DE4421527A1

DE4421527A1 - Crank drive for large-scale press

Info

Publication number: DE4421527A1
Application number: DE4421527A
Authority: DE
Inventors: Horst Dipl Ing Sauerbrey; Siegfried Dipl Ing Hausdoerfer; Ray Bathe
Original assignee: Langenstein and Schemann GmbH
Current assignee: Langenstein and Schemann GmbH
Priority date: 1994-06-20
Filing date: 1994-06-20
Publication date: 1995-12-21
Anticipated expiration: 2014-06-21
Also published as: DE4421527C2

Abstract

The crank drive has a crankshaft cooperating with a reciprocating rod displaced between an upper dead point and a lower dead point, one end of the crankshaft coupled to a flywheel driven by a mains-operated electric drive motor. The second end of the crankshaft is coupled to a second electric drive motor, associated with a braking device and an energy storage device, with synchronised operation if both motors during the crank cycle. Both motors are provided by frequency-regulated asynchronous motors (9,19), supplied via respective thyristor regulators (24,25), coupled together via a pair of controlled switches, operated to provide the required synchronisation between the motors during the crank cycle.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kurbelantrieb einer Presse großer Preßkraft, bei dem an einem über einen unteren Totpunkt und einen oberen Tot punkt hin- und herbewegbaren Stößel eine Kurbelwelle angreift, bei dem ein erstes Wellenende der Kurbelwelle mittels einer Kupplung mit einem Schwungrad kuppelbar ist, das von einem Haupt-Elektromotor her an treibbar ist, der an ein elektrisches Versorgungs-Netz angeschlossen ist, bei dem ein zweites Wellenende der Kurbelwelle mit einem zweiten Mo tor verbunden ist, dem eine Bremseinrichtung und eine Energiespeicher einrichtung zugeordnet ist, und bei dem dem Haupt-Elektromotor und dem zweiten Motor eine Schaltung zugeordnet ist, die, bezogen auf eine 360°-Drehung der Kurbelwelle folgende Betriebszustände einstellt: Be schleunigen des Stößels mittels des zweiten Motors ab dem oberen Totpunkt, Kuppeln des Schwungrades an die Kurbelwelle, Pressenhub durch den unteren Totpunkt, Entkuppeln des Schwungrades von der Kurbelwelle und Bremsen des Stößels unter Energiespeicherung.The invention relates to a crank drive of a press with a large pressing force, where at a bottom dead center and a top dead center Point reciprocating plunger attacks a crankshaft in which a first shaft end of the crankshaft by means of a clutch with a Flywheel can be coupled from a main electric motor can be driven, which is connected to an electrical supply network, in which a second shaft end of the crankshaft with a second Mo Tor is connected to a braking device and an energy store device is assigned, and in which the main electric motor and the second motor is assigned a circuit which, based on a 360 ° rotation of the crankshaft sets the following operating states: Be accelerate the ram by means of the second motor from the upper one Dead center, coupling of the flywheel to the crankshaft, press stroke through bottom dead center, decoupling the flywheel from the Crankshaft and tappet braking while storing energy.

Mit Kurbelantrieb ist hier auch ein Exzenterantrieb gemeint. Die Presse wird z. B. für die Massiv- und Blechumformung oder die Umformung von Keramikwerkstoff eingesetzt. Pressen mit Kurbelantrieb arbeiten mit Hubfrequenzen von ca. 30-140 Hüben/min. Zum Zwecke des Werk stofftransportes innerhalb des Pressenarbeitsraums, z. B. von einer Preß station in die andere oder beim Be- und Entladen, muß der Stößel in den meisten Betriebsfällen in seiner oberen Endlage, seinem oberen Totpunkt angehalten werden. Dies bedeutet Entkuppeln des Schwungrades vor Erreichen des oberen Totpunktes und Abbremsen der Bewegungsenergie aus Stößel, Schubstange und Kurbel- bzw. Exzenterwelle. By crank drive is also meant an eccentric drive. The press z. B. for massive and sheet metal forming or the forming of Ceramic material used. Presses with crank drive work with Stroke frequencies of approx. 30-140 strokes / min. For the purpose of the work material transport within the press workspace, e.g. B. from a press station in the other or during loading and unloading, the ram must be in the most operating cases in its upper end position, its top dead center be stopped. This means uncoupling the flywheel before Reaching top dead center and decelerating kinetic energy from tappet, push rod and crank or eccentric shaft.

