Otto Hintz, Berlin-Spandau (Deutschland), ist als Erfinder genannt worden Bei automatisch arbeitenden Schleifmaschinen muss, bedingt durch die oft sehr erheblichen Schwan kungen in der Schleifzugabe der zu bearbeitenden Teile, das Schleifwerkzeug durch Betätigung der Zu stellvorrichtung von Hand bis zur Berührung an das Werkstück herangeführt werden, wenn nicht erheb liche Leerlaufzeiten entstehen sollen. Das trifft für Rundschleifmaschinen zu, die im Einsteckverfahren arbeiten und bei denen immer wieder beobachtet wer den kann, dass nachdem das Schleifwerkzeug im Schnellgang bis dicht vor das Werkstück gefahren worden ist, je nach den Schwankungen in der Schleif zugabe eine mehr oder minder lange Zeit verstreicht, bevor das Schleifwerkzeug bei dem nun einsetzenden Schleifvorschub zum Schnitt gelangt.
Derselbe Übel stand tritt in meist noch erheblich grösserem Masse bei Innenschleifmaschinen auf, weil erfahrungsgemäss bei gehärteten Werkstücken, bei denen- Bohrungen zu schleifen sind, ein besonders grosser Verzug und damit besonders grosse Schwankungen in der Schleif zugabe zu verzeichnen sind.
Wenn nun der Arbeitsablauf vollautomatisch er folgen soll, dann muss bei den bisher bekannten Ma schinen mit in Kauf genommen werden, dass bei Werkstücken mit kleinerer Schleifzugabe die Ma schine eine mehr oder minder lange Zeit leerläuft, bevor die Schleifscheibe zu schneiden beginnt, oder dass sie bei Werkstücken mit besonders grosser Schleif zugabe beim Anfahren in die Schleifstellung in das Werkstück hineinrennt.
Wenn dieses Hineinrennen zur Not noch bei Rundschleifmaschinen wegen der dort verwendeten grossen Schleifscheiben und An triebsleistungen bei stärkeren Werkstücken mit in Kauf genommen werden kann, so ist doch dieser Zustand bei Innenschleifmaschinen unerträglich, da hier meist kleinere Bohrungen zu schleifen sind und damit verhältnismässig kleine Schleifscheiben und schwache Schleifspindeln zur Anwendung gelangen, die ein solches Hineinrennen in das Material in den seltensten Fällen vertragen.
Diese Nachteile bezweckt die Erfindung zu be seitigen, die sich vor allen Dingen dadurch von den bisher bekannten Vorrichtungen unterscheidet, dass die Belastungsänderung des Schleifwerkzeuges, die vom Leergang bis zur Vollast zu verzeichnen ist, dazu verwendet wird, um über ein Regelgetriebe den Schnellgangteil des Zustellgetriebes und den Schleif vorschub ein- und auszuschalten, damit dieser Schalt vorgang so erfolgt, dass der Schnellgang in dem Augenblick aus- und der Schleifvorschub eingeschal tet wird, wenn die Schleifscheibe das Werkstück be rührt, und der Schleifvorschub selbsttätig abgeschaltet wird, wenn die Belastung der Schleifscheibe zu gross wird, und bei normaler Belastung wieder selbsttätig eingeschaltet wird.
Von der Erfindung sind auf der Zeichnung zwei Ausführungsbeispiele dargestellt, die im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben sind. Es zeigen: Fig. 1 schematisch die gesamte automatische Steuereinrichtung, die ein Amperemeter als Steuer organ besitzt, wobei die Figur auch das Regelgetriebe sowie die Umschalt- und Steuerventile im Schnitt wiedergibt, Fig. 2 schematisch eine Vorder-, eine Seiten- und eine Rückenansicht eines an sich bekannten Dreh zahlmessers als Steuerorgan, Fig. 3 in grösserem Massstab eine Ansicht der Skalenscheibe,
die den Messbereich des Drehzahl messers wiedergibt und Fig. 4 eine Ansicht der zweiten Steuereinrichtung mit dem Drehzahlmessgerät nach Fig. 2 und 3 als Steuerorgan.
