DE1423966A1

DE1423966A1 - Motorisch angetriebene Arbeitsmaschine,insbesondere Poliermaschine

Info

Publication number: DE1423966A1
Application number: DE19601423966
Authority: DE
Inventors: Georges Monnet
Original assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 1959-05-06
Filing date: 1960-05-05
Publication date: 1968-10-10
Also published as: GB956443A; DE1423966B2; ES257843A1; FR1235975A; US3130523A

Description

Oompagnie de Saint-Gotain, 62 Boulevard Victor Hugo, Neuilly-sur-Seine, Frankreich.

"Motorisch angetriebene Arbeitsmaschine, insbesondere

Poliermaschine"

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der motorisch angetriebenen Arbeitsmaschinen und betrifft solche Arbeitsmaschinen, die ein äußeren Kräften ausgesetztes, umlaufendes Maschinenteil aufweisen, wie beispielsweise Poliermaschinen.

Bei derartigen Arbeitsmaschinen tritt das Problem auf, die von außen auf den umlaufenden Maschinenteil ausgeübten Kräfte auszugleichen, um eine möglichst gleichmäßige Lagerbelastung und einen weitgehend schwingungsfreien Maschinenlauf zu erzielen.

Es ist bereits bekannt, Axialkräfte dadurch auszugleichen,

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daß entgegengerichtete magnetische Kräfte aufgebracht werden. Abgesehen davon, daß es sich hierbei um stets gleichgerichtete, nämlich ausschließlich in axialer Richtung wirkende Kräfte handelt, sind diese Kräfte darüber hinaus konstant, so daß sich eine derartige Anordnung nicht dazu eignet, das Auftreten von außen wirkender radialer und tangentialer Störkräfte auszugleichen.

Ss sind darüber hinaus Anordnungen bekannt, die zum Auswuchten von für eine Drehbewegung bestimmten Prüfkörpern dienen. Hierbei werden die von dem Prüfkörper erzeugten, in radialer !Richtung wirkenden TJnwuchtkräfte durch ihnen entgegenwirkende Magnetkräfte kompensiert. Da die Vorrichtung lediglich zum Ausgleichen radialer Kräfte dient, kann sie nicht zum Ausgleichen anderer, nicht radialer Störkräfte benutzt werden.

Es besteht daher die Aufgabe, eine motorisch, angetriebene Arbeitsmaschine zu schaffen, bei der die von außen auf ein umlaufendes Maschinenteil ausgeübten radialen und tangentialen Störkräfte ausgeglichen werden können.

Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß eine

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motorisch angetriebene Arbeitsmaschine mit einem äußeren Kräften ausgesetzten umlaufenden Maschinenteil, insbesondere eine Poliermaschine vorgeschlagen, die gekennzeichnet ist durch elektromagnetische Torrichtungen, die in Abhängigkeit von der von dem Antriebsmotor der Arbeitsmaschine aufgenommenen Leistung auf den umlaufenden Maschinenteil einwirkende elektromagnetische Kräfte erzeugen.

Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen lösung liegt darin, daß ein ruhiger Maschinenlauf und geringe lagerbelastungen dadurch erreicht werden, daß die der Motorleistung etwa proportionalen, auf den umlaufenden Maschinenteil ausgeübten Störkräfte durch elektromagnetische Kräfte ausgeglichen werden, die in den Störkräften entgegengesetzter Richtung wirken und deren Größe den jeweiligen Störkräften angepaßt sind.

Zu den erfindungsgemäß angeordneten elektromagnetischen Vorrichtungen zählt mindestens ein mit regelbarer Stromstärke beaufschlagter Elektromagnet, der im Bereich außerhalb der Drehachse des umlaufenden Körpers angeordnet ist.

Die Elektromagnete sind vorzugsweise um den Umlauf enden

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Körper beziehungsweise einen mit diesem fest verbundenen Teil angeordnet.

Umgekehrt kann der Elektromagnet beziehungsweise können die Elektromagneten an dem umlaufenden Maschinenteil selbst angebracht und mit diesem fest verbunden sein. In diesem Pail ist um die von den Elektromagneten beschriebene Kreisbahn eine Bahn aus mindestens teilweise ferromagnetischem Metall angeordnet. ' .

Erfindungsgemäß können die Elektromagnete auch gleichmäßig über den Umfang eines ringförmigen, den umlaufenden Maschinenteil umgebenden Jochs verteilt sein.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsboispielen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Pig. 1 und 2 eine erste Ausführungsform der Vorrichtung in axialem und radialem Schnitt;'

Pig. 3 eine Darstellung einer weiteren Aüsführungsform der Torrichtung im Schnitt;

Pig. 4 und 5 eine dritte Ausführungsform der. Vorrichtung

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als Schnittdarstellungen in axialer "bzw. radialer Richtung;

Hg. 6 und 7 eine vierte Ausführungsform der Vorrichtung als Schnittdarstellungen in radialer und axialer Richtung; ■

3?ig. S eine schematise!-β Darstellung der Anwendung einer "beliebigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Einrichtung zum Polieren einer Glasplatte.