Bei einem bekannten (DE-OS 22 52 481) Kurbelantrieb der eingangs ge nannten Art, ist für den Haupt-Elektromotor keine besondere Elektromo tor-Art angegeben und ist der zweite Motor eine druckgasgefüllte Kol ben-Zylinder-Einrichtung, deren Kolben mit den zweiten Wellenende der Kurbel verbunden ist. Die Schaltung, welche die angegebenen Be triebszustände veranlassen soll, ist nicht näher spezifiziert. Mit dem be kannten Kurbelantrieb soll der Energieverbrauch herabgesetzt und die Netzbelastung vergleichsmäßigt werden. Es sollen die dynamischen Be anspruchungen der Kupplung und einer mechanischen Reibungsbremse vermieden werden, wobei die dynamischen Beanspruchung mit Ver schleiß, Wärmebelastung und Lärm verbunden sind.In a known (DE-OS 22 52 481) crank drive of the beginning is not a special electromo for the main electric motor gate type specified and the second motor is a pressurized gas filled Kol ben-cylinder device, the pistons of which with the second shaft end Crank is connected. The circuit that the specified Be instigating drive states is not specified. With the be Known crank drive should reduce energy consumption and Network load are equalized. The dynamic loading stresses on the clutch and a mechanical friction brake be avoided, the dynamic stress with Ver wear, heat and noise are connected.

Bei dem bekannten Kurbelantrieb ist der zweite Motor, der als druck gasgefüllte Kolben-Zylinder-Einrichtung, der die mechanische Reibungs bremse zugeordnet ist, ausgebildet ist, von Nachteil. Die Reibungs bremse muß den Stößel im oberen Totpunkt gegen die Kraft des Gas drucks in der Kolben-Zylinder-Einrichtung festhalten, was zusätzliche Si cherheitsmaßnahmen nötig macht. Die als Energiespeichereinrichtung dienende Kolben-Zylinder-Einrichtung kann zum Beschleunigen nur we niger Energie abgeben, als beim Bremsen vernichtet wird und kann prak tisch die Kurbelwelle bei weitem nicht auf die Drehzahl beschleunigen, die das ständig umlaufende Schwungrad hat. Deshalb ist das Kuppeln mit einer merklichen dynamischen Beanspruchung der Kupplung verbun den. Obwohl das Bremsen im wesentlichen unter Kompression des Druckgases erfolgt, läßt sich eine merkliche dynamische Belastung der mechanischen Reibungsbremse nicht vermeiden.In the known crank drive is the second motor, the pressure gas-filled piston-cylinder device that reduces mechanical friction Brake is assigned, is formed, disadvantageous. The friction The brake must hit the ram at top dead center against the force of the gas hold pressure in the piston-cylinder device, which additional Si security measures. The as an energy storage device serving piston-cylinder device can accelerate only we emit less energy than is destroyed when braking and can be practical table by no means accelerate the crankshaft to speed, which has the continuously rotating flywheel. That is why coupling is combined with a noticeable dynamic load on the coupling the. Although braking is essentially under compression of the Compressed gas takes place, a noticeable dynamic load on the do not avoid mechanical friction brake.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Kurbelantrieb der ein gangs genannten Art zu schaffen, bei dem dynamische Belastungen der Kupplung und einer mechanischen Reibungsbremse mit Sicherheit völlig vermeidbar sind. Der erfindungsgemäße Kurbelantrieb ist, diese Aufgabe lösend, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Motor und der Haupt motor jeweils ein frequenzgeregelter Asynchronmotor sind, daß die bei den Asynchronmotoren jeweils an einem von zwei steuerbaren Wechsel richtern angeschlossen sind, die ihrerseits einerseits über Gleichrichter an das Netz angeschlossen sind und andererseits über zwei steuerbare Schalter miteinander verbindbar sind, und daß den Betriebszuständen folgende Schaltzustände zugeordnet sind:An object of the invention is therefore to provide a crank drive to create the type mentioned above, in which dynamic loads of Clutch and a mechanical friction brake with security completely are avoidable. The crank drive according to the invention is this task solving, characterized in that the second motor and the main motor are each a frequency-controlled asynchronous motor that at the asynchronous motors each on one of two controllable changes judges are connected, which in turn on the one hand via rectifiers are connected to the network and, on the other hand, via two controllable ones Switches can be connected to each other, and that the operating states the following switching states are assigned:

