CH232959A - Vorrichtung an Werkzeugmaschinen, insbesondere an Drehbänken, zum Einstellen und Gleichhalten der Schnittgeschwindigkeit bei Änderung des Arbeitsdurchmessers. - Google Patents

Description

  Vorrichtung an Werkzeugmaschinen, insbesondere an Drehbänken, zum Einstellen und  Gleichhalten der     Schnittgeschwindigkeit    bei Änderung des Arbeitsdurchmessers.    Die Erfindung betrifft     eine    Vorrichtung  an Werkzeugmaschinen, insbesondere an       Drehbänken,    zum Einstellen und Gleichhalten  der     Schnittgeschwindigkeit    bei Änderung  des Arbeitsdurchmessers infolge Bewegungen  des das Werkzeug tragenden Querschlittens,  bei welcher Vorrichtung ein :durch     einen    um  steuerbaren Hilfsmotor stufenlos regelbares  Getriebe zum Antrieb der Arbeitswelle der  Maschine verwendet wird.

   Die Erfindung be  steht darin, dass zum Einschaltendes Hilfs  motors     ein.        Einschaltrelais    vorgesehen ist, das  oberhalb einer vorbestimmten     Relaiserreger-          stromstarke    den Hilfsmotor     im        Drehsinne    der       Regelung    auf eine niedrigere Drehzahl der  Arbeitswelle und unterhalb dieser Erreger  stromstärke im-     entgegengesetzten    Drehsinne  einschaltet und das seinen Erregerstrom von  einem durch die Arbeitswelle angetriebenen  Stromerzeuger über einen     Regelwiderstand       erhält,

   der durch die     Bewegungexi    des Quer  schlittens und einer Einstellvorrichtung für  die Schnittgeschwindigkeit proportional zur       eingestellten        Schnittgeschwindigkeit    und um  gekehrt proportional zum     Drehdurchmesser     geändert wird,     wodurch    die am Einschalt  relais wirksame     Erregerstromstärke    im     um-          gekehrten        Sinn    geändert wird.

   Ein zur Vor  nahme der erforderlichen Widerstandsände  rungen     geeigneter        Regelwiderstand    kann aus  parallel zueinander angeordneten und an  einem Ende     leitend    miteinander verbundenen       Widerstandsdrähten    bestehen, wobei er  zweckmässig von .dem     Querschlitten        und    der       Einstellvorrichtung    für die Schnittgeschwin  digkeit in der Weise beeinflusst wird, dass er  von einem der beiden Teile in     Längsrichtung     der Drähte bewegt und ein mit dem andern  Teil verbundener Kontakt senkrecht zur  Längsrichtung auf ihm verschoben wird.

        Auf der Zeichnung sind drei Ausfüh  rungsformen der Erfindung dargestellt, und  zwar zeigt:  Fig. 1 ein Schaltschema mit einer schema  tischen     Darstellung    eines geeigneten Regel  widerstandes mit seinen Einstelleinrichtun  gen,  Fig. 2 in schaubildlicher Darstellung  einen Teil einer Drehbank mit einer geänder  ten Ausführung dieses     Regelwiderstandes     und  Fig. 3a eine weitere Ausführungsform in  Teilansicht und Fig. 3b den Grundriss der  zugehörigen drehbaren     Widerstandsscheibe.     



  In Fig. 1 stellt 1 die Arbeitsspindel der       Maschine,    z. B. der Drehbank, dar, deren  Drehzahl so     geregelt    werden soll, dass die  Schnittgeschwindigkeit für einen beliebigen       Arbeitsdurchmesser    auf einen     beliebigen     Wert eingestellt werden kann und bei Än  derungen des Arbeitsdurchmessers selbsttätig  auf diesem Wert gehalten wird.  



  Von der     Arbeitsspindel    1 wird ein Strom  erzeuger     \?    angetrieben, dessen Spannung pro  portional zur Drehzahl der Arbeitsspindel ist.  An den Stromerzeuger ist ein Einschaltrelais  3     angeschlossen.    In dessen Stromkreis ist ein  in Reihe zum Relais 3 liegender     Regelwider-          stand    4 eingeschaltet.

