Werkzeugmaschinen Antriebe Hauptantriebe © Prof. Dr. H.-J. Weber 09.04

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1 Werkzeugmaschinen Antriebe Hauptantriebe © Prof. Dr. H.-J. Weber 09.04

2 Fragen zu Hauptantrieben
Welche Aufgaben haben die Antriebe der Werkzeugmaschinen? Welche beiden Arten von Antrieben unterscheidet man und was sind ihre Aufgaben? Welche Entwicklungstendenzen sind für alle Antriebe zu beobachten? Wie können die Antriebe eingeteilt werden? © Prof. Dr. H.-J. Weber Werkzeugmaschinen 1

3 Fragen zu Hauptantrieben
Welche Anforderungen werden an Hauptantriebe gestellt? Welche Ausführungsformen von Hauptantrieben gibt es in Wkzm? Wie ist der Aufbau von Gleichstrommotoren? Wie können Gleichstrommotore geregelt werden? © Prof. Dr. H.-J. Weber Werkzeugmaschinen 1

4 Fragen zu Hauptantrieben
Wie sieht der Momentenverlauf über der Drehzahl bei Gleichstrommotoren aus? Was sind die Vor- und Nachteile von Gleichstrommotoren? Wie sieht der Momentenverlauf über der Drehzahl bei Drehstromasynchronmotoren aus? Was sind die Vor- und Nachteile von Drehstromasynchronmotoren? © Prof. Dr. H.-J. Weber Werkzeugmaschinen 1

5 Fragen zu Hauptantrieben
Wie sind hydraulische Antriebe aufgebaut? Was sind die Vor- und Nachteile von hydraulischen Antrieben? Wo werden hydraulische Antriebe heute eingesetzt? © Prof. Dr. H.-J. Weber Werkzeugmaschinen 1

6 1. Welche Aufgaben haben die Antriebe der Wkzm?
Erzeugung der Relativbewegung © Prof. Dr. H.-J. Weber Werkzeugmaschinen 1

7 2. Welche beiden Arten von Antrieben unterscheidet man und was sind ihre Aufgaben?
Hauptantriebe Erzeugung der Schnitt- bzw. Umformbewegung Nebenantriebe Erzeugung der Vorschub-, Einstell- und Schaltbewegungen © Prof. Dr. H.-J. Weber Werkzeugmaschinen 1

8 3. Welche Entwicklungstendenzen sind für alle Antriebe zu beobachten?
Verstärkt Einzelantriebe Stufenlose Regelbarkeit Elektrische Antriebe © Prof. Dr. H.-J. Weber Werkzeugmaschinen 1

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12 4. Wie können die Antriebe eingeteilt werden?
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13 5. Welche Anforderungen werden an Hauptantriebe gestellt?
Hoher feingestufter Regelbereich nmax/nmin = 100/1 Leistungsbereich 0,5 bis 500 kW Tendenz => stufenlos Guter Gleichlauf, hohe Steifigkeit Keine hohen Anforderungen an Dynamik © Prof. Dr. H.-J. Weber Werkzeugmaschinen 1

14 6. Welche Ausführungsformen von Hauptantrieben gibt es in Wkzm?
Elektrische Gleichstrommotoren Elektrische Asynchronmotoren Hydraulische Antriebe © Prof. Dr. H.-J. Weber Werkzeugmaschinen 1

15 7. Wie ist der Aufbau von Gleichstrommotoren?
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16 7. Wie ist der Aufbau von Gleichstrommotoren?
Ankerspannung: Ua = K1 · F · n + Ra · Ia Moment M = K2 · Ia · F © Prof. Dr. H.-J. Weber Werkzeugmaschinen 1

17 8. Wie können Gleichstrommotore geregelt werden?
Ankerregelung F = Fmax ; Ia = Ia max n ~ Ua ; M = Mmax = K2 Pmax = Ua · Ia = K1 · F · n · Ia + Ra · Ia2 mech. Leistung Verlust P ¹ konst Regelbereich mit konstantem Drehmoment © Prof. Dr. H.-J. Weber Werkzeugmaschinen 1

18 8. Wie können Gleichstrommotore geregelt werden?
Feldregelung U = Ua max ; Ia = Ia max n ~ 1/ F ; M ~ F Pmax = Ua max · Ia max = K1 · F · n · Ia max + Ra · I²a max mech. Leistung Verlust P = konst Regelbereich mit konstanter Leistung © Prof. Dr. H.-J. Weber Werkzeugmaschinen 1

19 9. Wie sieht der Momentenverlauf über der Drehzahl bei Gleichstrommotoren aus?
P Verlust Bürstenfeuern n Ankerregelung Feldregelung © Prof. Dr. H.-J. Weber Werkzeugmaschinen 1

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21 10. Was sind die Vor- und Nachteile von Gleichstrommotoren?
Vorteile einfache und gute Regelbarkeit hohes Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen Nachteile Geleichspannung muß erzeugt werden mech. Verschleiß an Bürsten => Wartung Drehzahlgrenzen („Bürstenfeuern“) Kommutierungsgrenzen 3500 (7000) U/min © Prof. Dr. H.-J. Weber Werkzeugmaschinen 1

22 11. Wie sieht der Momentenverlauf über der Drehzahl bei Drehstromasynchronmotoren aus?
Kippmoment Rutschkupplung © Prof. Dr. H.-J. Weber Werkzeugmaschinen 1

23 12. Was sind die Vor- und Nachteile von Drehstromasynchronmotoren?
Vorteile sehr robust kleine Motorlängen hohe maximale Drehzahl kurze Hochlauf- und Bremszeiten (hohe Dynamik) praktisch wartungsfrei hohe Schutzart Betriebsbereich stabil kostengünstig Strom im Netz © Prof. Dr. H.-J. Weber Werkzeugmaschinen 1

24 12. Was sind die Vor- und Nachteile von Drehstromasynchronmotoren?
„abwürgen“ bei Kippmoment nur eine Drehzahl bei 50 Hz Frequenz umschaltbare Polpaarzahlen Frequenzregelung Drehzahlen bis U/min Stufenlos regelbar heute „Standardantrieb“ © Prof. Dr. H.-J. Weber Werkzeugmaschinen 1

25 12. Wie sind hydraulische Antriebe aufgebaut?
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26 13. Was sind die Vor- und Nachteile von hydraulischen Antrieben?
Vorteile: Darstellung großer Kräfte und Momente kompakt (hohe Leistungsdichte) Linearbewegung leicht darstellbar einfach stufenlos regelbar gute Dynamik © Prof. Dr. H.-J. Weber Werkzeugmaschinen 1

27 13. Was sind die Vor- und Nachteile von hydraulischen Antrieben?
schlechter Wirkungsgrad Wärmeentwicklung hoher Verschleiß © Prof. Dr. H.-J. Weber Werkzeugmaschinen 1

28 14. Wo werden hydraulische Antriebe heute eingesetzt?
Sonderaufgaben hohe Kräfte und Momente hohe Leistungsdichte hohe Dynamik Linearbewegung © Prof. Dr. H.-J. Weber Werkzeugmaschinen 1