a) beim Beschleunigen durch den vom Netz her beaufschlagten zweiten Asynchronmotor speist der bezüglich der Drehzahl des Schwungrades generatorisch gesteuerte Haupt-Asynchronmotor über den geschlossenen ersten Schalter den zweiten Asyn chronmotor zusätzlich, wobei der zweite Schalter S2 offen ist,a) when accelerating by the one charged by the network second asynchronous motor feeds the speed of the Flywheel generator-controlled main asynchronous motor the second Asyn via the closed first switch chronomotor additionally, with the second switch S2 being open,
b) zum Kuppeln werden beide Asynchronmotoren auf gleiche Dreh zahl gesteuert, wobei der erste Schalter S1 geschlossen ist und der zweite Schalter S2 offen ist,b) for coupling both asynchronous motors on the same rotation Number controlled, the first switch S1 is closed and the second switch S2 is open,
c) beim Pressenhub wird die Frequenz beider Wechselrichter her untergesteuert und der erste Schalter S1 geöffnet, wobei der zweite Schalter S2 offen ist,c) the frequency of both inverters is obtained during the press stroke understeered and the first switch S1 opened, the second switch S2 is open,
d) zum Entkuppeln wird der zweite Asynchronmotor auf die Fre quenz 0 gesteuert und läuft der Haupt-Asynchronmotor weiter, wobei der erste Schalter S1 und der zweite Schalter S2 offen sind, undd) to decouple the second asynchronous motor on the Fre quenz 0 controlled and the main asynchronous motor continues to run, the first switch S1 and the second switch S2 open are and
e) beim Bremsen speist der bezüglich der Drehzahl der Kurbelwelle generatorisch gesteuerte zweite Asynchronmotor über den ge schlossenen zweiten Schalter S2 den Haupt-Asynchronmotor zu sätzlich, der vom Netz her beaufschlagt das Schwungrad auf größere Drehzahl bringt, wobei der erste Schalter geöffnet ist.e) when braking, feeds with respect to the speed of the crankshaft generator-controlled second asynchronous motor via the ge closed second switch S2 the main asynchronous motor additionally, the flywheel acts on the network brings higher speed, with the first switch is open.