Aus den Pig» 1 und 2 ist eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ersichtlich. Hier ist der moto.risch angetriebene, äußeren Kräften ausgesetzte umlaufende Maschinenteil eine Welle Ί. Ein Elektromagnet 2 wird von einem an der Weile 1 "befestigten Arm 3 getragen. Der Strom wird dem Elektromagneten 2 durch nicht eingezeichnete Kontaktbürsten zugeführt.

v/ährend der Rotation der Welle 1-bewegt sich äer Elektromagnet 2 auf einer Bahn vor einem.ringförmigen Körper 4 aus ferromagnetisehern Werkstoff, ohne diesen zu berühren. Da der Elektromagnet 2 erregt ist, wird er von dem Ringkörper 4 angezogen und übt auf die

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Welle 1 eine radiale Kraft aas, "deren Größe-von der * ■ Stromstärke des die Welle 1 antreibenden, nicht eingezeichneten Motors abhängt. Die radiale Kraft läuft mit der Welle Ί um. Änderungen der Stärke des Erregerstroms verändern die radiale Kraft in einem Vorbe- stimmten Maße. ^

Durch Änderungen des HuftSpaltesy das heißt des Abstandes zwischen dem Elektromagneten'%' und-'der Umlaufbahn kann eine periodische Änderung bei einem Wellen= umlauf ohne Änderung des Erregerstromes erreicht werden«. Die innere Porm der BmIaUfbahn.ist im allgemeinen nicht vollkommen kreisförmig^ sie weicht entsprechend der aufgebrachten, veränderlichen ICraft mehr oder weniger von der Kreisform ab«.

Bei der in Pig» 3 dargestellten Vorrichtung ist der Elektromagnet 2 gegenüber der Achse 1 "derart geneigt, daS er auf die Welle 1 eine in Sichtung des Pfeils 5 gerichtete Kraft ausübt „..""■"''"

In diesem lalle, wo beibehielt des Erregerstrbmes die auf die Welle ausgeübte Exaft gleich Mull ist, wird, wie in Pig. 2 gestrichelt durch das Bezugszeichen 6 angedeutet ist? die Masis des Elektromagneten 2 und

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ORJOSNA^L

seines Tragarms 3 durch, ein normales Schwunggewicht ausgeglichen.

Bei der Ausführungsform nach den Figuren 4 und 5 ist die Vorrichtung umgekehrt angeordnet: Die Elektromagneten 2 sind auf dem gesamten inneren Umfang eines kreisförmigen Jochs 7 befestigt. In den Kg., sind nur 6 Elektromagnete dargestellt, von denen soviele vorgesehen sind, daß ihre gleichmäßige Verteilung über den gesamten Umfang möglich ist.

Die umlaufende Masse 7a, auf die eine Ausgleichskraft ausgeübt werden soll, erstreckt sich nur läng» eines Teils 'des Umfanges. Sie ist an der Welle 1 mittels des Armes 3 befestigt. Bei den in den Figuren 1 bis 5 dargestellten Vorrichtungen läuft die Ausgleichskraft mit dem Körper um. Es ist jedoch auch möglieh, sie im Raum festzustellen, indem die umlaufende angezogene Masse als senkrecht zu der Achse stehende, mit dieser koaxiale Scheibe ausgebildet und die Elektromagneten nur über einen Teil des Umfangs verteilt werden.

In den Figuren 6 und 7 ist lediglich ein Elektromagnet dargestellt, und die Scheibe hat die Form einer Riemenscheibe 8, deren Radkranz durch den Elektromagneten

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angezogen wird, wobei der Außenumfang der Scheibe eine für die Anziehung durch den Elektromagneten geeignete !Form aufweist.

Der Bereich der Scheibe, auf den die Anziehung wirken soll, besteht aus ferromagnetische!!! Material.

Den verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung liegt die gleiche Arbeitsweise zugrunde, die darin besteht, einen I¹IuB zu erzeugen, der gleichzeitig die umlaufende Masse und die Umlaufbahn oder das äußere feste Joch durchdringt, die beide aus ferromagnetischem Material bestehen. Hierbei können alle bei Elektromotoren angewendeten technischen Maßnahmen zur Anwendung kommen, da es sich um das gleiche Problem handelt. Die im Zusammenhang mit den vorhergehenden Figuren als Elektromagnete bezeichneten Teile können die Form von Induktoren oder Motorankern aufweisen. Die in einem elektrischen Feld umlaufenden Bauteile sind Wirbelströmen ausgesetzt und werden daher vorzugsweise aus einer Vielzahl von Blattschichten ausgebildet, um hysterese-Verluste zu vermeiden. Andererseits ist ohne weiteres ersichtlich, daß die in Figur 3 wiedergegebene Vorrichtung zur Erzeugung einer gegenüber der mittleren Längsachse der Welle 1 geneigten Kraft

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sich in gleicher Weise auf die Vorrichtungen nach den Figuren 4 bis 7 anwenden läßt.

