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Einrichtung zum Spielausgleich an Vorschubtrieben mit getrennt schaltbarem
motorischem Schleichgang, insbesondere an Werkzeugmaschinen Die Erfindung richtet
sich auf eine Einrichtung zum Spielausgleich an Vorschubtrieben mit getrennt schaltbarem
motorischem Schleichgang, insbesondere an Werkzeugmaschinen, bei welcher ein motorischer
Hilfsantrieb das Spiel im Vorschubtrieb beeinflußt.
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Es ist augenfällig, daß auch bei modernen elektrisch fernbetätigten
Werkzeugmaschinen meist auf Handräder oder Griffkreuze für die Feinverstellung der
verschiebbaren Schlitten, Ständer usw. nicht verzichtet wird, obwohl ein maschineller
Feinvorschub vorhanden ist. Eine Hauptursache dafür ist darin zu sehen, daß bei
Betätigung des Feinvorschubes oder Schleichganges zunächst das Spiel in der Getriebekette
vor allem an deren Endglied überbrückt werden muß. Da das Endglied zur Verschiebung
der Schlitten im Vorschub - Eilgang - Schleichgang entweder ein Spindel- oder Schnecken-
oder Zahnstangen- bzw. Zahnkranztrieb ist, bei denen das natürliche Flankenspiel
zwischen Gewindespindel und Mutter bzw. Schnecke und Schneckenrad bzw. Ritzel und
Zahnstange bzw. Zahnkranz relativ groß und die maschinelle Drehzahl der Gewindespindel
bzw. der Schnecke bzw. des Ritzels beim Schleichgang sehr klein ist, so vergehen
mehrere Sekunden nach Betätigung der Schleichgang-Drucktaste - entsprechend dem
Abnutzungsgrad -, bevor der Schlitten anspricht. Nachteiliger noch als der Verlust
von 10 bis 20 Sekunden ist die Unsicherheit beim Einstellen von Feinstwerten. Hierzu
muß der Bedienungsmann mit vollster Konzentration nach Betätigung der Drucktaste
warten, bis der Schleichgang kommt, um dann sofort wieder die Drucktaste freizulassen
bzw. eine Halt-Drucktaste zu drücken. Er hilft sich oft, indem er zuerst kurz einen
größeren Vorschubwert tippt, mit dem er etwa den toten Gang überbrückt.
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Bei dem Abfahren der Grob-Vorschubstrecke wird oftmals der genaue
Einstellwert überfahren, so daß die Feineinstellung im Schleichgang in umgekehrter
Richtung zurück erfolgen muß, wobei dann das im Getriebeendglied vorhandene, oft
nicht unerhebliche Flankenspiel voll durchfahren werden muß, bevor der Schleichgang
anspricht. Es kommen auch häufig Einstellungen an der Maschineneinheit in der einen
oder anderen Richtung vor, die nahe bei der eingenommenen Einstellung liegen, so
daß in diesem Falle nur der Schleichgang betätigt wird.
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Ein bekannter motorischer Hilfsantrieb, der das Spiel im Vorschubtrieb
beeinflußt, bedient sich eines hydraulischen Hilfsmotors, der auf einer Getriebewelle
angeordnet ist und diese dauernd bremst, indem er der Vorlauf- bzw. Arbeitsdrehrichtung
derselben entgegenwirkt, damit auf diese Weise immer eine Flankenanlage im Drehantrieb
vorhanden ist. Bei entgegengesetzter Drehrichtung wirkt diese Einrichtung nicht,
die außerdem den Nachteil hat, daß sie ständig Kraft verbraucht.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und
eine Spielausgleicheinrichtung an Vorschubtrieben zu schaffen, die den Spielausgleich
momentan bewirkt und nur für den kurzen Augenblick des Spielausgleichs arbeitet,
sonst aber ausgeschaltet ist, und die in beiden Vorschubrichtungen wirksam. ist.