Gleiche Teile sind in allen Figuren mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Wie Fig. 1 erkennen lässt, ist die Schleifscheibe 1 einer Innenschleifmaschine auf einer Schleifspindel 2 befestigt, die in einem Schleifspindelblock 3 ge lagert ist.
Der Schleifspindelblock 3 befindet sich auf einem Zustellschlitten 4, auf dem ausserdem der Antriebs motor 5 befestigt ist, der über einen Riemen die Schleifspindel 2 antreibt oder auch mit ihr direkt gekuppelt sein kann. Der Schleifspindelschlitten 4 ist senkrecht zur Achse der Schleifspindel und des zu schleifenden, in einem Halter der Maschine ein gespannten Werkstückes mit Hilfe einer in Rich tung der Achse 6 verlaufenden Zustellspindel ver schiebbar, die über eine Mutter, eine Kurve oder auf ähnliche bekannte Weise die Schleifspindelverschie bung bewirkt. Für das Einrichten der Maschine ist im allgemeinen auf der Zustellspindel ein auf der Zeichnung nicht dargestelltes Handrad vorhanden.
Der Schleifvorschub erfolgt mit Hilfe einer Schalt klinke 7, die in ein auf der Zustellspindel sitzendes Schaltrad 8 eingreift. Der Schnellgang des Schlittens 4, der zum Heranführen der Schleifscheibe an das Werkstück und zum Zurückziehen in ihre Ausgangs stellung dient, wird in dem dargestellten Beispiel durch einen ebenfalls auf der Zustellspindel ange ordneten Flügelkolben 9 bewirkt. Während des Werk stückwechsels befindet sich der Flügelkolben 9 in seiner linken Endstellung, so dass also die Schleif scheibenzustellung durch Rechtsdrehung der Spindel um die Achse 6 erfolgt.
Nach dem Einspannen eines neuen Werkstückes hat der Elektromotor 5 lediglich die leerlaufende Schleifspindel 2 anzutreiben. Er hat damit eine ver hältnismässig kleine Stromaufnahme, die auf einem Amperemeter 10 angezeigt wird. Das Amperemeter besitzt zwei längs der Geräteskala einstellbare Kon takte 11 und 12. Der Kontakt 11 wird so eingestellt, dass ihn der Zeiger des Amperemeters bei der An zeige des Leerlaufstromes für den Motor berührt, wobei er gegenüber seiner dem Leerlaufstromwert entsprechenden Stellung um einen kleinen Betrag nach rechts verstellt ist. Dadurch fliesst ein über einen Transformator 13 auf eine geeignete niedrige Spannung gebrachter Strom über die Leitung 14 zu dem Zeiger des Amperemeters und über den Kontakt 11 und die Leitung 15 durch einen Elektromagneten 16 zum Transformator 13.
Der Elektromagnet 16 zieht an und schliesst dadurch den Kontakt 17, so dass ein Strom über die Leitungen 18, 19 durch den Elektromagneten 20 und die Leitung 21 zum Netz fliesst. Der Elektromagnet 20 schaltet die Zufuhr des Drucköls, das aus der in der Maschine vorhandenen und auf der Zeichnung nicht dargestellten Zahn radpumpe gefördert wird, über die Leitungen 22, 23 und das Ventil 24, dessen Schieber nunmehr in seiner untern Stellung steht, durch die Leitungen 25, 70 hinter den Flügelkolben 9, der dadurch in Rechts drehung versetzt wird. Durch geeignete Bemessung der Querschnitte der Rohrleitung bzw. durch Zwi schenschaltung einer geeigneten Drosselstelle erhält der Flügelkolben 9 nunmehr eine geeignete Dreh geschwindigkeit.
