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Elektromotorischer Regelantrieb Für elektrische Antriebe mit veränderlicher
Drehzahl werden Gleichstrommotoren bevorzugt. Zur Erzielung eines großen Drehzahlregelbereiches
'wird den Motoren vielfach eine veränderliche Ankerspannung zugeführt, sei es unter
Verwendung von Leonardsätzen, Elektronenröhren, Verstelltransformatoren mit Trockengleichrichtern
und anderer Mittel. Daneben wird auch eine Feldregelung von Gleichstrommotoren angewandt.
Schließlich werden auch Drehstromkollektormotoren angewandt, mit denen :in gewissen
Grenzen ebenfalls eine Veränderlichkeit der Drehzahl erzielt werden kann. Die bekannten
elektrischen Regelantriebe weisen noch technische Mängel auf, die namentlich bei
einem Hauptanwendungsgebiet, dem Antrieb von Werkzeugmaschinen, in Erscheinung treten..
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Bei der normalen Nebenschtlußregelung von Gleichstrommotoren ist z.
B. der Drehzahlbereich begrenzt, auf I :3 oder I : 4 oder wenig darüber, was für
die meisten Anwendungsgebiete, insbesondere für Werkzeugmaschinen, zu eng ist, obwohl
die Leistung in diesem Bereich konstant bleibt, was für Werkzeugmaschinenantriebe
vorteilhaft ist.
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Bei Regelungsarten mit veränderlicher Ankerspannung, z. B. beim Leonardantrieb
oder bei
Antrieben mit Röhrensteuerung, ist der Drehzahlbereich
zwar größer, die Drehzahl kann aber praktisch nur mit gleichbleibendem Moment verändert
werden, d. h., die Antriebsleitung fällt mit der Drehzahl stark ab.
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Bei Werkzeugmaschinenantrieben, z. B. bei einem Drehbankantrieb, wird
häufig ein sehr großer Drehzahlregelbereich verlangt, etwa I :50, I : Ioo oder darüber,
dazu aber auch. gleichbleibende Leistung. Wird die letztgenannte Forderung nicht
erfüllt, wie z. B. bei Antrieben, mit Röhrensteuerung, so kann z. B. eine dicke
Welle nur mit geringerer Zerspannungsleistung abgedreht werden wie eine auf derselben
Drehbank bearbeitete dünne Welle, es sei denn die Drehbank werde nicht voll ausgenutzt,
oder der Antrieb sei stark überdimensioniert, was unwirtschaftlich ist.
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Bekannte elektrische Regelantriebe entsprechen diesen beiden Forderungen
nicht. Deshalb weisen Werkzeugmaschinen mit hohen Anforderungen an die Zerspannungsleistung
auch heute noch meist ein Zahnradstufengetriebe auf.
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Es kommt hinzu, daß die bekannten elektrischen Regelantriebe, die
einen größeren Drehzahlbereich ergeben, z. B. Leonardantriebe und Antriebe mit Röhrensteuerung,
vielfach einen zu großen Kostenaufwand erfordern. Häufig sind derartige Antriebe
auch in ihrer Wirkungsweise kompliziert, wie z. B. Röhrensteuerungen, und können
dann von normalem Betriebspersonal bei Störungen nicht instand gesetzt werden.
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Gegenstand der Erfindung ist ein elektrischer Regelantrieb, der es
nicht nur gestattet, stufenlos und stetig einen weiten Drehzahlbereich zu überbrücken,
sondern dabei auch eine ganz oder annähernd gleichbleibende Leistung zu übertragen.
