DE1438897A1

DE1438897A1 - Schaltungsanordnung zum Betrieb einer Gesenkpresse mit durchbiegungsfaehigem Gesenkarm

Info

Publication number: DE1438897A1
Application number: DE19651438897
Authority: DE
Inventors: Grebe Robert Karl
Original assignee: AMP Inc
Current assignee: TE Connectivity Corp
Priority date: 1964-09-21
Filing date: 1965-09-17
Publication date: 1969-02-20
Also published as: DE1438897B2; US3328661A; NL6511802A; DE1438897C3

Description

Schaltungsanordnung zum Betrieb einer Gesenkpresse rait durchbiegungsfähigem Gesenkarm

Zusatzpatent zu Patentanmeldung A 47 286 Ib/7c

Priorität: USA; 21. Sept. 1964; U3-Serial Ho. 397 829

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Dao Hauptpatent DBP-Anmeldung A 47 286 Ib/7c beschreibt eine Gesenkpresse mit durchbiegungsfähigem Gesenkarm, bei der sich ein beweglicher Gesenkteil längs eines vorgegebenen Bewegungeweges in Richtung auf einen zweiten Gesenkteil bewegt, um ein Werkstück zusammenzudrücken, und zwei durchbiegungsfähige einseitig gelagerte Arme an ihren beiden Enden miteinander verbunden sind. An dem einen Ende der beiden Arme ist der eine Gesenkteil angeordnet, während das andere Ende der Arme fest angeordnet ist. Ss wird der vorgenannte bewegliche Gesenkteil in Richtung-Γιΐ-.f Sw anderen Gesenkteil bei der

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Ausführung des Arbeitshubes bewegt, wobei ein Durchbiegen der Arme erfolgt; die Bewegung erfolgt duroh einen Elektromotor, und die beiden Arme führen den beweglichen Gesenkteil längs eines vorgegebenen Weges. Durch Umkehr des Drehsinnes des Motors wird der bewegliche Gesenkteil wieder in seine Ruhestellung zurückbewegt. Eine derartige Gesenkpresse soll im nachfolgenden als G-esenkpresse gemäß dem Hauptpatent bezeichnet werden.

Bei einer derartigen Anordnung ist es wünschenswert, daß der Drehsinn des M_otors schnell umgesteuert werden kann, so daß der Arbeitshub des beweglichen Gesenkteiles sein Ende findet, wenn der Gesenkteil in Richtung auf den festen Gesenkteil einen bestimmten Weg zurückgelegt hat.

Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Umsteuerung des Motors einer Gesenkpresse gemäß dem Hauptpatent, wobei dem Motor Energie über zwei Halbleiterschalter zugeführt wird, so daß die Ausgangswelle des Motors sich in einer Richtung dreht, wenn der eine Schalter stromführend ist, und in der entgegengesetzten· Richtung sich dreht, wenn der andere Schalter stromführend ist, wobei die Schaltungsanordnung einen Schalter aufweist, bei dessen Betätigung der eine Halbleiterschalter eingeschaltet wird, während der andere Halbleiterschalter in seinem gesperrten Zustand erhalten wird, so daß

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zunächst die Welle des Motors sich in einer Richtung dreht; ein Umschalter wird betätigt, wenn die Welle des Motors sich eine bestimmte Anzahl Umdrehungen in einer Richtung gedreht hat, und bewirkt, daß der erste Halbleiterschalter gesperrt wird und der zweite Halbleiterschalter stromleitend wird, damit der Drehsinn der Motorwelle umgesteuert wird; ein . weiterer Schalter ist vorgesehen, der den zweiten Halbleiterschalter sperrt, wenn die Motorwelle sich eine bestimmte Anzahl Umdrehungen zurückgedreht hat.

Nähere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung.

Der Motor ist mit 88 bezeichnet und ist ein Motor, der dadurch umsteuerbar ist, daß die Polarität der ihm zugeführten Spannung umgesteuert wird; es kann sich beispielsweise um einen Motor mit einem Anker handeln, der in Form eines gedruckten Stromkreises hergestellt ist.

