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Gerät zum Einschleifen von Rillen in elektrische Schichtwiderstände
Für das Einschleifen von Rillen in elektrische Schichtwiderstände sind bereits Geräte
mit einer Haltevorrichtung für den sich um seine Achse drehenden Widerstand bekannt.
Bei diesen Geräten ist die Haltevorrichtung für den Widerstand relativ zum Fräser
um eine waagerechte Achse schwenkbar, um nach Bedarf Widerstand und Fräser in Berührung
zu bringen; außerdem ist eine Relativbewegung zwischen Fräser und Widerstand parallel
zur Längsachse des Widerstandes vorgesehen.
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Die Erfindung betrifft ebenfalls ein derartiges Gerät zum Einschleifen
von Rillen in elektrische Schichtwiderstände mit einer Haltevorrichtung für den
sich um seine Achse drehenden Widerstand, die relativ zum Fräser um eine waagerechte
Achse schwenkbar ist, um nach Bedarf Widerstand und Fräser in Berührung zu bringen,
und mit Relativbewegung zwischen Fräser und Widerstand parallel zur Längsachse des
Widerstandes.
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Die Verschwenkbarkeit der Haltevorrichtung ist bei den bekannten Geräten
in der Weise verwirklicht, daß die Haltevorrichtung mit dem Widerstand um eine unterhalb
des Widerstandes und zu diesem parallel liegende Achse schwenkbar angebracht ist.
Die Heranführung der Haltevorrichtung an den Fräser erfolgt mit Hilfe einer Feder
und eines Nockens, welcher ein Abschwenken des Widerstandes von dem Fräser bewirken
kann. Die Mittel für die Heranführung und Abhebung des Widerstandes von dem Fräser,
die bei dem bekannten Gerät Anwendung finden, bedingen eine verhältnismäßig langsame
Betätigung, so daß eine genaue Abstimmung des Widerstandswertes praktisch nicht
vorgenommen werden kann.
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Demgegenüber strebt die Erfindung an, den Einschleifvorgang genau
in dem Zeitpunkt zu unterbrechen, wo der Widerstandswert der Widerstandsschicht
gerade die gewünschte Größe erreicht hat. Die dazu erforderliche rasche Trennung
des Widerstandes von dem Fräser wird erfindungsgemäß dadurch ermöglicht, daß der
Widerstand samt Haltevorrichtung um eine oberhalb des Widerstandes und zu diesem
parallel liegende Achse schwenkbar aufgehängt ist und unter der Einwirkung eines
Gegengewichtes unter vorbestimmtem Druck an den Fräser angedrückt und nach Erreichen
eines vorbestimmten Widerstandswertes mittels steuerbarer elektromagnetischer Kräfte
vom Fräser abgehoben wird.
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In ihrer weiteren Ausbildung empfiehlt die Erfindung die Ausstattung
des Gerätes mit einem Meßkreis, welcher den Widerstandswert des Widerstandes während
des Einschleifens der Rille ermittelt und, sobald der Widerstandswert eine vorbestimmte
Größe erreicht, ein einstellbares Steuermittel betätigt, welches den Widerstand
und den Fräser außer Eingriff bringt. Für die Anbringung eines derartigen Meßkreises
empfiehlt sich die Ausbildung der Haltevorrichtung mit zwei koaxialen, drehbaren
und die Enden des Widerstandes aufnehmenden Futtern, welche elektrisch in dem Meßkreis
für die Feststellung des Widerstandes eingeschaltet sind.
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Die Ausstattung eines Gerätes zum Einschleifen von Rillen mit einem
Meßkreis der empfohlenen Art ist auch bereits bei den eingangs genannten bekannten
Geräten vorgesehen. Der Meßkreis hat bei den bekannten Geräten jedoch eine andere
Funktion als im Falle der Erfindung, da er dort nicht eine Trennung des Widerstandes
von dem Fräser einleitet, sondern eine Unterbrechung des Einschleifvorganges bewirkt.
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Der Gegenstand der Erfindung soll an Hand der Zeichnung noch näher
erläutert werden, die eine bevorzugte Ausführungsform des Gerätes veranschaulicht.
