DE971382C - Elektrischer Umkehrantrieb - Google Patents

Description

• Elektrischer Umkehrantrieb Für manche Antriebsaufgaben bei Arbeitsmaschinen mit rhythmisch hin- und hergehendem Arbeitsspiel, bei dem die Antriebsgeschwindigkeit in der einen Bewegungsrichtung verschieden ist von der in der anderen Bewegungsrichtung, werden in weiten Grenzen einstellbare Geschwindigkeiten für Vor- und Rücklauf verlangt. Beim Vorlauf soll die Einstellung der Geschwindigkeit häufig bei über den. Einstellbereich konstant bleibender Leistung erfolgen, während für den Rücklauf (Leerhub) eine wesentlich kleinere Leistung in Frage kommt. Außerdem soll die Umsteuerzeit von Vorwärts- auf Rückwärtsbewegung möglichst klein sein, ohwohl im allgemeinen erhebliche Massen abzubremsen und zu beschleunigen- sind. Diese Aufgaben lassen sich zwar mit Leonardsätzen erfüllen, bei denen die Drehzahleinstellung durch Spannungsregelung im Leonardkreis erfolgt. Solche Antriebe sind aber verhältnismäßig kostspielig, weil ihr Drehmoment über den ganzen Regelbereich konstant ist, das verlangte Moment aber auch bei der unteren Drehzahl abgegeben werden muß. Diese Leonardsätze müssen daher hinsichtlich ihrer Leistung größer ausgelegt werden, als es bei der höchsten vorkommenden Drehzahl an sich notwendig wäre.
• Es ist auch vorgeschlagen worden, Umkehrantriebe als Vorgelegeantriehe unter Verwendung elektromagnetischer Kupplungen zu bauen und dabei einen Drehstrommotor mit konstanter Drehzahl und Richtung zu verwenden. Dadurch kann man zwar billige Antriebe erhalten, jedoch bereitet die Richtungsumkehr der Arbeitsmaschine, beispielsweise die Umsteuerung des Tisches einer Hobelmaschine, insofern Schwierigkeiten, als die gesamte kinetische Energie beim Umsteuern in den Magnetkupplungen in Reibungswärme umgesetzt werden muß, was zu häufigen Betriebsstörungen führt.
• Erfindungsgemäß wird der Antrieb sa ausgebildet, daß zur Umkehr der Arbeitsrichtung der Antriebsmotor umsteuerbar ist. Zur Geschwindigg kentseinstellung dient ein über Elektroma,-n.etkupplungen schaltbares Getriebe. Außerdem ist eine Schalteinrichtung zur nahezu schlupffreien Schaltung der Kupplungen bei der Umsteuerung vorgesehen. Hierbei läßt sich vorzugsweise ein Leonards.atz an sich bekannter Art verwenden, der jedoch wegen des schaltbaren Getriebes für eine wesentlich kleinere Leistung als ohne dieses Getriebe ausgelegt werden kann. Es sind aber grundsätzlich statt eines Leonardantriebes auch andere in ihrer Drehrichtung umkehrbare Motoren verwendbar.
• Im folgenden ist die Erfindung an Hand eines in den Zeichnungen dargestelltenAusführungsbeispiels eines Umkehrantriebes nach der Erfindung für eine Hobelmaschine erläutert.
• Fig. i zeigt das Schaltbild. i ist ein Leonardmotor, auf dessen Welle drei Stirnräder 2, 3, 4 sitzen. Das Stirnrad z arbeitet auf das Stirnrad 5, das Rad 3 auf das Rad 6. Der Räderblock 3, ¢ ist wahlweise nach links verschiebbar, so daß das Rad 3 ausgerückt und das Zahnrad q. mit dem Zahnrad 7 in Eingriff gebracht werden kann. Mit dem Zahnrad 5 ist die Elektromagnetkupplung 8, mit den Zahnrädern 6 und 7 die Magnetkupplung g verbunden. Beide Kupplungen haben hier eine gemeinsame Ankerscheibe fo, die mit der austreibenden Welle 12, der Arbeitsmaschine starr verbunden ist.