Dadurch wird die Zustellspindel im Uhrzeigersinne gedreht und durch die Verschiebung des Schlittens 4 die Schleifspindel 1 im Schnellgang an das Werkstück herangeführt, bis das Schleifwerk zeug mit ihm zum Schnitt kommt. Dadurch tritt eine stärkere Belastung der Schleifspindel und damit des Antriebsmotors 5 ein, die sich auf dem Ampere meter 10 durch eine höhere Stromanzeige bemerkbar macht. Der Zeiger des Amperemeters bewegt sich also nach rechts und von dem Kontakt 11 weg. Der Elektromagnet 16 fällt ab und der Kontakt 17 wird geöffnet, wodurch der Elektromagnet 20 spannungs los und der Steuerkolben 24 durch eine Feder 26 in die gezeichnete Mittellage zurückbewegt wird. Da durch wird die Verbindung zwischen den Drucklei tungen 23, 25 unterbrochen und damit die Dreh bewegung des Flügelkolbens 9 abgeschaltet.
Wenn der Steuerkolben 24 in der Mittelstellung ist, dann besteht Verbindung zwischen der Druckleitung 23 und der Leitung 27, die zu dem Umschaltventil 28 führt. Der Kolben des Umschaltventils 28 befindet sich nach dem Werkstückwechsel in der gezeichneten obern Stellung, so dass das Drucköl über die Leitung 29 in das hydraulische Getriebe R für die Betätigung der Schaltklinke 7 eintreten kann. Dabei tritt das Drucköl in der gezeichneten Stellung des Vorsteuer kolbens 30 über die Leitung 31 hinter die rechte Seite des Regelkolbens 32, der dadurch nach links verschoben wird. Von seiner linken Seite fliesst das Öl über die Leitung 33 und den Vorsteuerkolben zum Ablaufrohr 34.
In der linken der Darstellung auf der Zeichnung entsprechenden Stellung des Re gelkolbens 32 tritt Drucköl aus der Leitung 22 über die Leitung 35, 36 und 37 in das Steuergehäuse des Regelkolbens ein und über die Leitung 38 hinter die linke Seite des Hauptsteuerkolbens 39. Von der rechten Seite des Hauptsteuerkolbens 39 kann das Öl über die Leitung 40, den Regelkolben, die Lei tung 41 und den Vorsteuerkolben in die Ablauflei tung 42 austreten. In der gezeichneten rechten Stel lung des Hauptsteuerkolbens 39 tritt das Drucköl über die Leitungen 37, 43 und 44 hinter die rechte Seite des Antriebskolbens 45, der zum Betätigen der Schaltklinke 7 dient.
Von der linken Kolbenseite kann das Öl über die Leitungen 46, 47, 48, 49 und die Hauptsteuer-, Regel- und Vorsteuerkolben in die Ablaufleitung 34 austreten. Das links vom Haupt steuerkolben 39 vorhandene Drucköl kann in der rechten Kolbenendstellung über die Leitung 50 hinter die rechte Seite des Vorsteuerkolbens 30 strömen, der sich dadurch nach links bewegt, da das Öl auf der linken Kolbenseite über die Leitungen 51, 52 und 41 in die Ablaufleitung 42 austreten kann.
In der linken Endstellung des Vorsteuerkolbens 30 fliesst nunmehr das Drucköl aus der Leitung 29 über Lei- tun- 33 hinter die linke Seite des Regelkolbens 32, der sich nach rechts bewegt, weil auf seiner rechten Seite das Öl über die Leitung 31 zur Ablaufleitung 42 abfliessen kann. In der rechten Endstellung des Regel kolbens 32 tritt Drucköl über die Leitungen 35, 36 und 37 und über die Leitung 40 hinter die rechte Seite des Hauptsteuerkolbens 39, der sich nach links bewegt, da das Öl von seiner linken Seite über die Leitungen 38, 49 in die Ablaufleitung 34 abfliessen kann.