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Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß erfindungsgemäß der Hilfsantrieb
dem Schleichgangantrieb vorgeschaltet ist und einen Schalter enthält, der über eine
Schützensteuerung den Schleichgangmotor nach erfolgter Flankenanlage im Vorschubtrieb
unter Ausschalten des Hilfsantriebs einschaltet. Vorteilhaft ist hierzu ein Hilfsmotor,
dessen Leistung nur ausreicht, um das Spiel im Vorschubtrieb zu beseitigen, mit
einer verlängerten Welle des Vorschubtriebes direkt gekuppelt, die ein Schneckengetriebe
und eine Schleichgangkupplung für den Schleichgangmotor aufweist und bei ausgeschalteter
Kupplung von dem Hilfsmotor und bei eingeschalteter Kupplung von dem Schleichgangmotor
antreibbar ist, wobei die Schleichgangkupplung durch den Schalter des Hilfsantriebs
über die Schützensteuerung zusammen mit dem Schleichgangmotor einschaltbar ist.
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Der direkt auf die Welle des Vorschubtriebs arbeitende Hilfsantrieb
läuft mit einem hochtourigen Drehzahlimpuls bei ganz geringem Drehmoment praktisch
nur für den Bruchteil einer Sekunde und
treibt den losen Getriebezug,
ohne daß er sich selbst an der Verstellbewegung des Maschinenteils beteiligt. Auf
diese Weise wird die schwache Leistung des Hilfsmotors im Augenblick der vollzogenen
Flankenanlage im Vorschubtrieb blockiert und durch den im Hilfsantrieb vorhandenen
Schalter die Umschaltung auf den Schleichgangantrieb unter Ausschaltung des Hilfsantriebes
bewirkt. Die Aufwendungen und die gesamte Einrichtung sind denkbar einfach und betriebssicher.
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Es sind verschiedene Ausführungsformen für den im Hilfsantrieb befindlichen
Schalter möglich.
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Eine bevorzugte Ausführungsform besteht darin, daß der Schalter im
Hilfsantrieb als Überstromrelais, das im Stromkreis des Hilfsmotors liegt, ausgebildet
ist, welches in die Schützensteuerung einbezogene Aus- und Einschaltekontakte aufweist,
von denen der Aussehaltekontakt im Haltestromkreis des Einschalteschützes für den
Hilfsmotor und der Einschaltekontakt im Stromkreis des Einschalteschützes für den
Schleichgangmotor liegt, welches Einschaltekontakte für den eigenen Haltestromkreis,
den Schleichgangmotor und die Schleichgangkupplung aufweist.
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An Stelle des überstromrelais im Stromkreis des Hilfsmotors kann auch
in der Getriebeleitung desselben eine überlastkupplung mit Schalter oder im Stromkreis
des Hilfsmotors ein Zeitrelais angeordnet sein. Die überlastkupplung begrenzt das
maximale Drehmoment des Hilfsantriebes und betätigt beim Ansprechen den Schalter
zum Einschalten des Schleichgangmotors und der Schleichgangkupplung. Das Zeitrelais
schaltet nach einer bestimmten einstellbaren Zeit nach seinem Ansprechen den Hilfsmotor
ab und betätigt gleichzeitig Einschaltekontakte für die Einschaltung des Schleichgangmotors
und der Schleichgangkupplung.
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Wenn für den Spielausgleich ein hydraulischer Hilfsmotor verwendet
wird, so kann vorteilhaft der Schalter im Hilfsantrieb als Druckschalter ausgebildet
sein, der durch den Druckanstieg nach erfolgter Flankenanlage betätigt wird und
über ein Magnetventil des Hydrauhkmotors diesen abschaltet und den Schleichgangmotor
und die Schleichgangkupplung einschaltet.
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Die Schleichgangkupplung kann entweder als Magnetkupplung oder als
Freilaufkupplung ausgebildet sein.
