<Desc/Clms Page number 1>
Steuereinrichtung für Elektromotoren in Verbindung mit der Schaltung von Drehzahlstufen mittels Schaltvorrichtung, insbesondere bei Werkzeugmaschinen
Den Gegenstand des Patentes Nr. 217578 bildet eine Einrichtung für die Steuerung eines Asynchronmotors bei der Handbetätigung der Drehzahlregelung insbesondere bei Werkzeugmaschinen, die mit Wechselrädern und/oder mit Zahnkupplungen mit der zugehörigen Schaltvorrichtung versehen sind.
Zweck des Zusatzpatentes ist, die angeführte Handschaltung der Drehzahlregelung gemäss dem Stammpatent durch eine automatische Steuerung nach einem eingestellten Programm bzw. durch eine Tastschaltung nach einer Vorwahl ohne Verwendung der Elektrohydraulik, zu ersetzen. Elektrohydraulische Einrichtungen sind bekanntlich trotz ihrer Vorteile bei der Drehzahleinstellung verhältnismässig teuer und erfordern ausserdem eine sorgfältige Instandhaltung.
Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass in der Schaltvorrichtung für die Drehzahlregelung, zwei gleiche Stränge, von denen jeder in Serie geschaltet eine Spule und einen Kontakt eines doppeltwirkenden Elektromagneten, ferner einen Umschalterkontakt und einen Kontakt eines Programmschalters enthält, parallelgeschaltet sind zwischen dem einen Pol der Stromquelle und dem Leiter, der über die Spulen eines Steuerrelais am zweiten Pol der Stromquelle angeschlossen ist.
und derart zwei gleiche Programm-Stromkreise bilden, dass weiters zwei gleiche Stränge, von denen jeder in Serie geschaltet eine Spule und einen Kontakt des doppeltwirkenden Elektromagneten, ferner einen Umschalterkontakt und einen Vorwahl- Schal- terkontakt enthält, parallelgeschaltet sind zwischen dem einen Pol der Stromquelle und dem Leiter, der mittels eines Hilfskontaktes oder mittels eines Drucktastenschalters an den Leiter anschaltbar ist, der über die Spulen des Steuerrelais am zweiten Pol der Stromquelle angeschlossen ist, und derart zwei gleiche Vorwahl-Stromkreise bilden, wobei der zur Spule des Steuerrelais parallel angeschlossene Kurzschlusskontakt durch eine Relaisspule, die Hilfskontakte mittels der Spulen des Steuerrelais und die Kontakte des doppeltwirkenden Elektromagneten durch denselben doppeltwirkenden Elektromagneten betätigbar sind.
Da von den beiden Spulen des doppeltwirkenden Elektromagneten jeweils nur eine an die Stromquelle angeschlossen werden kann, ist der Drehkörper des Programmschahers mit festen Distanzanschlägen versehen, zwischen denen verschiebbare Segmente angeordnet sind, wobei der gegenseitige Abstand zweier benachbarter Anschläge der dreifachen Segmentbreite gleich ist, so dass es möglich ist, bei der Programmeinstellung nur ein Segment des Segmentpaares zu verschieben, wodurch bei Verdrehung des Drehkörpers des Programmschalters nur auf die Kontakte in dem einen der Parallelkreise der einen oder der andern Spule des doppeltwirkenden Magneten eingewirkt wird.
In der Zeichnung ist ein praktisches Ansführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt.
Hiebei stellt die Fig. 1 das Schaltschema der Steuer-Elektromagneten, Fig. 2 und 3 den Schnitt durch den Drehkörper des Programmschalters aus Fig. 4, wobei in der letzteren die Seitenansicht des Programmichalters ohne Kontakte dargestellt ist, und Fig. 5 die Abwicklung des Drehkörpers samt Anschlägen und Segmenten dar.
<Desc/Clms Page number 2>
in dem Schema gemäss Fig.
1 sind in zwei gleichen Programm-Stromkreisen die Spule 20 oder 20' und der Kontakt 21 oder 21'des doppeltwirkenden Elektromagneten 22 seriengeschaltet, der Kontakt 23 oder 23'des Umschalters 24"Programm-Vorwahl", der Kontakt 25 oder 25'des Programmschalters und die Spulen 26 und 27 des Steuerrelais mit dem parallel zur Spule 27 angeschlossenen Kontakt lle.
EMI2.1
gramm-Vorwahl", der Kontakt 29 oder 29'des Vorwahlschalters, der Hilfskontakt 26a, der Drucktasten- kontakt 30 und die Spulen 26 und 27 des Steuerrelais.
