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Elektromagnetischer Spanntisch Die Erfindung betrifft elektromagnetische
Spanntische derjenigen Bauart, bei der der Spanntisch während der Bearbeitung der
aufgespannten Werkstücke umläuft, und zwar bezieht sich die Erfindung auf Spanntische,
deren Spannfläche in eine Vielzahl von magnetisch unabhängigen Sektoren unterteilt
ist, die nacheinander magnetisch zu- und abschaltbar sind. Derartige. elektromagnetische
Spanntische werden als Werkstücktische im Werkzeugmaschinenbau vielfach verwendet,
beispielsweise im modernen Schleifmaschinenbau.
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'7F-s ist bekannt, daß das Ein- und Ausschalten der Elektromagnetplatte
mit einigen Schwierigkeiten verbunden ist, weil erhebliche Abschaltfunken entstehen
können. Diese Schwierigkeit wird gemäß der vorliegenden Erfindung überwunden und
ein einwandfreies Ein- und Ausschalten der einzelnen Sektoren auch bei langsam umlaufendem
Tisch erreicht.
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Erfindungsgemäß wird der jeweils zu- bzw. abzuschaltende Spannflächensektor
an der Zu- bzw. Abschaltstelle zunächst kurzgeschlossen. In der bevorzugten Ausführungsform
ist jedem Sektor mindestens ein mit Stromschienen oder sonstigen Stromführungen
zusammenwirkender Schleifkontakt für die Erregerwicklung des jeweiligen Magnetsystems
zugeordnet, und die den verschiedenen Sektoren zugeordneten Spulen sind hintereinandergeschaltet.
Die Länge der Stromschiene an der Einschaltstelle und an der Abschaltstelle des
Magnetfeldes
sich mindestens über den ganzen Bereich eines Magnetfuttersektors, -vorzugsweise
noch ein wenig darüber hinaus erstreckt.
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Die Erregerspulen sind also in dem Magnetfutter hintereinander zu
einem geschlossenen Kreis angeordnet. Dieser Spulenkreis ist an zwei oder mehr Stellen
durch Kontakte unterbrechbar. Jeder dieser mit dem Tisch umlaufenden Unterbrechungskontakte
liegt zwischen zwei Erregerspulen. Die Kontakte sind -so am Umfang verteilt und.
ausgebildet, daß sich während des Arbeitsspiels in der unmagnetis.chen Zone stets
ein offener Unterbrechungskontakt befindet. Vorzugsweise wird mit Eingriff in die
urmagnetische Zone -der jeweilige Unterbrechungskontakt durch eine feststehende
Steuerschiene geöffnet. Er wird so lange offengehalten, bis. der nachfolgende Unterbrechungskontakt
geöffnet ist.
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Eine besonders vorteilhafte Anordnung erzielt man, wenn der die Erregerwicklungen
speisende Transformator mit .dem zugehörigen Gleichrichter im Innenraum des ringförmigen
Spanntisches untergebracht ist.
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Dias am Beispiel eines Schleifmaschinentisches erläuterte Arbeitsspiel
kann beispielsweise folgendermaßen verlaufen: Vorgesehen sind eine Arbeitszone,
die unter magnetischer Spannkraft steht, eine Umpolzone und eine urmagnetische Zone.
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Beim Arbeitsvorgang rotiert der Schleifmaschinentisch gleichförmig.
Kurz vor der Stelle, an welcher der Tisch magnetisch wird, werden die VGTerkstücke
auf die Aufspannfläche aufgelegt. Es ist bekanntlich vorteilhaft, die Werkstücke
in einer Zone aufzulegen, in der das Magnetfeld nicht eingeschaltet ist, .da sonst
das Werkstück mit einem harten Stoß auf die Aufspannfläche aufgesetzt wird. Der
Tischdrehung folgend läuft das Werkstück sodann in die Zone ein, in welcher es magnetisch
festgehalten wird. In -dieser Zone wird das Werkstück von der Schleifscheibe bearbeitet.
Nach dem Arbeitsvorgang wird das Werkstück durch den weiter umlaufenden Tisch in
eine urmagnetische Zone überführt. Um das Abnehmen von der Auf spannflächc zu erleichtern,
empfiehlt es sich, dieser Zone eine kurze Entmagnetisierungszone vorzuschalten,
in der das Magnetfeld umgepolt ist.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen
an einem Ausführungsbeispiel beschrieben.