• Der Leonardmotor i wird von einem Generator 13 gespeist, dessen Feld 1q. durch die Kontakte U5 und U6 der nicht im einzelnen dargestellten. Umschaltschütze umgeschaltet werden kann.
• Auf der Welle des Motors i ist ein Bremswächter 15 angeordnet, der eine kleine Induktions-Pendelmaschine mit einem drehbar gelagerten Dauermagneten als Ständer darstellt. Mit dem Ständer fest verbunden ist der Nocken 21. Solange der Motor stillsteht, sind beide Kontakte 16 und 17 geschlossen. Bei laufendem Motor wird durch die Drehung des Bremswächterläufers im Ständer ein Drehmoment erzeugt, das mit zunehmender Drehzahl wächst. Hat das Drehrnoment genügend Größe erreicht, schwingt der Ständer aus und. betätigt über den Nocken 21 je nach der Drehrichtung des Motors einen der Kontakthebel 22 oder 23 und legt sie auf die Leerkontakte 18 bzw. i9. Dadurch wird der Stromkreis der Magnetkupplung 8 bzw. g unterbrochen und derjenige der jeweils anderen Kupplung wieder geschlossen.
• Für den Vorlauf sind die Schützkonfiakte U5 eingeschaltet. Der Motor läuft also entsprechend mit der der Einstellung des Reglers 2o entsprechenden Drehzahl. Dabei ist der Kontakt 16 unterbrochen, die Kupplung g ist dagegen eingeschaltet. Die Arbeitswelle z2 dreht sich mit der durch das Ritzelpaar 3, 6 gegebenen Geschwindigkeit. Diese kann wahlweise vor Beginn der Arbeit stufenweise eingestellt werden, wenn man statt des Ritzelpaares 3, 6 das Ritzelpaar q., 7 zum Eingriff bringt.
• Beim Erreichen der Endlage des Arbeitshubes werden in an sich bekannter Weise die Schützkontakte U5 aus- und die Schützkontakte U6 eingeschaltet. Die Erregung des Generators 13 wird dadurch umgepolt und dadurch der Motor i zunächst abgebremst. Sobald dabei der Motor in die Nähe des Stillstandes kommt, wird über den Bremswächter 15 der Nocken 2i in die Mittelstellung gebracht, wobei er durch eine Feder am Ausschwingen nach der anderen Seite gehindert wird. Dadurch wird zur Magnetkupplung g auch die Magnetkupplung 8 eingeschaltet. Die gleichzeitige Einschaltung beider Kupplungen ergibt eine wirksame Bremsung an der Welle 12. Läuft jetzt der Motor i in der umgekehrten Richtung an, so legt der Nocken 2,1 den Schalthebel 23 auf Kontakt i9, so daß nur die Kupplung 8 eingeschaltet bleibt. Beim Rückwärtsgang bewegt sich also die Welle 12 der Arbeitsmaschine mit einer Geschwindigkeit, die durch das Ritzelpaar 2 und 5 und nicht mehr durch das Ritzelpaar 3 und 6 bzw. ¢ und 7 gegeben ist. In entsprechender Weise erfolgt am Ende des neuen Arbeitshubes wieder die Umschaltung in die andere Drehrichtung durch Öffnen der Kontakte U6 und Schließen der Kontakte U5. Es wird dann etwa im Augenblick des Motorstillstandes wieder das Kupplungspaar 8, g zur Bremsung eingeschaltet und nach Anlauf des Motors in der neuen Drehrichtung die Kupplung g wieder eingeschaltet.
