Verfahren zur Steuerung einer Folge von Vorgängen in einer Anordnung und Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Folge von Vorgängen in einer Anordnung, unter Ver wendung mindestens einer photoelektrischen Zelle zur elektrischen Steuerung der aufein anderfolgenden Vorgänge, und eine Einrich tung zur Durchführung des Verfahrens.
Das erfindungsgemässe Verfahren besteht in der Verwendung eines Verschlusses, der bei seiner Betätigung bewirkt, dass die Zelle während Zeitabschnitten vorbestimmter Länge, die einander in vorbestimmter Rei henfolge ablösen, belichtet und gegen Sicht abgeschlossen wird, wodurch mindestens zwei in bezug aufeinander bewegliche Glieder, mittels welcher die aufeinanderfolgenden Vorgänge ausgeführt werden, .gesteuert wer den, derart, dass jedem der aufeinanderfol genden Zeitabschnitte der Belichtung der Zelle und des Abschlusses des Lichtes von der Zelle ein bestimmter Vorgang aus der Reihenfolge der einander ablösenden Vor gänge entspricht.
Unter dem Ausdruck "elektrische Photo zelle" ist hierbei jede Art Zelle- zu verstehen, welche dazu dienen kann, den in einem Steuerstromkreis fliessenden elektrischen Strom in Übereinstimmung mit den Ände- rungen in der Zulassung von Licht zur Zelle zu verändern.
Die Einrichtung nach der Erfindung zur Durchführung des erfindungsgemässen Ver fahrens besteht in der Kombination einer elektrisch betätigten Vorrichtung, mittels welcher die in bezug aufeinander beweg lichen Glieder, die die aufeinanderfolgenden Vorgänge ausführen sollen, getätigt werden, mit einer photoelektrischen Zelle, die in einem Steuerstromkreis der elektrisch be tätigten Vorrichtung angeordnet ist, und einem Verschluss, zwischen welchem und der photoelektrischen Zelle eine gegenseitige-Be- wegung stattfindet, um die Belichtung der Zelle und den Abschluss des Lichtes von der Zelle zu bewerkstelligen, zu welchem Zweck der Verschluss Licht durchlassende und Licht abschliessende Teile von solchem Ausmass be sitzt,
dass die Zelle während Zeitabschnitten bestimmter Länge erregt bezw. abgeschaltet wird, während welcher bestimmte Vorgänge der ganzen Folge von auszuführenden Vor gängen ausgeführt werden sollen. Dank. die ser Ausbildung kann eine komplizierte Rei henfolge von Vorgängen in einfachster Weise gesteuert werden, und wenn ein Wechsel in der Zeitdauer oder der Reihenfolge der Vor gänge erforderlich ist, genügt. es, zum Bei spiel den vorhandenen Verschluss durch einen abgeänderten Verschluss zu ersetzen, welcher derart ausgebildet ist, dass er in Übereinstim mung mit den verlangten Änderungen in der Zeitdauer oder Reihenfolge der Vorgänge arbeitet.
In einer Ausführung, in welcher die Be wegungen mehrerer oder verschiedener Teile in gemeinsamer Beziehung erfolgen sollen oder die Bewegungen eines einzigen beweg lichen Organes in mehreren oder verschie denen Richtungen und in verschiedenen Pha sen des Betriebes gesteuert werden sollen, können auch mehrere photoelektrische Zellen zur Steuerung der Bewegungen der verschie denen Teile oder der Bewegungen in ver schiedenen Richtungen des einzigen beweg lichen Organes vorgesehen sein, sowie ein Verschluss, welcher für die genannten photo elektrischen Zellen gemeinsam und derart angeordnet ist, dass die Zulassung von Licht zu denselben in einer vorbestimmten Weise geregelt wird.
Wenn ein solcher Verschluss zur Steue rung der Bewegungen eines beweglichen Or- ganes, wie zum Beispiel eines Werkzeuges oder des Werkstückes einer Werkzeug maschine dient, wird derselbe zweckmässiger weise so angetrieben, dass er sich proportio nal zu den Bewegungen dieses beweglichen Organes bewegt. Eine andere Ausführungs möglichkeit besteht darin, den Verschluss von einer zeitlich gesteuerten Antriebsvorrich- tung aus anzutreiben, welche unabhängig von den Antriebsmitteln arbeitet, durch welche das bewegliche Organ betätigt wird.
Die Erfindung kann bei einer Konstruk tion verwendet werden, bei welcher eine ver änderliche Vorschubbewegung eines beweg liches Organes mittels einer photoelektrischen Zelle und eines dieser zugeordneten Ver schlusses gesteuert werden soll, und bei wel cher es erforderlich ist. eine zusätzliche Be wegung der Vorschubbewegung des beweg lichen Organes in einer vorbestimmten Phase seiner veränderlichen Vorschubbewegung zu überlagern: hierbei wird diesem Verschluss zweckmässig ein Hilfsverschluss zugeordnet, welcher so ausgebildet ist, dass er die Er- regutlg der photoelektrischen Zelle während dieser zusätzlichen Bewegung des beweg lichen Organes verändert.
Ein Ausführungsbeispiel zur Durchfüh rung des erfindungsgemässen Verfahrens ist in der Zeichnung dargestellt.
Fig. 1 zeigt in Stirnansicht zwei verti kale automatische Bohrmaschinen mit elek trischer Steuerung; Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht dieser Ma schinen von links in Fig. 1 gesehen; Fig. 3 zeigt in grösserem Massstab einen senkrechten Schnitt der Steuereinrichtung nach Linie 3-3 in Fig. 2; Fig. 4 zeigt einen Querschnitt nach Linie 4-4 in Fig. 3 Fig. 5 zeigt in etwas kleinerem 'Massstab als Fig. '.> eine Stirnansicht der in letzterer dargestellten Teile von rechts gesehen; Fig. 6 zeigt in grösserem Massstab als Fig. 1 einen waagrechten Schnitt nach Linie 6-6 der letzteren Figur;
Fig. 7 zeigt in grösserem Massstab als Fig. 2 einen Aufriss mit teilweisem Schnitt nach Linie 7-7 in Fig. 2, das heisst durch die in jeder Maschinensäule enthaltenen Teile, wobei der untere Teil der Schnittlinie 7-7 von Fig. 2 ebenfalls durch die Linie 7-7 in Fig. 6 angedeutet ist; Fig. 8 zeigt eine Ansicht eines mit auto matischer Bremse ausgerüsteten Elektro motors; Fig. 9 zeigt eine schematische Darstel lung des Bohrens einer Kurbelwelle und Fig. 10 zeigt ein elektrisches Schaltungs schema der Steuerungseinrichtung.
In sämtlichen Teilen der Zeichnung sind die gleichen Teile mit übereinstimmenden Überweisungszeichen bezeichnet.
Die in der Zeichnung dargestellten Bohr maschinen sind insbesondere zum Längsboh ren der Zapfen von Kurbelwellen für Ver brennungsmotoren bestimmt, können jedoch natürlich auch zur Ausführung anderer Boh rungen oder für irgendwelche andere Zwecke dienen, bei welchen ein rotierendes Werk zeug eine vorbestimmte Reihenfolge von Be arbeitungsvorgängen ausführen soll. Es sind hier auf einem gemeinsamen Sockel zwei Bohrmaschinen nebeneinander aufgestellt, in dessen wird jede Maschine für sich durch einen besonderen Elektromotor angetrieben und hat ihre eigene Steuereinrichtung. Für die Zwecke der Erklärung genügt deshalb die Beschreibung der Antriebs- und Steuer einrichtung einer einzigen Maschine.
Wie die Zeichnung zeigt, ist für beide Maschinen eine gemeinsame Grundplatte 11 vorgesehen, welche ein gemeinsames Sockel gehäuse 12 trägt, auf welchem die beiden Maschinen aufgestellt sind. Das Sockel gehäuse 12 trägt zwei senkrechte Ständer 13, einen für jede Maschine, und jeder Ständer 13 hat Prismenführungen 14 für den verti kal über dem Werkstück auf- und abschieb- baren Bohrkopf 15. Zur Verschiebung jedes Bohrkopfes dient eine Leitspindel 16, deren Enden in Lagern 17 und 18 gelagert sind, von welchen das erstere oben am Ständer und das letztere oben am Sockelgehäuse 12 be festigt ist.
Jeder Bohrkopf 15 ist durch ein innerhalb des Ständers 13 (Fig. 2) laufendes Gegengewicht 19 ausgeglichen, welches am Bohrkopf mittels eines Zugorganes 20 wie ein Drahtseil, eine Kette oder dergleichen be festigt ist, welches über Leitrollen 21 und 22 am obern Ende des Ständers läuft. Jeder Bohrkopf trägt einen Elektromotor 23 für den Antrieb der Bohrspindel. Die Leitspin- del für die Verschiebung jedes Bohrkopfes wird durch zwei im Ständer eingebaute Elektromotoren 24 und 25 (Fig. 7) ange trieben.
Das zu bohrende Werkstück wird vorn am Sockelgehäuse 12 durch geeignete Mittel befestigt. Nach Fig. 1 sind für die linkssei tige Maschine zwei Tragplatten 233 an der Vorderwand des Sockelgehäuses 12 befestigt und jede ist mit V-förmigen Rippen 234 zur Aufnahme der Zapfen einer zu bohrenden Kurbelwelle versehen, wobei die Rippen 234 mit nicht dargestellten Klemmplatten zum Festhalten der Kurbelwelle ausgerüstet sind. Ausserdem sind an der Vorderwand des Sockelgehäuses 12 vertikale Stangen 26 zur Aufnahme von einstellbaren Schwingarmen angebracht, welch letztere Bohrlehren zum Einlegen zwischen die Zapfen einer Kurbel welle aufnehmen können.
Bei der dargestell ten Konstruktion hat jeder Bohrkopf 15 zwei Bohrspindeln 27. Dieselben können abwech selnd verwendet werden oder aber auch gleichzeitig, wenn zwei genau gleiche Boh rungen zu gleicher Zeit mit dem Bohrkopf ausgeführt werden müssen. Natürlich könnte jeder Bohrkopf anstatt mit zwei Bohrspin deln 27 auch nur mit einer einzigen versehen sein.
Die beiden Elektromotoren 24 und 25 sind mit der Leitspindel 16 durch Differen tialgetriebe verbunden, welche in einem Ge häuse 28 eingeschlossen sind, das oben auf dem Sockelgehäuse 12 innerhalb des hohlen Ständers 13 aufgesetzt ist. Die Ausgangs welle des Differentialgetriebes, in Fig. 6 mit 29 bezeichnet, ist durch eine Kupplungshülse 30 mit einem Wellenstumpf 31 verbunden, welcher in das Gehäuse 18 hineinragt und an dessen Ende ein Kegelrad 32 befestigt ist, das mit einem ebenfalls im Gehäuse 18 lie genden und am untern Ende der Leitspindel 16 befestigten Kegelrad 33 kämmt.
Auf der Welle 29 ist ein Winkelrad 34 befestigt, wel ches mit einem auf der Welle 36 befestigten Kegelrad 35 kämmt. Das letztere ist in einem Lager 37 gelagert, welches vom Gehäuse 28 durch. eine Deckelplatte 38 getragen wird, welche ausserdem mit einem Lager 39 für die Welle 29 versehen ist. Die Welle 36 geht durch eine Seite des Ständers 13 hin durch und dient zum Antrieb der Steuervor richtung für die Steuerung der Verschie bungsbewegung des Bohrkopfes. Die Wel len 36 werden durch die Motoren 24 und 25 mit einer der Drehgeschwindigkeit der Leit- spindel 16 proportionalen Drehgeschwindig keit angetrieben.
Wie aus Fig. 3 und 4 ersichtlich, geht die Welle 36 durch eine Öffnung 40 im untern Teil der Seitenwand 41 des Ständers 13 hin durch. Die Welle ist in einem Lager 42 ge lagert, welches mittels Bolzen 43 und Mut tern 44 an der Aussenfläche der Wandung 41 befestigt ist. Der Lagerkörper 42 hat einen ringförmigen Ansatz 45, welcher den Deckel eines Ölkastens 46 bildet, mit wel chem er durch Schraubenbolzen 47 verbun den ist. Im Ölkasten 46 ist ein Rad 48, wel ches auf einem im Durchmesser verringerten Abschnitt 49 der Welle 36 gelagert ist, nebst drehbaren Zahnrädern 50 und 51 eines Pla netenradgetriebes angeordnet.
