DE975809C - UEber Verstaerker gesteuerter elektrischer Antrieb fuer Pressen, Stanzen und andere Arbeitsmaschinen - Google Patents

Description

• Über Verstärker gesteuerter elektrischer Antrieb für Pressen, Stanzen und andere Arbeitsmaschinen Bei dem Arbeitsspiel einer Presse sind drei Phasen zu unterscheiden, die sich scharf voneinander trennen lassen. Es sei dabei angenommen, daß die Presse mit einer Schwungmasse ausgerüstet ist, die einen wesentlichen Teil der Verformungsarbeit abzugeben in der Lage ist. Als erste Phase sei die des laufenden Antriebes vor Beginn des eigentlichen Arbeitsvorganges gewählt. Hierbei ist dem Motor eine bestimmte Drehzahl vorgeschrieben, die auch die Drehzahl der Schwungmasse bestimmt. Die zweite Phase ist der eigentliche Preßvorgang, bei dem Antrieb und Schwungmasse innerhalb kurzer Zeit eine sehr große Energiemenge abgeben müssen, und zwar unter Drehzahlabsenkung, damit sich die Schwungmasse entladen kann. Die dritte Phase schließlich umfaßt den Teil des Arbeitsspieles, der erforderlich ist, um die Drehzahl des Antriebes und der Schwungmasse wieder auf den Wert vor Beginn des Preßvorganges zu erhöhen. Der Antrieb hat bei einem solchen Arbeitsspiel eine Reihe von Forderungen zu erfüllen. Er soll zunächst so ausgelegt werden, daß er während des Arbeitsspieles eine möglichst konstante Leistung abgibt, um eine zu hohe .Erwärmung zu vermeiden. Dies würde zur Wahl einer höheren Typenleistung, also zu einem größeren Motor führen. Der Antrieb soll weiter nach durchgeführtem Preßvorgang schnell wieder auf die Ausgangsdrehzahl hinauffahren, damit sich das nächste Arbeitsspiel möglichst bald anschließen kann. Er soll so ausgeführt sein, daß die Schwungmasse sich rasch und wirksam entladen kann, und er soll schließlich nach durchgeführtem Arbeitsspiel die Solldrehzahl nicht überschreiten dürfen. Soweit es sich nur um die Durchführung des eigentlichen Preßvorganges handelt, wäre hierfür der Reihenschlußmotor gut geeignet; da er infolge seines Drehzahlabfalles bei steigender Belastung in einfachster Weise die Entladung des Schwungrades hervorrufen könnte. Er hat jedoch den Nachteil, daß er sich, eben wegen seiner lastabhängigen Drehzahlcharakteristik, bei Entlastung immer mehr beschleunigt; er neigt zum Durchgehen. Der Nebenschlußmotor würde es zwar erlauben, den Drehzahlanstieg nach der Entlastung zu vermeiden. Da aber seine Charakteristik starr ist, kommt bei seiner Verwendung die Schwungmasse nicht zur Entladung. Der Doppelschlußmotor gibt zwar im eigentlichen Arbeitsspiel relativ günstige Verhältnisse, hat aber bei Entlastung ebenfalls die Neigung zu starkem Drehzahlanstieg.
• Ein Antrieb, der die gestellten Forderungen erfüllt, läßt sich schaffen, wenn man gemäß der Erfindung als Antriebsmotor einen Nebenschlußmotor wählt, der innerhalb eines Arbeitsspieles bei Einsetzen der Belastung lastabhängig über einen Verstärker auf abfallende Drehzahl, nach Abklingen der Belastung über den Verstärker wieder auf seine Solldrehzahl erhöht wird.
• Welche Art von Verstärker man wählt, Maschinen-, Magnet- oder Röhrenverstärker, ist unerheblich.
• Die Erfindung sei an Hand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Der Motor M ist ein Nebenschlußmotor mit der Wendepolwicklung G-H sowie mit einer Feldwicklung, die in an sich bekannter Weise in die beiden Wicklungsteile EFi und EF2 mit Parallelwiderständen RP1 und RP2 aufgelöst ist. Die Feldwicklungshälften und die Parallelwiderstände sind in die Zweige einer Brücke eingeschaltet und liegen über dem Nebenschlußregler WN, der zur Einstellung der Grunddrehzahl dient, über die Brückenpunkte El und E2 an Spannung. Mit dem Motor M ist die Tachometerdynamo TD gekuppelt.
• Es ist angenommen, daß die Steuerung mit einem Magnetverstärker arbeitet. Dieser enthält neben den Drosseln TA und TB die Steuerwicklungen a-b, die mit den Wicklungen c-d hintereinandergeschaltet sind, die Steuerwicklungen c-f und die Steuerwicklungen g-h.
