DE951065C - Elektromagnetisch gesteuerter Umkehrantrieb - Google Patents

Description

• Elektromagnetisch gesteuerter Umkehrantrieb Bei den verschiedensten Maschinen, wie Werkzeugmaschinen, Rührwerken, Pumpenanlagen und insbesondere auch bei Hobelmaschinen wird zur Richtungsänderung der bewegten Masse von dem Antriebsmotor eine beträchtliche Massenbeschleunigungsarbeit verlangt.
• Es ist bereits bekannt, die kinetische Energie der bewegten Masse für die Umkehrung nutzbar zu machen und hierfür in einem Federelement aufzuspeichern. Die Erfindung betrifft einen derartigen Umkehrantrieb, bei dem gegen Ende des jeweiligen Hubes die Schwungmassen vom Antrieb abgekuppelt und an das Federelement angekuppelt werden, welches zunächst die kinetische Energie der Schwungmassen aufspeichert und sodann mit Hilfe dieser Energie den Richtungswechsel der Drehbewegung der Schwungmassen bewirkt. Dann werden die Schwungmassen vom Federelement abgekuppelt und an den in entgegengesetzter Drehrichtung wirkenden Antrieb wieder angekuppelt.
• Vorzugsweise arbeitet die Einrichtung mit elektromagnetischen Kupplungen.
• Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
• Fig. I veranschaulicht das Prinzip der Erfindung; Fig. a ist eine teilweise geschnittene AnsiAt einer Ausführungsfarm der Erfindung; Fig. 3 ist ein Schaltschema für die Kupplungen und die Bremse.
• Wie Fig. I andeutet, kann die Hin- und Herbewegung der Schwungmassen mit der Pendelbewegung einer Kugel A in einer Schale B verglichen werden. Die Reibung der Kugel während der Pendelbewegung kann bei der vorliegenden Betrachtung vernachlässigt werden.
• Das Pendeln der Kugel in einer Schale kann dahingehend erweitert werden, daß ein geradliniges Zwischenstück in der Schale eingebaut ist, so daß nunmehr die Bahn der Pendelbewegung ein geradliniges Stück a aufweist.
• Damit ist eine Analogie zwischen der Pendelbewegung der Kugel und der Arbeitsweise des Tisches einer Werkzeugmaschine gegeben.
• Das Kennzeichen dieses Modells besteht darin, daß am Ende der geradlinigen Bewegung durch das Hochrollen der Kugel am Rand der Schale ein Energiespeicher wirksam wird. Durch das Hochrollen der Kugel an der Seitenwand der Schale wind die kinetische Energie in potentielle Energie umgewandelt, bis die Kugel in einer bestimmten Höhe an der Schalenwand zum Stillstand kommt.
• Nunmehr beginnt die Rückrollbewegung. Hierbei wird die potentielle Energie wieder in kinetische Energie umgewandelt, so daß die Kugel bei Erreichen des geradlinigen Stückes in der Schale wieder dieselbe Geschwindigkeit aufweist, jedoch in umgekehrter Richtung.
• Der in Fig. 2 dargestellte Umkehrantrieb ist beispielsweise für den mit gleicher Vorschub- und Rücklaufgeschwindigkeit laufenden Tisch einer Hobelmaschine geeignet. Durch die Welle I eines nicht gezeichneten Antriebsmotors wird beispielsweise ein Kegelrad 2 in Rechtsdrehung versetzt, wodurch die auf einer Hohlwelle 3 auf Kugellagern gelagerten, mit Kegelrad 2 zusammenarbeitenden Kegelräder 4 und 5 sowie zwei mit diesen verbundene, ebenfalls auf Kugellagern laufende Kupplungen K1 und K2 in Drehung versetzt werden, und zwar das Kegelrad 4 mit der Kupplung K1 in rechtsdrehendem Sinn und das Kegelrad 5 mit der Kupplung K2 in linksdrehendem Sinn.
• Bei eingeschalteter Kupplung K1 und ausgeschalteter Kupplung K2 ist eine starre Verbindung zwischen Hohlwelle 3 und Kupplung K1 hergestellt, und da die Kupplung K1 mit dem Kegelrad 4 fest verbunden ist, erfolgt eine Rechtsdrehung der Hohlwelle 3, welche über die Welle 6 auf das Vorgelege des Tisches übertragen wird, wodurch der Tisch nach rechts wandert.
• Bei eingeschalteter Kupplung K2, jedoch ausgeschalteter Kupplung K1 wird eine starre Verbindung zwischen Hohlwelle 3 und Kupplung K2 hergestellt und daher durch Übertragung eine Linksdrehung der Hohlwelle und des Vorgeleges des Tisches bewirkt, wodurch der Tisch nach links wandert.