Die Zahnräder 50 und 51 drehen sich miteinander und ste hen im Eingriff mit einem Zahnkranz 52 an der Innenseite des Ringansatzes 45 und einem Zahnkranz 53 an der Innenseite einer drehbaren Scheibe 54, welche an einer Welle 55 mittels Schraubenbolzen 56 befestigt ist. Die Welle 55 hat ein hohles Ende zur Auf nahme des Endzapfens 57 der Welle 36 und einer Lagerhülse 58. Das Zahnrad 51 hat weniger Zähne als das Zahnrad 50, so dass durch die Drehung der Welle 36 und damit des Rades 48 die Welle 55 mit einer bedeu tend verringerten Geschwindigkeit angetrie ben wird.
Die Welle 55 dient zum Antrieb zweier Steuerorgane, und zwar einer Scheibe 59 und eines Quadranten 60, welche zur Steuerung der Funktion der Leitspindel 16 in nachste hend noch zu beschreibender Weise dienen. Die Scheibe 59 ist an einer kreisrunden Platte 61 befestigt, welche ihrerseits mittels Schraubenbolzen 62 am Flansch 63 einer Büchse 64 befestigt ist. Die letztere ist auf einer Büchse 65 gelagert, welche auf das rechte Ende der Welle 55 aufgesetzt ist.
Die Büchse 65 ist mit der Welle 55 durch eine Einwegkupplung verbunden, und zwar be steht letztere aus einem federbeeinflussten Kolben 66, welcher in einer radialen Aus- nehmung 67 der Welle 55 verschiebbar ein gesetzt ist und mit einer im Innern der Büchse 65 (Fig. 4) liegenden einzigen Schul ter 68 in Form eines Sperrzahnes zusammen wirkt. Infolge dieser Anordnung wird die Scheibe 59 durch die Welle 55 nur dann ge dreht, wenn sich die Leitspindel 16 in jener Richtung dreht, in welcher der Bohrkopf gegen das Werkstück geführt wird.
Wäh rend der entgegengesetzten Drehbewegung der Leitspindel 16 und der Welle 55 wird die Scheibe 59 durch eine Bremse festgehal ten, und zwar besteht diese aus einer aussen auf der Büchse 65 sitzenden Bremstrommel 69 und diese umgebenden, bei 72 aneinander angelenkten Bremsbacken 70 und 71. Die Bremsbacken 70 und 71 werden in nachgie biger Weise durch eine Feder 73 gegenein ander gezogen, welche auf einem Bolzen 74 sitzt, der von einem Vorspung 75 der Bremsbacke 70 aus durch einen Vorsprung 7 6 der Bremsbacke 71 hindurchgeht, und die Feder 73 ist zwischen diesem letzten Vor sprung 76 und den beiden Muttern 77 gehal ten.
Eine Drehung der Bremsbacken 70 und 71 wird durch eine an der Backe 70 sitzende Gabel 78 verhindert, die an einem am festen Gehäuse 46 angebrachten Bolzen 79 angreift. Wenn bei der Vorschubbewegung des Bohr kopfes die Scheibe 59 gedreht wird, ergibt sich ein Schlupf in der Bremse 69, 70, 71.
Der Quadrant 60 ist auf einem Ring 80 befestigt, der durch gebogene, von einem Ring 83 ausgehende Arme 81 und 82 getra gen wird. Der Ring 83 ist mittels Schraube 84 am äussern Teil 85 einer Gleitkupplung 85, 86 befestigt, deren innerer Teil 86 mit tels Schraubenbolzen 56 an der Welle 55 be festigt ist. Der Quadrant kann in beiden Richtungen durch die Kupplung 85, 86 von der Welle 55 aus angetrieben werden, ausser wenn ein Hindernis auftritt, wie es sich er- gibt, wenn ein in einem Vorsprung 88 eines Armes 81 eingesetztes Anschlagorgan 8 7 gegen den Bolzen 79 anschlägt, um die Vor wärtsbewegung des Quadranten zu begrenzen.
Bei der in der Zeichnung dargestellten Konstruktion sind die durch die Scheibe 59 und den Quadrant 60 gebildeten Steuer organe als Verschlüsse ausgebildet, welche die photoelektrischen Zellen 90 und 91 (Fig. 3 und 5) steuern. Die beiden Zellen 90 und 91 seien als "Vorwärts"-Zelle und als "Umkehr"-Zelle bezeichnet, da dieselben dazu dienen, die Vorwärtsbewegung und die Umkehrbewegung des Bohrkopfes 15 hervor zurufen. Die Scheibe 59 wirkt mit beiden Zellen zusammen, während der Quadrant 60 nur die Vorwärtszelle 90 steuert. Die Zellen 90 und 91 sind nebeneinander in getrennten Abteilen eines gemeinsamen Gehäuses 92 montiert, welches auf einer Seite des Ge häusesockels 12 angesetzt ist.
Von der Un terseite des Gehäuses 92 gehen elektrische Verbindungsleitungen 93 und 94 zu den Schalterkästen 95 und 96 (Fig. 2), welche ebenfalls auf dem Gehäuse 12 angebracht sind und Schalter enthalten, welche durch die Zellen 90 und 91 betätigt werden. Das Licht zur Erregung der Zellen wird durch elek trische Lampen 97 und 98 geliefert, die in einem besonderen Gehäuse 99 eingebaut sind, das bei 100 verschwenkbar am Gehäuse 92 gelagert ist und durch Bolzen 101, welche in seitlichen Lappen 102 des Gehäuses 99 liegen, in seiner Wirkungsstellung gehalten wird.
Jede Lampe 97, 98 ist an einem ein stellbaren Stützarm 103 gelagert, welcher mittels Bolzens 104, Mutter 105 und Unter lagsscheiben 106 und<B>107</B> in seiner Lage ge halten wird, und zwar geht der Bolzen 104 durch einen Schlitz 108 (Fig. 5) des Gehäu ses 99 hindurch. Jede photoelektrische Zelle 90, 91 ist an einem Stützarm 109 gehalten, welcher um ein Linsensystem 110 gelagert ist, welches das von der Lampe 97 bezw. 98 kommende Licht auf die Zellen projiziert. Die Vorwärtszelle 90 isst längs der Fenster <B>111</B> und 112 angeordnet, welche durch enge, in einer Linie liegende Schlitze des Gehäuses 9<B>2</B> gebildet werden. Mit diesen Schlitzen 111 und 112 stimmt eine kreisförmige Öff nung 113 im Gehäuse 99 überein, welche zwischen der Lampe 97 und der Zelle 90 liegt.
Die Umkehrzelle 91 ist längs eines einzigen Fensters in Form eines engen Schlit zes 114 angeordnet und das von der Lampe 98 kommende Licht geht durch eine kreis- förmige Öffnung 115 im Gehäuse 99 hin durch, welche gegenüber dem Schlitz 114 liegt. Eine im Gehäuse 99 vorgesehene Schauöffnung 116 enthält eine Durchblick vorrichtung 117.
Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, besitzt die Scheibe 59 am Umfang zwei Reihen Schlitze. Die äussere Reihe enthält einen langen Schlitz 118 und sechs kürzere Schlitze 119. Die Schlitze 118 und 119 wirken mit dem Fen ster 111 der Vorwärtszelle 90 zusammen, indem sie Licht der Lampe 97 durch das Fenster 111 zur Zelle hindurchtreten lassen. Die innere Reihe enthält eine Anzahl kurzer Schlitze 120 und diese wirken mit dem Fen ster 114 der Umkehrzelle 91 zusammen, in dem das von der Lampe 98 kommende Licht die Zelle 91 durch das Fenster 114 hindurch belichten kann.
Der Quadrant 60 besitzt einen einzigen Schlitz 121 von genügender Breite, um alle diese Fenster<B>111,</B> 112 und 114 freizulegen und die Grenze des Schlitzes ist bei 122 abgesetzt, um einen undurchsich tigen Teil zur Unterbrechung des Lichtes durch das Fenster 112 zu bilden. Das Pla- netenrädergetriebe 50, 51, 52 und 53 ist so angeordnet, dass es während einer vollen Vor schubbewegung des Bohrkopfes die Scheibe 59 genau um eine vollständige Umdrehung dreht. Die Scheibe 59 ist am besten so an gebracht, dass sie rings um die Age der Büchse 65 eingestellt werden kann.
Zu die sem Zweck ist die Büchse 64 nicht auf der Büchse 65 verkeilt, sondern ist am einen Ende bei 123 geschlitzt, um mit einem oder mehreren Schlitzen 124 auf einer in der Büchse 64 liegenden Lagerhülse 125 in Ein griff zu kommen. In der Hülse 125 befindet sich eine Stange 126, welche am rechten Ende der Welle 55 festgeschraubt ist. Zwi- scheu der Stange 126 und der Hülse 125 ist drehbar eine Stellbüchse 127 eingesetzt, wel che mit einem Einstellknopf 128 verkeilt ist. Eine Längsbewegung der Einstellbüchse 127 wird durch eine mittels einer Schraube 130 auf der Stange 126 befestigten Unterlags scheibe 129 verhindert. Zwischen der Unter lagsscheibe 129 und dem Einstellknopf 128 ist auf die Hülse 127 ein Sperrknopf 131 aufgeschraubt.
Die Einstellbüchse 127 trägt ein exzentrisches Lager, auf welchem zwei Zahnräder<B>132</B> und 133 drehbar montiert sind, welche aneinander fest sind, so dass sie sich miteinander drehen. Diese Zahnräder kämmen mit Innenzahnrädern 134 und 135 auf der Lagerhülse 125 und der Büchse 65. Wenn der Sperrknopf 131 durch Rechtsdre hung, in Fig. 3 gesehen, aufgeschraubt wird, kann die gegenseitige Einstellung der Scheibe 59 und der Büchse 65 geändert werden, um die Scheibe genau einzustellen, indem man den Knopf<B>128</B> dreht. Hierdurch wird die Einstellbüchse 127 gedreht und die Zahn räder 132 und<B>133</B> rings um die Innenver zahnungen 1.34 und 135 bewegt.
Das Zahn rad 1.32 hat weniger Zähne als das Zahnrad 133, so dass durch die Drehung der Zahn räder eine Winkelbewegung zwischen der Büchse 65 und der Lagerhülse 125 bewirkt wird. Wenn die Scheibe 59 in die erforder liche Lage eingestellt worden ist, wird der Sperrknopf 131 gedreht, so dass er sich, in Fig. 3 gesehen, nach links bewegt und in folgedessen werden die Stange<B>126,</B> die La gerhülse 125 und die Büchse 64 längs der Büchse 65 bewegt, bis diese Teile durch den Eingriff der Büchse 64 mit dem Bremsorgan 69 miteinander verriegelt werden, und zwar hat die Hülse 125 einen Endflansch 136, wel cher in der verriegelten Lage der Teile mit dem rechtsseitigen Ende der Büchse 64 in Eingriff kommt.
Wie aus Fig. 2, 4 und 5 ersichtlich, ist auf einer Seite des Gehäuses 99 eine Anzeigeplatte 137 befestigt mit einer Marke 138, mit welcher eine Marke 139 auf der Scheibe in Übereinstimmung gebracht werden kann.
Wie bereits erwähnt, wird die Leitspin- del 16 durch Differentialgetriebe von den beiden Elektromotoren 24 und 25 (Fix. 7 und 8) angetrieben. Beim Vorschub des Bohr kopfes gegen das Werkstück hin werden in verschiedenen Zeiten zwei verschiedene Be wegungen verlangt, und zwar eine langsame Vorschubbewegung während des Bohrens und eine schnelle Vorschubbewegung, wenn der Bohrer nicht arbeitet, sondern gegen das Werkstück hin bewegt wird. Ferner ist es erforderlich, in gewissen Zeitabständen die Vorschubbewegung zwecks Auswerfens der Bohrspäne umzukehren und diese Umkehr bewegung muss mit hoher Geschwindigkeit vor sich gehen. Der Motor 24 dient hier für die langsame Vorschubbewegung, also zum Bohren, und der Motor 25 für die rascheren Vorschub- und Umkehrbewegungen des Bohr kopfes.