   Er weist eine zwischen  Führungen 5 verschiebbare,     ebene,        elektrisch     isolierende     Platte    6 auf, die mit der     Hand-          einstellvorriehtung        i    für die     Schnittgeschwin-          digkeit    verbunden ist und mittels .dieser Vor  richtung auf     eine        vorbestimmte.    an einer  festen Teilung $ abzulesende     Schnittge-          schwindigkeit        eingestellt    werden kann.

       Der          Relaiswiderstand    sei klein im Verhältnis zum  Minimalwert des     Regelwiderstandes.     



  In die Platte 6 ,sind in der     Verschiebungs-          richtung    der Vorrichtung 7 sich. erstreckende,  geometrisch parallel zueinander liegende,  gerade Widerstandsdrähte 9     eingebettet,    die  an einem Ende durch eine Verbindung 1(1  miteinander verbunden sind. An diese Ver  bindung ist die Leitung zum Einschaltrelais  3 angeschlossen.

   Auf den Widerstandsdräh  ten liegt senkrecht zu ihnen verschiebbar eine       Kontaktschiene    11, die am das Werkzeug         tragenden    Querschlitten 12 der Maschine be  festigt ist und von     .diesem    so verschoben wird,  dass sie bei     wachsendem        Arbeitsdurchmesser     mehr Widerstandsdrähte 9 parallel schaltet,  so dass der Widerstand erniedrigt wird. An  die Kontaktschiene 11 ist die Leitung vorn  Stromerzeuger angeschlossen. Damit der  Widerstand unabhängig von der Querschlit  tenbewegung eingestellt werden kann, z. B.

    dann, wenn der Drehstahl länger oder kürzer  eingespannt wird, kann die Kontaktschiene  in     verschiedener    wirksamer Länge am     Quer-          selilitten    durch eine Klemmschraube 13 fest  gestellt werden.  



       .Die    Kontakte des Einschaltrelais 3 liegen  im Stromkreis     eines    Hilfsmotors 14, der auf  die Regeleinrichtung eines stufenlosen Ge  triebes 15 wirkt, das von einem Antriebs  motor 34 betrieben die Arbeitsspindel 1 an  treibt.  



  Die     Wirkungsweise    der Einrichtung ist  folgende:  Läuft die     Arbeitsspindel    1 mit einer Dreh  zahl, die der eingestellten Schnittgeschwin  digkeit entspricht, dann hat der     Stromerzeu-          ,ger    ? eine solche Klemmspannung, dass im  Stromkreis des Einschaltrelais 3 eine solche  vorbestimmte Erregerstromstärke herrscht,  bei der der unter Wirkung einer     Feder    e  stehende Kontakt     d    des     Relais    3 in der     dar-          gestellten    Mittellage ist.

   Wird jetzt der     Ar-          lKitsdurchmesstr    kleiner, dann wird die     Kon-          taktschiene    11 ein Stück vom     R,egelwider-          stand    4 nach oben     weggezogen,    wodurch ein  oder     mehrere        Widerstandsdrähte    9 abge  schaltet werden, der Widerstand also ver  grössert wird.

   Da die     Spannung    des Strom  erzeugers 2 dabei gleich bleibt, so sinkt die       Stromstftrke        und,das    Einschaltrelais 3 schal  tet den Hilfsmotor 14 im Sinne einer     Dreh-          zahlerhöhung    des stufenlosen Getriebes 15  ein (Kurzschluss     b-c).        Diese    Drehzahlerhö  hung gleicht die infolge der Verkleinerung  des     Arbeitsdurchmessers    eingetretene Ver  minderung der Schnittgeschwindigkeit aus.

    da sie eine so weit höhere Drehzahl des Strom  erzeugers bewirkt,     .dass    die dadurch     bewirkte     Spannungserhöhung den Abfall der Strom-      stärke wettmacht, so dass das     Einschaltrelais     wieder seinen Normalstrom erhält und sein  Teil d in Mittellage zurückkehrt und den Mo  tor 14     :abschaltet,    wodurch der Regelvorgang  : beendet wird. Im gleichen Sinne wirkt eine  an der Vorrichtung 7 von Hand ausgeführte  Einstellung einer grösseren Schnittgeschwin  digkeit, durch :die der Widerstand ebenfalls  vergrössert wird.  