Der Anker 31 des Elektromagneten 22 ist mit der Zugstange 32 fest verbunden, die an ihrem Ende mit einer Gabel 33 für das Verschieben des Zahnrades 34 versehen ist, um dieses mit dem einen oder dem an- dem Ritzel 35 oder 36 in Eingriff zu bringen.
In Fig. 2 und 3 ist der Schnitt durch den Drehkörper 36 des Programmschalters dargestellt, in dessen
Nuten die verschiebbaren Segmente zwischen den festen Anschlägen 39 angeordnet sind. Die an dem Kon- takt 25 befestigte Rolle 40 rollt an den Segmenten 38 ab bzw. fällt zwischen diese ein und schaltet so den
Kontakt 25 des Programmschalters ein bzw. aus.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemässen Einrichtung bei der selbsttätigen Schaltung einzelner Dreh- zahlstufen, d. i. bei der Verwendung des Programmschalters, ist die folgende :
Zunächst wird an dem Programmschalter das Programm, d. h. die Reihenfolge von z. B. sechs verschiedenen Drehzahlstufen eingestellt. An dem Programmschalter können selbstverständlich mehrere Dreh- zahlstufen gleichzeitig (z. B. die Spindelstock-und die Leitspindeldrehzahl einer Werkzeugmaschine) eingestellt werden. Die Einstellung der Drehzahlstufen wird durch Verschieben der Segmente 38 auf dem Drehkörper 36 des Programmschalters (Fig. 4 und 5) durchgeführt. Gemäss Fig. 5 bilden die Segmente 38 kontinuierliche Ringe, z.
B. a, b usw., entlang denen bei der Drehung des Körpers 36 (welche Drehung z. B. von den Umdrehungen des Revolverkopfes einer Werkzeugmaschine abgeleitet wird) die Rolle 40 abrollt. Bei der Drehung des Körpers 36 verbleibt also der Kontakt 25 (Fig. 2), dessen Rollen an den Segmenten die Ringe a, b usw. bilden, stets offen. Die Ringe c, d, e, f sind jedoch unterbrochen, da einige Segmente 38 verschoben sind, so dass in den Ringen die mit I bezeichneten Spalten entstehen. In diese Spalten I fallen bei der Drehung des Körpers 36 die Rollen 40 ein, wodurch es zum Schliessen der Kontakte 25 oder 25'kommt, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist. Die Einstellung der Drehzahlstufen erfolgt somit durch Verschieben der Segmente 38 laut einer am Deckel des Programmschalters angeordneten Tafel.
Es ist ersichtlich, dass es nicht möglich ist, die Kontakte 25 und 25'gleichzeitig zu schliessen, denn es kann jeweils nur ein Segment 38 von dem Segmentpaar zwischen zwei Distanzanschlägen 39 verschoben werden. Nach der beendeten, eben beschriebenen Programmeinstellung wird der Umschalter 24 "Pro- gramm-Vorwahl" in die Lage "Programm" gebracht, wodurch die Kontakte 23 und 23'geschlossen und die Kontakte 28, 28'geöffnet werden. Der von dem-wie bereits erwähnt - Revolverkopf einer Drehbank angetriebene Programmschalter, schliesst z. B. den Kontakt 25.
Durch den Programmstromkreis fliesst Strom, der jedoch den doppeltwirkenden Elektromagneten nicht zu betätigen vermag, sondern bloss die Spulen 26 und 27 des Steuerrelais erregt, die den Kontakt 12b schliessen und den Kontakt 12a des im Schema laut Fig. 3 des Stammpatentes angeführten Schalters öffnen. Dadurch wird der elektrische Teil der Einrichtung gemäss Stammpatent zur Wirkung gebracht, wodurch die Maschine - in dem vorliegen-
EMI2.2
laut Fig. 3 des Stammpatentes angeführt ist. Das Kurzschliessen der Spule 27 bewirkt, dass durch den Programmstromkreis ein genügend starker Strom hindurchfliesst, der die Spule 20 des doppeltwirkenden Elektromagneten 22 zu erregen vermag, so dass eine Ineingriffstellung des Rades 34 mit dem Ritzel 36 und somit die Einschaltung der verlangten Drehzahlstufe eintritt.