In der linken Endstellung des Hauptsteuer kolbens 39 fliesst Drucköl aus der Leitung 37, 47 und 46 hinter die linke Seite des Kolbens 45, der sich nach rechts bewegt, da das Öl auf seiner rechten Seite über die Leitungen 44, 43, 52, 41 zur Ablaufleitung 42 abfliessen kann. Dadurch dreht die Klinke 7 das Schaltrad 8 entsprechend ihrer Hubgrösse im Uhr zeigersinn und verschiebt damit durch Drehung der Zustellspindel den Schleifspindelschlitten 4 mit der Schleifscheibe 1 gegen das Werkstück. Da in der linken Endstellung des Hauptsteuerkolbens 39 das aus der Leitung 40 zuströmende Drucköl über die Leitung 51 hinter die linke Seite des Vorsteuerkol bens 30 treten kann, verschiebt sich dieser wieder in die gezeichnete rechte Stellung, und der oben be schriebene Vorgang wiederholt sich.
Es erfolgen also in rascher Folge Hübe des Kol bens 45 und damit entsprechende Drehungen des Schaltrades 8 und die daraus resultierende Verschie bung der Schleifscheibe 1 senkrecht zur Werkstück achse. Die Schleifscheibe wird infolgedessen mehr und mehr belastet. Die Stromaufnahme des Motors 5 steigt an, bis der Zeiger des Amperemeters 10 den Kontakt 12 berührt. Dadurch wird ein Strom kreis geschlossen, so dass Strom über die Leitung 14, den Kontakt 12 und die Leitung 53 durch die Spule eines Elektromagneten 54 zum Transformator 13 fliesst. Dadurch schliesst sich der Kontakt 55. Es ist jetzt über den Kontakt 55, die Leitung 56, den Elektromagneten 57, die Leitungen 58 und 21 und das Netz ein Stromkreis geschlossen. Der Elek tromagnet 57 zieht also an und verschiebt den Steuer kolben des Ventils 24 in seine obere Endlage.
Da durch wird die Verbindung der Druckleitung 23 zu den Leitungen 27, 29 unterbrochen, so dass der Regelkolben 32 kein Drucköl mehr erhält und stehen bleibt. Das Spiel des Antriebskolbens 45 wird also unterbrochen und die Schleifscheibe 1 nicht mehr weiter zugestellt, bis sie sich so weit freigeschnitten hat, dass durch Absinken der Stromaufnahme des r Motors 5 der Zeiger des Amperemeters 10 sich nach links bewegt und den Kontakt 12 wieder öffnet, wo durch der Elektromagnet 57 des Steuerventils 24 spannungslos wird und der Kolben des Ventils 24 wieder in seine Mittelstellung zurückgeht. Dadurch s ist wieder die Verbindung zwischen den Drucklei tungen 23, 27 zum Vorsteuerkolben 30 hergestellt, so dass das Zustellgetriebe sein Spiel wieder auf nimmt.
Kurz vor Erreichen des Fertigmasses wird bei <B>3</B> automatisch arbeitenden Innenschleifmaschinen ein Abrichthub für die Schleifscheibe zwischengeschaltet und anschliessend das Werkstück fertiggeschlichtet. Für diese Umschaltung wird über die Leitung 59 Drucköl auf die obere Seite des Umschaltkolbens 28 zugeleitet. Das Öl kann durch die Leitung 60 von der Unterseite des Kolbens abfliessen.
Der Umschalt kolben 28 bewegt sich daher in seine untere End- stellung und unterbricht damit die Verbindung zwi schen den Druckleitungen 27, 29 zu dem Zustell getriebe und stellt eine Verbindung zwischen der Abzweigung 61 von der Druckleitung 22 über ein Drosselventil 62, die Druckleitung 63, das Umschalt ventil 28 zur Druckleitung 29 her.
