DE2456729B2 - Spindelpresse mit senkrechter Spindel und Asynchronmotor - Google Patents
Spindelpresse mit senkrechter Spindel und AsynchronmotorInfo
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- B30B1/18—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by screw means
- B30B1/181—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by screw means the screw being directly driven by an electric motor
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Description
Die Erfindung betrifft eine Spindelpresse mit senkrechter Spindel und mit dieser direkt gekuppeltem
Asynchronmotor, der als einziger Stößelantrieb vorgesehen, bei Vorlauf und Rücklauf nur für eine Drehzahl
ausgelegt ist und für den Vorlauf mittels einer Steuerungseinrichtung einschaltbar ist Hierbei sind
Asynchronmotor und Schwungrad mit der Spindel nicht über eine schaltbare Kupplung verbunden, wobei aber
ein Überlastungsschutz, z. B. in Form einer Rutschkupplung, oder zwischen Motor und Spindel ein Getriebe
vorgesehen sein kann. .
Bei einer bekannten Spindelpresse dieser Art erfolgt die Einschaltung des Stromes für den Asynchronmotor
bei stillstehender Spindel, so daß der Asynchronmotor die Spindel von der Drehzahl Null an zu beschleunigen
hat. Der Asynchronmotor ist der einzige Stößelantrieb, d. h. die einzige Einrichtung, die der Spindelpresse für
die Slößelbewegung Energie von außen zuführt. Nachteile dieser bekannten Spindelpresse sind bekannt
(DE-OS 15 13 349, Beschreibung Seite 1). Insbesondere aber erfolgt bei jedem Vorlauf und bei jedem Rücklauf
ein sogenannter Wärmestoß. Ein Motor, der hohe und viele Wärmestöße aufzunehmen hat, baut umfangsmäßig
groß, wodurch der Motor, insbesondere dessen Läufer, eine im Vergleich zur Spindel und zum
Schwungrad beachtliche Eigenschwungmasse aufweist. <5
Sehr häufig besteht nun aus konstruktiven Gründen das Bestreben, die Eigenschwungmasse des Asynchronmotors
so klein als möglich zu halten. Zu beachten ist dabei, daß eine Spindelpresse mit senkrechter Spindel in der
Regel mit recht niedriger Drehzahl arbeitet, was sich auf so die Konstruktion des Asynchronmotors auswirkt
Aufgabe der Erfindung ist es somit, bei einer Spindelpresse der anfangs genannten Art zu erreichen,
daß die durch Wärmestöße freigesetzte Energie verringert ist und ein Asynchronmotor mit geringer
Eigenschwungmasse möglich ist, wobei geringer konstruktiver und baulicher Aufwand erwünscht ist.
Es ist an sich bekannt (DE-OS 20 07 505), bei einer Spindelpresse einen mit einer Spindel direkt gekuppelten
Motor für den Vorlauf erst zuzuschalten, wenn die ω Spindel aufgrund eines zusätzlichen Beschleunigungsmittels eine bestimmte Drehzahl erreicht hat. Dieses
zusätzliche Beschleunigungsmittel ist dort ein zusätzlicher Motor, welcher das Schwungrad fortlaufend
antreibt, das bei Beginn des Vorlaufes über eine f>5
schaltbare Kupplung mit der Spindel gekuppelt wird. Hierdurch sollen die Anfangsstromspitzen, die bei
Beginn des Vorlaufes oder aufgrund des Vorlaufes im Netz auftreten, herabgesetzt werden. Der bauliche
Aufwand, der durch den zusätzlichen, aus dem Netz Energie aufnehmenden Motor und die schaltbare
Kupplung bedingt ist ist jedoch in manchen Fällen unerwünscht
Man hat auch versucht (DE-OS 1513 349) den
Wirkungsgrad zu verbessern und die Einschaltströme zu erniedrigen, indem die Drehzahl des Asynchronmotors
geregelt wird, wobei z. B. eine Polumschaltbarkeit des