Der erfindungsgemäß ausgebildete Antrieb ist außerdem einfach und relativ billig
in Anschaffung und Betrieb, er kann für praktisch beliebig große Leistungen verwendet
werden, sei es etwa für I oder Ioo kW. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, einen
elektrischen Regelantrieb so auszubilden, daß zwei Elektromotoren über eine oder
mehrere schaltbare Übersetzungen, z. B. Zahnradketten- oder Riementriebe, auf eine
Abtriebswelle wirken. Die Regelungsorgane der Motoren, z. B. Feldregler von Gleichstromnebenschlußmotoren,
sind dabei so angeordnet, daß bei einer Drehzahlerhöhung des einen Motors die Drehzahl
des anderen ganz oder annähernd im gleichen Verhältnis gesenkt wird, wobei die Motoren
so verwendet werden, daß bei Einschaltung einer Übersetzung ein Motor zur Wirkung
kommt, bei der Einschaltung des nächsten Getriebeganges der andere Motor usw. Die
Übersetzungsstufen des schaltbaren mechanischen Getriebes sind dabei so gewählt,
daß sie zahlenmäßig ganz oder annähernd dem Regelbereich der verwendeten Motoren
entsprechen. Die Umschaltung der Getriebegänge erfolgt jeweils ganz oder annähernd
am unteren bzw. oberen Ende dies Regelbereiches der Elektromotoren, wobei gleichzeitig
der andere Motor den Antrieb übernimmt, so daß sich praktisch keine Unstetigkeit
im Drehzahlverlauf ergibt. Die Gangumschaltung bzw. Einschaltung des anderen Motors
erfolgt dabei vorzugsweise mit Hilfe von elektrisch betätigten Kupplungen, insbesondere
durch Lamellenkupplungen.
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Als Motoren können in er Drehzahl rebgelbare Elektromotoren aller
Art verwendet werden, insbesondere Gleichstromnebenschlußmotoren, deren Drehzahl
durch Veränderung des Feldstromes geregelt werden kann. Weiterhin aber auch Gleichstrommotoren
mit Regelung im Ankerkreis oder Motoren die sowohl im Ankerkreis als auch im Feldkreis
geregelt werden. Dabei können Motoren mit Drehzahlregelung durch Leonardsätze, Verstelltransformatoren
mit Gleichrichtern, vormagnetisierte Drosseln, Elektronenröhren und andere Mittel
verwendet werden. Schließlich können aber auch regelbare Wechselstrommotoren Anwendung
finden, z. B. Drehstromnebenschlußmotoren mit Läufer- oder Ständerspeisung.
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In allen Fällen kann der bisher mit elektrischem Regelantrieben zu
überbrückende Regelbereich stufenlos und stetig vervielfacht werden und die über
den Gesamtregelbereich zur Verfügung stehende Leistung erhöht werden. War beispielsweise
der bisher mit Gleichstromnebenschlußmortoren mit der besonders bequemen Nebenschlußregelung
zu überbrückende Regelbereich I :3, allenfalls I : 4, so kann er bei Anwendung des
Regelantriebes nach der Erfindung und Wahl einer entsprechenden Zahl von Schaltstufen
ohne weiteres auf I : 5o oder gar I : Ioo vergrößert werden, und zwar stetig und
stufenlos über den ganzen Drehzahlbereich mit gleichbleibender praktisch beliebig
großer Leistung.
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Elektrische Antriebe, die in einem derart weiten Drehzahlbereich mit
gleichbleibender Leistung betrieben werden können und dabei stufenlos zu regeln
sind, waren bisher nicht bekannt. Will man z. B. mit einem Leonardantrieb bei einem
Regelbereich von nur I :2o mit gleichbleibender Leistung fahren, so braucht man
dafür einen vielfach überdimensionierten Motor und Generator. Für die meisten Werkzeugmaschinen
mit umlaufender Arbeitsbewegung kommen daher Leonardantriebe nicht in Betracht.
Das Entsprechende gilt für andere Antriebe mit veränderlicher Ankerspannung, z.
B. mit Röhrensteuerung.
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Ein weiterer Vorteil elektrischer Regelantriebe nach der Erfindung
ist deT bescheidene bauliche Aufwand. Für die Regelung in ganz weiten Grenzen, noch
dazu mit gleichbleibender Leistung, ist nur ein zweiter Motor erforderlich.