Da die auf den rotierenden Maschinenteil ausgeübten Anziehungskräfte vom Erregerstrom der Elektromagnete abhängen, läßt sich eine automatische Kompensation von Störkräften in allen lallen herbeiführen, in denen eine Beziehung zwischen der Stromstärke des antreibenden Motors und den Störkräften besteht oder herstellbar ist.

Das ist zum Beispiel bei der Anwendung der Erfindung auf eine Vorrichtung zum Polieren von Glas der Pail, die in Figur 8 dargestellt ist. Hier besteht der umlaufende Maschinenteil aus einer von einem Motor 10 über eine G-e triebe stufe angetriebenen Kurbelwelle 9. Deren Kurbelarm 11 trägt eine Polierscheibe 12 mit einem Filzbesatz 13» der zum Polieren einer Glasscheibe 14 gegen diese gedruckt wird und auf dieser reibt.

Bei der Bewegung des 'Werkzeuges, das ein erhebliches Gewicht aufweist, treten beträchtliche Trägheitskräfte auf. Außerdem unterliegt das Werkzeug während der Arbeit Reibungskräften, deren Richtung zu derjenigen

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der Qlrägheitskräfte unter einem' bestimmten Winkel steht. Die daraus resultierende Kraft überträgt sich auf die Welle und erzeugt Reaktionskräfte_in den Lagern 15. Solange die Reibungskräfte konstant sind, läßt sich die resultierende Störkraft in manchen lallen durch die Wirkung einer an geeigneter Stelle angebrachten Masse kompensieren. Sie ist jedoch nicht konstant, weil sie dem JTilz-Glas proportional ist, der aus vielen Gründen, beispielsweise infolgd der Abhängigkeit von der Zufuhr des Poliermittels, der Polierphase usw. schwankt. Die Kompensation durch ein einfaches Gegengewicht ist daher nicht geeignet, einen Ausgleich herbeizuführen.

Im Gegensatz dazu bietet die elektromagnetische Ausgleichsbelastung eine einfache Lösung. Die von dem Motor aufgebrachte Leistung ist tätsächlich dem obenerwähnten Reibungswert und demzufolge der Reibungskraft proportional. Es genübt, die Erregung der Elektromagneten mit dem Motor zu verbinden, um eine automatische Kompensation zu erreichen. Diese Koppelung kann in erster Näherung eine einfache Proportionalität sein; sie wird genauer durch Berücksichtigung der Motor- . charasteristik, der Magnetisierungskurve der Elektromagneten und aller weiteren analogen Einflußgroßen.

- Patentanspruches -

8 09802/025 7 -11-ac)Reibungekoeff latenten ' ^{BÄD 0RiQ}^Al

Claims

Compagnie de Saint-G-obain A 10 891 Ka/il Patentansprüche:

1. Motorisch angetrie"be Arbeitsmaschine mit einem äußeren Kräften ausgesetzten, umlaufenden Maschinen teil, insbesondere Poliermaschine, g e k e -η η zeichnet durch elektromagnetische Vorrichtungen (2, 4; 2, 7a), die in Abhängigkeit von der von dem Antriebsmotor (10) der Arbeitsmaschine aufgenommenen leistung auf den umlaufenden Maschinenteil (1; 9) einwirkende elektromagnetische Kräfte erzeugen. · **

2. Arbeitsmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anordnung eines oder mehrerer, mit regelbarer Stromstärke beaufschlagbarer Elektromagnete (2) um die Drehachse des umlaufenden Maschinenteils (1;9).

3. Arbeitsmaschine nach Anspruch 1 -2, dadurch gekennzeichnet , daß die Elektromagnete (2) um den umlaufenden Maschinenteil (1) bzw. den mit diesem fest verbundenen Bauteil (3, 7a) stationär angeordnet sind.

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...·..·._.„..., _It!._7S1 Abs.2 Hr. 1 SuU 3 c!-ü änü-iruncsgaa. v-4.9.

4. Arbeitsmaschine nach Anspruch 1 -2, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Elektromagnete (2) an dem umlaufenden Maschinenteil (1) bzw. an einem mit diesem fest verbundenen Bauteil (3) angeordnet sind und um die von dem bzw. von den Elektromagneten (2) beschriebene Kreisbahn eine Bahn (4) aus ferromagnetischem Metall angeordnet ist.

5. Arbeitsmaschine nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet , daß die Elektromagnete (2) gleichmäßig über den Umfang eines ringförmigen, den umlaufenden Körper (i, 3, 7a) umgebenden Jochs (7) verteilt sind.

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