Der Motor 88 hat eine nicht dargestellte Ausgangswelle, die auf eine Gewindespindel 80 wirkt; wenn die Spindel in einem Drehsinn gedreht wird, werden die Gesenke der Presse aufeinander zubewegt, und wenn die Spindel in der entgegengesetzten Richtung gedreht wird, werden die beiden Gesenkteile der Presse auseinanderbewegt, wie es bereits in dem Haupt-

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patent beschrieben ist. Die eine Klemme des Motors 88 ist an das Ende der Sekundärwicklung eines Transformators 225 angeschlossen, die über eine Diode 226 mit einer Ausgangsklemme 204 verbunden ist, welche über einen Kondensator 227 geerdet ist. Das andere Ende der Sekundärwicklung des Transformators ist geerdet. Die Primärwicklung des Transformators 225 ist an eine Wechselspannungsquelle, beispielsweise von 110 T angeschlossen. Der Transformator 225 transformiert die ihm zugeführte Spannung auf die für den Motor 88 erforderliche Spannung herab. Ein Pußpedal 201 dient dem Zwecke, den Motor zur Einleitung des einen Hubes der Presse in Bewegung zu setzen; der Schalter 201 hat einen Schaltarm, der über eine Kapazität 202 geerdet ist. In der einen Sehaltstellung ist der Schaltarm über ein Potentiometer 203 mit der Klemme verbunden und in der anderen Stellung mit der Leitung 205, die zu der einen Elektrode einer Photozelle 94 führt, welche stromleitend wird, wenn sie von einer Lichtquelle 91 bestrahlt wird. Wie in dem Hauptpatent beschrieben ist, ist an dem beweglichen Gesenkteil der Gesenkpresse eine Yerschlußblende vorgesehen, die den Lichtstrahl unterbricht, wenn das bewegliche Gesenk in Richtung auf das feste Gesenk einen bestimmten Weg zurückgelegt hat., Die Yerschlußblende ist mit 97 in der Figur bezeichnet. Die andere Klemme der Photozelle 94 ist mit der Klemme 204 verbunden, wobei Widerstände 206 und 2O7 von der Leitung 205 zu dem Erdungspunkt führen und

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ihr Yerbindungspunkt mit der Basiselektrode eines Transistors 208 verbunden ist. Die Emitterelektrode des Transistors 208 ist geerdet. Die Kollektorelektrode des Transistors 208 ist mit der einen Klemme der Lichtquelle 91 verbunden, deren andere Klemme mit der die Spannung führenden Klemme 204 verbunden ist. Die Widerstände 209 und 210 sind in Reihe zwischen der Kollektorelektrode des Transistors 208 und dem Erdungspunkt an- ^ geordnet, und ihr Yerbindungspunkt ist mit der Basiselektrode eines Tranaistors 211 verbunden, dessen Emitterelektrode geerdet ist, während die Kollektorelektrode über den Widerstand 212 mit der Spannung führenden Klemme 204 verbunden ist.

Eine Diode 213 und ein Widerstand 214 sind von der Verbindungsstelle der Kollektorelektrode des Transistors 208 mit dem Widerstand 209 und der Basiselektrode eines Transistors 215 eingeschaltet, wobei die Basiselektrode des Transistors 215 über den Widerstand 216 mit der Klemme 204 verbunden ist. I Die Kollektorelektrode des Transistors 215 ist mit der Torelektrode eines steuerbaren Siliciumgleichrichters 219 über eine Diode 217 und einen Widerstand 218 verbunden. Die positive Elektrode des Gleichrichters 219 ist geerdet und die negative Elektrode ist mit der zu der anderen Klemme des Motors 88 führenden Klemme geführt. Die Basiselektrode eines Transistors 220 ist über einen Widerstand 221 mit dem Kollektor des Transistors 211 verbunden, während die Emitter-

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elektrode des Transistors 220 geerdet ist und seine Kollektorelektrode über einen Gleichrichter 224 und einen Widerstand 223 mit der leitung 208 und direkt mit der Torelektrode des Siliciumgleichrichters 222 verbunden ist. Die Torelektrode des Gleichrichters ist normalerweise durch einen Schalter geerdet, und wenn dieser Schalter geöffnet wird, wird der Motor im Rückwärtslauf gesteuert, wie im Zusammenhang mit der Beschreibung des beweglichen Gesenkteiles in dem Hauptpatent beschrieben ist. Die positive Elektrode des Gleichrichters 222 ist mit der Leitung 208 verbunden, während die negative Elektrode geerdet ist. Die Diode 226 und die Kapazität 227 liefern an die Klemme 204 eine niedrige Gleichspannung.