Der Regelkolben 32 erhält dadurch eine geringere Öhnenge über den Vorsteuerkolben 30 zugeteilt. Das Steuergetriebe bewegt sich also mit einstellbarer, ge ringerer Geschwindigkeit, so dass die Hübe des An triebskolbens 45 für die Schaltklinke 7 in einstell baren, längeren Abständen nacheinander erfolgen und damit eine kleinere Verschiebung des Schleif spindelschlittens 4 und der Schleifspindel 1 in der Zeiteinheit erfolgt, die im allgemeinen so klein ein gestellt wird, dass der Antriebsmotor 3 nur noch gering belastet wird und damit sich eine Steuerung durch das Amperemeter 10 erübrigt.
Damit bei sehr kleiner Schlichtzustellung durch das starke Abfallen der Stromaufnahme des Motors 5 bei Berührung zwischen dem Zeiger des Ampere meters 10 und dem Kontakt 11 der Schnellgang über den Flügelkolben 9 nicht eingeschaltet werden kann, wird die Druckleitung 25 über das Ventil 28 geführt und in der untern Kolbenstellung des Ventils für das Schlichten unterbrochen.
Beim Erreichen des Fertigmasses soll die Schleif scheibe sofort vom Werkstück abgehoben werden. Zu diesem Zweck sind die Druckölleitungen 60 und 64 vorgesehen. Durch Druckölzufuhr über die Lei tung 60 wird der Kolben des Umschaltventils 28 in seine obere Endstellung verschoben, so dass die ganze Einrichtung wieder für den nächsten Arbeitsgang vorbereitet ist. Das Drucköl, das über die Leitung 64 zuströmt, verschiebt den Umsteuerkolben 65 nach rechts gegen den Druck einer Feder. Damit wird die Druckölleitung 66 mit der Leitung 44 verbunden und der Kolben 45 nach links verschoben. Dabei fliesst das Öl von der andern Kolbenseite über die Leitun gen 46, 67 ab. Die Schaltklinke 7 ist damit ausser Eingriff mit dem Schaltrad B.
Gleichzeitig kann das Drucköl aus der Leitung 64 über die Leitung 68 hinter die rechte Seite des Flügelkolbens 9 treten, der sich jetzt mit grosser Geschwindigkeit nach links dreht, weil das Öl von der linken Kolbenseite über die Leitung 70, das Umschaltventil 28, über die Lei tung 25 zur Ablaufleitung 69 abfliessen kann. Die Verbindungen 43 und 47 vom hydraulischen Ge triebe R zum Kolben 45 sind unterbrochen.
Damit befindet sich der Flügelkolben in seiner Ausgangsstellung. Das Umschaltventil 28 ist eben falls in seiner Ausgangsstellung. Nach dem Werk stückwechsel und Wiedereinfahren der Maschine in ihre Arbeitsstellung wird das Drucköl in der Lei tung 64 abgeschaltet, so dass der Umsteuerkolben 65 in seine linke, gezeichnete Stellung zurückgeht und nunmehr das Spiel, wie oben beschrieben, erneut beginnt.
Die Ausführung nach Fig. 2-4 entspricht hin sichtlich der nicht dargestellten Teile derjenigen nach Fig. 1. Der in der Fig. 4 dargestellte Teil unterschei det sich dagegen insofern von dem entsprechenden der Fig. 1, als anstelle des dort verwendeten Ampere meters 10 nunmehr ein Drehzahlmesser als Steuer organ benutzt wird. Ferner ist auf dem hintern Ende 2' der Schleifspindel 2 eine Schwarz-Weiss-Scheibe 71 angeordnet, die über ein Fernrohr 72 mit Photozelle anvisiert und von einem darin befindlichen Schein werfer 73 angestrahlt wird. Dadurch ergeben sich auf der Photozelle Lichtschwankungen, deren Fre quenz jeweils der Drehzahl der Scheibe 71 und da mit der Schleifspindel 2 entspricht. Diese Frequenzen werden an einer Skala 74 sichtbar, über die ein Zeiger 75 gleitet.