       Umgekehrt    wird durch Vergrösserung des       Arbeitsdurchmessers    oder Einstellung eines  kleineren Wertes für die Schnittgeschwindig  keit eine derartige Verkleinerung des Regel  widerstandes bewirkt, dass sich bei zunächst       gleichbleibender    Drehzahl :

  der Erregerstrom  des Relais erhöht und das Relais 3     den    Hilfs  motor 14 so lange einsehaltet (Kurzschluss  a-c), bis die Arbeitswelle 1 über das Ge  triebe 15 eine so weit     verkleinerte    Drehzahl  erhält, dass die Schnittgeschwindigkeit .den  vorbestimmten oder     eingestellten    Wert erhal  ten wird.     Die    Spannungsverminderung des  Stromerzeugers ist nämlich derart, dass der       Erregerstrom    :des     Relais    3 auf seinen Normal  wert zurückgeht und :das     Relais    den Motor  14 ausschaltet. Der Regelvorgang ist damit  beendet.  



  In Fig. 2 ist der Regelwiderstand in der  Weise abgeändert dargestellt, dass die Platte  6 zu einem drehbar gelagerten Zylinder 16  zusammengebogen ist. Die Einstellskala für  die Schnittgeschwindigkeit ist jetzt als Kreis  teilung 17 fest mit dem Zylinder 16 verbun  den und spielt vor einem festen Zeiger 18.  Das Einschaltrelais 3 wirkt zweckmässig über  ein Verstärkerrelais auf den Hilfsmotor. Die  Vorrichtung ist sonst gleich aufgebaut wie  die in Fig. 1 -dargestellte.  



  Eine :andere Ausführung und Anordnung  des Regelwiderstandes zeigt Fig. 3. Hier sind  pro Längeneinheit gleichen Widerstand be  sitzende     Widerstandsdrähte    als offene, an  einem Ende durch einen Stab     miteinander     verbundene     konzentrische    Ringe 20 auf einer  Kreisscheibe 21 angeordnet.     Die    Scheibe 21  ist :drehbar und wird durch ein Reibrad 22  gedreht, das auf einer Nutwelle 23 sitzt, die  über eine     Zahnstange    24     und    ein Zahnrad 25    von den Verschiebungen des     Querschlittens     1,2 angetrieben wird.

   Von der Nutwelle 23  wird durch     Stirnräder    26 und 27 eine Schraub  spindel. 28 angetrieben, auf der eine Wander  mutter 29 läuft, die :das Reibrad 22 umfasst  und seinen Abstand von der Drehachse der  Scheibe 21     unmittelbar    proportional zum     Ar-          beitsdurchmesser    ändert.  



  Auf der Scheibe 21 ist     in    Durchmesser  richtung ein Kontakt 30     verschiebbar,    der als  Wandermutter auf einer Schraubspindel 31  sitzt, die :durch ein Handrad 32 der     Schnitt-          geschwindigkeitseinstellvorrichtung    gedreht  werden kann. Der Kontakt 30 kann zufolge  seiner Grösse gleichzeitig nur     einen,der    Ringe  20 berühren. Die Leitung zum Einschaltrelais  ist an den Stab 19 und die     Leitung    zum  Stromerzeuger an den     Kontakt    30 angeschlos  sen. Die eingestellte Schnittgeschwindigkeit  kann an einer     festen    Teilung 33 abgelesen  werden.

   Die nicht     gezeigten        Teile    der Vor  richtung sind gleich     ausgebildet    wie die ent  sprechenden in Fig. 1.  