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Für die meisten Anwendungsgebiete elektrischer Regelantriebe und bei
Verwendung von Gleichstrommotoren, z. B. bei Werkzeugmaschinen, wo fast immer mehrere
Maschinen in einer Werkstatt zusammenstehen, deren Antrieb geregelt werden muß,
ist es auch vorteilhaft, daß nicht aus Gründen der Drehzahlregelung für jede Maschine
ein örtliches Gleichstromnetz geschaffen werden muß, wie etwa bei Leonardantrieben
oder Antrieben mit
Röhrensteuerung. Es können vielmehr beliebig
viele Werkzeugmaschinen an ein gemeinsames Gleichstromnetz angeschlossen werden,
das etwa über einen an das Drehstromnetz angeschlossenen Gleichrichter gespeist
wird. Das ist wesentlich wirtschaftlicher als die Schaffung einer größeren Zahl
besonderer Gleichstromnetze. Dieses schließt jedoch nicht aus, daß in besonderen
Fällen erfindungsgemäß ausgebildete Antriebe auch mit einem örtlichen Gleichstromnetz
betrieben werden können, das jedoch einfach gehalten sein kann, bestehend etwa aus
einem Trockengleichrichter, der an das Drehstromnetz angeschlossen wird- ohne Regelungsmöglichkeit
für die Gleichspannung.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht
dargestellt. Es zeigt Fig. I das Schaltschema eines erfindungsgemäß ausgebildeten
Antriebes mit zwei Gleichstromnebenschlußmotoren und einer Schaltstufe, Fig.2 einen
erfindungsgemäß ausgebildeten Antrieb mit größerem Regelbereich und drei Schaltstufen,
Fig.3 einen erfindungsgemäß ausgebildeten Antrieb mit einer Schaltstufe und Keilriemengetriebe,
Fig. 4 ein Beispiel für die Anordnung und Betätigung der Regler und Schalter eines
erfindungsgemäß ausgebildeten Antriebes, Fig. 5, 6, 7 und 8 Beispiele für die Anordnung
der Motoren bei erfindungsgemäß ausgebildeten Antrieben.
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In Fig. I erfolgt der Antrieb wechselweise durch die Gleichstromnebenschlußmotoren
I und 2. Der Motor I kann direkt auf die Welle 3 treiben, der Motor 2 über die Zahnradübersetzung
4. Die Umschaltung erfolgt durch die im gezeichneten. Fall als Klauenkupplung ausgebildete
Kupplung 5, die vorzugsweise durch Elektromagneten 6 betätigt wird, gegebenenfalls
aber auch durch andere Mittel, z. B. durch Öldruck.
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Die Drehzahlregelung der Motoren I und 2 -erfolgt durch Nebenschlußregler
7 und 8, die so miteinander verbunden sind, daß bei einer Erhöhung der Drehzahl
des einen Motors die Drehzahl des anderen heruntergeregelt wird. Im gezeichneten
Fall sind die Regler über ein Zahnradgetriebe 9 verbunden. Sie ändern die Stromstärke
in den Feldwicklungen Io, II im entgegengesetzten Sinne.
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Das Anlassen der Motoren erfolgt im gezeichneten Fall durch den gemeinsamen
Anlasser 12, die Stromzufuhr über den gemeinsamen Schalter I3. An sich kann aber
für jeden Motor auch ein getrennter Schalter bzw. Anlasser vorgesehen sein. Die
Betätigung der Kupplungsschalter (Wechselschalter 14) kann auf irgendeine nicht
dargestellte Weise mit der Stellbewegung der Nebenschlußregler oder mit der Motordrehzahl
in eine Zwangläufigkeit gebracht werden. Gegebenenfalls können die Kupplungsschalter
auch mit den Nebenschlußreglern baulich vereinigt werden. ' Die Arbeitsweise des
erfindungsgemäß ausgebildeten Antriebes soll. an Hand der Fig. I erläutert werden:
Die Welle 3 habe die höchste durch den Antrieb erreichbare Drehzahl. Sie ist durch
die entsprechend - nach links -eingerückte Kupplung 5 mit dem Motor I verbunden,
dessen Feldregler 7 voll eingeschaltet ist, so daß der schwächste praktisch anwendbare
Strom durch die Feldwicklung Io fließt. Zur Absenkung der Dreh zahl wird der Feldregler
7 nach links verstellt, so daß der Widerstand vermindert wird und der Feldstrom
entsprechend zunimmt. Die Drehzahl des Motors I fällt.