Die gesteuerten Siliciumgleichrichter 219 und 222 sind in Serie mit dem Motor 88, jedoch in entgegengesetzter Polarität geschaltet, so daß, wenn der Gleichrichter 219 stromführend ist, der Gleichrichter 222 gesperrt ist und dem Motor Spannung einer Polarität zugeführt wird, wobei die Spannung die entgegengesetzte Polarität aufweist, v^errn. der Gleichrichter 222 stromführend ist und der Gleichrichter 219 gesperrt ist.

Bei der Einleitung des Arbeitsvorganges ist der Schalter 90 geschlossen, und dementsprechend ist die Torelektrode des Gleichrichters222 geerdet und der Gleichrichter gesperrt.

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Der Schalter 201 ist geöffnet, so daß kein Strom durch den Transistor 208 fließt, und die Lichtquelle 91 leuchtet daher nicht. Es befindet sich die Blende 97 in ihrer Anfangsstellung und unterbricht nicht den Lichtweg zwischen der Lichtquelle 91 und der Photozelle 94. Da die Klemme 204 mit der Basiselektrode des Transistors 215 über die Diode 213 und den " Widerstand 214 verbunden ist, hat dieser Transistor eine λ

derartige Vorspannung, daß er gesperrt ist. Da der Transistor 215 gesperrt ist, wirkt er als hoher Widerstand in Serie mit der Torelektrode des Siliciumgleichrichters 219 und beschränkt den zu dieser Elektrode fließenden Strom auf einen derartigen Viert, daß der Transistor 219 nicht geöffnet wird.

Da die beiden gesteuerten Siliciumgleichrichter 219 und 222 gesperrt sind, fließt kein Strom über die Leitung 208 und den Motor 88.

Der Kondensator 202 wird auf die Spannung der Klemme 204 aufgeladen über das Potentiometer 203 und den Schaltarm des Schalters 201, der die in der Zeichnung angegebene Stellung hat.

Um den Motor 88 in Bewegung zu setzen und einen Arbeitszyklus der Presse einzuleiten, wird der Schalter 201 gegen die Kraft einer in der Zeichnung nicht dargestellten Feder so

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umgelegt, daß die obere Belegung des Kondensators 202 an die leitung 205 angeschaltet wird. Die Ladung des Kondensators 202 fließt zur Basiselektrode des Transistors 208 durch das ■ Netzwerk, welches durch die Widerstände 206 und 207 gebildet wird, so daß der Transistor 208 stromleitend wird. Die Lichtquelle 91 wird dadurch eingeschaltet und "bestrahlt die Photozelle 94-j welche stromleitend wird, so daß ein Strom zur Basiselektrode des Transistors 208 von der Klemme 204 fließt und der Transistor 208 im ,stromleitenden Zustand bleibt.

Da der Transistor 208 nunmehr stromführend ist, bricht die Spannung, welche den Transistor 215 im gesperrten Zustand hielt und über die Diode 213 und den Widerstand 214 zugeführt wurde, zusammen. Der Transistor 215 wird daher stromführend durch den Strom, der von der Klemme 204 den Widerstand 216 durchfließt, so daß ein Strom der Torelektrode des Siliciumgleichrichters 219 zugeführt wird und der Gleichrichter stromführend wird, so daß ein gleichgerichteter Halbwellenstrom den Motor 88 durchfließt und die Drehung der Spindel in solchem Sinne bewirkt, daß der bewegliche Gesenkteil in Richtung auf den festen Gesenkteil bewegt wird. Wenn der bewegliche Gesenkteil seinen Ärbeitshub beginnt, wird der Schalter 90 geöffnet. Der Siliciumgleichrichter 222 wird jedoch noch nicht stromführend, da der Transistor 220 nach wie vor die Torelektrode des Gleichrichters 222.