Der Motor 24 für Langsamvorschub läuft ständig, während die Maschine arbei tet, und der umkehrbare Schnellaufmotor 25 wird je nach Bedarf in Betrieb gesetzt und gewendet, wobei die Steuerung mittels der durch die Scheibe 59 und den Quadrant 60 gebildeten Stromkreissteuerorgane erfolgt. Im nachstehenden sei die Ausbildung des An triebes mit Differentialgetriebe durch die Motoren 24 und<B>2</B>5 beschrieben.
In Fig. 6 ist 140 die Welle des Langsam laufmotors 24 und 141 ist ein Schraubenrad auf der Welle des Schnellaufmotors 25. Die Welle 140 hat eine Schnecke 142, welche mit einem Schneckenrad 143 kämmt, das auf einer Querwelle 144 befestigt ist, welches sich in Lagern 145 und 146 dreht, welche in einer Nabe 147 der Deckplatte 38 und in der Endwand 148 des Gehäuses 28 gehalten sind. Am einen Ende der Welle 144 sitzt ein Zahnrad 1.50, welches mit einem Zahnrad <B>151</B> auf einer kurzen Parallelwelle 152 kämmt, die sich in Lagern 153 und 154 dreht, von welchen das letztere von einer Lagerstütze 155 gehalten ist.
Zwischen ihren Lagern trägt die Welle 152 ein Schrauben rad 156 (Fix. 7), und das Schraubenrad 156 kämmt mit einem Schraubenrad 157 auf einer Schneckenwelle 158. Die letztere dreht sich in Rollenlagern 159 und 160, welche in einer Lagerstütze 161 bezw. einer Nabe 162 des Gehäuses 28 eingesetzt sind. Die Welle 158 trägt eine Schnecke 163, welche in Ein griff steht mit einem Schneckenrad 164, das mittels Schrauben und Muttern 165 an einer kurzen Büchse 166 befestigt ist, welche frei drehbar auf die Welle 29 zwischen Spur lagern 167 und 168 aufgesetzt ist. An der Büchse 166 sitzt ein Kegelrad 169, welches mit Planetenkegelrädern 170 kämmt, die drehbar auf Achsstummeln 171 sitzen, wel che von einem auf der Welle 29 festen Bundring 172 radial ausgehen.
Das Schraubenrad 141 kämmt mit einem Schraubenrad 173, welches mittels Schrau ben und Muttern 174 an einer der Büchse 166 ähnlichen Büchse<B>175</B> befestigt ist. Die Büchse 175 ist ebenfalls frei drehbar auf der Welle 29 zwischen Spurlager 176 und 177 angeordnet und an ihr sitzt ebenfalls ein Ke gelrad 178, welches mit den Planetenkegel rädern 170 auf der entgegengesetzten Seite des Bundringes 172, also gegenüber jener Seite, auf welcher das Kegelrad 169 ange ordnet ist, kämmt. Der Schnellaufmotor 25, welcher das Schraubenrad 143 dreht, ist ein Fig. 8 dargestellt; im obern Teil 180 des Motorgehäuses ist eine auf der Motorwelle befestigte Bremstrommel 179 vorgesehen.
Die Bremstrommel 179 enthält Bremsbacken 181, welche bei 182 am Gehäuse 180 angelenkt sind und durch die Nockenwelle 183 ausein andergespreizt werden können. Die letztere wird mittels einer Büchse 184 betätigt, wel che entgegen der Wirkung einer Feder 185 auf der Welle 1$3 in Längsrichtung verscho ben werden kann. Die Büchse 184 trägt einen Flansch 186, an welchem ein Gabelarm 187 angreift, welcher bei 188 an einer Stütze 189 gelagert ist, die am Hauptkörper 190 des Motorgehäuses befestigt ist. Das freie Ende des Armes 187 ist durch einen Lenker 191 mit einem elektrischen Solenoid gekuppelt; das in einem Gehäuse 192 eingeschlossen ist, welches am Hauptkörper 190 des Motor gehäuses befestigt ist.
Diese Teile sind so angeordnet, dass beim Abschalten des Motors die Bremse 179, 181 zur Wirkung gelangt; um die Motorwelle 25 unter der Wirkung einer Feder 185 anzuhalten. Wenn der Mo tor 25 eingeschaltet wird, wird das Solenoid im Gehäuse 192 ebenfalls erregt, so dass es, die Bremse löst.
Aus vorstehendem ergibt sich, dass bei Stillstand des Schnellaufmotors 25 seine Bremse die Drehbewegung des Kegelrades 178 verhindert. Angenommen, der Langsam laufmotor 24 sei im Betrieb, so treibt das Kegelrad 169 die Planetenräder 170 an, so dass dieselben die Welle 29 drehen und in folgedessen die Leitspindel 16 und die Steuerwelle 36 mit niederer Geschwindigkeit getrieben werden. Wenn nun der Schnell- laufmotor 25 in Betrieb gesetzt wird, wird auch das Kegelrad 178 in Drehung ge setzt und treibt die Planetenkegelräder 170, so dass die Welle 29 mit hoher Ge schwindigkeit angetrieben wird.
Bei der einen Drehrichtung der Welle des Motors 25 addiert sich der Antrieb desselben zum An trieb des Langsamlaufmotors 24, und in der andern Drehrichtung der Welle des Schnell- laufmotors wird der Antrieb der letzteren vom Antrieb des Langsamlaufmotors subtra hiert und übersteigt die Wirkung des letz teren, so dass die Welle 29 in entgegengesetz ter Richtung mit hoher Geschwindigkeit ge dreht wird. Das elektrische Schaltgetriebe, durch wel ches die Motoren 23, 24 und 25 betätigt wer den, ist in einem an der Rückseite des Stän ders 13 (Fig. 2) befestigten Schaltkasten 193 untergebracht.
Zu diesem Schaltgetriebe ge hören ferner die Schalter in den Kästen 95 und 96, die Druckknöpfe in einem an der Seitenwand des Sockelgehäuses 12 befestig ten Druckknopfkasten 194 und andere im nachstehenden noch aufgeführte Schalter. Zur Begrenzung der Bewegungen des Bohr kopfes 15 sind Endschalter 195 und 196 auf einer Seite der Prismenführungen 14 am obern und untern Ende des Ständers 13 vor gesehen. Die Endschalter wirken mit An schlägen 197 und 198 am Bohrkopf 15 zu sammen. Diese Endschalter. dienen dazu, zu-. verhindern, dass der Bohrkopf die normalen Grenzen seiner Hubbewegung überläuft.
Eine weitere in Fig. 7 dargestellte Sicherheitsvor richtung besteht aus einem Überlastungsaus- löseschaltgetriebe 199, welches die Motoren, das Getriebe und die Bohrer selbst gegen Überlastung infolge eines übermässigen Wi derstandes auf den Bohrer, welcher durch die Anhäufung von Spänen oder in anderer Weise verursacht werden kann, zu schützen. Das Schaltgetriebe 199 ist in ein Gehäuse 202 eingeschlossen und wird durch einen Arm 200 betätigt, welcher bei 201 an einem Arm 203 angelenkt ist, der seinerseits an einem Ausleger 204 befestigt ist, welcher ausserdem das Gehäuse 202 trägt und am Gehäuse 28 befestigt ist oder aus einem Stück mit diesem besteht.
Der Arm 200 wird durch eine Stell schraube 205 mittels einer Kolbenstange 206 betätigt, welche an einem Kolben 207 be festigt ist. Der letztere ist in einer Büchse 208 so gelagert, dass er eine begrenzte Gleit- bewegung ausführen kann, welche Büchse mittels Bolzen 209 am Vorsprung 162 be festigt ist und auf welche eine Kappe 21.0 aufgeschraubt ist, zwischen welcher und dein Kolben 207 eine starke Druckfeder 211 ein gelegt ist, welche normalerweise eine Längs bewegung des Kolbens verhindert.
Der Kol ben 207 hat einen äussern Flansch 212, wel cher in eine ringförmige Vertiefung 213 der Büchse 208 eingreift und zur Begrenzung der Bewegungen des Kolbens<B>207</B> dient, in dem er an der Endwandung der Vertiefung einerseits und an einer Unterlagsscheibe 214 anderseits anliegt, welch letztere zwischen der Büchse 208 und dem Vorsprung 162 ein gelegt ist und an der Büchse mittels Schrau ben 215 befestigt ist. Die Welle 158 ist in Spurlagern 216 und 217 gelagert und die äussere Laufbahn 218 des letzteren liegt gegen die Endfläche des Kolbens 207 an. Die Schneckenwelle 158 wird in einer sol chen Richtung gedreht, dass der Drehwider stand des Schneckenrades 164 bestrebt ist, die Schneckenwelle 158 nach rechts, in Fig. 7 gesehen, zu bewegen, so dass die Laufbahn 218 gegen die Endfläche des Kolbens 207 anliegend gehalten wird.
Die Stärke der Feder 211 ist indessen so gewählt, dass keine Längsbewegung des Kolbens 207 eintreten kann, ausser wenn der Bohrer oder Bohrkopf auf einen übermässigen Widerstand stösst. Unter diesen letzteren Umständen wird die Welle 158 nach rechts bewegt (Fig. 7), da diese Bewegung durch die Rollenlager 159 und 160, in welchen eine Längsverschiebung zwischen den Rollen und den äussern Lauf bahnen möglich ist, zugelassen wird und der Kolben 207 wird entgegen der Wirkung der Feder 211 bewegt, so dass der Arm 200 durch die Kolbenstange 206 verschwenkt und der Schalter 199 betätigt wird.
Fig. 10 zeigt das Schaltungsschema für die Steuerung der Elektromotoren 23, 24 und 25. In dieser Figur sind diese Motoren als Drehstrommotoren gezeichnet, welche an ein Drehstromnetz mit herausgeführtem Null- leiter angeschlossen sind; L1, L2 und L3 sind die Phasenleitungen, N der Nulleiter. Zum Ein- und Ausschalten der Motoren sind dreipolige Schalter<I>A,</I> 13, <I>C</I> und<I>D</I> vorge sehen, und zwar dienen die Schalter C und D für den Betrieb des Schnellaufmotors in beiden Drehrichtungen.
Al, Dl, Cl und Dl sind die Betätigungsspulen dieser Schalter, und durch die Schalter<I>A,</I> C und<I>D</I> werden Hilfsschalter A2, C2 und D2 betätigt. Ausser dem sind Relais mit den Spulen E, K, <I>G, H</I> und J vorgesehen. Die Relaisspule E be tätigt Schalter El, E2 und E3. Die Relais spule K betätigt Schalter K <I>1</I> und K2. Die Relaisspule G betätigt Schalter<B><I>GI,</I></B> G2, G3 und G4. Die Relaisspule H betätigt den Schalter Hl und die Relaisspule J die Schal ter J1 und<I>J2.</I> Die Spule<I>H</I> wird mit Gleich strom betrieben und ist zu diesem Zweck in Serie mit einem Gleichrichter M und einem Widerstand 0 geschaltet.
Im Nebenschluss zum Widerstand 0 und zur Spule H liegt ein Kondensator P. Für die Handbetätigung der Motoren dienen vier Druckknöpfe .S, <I>T,</I> U, V, und zwar sind dieselben vorgesehen zum Anlassen des Schnellaufmotors in Vor wärtsrichtung, zum Anlassen desselben in Umkehrrichtung, zum Anlassen beider Mo toren 28 und 24 und zum Anhalten aller drei Motoren 23, 24 und 25. Zwei normalerweise offene Schalter F und R werden durch die Vorwärtszelle 90 und die Umkehrzelle 91 be tätigt.
Ausserdem zeigt das Schema den obern Endschalter 195 und den untern End- schalter 196, sowie zwei normalerweise offene Schalter WI und W2, welche die Über- lastungsschaltvorrichtung 199 bilden. X, Y und Z sind den drei Motoren zugeordnete Maximalschalter. Sämtliche Steuerstromkreise sind an die Phasenleitung L3 und den Null- leiter angeschlossen.