Beim Beenden der Verschiebung schaltet die Zugstange 32 den Kontakt 21 aus und den Kontakt 21 ein, wodurch der Programmkreis unterbrochen wird, so dass sowohl der Kreis selbst als auch die Spule 20 stromlos verbleiben. Die nächst und einzig mögliche Wirkung des Elektromagneten ist, nach dem Schliessen des Kontaktes 25'des Programmschalters, das Rad 34 zurück in Eingriff mit dem Ritzel 35 zu verschieben, denn der Kontakt 21'war bei geöffnetem Kontakt 21 geschlossen.
Wird eine Schaltung der Drehzahlstufe mittels Vorwahl verlangt, so wird der Umschalter 24 in Lage Vorwahl gebracht, d. h. die Kontakte 23 und 23'werden geöffnet und die Kontakte 28 und 28'werden geschlossen. Durch den Vorwahlschalter wird für die verlängte Drehzahlstufe z. B. der Kontakt 29 geschlossen, wodurch die Vorwahl beendet ist. Die Vorwahl wira während des Laufes der Maschine durchgeführt u. zw. noch vor Beendigung des eben verlaufenden Arbeitsganges. Die eigentliche Einschaltung der Dreh-
<Desc/Clms Page number 3>
zahlstufe erfolgt durch Schliessen des Drucktastenkontaktes 30.
Der Kontakt 29, wie bereits erwähnt, ist geschlossen, und durch den Vorwahlkreis fliesst ein schwacher Strom, der den doppeltwirkenden Elektro- magneten 22 nicht zu betätigen vermag. Dieser schwache Strom erregt jedoch die Spulen 26 und 27 des
Steuerrelais, so dass es zum Schliessen des Kontaktes 26a kommt, welcher die Aufgabe des Drucktasten- kontaktes 30 übernimmt und gleichzeitig kommt es zum Schliessen des Kontaktes 12b, u. zw. wie bereits bei der Beschreibung der Wirkungsweise des Programmkreises erwähnt wurde. Ähnlich wie der Programm- schalter infolge seiner Anordnung die beiden Programmkreise nicht gleichzeitig schliessen kann und auch nicht die an sich bekannte Anordnung des Vorwahlschalters, wird auch nicht die gleichzeitige Einschal- tung beider Vorwahlkreise zugelassen. Es kann somit nur eine Spule 20 oder 20'erregt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Steuereinrichtung für Elektromotoren bei der Schaltung von Drehzahlstufen mittels Schaltvorrichtung, insbesondere bei Werkzeugmaschinen nach Patent Nr. 217578, mit einer Schaltung, enthaltend Be- tätigungs-Elektromagnete für die Verschiebung der Zahnräder in oder ausser Eingriff, oder für die Betätigung besonders der Zahnkupplungen und ermöglichend entweder eine Programmsteuerung der Werkzeugmaschine oder eine Steuerung durch Vorwahl, dadurch gekennzeichnet, dass zwei gleiche Stränge, von denen jeder in Serie geschaltet eine Spule (20 bzw. 20') und einen Kontakt (21 bzw. 21') eines doppeltwirkenden Elektromagneten (22), ferner einen Kontakt (23 bzw. 23') eines Umschalters (24) und einen Kontakt (25 bzw.
25') eines Programmschalters enthält, parallelgeschaltet sind zwischen einem Pol der Stromquelle und dem über die Spulen (26 und 27) eines Steuerrelais am zweiten Pol der Stromquelle angeschlossenen Leiter und derart zwei gleiche Programmkreise bilden, dass weiters zwei gleiche Stränge von denen jeder in Serie geschaltet eine Spule (20 bzw. 20') und einen Kontakt (21 bzw. 21') des doppeltwirkenden Elektromagneten (22), ferner einen Kontakt (28 bzw. 28') des Umschalters (24) und einen Kontakt (29 bzw.
29') eines Vorwahlschalters enthält, parallelgeschaltet sind zwischen dem einen Pol der Stromquelle und dem Leiter, welcher durch einen Hilfskontakt (26a) oder durch einen Drucktastenkontakt (30) an den über die Spulen (26 und 27) des Steuerrelais am zweiten Pol der Stromquelle angeschlossenen Leiter anschaltbar ist, und derart zwei gleiche Vorwahl-Stromkreise bilden, wobei der an der Spule (26) des Steuerrelais angeschlossene Kurzschlusskontakt (lle) durch eine Relaisspule (11), der Hflfskon- takt (26a) durch die Spule (26) des Steuerrelais und die Kontakte (21 und 21') durch den doppeltwirkenden Elektromagneten (22) betätigbar sind.