-
Drehstromantrieb für Scheren und ähnliche Werkzeugmaschinen. 'Bei
Scheren, Hobelmaschinen und ähnlichen Werkzeugmaschinen, insbesondere grö.. ßeren,
die z. B. ohne Schwungrad arbeiten, ist es erwünscht, die Schnittzahl je nach dem
Arbeitsvorgang und dem Material, z. B. der Blechstärke, einrichten zu können.. Die
Leistungsfähigkeit der Maschinen «ird in der Regel so bemessen, daß z. B. bei Scheren
schwere Blechsorten gerade noch geschnitten werden: diese verlangen hohe Drehmomente
und niedrige Schnittzahlen. Anderseits erscheint es aber als sehr wünschensi;;ert,
wenn leichte Bleche mit entsprechend hoher Schnittzahl geschnitten werden können.
Die bisher verwendeten Drehstr omantriebe erfüllten diese Forderungen aber infolge
der schlechten Regelmöglichkeit nur in sehr imzureichenclem Maße.
-
Nach der Erfindung werden diese Mängel dadurch beseitigt, daß zum
Antrieb zwei oder mehrere Motoren dienen, die in an sich bekannter Weise in Kaskaden
geschaltet sind und durch LTrnschaltorgane einzeln oder gerneinsam zum Antrieb benutzt
werden können. Hierbei wird der Vorteil ausgenutzt, daß der volle Satz bei niedriger
Drehzahi die gleiche Leistung ergibt wie der primäre Teil bei hoher Drehzahl. Daher
wird für niedrige Schnittzahlen, z. B. beim Schneiden schwerer Blechsorten, der
ganze Satz eingeschaltet, M=ährend für hohe Schnittzahlen, z. B. beim Schneiden
gewöhnlicher Bleche, nur mit dem Vordermotor gearbeitet wird. Zweckmäßig ist die
Verwendung von Motoren gleicher Einzelleistungen, da dadurch eine gegenseitige Ergänzung
für den Notfall ermöglicht wird.
-
Als Antrieb können Motoren in gewöhnlicher Kaskadenschaltung dienen;
es ist aber auch möglich, daß die Ankerwicklungen des Vordermotors beiderseits offen
sind, und daß an jede der beiden offenen Seiten des Vordermotorankers je ein Hintermotor
angeschlossen ist. Vorteilhaft ist aber auch die Verwendung zweier parallel geschalteter
Hintermotoren. Bei der Verwendung von zwei Hintermotoren nach einer der vorstehend
angeführten Schaltungen. ergibt sich die weitere Möglichkeit, daß sich diese beiden
Motoren in einem gemeinsamen Gehäuse mit einem gemeinsamen Anker unterbringen lassen.
Der Hintermotor oder die Hintermotoren können entweder Kurzschlußanker oder über
Regelwiderstände geschlossene Anker haben. Eine weitere Regelung der Drehzahl läßt
sich dadurch erzielen, daß man die Motoren auch noch polumschaltbar macht.
-
Zum gleichzeitigen oder gestaffelten Anlassen sowohl des Vordermotors
wie auch des ganzen Satzes dient ein im Sekundärkreis eingeschalteter Anlasser mit
auflösbarem Nullpunkt. Der Hintermotor oder die Hintermotoren können durch Einschaltung
des aufgelösten
Nullpunktes kurzgeschlossen werden und laufen dann
nur leer mit. Sie können aber auch noch durch eine auslösbare mechanische Kupplung
vom Vordermotor abgeschaltet werden. Ferner ist es möglich, daß der Hintermotor
oder die Hintermotoren selbsttätig in zwangläufiger Abhängigkeit von der Einschaltstellung
des Nullpunktschalters abgeschaltet und in Abhängigkeit von seiner Abschaltstellung
angeschaltet werden, was sowohl elektrisch wie auch mechanisch geschehen kann. Der
Hintermotor oder die Hintermotoren können selbsttätig gleichzeitig oder gestaffelt
in Abhängigkeit von der Stromaufnahme bei Überlastung hinzugeschaltet oder bei sinkender
Stromaufnahme abgeschaltet werden. Dabei. kann das die Schaltung des Satzes bewirkende
und von der Stromaufnahme abhängige Organ einstellbar sein.