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Fig.1 zeigt eine Draufsicht des Gerätes zum Schneiden einer wendelförmigen
Rille in den Kohleüberzug von zylindrischen Widerstandselementen; Fig. 2 zeigt eine
Vorderansicht des Gerätes; Fig.3 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines ungeschnittenen
zylindrischen Widerstandselementes mit Kohleüberzug; Fig.4 zeigt eine vergrößerte
Ansicht des Widerstandselementes, nachdem eine wendelförmige Rille eingeschnitten
ist;
Fig. 5 und 6 zeigen senkrechte Querschnitte entlang der Linien
5-5 und 6-6 der Fig. 1; Fig. 7 zeigt einen vergrößerten senkrechten Querschnitt
entlang der Linie 7-7 der Fig. 1; Fig. 8 zeigt eine schematische Ansicht, welche
einen Teil des Gerätes zum Schneiden einer wendelförmigen Rille in den Widerstand
und die zugehörigen elektrischen Einrichtungen erkennen läßt; Fig. 9 zeigt einen
vergrößerten Teilschnitt entlang der Linie 9-9 der Fig. 7; Fig. 10 zeigt einen vergrößerten
senkrechten Teilschnitt entlang der Linie 10-10 der Fig. 7.
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Das Gerät dient zum Schneiden einer wendelförmigen Rille 15 in einen
zylindrischen Widerstand 16 (Fig. 3 und 4) durch einen elektrisch leitenden Kohleüberzug
17 hindurch, der auf der äußeren Oberfläche eines keramischen Stabes 18 angebracht
ist, welcher den Kern des Widerstandes 16 bildet. Dadurch soll der Widerstandswert
des Überzuges auf einen vorbestimmten Wert vergrößert werden.
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Das Gerät besteht aus einem ausbalancierten Halter 25, der so angeordnet
ist, daß er um eine waagerechte Achse 26 schwingen kann, und der zwei waagerecht
angeordnete koaxiale Spannfutter 27 und 28 aufweist, die unterhalb und im Abstand
von der Achse 26 drehbar befestigt sind, um die Enden eines Widerstandes 16 aufzunehmen,
so daß dieser gehalten und in Drehung versetzt wird. Der Halter 25 wird von zwei
umgekehrten L-förmigen Armen 30 und 31 gehalten, die an einen Wagen 32 befestigt
sind und sich von diesem aus aufwärts erstrecken, wobei der Wagen waagerecht beweglich
auf einem Unterteil 33 angeordnet und so eingerichtet ist, daß er in eine vorbestimmte
Arbeitsstellung vorbewegt werden kann, um den Widerstand in Eingriff mit einem sich
drehenden Fräser 34 zu bringen, der so eingerichtet ist, daß er in axialer Richtung
nach links (betrachtet in Fig. 9) bewegt werden kann, um die wendelförmige Rille
15 in den Widerstand zu schneiden.
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Der Halter 25 hat die Form eines umgekehrten U-förmigen Joches und
besteht aus zwei Armen 35 und 36, die an ihren oberen Enden an einer Welle 37 befestigt
sind, deren Enden eingelassene Kugellager 39 (Fig. 7) aufweisen, welche mit den
zugespitzten Enden der Stifte 40 in den Tragearmen 30 und 31 zusammenwirken, um
die Futter 27 und 28 sowie einen darin befindlichen Widerstand 16 drehbar zu halten,
so daß diese unterhalb der Achse 26 frei um die Achse schwingen können. Der Arm
36 ist gegen die Welle 37 durch eine Büchse 41 aus Isoliermaterial isoliert. An
den sich von den Armen 35 und 36 nach oben erstreckenden Stangen 42 sind röhrenförmige
Gegengewichte 43 einstellbar befestigt, um den Halter 25 auszubalancieren, so daß
er frei um die Achse 26 schwingen kann. Ein an der Welle 37 befestigter Zeiger 44
wirkt mit einer Bezugslinie 45 auf einem Teil 46, der an dem Arm 31 des Wagens befestigt
ist, so zusammen, daß er anzeigt, wenn der Halter 25 in senkrechter Lage ist, wobei
die Futter 27 und 28 senkrecht mit der Achse 26 ausgerichtet sind.