• Durch die Steuerwicklungen a-b, c-d fließt ein durch den Widerstand RVM einstellbarer Strom, der die Drosseln TA und TB vollständig sättigt, also öffnend wirkt. Die Steuerwicklungen g h sind über den Widerstand: RVI an die vom Ankerstrom durchflossene Wendepolwicklung GH des Motors M parallel angeschlossen, so daß der sie durchfließende Strom proportional denn Ankerstrom ist und in gleicher Weise öffnend auf die Drosseln wirkt. In gleichem Sinn wirkt bei Drehzahl- und Stromänderungen weiter die über den Transformator TK angeschlossene Wicklung c-d (dynamische Kompoundierung). An der schließend wirkenden Steuerwicklung e-f liegt einerseits die über den Sollwertgeber SW eingestellte Sollspannung entsprechend der Motorsolldrehzahl und ihr gegengeschaltet die Spannung der Tachometerdynamo TD. Die am Magnetverstärker abgenommene Spannung wird der Brückenschaltung der Feldwicklungen in den Diagonalpunkten Dl. . . D2 zugeführt.
• Es sei angenommen, der Motor M laufe mit der am 'Nebenschlußregler WN eingestellten Drehzahl und es setze jetzt der Preßvorgang ein, der einen starken Belastungsanstieg des Motors M hervorrufe. Die Folge ist zunächst ein entsprechender Anstieg des Ankerstromes und damit eine verstärkte Erregung der Steuerwicklungg-h im Sinne eines Öffriens der Drossel. Die Steuerwirkung wird dadurch verstärkt, daß über den Transformator TK auch der Strom in den Steuerwicklungen d-b und c-d erhöht wird. Infolge der Feldverstärkung geht die Drehzahl des Motors M zurück, und zwar unter gleichzeitiger Entlastung, da infolge des Drehzahlabfalles sich das Schwungrad entladen und einen Teil der Verformungsarbeit übernehmen kann. Mit dem Rückgang der Motordrehzahl ist aber auch ein Rückgang der von der Tachometerdynamo TD gelieferten Spannung verbunden, so daß der Einfluß der auf Schließen der Drossel wirkenden Steuerwicklung e-f geschwächt wird.
• Geht jetzt nach durchgeführtem Preßvorgang die Belastung des Motors M zurück, sinkt also der Ankerstrom ab, so geht auch der Strom in der auf Öffnen der Drossel wirkenden Steuerwicklung g-h zurück. Die Erregung des Motorfeldes EFi und EF2 wird wieder geschwächt, die Drehzahl steigt an. Die von der Tachometerdynamo TD gegen die Sollwertspannung gelieferte Gegenspannung wächst, und der Antrieb geht wieder auf die Solldrehzahl hinauf, ohne aber den eingestellten Wert überschreiten zu können.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Über Verstärker (Magnet-, Maschinen-, Röhrenverstärker) gesteuerter elektrischer Antrieb für Pressen, Stanzen und andere Maschinen ähnlicher Charakteristik mit Schwungrad, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor ein Nebenschlußmotor ist, der innerhalb eines Arbeitsspieles bei Einsetzen der Belastung lastabhängig über den Verstärker auf abfallende Drehzahl eingeregelt wird, um das Schwungrad zu entladen, und dessen Drehzahl nach Abklingen der Belastung über den Verstärker wieder auf die Solldrehzahl erhöht wird. z. Antrieb nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in den Verstärker eine drehzahlabhängige Steuerspannung, z. B. die Spannung einer mit dem Nebenschlußmotor gekuppelten Tachometerdynamo, eingeführt wird. 3. Antrieb nach Anspruch i und z, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldwicklung des Nebenschlußmotors in an sich bekannter Weise in zwei Hälften aufgeteilt ist; die mit Parallelwiderständen in eine Brücke eingeschaltet sind, an deren einen Brückenpunkten (El und E2) eine durch den Nebenschlußregler (WA') eingestellte Grundspannung und an deren anderen Brückenpunkten (D1 und D2) die dem Verstärker entnommene lastabhängige Steuerspannung eingeführt wird. 4. Antrieb nach Anspruch i und 3 mit einem Spannungssollwertgeber (SW), der insbesondere mit dem NebenschluBregler (WN) des Motors gekuppelt ist und bei Entlastung ein unzulässiges Ansteigen der Motordrehzahl verhindert, dadurch gekennzeichnet, daB der Sollspannung eine drehzahlabhängige Spannung, z. B. die Spannung einer mit dem NebenschluB-motor gekuppelten Tachometerdynamo entgegengeschaltet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 817622, 532918, 714 450, 230 278, 692 577; VDI-Zeitschrift, 1920, S. 500 bis 504; AEG-Prospekt J 31/57o4, Mai 1951.