Die Wirkungsweise der beschriebenen automatischen Bohrmaschine ist folgende: In Fig. 9 sind einigermassen schematisch die Bewegungen dargestellt, welche der Bohrkopf beim Bohren der gleichachsigen Löcher in den Hauptzapfen einer Kurbel welle machen muss. Die letztere besteht aus einem langen Hauptzapfen 221 und kurzen Hauptzapfen 222, 223 und 224, welche durch Zwischenräume zwischen den Kurbelarmen 225 und 226, 227 und 228, sowie 229 und 230 voneinander getrennt sind. Das Ende des Bohrers 231 wird in der nachstehenden Vorgangsfolge bewegt. Zunächst muss die durch den langen Pfeil a angegebene Vor wärtsbewegung ausgeführt werden, um die Spitze des Bohrers dicht an das Werkstück zu bringen.
Hierauf muss der Bohrer eine durch den Pfeil b angegebene kurze Vor schubbewegung im Vorwärtssinne machen und auf diese folgt zwecks Auswerfens der Bohrspäne eine durch den Doppelpfeil C an gegebene, mit hoher Geschwindigkeit auszu führende Umkehr- und Rückbewegung. Wei tere langsame Vorschubbewegungen mit dar auffolgenden Umkehr- und Rückbewegungen gemäss den Pfeilen<I>d, e, f,</I> g und<I>h</I> sind er forderlich, bis der Bohrer den langen Zapfen 221 durchbohrt hat, und dann erfolgt eine schnelle Vorwärtsbewegung gemäss dem Pfeil i, um den Bohrer durch den Zwischen raum zwischen den Zapfen 221 und 222 hin durchzuführen.
Die Bewegungen des Bohrers werden in gleicher Weise fortgesetzt, um a denselben durch die Zapfen 222, 228 und 224 hindurchzubringen und ihn in den Zwi schenräumen zwischen diesen Zapfen mit einer hohen Geschwindigkeit zu bewegen. Hieraus ist ersichtlich, dass sowohl die mit <I>j, 7c, 1,</I> m und n bezeichneten Bewegungen mit kleiner Geschwindigkeit, als auch die mit o und p bezeichneten Umkehr- und Rück bewegungen mit grosser Geschwindigkeit, so wie die mit<I>q</I> und<I>r</I> bezeichneten Vorwärts bewegungen mit grosser Geschwindigkeit aus zuführen sind.
Angenommen, der Bohrkopf 15 befinde sich zu oberst seiner Laufbahn und die Kurbelwelle in ihrer Lage auf dem Werkstückhalter gleichachsig mit der Bohr spindel. Nun drückt der Arbeiter zuerst auf den Druckknopf ,S für Schnellvorschub und hierdurch wird ein Stromkreis geschlossen durch die Spule Cl durch die normalerweise offenen Schaltkontakte 81, die Verriege- lungskontakte <I>T2</I> des Druckknopfes<I>T,</I> den Anhaltedruckknopf Y und die Maximal schalter X, Y und Z.
Der Schalter C wird hierdurch geschlossen und der Schnellauf motor 25 in Vorwärtsrichtung angetrieben, wodurch die Welle 29 gedreht wird durch Vermittlung des Differentialgetriebes 178, 170, 172, indem die Drehung des Kegelrades 169 durch den Eingriff zwischen der Schnecke 163 und :dem Schneckenrad 164 verhindert wird. Durch die Drehung der Leitspindel 16 wird der Bohrkopf 15 abwärts gegen das Werkstück geführt, wodurch der Endschalter 195 geschlossen wird.
Während der Anfangsbewegung des Bohrkopfes 15 dreht sich die Welle 36 mit einer Geschwin digkeit proportional jener der Leitspindel, so dass die Welle 55 mit geringer Geschwindig- keit angetrieben und die Scheibe -59 durch Vermittlung der Einwegkupplung 66, 6.8 ge dreht wird. Die Scheibe 59, welche ursprüng lich die in Fig. 5 dargestellte Lage einge nommen hat, dreht sich, bis der Schlitz 118 das Fenster 111 der Vorwärtsphotozelle 90 freigibt: Nun wird der Schalter F (Fix. 10) geschlossen und der Stromkreis der Spule Cl wird durch die Schalter D2, G2 und E2 auf recht erhalten.
Nun kann man den Druck- knopf S loslassen und den Druckknopf U niederdrücken, so dass der Stromkreis der Spulen A1 und BI durch den Anhalteknopf V und die Maximalschalter X, Y und Z ge schlossen wird. Die Schalter A und B wer den hierdurch geschlossen und bewirken das Anlaufen der Motoren 23 und 24, wobei gleichzeitig die Stromkreise durch die Spulen A1 und B1 durch den Schalter A2 und den obern Endschalter 195 aufrecht erhalten wer den. Die Bohrspindel dreht sich nun und der Bohrkopf 15 wird mit grosser Geschwindig keit abwärts vorgeschoben.
Der Bohrkopf 15 setzt seinen Abwärts vorschub mit grosser Geschwindigkeit fort, bis der Schlitz 118 der Scheibe 59 am Fen ster 111 der Zelle 90 vorbeigelaufen ist, wor auf der Schalter F geöffnet wird und der Schnellaufmotor 25 durch die Abschaltung der Spule Cl ausgeschaltet wird. Die Bremse <B>179, 181</B> des Motors 25 wird automatisch an gezogen, um die Motorwelle anzuhalten.
Dieses Anhalten des Motors 25 durch die Steuerscheibe 59 ist so eingerichtet, dass es gerade eintritt, bevor die Spitze des Bohrers 231 das Werkstück berührt, das heisst, wenn der Bohrer den in Fig. 9 mit a bezeichneten Weg zurückgelegt hat und in diesem Augen blick setzt der Bohrkopf seine Abwärtsbewe gung mit geringer Geschwindigkeit fort, wo bei er vom Motor 24 durch das Differential getriebe<B>169,</B> 170, 172 angetrieben wird, in dem eine Drehung des Kegelrades 178 durch die Bremse des Motors 25 verhindert wird. Der Vorschub des Bohrkopfes geht weiter und die Scheibe 59 dreht sich weiter, bis der erste Umkehrschlitz 120 das Fenster 114 der Umkehrphotozelle 91 erreicht.
In diesem Augenblick hat der Bohrer einen Bohrhub über die Strecke b ausgeführt und durch die Erregung der Umkehrzelle 91 wird der Schalter R (Fig. 10) geschlossen und hier durch die Relaisspule K erregt. Infolgedes sen wird der Schalter K1 geschlossen und der Schalter K2 geöffnet. Die Schalterspule Dl wird erregt über den Schalter KI, die Schalter C2 und J2, die Verriegelungskon takte 82 des Knopfes S, den Endschalter 195, den Anhaltdruckknopf T' und die Schal ter X, Y und Z. Der Umkehrschalter D wird geschlossen, so dass der Motor 25 in Umkehr richtung in Betrieb kommt.
Die Antriebs geschwindigkeit des Motors 25 übersteigt diejenige des Langsamlaufmotors 24 und wird durch das Differentialgetriebe 178, 170, <B>172</B> auf die Welle 29 übertragen, wodurch die Leitspindel<B>16</B> in Umkehrrichtung mit hoher Geschwindigkeit gedreht wird und den Bohrkopf 15 rasch anhebt. Die Welle 36 wird ebenfalls in Umkehrrichtung angetrie ben und überträgt den Umkehrantrieb auf die Welle 55 (Fig. 3), worauf der Kolben 66, im Uhrzeigersinn in Fig. 4 gesehen, be wegt wird und beginnt, aus der Vertiefung 68 auszutreten, wobei die Scheibe 59 gegen Drehbewegung durch die Bremse 69, 70, 71 festgehalten wird.
Bis vor Umkehr des Drehsinnes der Welle 36 ist der Quadrant 60 in der in Fig. 4 dargestellten Lage durch Eingriff zwischen dem Anhalteorgan 87 und dem Bolzen 69 festgehalten worden. Sobald nun die Welle 55 in Umkehrrichtung ange trieben wird, wird der Quadrant 60 mit ihr im Uhrzeigersinn, in Fig. 4 gesehen, durch Vermittlung der Schlupfkupplung 85, 86 ge dreht. Fast unmittelbar hierauf bewegt sich der abgesetzte Teil 122 des Schlitzes 121 im Quadrant vor das Fenster 112 der Vorwärts zelle 90, und dieselbe wird belichtet.
Hier durch wird wieder die Schliessung des Schal ters F (Fig. 10) bewirkt, indessen wird der Stromkreis der Spule Cl nicht geschlossen, weil der Schalter D2 vorher infolge Erregung der Spule Dl geöffnet worden ist. Der Qua drant 60 gibt die Zelle 90 frei, weil bei der nachfolgenden raschen Vorwärtsbewegung des Bohrkopfes diese Zelle belichtet sein muss und der Quadrant das Ende der raschen Vorwärtsbewegung bestimmt, wenn das Werkzeug wieder beinahe an das Werkstück herangebracht ist, in dem dann der Teil 122 die Zelle 90 wieder verdeckt.
Durch die oben erwähnte Öffnung des Schalters K2 wird der Gleichstromkreis durch den Gleichrichter<I>M,</I> die Spule<I>H,</I> den Widerstand 0 und den Schalter G4 unter- brocken, indessen bleibt infolge der Ent ladung des Kondensators P durch den Wi derstand O die Spule H während einer be stimmten Zeitdauer noch erregt. Während dieser Zeitdauer setzt sich die Umkehrbewe gung des Bohrkopfes fort, und der Bohrer wird um die Strecke c in Fig. 9 aus dem Werkstück herausgezogen.
Während dieser Zeitdauer bewegt sich der Quadrant im Uhr zeigersinn, in Fig. 4 gesehen oder in dem Uhrzeigersinne entgegengesetzter Richtung, in Fig. 5 gesehen, weiter, und der Schlitz 121 im Quadrant ist von genügender Länge, um beide Photozellen 90 und 91 während der erforderlichen Dauer belichtet zu erhalten. Sobald der Kondensator P sich entladen hat, wird die Spule H aberregt und der Schalter Hl geschlossen, wodurch die Relaisspule J erregt und die Schalter J1 und J2 geöffnet werden. Sobald der Schalter J2 geöffnet ist, wird die Spule Dl ausgeschaltet, wodurch der Schnellaufmotor 25 abgeschaltet wird und gleichzeitig wird der Schalter D2 ge schlossen, wodurch die Schalterspule Cl er regt wird, welche die Schliessung" des Schal ters C bewirkt, worauf unverzüglich der Mo tor 25 in Vorwärtsrichtung anläuft.
Der Bohrkopf 15 wird nun vorgeschoben, um die Bohrerspitze dicht an die letzte Schnittstelle des Werkstückes heranzubringen und wäh rend dieser Vorschubbewegung wird der Kol ben 66 in dem Uhrzeigersinne entgegen gesetzter Richtung, in Fig. 4 gesehen, gegen die Vertiefung 68 hin bewegt, so dass schliess lich der Antrieb der Scheibe 59 an jenem Punkt aufgenommen wird, wo er zuletzt en digte. Der Quadrant 60 wird ebenfalls zu rückbewegt, bis sein Halteorgan 87 wieder am Bolzen 79 angreift, worauf die Kupp lung 85, 86 wieder zu gleiten beginnt und der Quadrant stehen bleibt.
Knapp bevor dies eintrifft, bedeckt der abgesetzte Teil 122 des Schlitzes 121 des Quadranten das Fenster 112 (Fig. 5) der Vorwärtszelle 90, wodurch die Zelle ausgeschaltet und der Schalter F geöffnet wird, so dass die Weiter bewegung des Bohrkopfes 15 nur durch den Langsamlaufmotor 24 erfolgt. Der Lang- samvorschub des Bohrers wird dann fort gesetzt, um den Bohrer um die in Fig. 9 mit d angegebene Strecke vorwärts zu bewegen Während der Rückbewegung des Qua dranten 60, wobei .der Bohrer 231 sich um die mit c bezeichnete Strecke in Fig. 9 ab wärts bewegt, bleibt die Umkehrzelle 91 er regt und der Schalter R ist deshalb geschlos sen.
Infolge der Erregung der Spule K bleibt der Schalter K2 offen, wobei die Spule H abgeschaltet und die Spule J erregt ist, so dass der Schalter J2 offen und die Umkehr schalterspule Dl abgeschaltet bleibt. Eine Erregung der Spule Dl kann nicht eintreten, ehe die Spule H durch Schliessen des Schal ters K2 erregt worden ist, oder mit andern Worten, ehe die Spule K durch Abschaltung der Zelle 91 abgeschaltet worden ist.