Eine als zweiter Motor dienende druckgasgefüllte Kolben-Zylinder-Ein richtung, die im oberen Totpunkt im gespannten Zustand zu halten ist, ist entfallen. Da das Bremsen mittels des zweiten Asynchronmotors er folgt, ist eine mechanische Reibungsbremse entfallen. Beim Beschleuni gen wird nicht nur dem zweiten Asynchronmotor genügend Energie zugeführt, um die Kurbelwelle auf eine hohe Drehzahl zu bringen, sondern auch der Haupt-Asynchronmotor samt dem Schwungrad in der Drehzahl verringert, so daß das Schwungrad und die Kurbelwelle mit tatsächlich gleicher Drehzahl gekuppelt werden und jegliche dynamische Belastung der Kupplung entfällt. Die beim Bremsen mittels des generatorisch betriebenen zweiten Asynchronmotors zurückgewonnene Energie wird durch eine Erhöhung der Drehzahl des Schwungrades gespeichert. Für das Beschleunigen liefert der generatorisch betriebene Haupt-Asynchronmotor Energie an den zweiten Asynchronmotor. Die Netzbelastung ist weiter vergleichsmäßigt. Es sind keine dynamischen Belastungen einer mechanischen Reibungsbremse und der Kupplung mehr vorhanden.A pressurized gas-filled piston-cylinder inlet serving as the second engine direction that is to be kept under tension at top dead center, has been dropped. Since braking by means of the second asynchronous motor, he follows, there is no mechanical friction brake. When accelerating Not only the second asynchronous motor receives enough energy fed to bring the crankshaft to high speed, but also the main asynchronous motor including the flywheel in the Speed reduced so that the flywheel and the crankshaft with actually coupled the same speed and any dynamic There is no load on the clutch. When braking using the regenerated second asynchronous motor Energy is generated by increasing the speed of the flywheel saved. For acceleration, the generator operated Main asynchronous motor energy to the second asynchronous motor. The Network load is further evened out. They are not dynamic Mechanical friction brake and clutch loads more available.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es, wenn sich das Beschleu nigen auf 0°-120°, das Kuppeln auf 120°-150°, der Pressenhub auf 150°-210°, das Entkuppeln auf 210°-240° und das Bremsen auf 240°-360° bzw. 0° erstreckt. Bei diesen Winkelbereichen ist der Kur belantrieb für schwere Schmiedearbeiten optimal ausgelegt. Für Blech verformung sind die Grenzen der Winkelbereiche anders gesetzt.It is particularly expedient and advantageous if the acceleration nigen to 0 ° -120 °, the coupling to 120 ° -150 °, the press stroke 150 ° -210 °, uncoupling to 210 ° -240 ° and braking on 240 ° -360 ° or 0 ° extends. At these angular ranges is the cure Bel drive optimally designed for heavy forging work. For sheet metal deformation, the limits of the angular ranges are set differently.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es auch, wenn der Haupt- Aynchronmotor auf das Schwungrad über ein Drehzahl-Untersetzungs getriebe arbeitet, das am Schwungrad über ein im Durchmesser kleines Zahnrad angreift. Die Drehzahl-Untersetzung wird gewählt, um den Asynchronmotor hinsichtlich Bauvolumen und abgegebenes Drehmo ment günstig zu gestalten, wobei die Drehzahl-Untersetzung in zwei Stufen erfolgt.It is also particularly expedient and advantageous if the main Aynchronous motor on the flywheel via a speed reducer gear works on the flywheel via a small in diameter Gear attacks. The speed reduction is selected by the Asynchronous motor in terms of volume and torque delivered ment cheap to design, the speed reduction in two Stages.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es sodann, wenn der zweite Asynchronmotor auf die Kurbelwelle über ein Drehzahl-Untersetzungsge triebe arbeitet, das an einem an der Kurbelwelle angebrachten Groß kranz über ein im Durchmesser kleines Zahnrad angreift. Die Drehzahl- Untersetzung wird gewählt, um den Asynchronmotor hinsichtlich Bau volumen und abgegebenes Drehmoment günstig zu gestalten, wobei die Drehzahl-Untersetzung in zwei Stufen erfolgt. It is then particularly expedient and advantageous if the second Asynchronous motor on the crankshaft via a speed reduction gear drives working on a large attached to the crankshaft wreath attacks via a gear wheel of small diameter. The speed Reduction is chosen to the asynchronous motor in terms of construction to design volume and delivered torque cheaply, the Speed reduction takes place in two stages.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es ebenso, wenn beide Asyn chronmotoren gleich ausgebildet sind. Dies vereinfacht und verbilligt den Aufbau des Kurbelantriebs.It is also particularly expedient and advantageous if both Asyn chron motors are of the same design. This simplifies and reduces the cost Structure of the crank drive.

In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt und zeigtIn the drawing is a preferred embodiment of the invention shown and shows

Fig. 1 schematisch einen Kurbelantrieb einer Kurbelpresse großer Preß kraft mit einer ersten Schaltung, Fig. 1 schematically shows a crank drive a crank press large pressing force with a first circuit,

Fig. 2 eine zweite Schaltung, die wahlweise zu der ersten Schaltung einsetzbar ist, und Fig. 2 shows a second circuit which can be used optionally for the first circuit, and

Fig. 3 eine Grafik zur Verdeutlichung der Funktion des Kurbelantriebs gemäß Fig. 1. Fig. 3 is a graph to illustrate the function of the crank drive of FIG. 1.