-
Diese Anordnung hat den außerordentlichen Vorteil, daß der Leerhub
vor der eigentlichen Arbeitsleistung mit 'großer Geschwindigkeit allein vom Vordermotor
zurückgelegt wird; im Augenblick des Beginnes der Arbeit steigt dann die Stromaufnahme
des Vordermotors; überschreitet sie dabei das für diesen Motor zulässige Maß, ohne
daß der Vordermotor das verlangte Drehmoment hergibt, so werden je nach der Größe
der verlangten Arbeitsleistung Lind damit der Stromaufnahme entweder ein Hintermotor
oder beide Hintermotoren hinzugeschaltet. Hierdurch stellt sich der ganze Satz durch
elektrische Bremsung auf eine niedrigere, von der Polzahl des Satzes abhängige Drehzahl
ein, wodurch die geforderte Arbeitsleistung gedeckt wird. Nach Vollendung des Schnittes
sinkt sofort die Stromaufnahme, der Hintermotor oder die Hintermotoren werden selbsttätig
abgeschaltet, und der Auslauf des Arbeitshubes wird im Leerlauf durch den Vordermotor
allein mit großer Geschwindigkeit zurückgelegt. Bei der Umkehr der Drehrichtung,
z. B. für den Rückhub, können der Hintermotor oder die Hintermotoren in zwangläufiger
oder willkürlicher Abhängigkeit vom Drehsinnumschalter abgeschaltet und z. B. beim
Beginn des neuen Arbeitshubes wieder angeschaltet werden.
-
Die Schaltung läßt sich auch dazu benutzen, daß zum Zweck, den schnell
laufenden Vordermotor stillzusetzen, der volle Satz eingeschaltet und nach Erreichung
seiner niedrigsten Drehzahl in an sich bekannter Weise gebremst wird.
-
In den Abbildungen sind Beispiele für die Erfindung dargestellt. In
der Abb. i ist i, 2, 3 ein Drehstromnetz, von dem der AsynchronmOtOr q. gespeist
wird, dessen Anker 5 die Welle 6 treibt. Der im Anker 5 induzierte Strom wird von
Schleifringen 7 abgenommen und über einen Anlasser 8 und einen Umschalter 9 der
Ständerwicklung des Motors 1.1. zugeführt. Dieser Motor 14 treibt mit seinem Kurzschlußanker
15 die 'Welle 16, die mit einer lösbaren Kupplung i i mit der Welle 6 gekuppelt
ist. Der Umschalter 9 kann den im Läufer 5 induzierten Strom über den Nullpunkt
io kurzschließen.
-
Wenn mit dem Antrieb z. B. eine Schere betrieben wird, die leichte
Bleche schneiden muß, so wird der Motor q. allein angelassen. Dies geschieht durch
den Anlasser 8 bei eingeschaltetem Nullpunkt io und abgeschaltetem Hintermotor 14.,
wobei die Kupplung i i gelöst sein kann. Anstatt den Motor 1.4 ganz abzuschalten,
kann man auch nur den aufgelösten Nullpunkt des Anlassers 8 kurzschließen.
-
Will man hingegen z. B. schwere Bleche schneiden, so läßt man den
ganzen Satz mit dem Anlasser 8 bei aufgelöstem Nullpunkt io und eingerückter Kupplung
i i an. Dadurch wird ein hohes Drehmoment, aber eine niedrige Schnittzahl erreicht.
-
Es ist auch möglich, den Hintermotor 14 in Abhängigkeit von der Stromaufnahme
an-und abzuschalten, indem z. B. ein von der Stromaufnahme des Motors 4. abhängiges
Relais 13 die Schaltung des Umschalters 9 bewirkt und diesen bei Überlastung an
den Motor 1.4, bei sinkender Stromaufnahme aber an den Nullpunkt io legt. Das Relais
13 kann auf einen Höchst- und einen Mindestwert in bekannter Weise einstellbar gemacht
sein.
-
Eine weitere Regelung der Drehzahl läßt sich dadurch erreichen, daß
man den Anker 15 des Motors 14 über einen Regelwiderstand schließt, ferner ist es
auch möglich, die Motoren in an sich bekannter Weise polumschaltbar zu machen.
-
Für die Umkehr der Drehrichtung dient ein Umschalter 1a. Da für den
Rückhub im allgemeinei eine hohe Geschwindigkeit erwünscht ist, so kann man in zwangläufiger
oder willkürlicher Abhängigkeit von dem Drehsinnumschalter 12 den Hintermotor an-oder
abschalten., so daß der Hintermotor z. B. beim Rückhub abgeschaltet, dagegen beim
Beginn des neuen Arbeitshubes wieder angeschaltet wird, wenn die Arbeit dies erfordert.