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Gleichzeitig wird der mit dem Feldregler 7 gekuppelte Feldregler 8
so verstellt, daß sein Widerstand zunimmt und der Strom in der Feldwicklung II abnimmt.
Die Drehzahl des Motors 2 nimmt daher zu.
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Sobald der Motor I in der linken Endstellung des Feldreglers 7 seine
niedrigste Drehzahl erreicht hat, hat der Motor 2 die höchste Drehzahl erreicht.
In diesem Moment wird, gegebenenfalls über irgendeine mechanische oder elektrische
Verbindung, die Kupplung 5 über den Schalter I4 betätigt. Diese verbindet das Untersetzungsgetriebe
4 mit der Welle 3, so daß nunmehr der Motor 2 den Antrieb übernimmt. Im Augenblick
der Umschaltung herrscht bei entsprechender Bemessung des Übersetzungsverhältnisses
des Getriebes 4 an der Kupplung ganz oder annähernd: Synchronismus, so daß die Umschaltung
stoßfrei vonstatten geht. Nunmehr wird der Motor 2 bis zur niedrigsten möglichen
Drehzahl heruntergeregelt, womit auch die Welle 3 und damit der ganze Antrieb die
niedrigste Drehzahl erreicht.
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Hat jeder .der beiden Motoren einen Regelbereich von 1 : 3 und ist
das Übersetzungsverhältnis des Zahntriebes ebenfalls gleich 1 :3, so ergibt sich
ein Gesamtregelbereich des Antriebes von I : 9, in dem stetig und stufenlos jede
beliebige Drehzahl eingestellt werden kann. Haben die Motoren einen größeren Regelbereich
und isst auch die Zahnraduntersetzung entsprechend gewählt, etwa I : 4, so ergibt
sich ein Regelibereich von I : 16. Entsprechend dem Verhalten von Glenchstromnebenschlußmotoren
bleibt die Leistung über den Gesamtregelbereich von I : 9 bzw. I : 16 praktisch
konstant, was für den Antrieb von Werkzeugmaschinen sehr wesentlich ist.
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Durch Hinzufügung einer weiteren Schaltstufe kann der Gesamtregelbereich
auf I : 27 bzw. 1 : 64 oder ähnliche Werte erweitert werden, wobei ebenfalls die
Leistung über den Gesamt.regelbereich konstant bleibt.
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Es versteht sich von selbst, daß die vorstehend für das Herunterregeln
der Drehzahl beschriebene Arbeits%vei:se des elektrischen Regelantriebes mach der
Erfindung in entsprechender Weise für das Heraufregeln gilt.
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Die Regler bzw. die zugehörigen Kupplungsschalter können durch geeignete
Mittel so verbunden werden, daß sich ein fortlaufender stetiger Übergang, etwa durch
Drehen eines Handrades, ergibt.
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Erfindungsgemäß ausgebildete Antriebe arbeiten besonders vorteilhaft
mit durch Feldveränderung
geregelten Gleichstromnebenschlußmotoren,
und d as an sich günstige Regelungsverhalten derartiger Motoren, das bisher durch
den etwas engen Regelbereich beeinträchtigt wurde, kann in weit größerem Maße ausgenutzt
werden.
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In Fig. 2 treiben die Motoren I und 2 über Zahnräder 15, 16 auf ein
Zahnrad 17. Auf den Motorwellen sind Kupplungen 18, I9, im gezeichneten Fall als
elektrische Lamellenkupplungen ausgebildet, -angeordnet. Diese Räder mit den zugehörigen
Kupplungen bilden die erste Schaltstufe. Zwischen den Rädern 15, 17 besteht das
Übersetzungsverhältnis I : I, zwischen den Rädern 16, 17 ein Übersetzungsverhältnis,
das dem Regelbereich der Motoren entspricht, im gezeichneten Fall 1 : 3.