Wie aus Fig. 5 ersichtlich, sind in der Scheibe 59 zusätzliche Umkehrschlitze 120 angeordnet, und zwar so, dass dieselben in vorbestimmten Abständen in Wirkung tre ten, um auf den mit e und g bezeichneten Strecken in Fig. 9 entsprechende Umkehr und Rückbewegungen des Bohrers 231 zu bewirken, welche zwischen den in Fig. 9 mit d, f und h bezeichneten Langsamvor schüben (zum Bohren) des Bohrers einge schaltet werden.
Eine Rückbewegung um die Strecken e und g genügt, um wenigstens einen Teil der in der Spiralnut des Bohrers angesammelten Späne auszuwerfen. Wenn diese Bohrvorschübe beendigt sind, hat der Bohrer den Zapfen 221 durchbohrt, und in diesem Punkt gibt der erste der Schlitze 119 in der Scheibe 59 das Fenster 111 der Zelle 90 frei, wodurch diese erregt und der Schal ter F geschlossen wird. Die Schalterspule Cl wird dann während einer Zeitdauer erregt, welche derjenigen entspricht, die der Schlitz 119 braucht, um vor dem Fenster 111 vor überzugehen, und es wird hierdurch eine schnelle Bewegung des Bohrers bewirkt,
um das Schneidenende desselben durch den Zwi schenraum zwischen den Kurbelarmen 225 und 226 hindurchzubewegen. Der Scbnell- laufmotor 25 wird dann. abgeschaltet und die Langsambohr-, die Schnellumkehr- und die Schnellvorschubbewegungen werden in der erforderlichen Reihenfolge mittels der Steuerung durch die Schlitze 119 und 120 der Scheibe 59 bewirkt, wobei diese Steue rung während der Umkehr- und Rückbewe gung durch den Sehlitz 121 und den abge setzten Teil 122 desselben im Quadrant 60 verändert wird.
Der letzte der Umkehr schlitze 120 ist so angeordnet, dass er, wenn der Bohrer durch alle Zapfen der Kurbel welle hindurchgegangen ist, das Fenster 11_4 der Umkehrzelle 91 aufdeckt und zu gleicher Zeit wird der Endschalter 196 am untern Ende des Ständers 13 geschlossen, wodurch die Spule E durch den Schalter R, welcher durch die Umkehrzelle geschlossen wird, er regt wird. Der Stromkreis der Relaisspule E wird durch den Schalter El und den obern Endschalter 195 aufrecht erhalten, und diese Spule schliesst den Schalter E3, so dass die Umkehrschalterspule Dl erregt und der Um kehrschalter D geschlossen wird.
Der Motor 25 wird in Umkehrrichtung in Betrieb ge setzt und bewirkt das Anheben des Bohr kopfes 15, bis der obere Endschalter 1.95 ge öffnet wird, so dass die Spule El abgeschal tet und der Schalter E3 geöffnet wird. Der Bohrkopf ist auf diese Weise in seine Aus gangsstellung zurückgekehrt und in Bereit schaft, um eine neue Reihenfolge von Bohr vorgängen zu beginnen, wobei die Umkehr bewegung des Quadranten 60 durch das An stossen des einen Armes 82 am Bolzen 79 be grenzt wird.
Falls durch Auftreffen des Bohrers auf einen übermässigen Widerstand oder das An schlagen des Anschlages 219 des Bohrkopfes an der Arretierschraube 220 eine Überlastung auftritt, wird der Überlastungsauslöseschal- ter, wie oben beschrieben, betätigt, wodurch die Schalter W1 und W2 (Fig. 10) geschlos sen werden. Durch den Schalter W2 wird bewirkt, dass die Spule H erregt bleibt, bis die mechanische Überlastung aufgehört hat und durch den Schalter W1 wird die Spule G erregt, deren Erregung durch die Schal ter G1 und J1 aufrecht erhalten wird, und durch welche der Schalter G4 geöffnet wird. Sobald der Schalter W2 öffnet, wird die durch den Kondensator P, den Widerstand 0 und die Spule 11 gebildete Zeitvorrichtung betätigt und die Spule H wird nach einer bestimmten Zeitdauer aberregt.
Da die Er regung der Umkehrschalterspule Dl vorher durch die Schliessung des Schalters G3 durch die Spule G eingetreten ist, wird eine Um kehrung des Bohrkopfvorschubes in der oben beschriebenen Weise bewirkt. Falls das Vor dringen des Bohrers durch Späne beeinträch tigt wird, werden diese Umkehrungen so oft als erforderlich automatisch wiederholt, bis die Späne ausgeworfen worden sind.
Die Druckknopfsteuerung der Motoren 23, 24 und 25 ist so ausgebildet, dass sie den Vor rang vor der automatischen Steuerung durch die Photozellen hat, so dass gewünschtenfalls der Arbeiter jederzeit den Schnellaufmotor <B>5</B> in Vorwärts- oder Umkehrrichtung in Be- 2 trieb setzen oder alle Motoren anhalten kann. Der Druckknopf T dient zum Anlassen des Motors 25 in Umkehrrichtung; durch Nieder drücken dieses Druckknopfes wird die Um kehrschalterspule D1 über die Kontakte TI, die Kontakte S2 des Druckknopfes S und den Grenzschalter 195 erregt.
Fig. 9 zeigt eine Bohrlehre 232 und, falls es erwünscht ist; diese Bohrlehre nach dem Beginn des Bohrens des ersten Zapfens 221 zu entfer nen, kann der Druckknopf T' niedergedrückt werden, sobald der Bohrer das Ende der ersten Umkehrbewegung erreicht hat, wobei nach Anhalten sämtlicher Motoren die Weg nahme erfolgen kann. Die Motoren können dann mittels eines Wiederanlaufknopfes auf dem Druckknopf T' wieder in Betrieb ge setzt werden, so dass die weiteren Bohrvor gänge unter der Steuerung durch die photo elektrischen Zellen erfolgen.
Ein gleiches Anhalten und Wiederanlassen der Maschine von Hand kann gewünschtenfalls bewirkt werden, um das Abnehmen von durch die Stangen 26 in Fig. 1 gehaltenen Zwischen bohrlehren, sowie deren Versetzung in Bar unterliegende Zwischenräume zwischen den Zapfen der Kurbelwelle zu ermöglichen.
<B>13</B> Nach Vollendung einer vollen Vorgangs folge sind die Scheibe und der Quadrant wie der in Bereitschaftsstellung zum Beginn der Wiederholung der gleichen Vorgangsfolge auf einer andern Kurbelwelle gleicher Kon struktion. Wenn eine Kurbelwelle mit in der Länge oder der gegenseitigen Anordnung dif ferierenden Zapfen oder überhaupt in allen Abmessungen von den vorhergehend bearbei teten abweichende Kurbelwelle gebohrt wer den soll, so ist die Scheibe 59 durch eine andere Scheibe zu ersetzen, deren Schlitze der abweichenden Reihenfolge der alsdann erforderlichen Vorgänge entsprechen.
Diese Ersetzung wird bewirkt, indem man die Bol zen 101 (Fig. 5) abschraubt, das Lampen gehäuse 99 um sein Schwenklager 100 von der Scheibe und dem Quadranten hinweg schwenkt und die Schraubenbolzen 62 auf schraubt. Die Scheibe 59 mit ihrer Platte 61 kann dann abgenommen, die neue Scheibe nebst Platte in ihre Stellung gebracht und mittels der Bolzen 62 befestigt werden,
wor auf das Lampengehäuse 99 in seine Arbeits stellung zurückgeschwenkt und mittels der Bolzen 101 wieder befestigt wird. Die neue Scheibe kann in ihre genaue Lage in Bereit schaft für den Beginn der erforderlichen Vorgangsfolge mittels des Einstellknopfes 128 eingestellt werden, welcher solange ge dreht wird,
dass eine Marke auf der Scheibe mit der Marke 138 auf der Anzeigeplatte 187 in Übereinstimmung kommt. Die Einfach heit dieser Umstellungsmethode steht in sichtbarem Gegensatz zu den komplizierten Änderungen, welche zur Umstellung einer mechanisch betätigten automatischen Ma schine erforderlich sind, die mittels einer Un menge von Nocken, Auslösehebelvorrichtun gen oder ähnlichen mechanischen Organen gesteuert wird, welche alle wieder entspre chend eingestellt oder gegen entsprechend geänderte Organe ausgewechselt werden müssen.
Es ist klar, dass die Länge und Anord nung der Schlitze in der Scheibe 59 entspre chend den Abweichungen in der Reihenfolge der auszuführenden Vorgänge in verschieden- ster Weise geändert werden kann. Pür ge wisse Zwecke, z. B. zum Ausbohren, kann die Steuerung der Vorgänge nur mittels der Scheibe 59 allein, das heisst ohne den Qua dranten 60, erfolgen.
In diesem Falle kann die Umkehrphotozelle ausser Betrieb gelassen werden, da keine Umkehr- und Rückbewe gungen erforderlich sind. Wenn irgend wel che der Schnellvorschubschlitze in. der Scheibe 59 für das Ausbohren nicht erforder lich sind, können dieselben mittels einer ge eigneten Maske bedeckt werden.
Es liegt auf der Hand, dass die beschrie bene Steuerungseinrichtung das Bohren von Gegenständen, wie z. B. Kurbelwellen, wel che eine Reihenfolge verschiedener Bewegun gen des Bohrkopfes bedingen, in. hohem Masse vereinfacht. Die zum Bearbeiten des Werk stückes erforderliche Zeit kann beträchtlich reduziert werden, wodurch sich eine entspre chend erhöhte Produktion ergibt und die Ma schine bedingt eine bedeutend geringere Auf merksamkeit des Arbeiters, wodurch sich eine Ersparnis in den Betriebskosten ergibt.
Um eine fernere Erleichterung in der Pro duktion des fertigen Werkstückes zu erzie len, empfiehlt es sich, zwei nebeneinander aufgestellte Maschinen, wie in Fig. 1 dar gestellt, zu verwenden und die eine für das Bohren und die andere für das nachfolgende Ausbohren zu benützen.
Natürlich ist die beschriebene Steuerein richtung nicht nur bei Bohrmaschinen, son dern auch bei andern Werkzeugmaschinen und überhaupt bei allen Maschinen oder Ap paraten verwendbar, in welchen eine vorbe stimmte Reihenfolge von Vorgängen ausge führt werden soll.
Überdies ist diese Steue- rungseinrichtung nicht nur verwendbar zum Steuern der Bewegungen eines einzigen be weglichen Organes in. einer Anzahl verschie dener Richtungen in verschiedenen Betriebs stadien, sondern ist ebenfalls geeignet, um die Bewegungen einer Anzahl verschiedener Teile in vorbestimmter Weise zu steuern. In der beschriebenen Ausführung steuern die einfachen Kontrollorgane, welche die Scheibe 59 und den Quadrant 60 bilden, nur zwei Photozellen, aber es ist klar,
dass dieselben auch je nach Art der Reihenfolge der in der Maschine oder im Apparat auszuführenden Vorgänge auch zur Steuerung von drei oder mehr Photozellen dienen könnten.
Anstatt die Verschlüsse der Photozellen als Scheibe 59 und Quadrant 60 auszubilden, könnten dieselben auch in Form rotierender Zylinder, hin- und hergehender Gleitstücke, endloser Bänder usw. ausgeführt sein.
Method for controlling a sequence of processes in an arrangement and device for carrying out this method. The present invention relates to a method for controlling a sequence of processes in an arrangement, using at least one photoelectric cell for electrical control of the successive processes, and a device for carrying out the method.
The method according to the invention consists in the use of a shutter which, when actuated, causes the cell to be exposed to light during periods of time of a predetermined length, which detach from one another in a predetermined order, whereby at least two members that are movable with respect to one another, by means of which the successive processes are carried out, controlled in such a way that each of the successive time segments of the exposure of the cell and the closure of the light from the cell corresponds to a certain process from the sequence of the alternating processes.
The expression "electrical photo cell" is to be understood here as any type of cell which can serve to change the electrical current flowing in a control circuit in accordance with the changes in the admission of light to the cell.