Bei dem Kurbelantrieb gemäß Zeichnung ist jeweils ein Pressengestell mit einem unteren Querstück 1, zwei Ständern 2 und einem oberen Querstück 3 vorgesehen. Zwischen den Ständern 2 ist ein Stößel 4 auf- und abbewegbar geführt, der an dem unteren Ende einer Schubstange 5 angebracht ist, die Teil eines Kurbelantriebs 6 ist. Das obere Ende der Schubstange 5 ist an einer einfachen Kurbelwelle 7 drehbar angebracht, die an zwei Seiten in je einem der Ständer 2 drehbar gelagert ist und bei jedem der Ständer ein Wellenende 8 bildet. Es ist ein Haupt-Asyn chronmotor 9 am oberen Querstück 3 vorgesehen, der auf ein Getriebe 10 arbeitet, das über ein Vorgelege 11 und ein Triebzahnrad 12 ein Schwungrad 13 treibt, das koaxial zu der Kurbelwelle 7 drehbar gelagert ist. Am Pressengestell und zwar an dem einen Ständer 2 ist eine Fest stelleinrichtung 14 vorgesehen, die an dem Schwungrad 13 angreift, um den Kurbelantrieb 6 festzustellen. Das Schwungrad 13 trägt eine Aus gangswelle 1 5, die über eine Kupplung 18 mit dem einen Wellenende 8 der Kurbelwelle 7 verbunden bzw. verbindbar ist.In the crank drive according to the drawing, a press frame with a lower cross piece 1 , two stands 2 and an upper cross piece 3 is provided. A plunger 4 is guided up and down between the stands 2 and is attached to the lower end of a push rod 5 , which is part of a crank drive 6 . The upper end of the push rod 5 is rotatably attached to a simple crankshaft 7 which is rotatably mounted on two sides in each of the stands 2 and forms a shaft end 8 on each of the stands. There is a main Asyn chronmotor 9 is provided on the upper crosspiece 3 , which works on a transmission 10 which drives a flywheel 13 via a countershaft 11 and a drive gear 12 , which is rotatably mounted coaxially to the crankshaft 7 . On the press frame, namely on the stand 2 , a fixed adjusting device 14 is provided which engages on the flywheel 13 in order to determine the crank drive 6 . The flywheel 13 carries out an input shaft 1 5, which is a shaft end 8 of the crankshaft 7 is connected via a coupling 18 to the respectively connected.

Die Feststelleinrichtung 14 hält das Schwungrad 13 und damit den Stößel 4 im oberen Totpunkt oder in einer anderen vorwählbaren Stel lung fest. Das Schwungrad 13, die Kurbelwelle 7, die Schubstange 5 und der Stößel 4 werden dann mittels eines zweiten Asynchronmotors 19 bis ca. 30° vor dem unteren Totpunkt auf die der Hubfrequenz ent sprechende Drehzahl, z. B. 60 Umdrehungen/min, beschleunigt. Von ca. 30° vor dem unteren Totpunkt bis zum unteren Totpunkt wird die im Schwungrad gespeicherte Energie oder je nach Bedarf ein Teil der ge speicherten Energie während der Umformung in das Werkstück einge leitet. Die Schwungmassen werden über den unteren Totpunkt hinaus drehzahlgeregelt für den Rückhub bewegt. Ab ca. 30° nach dem unte ren Totpunkt erfolgt ein generatorisches Bremsen mit Rückführung der Energie.The locking device 14 holds the flywheel 13 and thus the tappet 4 at top dead center or in another preselectable position. The flywheel 13 , the crankshaft 7 , the push rod 5 and the plunger 4 are then by means of a second asynchronous motor 19 to about 30 ° before bottom dead center to the stroke frequency corresponding speed, z. B. 60 revolutions / min accelerated. From about 30 ° before bottom dead center to bottom dead center, the energy stored in the flywheel or, as required, a portion of the stored energy is introduced into the workpiece during the forming process. The flywheel masses are moved beyond the bottom dead center speed controlled for the return stroke. From approx. 30 ° after the bottom dead center there is regenerative braking with energy return.

Bei der gezeigten Ausführungsform ist der Hauptmotor 9 ein Asyn chronmotor. Zwischen der an dem Schwungrad 13 vorgesehenen Aus gangswelle 15 und dem Wellenende 8 ist die Kupplung 18 in Form einer schaltbaren Eingriffskupplung 18 vorgesehen. Am zweiten Ende der Kurbelwelle 7 greift der zusätzlich vorgesehene frequenzgeregelte Asynchronmotor 19 an, der bremsend als Generator arbeitet. Bei dem Asynchronmotor ist auch eine Sicherheitshalteeinrichtung 20 vorge sehen. Der zweite Asynchronmotor 19 greift an einem Untersetzungs getriebe 16 an, das z. B. als Planetenradgetriebe ausgebildet ist und mit einem kleinen Zahnrad an einem gezahnten Großkranz 17 angreift, der am Wellenende 8 der Kurbelwelle 7 sitzt.In the embodiment shown, the main motor 9 is an asynchronous chronomotor. Between the provided on the flywheel 13 from input shaft 15 and the shaft end 8, the clutch 18 in the form of a switchable coupling engagement 18 is provided. At the second end of the crankshaft 7 , the additionally provided frequency-controlled asynchronous motor 19 acts, which works as a generator to brake. In the asynchronous motor, a safety holding device 20 is also easily seen. The second asynchronous motor 19 engages a reduction gear 16 which, for. B. is designed as a planetary gear and engages with a small gear on a toothed large ring 17 which sits at the shaft end 8 of the crankshaft 7 .