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Ein Gewicht 47 ist einstellbar auf einer Stange 48 befestigt, die
sich von der Welle 37 aus waagerecht erstreckt, um den Halter 25 für eine Drehbewegung
gegen den Uhrzeigersinn (betrachtet in den Fig. 5 und 10) vorzuspannen, so daß der
Widerstand 16 in Eingriff mit dem Fräser 34 mit einem vorbestimmten geringen gleichmäßigen
Druck gebracht wird, um in dem Widerstand eine Rille 15 von gleichmäßiger Tiefe
und Breite hervorzubringen. Der Halter 25 ist statisch und dynamisch ausbalanciert,
wobei das Gewicht 47 im Eingriff mit der Welle 37 angeordnet ist, um jede schwingende
Bewegung des Halters um die Achse 26 zu verhindern, wenn der Wagen vorwärts bewegt
oder zurückgezogen wird. Nachdem der Halter 25 ausbalanciert ist, wird das Gewicht
47 auf der Stange 48 so eingestellt, daß man die gewünschte Winkelbewegung des Halters
um die Achse 26 bis in eine normal geneigte Lage erhält, die durch die strichpunktierten
Linien 100 in Fig. 10 angegeben ist, so daß, wenn der Wagen 32 in eine vorbestimmte
Arbeitslage in Eingriff mit dem Fräser 34 gebracht ist, der Halter 25 um die Achse
26 in seine senkrechte Lage gedreht wird und das Gewicht 47 dazu dient, den Widerstand
16 mit einem vorbestimmten gleichmäßigen Druck gegen den Fräser zu drücken. Die
Trägheit des Halters 25 hat die Tendenz, irgendeine schwingende Vibration zu verhindern
und zu dämpfen, wenn der Fräser mit einer harten Stelle im Widerstand in Eingriff
kommt, die den Widerstand vom Fräser wegzustoßen sucht.
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Das Futter 27 ist an einem Ende vertieft, um das eine Ende des Widerstandes
16 aufzunehmen und mit Hilfe der Reibung zu halten. Es ist an einer Stange 49 befestigt,
die in Lagern im Arm 35 so gehalten ist, daß sie sich drehen und axial bewegen kann.
Eine Feder 50 drückt die Stange 48 und das Futter 27 gegen das Futter 28. Die Stange
hat einen Handgriff 51, um das Futter 27 zum Einsetzen eines Widerstandes in die
Futter zurückzuziehen. Das Futter 28, das angetrieben wird, um den Widerstand zu
drehen, hat ein vertieftes Ende, um das andere Ende des Widerstandes aufzunehmen,
es ist an einer Welle 53 befestigt, die in Rollenlagern im Arm 36 des Halters 25
gefaßt ist. Die Welle 53 ist über ein Kardangelenk 54 mit einem Ende einer Welle
55 verbunden, die am anderen Ende gleitend mit einem Kardangelenk und Kommutator
56 verbunden ist. Das Kardangelenk 56 ist an einer Antriebswelle 57 eines Wechselgetriebes
58 befestigt, das auf dem Unterteil 33 angebracht und vom Motor 59 angetrieben ist.
Das Wechselgetriebe mit veränderbarer Geschwindigkeit hat einen verstellbaren Handgriff
60, mit dessen Hilfe die Drehgeschwindigkeit der Welle 57 und des Widerstandes in
den Futtern 27 und 28 verändert werden kann, um die Steigung der Rille 15 im Widerstand
16 zu ändern. Mit dem Kommutator 56 und dem Kardangelenk 54 ist ein flexibler Leiter
62 verbunden, um eine gute elektrische Verbindung zwischen diesen Teilen zu gewährleisten,
wenn der Wagen und der Halter 25 rück-und vorwärts bewegt werden, während die Welle
55 relativ zum Kommutator 56 gleitet.
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Der Wagen 32, auf dem die Arme 30 und 31 angebracht sind, besteht
aus einer oberen Platte 65 (Fig. 7 und 10) mit einem schwalbenschwanzförmigen Schlitz
zur Aufnahme eines Schwalbenschwanzteiles einer Zwischenplatte 66, auf der die Platte
65 durch eine Stellschraube 67 einstellbar befestigt ist, die drehbar in der Platte
65 angebracht ist und in ein mit Gewinde versehenes Auge an dem gleitenden Teil
66 eingreift. Der gleitende Teil 66 hat einen schwalbenschwanzförmigen Schlitz zur
Aufnahme eines schwalbenschwanzförmigen Teiles eines am Unterteil 33 befestigten
Führungsblocks 70, so daß der gleitende Teil 66 und der Wagen sich waagerecht zum
Fräser 34 hin und von ihm weg bewegen können. Ein an dem gleitenden Teil 66 befestigter
Arm 72, der sich unter einer Nockenwelle 73 in waagerechter Richtung erstreckt,
trägt einen Nockenstößel 74, der mit einer 1\Tockenscheibe 75 auf der Welle 73 im
Eingriff steht. Die Nockenwelle 73 wird in den Lagerteilen 77 auf
dem
Unterteil 33 gehalten und über das Getriebe 78 durch einen auf dem Unterteil angeordneten
Motor 79 angetrieben. Die Nockenscheibe 75 bringt den Wagen nach vorwärts, um den
Halter 35 in eine vorbestimmte Arbeitsstellung (Fig. 10) zu bringen, wobei der Widerstand
16 in Eingriff mit dem Fräser 34 kommt. Die Platte 65 ist auf dem Wagen so eingestellt,
daß der Widerstand 16, wenn der Wagen sich seiner Arbeitsstellung nähert, mit dem
Fräser 34 in Eingriff kommt, was dazu dient, den Halter 25 um die Achse 26 in seine
senkrechte Stellung zu bringen, wenn der Wagen seine Arbeitsstellung erreicht (Fig.
