gleichstrommotor (13) für die andere Formrolle (11) aufweisen und daß die Drehmomenten-Regel-

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einrichtungen zum Aufrechterhalten des vorgegebenen Drehmomentenverhältnisses Signalerzeugungseinrichtungen (15) zum Erzeugen eines der Speiseleistung für den Wechselstrommotor (12) entsprechenden Drehmomentensignals und Regeleinrichtungen (16,20) zur Änderung des AnkerStroms des Gleichstrommotors (13) in Abhängigkeit von diesem Signal aufweisen.
3. Antriebssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet/ daß als Wechselstrommotor (12) ein Induktionsmotor vorgesehen ist.
4. Antriebssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlregeleinrichtungen (16, 22 bis 24) derart ausgebildet sind, daß mit ihrer Hilfe die Drehzahl des Gleichstrommotors (13) regelbar ist.
5. Antriebssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtungen einen Ankerstromfühler (21) aufweisen, mit dessen Hilfe ein der Größe des dem.Gleichstrommotor (13) zugeführten Ankerstroms, entsprechendes Signal erzeugbar ist,und daß die Regeleinrichtungen (20,60) derart ausgebildet sind, daß mit ihrer Hilfe der Ankerstrom für den Gleichstrommotor (13) in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal der die Speiseleistung erfassenden Signalerzeugungseinrichtungen (15) und in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Ankerstromfühlers (21) regelbar ist.

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6. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/ daß die getrennten Antriebseinrichtungen getrennte Elektromotoren (12,40) aufweisen, von denen der eine (40) über eine Wirbelstromkupplung (41) mit der Antriebswelle seiner zugeordneten Formrolle (11) gekoppelt ist,und daß die Drehmomentenregeleinrichtungen Signalerzeugungseinrichtungen (15) umfassen, mit deren Hilfe ein der Speiseleistung für den zweiten Motor (12) entsprechendes Signal erzeugbar ist, welches der Wirbelstromkupplung (41) zur Regelung des von dem ersten Motor (40) auf seine zugeordnete Formrolle (11) übertragenen Antriebsdrehmomentes zuführbar ist.
7. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die getrennten Antriebseinrichtungen und die Drehmomentenregeleinrichtungen gemeinsam ein mechanisches Differentialgetriebe (50) aufweisen und daß die Drehzahlregeleinrichtungen einen Hilfsantrieb (51) aufweisen, der mit einer der Formrollen .(11) koppelbar ist.
8. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die getrennten Antriebseinrichtungen zwei Gleichstrommotoren (13,60) aufweisen, von denen jeweils einer mit einer der Formrollen (11 bzw. 10) gekoppelt ist und daß die Drehmomenten-Regeleinrichtungen Signalerzeugungseinrichtungen (21) aufweisen, mit deren Hilfe ein dem Ankerstrom des einen Motors (11) entsprechendes Signal erzeugbar ist, und Regeleinrichtungen (20,16), mit deren Hilfe in Abhängigkeit von diesem AnkerStromsignal der Ankerstrom für den anderen Motor (60) regelbar ist.

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9. Antriebssystem nach Anspruch 2 mit einer inneren und einer äußeren, jeweils auf einer Antriebswelle sitzenden Formrolle zum Formen einer Felge für ein Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselstrommotor mit der Antriebswelle für die innere Formrolle (10) verbunden ist und daß eine Wechselspannungsguelle (14) für die Speisung des Wechselstrommotors (12) vorgesehen ist, daß der Gleichstrommotor (13) mit der Antriebswelle für die äußere Formrolle (11) verbunden ist und daß eine Speisespannungsquelle (16) zur Lieferung eines Gleichstroms als Ankerstrom für den Gleichstrommotor (13) vorgesehen ist, daß eine Bezugsspannungsquelle (24) zur Erzeugung eines einer vorgegebenen Solldrehzahl des Gleichstrommotors (13) entsprechenden Geschwindigkeits-Bezugssignals vorgesehen ist, daß Abtasteinrichtungen (22) zum Erfassen der tatsächlichen Drehzahl des Gleichstrommotors (13) und zur Erzeugung eines Drehzahlsignals vorgesehen sind, daß Regeleinrichtungen vorgesehen sind, mit deren Hilfe in Abhängigkeit von dem Geschwindigkeits-Bezugssignal und dem Drehzahlsignal ein Ankerstrom für den Anker des Gleichstrommotors (13) erzeugbar ist, dessen Größe zur Differenz zwischen dem Geschwindigkeits-Bezugssignal und dem Drehzahlsignal proportional ist, daß zusätzliche Abtasteinrichtungen (15) vorgesehen sind, mit deren Hilfe die dem Wechselstrommotor (12) zugeführte Eingangsleistung erfaßbar ist und mit deren Hilfe ein Drehmomentensignal erzeugbar ist, welches einem gewünschten Ausgangsdrehmoment des Gleichstrommotors (13) entspricht,

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daß ein AnkerStromfühler (21) vorgesehen ist/ mit dessen Hilfe ein der Größe des dem Anker des Gleichstrommotors (13) zugeführten Ankerstroms entsprechendes Ankerstromsignal erzeugbar ist,und daß die Drehmomentenregeleinrichtungen derart ausgebildet sind, daß mit ihrer Hilfe in Abhängigkeit von dem dem gewünschten Ausgangsdrehmoment des Gleichstrommotors (13) entsprechenden Leistungssignal und dem Ankerstromsignal der Ankerstrom für den Gleichstrommotor (13) in Abhängigkeit von der dem Wechselstrommotor (12) zugeführten Eingangsleistung derart regelbar ist, daß ein vorgegebenes Drehmomentenverhältnis zwischen den Drehmomenten am Ausgang des Wechselstrommotors (12) und des Gleichstrommotors (13) während eines Formvorganges aufrechterhaltbar ist.

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