Mittels des Haupt-Asynchronmotors 9 wird über das Vorgelege 11 das Schwungrad 13 auf die Drehzahl gebracht, die der nominellen Hubfre quenz der Presse entspricht, z. B. 60 Umdrehung/min. Dabei wird die der Presse zugeordnete Umformenergie im Schwungrad gespeichert und durch den konstruktiv vorbestimmten Drehzahlabfall des Schwungrades während der Umformung an das umzuformende Mate rial abgegeben. Es werden mittels des frequenzgeregelten zweiten Asynchronmotors 19, der mit der Kurbelwelle 7 direkt gekuppelt ist, die Kurbelwelle, die Schubstange 5 und der Stößel 4 entsprechend der Schwungrad-Drehzahl beschleunigt. Bei Synchronlauf von Schwungrad und Kurbelwelle wird über die schaltbare Kupplung 18 das Schwungrad zu geschaltet. Aufgrund des Synchronlaufs sind beim Ankuppeln Schalt stoß, Lärmentwicklung und Verschleiß vermieden. Von ca. 30° vor dem unteren Totpunkt bis zum unteren Totpunkt erfolgt die Umfor mung des Werkstücks. Für den Rückhub des Stößels bleibt das Schwungrad zunächst bis ca. 30° nach dem unteren Totpunkt ange kuppelt. Ab ca. 30° nach dem unteren Totpunkt folgt die Entkupplung des Schwungrades und die Bewegungsenergie von Kurbelwelle, Schubstand und Stößels wird mittels des an die Kurbelwelle installier ten, jetzt als Generator arbeitenden zweiten Asynchronmotor 19 zu rückgeführt.By means of the main asynchronous motor 9 , the flywheel 13 is brought to the speed via the countershaft 11 , which corresponds to the nominal Hubfre frequency of the press, for. B. 60 rpm. In this case, the forming energy assigned to the press is stored in the flywheel and emitted to the material to be formed by the design predetermined drop in speed of the flywheel during the forming. The frequency-controlled second asynchronous motor 19 , which is directly coupled to the crankshaft 7 , accelerates the crankshaft, the push rod 5 and the tappet 4 in accordance with the flywheel speed. When the flywheel and crankshaft are in synchronism, the flywheel is switched on via the switchable clutch 18 . Due to the synchronous operation switching shock, noise and wear are avoided when coupling. The workpiece is reshaped from approx. 30 ° before bottom dead center to bottom dead center. For the return stroke of the tappet, the flywheel remains coupled up to approx. 30 ° after bottom dead center. From about 30 ° after the bottom dead center follows the decoupling of the flywheel and the kinetic energy of the crankshaft, thrust level and tappet is returned to by means of the installed on the crankshaft, now working as a generator, the second asynchronous motor 19 .

Für die Frequenzregelung der beiden Asynchronmotoren 9, 19 ist je weils an das Netz 21 eine Folge eines Gleichrichters 22, 23 und eines Wechselrichters 24, 25 angeschlossen, die ihrerseits jeweils an einen der beiden Asynchronmotoren angeschlossen sind. Die dem Gleichrichter zugewendeten Seiten der beiden Wechselrichter 24, 25 sind über zwei zueinander parallele Schalter S1, S2 miteinander verbunden. Bei der Schaltung gemäß Fig. 1 ist jeder Wechselrichter über den einen gemeinsamen Gleichrichter an das Netz angeschlossen und bei der Schaltung gemäß Fig. 2 ist jeder Wechselrichter über einen eigenen Gleichrichter an das Netz angeschlossen. Die Schaltung ist je weils mit weiteren Schaltelementen 31 versehen, wie sie bei Schaltun gen zum frequenzgeregelten Steuern von Asynchronmotoren üblich sind.For the frequency control of the two asynchronous motors 9 , 19 , a sequence of a rectifier 22 , 23 and an inverter 24 , 25 is connected to the network 21 , which in turn are each connected to one of the two asynchronous motors. The sides of the two inverters 24 , 25 facing the rectifier are connected to one another via two mutually parallel switches S1, S2. In the circuit according to FIG. 1, each inverter is connected to the network via the one common rectifier and in the circuit according to FIG. 2, each inverter is connected to the network via its own rectifier. The circuit is each provided with additional switching elements 31 , as are common in circuits for frequency-controlled control of asynchronous motors.