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Abb. i ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Drehtisches;
Abb. 2 ist eine schematische Draufsicht auf die Polplatte; Abb. 3 ist eine schematische
Draufsicht auf den Poldeckel bei abgenommener Platte; Abb. 4 zeigt das Schaltschema.
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Gemäß Abb. i ist das Magnetgehäuse i i nach oben durch einen Poldeckel
12 mit grober Polfeldeinteilung abgeschlossen. Auf dem Poldeckel 12 liegt eine Polplatte
13 mit feinerer Polfeldeinteilung auf, welche von oben gesehen in Abb.2 dargestellt
ist. In dem ringförmigen Gehäuse. i i sind die Spulen i untergebracht. Gegenüber
dem Innenring des Gehäuses sind feststehende Kontaktschienen 4a und 4b angeordnet,
auf denen nacheinander die verschiedenen umlaufenden Kontaktbürsten schleifen. Ein
Deckel 14 überdeckt den Innenraum des ringförmigen Magnetfutters, damit das Schleifwasser
nicht an die elektrischen Zuführungsteile gelangt.
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In Abb. 2 ist die Unterteilung der Polplatte 13 in Sektoren 15 angedeutet.
Die Polplatte dreht sich mit dem Magnetfutter in der angedeuteten Pfeilrichtung.
Kurz vor der Stelle A werden die Werkstücke aufgelegt. Mit Durchlaufen des Punktes
A ist in dem betreffenden Sektor die magnetische Spannkraft wirksam, und zwar bis
zum Durchlaufen des Punktes B. Von Punkt B nach C ist die Magnetplatte
kurzgeschlossen. Zwischen C und D
wird der jeweilige Teilsektor des Spanntisches
zwecks Entmagnetisierung der Werkstücke umgepolt; -von Stelle D bis A sind die betreffenden
Sektoren des Spanntisches urmagnetisch, dabei ist von A' nach A der betreffende
Sektor wiederum kurzgeschlossen.
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In Abb.3 ist schematisch der unter der Polplatte liegende Poldeckel
12 mit grober Poleinteilung dargestellt. Die Polteilung wird bestimmt durch die
Trennfugen 16, :deren Verlauf mit der Lage,der Spulen i ungefähr übereinstimmt.
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In Abb. 4 ist die Gesamtschaltänordnung für den umlaufenden ringförmigen
elektromagnetischen Spanntisch schematisch :dargestellt. Vom Netz ausgehend wird
über einen Transformator 9 eine niedergespannte Wechselspannung an den Vollweggleichrichter
8 angelegt. Die Ausgangsklemmen des Gleichrichters sind mit -I- - gekennzeichnet.
Der Pluspol der Gleichspannung ist an die Kontaktschiene 4b; der Minuspol an die
Kontaktschiene 4a angeschlossen. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sind die Magnetspulen
i im Kreis hineinandergeschaltet.
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Zwischen den einzelnen Spulen sind die Kontaktbürsten 3 angeordnet.
Während der Arbeit rotieren die Spulen mit den Kontaktbürsten langsam zusammen mit
dem Tisch. Wie ersichtlich, sind über die Schienen 4a und 4b und die zugehörigen
Kontaktbürsten und Schalter jeweils die in der oberen Hälfte :des Kreises befindlichen
Spulen an den Gleichrichter 8 angeschlossen. Der Strom verläuft also von der Kontaktschiene
4a über die Spulen im oberen Teil des Schaltschemas zur Kontaktschiene 4b. In diesem
Teil des Tisches isst also jeweils, die ringförmige Spannplatte magnetisch.
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Bei der langsamen Drehung des Tisches tritt über- die Kontaktschiene
4a jeweils eine neue Spule in .diesen Stromkreis ein, während über die Kontaktschiere
4b jeweils eine Spule austritt. Während der Tisch sich dreht, fließt also ständig
.Strom durch die in der oberen Hälfte zwischen A und B befindlichen Spulen. Die
Kontaktschiene 4a erstreckt sich über den ganzen Bereich eines Tischsektors, vorzugsweise
ist sie noch ein wenig länger, d. h. um einen geringen Betrag länger wie :der Abstand
der
einzelnen Stromzuführungsbürsten 3. Dadurch ist die Gewähr gegeben, daß stets eine
der umlaufenden Strombürsten die Stromzuführung besorgt. Entsprechendes gilt für
die Kontaktschienen 4b.