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Weitere Räder und Kupplungen bilden zwei weitere Schaltstufen. Die
Wirkungsweise des Antriebes entspricht der mir Bezug auf Fig. I beschriebenen.
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Beim Herunterregeln der Drehzahl vom Höchstwert ist zunächst der Motor
I in Betrieb. Die Kupplung 18 ist eingerückt, die Kupplung I9 ausgerückt, Der Trieb
geht jetzt vom Motor I über Kupplung 18, Räder 15, 17 auf die Welle 2o, von dort
über die entsprechend geschalteten Doppelkupplungen 21, 22 auf die Welle 23. In
der ersten Schaltstufe laufen die weiteren Zahnräder leer mit. Nach Erreichung der
niedrigsten Drehzahl des Motors I wird die Kupplung I8 ausgerückt, die Kupplung
I9 eingerückt. Der Trieb geht jetzt von dem mit Höchstdrehzahl laufenden Motor 2
über die Kupplung I9 und die Räder 16, 17 auf die Weile 2o. Der Motor 2 wird nun
seinerseits heruntergeregelt.
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Im weiteren Verlauf, in der zweiten Schaltstufe, treibt jetzt wieder
der Motor I über die Kupplung 18 und die Räder 15, 17 auf die Welle 2o. Die Doppelkupplung
21 ist so geschaltet, daß der Antrieb über das auf einer Hohlwelle angeordnete Rad
24, die Räder 25, 26, 27 auf die Weile 28 geführt wird. Von hier wird das Drehmoment
unter Umgehung der weiteren Rädergruppe mit Hilfe der entsprechend geschalteten
Doppelkupplung 22 auf die Welle 23 übertragen. Das Übersetzungsverhältnis der Rädergruppe
24 25, 26, 27 ist ganz oder annähernd gleich dem Übersetzungsverhältnis der Räder
16, 17 und entspricht ganz oder annähernd, dem Regelbereich der Motoren I und 2.
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Zur weiteren Drehzahlabsenkung wird die Kupplung 18 gelöst und die
Kupplung I9 eingerückt, worauf der inzwischen auf Höchstdrehzahl geregelte Motor
2 den weiteren Antrieb übernimmt und nunmehr heruntergeregelt wird.
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Bei einem Regelbereich der Motoren von 1 : 3 ermöglichen die beiden
ersten Schaltstufen einen Gesamtregelbereich von I : 27, der mit annähernd gleichbleibender
Leistung stetig und stufenlos durchfahren werden kann. Zur noch weiteren Vergrößerung
des Regelbereiches kann als 3. Schaltstufe die Rädergruppe 29, 30, 31, 32 mit der
Doppelkupplung 22 entsprechend eingeschaltet werden. Mit drei Schaltstufen ergibt
sich ein Gesamtregelbereich von 1 :81, mit vier Stufen von 1 :243.
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Von der Welle 23 kann der Arbeitsspindelantrieb mit entsprechenden
Übersetzungen durch Zahnräder, Keilriemen oder Ketten abgenommen werden, etwa für
eine Drehbank.
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Die beiden Motoren mit den beschriebenen ein, zwei, drei oder mehr
Schaltstufen können gegebenenfalls von Spezialfabriken als serienmäßige Antriebs:aggregate,
etwa in Form von Getriebemotoren, für bestimmte Leistungen und Regelbereiche an
die Hersteller von Werkz@@gmaschinen geliefert werden. Die jeweils gewünschten Anfangs-
und Enddrehzahlen des Drehzahlbereichs kann der Werkzeugmaschinenhersteller durch
Einbau entsprechender fester Endübersetzungen wählen; so daß einheitliche Antriebsaggregate
für verschiedene Typen von Werkzeugmaschinen verwendet werden können.