10). Der Wagen wird durch zwei Federn 81 in die entgegengesetzte Richtung gedrückt,
die in den Bohrungen 82 im gleitenden Teil 66 angeordnet sind und die an einem festen
Teil 83 anliegen, welcher an dem Führungsblock 70 befestigt ist.
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Die obere Platte 65 des Wagens wird auf der Platte 66 mit Hilfe der
Stellschraube 67 so eingestellt, daß, wenn der Wagen durch die Nockenscheibe 75
in seine Arbeitsstellung vorbewegt wird, der Widerstand 16 durch den Halter 25 im
Eingriff mit der Schneide des Fräsers 34 gehalten wird. Das Gewicht 47 auf dem Halter
25 hält den Widerstand mit einem vorbestimmten, verhältnismäßig geringen Druck nachgiebig
im Eingriff mit dem Fräser. Der Fräser 34 ist an einer Welle 86 befestigt, die in
einem an dem gleitenden Teil 88 befestigten Träger 87 gelagert und über eine Riemenscheibenverbindung
89 durch einen Motor 90 angetrieben wird, der ebenfalls auf dem Träger 87 angebracht
ist. Der gleitende Teil 88 ist so angeordnet, daß er sich hin- und herbewegen kann,
und weist einen am Unterteil 33 befestigten Führungsblock auf. Er wird durch eine
Nockenscheibe 93, die auf der Nockenwelle 73 befestigt ist und mit einem Nockenstößel
94 auf dem gleitenden Teil 88 zusammenwirkt, nach links (in den Fig. 1 und 2 betrachtet)
bewegt. Die Nockenscheibe dient dazu, den gleitenden Teil 88 und den Fräser 34 während
des Rillenschneidens mit gleichmäßiger Geschwindigkeit von einer normalen Anfangslage
aus nach links (in Fig. 9 betrachtet) zu bewegen. Sie arbeitet mit zwei Federn 96
zusammen, um den gleitenden Teil und den Fräser nach Beendigung des Rillenschneidens
in ihre Anfangslage zurückzubringen. Die Federn 96, die den gleitenden Teil nach
rechts (in den Fig. 1 und 2 betrachtet) drücken, sind in den Bohrungen 97 im gleitenden
Teil angeordnet und drücken gegen feste Stangen 98, die an einem Ende der Bohrungen
angebracht und an einem festen Führungselement 99 befestigt sind, das an dem Führungsblock
92 angebracht ist.
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Es sind Mittel vorgesehen, um den Widerstandswert des Widerstandselementes
16 während des Rillenschneidens zu messen und den Widerstand 16 und den sich drehenden
Fräser 34 außer Eingriff zu bringen, um das Rillenschneiden zu beenden, wenn der
Widerstandswert des Widerstandes einen vorbestimmten Wert erreicht hat. Zu diesem
Zweck ist eine Zylinderspule 102 (Fig. 5 und 9) auf dem Wagen 32 angeordnet, deren
Kern 103 mit einem Ende eines Hebels 104 verbunden ist, dessen anderes Ende an einer
Welle 105 befestigt ist. Die Welle 105 ist schwingend in einem Lager 106 gehalten,
das an dem Tragarm 31 auf dem Wagen 32 befestigt ist, sie ist an ihrem oberen Ende
mit einem Hebel 107 (Fig. 7) verbunden, der mit seinem Ende in unmittelbarer Nähe
des unteren Teiles des Armes 36 des Halters 25 angeordnet ist, man in Fig. 9 sieht.