Der Ausschlag dieses Zeigers wird genau so wie bei dem Amperemeter 10 durch ver stellbare Kontaktstifte 11, 12 nach beiden Richtungen begrenzt. Im vorliegenden Falle bewegt sich aber der Zeiger, umgekehrt wie der des Amperemeters, bei einer Belastungszunahme und damit sinkender Dreh zahl zur Schleifspindel nach links. Die Kontakte 11, 12 sind also gegenüber der Stellung auf dem Ampere meter beim Drehzahlmesser vertauscht. Sobald nun die Schleifscheibe 1 zum Schnitt kommt, sinkt infolge der dadurch bedingten Belastungszunahme die Dreh zahl des Antriebsmotors 5. Der Zeiger auf dem Dreh zahlmesser D bewegt sich dabei nach links und öffnet den Kontakt 11. Dadurch wird, wie bei der Aus führung nach Fig. 1 beschrieben, der Schnellgang des Zustellgetriebes abgeschaltet und der Schleifvor schub bzw. die Schruppzustellung eingeschaltet.
Bei steigender Belastung der Schleifspindel sinkt die Drehzahl weiter, bis der jetzt links liegende Kontakt 12 vom Zeiger berührt wird und damit, wie bereits beschrieben, die Zustellung überhaupt abgeschaltet wird. Diese Zeigerstellung zeigt die Fig. 2. Durch Freischneiden der Schleifscheibe 1 steigt die Dreh zahl. Der Zeiger bewegt sich jetzt nach rechts und schaltet wieder das Zustellgetriebe ein.
Die Arbeitsweise ist also bei beiden beschriebenen Ausführungsbeispielen grundsätzlich dieselbe.
In beiden Fällen wird zuerst die Schleifscheibe selbsttätig im Schnellgang bis an das Werkstück herangeführt. Sobald sie zum Schnitt kommt, tritt infolge der Belastungsänderung eine Änderung der Drehzahl der Schleifspindel infolge einer Änderung der Belastung des Antriebsmotors auf.
Wird die durch die Belastungsänderung der Schleifscheibe bedingte Änderung der Motorbelastung verwendet, dann erfolgt die Steuerung über ein an das Stromnetz angeschlossenes Amperemeter, das zu diesem Zweck mit den zwei den Ausschlag seines Zeigers begrenzenden, verstellbaren Kontakten ver sehen ist, die über die elektromagnetische Steuerung das hydraulische Regelgetriebe so beeinflussen, dass dieses wie beschrieben arbeitet.
Wird dagegen die durch die Belastungsänderung der Schleifscheibe bedingte Drehzahländerung des Antriebsmotors und damit der Schleifspindel ver wendet, dann dient der Drehzahlmesser zur Beein flussung der elektromagnetischen Steuerung und da mit des hydraulischen Regelgetriebes, wobei ein an sich bekannter photoelektrischer Drehzahlmesser be nutzt wird. Dieser Drehzahlmesser ist ebenfalls mit zwei den Ausschlag seines Zeigers nach beiden Seiten begrenzenden, verstellbaren Kontakten versehen, an die die elektromagnetische Steuerung für das Regel getriebe angeschlossen wird.
Die beschriebenen Einrichtungen arbeiten nun völlig selbständig derart, dass nach dem Werkstück wechsel das Zustellgetriebe für die Schleifscheibe diese im Schnellgang bewegt, bis er bei Berührung der Schleifscheibe mit dem Werkstück infolge der dadurch eintretenden Belastungsänderung mit Hilfe des Amperemeters oder des Drehzahlmessers abge schaltet wird.
Dann setzt der selbsttätige Schleifvorschub ein, der so lange erfolgt, bis die Belastung zu hoch wird, worauf seine selbsttätige Abschaltung stattfindet. Der Schleifvorschub wird selbsttätig wieder eingeschaltet, sowie die Belastung wieder unter den eingestellten Höchstwert abgesunken ist.
Ferner ist Vorsorge getroffen, dass nach dem Schruppschleifen die Schleifscheibe mit einer einstell baren geringen Schlichtbeistellung zum Werkstück verschoben werden kann, die von der Stromaufnahme des Antriebsmotors nicht mehr beeinflusst wird.