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Die-bei erfindungsgemäß ausgebildeten Antrieben zu benutzenden Reibungskupplungen
werden zweckmäßig so ausgebildet und geschaltet, daß sich bei der Betätigung eine
gewisse Überdeckung ergibt und der Antrieb beim Übergang von der einen zur anderen
Schaltstufe keine fühlbare Unterbrechung oder Stockung erfährt. Dieses wird begünstigt,
wenn der Kupplungsvorgang sehr schnell erfolgt, was bei elektrisch betätigten Lamellenkupplungen
möglich ist, wo die Kupplungszeit in der Größenordnung von Zehntelsekunden liegt.
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Bei Verwendung von Klauenkupplungen werden zweckmäßig Schalthilfen
in Form von Synchronisiereinrichtungen verwendet.
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Fig. 3 zeigt einen weiteren erfindungsgemäß ausgebildeten Antrieb
mit Motoren 1, 2, die über Kupplungen 18, I9 auf eine Welle 23 treiben. Den oberen
Teil des Drehzahlbereiches übernimmt der Motor I, den unteren Teil der über einen
Keilriementrieb 33 wirkende Motor 2.. Die beiden Motoren werden in .der oben. beschriebenen
Weise in entgegengesetztem Sinn geregelt. Am Ende der Regelbereiche erfolgt die
Umschaltung mittels der Kupplungen 18, 1g. Das Übersetzungsverhältnis des Keilriementriebes
entspricht dem Regelbereich der Motoren. Für einen Regelbereich der Motoren von
1 :3,5 und ein entsprechendes Übersetzungsverhältnis des Riementriebes ergibt sich
ein Gesamtregelbereich von I : 12.
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Die dargestellte verhältnismäßig einfache Anordnung, die praktisch
für jede beliebige Leistung gebaut werden kann, erzielt somit einen Regelbereich,
für den bisher ein wesentlich teurerer Leonardantrieb, der statt zwei Maschinen
vier elektrische Maschinen benötigt, gebraucht wurde. Dazu kommt noch der Vorteil,
daß bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Antrieb die Leistung konstant bleibt,
wohingegen ein Leonardantrieb oder ein Thyratronantrieb nur das Fahren eines gleichbleibenden
Momentes gestattet.
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Fig. 4 zeigt schematisch ein Beispiel für die Anordnung der Schalt-
und Regelgeräte bei erfindungsgemäß ausgebildeten Antrieben für die Anwendung von
zwei Gleichstromnebenschlußmotoren.
Die Regelgeräte sind für einen
Antrieb mit mehreren Schaltstufen gedacht, etwa entsprechend Fig. 2.
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Die verschiedenen Drehzahlen in einem Regelbereich von I :5o, i :
8o oder darüber können mit Hilfe des. Handrades 34 eingestellt werden.. Durch einen
mit dem Handrad verbundenen Zeiger 35, der auf einer Skala spielt, lassen sich die
eingestellten Drehzahlen ablesen. Mit dem Handrad ist eine Welle 36 verbunden, die
eine vorzugsweise als Walzenschalter ausgebildete Schaltergruppe trägt, die die
entsprechenden elektrischen Kupplungen, etwa 18, 19, 21, 22 (vgl. Fig. 2), sinngemäß
einschaltet. Eine Umdrehung des Handrades entspricht dem Regelbereich des Antriebes.
Über einen Zahntrieb 38 ist mit der Welle 36 eine Welle 39 verbunden, die die Nebenschlußregler
40, 4I der beiden Gleichstrommotoren des Antriebes trägt. Der Zahntrieb 38 hat ein
bestimmtes Übersetzungsverhältnis, das der Zahl der Schaltstufen entspricht, im
gezeichneten Fall 3 : 1, so daß sich bei einer Umdrehung des Handrades 34 die Reglerwelle
39 dreimal dreht. Die Nebenschlußregler 40, 41 sind so ausgebildet, daß bei der
Drehung der Reglerwelle der Regelwiderstand periodisch von o auf einen Größtwert
ansteigt und wieder abnimmt, vorzugsweise so, daß das An- und Abschwellen des Nebenschlußwiderstandes
einer Umdrehung der Reglerwelle entspricht. Die Nebenschlußregler sind so gegeneinander
versetzt angeordnet, daß dem Ansteigen der Drehzahl des einen Motors ein Absinken
dier Drehzahl des anderen Motors entspricht und umgekehrt. Bei einer Umdrehung des
Handrades ergibt sich im gezeichneten Fall ein dreimaliges. An- und Abschwellen
der Drehzahl jedes der beiden Motoren, was drei Schaltstufen mit jeweils drei verschiedenen
Übersetzungen entspricht. Bei einer anderen Zahl. von Schaltstufen, etwa 1, 2, 4
oder 5, wird das Übersetzungsverhältnis zwischen der Handradwelle und der Reglerwelle
anders gewählt, ebenfalls dann, wenn der volle Regelbereich des Antriebes nur mit
einem Bruchteil einer Handraddrehung oder mit mehreren Handraddrehungen eingestellt
werden soll.