  Die Vorrichtung     arbeitet    folgendermassen:  Bei     Verkleinerung    .des Arbeitsdurchmes  sers (Verschiebung in Richtung I) wird die  Scheibe 21 durch den Antrieb 22 bis 25 in  dem Sinne gedreht, dass :der von dem Kontakt  30 und ,dem Stab 19     begrenzte        Abschnitt    des  gerade     eingeschalteten    Widerstandsringes 20  grösser wird.     Infolgedessen    erhält :das     Ein-          s:ehaltrelais    3     einen             Strom von kleinerer  Stärke:

       und;    schaltet den Hilfsmotor 14 im       Sinne    der Drehzahlerhöhung ein. Die     Dreh-          zahlerhöhung    bewirkt     Spannungssteigerung     am Stromerzeuger 2, wodurch auch     .die    .am       Einschältrelais    3 wirksame     Stromstärke    :der  art erhöht wird,     dass,der        Motar        14durch    das       Relais    3     ausgeschaltet    und damit der Regel  vorgang beendet     wird.    Durch :

  die Verschie  bung des Querschlittens 12 auf     einen    kleine  ren Arbeitsdurchmesser ist auch     dias    Reib  rad 22 auf einen kleineren     Wirkungsradius     eingestellt worden, so dass die Drehungen der  Scheibe 21 bei jedem Arbeitsdurchmesser       stets    .in solchem Masse vor sich gehen,     d:ass    -die       Widerstandsänderungen        :den,    Durchmesser  änderungen umgekehrt proportional sind.      Der gleiche Regelvorgang wird durch Ein  stellung einer grösseren Schnittgeschwindig  keit am Handrad 32 ausgelöst, da hierdurch  auch ein grösserer     Widerstand    eingestellt       wird.     



  Umgekehrt     bewirkt    eine Vergrösserung  des Arbeitsdurchmessers oder     Einstellung     einer kleineren Schnittgeschwindigkeit eine  Verkleinerung des eingeschalteten Wider  standes, die eine Einschaltung des Einschalt  relais im Sinne einer Verringerung der Dreh  zahl zur Folge hat.  



  Die     beschriebenen        Vorrichtungen    sind da  durch ausgezeichnet, dass die Änderungen der  die Umfangs- bezw. Schnittgeschwindigkeit       beeinflussenden    drei Grössen, nämlich der  Drehzahl der Arbeitsspindel, des Arbeits  durchmessers und der Einstellung der Schnitt  geschwindigkeit zur Verstellung herangezo  gen werden, ohne dass sie durch rein mecha  nische Einrichtungen umgeformt werden.

    Denn die Drehzahländerung bewirkt eine  verhältnisgleiche     Spannungsänderung    des  Stromerzeugers, die     Änderungen    des Arbeits  durchmessers werden durch umgekehrt ver  hältnisgleiche Änderungen des Widerstandes  im Relaisstromkreis berücksichtigt, und mit  der Einstellung der     Schnittgeschwindigkeit     wird die Länge der einzelnen Widerstands  drähte     verhältnisgleich    zu dieser Geschwin  digkeit eingestellt.

   Daher     kann    sowohl zwi  schen dem     Regelgetriebe-    oder der Arbeits  spindel und dem Stromerzeuger als auch zwi  schen dem Quersupport und dem Schleifkon  takt für die Widerstandsdrähte je ein festes  Übersetzungsverhältnis, sowie für die     Schnitt-          geschwindigkeitseinstellvorrichtung    eine ]i  <B>n</B> Teilung vorgesehen werden. Zwischen  dem Quersupport und dem Spindelstock ist  lediglich eine bewegliche elektrische     Leitung     erforderlich.

   Die Vorrichtung kann also einen  sehr einfachen Aufbau aufweisen, der es er  möglicht, sie sowohl nachträglich ohne grö  ssere Änderungen an vorhandenen     -Maschinen     anzubringen, als sie auch bei neuen -Maschi  nen mit nur geringfügigen Änderungen orga  nisch einzubauen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Vorrichtung an Werkzeugmaschinen, ins besondere an Drehbänken, zum Einstellen und Gleichhalten der Schnittgeschwindig keit bei Änderung des Arbeitsdurchmessers infolge Bewegungen des das Werkzeug tra genden Querschlittens, unter Verwendung eines durch einen umsteuerbaren Hilfsmotor stufenlos regelbaren Getriebes zum Antrieb der Arbeitswelle der Maschine, dadurch ge kennzeichnet, dass zum Einschalten des Hilfs motors (14) ein Einschaltrelais (3) vorge sehen ist,