Asynchronmotors oder ein dem Motor vorgeschalteter Frequenzschalter vorgesehen ist Auch diese Maßnahmen
sind wegen des baulichen Aufwandes häufig nicht befriedigend, zumal die Polumschaltbarkeit mit einer
Vergrößerung der Eigenschwungmasse des Asynchronmotors verbunden ist
Bei Reibspindelpressen ist es bekannt (Zeitschrift »Blech Rohre Profile«, 1971/Heft8, S. 319, 320), eine
Bremsschubeinrichtung vorzusehen, welche die Energie des hochlaufenden Stößels aufnimmt und diese beim
nachfolgenden Schlag wieder an den Stößel abgibt Hierdurch entfällt eine Schlupfperiode beim Anlauf,
wird also das Reibradwendegetriebe beim Anlauf entlastet. Da diese Reibradspindelpressen aber mit
einem ständig laufenden, ein Schwungrad ständig treibenden Antriebsmotor arbeiten, führt die Bremsschubeinrichtung
praktisch nicht zu einer Entlastung des Antriebsmotors, wobei das Reibradwendegetriebe
einen 3roGen konstruktiven und baulichen. Aufwand
darstellt.
Die Erfindung sieht nun bei einer Spindelpresse der anfangs genannten Art erfindungsgemäß vor, daß die
Einschaltung des Stromes für den Asynchronmotor für den Vorlauf durch entsprechende Ausbildung der
Steuerungseinrichtung erst dann, quasi als Zuschaltung erfolgt, wenn die Spindel aufgrund einer auf den Stößel
wirkenden Bremsschubeinrichtung eine bestimmte Drehzahl erreicht hat
Bei einer erfindungsgemäßen Spindelpresse nimmt die Bremsschubeinrichtung die Energie des zurücklaufenden
Stößels auf, wodurch auch die Abbremsung des zurücklaufenden Stößels erleichtert ist. Der zurückgelaufene
Stößel wird bei in der Bremsschubeinrichtung gespeicherter Energie mittels einer Bremseinrichtung
festgehalten. Zum Auslösen eines Schlages wird bei stillstehendem Asynchronmotor die Bremseinrichtung
gelöst, wonach die Bremsschubeinrichtung den Stößel antreibt, wobei sie die Spindel, das Schwungrad und
auch den Asynchronmotor in Drehung versetzt. Sobald die Spindel die vorbestimmte Drehzahl, die Solldrehzahl
erreicht hat, wird mittels der Steuerungseinrichtung der Asynchronmotor zugeschaltet, der Spindel, Schwungrad
und Stößel weitertreibt. Die Solldrehzahl liegt vor, wenn Spindel und Stößel ausreichend beschleunigt sind.
Vorzugsweise liegt die Solldrehzahl dann vor, wenn die Bremsschubeinrichtung die gespeicherte Energie ganz
oder nahezu ganz abgegeben hat
Bei einer erfindungsgemäßen Spindelpresse wirken Asynchronmotor und Bremsschubeinrichtung nicht
gemeinsam gleichzeitig, was entscheidend für die nahezu völlige Ausschaltung eines Wärmestoßes beim
Stößelvorlauf ist Da nur noch beim Stößelrücklauf ein Wärmestoß auftritt, d. h. der Asynchronmotor voll
belastet ist, ist die Zahl der Wärmestöße um 50% reduziert, was mit einer beachtlichen Reduzierung des
baulichen Aufwandes des Asynchronmotors und dessen Belüftungseinrichtung sowie der Eigenschwungmasse
des Asynchronmotors verbunden ist. Auch der Energieverbrauch der Spindelpresse ist beachtlich gesenkt. Die
direkte Kupplung des Asynchronmotors mit der Spindel erfolgt z.B. auch ohne Zwischenschaltung eines
Getriebes, wodurch baulicher Aufwand vermieden ist
Erie Verwendung von Bremsschubvorrichtungen bei einer Spindelpresse zur Anfangsbeschleunigung des
Siößelbewegungssystems ist schon im älteren Patent 23 27 843 vorgeschlagen worden, jedoch stehen diese
Mittel dort mit anderen Merkmalen einer bestimmten Spindelpressenbauart in festem Zusammenhang, aus
dem sie erkennbar nicht herausnehmbar sind. Durch die ι ο vorliegende Anmeldung wird nicht generell der