Die Grafik gemäß Fig. 3 verdeutlicht die verschiedenen Be triebszustände während einer 360°-Drehung der Kurbelwelle. Vom oberen Totpunkt OT weg gibt es zunächst den Bereich 26 des Be schleunigens, an den sich der Bereich 27 des Kuppelns anschließt. So dann folgt der Bereich 28 des Pressenhubs, an den sich der Bereich 29 des Endkuppelns anschließt, der in dem Bereich 30 des Bremsens über geht, der am oberen Totpunkt OT endet.The graph of FIG. 3 illustrates the different operating states Be during a 360 ° rotation of the crankshaft. From top dead center OT there is first the area 26 of acceleration, to which area 27 of the coupling connects. The region 28 of the press stroke then follows, which is followed by the region 29 of the end coupling, which passes into the region 30 of braking, which ends at the top dead center OT.

Claims

1. Kurbelantrieb einer Kurbelpresse großer Preßkraft,
bei dem an einem über einen unteren Totpunkt und einen oberen Tot punkt hin- und herbewegbaren Stößel eine Kurbelwelle angreift,
bei dem ein erstes Wellenende der Kurbelwelle mittels einer Kupplung mit einem Schwungrad kuppelbar ist, das von einem Haupt-Elektromotor her antreibbar ist, der an ein elektrisches Versorgungs-Netz ange schlossen ist,
bei dem ein zweites Wellenende der Kurbelwelle mit einem zweiten Mo tor verbunden ist, dem eine Bremseinrichtung und eine Energiespeicher einrichtung zugeordnet ist, und
bei dem dem Haupt-Elektromotor und dem zweiten Motor eine Schal tung zugeordnet ist, die, bezogen auf eine 360°-Drehung der Kurbel welle, folgende Betriebszustände einstellt:
Beschleunigen des Stößels mittels des zweiten Motors ab dem oberen Totpunkt, Kuppeln des Schwungrades an die Kurbelwelle, Pressenhub durch den unteren Totpunkt, Entkuppeln des Schwungrades von der Kurbelwelle, Bremsen des Stößels unter Energiespeicherung,
dadurch gekennzeichnet,
daß der zweite Motor und der Hauptmotor jeweils ein frequenzgeregelter Asynchronmotor (19, 9) sind,
daß die beiden Asynchronmotoren (9, 19) jeweils an einen von zwei steuerbaren Wechselrichtern (24, 25) angeschlossen sind, die ihrerseits einerseits über Gleichrichter (22, 23) an das Netz (21) angeschlossen sind und andererseits über zwei steuerbare Schalter S1, S2 miteinander verbindbar sind, und
daß den Betriebszuständen folgende Schaltzustände zugeordnet sind:

a) beim Beschleunigen durch den vom Netz (21) her beaufschlagten zweiten Asynchronmotor (19) speist der bezüglich der Drehzahl des Schwungrades (13) generatorisch gesteuerte Haupt-Asyn chronmotor (9) über den geschlossenen Schalter S1 den zweiten Asynchronmotor (9) zusätzlich, wobei der erste Schalter S2 offen ist,
b) zum Kuppeln (27) werden beide Asynchronmotoren (9, 19) auf gleiche Drehzahl gesteuert, wobei der erste Schalter S1 ge schlossen ist und der zweite Schalter S2 offen ist,
c) beim Pressenhub (28) wird die Frequenz beider Wechselrichter (24, 25) heruntergesteuert und der erste Schalter S1 geöffnet, wobei der zweite Schalter S2 offen ist,
d) zum Entkoppeln (29) wird der zweite Asynchronmotor (19) auf die Frequenz 0 gesteuert und läuft der Haupt-Asynchronmotor (9) weiter, wobei der erste Schalter S1 und der zweite Schalter S2 offen sind, und
e) beim Bremsen (30) speist der bezüglich der Drehzahl der Kurbelwelle (7) generatorisch gesteuerte zweite Asynchronmotor (19) über den geschlossenen zweiten Schalter S2 den Haupt- Asynchronmotor (9) zusätzlich, der vom Netz (21) her beaufschlagt das Schwungrad (13) auf größere Drehzahl bringt, wobei der erste Schalter S1 geöffnet ist.