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Die beiden Stromschienen 4a und 4b haben außerdem die Aufgabe, jeweils
beim An- bzw. Abschalten eines Teilsektors die zugehörige Spule zwischen
A' und A bzw. zwischen B und C kurzzuschließen, so daß kein
Spannungsstoff entstehen kann.
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Wie aus Abb. 4. ersichtlich, sind in dem durch die Erregerspulen i
gebildeten Kreis mehrere Unterbrechungskontakte 2 angeordnet. Jeder dieser Kontakte
2 liegt zwischen zwei benachbarten Spulen. Bei dem vorliegenden Beispiel sind drei
solcher Kontakte vorgesehen, die unter i 2o' versetzt sind.
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Wie in Abb. 4 angedeutet, sind diese Kontakte normalerweise durch
Federkraft geschlossen. Sobald ein Kontakt 2 .an der Stelle D durch eine Nockenbahn
io betätigt wird, trennt der Kontakt die benachbarten Erregerspulen. Hierdurch wird
sichergestellt, daß kein Rückstrom zwischen den Stellen C und A' fließen kann, und
daß dieser untere Teil des ringförmigen Spanntisches nicht magnetisch ist. Sobald
ein Kontakt dann in den Bereich der Kontaktschiene 4a kommt, läuft er von der Nockenbahn
io ab und verbindet nun wieder die beiden benachbarten Spulen, so daß im oberen
Teil des Schaltplanes ein einwandfreier Stromdurchgang von der Kontaktschiene 4a
durch die betreffenden Spulen zur Kontaktschiene 4b gewährleistet ist.
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Die Einrichtung ist so getroffen, daß die ,an .den Enden der Bahn
io wirksam werdenden Kontaktschalter niemals einen Strom zu unterbrechen haben.
Wenn der eine Kontaktschalter :2 die Bahn in Drehrichtung verläßt, ist der andere
Kontaktschalter 2 bereites geöffnet.
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An Stelle der langen Nockenbahn io kann man z. B. auch einen kleinen
Steuernocken zusammen mit Kippschaltern verwenden. Die, Entmagnetisierung wird zwischen
den Stellen C und D durchgeführt. Hierfür ist an den Minuspol des Gleichrichters
zusätzlich ein Widerstand 7 angeschlossen, der durch einen verstellbaren Widerstand
6 ergänzt wird. Am Ausgang des Widerstandes 6 ist ein Wischkontakt 5 angeordnet.
Die bei D .durchlaufende Kontaktbürste berührt kurzseitig die Kontaktschiene 5.
Dadurch wird in der gerade zwischen C und D liegenden Erregerspule ein Stromstoß
erzeugt, der entgegengesetzt der magnetischen Erregung in der oberen Hälfte des
Schaltbildes verläuft. In Abhängigkeit von der jeweiligen Tischgeschwindigkeit werden
:die Widerstände 7, 6 so ausgewählt bzw. eingestellt, daß die Kontaktgabe bei 5
gerade ausreicht, um das Werkstück zu entmagnetisieren.
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Für das Abschalten der Gesamtanlage nach Arbeitsschluß ist es zweckmäßig,
das Aufspanngerät auf der Primärseite des Transformators 9 vom Netz abzuschalten.
Dadurch wird erreicht, daß im Augenblick des Abschaltens die Gesamtanlage durch
den eingebauten Gleichrichter gegen die Abschaltspannungsspitze geschützt wird.
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In den üblichen Größen besitzen Schleifmaschinen beispielsweise Tischdurchmesser
von 8oo, iooound iSoo um und laufen mit einer Umdrehungszahl von etwa 3 Umdr./Min.
Die vorgeschlagene Steuerung des in einzelnen Sektoren unterteilten, ringförmigen
Spanntisches ergibt praktisch keine Funkenbildung, so d'aß diese Einrichtung für
jahrelangen einwandfreien Betrieb geeignet ist. Insbesondere ist erreicht, daß beim
Abschalten der Teilsektoren die für die Isolation der Wicklung so gefährlichen Schaltspannungsspitzen
nicht auftreten.
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Selbstverständlich lassen sich die vorliegenden Gedankengänge auch
für elektromagnetische Ringfutter größerer Bauart mit noch feiner unterteiltem Kreisumfang
sowie für andere Ausführungsformen verwenden.