Gedanke beansprucht, daß zwecks Erleichterung des Motoranlaufs die in einem Druckkissen gespeicherte
potentielle Energie benutzt wird und der Motor erst später zugeschaltet wird. Vielmehr wird in der
vorliegenden Anmeldung ein Anwendungsfall dieses generellen Gedankens in bestimmtem, durch die
Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs festgelegten Zusammenhang beansprucht
In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführung^- form der Erfindung dargestellt und zeigt
F i g. 1 eine Spindelpresse im Schnitt,
Fig.2 schematisch eine Steuerungseinrichtung für
die Spindelpresse gemäß Fig.] und
Fig.3 eine graphische Darstellung der Energieverhältnisse
der Spindelpresse gemäß F i g. 1 und 2.
Eine Spindelpresse gemäß Zeichnung besitzt an Ständern 1 einen Tisch 2, über dem ein Stößel 3 auf- und
abbewegbar ist. Der Stößel 3 besitzt auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten je einen Arm 4, der in dem
Bereich je eines der Ständer ragt. Bei nach eben zurückgezogenem Stößel stützt sich auf dem Ann
jeweils eine Kolbenstange 5 ab, die zu einer Bremsschubeinrichtung 6 gehört, die in dem Bereich des
Ständers angeordnet ist und am Ständer abgestützt ist. )r>
An der Oberseite der Kolbenstange 5 befindet sich ein Kolben 7, der in einen Zylinder 8 gleitet, der über dem
Kolben einen Rium bildet, der mit komprimiertem Gas gefüllt ist.
Der Stößel trägt an seiner Oberseite eine Mutter 9, in der das Gewinde einer Spindel !0 drehbar ist, die in
einem Querhaupt 11 drehbar und axial unverschiebbar gelagert ist. Auf dem nach oben ragenden Stück der
Spindel 11 ist ein Schwungrad 12 angeordnet, wobei eine Rutschkupplung 13 vorgesehen ist. Das Schwung- 4r>
rad ist von einer Bremseinrichtung 14 umgeben. Am oberen Ende der Spindel 10 greift ein Asynchronmotor
15 an, dessen Welle mit dem oberen Ende einen Tachogenerator 16 treibt. Über dem Tachogenerator
und dem Asynchronmotor ist ein Kühlgebläse 17 w angeordnet.
Gemäß F i g. 2 läßt sich der Asynchronmotor 15 über zwei in Serie liegende Schalter 18', 19' an- und
abschalten, die von je einem Relais 18, 19 bedient werden. Sind beide Schalter geschlossen, so läuft der
Motor, wogegen dieser nicht für Vorlauf des Stoßeis läuft, wenn zumindest einer der beiden Schalter geöffnet
ist Die Spannung des Tachogenerators 16 wird einem Vergleichsglied 20 zugeführt, das von einem Potentiometer
21 eine Sollspannung erhält Die Vergleichsspannung wird über einen Verstärker 22 dem Relais 18
zugeführt Die Spannung des Tachogenerators 16 wird auch einem Vergleichsglied 23 zugeführt das von einem
Potentiometer 24 eine Sollspannung erhält Die Vergleichsspannung wird über einen Verstärker 25 den
Relais 19 zugeführt
Wenn der Stößel 3 nach Lösen der Bremseinrichtung mittels der Bremsschubeinrichtung vorwärts getrieben
wird, so dreht sich auch der Tachogenerator 16, wobei zunächst der Schalter 18' geschlossen und der Schalter
19' geöffnet ist Wenn die Spannung des Tachogenerators die (niedrige) Spannung des Potentiometers 24
erreicht dann spricht das Relais 19 an und schließt den Schalter 19', so daß der Asynchronmotor 15 im Vorlauf
anspringt Wenn die Spannung des Tachogenerators die (hohe) Spannung des Potentiometers 21 erreicht, dann
spricht das Relais 18 an und öffnet den Schalter 18', so daß der Asynchronmotor abgeschaltet wird. Sobald die
Spannung des Tachogenerators Null wird, schließt der Schalter 18' und öffnet der Schalter 19'.