   das oberhalb einer vorbestimmten Relaiserregerstromstärke den Hilfsmotor im Drehsinne der Regelung auf eine niedrigere Drehzahl der Arbeitswelle und unterhalb dieser Erregerstromstärke im entgegenge setzten Drehsinn einschaltet und das seinen Erregerstrom von einem durch die Arbeits welle angetriebenen Stromerzeuger (2) über einen Regelwiderstand (4) erhält, der durch die Bewegungen des Querschlittens (12) und einer Einstellvorrichtung (7, 32)

   für die Schnittgeschwindigkeit proportional zur ein gestellten Schnittgeschwindigkeit und umge kehrt proportional zum Arbeitsdurchmesser geändert wird, wodurch die am Einschalt relais wirksame Erregerstromstärke in umge- kehrtern Sinne geändert wird. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Vorrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Reg lwider- stand geometrisch parallel zueinander ange ordnete und an einem Ende leitend mitein ander verbundene Widerstandsdrähte (9, 20) aufweist und von dem Querschlitten (12) und der Einstellvorrichtung (7, 32) für die Schnittgeschwindigkeit in der Weise beein- flusst wird, dass er von einem der beiden Teile in Richtung der Drähte bewegt und ein mit dein andern Teil verbundener Kontakt (11, 30) senkrecht zur Längsrichtung der Drähte auf dem Regel-,viderstand verschoben wird. 2.

   Vorrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mit geraden Widerstandsdrähten (9) gerüstete Regelwiderstand (4) mit der <B>t</B> tus, Einstellvorrichtung (7) für die Schnittge- schwindigkeit so verbunden ist, dass er von ihr in Richtung,der Drähte verschoben wird, und der mit dem Querschlitten (12) verbun dene, auf dem Widerstand verschiebbare Kon takt als Schiene (11) ausgebildet ist,

   die alle von ihr überdeckten Widerstandsdrähte par allel schaltet, derart, dass die Zahl der par allel geschalteten Widerstandsdrähte propor tional mit dem Arbeitsdurchmesser steigt und die eingeschaltete Länge jedes einzelnen Drahtes proportional mit .der eingestellten Schnittgeschwindigkeit ;geändert wird.

   3. Vorrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2, -dadurch gekenn zeichnet, dass der Regelwiderstand aus auf einem durch die Einstellvorrichtung (7) für die Schnittgeschwindigkeit drehbaren Zylin der (16) parallel zueinander angeordneten gleichen, offenen Drahtringen besteht, auf denen bei Bewegungen des Querschlittens (12) die verschiebbare Kontaktschiene (11) par allel zur Zylinderachse bewegt wird. 4.

   Vorrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, Zadurch gekennzeichnet, ,dass der Regelwiderstand konzentrisch inein- enderliegende, auf einer durch die Bewegun gen des Querschlittens (12) drehbaren Scheibe (21) angeordnete offene Widerstandsringe (20) aufweist,

   .die an dem einen Ende leitend miteinander verbunden sind und auf denen der durch die Einstellvorrichtung für die Schnittgeschwindigkeit verschobene Kontakt (30), der zufolge seiner Grösse gleichzeitig nur einen Widerstandsdraht berühren kann, in Durchmesserrichtung bewegt wird.

   5. Vorrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 4, dadurch gekenn zeichnet, dass die drehbare Scheibe (21) vom Querschlitten (12) durch ein mittels Zahn stange (24) und Zahnrad (25) getriebenes Reibrad (22) angetrieben wird, das auf einer Nutwelle (23) verschiebbar sitzt und auf die ser durch ein von seinem Antrieb abgeleitetes Getriebe (26, 27, 28) in Odem Sinne verscho ben wird,

   dass sich der Wirkungsradius des Reibrades auf der drehbaren Scheibe unmit telbar proportional mit dem Arbeitsdurch- messer ändert.