1. crank drive of a crank press with a large pressing force,
in which a crankshaft engages at a plunger which can be moved back and forth via a bottom dead center and an upper dead center,
in which a first shaft end of the crankshaft can be coupled by means of a clutch to a flywheel which can be driven by a main electric motor which is connected to an electrical supply network,
in which a second shaft end of the crankshaft is connected to a second motor, to which a braking device and an energy storage device are assigned, and
in which a circuit is assigned to the main electric motor and the second motor, which, based on a 360 ° rotation of the crankshaft, sets the following operating states:
Accelerating the tappet by means of the second motor from top dead center, coupling the flywheel to the crankshaft, press stroke through bottom dead center, decoupling the flywheel from the crankshaft, braking the tappet while storing energy,
characterized,
that the second motor and the main motor are each a frequency-controlled asynchronous motor ( 19 , 9 ),
that the two asynchronous motors ( 9 , 19 ) are each connected to one of two controllable inverters ( 24 , 25 ), which in turn are connected to the network ( 21 ) on the one hand via rectifiers ( 22 , 23 ) and on the other hand via two controllable switches S1, S2 can be connected to one another, and
that the following switching states are assigned to the operating states:

a) additionally) when accelerating through the forth impinged second induction motor (19) fed from the network (21) with respect to the rotational speed of the flywheel (13) regeneratively driven main Asyn nous motor (9) via the closed switch S1 to the second induction motor (9, the first switch S2 is open,
b) for coupling ( 27 ), both asynchronous motors ( 9 , 19 ) are controlled at the same speed, the first switch S1 being closed and the second switch S2 being open,
c) during the press stroke ( 28 ), the frequency of both inverters ( 24 , 25 ) is reduced and the first switch S1 is opened, the second switch S2 being open,
d) for decoupling ( 29 ) the second asynchronous motor ( 19 ) is controlled to the frequency 0 and the main asynchronous motor ( 9 ) continues to run, the first switch S1 and the second switch S2 being open, and
e) when braking ( 30 ), the second asynchronous motor ( 19 ), which is regeneratively controlled with respect to the speed of the crankshaft ( 7 ), feeds the main asynchronous motor ( 9 ) via the closed second switch S2, which acts on the flywheel from the network ( 21 ) ( 13 ) brings to a higher speed, the first switch S1 being open.

2. Kurbelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Beschleunigen (26) auf 0°-120°, das Kuppeln (27) auf 120°-150°, der Pressenhub (28) auf 150°-210°, das Entkuppeln (29) auf 210°-240° und das Bremsen (30) auf 240°-360° bzw. 0° erstreckt.2. Crank drive according to claim 1, characterized in that the acceleration ( 26 ) to 0 ° -120 °, the coupling ( 27 ) to 120 ° -150 °, the press stroke ( 28 ) to 150 ° -210 °, the decoupling ( 29 ) extends to 210 ° -240 ° and braking ( 30 ) extends to 240 ° -360 ° or 0 °.

3. Kurbelantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Haupt-Asynchronmotor (9) auf das Schwungrad (13) über ein Drehzahl- Untersetzungsgetriebe (10, 11) arbeitet, das am Schwungrad (13) über ein im Durchmesser kleines Zahnrad (13) angreift.3. Crank drive according to claim 1 or 2, characterized in that the main asynchronous motor ( 9 ) on the flywheel ( 13 ) via a speed reduction gear ( 10 , 11 ) works on the flywheel ( 13 ) via a small diameter gear ( 13 ) attacks.

4. Kurbelantrieb nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Asynchronmotor (19) auf die Kurbelwelle (7) über ein Dreh zahl-Untersetzungsgetriebe (16) arbeitet, das an einem an der Kurbel welle (7) angebrachten Großkranz (17) über ein im Durchmesser kleines Zahnrad angreift.4. Crank drive according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the second asynchronous motor ( 19 ) on the crankshaft ( 7 ) via a speed-reduction gear ( 16 ) which works on a large shaft on the crank shaft ( 7 ) ( 17 ) attacks via a gear wheel of small diameter.

5. Kurbelantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß beide Asynchronmotoren (9, 19) gleich ausgebildet sind.5. Crank drive according to one of the preceding claims, characterized in that both asynchronous motors ( 9 , 19 ) are of identical design.