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auf Brdpotential hält. Wenn der Transistor 220 stromführend wird, erhält die Basiselektrode des Transistors 211 Erdpotential infolge des niedrigen Widerstandes des Transistors 220, so daß der Transistor 211 gesperrt wird und ein Strom zur Basiselektrode des Transistors 220 fließt und dieser Transistor stromführend wird und ein Kurzschluß der Torelektrode des Siliciumgleichrichters 222 zur negativen Elektrode erfolgt, solange die lichtquelle 91 licht aussendet, d. h. solange der Transistor 208 stromführend ist. Der Motor 88 dreht sich daher in einem Sinn und ist vollständig unter der automatischen Kontrolle des geöffneten Schalters 90. Die Transistoren 215, 220 und 208 sind sämtlich stromführend, und der Transistor 211 ist gesperrt. Der Stromkreis wird in diesem Zustand durch das ausgesendete Licht der Lampe 91 gehalten und behält diesen Zustand, der den Motor mit voller Leistung in einer Richtung rotieren läßt, his der Lichtstrahl unterbrochen wird. Wenn der bewegliche Gesenkteil sich in %

seinem Arbeitshub ein bestimmtes Stück bewegt hat, wird der Lichtstrahl durch die Blende 97 unterbrochen, so daß die Photozelle 94 gesperrt wird und der Transistor 208 ebenfalls gesperrt wird. Dementsprechend wird die Lichtquelle 91 abgeschaltet und das Potential der Klemme 204 wird wiederum der Basiselektrode des Transistors 215 über die Diode 213 und den Widerstand 214 zugeführt, so daß der Transistor gesperrt wird. Der Transistor 215 wirkt nunmehr als ein hoher Widerstand in dem Stromkreis der Torelektrode des

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Siliciumgleiciiriciiters 219, so daß der zur Torelektrode fließende Strom auf einen Wert begrenzt wird, der so niedrig ist, daß der Siliciumgleichrichter 219 nicht stromleitend wird. Die sieh daraus ergebende Umkehr der Polarität am Gleichrichter 219 bewirkt eine Sperrung des Gleichrichters 219.

Gleichzeitig bewirkt der gesperrte Zustand des Transistors 208, daß der Transistor 211 einen Basisstrom erhält und daher stromleitend wird. Die Basiselektrode des Transistors 220 erhält daher ein Potential, welches ungefähr dem Erdpotential entspricht, so daß der Transistor 220 gesperrt wird. Der Kurzschluß zwischen der Torelektrode und den negativen Elektroden des Siliciumgleichrichters 222 wird daher unterbrochen, und es fließt ein hinreichender Strom durch die Diode 224 und den Widerstand 223, so daß der Siliciumgleichrichter 222 stromführend wird. Dementsprechend wird die Polarität der Spannung, die dem Motor 88 zugeführt wird, umgekehrt, und damit wird auch der Drehsinn des Motors 88 so schnell umgekehrt, wie es die Trägheit des Ankers des Motors zuläßt. Es wird der bewegliche Gesenkteil nunmehr wiederum zurückbewegt, von dem festen Gesenkteil weg, durch die Drehung der Spindel 80, bis der Schalter 90 wiederum am Ende der Rückwärtsbewegung des beweglichen Gesenkteiles geschlossen wird und auf diese Weise ein Kurzschluß der Torelektrode mit der negativen Elektrode des Siliciumgleich-

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richters 222 erfolgt, der nunmehr gesperrt wird, so daß der Motor anhält.

Die Länge des Arbeitshubes des beweglichen 3-esenkteiles kann durch Einstellung der Photozelle 94 und der Lichtquelle 91
in bezug auf die Bewegung der Blende 97 geändert werden, wie in dem Hauptpatent dargelegt ist.