• Bei einem solchen Umkehrantrieb entsteht in den Magnetkupplungen nur wenig Wärme, und die Umschaltung ist genauso stoßfrei wie bei den bisherigen kostspieligen Leonardantrieben, bei denen der gesamte Regelbereich durch elektrische Regelung der Maschinen beherrscht wurde und der Motor für das bei der untersten Drehzahl benötigte Moment ausgelegt sein mußte. Beim Gegenstand der Erfindung genügt es, den Antriebsmotor für das der höchsten Drehzahl entsprechende Drehmoment zu bemessen.
• Grundsätzlich braucht als Antriebsmotor beim Gegenstand der Erfindung nicht unbedingt ein Leonardsatz verwendet zu werden. Es sind alle umkehrbaren Motoren verwendbar. Besonders vorteilhaft ist es, für die Elektromagnetkupplungen nicht solche der üblichen Bauart mit großem Luftspalt, sondern Kupplungen mit ferromagnetischen Lamellen oder auch Lamellenkupplungen mit »magnetischem Öl« als Zwischenmittel zu verwenden.
• Ferner ist es nicht unbedingt erforderlich, für die selbsttätige Umschaltung der Magnetkupplungen beim Stillstand bzw. in der Nähe des Stillstandes des Motors einen Bremswächter zu verwenden. Es genügt vielmehr irgendeine geschwindigkeits- und (oder) richtungsabhängige Steuereinrichtung, also z. B. ein Schleppschalter, ein Fliehkraftschalter, ein sogenannter Schrittwächter od. dgl. Auch kann man statt dessen eine Schalteinrichtung verwenden, die von der Spannung des Leonardgenerators gesteuert wird und die Umschaltung ungefähr dann vornimmt, wenn diese Spannung durch Null geht.
• Das Kurvenbild nach Fig.2 zeigt den Verlauf der Geschwindigkeit v der Arbeitsmaschine, im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels des Tisches der Hobelmaschine, in Abhängigkeit von dem Einschaltzustand der Schützkontakte U5 und UB bzw. in Abhängigkeit des zeitlichen Verlaufes der Bewegungen »Vorwärts« und »Rückwärts«.
• In Fig. 3 ist die Größe des Moments M bei dem jeweilig einstellbaren Regelbereich in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit v aufgetragen. Es sind drei Regelbereiche angegeben.

Claims (1)

1. PATENTANSPRlicHE. i. Elektrischer Umkehrantrieb für Arbeitsmaschinen mit rhythmisch hin- und hergehendem Arbeitsspiel, bei dem die Antriebsgeschwindigkeit in der einen Bewegungsrichtung verschieden ist von der in der anderen Bewegungsrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß zur Umkehr der Arbeitsrichtung der Antriebsmotor umsteuerbar ist, daß zur Geschwindigkeitseinstellung ein über Elektromagnetkupplungen schaltbares Getriebe dient und daß eine Schalteinrichtung zur nahezu schlupffreien Schaltung der Kupplungen bei der Umsteuerung vorgesehen ist. a. Umkehrantrieb nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulenstromkreise der elektromagnetischen Kupplungen über Kontakte einer geschwindigkeits- und (oder) richtungsabhängig gesteuerten Schalteinrichtung (Bremswächter, Schleppschalter, Fliehkraftschalter od. dgl.) geführt sind. 3. Umkehrantrieb nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetischen Kupplungen derart selbsttätig gesteuert sind, daß die dadurch bewirkte Umschaltung des Getriebes von einer Übersetzung auf die andere während des Stillstandes oder in der Nähe des Stillstandes des Motors beim Drehrichtungswechsel erfolgt. 4. Umkehrantrieb nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Antriebsmaschinensatz ein Leonardsatz vorgesehen ist. 5. Umkehrantrieb nach Anspruch i und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulenstromkreise der elektromagnetischen Kupplungen über Kontakte einer in Abhängigkeit von der Spannung des Leonardgenerators gesteuerten Schalteinrichtung geführt sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 91409, z21985, 296 612, 352 668, 729 503, 729 214, 750 266; USA.-Patentschrift Nr. 786 419.