The device according to the invention for performing the inventive method consists in the combination of an electrically operated device, by means of which the mutually movable members that are to perform the successive processes are operated, with a photoelectric cell that is in a control circuit of the electrically operated device is arranged, and a shutter between which and the photoelectric cell a mutual movement takes place in order to accomplish the exposure of the cell and the closure of the light from the cell, for which purpose the shutter transmits light and light final parts of such a size
that the cell is excited or during periods of certain length. is switched off during which certain processes of the whole sequence of processes to be carried out are to be carried out. Thanks. This training, a complicated series of operations can be controlled in the simplest manner, and if a change in the duration or the sequence of operations is required, is sufficient. it is, for example, to replace the existing closure with a modified closure which is designed in such a way that it works in accordance with the required changes in the duration or sequence of operations.
In an embodiment in which the movements of several or different parts are to be carried out in common relationship or the movements of a single movable organ in several or different directions and in different phases of operation are to be controlled, several photoelectric cells can be used for control the movements of the various parts or the movements in different directions of the single movable organ can be provided, as well as a shutter which is common to the said photoelectric cells and is arranged in such a way that the admission of light to them is regulated in a predetermined manner becomes.
If such a closure is used to control the movements of a movable organ, such as a tool or the workpiece of a machine tool, it is expediently driven so that it moves proportionally to the movements of this movable organ. Another possible embodiment consists in driving the shutter from a time-controlled drive device which operates independently of the drive means by which the movable member is actuated.
The invention can be used in a construction in which a variable feed movement of a movable organ is to be controlled by means of a photoelectric cell and a closure associated with it, and in which it is required. to superimpose an additional movement of the feed movement of the movable organ in a predetermined phase of its variable feed movement: in this case an auxiliary closure is expediently assigned to this closure, which is designed so that it regulates the excitation of the photoelectric cell during this additional movement of the movable organ Organ changed.
An exemplary embodiment for implementing the method according to the invention is shown in the drawing.
Fig. 1 shows a front view of two vertical automatic drilling machines with elec tric control; Fig. 2 shows a side view of this machine seen from the left in Fig. 1; FIG. 3 shows, on a larger scale, a vertical section through the control device along line 3-3 in FIG. 2; Fig. 4 shows a cross section along line 4-4 in Fig. 3 Fig. 5 shows on a somewhat smaller scale than Fig.> An end view of the parts shown in the latter seen from the right; FIG. 6 shows, on a larger scale than FIG. 1, a horizontal section along line 6-6 of the latter figure;
FIG. 7 shows, on a larger scale than FIG. 2, an elevation with a partial section along line 7-7 in FIG. 2, that is, through the parts contained in each machine column, the lower part of section line 7-7 of FIG. 2 likewise indicated by line 7-7 in Figure 6; Fig. 8 shows a view of an automatic brake equipped electric motor; Fig. 9 shows a schematic presen- tation of drilling a crankshaft and Fig. 10 shows an electrical circuit diagram of the control device.
In all parts of the drawing, the same parts are identified with the same transfer symbols.
The drilling machines shown in the drawing are in particular intended for longitudinal boring of the pins of crankshafts for internal combustion engines, but can of course also be used to execute other bores or for any other purposes in which a rotating tool executes a predetermined sequence of machining operations should. Two drilling machines are set up next to each other on a common base, in which each machine is driven by a special electric motor and has its own control device. For the purposes of explanation, the description of the drive and control device of a single machine is sufficient.
As the drawing shows, a common base plate 11 is provided for both machines, which carries a common base housing 12 on which the two machines are set up. The base housing 12 carries two vertical stands 13, one for each machine, and each stand 13 has prismatic guides 14 for the drill head 15 that can be pushed up and down vertically over the workpiece. A lead screw 16 is used to move each drill head Bearings 17 and 18 are mounted, of which the former is fastened on top of the stand and the latter on top of the base housing 12 be.
Each drill head 15 is balanced by a counterweight 19 running within the stand 13 (Fig. 2), which is fastened to the drill head by means of a pulling element 20 such as a wire rope, a chain or the like, which is via guide rollers 21 and 22 at the upper end of the stand running. Each drill head carries an electric motor 23 for driving the drill spindle. The lead screw for moving each drill head is driven by two electric motors 24 and 25 (FIG. 7) built into the stand.
The workpiece to be drilled is attached to the front of the base housing 12 by suitable means. According to Fig. 1, two support plates 233 are attached to the front wall of the base housing 12 for the linkssei term machine and each is provided with V-shaped ribs 234 for receiving the pin of a crankshaft to be drilled, the ribs 234 with clamping plates, not shown, for holding the Crankshaft are equipped. In addition, vertical rods 26 for receiving adjustable swing arms are attached to the front wall of the base housing 12, the latter can accommodate drilling jigs for insertion between the pins of a crankshaft.
In the dargestell th construction, each drill head 15 has two drill spindles 27. The same can be used alternately or at the same time if two exactly the same bores must be carried out at the same time with the drill head. Of course, each drill head could be provided with a single one instead of two Bohrspin deln 27.
The two electric motors 24 and 25 are connected to the lead screw 16 by differential gears, which are enclosed in a housing 28 that is placed on top of the base housing 12 within the hollow stand 13. The output shaft of the differential gear, denoted by 29 in Fig. 6, is connected by a coupling sleeve 30 to a stub shaft 31 which protrudes into the housing 18 and at the end of which a bevel gear 32 is attached, which is also located in the housing 18 with a lowing and bevel gear 33 attached to the lower end of the lead screw 16 meshes.
On the shaft 29, a bevel gear 34 is attached, wel Ches with a bevel gear 35 attached to the shaft 36 meshes. The latter is stored in a bearing 37, which from the housing 28 through. a cover plate 38 is carried, which is also provided with a bearing 39 for the shaft 29. The shaft 36 goes through one side of the stand 13 and is used to drive the Steuervor direction for controlling the displacement movement of the drill head. The shafts 36 are driven by the motors 24 and 25 at a rotational speed proportional to the rotational speed of the lead screw 16.
As can be seen from FIGS. 3 and 4, the shaft 36 passes through an opening 40 in the lower part of the side wall 41 of the stand 13. The shaft is supported in a bearing 42 which is attached to the outer surface of the wall 41 by means of bolts 43 and courage tern 44. The bearing body 42 has an annular projection 45 which forms the cover of an oil box 46, with which he is verbun by bolts 47 which is wel chem. In the oil box 46 is a wheel 48, wel Ches is mounted on a reduced diameter portion 49 of the shaft 36, together with rotatable gears 50 and 51 of a Pla netenradgetriebes.
The gears 50 and 51 rotate with one another and are in engagement with a ring gear 52 on the inside of the ring shoulder 45 and a ring gear 53 on the inside of a rotatable disk 54 which is attached to a shaft 55 by means of bolts 56. The shaft 55 has a hollow end to take on the end pin 57 of the shaft 36 and a bearing sleeve 58. The gear 51 has fewer teeth than the gear 50, so that by the rotation of the shaft 36 and thus the wheel 48, the shaft 55 with a Significantly reduced speed is driven ben.
The shaft 55 is used to drive two control members, namely a disk 59 and a quadrant 60, which are used to control the function of the lead screw 16 in the following manner to be described. The disk 59 is fastened to a circular plate 61, which in turn is fastened to the flange 63 of a bushing 64 by means of screw bolts 62. The latter is mounted on a sleeve 65 which is placed on the right end of the shaft 55.
The sleeve 65 is connected to the shaft 55 by a one-way clutch, the latter being made up of a spring-influenced piston 66 which is slidably inserted in a radial recess 67 of the shaft 55 and is connected to an inside of the sleeve 65 (Fig. 4) lying single shoulder 68 acts together in the form of a ratchet tooth. As a result of this arrangement, the disc 59 is only rotated by the shaft 55 when the lead screw 16 rotates in the direction in which the drill head is guided against the workpiece.
During the opposite rotational movement of the lead screw 16 and the shaft 55, the disc 59 is held by a brake th, namely this consists of a brake drum 69 seated on the outside of the sleeve 65 and the surrounding brake shoes 70 and 71, which are hinged to one another at 72 Brake shoes 70 and 71 are pulled against each other by a spring 73 which sits on a bolt 74 which passes from a projection 75 of the brake shoe 70 through a projection 7 6 of the brake shoe 71, and the spring 73 is between this last jump 76 and the two nuts 77 held.
Rotation of the brake shoes 70 and 71 is prevented by a fork 78 which is seated on the shoe 70 and engages a bolt 79 attached to the fixed housing 46. If the disk 59 is rotated during the advancing movement of the drill head, there is a slip in the brake 69, 70, 71.
The quadrant 60 is mounted on a ring 80 which is supported by bent arms 81 and 82 extending from a ring 83. The ring 83 is fastened by means of screw 84 to the outer part 85 of a sliding coupling 85, 86, the inner part 86 of which is fastened to the shaft 55 with means of screw bolts 56. The quadrant can be driven in both directions by the coupling 85, 86 from the shaft 55, except when an obstacle occurs, as occurs when a stop element 8 7 inserted in a projection 88 of an arm 81 against the bolt 79 strikes to limit the forward movement of the quadrant.
In the construction shown in the drawing, the control organs formed by the disc 59 and the quadrant 60 are designed as shutters which control the photoelectric cells 90 and 91 (FIGS. 3 and 5). The two cells 90 and 91 are referred to as the "forward" cell and the "reverse" cell, since they serve to produce the forward movement and the reverse movement of the drill head 15. The disk 59 cooperates with both cells, while the quadrant 60 controls only the forward cell 90. The cells 90 and 91 are mounted side by side in separate compartments of a common housing 92, which is attached to one side of the housing base 12 Ge.
From the underside of the housing 92, electrical connection lines 93 and 94 go to the switch boxes 95 and 96 (FIG. 2), which are also mounted on the housing 12 and contain switches which are operated by the cells 90 and 91. The light to excite the cells is supplied by elec tric lamps 97 and 98, which are built into a special housing 99, which is pivoted at 100 on the housing 92 and by bolts 101, which are in the side tabs 102 of the housing 99 in its position is held.
Each lamp 97, 98 is mounted on an adjustable support arm 103, which is held in its position by means of bolts 104, nuts 105 and washers 106 and 107, the bolt 104 going through a slot 108 (Fig. 5) of the hous ses 99 therethrough. Each photoelectric cell 90, 91 is held on a support arm 109, which is mounted around a lens system 110, which is the of the lamp 97 respectively. 98 incoming light is projected onto the cells. The forward cell 90 is arranged along the windows 111 and 112, which are formed by narrow, in-line slots of the housing 9 2. A circular opening 113 in the housing 99, which lies between the lamp 97 and the cell 90, corresponds to these slots 111 and 112.
The reversal cell 91 is arranged along a single window in the form of a narrow slot 114 and the light coming from the lamp 98 passes through a circular opening 115 in the housing 99 which is opposite the slot 114. A viewing opening 116 provided in the housing 99 contains a viewing device 117.
As can be seen from FIG. 5, the disk 59 has two rows of slots on the circumference. The outer row includes one long slot 118 and six shorter slots 119. The slots 118 and 119 cooperate with the window 111 of the forward cell 90 by allowing light from the lamp 97 to pass through the window 111 to the cell. The inner row contains a number of short slits 120 and these cooperate with the window 114 of the inverted cell 91, in which the light coming from the lamp 98 can expose the cell 91 through the window 114.
The quadrant 60 has a single slit 121 of sufficient width to expose all of these windows 111, 112 and 114 and the border of the slit is stepped at 122 to provide an opaque portion to block the light through the Form window 112. The planetary gear transmission 50, 51, 52 and 53 is arranged in such a way that it rotates the disk 59 by exactly one complete revolution during a full forward movement of the drill head. The disk 59 is best placed so that it can be adjusted around the age of the sleeve 65.
For this purpose, the sleeve 64 is not wedged on the sleeve 65, but is slotted at one end at 123 in order to come with one or more slots 124 on a bearing sleeve 125 lying in the sleeve 64 in A. In the sleeve 125 there is a rod 126 which is screwed to the right end of the shaft 55. An adjusting sleeve 127, which is wedged with an adjusting knob 128, is rotatably inserted between the rod 126 and the sleeve 125. A longitudinal movement of the adjusting sleeve 127 is prevented by a washer 129 fastened to the rod 126 by means of a screw 130. A locking button 131 is screwed onto the sleeve 127 between the washer 129 and the adjusting knob 128.