• Innerhalb der Hohlwelle ist ein Torsionsstab 7 vorgesehen, dessen eines Ende 7a drehfest, jedoch längs verschieblich an die Welle angeschlossen ist, während das andere Ende 7b an dem feststehenden Gehäuse an- und abkuppelbar ist, und zwar mittels einer Kupplung K3.
• Vor Richtungswechsel des Tisches vorn Rechtsgang zum, Linksgang wird zunächst die Kupplung K1 ausgeschaltet und gleichzeitig die mit dem Gehäuse 8 fest verbundene Kupplung K3 eingeschaltet, wodurch das Ende 7b des Torsionsstabes 7 festgehalten wird. Durch die Schwungmassen des Vorgeleges des Tisches wird über die Wellen 6 und 3 das Ende 7a des Torsionsstabes 7 verdreht, wodurch der Torsionsstab gespannt und die kinetische Energie der Schwungmassen des Vorgeleges des Tisches im Form von Torsionsformänderungsarbeit im Torsionsstab aufgespeichert wird. Anschließend wird die Kupplung K3 gelöst und damit unter Richtungsänderung der Tischbewegung die aufgespeicherte Energie an die Schwungmassen des Vorgeleges des Tisches abgegeben sowie nach Ausschälten der zum Festhalten des Torsionsstabes dienenden Kupplung K3 die zum Weitertransport des Tisches in der umgekehrten Richtung benötigte Kupplung K2 eingeschaltet.
• Um Beschädigungen der Maschine oder des Werkstückes beim Abschalten des Antriebsmotors bzw. bei Stromausfall des Netzes zu verhindern, ist der Umkehrantrieb mit einer Bremse ausgerüstet, die vorzugsweise in Form einer Federdruckbremse F am Gehäuse 8 vorgesehen ist.
• Fig. 3 zeigt die Kupplungen K1, K2 und K3 in Parallelschaltung angeordnet. Jede Kupplung kann für sich durch ihren Schalter, z. B. die Kupplung K1 durch den Schalter S1, ein- und ausgeschaltet werden. Die Federdruckbremse F ist den Kupplungen vorgeschaltet. Bei Ausfall der Netzspannung wird die Federdruckbremse stromlos und bremst den Tisch ab. Zugleich wird die starre Verbindung zwischen Antriebsmotor und Maschine durch den Stromausfall in der betreffenden Kupplung aufgehoben, wodurch die Maschine sofort zum Stillstand kommt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Umkehrantrieb für Bewegungen wechselnder Richtung mit einem Federelement, das die kinetische Energie der bewegten Schwungmassen für die Umkehrung der Drehrichtung nutzbar macht, dadurch gekennzeichnet, daß gegen Ende des jeweiligen Hubes die Schwungmassen vom Antrieb abgekuppelt und an. das Federelement angekuppelt werden, welches zunächst die kinetische Energie der Massen aufspeichert und sodann mit Hilfe dieser Energie den Richtungs;wechsel der Drehbewegung der Schwungmassen bewirkt, -woraufhin die Schwungmassen vom Federelement abgekuppelt und an den Antrieb in entgegengesetzter Richtung wieder angekuppelt werden. z. Um e!hrantrieb nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ,das An- und Abkuppeln auf elektromagnetischem Wege erfolgt. 3. Umkehrantrieb nach Anspruch i oder 2 mit einem ständig umlaufenden Antriebsmotor, der durch wahlweise einsthaltbare Kupplungen eine Getriebewelle in beiden Drehrichtungen anzutreiben in der Lage ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebewelle mit einem Federelement, insbesondere einem Torsionsstab (7) zusammenarbeitet, dessen eines Ende drehfest mit der Getriebewelle verbunden ist, während das andere Ende des Federelementes am feststehenden Gehäuse an- und abkuppelbar ist. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten drei Kupplungen (K1, K2, K3) parallel, die Federdruckbremse (F) jedoch in Serie geschaltet sind und daß diese Elemente mit der Getriebewelle zusammenanbeiten. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Torsionsstab (7) innerhalb der hohlen Getriebewelle (3) angeordnet ist, auf welche die beiden Umkehrkupplungen (K1) und (K2) sowie die Federdruckbremse (F) arbeiten und daß die Kupplungselemente, einschließlich der Kupplung (K3) für den Torsionsstab, und die Federdruckbremse koaxial angeordnet und von einem gemeinsamten Gehäuse umsehlossen sind.