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Die Erfindung ist auf die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele
nicht beschränkt, von denen in Fig. 1 elektrische Steuerungsmittel und in Fig. 2
elektrohydraulische Steuerungsmittel zum Spielausgleich an Vorschub-Schleichgang-Getrieben
dargestellt sind.
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Der Arbeitsvorschub des Schlittens 1 wird vom Vorschubgetriebe 2 und
dessen nicht dargestelltem Vorschubmotor über die Magnetkupplung 3 auf die Welle
4 und über den Wendetrieb 5 und die Wendekupplung 6 auf die Gewindespindel 7 übertragen,
die in der Spindelmutter 8 des Schlittens 1 schraubt, wobei je nach der Drehrichtung
der Gewindespindel der Schlitten eine Längsbewegung in der einen oder anderen Richtung,
wie dies durch den Doppelpfeil 9 angedeutet ist; ausführt. Der Antrieb erfolgt in
der einen Richtung über die Stirnzahnräder 10 und 11 des Wendetriebes 5 und in der
anderen Richtung über die Stirnzahnräder 12 und 13 und das Zwischenrad 14. Auf die
Welle 4 treibt der Schleichgangmotor 15
über den Untersetzungstrieb 16 und
die Welle 17 auf die Schnecke 18 des Schneckenrades 19, welches mit der Welle 4
durch die Schleichgangkupplung 20, die eine Magnetkupplung sein kann, kuppelbar
ist. Der Hilfsmotor 21 treibt mit voller Drehzahl direkt auf die Welle 4. Er hat
lediglich die Leistung zum Verstellen der leer laufenden Getriebekette des Vor-Schubtriebs
zwischen der Welle 4 und dem Schlitten l aufzubringen.
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Die elektrischen Schaltmittel bestehen aus dem Einschalteschütz I
für den Hilfsmotor 21, dem über-Stromrelais II im Stromkreis des Hilfsmotors und
dem Einschalteschütz III für den Schleichgangmotor 15: Die Einschaltekontakte 11
und 12 sind dem Einschalterelais I, der Trennkontakt 21 und der Arbeitskontakt 22
dem Überstromrelais Il und die Einschaltekontakte 31, 32, 3s dem Einschalteschütz
I13 zugeordnet. Die Einschaltekontakte 12 und 31 sind die Haltekontakte für die
Schütze I und III. Der Haltekontakt 12 liegt parallel zur Einschaltetaste TE und
hält das beim Drücken dieser Taste ansprechende Schütz I, bis die Auftrennung des
Stromkreises durch Öffnen des Ruhekontaktes 21 erfolgt. Der Haltekontakt 31 liegt
parallel zum Einschaltekontakt 22 und in Reihe mit der Haltetaste TH im Stromkreis
des Schützes III, das beim Schließen des Kontaktes 22 anspricht und sich über seinen
eigenen Kontakt 31 so lange hält, bis der Stromkreis durch Niederdrücken der Haltetaste
TH geöffnet wird. Die Schütze I und IH: liegen an den Steuerleitungen 22
und 23, welche die Steuerspannung führen. Am Netz 24 liegen der Schleichgangmotor
15 und der Hilfsmotor 21 sowie die Schleichgangkupplung 20: Im Stromkreis des Hilfsmotors
liegt der Einschaltekontakt 11 des Schalt-Schützes I, der in seiner Ruhestellung
geöffnet ist, und das überstromrelais II. Im Stromkreis des Schleichgangmotors 15
liegt der Einschaltekontakt 3''2 und im Stromkreis der Schleichgangkupplung 20 der
Einschaltekontakt 3s, beide dem Einschalteschütz ITl: zugeordnet, die in ihrer Ruhestellung
ebenfalls geöffnet sind.
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Die Magnetkupplung 3 des Vorschubgetriebes 2 wird über die Steuerleitungen
25 für das Ein- und Ausschalten des Grobvorschubes betätigt.