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An die Stelle eines Handrades können andere Mittel zur Einstellung
der Drehzahl treten, etwa elektrische Antriebe, Zahntriebe, Schneckentriebe, Hebel,
Kurven: u. dgl. Bei Automaten und Revolverdrehbänken kann z. B. die Welle 36 nach
Art einer Programmsteuerung betätigt werden, so daß jeweils die für den betreffenden
Arbeitsgang günstigste Drehzahl selbsttätig eingestellt wird.
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Anstatt durch ein Handrad kann die Welle 36 auch indirekt durch einen
Regler betätigt werden, etwa so, daß ein Handrad oder ein Hebel eine Reglerverstellung
betätigt und der Regler, direkt oder über einen Servo@@otor, die Welle verdreht.
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Zur Drehzahlregelung von Gleichstromnebenschlußmotoren können auch
andere Mittel als Nebenschlußwiderstände verwendet werden. Der Feldstrom eines Gleichstrommotors
kann z. B. auch mit Hilfe von vormagnetisierten Drosseln oder von Röhrensteuerungen
beeinflußt werden. Die Regeleinrichtung wird dann entsprechend anders aufgebaut,
und an die Stelle von Widerständen für den Feldstrom treten Potentiometer und andere
Mittel. Weiterhin können an Stelle von direkt wirkenden Schaltern für Magnetkupplungen
auch Schütze bzw. Relais treten, die durch Schwachstrom betätigt werden., so daß
die Regel- und Schalteinrichtungen durch ganz schwache Kräfte betätigt werden. können.
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In entsprechender Weise, wie oben für Gleichstromnebenschlußmotoren
beschrieben, können auch die Verstellorgane von regelbaren Drehstromkollektormotoren
betätigt werden, wenn diese Motorengattung für Antriebe nach der Erfindung benutzt
werden soll.
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Sollen elektrische Regelantriebe nach der Erfindung längere Zeit mit
gleichbleibender Drehzahl betrieben werden, etwa bei Anwendung für eine Werkzeugmaschine,
die eine größere Zahl von Werkstücken mit gleichbleibender Arbeitsgeschwindigkeit
bearbeiten soll, so kann der Motor, der jeweils nicht für den Antrieb gebraucht
wird, vorübergehend stilligesetzt werden. Zu diesem Zweck kann ein besonderes Schaltorgan,
etwa ein Druckknopf, vorgesehen sein.
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Das Abbremsen erfindungsgemäß ausgebildeter Antriebe kann in an sich
bekannter Weise durch Gegenstrom oderAnkerkurzschluß erfolgen, weiterhin aber auch
durch die eingebauten magnetischen Reibungskopplungen oder gleichzeitig auf mehrere
Weisen. Beim Abbremsen mit Magnetkupplungen können solche Kupplungen gleichzeitig
betätigt werden, die normalerweise nicht zusammenarbeiteni. Schließlich können auch
besondere magnetisch betätigte Bremsen, etwa Lamellenbremsen, in den Antrieb eingebaut
werden.