-
Die Abb. 2 zeigt die Verwendung zweier Hintermotoren, deren Ständerwicklungen
in Reihe zu den Ankerwicklungen des Vordermotors liegen. Die Wicklungen des Ankers
5 des Vordermotors 4 sind beiderseits offen; der in ihnen induzierte Strom wird
von Schleifringen 7 und 17 abgenommen. An die Schleifringe 7 ist über einen Anlasser
8 die Ständerwicklüng 14. des einen Hintermotors und an die Schleifringe 17 die
Ständerwicklang
24 des andern Hintermotors angeschlosen. Die beiden
Hintermotoren haben Kurzschlußanker 15 und 25. Der Anlasser 8 hat einen auflösbaren
Nullpunkt io, der durch ein von der Stromaufnahme der Ständerwicklung .I abhängiges
Schütz 13 geöffnet werden kann. Die von den Schleifringen 17 abgenommenen Leitungen
sind durch einen Schalter 20 kurzgeschlossen und können durch ein von der Stromaufnahme
der Ständerwickhing 4. abhängiges Schütz 23 geöffnet werden. Die beiden Schütze
13 und 23 sind so eingestellt, daß das Schütz 13 leichter anspricht als (las Schütz
23.
-
Diese Einwirkung wirkt- so: Wenn mit der Werkzeugmaschine, z. B. einer
Schere, ein leichtes Blech geschnitten werden soll, so ist die für die Arbeitsleistung
erforderliche Stromaufnahme der Ständerwicklung 4 so gering, daß die Schütze 13
und 23 nicht ansprechen. Dadurch bleiben die beiden Schalter io und 2o geschlossen;
der Vordermotor wird durch den Anlasser 8 allein angelassen. Wird dagegen ein schwereres
Blech geschnitten, das eingrößeres Drehmoment bedingt, so erfolgt das Anlassen ebenfalls
durch den Anlasser B. Der Leerweg der Schere bis zum Beginn des eigentlichen Arbeitshubes
wird dann vom Vordermotor 4 allein mit der größten Geschwindigkeit zurückgelegt.
In dem Augenblick, in dem der Schnitt beginnt, steigt die Stromaufnahme des Vordermotors
4. derart, daß das Schütz 13 anspringt und den Nullpunkt io auflöst. Hierdurch erhält
der Hintermotor 14 Strom und der treibende Satz, der jetzt aus dem Vordermotor 4
und dem Hintermotor 14 besteht, stellt sich auf ein größeres Drehmoment und auf
eine entsprechend niedrigere Drehzahl ein. Genügt die von den beiden Motoren 4 und
14 gelieferte Arbeitsleistung jedoch noch nicht, so steigt die Stromaufnahme des
Motors 4 weiter und bringt das Schütz 23 zum Ansprechen; hierdurch erhält auch der
Hinterinotor 24 Strom, und der volle Satz ist somit eingeschaltet; die Drehzahl
wird dadurch weiter vermindert und das Drehmoment vergrößert. Der besondere Vorteil
dieser Anordnung liegt darin, daß die in den Ankern aufgespeicherte kinetische Energie
in dem Augenblick zur Wirkung kommt, in dem sie gebraucht wird, und ferner, daß
sich der Satz der Arbeitsleistung entsprechend einstellt.
-
Die Abb. 3 veranschaulicht die Verwendung zweier Hintermotoren in
Parallelschaltung. Der im Anker 5 des Vordermotors 4 induzierte Strom wird über
die Schleifringe 7 und den Anlasser 8 mit auflösbarem Nullpunkt io dem Hintermotor
14 unmittelbar und dem Hintermotor 24 über einen Ausschalter 30 zugeführt.
Die Wirkungsweise ist die gleiche wie die in der Abb. 2.
-
Eine Vereinfachung läßt sich dadurch erreichen, daß man die beiden
Hintermotoren in einem einzigen Gehäuse vereinigt und mit einem gemeinsamen Kurzschlußanker
v er= sieht.
-
Die Abb. 4 gibt hierfür ein Beispiel. Die Hintermotoren 14 und 24
sind parallel geschaltet, in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht und haben einen
gemeinsamen Anker 35. Die die Umschaltung des Satzes bewirkenden Schalter sind zu
einem Umschalter i9 vereinigt, der in Abhängigkeit von der Stromaufnahme des Vordermotors
,4 beispielsweise durch zwei Schütze 13 und 23 gesteuert wird, von denen das Schütz
13 leichter anspricht als das Schütz 23. Der Umschalter i9 wird durch das Schütz
13 von der Nullpunktschaltung in die Ausschaltstellung gebracht. Wenn außerdem noch
das Schütz 23 anspricht, so schaltet der Umschalter i9 auch die Ständerwicklung;24
an den Vordermotoranker 5 an.
-
Ein besonderer Vorteil liegt bei Verwendung zweier in Reihe oder parallel
geschalteter Hintermotoren darin, daß durch Polumschaltung dieser Hintermotoren
ein großer Regelbereich erzielt werden kann. Wenn der Vordermotor zwei Pole hat
und jeder der beiden Hintermotoren auf zwei Pole oder einen Pol wahlweise geschaltet
werden kann, so ergeben sich je nach der Zusammenschaltung - Regelstufen,
nämlich für 2, 3, 4, 5 und 6 Pole.