The adjusting sleeve 127 carries an eccentric bearing on which two gears 132 and 133 are rotatably mounted, which are fixed to one another so that they rotate with one another. These gears mesh with internal gears 134 and 135 on the bearing sleeve 125 and the sleeve 65. When the lock button 131 is screwed by clockwise rotation, seen in Fig. 3, the mutual adjustment of the disc 59 and the sleeve 65 can be changed to the Set the target precisely by turning the button <B> 128 </B>. As a result, the adjustment sleeve 127 is rotated and the gears 132 and 133 are moved around the internal gears 1.34 and 135.
The gear 1.32 has fewer teeth than the gear 133, so that an angular movement between the sleeve 65 and the bearing sleeve 125 is caused by the rotation of the gear wheels. When the disc 59 has been set in the required position, the lock button 131 is rotated so that it moves to the left as seen in Fig. 3 and as a result the rod 126, the La gerhülse 125 and the sleeve 64 moved along the sleeve 65 until these parts are locked together by the engagement of the sleeve 64 with the braking member 69, namely the sleeve 125 has an end flange 136, wel cher in the locked position of the parts with the right-hand side End of the sleeve 64 comes into engagement.
As can be seen from FIGS. 2, 4 and 5, a display plate 137 is attached to one side of the housing 99 with a mark 138 with which a mark 139 on the disk can be brought into agreement.
As already mentioned, the lead screw 16 is driven by differential gears from the two electric motors 24 and 25 (fixtures 7 and 8). When advancing the drilling head against the workpiece, two different movements are required at different times, namely a slow feed movement during drilling and a fast feed movement when the drill is not working, but is moved against the workpiece. Furthermore, it is necessary to reverse the feed movement at certain time intervals for the purpose of ejecting the drilling chips and this reversal movement must take place at high speed. The motor 24 is used here for the slow feed movement, so for drilling, and the motor 25 for the faster feed and reversal movements of the drilling head.
The motor 24 for slow feed runs continuously while the machine arbei tet, and the reversible high-speed motor 25 is put into operation and reversed as required, the control by means of the circuit control members formed by the disc 59 and the quadrant 60 takes place. In the following, the formation of the drive with differential gear by the motors 24 and <B> 2 </B> 5 is described.
In Fig. 6, 140 is the shaft of the low-speed motor 24 and 141 is a helical gear on the shaft of the high-speed motor 25. The shaft 140 has a worm 142 which meshes with a worm wheel 143 which is mounted on a transverse shaft 144 which is in Bearings 145 and 146 rotates, which are held in a hub 147 of the cover plate 38 and in the end wall 148 of the housing 28. At one end of the shaft 144 there is a gear 1.50 which meshes with a gear 151 on a short parallel shaft 152 which rotates in bearings 153 and 154, the latter of which is held by a bearing support 155.
Between their bearings, the shaft 152 carries a helical wheel 156 (Fix. 7), and the helical gear 156 meshes with a helical gear 157 on a worm shaft 158. The latter rotates in roller bearings 159 and 160, which respectively in a bearing support 161. a hub 162 of the housing 28 are used. The shaft 158 carries a worm 163, which is in a handle with a worm wheel 164 which is fastened by means of screws and nuts 165 to a short sleeve 166 which is freely rotatably mounted on the shaft 29 between track 167 and 168 is placed. On the sleeve 166 sits a bevel gear 169, which meshes with planetary bevel gears 170, which sit rotatably on stub axles 171 wel che from a fixed on the shaft 29 collar 172 radially.
The helical gear 141 meshes with a helical gear 173, which is fastened by means of screws and nuts 174 to a bushing 175 similar to the bushing 166. The sleeve 175 is also freely rotatable on the shaft 29 between thrust bearings 176 and 177 and also sits on her a Ke gelrad 178, which with the planetary bevel gears 170 on the opposite side of the collar 172, that is, opposite that side on which the bevel gear 169 is arranged, combs. The high-speed motor 25 which rotates the helical gear 143 is shown in FIG. 8; A brake drum 179 attached to the motor shaft is provided in the upper part 180 of the motor housing.
The brake drum 179 contains brake shoes 181 which are hinged at 182 on the housing 180 and can be spread apart by the camshaft 183. The latter is actuated by means of a sleeve 184, which can be displaced in the longitudinal direction against the action of a spring 185 on the shaft 13. The sleeve 184 carries a flange 186 which is engaged by a fork arm 187 which is mounted at 188 on a support 189 which is attached to the main body 190 of the motor housing. The free end of the arm 187 is coupled to an electric solenoid through a link 191; which is enclosed in a housing 192 which is attached to the main body 190 of the motor housing.
These parts are arranged so that when the motor is switched off, the brakes 179, 181 come into effect; to stop the motor shaft 25 under the action of a spring 185. When the mo tor 25 is turned on, the solenoid in housing 192 is also energized so that it releases the brake.
It follows from the above that when the high-speed motor 25 is at a standstill, its brake prevents the rotary movement of the bevel gear 178. Assuming that the slow running motor 24 is in operation, the bevel gear 169 drives the planet gears 170 so that the same rotate the shaft 29 and consequently the lead screw 16 and the control shaft 36 are driven at low speed. When the high-speed motor 25 is now put into operation, the bevel gear 178 is also set in rotation and drives the planetary bevel gears 170 so that the shaft 29 is driven at high speed.
In one direction of rotation of the shaft of the motor 25, the drive of the same is added to the drive of the low-speed motor 24, and in the other direction of rotation of the shaft of the high-speed motor, the drive of the latter is subtracted from the drive of the slow-speed motor and exceeds the effect of the latter , so that the shaft 29 is rotated in the opposite direction at high speed. The electric gearbox through which the motors 23, 24 and 25 operated by wel is housed in a switch box 193 attached to the rear of the stand 13 (FIG. 2).
This gearbox ge also hear the switches in boxes 95 and 96, the push buttons in a fastened on the side wall of the base housing 12 th push button box 194 and other switches listed below. To limit the movements of the drilling head 15 limit switches 195 and 196 are seen on one side of the prism guides 14 at the top and bottom of the stand 13 before. The limit switches act with stops 197 and 198 on the drill head 15 together. These limit switches. serve to-. prevent the drill head from exceeding the normal limits of its stroke movement.
Another safety device shown in FIG. 7 consists of an overload release gearbox 199, which protects the motors, the gears and the drill against overload as a result of excessive resistance on the drill, which is caused by the accumulation of chips or in some other way can protect. The gearbox 199 is enclosed in a housing 202 and is operated by an arm 200 which is articulated at 201 on an arm 203 which in turn is attached to a bracket 204 which also supports the housing 202 and is attached to the housing 28 or from one piece with this one.
The arm 200 is actuated by an adjusting screw 205 by means of a piston rod 206 which is fastened to a piston 207 BE. The latter is mounted in a bush 208 in such a way that it can execute a limited sliding movement, which bush is fastened to the projection 162 by means of bolts 209 and onto which a cap 21.0 is screwed, between which and the piston 207 a strong compression spring 211 a is placed, which normally prevents longitudinal movement of the piston.
The piston 207 has an outer flange 212 which engages in an annular recess 213 of the bushing 208 and serves to limit the movements of the piston 207 by being attached to the end wall of the recess on the one hand and on one Washer 214 rests on the other hand, which latter is placed between the sleeve 208 and the projection 162 and ben 215 is attached to the sleeve by means of screws. The shaft 158 is mounted in thrust bearings 216 and 217 and the outer raceway 218 of the latter rests against the end face of the piston 207. The worm shaft 158 is rotated in such a direction that the rotational resistance of the worm wheel 164 tends to move the worm shaft 158 to the right, as seen in FIG. 7, so that the raceway 218 is held against the end face of the piston 207 .
The strength of the spring 211 is selected so that no longitudinal movement of the piston 207 can occur unless the drill or drill head encounters excessive resistance. In these latter circumstances, the shaft 158 is moved to the right (Fig. 7), since this movement is allowed by the roller bearings 159 and 160, in which a longitudinal displacement between the rollers and the outer raceways is possible, and the piston 207 is against the action of the spring 211 moves so that the arm 200 is pivoted by the piston rod 206 and the switch 199 is actuated.
10 shows the circuit diagram for the control of the electric motors 23, 24 and 25. In this figure, these motors are drawn as three-phase motors which are connected to a three-phase network with a neutral conductor brought out; L1, L2 and L3 are the phase lines, N the neutral. To switch the motors on and off, three-pole switches <I> A, </I> 13, <I> C </I> and <I> D </I> are provided, with switches C and D for the operation of the high-speed motor in both directions of rotation.
Al, Dl, Cl and Dl are the actuation coils of these switches, and auxiliary switches A2, C2 and D2 are actuated by switches <I> A, </I> C and <I> D </I>. Relays with coils E, K, <I> G, H </I> and J are also provided. The relay coil E be actuated switches El, E2 and E3. The relay coil K actuates switches K <I> 1 </I> and K2. The relay coil G actuates switches <B> <I> GI, </I> </B> G2, G3 and G4. The relay coil H actuates the switch Hl and the relay coil J actuates the switches J1 and <I> J2. </I> The coil <I> H </I> is operated with direct current and for this purpose is in series with a rectifier M and a resistor 0 switched.
In the shunt to the resistor 0 and the coil H there is a capacitor P. For the manual operation of the motors are four push buttons .S, <I> T, </I> U, V, namely the same are provided for starting the high-speed motor in the forward direction To start the same in the reverse direction, to start both motors 28 and 24 and to stop all three motors 23, 24 and 25. Two normally open switches F and R are actuated by the forward cell 90 and the reversing cell 91.
The diagram also shows the upper limit switch 195 and the lower limit switch 196, as well as two normally open switches WI and W2, which form the overload switching device 199. X, Y and Z are maximum switches assigned to the three motors. All control circuits are connected to phase line L3 and the neutral conductor.
The operation of the automatic drilling machine described is as follows: In Fig. 9 the movements are shown somewhat schematically, which the drill head must make when drilling the coaxial holes in the main journal of a crankshaft. The latter consists of a long main pin 221 and short main pin 222, 223 and 224, which are separated from one another by spaces between the crank arms 225 and 226, 227 and 228, and 229 and 230. The end of the drill 231 is moved in the following sequence of operations. First, the forward movement indicated by the long arrow a must be carried out in order to bring the tip of the drill close to the workpiece.
Then the drill has to make a short forward feed movement in the forward direction indicated by the arrow b and this is followed by a reverse and reverse movement given by the double arrow C to eject the drilling chips at high speed. Further slow feed movements with the following reversal and return movements according to the arrows <I> d, e, f, </I> g and <I> h </I> are necessary until the drill has pierced the long pin 221 , and then there is a rapid forward movement according to the arrow i in order to carry out the drill through the space between the pins 221 and 222.
The movements of the drill are continued in the same way in order to bring the same through the pins 222, 228 and 224 and move it in the inter mediate spaces between these pins at a high speed. From this it can be seen that both the movements marked with <I> j, 7c, 1, </I> m and n at low speed, as well as the reversal and reverse movements marked with o and p at high speed, such as the Forward movements marked with <I> q </I> and <I> r </I> are to be carried out at high speed.
Assume that the drill head 15 is at the top of its career and the crankshaft in its position on the workpiece holder coaxially with the drilling spindle. Now the worker first presses the push button, S for fast feed and this closes a circuit through the coil Cl through the normally open switching contacts 81, the locking contacts <I> T2 </I> of the push button <I> T, </ I> the stop push button Y and the maximum switches X, Y and Z.
The switch C is thereby closed and the high-speed motor 25 is driven in the forward direction, whereby the shaft 29 is rotated through the intermediary of the differential gear 178, 170, 172 by preventing the rotation of the bevel gear 169 through the engagement between the worm 163 and: the worm wheel 164 becomes. As a result of the rotation of the lead screw 16, the drill head 15 is guided downwards against the workpiece, whereby the limit switch 195 is closed.