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Die Motoren erfindungsgemäß ausgebildeter Antriebe werden zweckmäßig
so konstruiert und bemessen bzw. mit solchen Regelorganen versehen, -daß die eingestellte
Drehzahl auch bei Belastung ganz oder annähernd konstant bleibt. Namentlich soll
im Umschaltpunkt, beim Übergang des Antriebes von einem Motor auf den anderen, kein
nennenswerter Drehzahlabfall eintreten. Zu diesem Zweck können die Übersetzungsverhältnisse
der Schaltstufen auch so bemessen werden, daß der jeweils leer laufende Motor im
Umschaltpunkt eine etwas höhere Drehzahl annimmt als dem genauen Synchronismus der
zu kuppelnden Teile entsprechen würde. Seine Drehzahl fällt dann beim Einschalten
der betreffenden Kupplung etwas ab, so daß, sich der Einfluß der Belastung ganz
oder annähernd ausgleicht und trotzdem ein praktisch stufenloser Übergang erzielt
wird. Dieses wird auch durch die unilaufenden Massen begünstigt.
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Zum gleichen Zweck können die Motoren auch indirekt geregelt werden,
derart, daß etwa durch ein Regelhandrad nur die Drehzahlregler im entgegengesetzten
Sinne verstellt werden, während die Aufrechterhaltung der jeweils eingestellten
Drehzahlen den Reglern obliegt, die bei Drehzahlabfall eine Nachregelung vornehmen.
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Ähnliche Wirkungen im Sinne einer Belastungsunabhängigkeit der Drehzahl
können bei Gleichstromnebenschlußmotoren
auch durch geeignete Kompoundierung
erzielt werden, etwa so, daß der bei Belastung zunehmende Ankerstrom dem Feldstrom
entgegenwirkt.
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Die bei elektrischen Regelantrieben nach der Erfindung verwendeten
beiden Motoren können nicht nur einzeln für sich angeordnet werden, sondern auch
so, daß beide Motoren ein Aggregat bilden. Hierdurch lassen sich kleinere Achsabstände
erzielen, und es kann an Raum und Gewicht gespart werden.
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Fig. 5 zeigt ein Aggregat, bei dem die aktiven Teile von zwei Motoren
über- bzw. nebeneinander in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind, Fig. 6 ein
Aggregat mit versetzt hintereinander angeordneten Motoren, Fig.7 zwei gleichachsig
angeordnete Motoren, wobei die Welle des einen Motors durch eine Hohlwelle dies
anderen geführt ist, Fig.8 zwei im Winkel angeordnete Motoren, deren einer über
einen Kegeltrieb auf eine die erste Motorwelle umfassende Hohlwelle treibt.
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Die aktiven Teile zweier Motoren, d. h. die Statorpakete mit den zugehörigen
Läufern, können auch direkt ohne Gehäuse in entsprechende Bohrungen eines Werkzeugmaschinengestelles
bzw. eines Getriebegehäuses eingebaut werden, wodurch der Achsabstand ebenfalls
vermindert werden kann und sonstiger Raum gespart wird. Auf diese Weisse kann z.
B. der Spindelkopf einer Drehbank ausgebildet werden.
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Die Belüftung der beiden Motoren kann bei erfindungsgemäß ausgebildeten
Antrieben durch Fremd- oder Eigenbelüftung erfolgen. Bei Fremdbelüftung wird der
Luftstrom zweckmäßig mit. Hilfe von Umschaltorganen, z. B. Klappen, dem jeweils
belasteteten Motor zugeführt. Diese Umschaltorgane können mit den Nebenschlußreglern
oder Kupplungen in geeigneter Weise auf mechanischem oder elektrischem Wege verbunden
werden, so daß bei der Belastung eines Motors die Belüftung erfolgt.
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Bei. Anwendung von Eigenbelüftung werden die luftführenden Räume beider
Motoren zweckmäßig miteinander verbunden. Da einer der Motoren normalerweise schneller
läuft als der andere, übernimmt der jeweils schneller laufende Motor den größeren
Teil der Belüftungsarbeit. Die Lüfterräder sind dabei vorzugsweise so bemessen,
daß ein Rad auch bei niedriger Drehzahl des belasteten Motors für die Belüftung
ausreicht.