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Beim Einschalten des Schleichganges läuft zunächst kurzzeitig der
Hilfsmotor 21 an und beseitigt das im wesentlichen im Endglied der Getriebekette
des Vor-Schubtriebes vorhandene Spiel. Dieser Vorgang erfolgt praktisch momentan.
Das Spiel zwischen dem Schneckentrieb 18, 19 wird ebenfalls momentan überbrückt,
da die Schnecke relativ schnell umläuft. Der Hilfsmotor kann gegebenenfalls auch
die Schneckenwelle 17 antreiben.
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Die Wirkungsweise ist die folgende: Wird, nachdem der Grobvorschub
über die Magnetkupplung 3 ausgeschaltet ist, die Einschaltetaste TE für das Einschalten
des Schleichganges zum Zwecke der Feinverstellung des Schlittens 1 gedrückt, so
spricht das Schütz I an und hält sich über den eigenen Kontakt 12 und schaltet über
den Einschaltekontakt 11 den Hilfsmotor 21 ein, der mit voller Drehzahl direkt auf
die Welle 4 treibt und das Spiel in der nachfolgenden Getriebekette des Vorschubtriebes
bis zur Flanken= anlage beseitigt. Da seine Leistung so schwach ist; daß er den
Schlitten 1 nicht verstellen kann, tritt nach erfolgter Flankenanlage infolge seines
Ab-Bremsens ein Stromanstieg ein, auf den das 'Über-
Stromrelais
1I anspricht und über seinen Kontakt 21 den Haltestromkreis für das Schütz I auftrennt
und gleichzeitig über seinen Einschaltekontakt 22 das Schütz III einschaltet, das
sich über seinen eigenen Kontakt 31 hält. Dieses Schütz schaltet über die Kontakte
32 und 33 den Schleichgangmotor 15 und die Schleichgangkupplung 20 für die nunmehr
spielfrei erfolgende Feinverstellung des Schlittens 1 ein, die durch Drücken der
Haltetaste TI, unterbrochen wird, da in diesem Augenblick der Stromkreis für das
Schütz III unterbrochen wird und das Schütz abfällt.
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Eine Konstruktionsvereinfachung kann dadurch erfolgen, daß die dargestellte
Schleichgangkupplung 20 nicht als Magnetkupplung, wie dargestellt, sondern als Freilaufkupplung
ausgebildet wird, wodurch der Steuerungskontakt 33 überflüssig wird. Ferner ist
es auch möglich, eine Getriebeableitung vom Motor 15 und an Stelle des Hilfsmotors
21 eine Hilfskupplung vorzusehen.
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In Fig. 2 ist eine andere Ausführungform mit elektrohydraulischen
Mitteln dargestellt, in der gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.
Der hydraulische Hilfsmotor ist mit 21a bezeichnet, der auch eine als Hydraulikmotor
geschaltete Zahnradpumpe sein kann.
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Die elektrohydraulische Steuerung des Spielausgleichs bei der Schleichgangverstellung
ist dann zweckmäßig, wenn die Maschine eine hydraulische Steuerung besitzt.
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Aus dem Hauptkreislauf der Werkzeugmaschine wird das Drucköl dem Hydraulikmotor
21 a durch die Druckleitung 26 zugeführt, in der das Magnetventil 27 und der Druckschalter
28 liegen. Das Magnetventil 27 öffnet und schließt den Druckmittelstromkreis für
den Hydraulikmotor, dessen Ablaufleitung für das Drucköl mit 29 bezeichnet ist.
Der Druckschalter 28 entspricht in seiner Funktion dem überstromrelais II der Fig.1
und betätigt die Kontakte 21 und 22 für die Schaltschütze I und III entsprechend
dem Stromlauf nach Fig. 1. Die Wirkungsweise ist die gleiche wie die zu Fig. 1 beschriebene.