During the initial movement of the drill head 15, the shaft 36 rotates at a speed proportional to that of the lead screw, so that the shaft 55 is driven at a low speed and the disk -59 is rotated by means of the one-way clutch 66, 6.8. The disk 59, which originally assumed the position shown in FIG. 5, rotates until the slot 118 exposes the window 111 of the forward photocell 90: Now the switch F (fix. 10) is closed and the circuit of the coil Cl is kept upright by switches D2, G2 and E2.
Now you can release the push button S and depress the push button U, so that the circuit of the coils A1 and BI is closed by the stop button V and the maximum switches X, Y and Z. The switches A and B are closed by this and cause the motors 23 and 24 to start, while the circuits through the coils A1 and B1 through the switch A2 and the upper limit switch 195 are maintained. The drill spindle now rotates and the drill head 15 is advanced downwards at high speed.
The drill head 15 continues its downward advance at high speed until the slot 118 of the disc 59 has passed the window 111 of the cell 90, whereupon the switch F is opened and the high-speed motor 25 is switched off by switching off the coil Cl. The brake <B> 179, 181 </B> of the motor 25 is automatically applied to stop the motor shaft.
This stopping of the motor 25 by the control disk 59 is set up so that it occurs just before the tip of the drill 231 touches the workpiece, that is, when the drill has covered the path indicated by a in FIG. 9 and is looking at this moment the drill head continues its downward movement at low speed, where it is driven by the motor 24 through the differential gear <B> 169, </B> 170, 172, in which rotation of the bevel gear 178 is prevented by the brake of the motor 25 becomes. The feed of the drill head continues and the disc 59 continues to rotate until the first reversing slot 120 reaches the window 114 of the reversing photocell 91.
At this moment the drill has carried out a drilling stroke over the distance b and the switch R (FIG. 10) is closed by the excitation of the reversing cell 91 and is excited here by the relay coil K. As a result, the switch K1 is closed and the switch K2 is opened. The switch coil Dl is energized via the switch KI, the switches C2 and J2, the latching contacts 82 of the button S, the limit switch 195, the stop button T 'and the scarf ter X, Y and Z. The reversing switch D is closed so that the motor 25 comes into operation in the reverse direction.
The drive speed of the motor 25 exceeds that of the low-speed motor 24 and is transmitted through the differential gear 178, 170, 172 to the shaft 29, causing the lead screw 16 in the reverse direction at high speed is rotated and the drill head 15 lifts quickly. The shaft 36 is also driven in the reverse direction and transmits the reverse drive to the shaft 55 (Fig. 3), whereupon the piston 66, seen in a clockwise direction in Fig. 4, is moved and begins to exit from the recess 68, the Disc 59 is held against rotational movement by the brake 69, 70, 71.
Until the direction of rotation of the shaft 36 is reversed, the quadrant 60 has been held in the position shown in FIG. 4 by engagement between the stop member 87 and the bolt 69. As soon as the shaft 55 is being driven in the reverse direction, the quadrant 60 is rotated with her clockwise, seen in Fig. 4, through the intermediary of the slip clutch 85, 86 ge. Almost immediately thereafter, the stepped portion 122 of the slot 121 moves in the quadrant in front of the window 112 of the forward cell 90, and the same is exposed.
Here again the closure of the switch F (Fig. 10) is brought about, but the circuit of the coil Cl is not closed because the switch D2 has previously been opened as a result of the excitation of the coil Dl. The quadrant 60 releases the cell 90 because this cell must be exposed during the subsequent rapid forward movement of the drill head and the quadrant determines the end of the rapid forward movement when the tool is almost brought back to the workpiece, in which the part 122 the cell 90 is covered again.
As a result of the above-mentioned opening of the switch K2, the direct current circuit through the rectifier <I> M, </I> the coil <I> H, </I> the resistor 0 and the switch G4 is interrupted Charge of the capacitor P through the resistance O, the coil H is still energized for a certain period of time. During this period of time the Umkehrbewe movement of the drill head continues, and the drill is pulled out of the workpiece by the distance c in FIG.
During this period of time the quadrant continues to move clockwise as seen in FIG. 4 or in the opposite direction clockwise as seen in FIG. 5, and the slot 121 in the quadrant is of sufficient length to pass both photocells 90 and 91 during the required duration to get exposed. As soon as the capacitor P has discharged, the coil H is de-energized and the switch Hl is closed, whereby the relay coil J is energized and the switches J1 and J2 are opened. As soon as the switch J2 is open, the coil Dl is switched off, whereby the high-speed motor 25 is switched off and at the same time the switch D2 is closed, whereby the switch coil Cl is excited, which causes the closure "of the switch C, whereupon the Mo immediately gate 25 starts up in the forward direction.
The drill head 15 is now advanced in order to bring the drill bit close to the last interface of the workpiece and during this feed movement the piston 66 is moved in the clockwise direction in the opposite direction, as seen in FIG. 4, against the recess 68, so that Finally, the drive of the disk 59 is taken up at the point where it last ended. The quadrant 60 is also moved back until its holding member 87 again engages the bolt 79, whereupon the hitch be 85, 86 begins to slide again and the quadrant stops.
Just before this occurs, the stepped portion 122 of the slot 121 of the quadrant covers the window 112 (Fig. 5) of the forward cell 90, which turns off the cell and opens the switch F so that the further movement of the drill head 15 is only possible by the slow speed motor 24 takes place. The slow feed of the drill is then continued in order to move the drill forward by the distance indicated by d in FIG. 9. During the return movement of the quadrant 60, the drill 231 moving by the distance indicated by c in FIG. 9 moved downwards, the reversal cell 91 remains he stimulates and the switch R is therefore closed sen.
As a result of the excitation of the coil K, the switch K2 remains open, the coil H being switched off and the coil J being excited, so that the switch J2 remains open and the reversing switch coil Dl remains switched off. An excitation of the coil Dl cannot occur before the coil H has been excited by closing the switch K2, or in other words, before the coil K has been switched off by switching off the cell 91.
As can be seen from FIG. 5, additional reversing slots 120 are arranged in the disk 59, specifically in such a way that they come into effect at predetermined intervals in order to reverse and reverse movements of the drill on the routes designated by e and g in FIG 231 to cause which between the in Fig. 9 with d, f and h designated slow advance pushes (for drilling) of the drill are turned on.
A return movement by the distances e and g is sufficient to eject at least some of the chips that have accumulated in the spiral groove of the drill. When these drill feeds are completed, the drill has pierced the pin 221, and at this point the first of the slots 119 in the disc 59 clears the window 111 of the cell 90, energizing it and closing the switch F. The switch coil Cl is then energized for a period of time which corresponds to that which the slot 119 needs to pass in front of the window 111, and a rapid movement of the drill is thereby effected,
to the cutting end of the same through the intermediate space between the crank arms 225 and 226 through. The high-speed motor 25 then becomes. switched off and the slow drilling, the rapid reversal and the rapid advance movements are effected in the required order by means of the control through the slots 119 and 120 of the disc 59, this control during the reversal and return movement through the seat 121 and the aborted Part 122 of the same in quadrant 60 is changed.
The last of the reversing slots 120 is arranged so that, when the drill has passed through all the pins of the crankshaft, it reveals the window 11_4 of the reversing cell 91 and at the same time the limit switch 196 at the lower end of the stand 13 is closed, whereby the Coil E through switch R, which is closed by the reversing cell, it is excited. The circuit of the relay coil E is maintained by the switch El and the upper limit switch 195, and this coil closes the switch E3, so that the reversing switch coil Dl is energized and the reversing switch D is closed.
The motor 25 is put into operation in the reverse direction and causes the drilling head 15 to be raised until the upper limit switch 1.95 is opened, so that the coil El is switched off and the switch E3 is opened. The drill head has returned to its starting position in this way and ready to begin a new sequence of drilling operations, the reversal movement of the quadrant 60 is limited by the abutment of one arm 82 on the bolt 79 be.
If an overload occurs due to the drill encountering excessive resistance or the stop 219 of the drill head hitting the locking screw 220, the overload release switch is actuated as described above, thereby closing switches W1 and W2 (FIG. 10) be sen. The switch W2 causes the coil H to remain energized until the mechanical overload has ceased and the switch W1 energizes the coil G, the energization of which is maintained by the switches G1 and J1 and by which the switch G4 is opened. As soon as the switch W2 opens, the time device formed by the capacitor P, the resistor 0 and the coil 11 is actuated and the coil H is de-excited after a certain period of time.
Since the He excitation of the reversing switch coil Dl has previously occurred through the closure of the switch G3 by the coil G, a reversal of the drill head feed is effected in the manner described above. If the advance of the drill is impaired by chips, these reversals are automatically repeated as often as necessary until the chips have been ejected.
The push-button control of the motors 23, 24 and 25 is designed in such a way that it has priority over the automatic control by the photocells, so that, if desired, the worker can always turn the high-speed motor <B> 5 </B> in the forward or reverse direction - 2 drives can be set or all motors can be stopped. The push button T is used to start the engine 25 in the reverse direction; By pressing this push button down the order reversing switch coil D1 is energized via the contacts TI, the contacts S2 of the push button S and the limit switch 195.
Figure 9 shows a jig 232 and if so desired; To entfer this drilling jig after drilling the first pin 221, the push button T 'can be depressed as soon as the drill has reached the end of the first reversal movement, after which all motors can be removed. The motors can then be put back into operation by means of a restart button on the push button T ', so that the further drilling operations take place under the control of the photoelectric cells.
Similar manual stopping and restarting of the machine can be effected, if desired, to permit the removal of intermediate jigs held by the rods 26 in FIG. 1 and their displacement to underlying spaces between the journals of the crankshaft.
<B> 13 </B> After completing a full sequence of operations, the disk and the quadrant are in the ready position to start repeating the same sequence of operations on another crankshaft of the same construction. If a crankshaft with in the length or the mutual arrangement dif ferent journals or in all dimensions of the previously machined different crankshaft who is to be drilled, the disc 59 is to be replaced by another disc, the slots of the different order of then required operations.
This replacement is effected by unscrewing the Bol zen 101 (Fig. 5), the lamp housing 99 pivots about its pivot bearing 100 from the disc and the quadrant away and the screw bolts 62 unscrewed. The disk 59 with its plate 61 can then be removed, the new disk and plate can be brought into position and fastened by means of the bolts 62,
what is pivoted back on the lamp housing 99 in its working position and fastened again by means of the bolts 101. The new disk can be set in its exact position in readiness for the beginning of the required sequence of operations by means of the setting knob 128, which is rotated as long as
that a mark on the disk matches the mark 138 on the display plate 187. The simplicity of this conversion method is in visible contrast to the complicated changes that are required to convert a mechanically operated automatic Ma machine that is controlled by means of a huge amount of cams, Auslösehebelvorrichtun conditions or similar mechanical organs, which are all set or accordingly have to be replaced with appropriately modified organs.
It is clear that the length and arrangement of the slots in the disk 59 can be changed in various ways in accordance with the deviations in the sequence of the operations to be carried out. Purely for certain purposes, e.g. B. for boring, the control of the operations can only by means of the disc 59 alone, that is, without the Qua dranten 60, take place.
In this case, the reversing photocell can be left out of operation, as no reversing and reverse movements are required. If any of the rapid advance slots in disk 59 are not required for boring, they can be covered with a suitable mask.
It is obvious that the control device described bene the drilling of objects such. B. crankshafts, wel che a sequence of different movements conditions of the drill head, simplified to a high degree. The time required to edit the work piece can be reduced considerably, which results in a correspondingly increased production and the machine requires significantly less attention from the worker, which results in a saving in operating costs.
In order to further facilitate the production of the finished workpiece, it is advisable to use two machines set up side by side, as shown in FIG. 1, and to use one for drilling and the other for subsequent drilling.
Of course, the described Steuerein direction is not only used in drilling machines, but also in other machine tools and generally in all machines or Ap paraten in which a certain sequence of operations is to be carried out.
Moreover, this control device can not only be used to control the movements of a single movable member in a number of different directions in different operating stages, but is also suitable for controlling the movements of a number of different parts in a predetermined manner. In the embodiment described, the simple control elements which make up the disc 59 and the quadrant 60 control only two photocells, but it is clear
that they could also be used to control three or more photocells, depending on the sequence of operations to be carried out in the machine or in the apparatus.
Instead of forming the closures of the photocells as a disk 59 and a quadrant 60, they could also be designed in the form of rotating cylinders, reciprocating sliders, endless belts, etc.