In dem Diagramm gemäß Fig. 3 ist für den Stößelvorlauf die Zeit t angegeben, die vergeht
zwischen der Spindeldrehzahl Null und der maximalen Spindeldrehzahl. Ober der Zeit ist der Strom /
aufgetragen, den der Asynchronmotor aufnehmen würde, wenn er die Spindel von Null an beschleunigen
würde. Die Kurve / entspricht der vom Asynchronmotor abgegebenen Energie, da der Motor an konstanter
Spannung liegt. Der Verlauf der Kurve / ist auch dem Diagramm ersichtlich, wobei die Kurve von einem
hohen Spitzenwert auf einen niedrigen Wert abfällt. Da aber der Asynchronmotor erst eingeschaltet wird, wenn
die Spindel durch die Bremsschubeinrichtung beschleunigt ist, hat die Bremsschubeinrichtung und nicht der
Asynchronmotor den im Diagramm schraffierten »Rel. Energieanteil durch Bremsschubeinrichtung« aufgebracht.
Der Asynchronmotor bringt nur noch den im Diagramm schraffiert angedeuteten »Rel. Energieanteil
des Motors« auf. Das auf Berechnungen basierende Diagramm zeigt somit deutlich, daß der Asynchronmotor
bei Verwendung einer Bremsschubeinrichtung und verzögertem Zuschalten einen wesentlich geringeren
Energiebetrag abzugeben hat, als wenn er die Spindel von Null an alleine treibt.
Im Diagramm ist noch die Kurve angegeben, die den
Anstieg der Drehzahl der Spindel wiedergibt. Die maximale Drehzahl ist recht gering und liegt bei ca.
200 U/min. Eine Kurve Umdr. gibt die Zahl der tatsächlich erfolgten Umdrehungen an.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:Spindelpresse mit senkrechter Spindel und mit dieser direkt gekuppeltem Asynchronmotor, der als einziger Stößelantrieb vorgesehen, bei Vorlauf und Rücklauf nur für eine Drehzahl ausgelegt ist und für den Vorlauf mittels einer Steuerungseinrichtung einschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltung des Stromes für den Asynchronmotor für den Vorlauf durch entsprechende ι ο Ausbildung der Steuerungseinrichtung erst dann, quasi als Zuschaltung erfolgt, wenn die Spindel aufgrund einer auf den Stößel wirkenden Bremsschubeinrichtung eine bestimmte Drehzahl erreicht hat
Priority Applications (1)
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DE19742456729 DE2456729C3 (de) | 1974-11-30 | 1974-11-30 | Spindelpresse mit senkrechter Spindel und Asynchronmotor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19742456729 DE2456729C3 (de) | 1974-11-30 | 1974-11-30 | Spindelpresse mit senkrechter Spindel und Asynchronmotor |
Publications (3)
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DE2456729B2 true DE2456729B2 (de) | 1980-08-28 |
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ID=5932180
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DE19742456729 Expired DE2456729C3 (de) | 1974-11-30 | 1974-11-30 | Spindelpresse mit senkrechter Spindel und Asynchronmotor |
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-
1974
- 1974-11-30 DE DE19742456729 patent/DE2456729C3/de not_active Expired
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Also Published As
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: LANGENSTEIN & SCHEMANN GMBH, 8630 COBURG, DE |
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