Da die Schaltgeschwindigkeit der gesteuerten Siliciumgleichrichter sehr hoch ist, kann die Umsteuerung des Motors 88
in weniger als einer Motorumdrehung erfolgen.

Patentansprüche:

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Claims

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Patentansprüche

Dr. Expl.

(T) Schaltungsanordnung zur Steuerung des Antriebsmotors einer Gesenkpresse mit durchbiegungsfähigem Gesenkarm, bei der die Steuerung des beweglichen Gesenkteiles durch eine, von einem umsteuerbaren Motor angetriebene Spindel erfolgt nach DBP-Anmeldung A 47 286 Ib/7c, dadurch gekennzeichnet, daß dem Motor (88) Strom über zwei Halbleiterschalter (219, 222) derart zugeführt wird, daß die Motorwelle sich in einer Richtung dreht, wenn der eine der Halbleiterschalter (219) stromführend ist, und in der entgegengesetzten Richtung dreht, wenn der andere Halbleiterschalter (222) stromführend ist, und daß durch Betätigung eines Schalters (201) der erste Halbleiterschalter (219) stromführend wird, während der andere Halbleiterschalter (222) gesperrt gehalten bleibt, und ein Umschalter (91, 94) betätigt wird, wenn die Motorwelle eine bestimmte Anzahl Umdrehungen in einem Drehsinn ausgeführt hat und dadurch der erste Halbleiterschalter (219) gesperrt wird und der andere Halbleiterschalter (222) stromführend wird,^ und daß ein weiterer Schalter (90) den zweiten Halbleiterschalter (222) sperrt, wenn die Welle eine bestimmte Anzahl Umdrehungen in der anderen Richtung ausgeführt hat.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß der die Einschaltung bewirkende

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Schalter (201) normalerweise geöffnet ist und in seiner Öffnungsstellung die Aufladung eines Speicherkondensators (202) bewirkt und in seiner Schließstellung die Entladung des Kondensators (202) über eine Schaltvorrichtung (208) bewirkt, die den ersten Halbleiterschalter (219) stromführend macht, und daß die genannte Schaltvorrichtung (208) eine photoelektrische Anordnung (91, 94) einschaltet, durch die der erste Halbleiterschalter (219) in eingeschaltetem Zustand gehalten wird.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die weitere Schaltvorrichtung (208) eine lichtquelle (91) in !Tätigkeit setzt, die eine photoelektrische Zelle (94) steuert, und daß der Strom der photoelektrischen Zelle (94) unterbrochen wird, wenn die Welle des Motors (88) eine bestimmte Anzahl Umdrehungen in einem Richtungssinn ausgeführt hat, indem eine Verschlußblende (97) zwischen die Lichtquelle (91) und die photoelektrische Zelle (94) eingeschoben wird, und daß bei einer Abschaltung der photoelektrischen Zelle (94) die Lichtquelle (91) gelöscht wird.
4. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehung der Welle des Motors in einer Richtung einen

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■weiteren. Schalter (90) unterbricht, der eine zweite Halbleiterschaltvorrichtung (222) stromführend macht, wenn' der erste Halbleiterschalter (219) gesperrt wird.
5. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Halbleiterschaltvorrichtung (222) eine !Torelektrode aufweist, die über einen Widerstand (220) an Erde gelegt wird, um die Halbleiterschaltvorrichtung (222) zu sperren„
6. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Halbleiterschalter (219) ein Siliciumgleichrichter ist und durch einen Transistor (215) gesteuert wird, und daß der !Transistor (215) im stromführenden Zustand gehalten wird, wenn die Photozelle (94) stromführend ist, und den der Torelektrode der Halbleiterschaltvorrichtung (219) zugeführten Strom auf einem solchen Wert hält, daß die Halbleiterschaltvorrichtung (219) im stromführenden Zu-* stand gehalten wird.
7. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Schalter (90) zwischen der Torelektrode der zweiten als Siliciumgleichrichter ausgebildeten Halbleiterschaltvorrichtung (222) und dem Erdungspunkt vorgesehen ist.

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