Wenn die Zylinderspule 110 erregt wird, kommt der Hebel 107 in Tätigkeit, so daß
er den Halter 25 und den Widerstand 16 aus seiner normalen Lage in Eingriff mit
dem Fräser 34, wie in den Fig. 9 und 10 mit ausgezogenen Linien dargestellt ist,
in eine zurückgezogene Lage mit einem Abstand vom Fräser, wie sie bei 109 in strichpunktierten
Linien dargestellt ist, bringt.
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Wie in Fig. 8 schematisch gezeichnet ist, wird eine Einrichtung 112
zum Messen des Wertes des Widerstandes 16 über einen Leiter 113 und eine mit dem
Kommutator 56 im Eingriff stehende Bürste sowie über den Leiter 62 an das Futter
28 angeschlossen, während die Einrichtung 112 mit dem Futter 27 über einen Erdanschluß
elektrisch verbunden ist. Wenn ein Widerstand 16 in die Futter eingesetzt ist, steht
der leitende Überzug des Widerstandes mit den Futtern in Verbindung und schließt
einen Kreis zur Meßeinrichtung. Die Meßeinrichtung hat einen Zeiger 115 und ein
zugehöriges einstellbares Steuermittel 116, um die Zylinderspule 102 an eine Kraftleitung
anzuschließen, so daß die Zylinderspule so erregt wird, daß sie den Halter dreht,
um den Widerstand 16 und den Fräser 34 außer Eingriff zu bringen. Das Steuermittel
kann verschiedene Formen haben, hier ist es schematisch als Relais 117 dargestellt,
das an eine geeignete Stromquelle angeschlossen ist und dessen einer Leiter mit
dem Zeigerarm und dessen anderer Leiter mit je einem einstellbaren Kontakt 118 verbunden
ist, der entsprechend dem gewünschten Wert des Widerstandes 16 in verschiedene Lagen
gebracht werden kann, und der so eingerichtet ist, daß er mit dem Kontaktarm 115
in Eingriff kommt, wenn der Wert des Widerstandes den vorbestimmten Wert erreicht
hat, so daß der Relaiskreis geschlossen wird. Das Relais 117 dient dazu, den Schalter
119 zu betätigen und die Zylinderspule 102 an eine Kraftleitung 120 anzuschließen,
um die Erregung der Zylinderspule, das Schwenken des Halters 25 und das Außereingriffbringen
des Widerstandes 16 und des Fräsers 34 zu bewirken.
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Im Betrieb des Gerätes wird der einstellbare Kontakt 118 der Steuereinrichtung
116 in eine vorbestimmte Lage entsprechend dem für die Widerstände gewünschten Widerstandswert
gebracht. Wenn der Wagen in seine zurückgezogene bzw. Ladestellung, die in Fig.
1 gezeigt ist, gebracht ist, ergreift der Bedienungsmann einen Widerstand mit einer
Pinzette und setzt ihn in die Enden der Futter 27 und 28 ein, die den Widerstand
elektrisch mit der Meßeinrichtung 112 verbinden. Der Wagen wird dann in .seine Arbeitsstellung
bewegt, um den Widerstand 16 in Eingriff mit dem sich drehenden Fräser 34 zu bringen,
der sich in axialer Richtung nach links (in Fig. 9) bewegt, um eine wendelförmige
Rille 15 in den Widerstand zu schneiden. Wenn der Wert des Widerstandes einen vorbestimmten
Wert erreicht hat, tritt die Steuereinrichtung 116 in Tätigkeit, um die Zylinderspule
102 zu erregen und den Halter 25 zu schwenken, so daß der Widerstand 16 und der
Fräser 34 außer Eingriff kommen und das Rillenschneiden beendet wird. Die Zylinderspule
102 bleibt erregt, um den Halter 25 und den Widerstand 16 außer Eingriff zu lassen,
bis der Wagen 32 in seine ursprüngliche Startstellung und der Fräset- 34 in seine
Startstellung zurückgebracht ist, woraufhin der fertige Widerstand 16 mit der eingeschnittenen
wendelförmigen Rille 15 aus dem Halter entfernt wird. Wenn der Widerstand aus dem
Halter entfernt ist, werden der Widerstandsmeßkreis und der Steuerkreis unterbrochen
und der durch die Zylinderspule betätigte Hebel 107 und der Arm 36 des Halters
25 außer Eingriff gebracht, so daß der Halter um die Achse 26 in seine
Normalstellung
schwingen kann, wobei die Futter mit der Achse in einer senkrechten Linie liegen.