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Ausspansteuerung Die Erfindung betrifft eine Ausspansteuerung für
stufenweise arbeitende Bohrmaschinen mit einer Schaltanordnung zum vom Bohrweg abhängigen
Umschalten von Eilvorschub auf Vorschub und von Vorschub auf Eilrücklauf.
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Beim Bohren tiefer Löcher muß nach einer gewissen Bohrstrecke der
Bohrer vorübergehend aus dem Bohrloch zurückgezogen werden. Die Bohrspäne werden
dann entfernt, und der Bohrer wird gekühlt. Bei den seitherigen Einrichtungen dieser
Art wurden dazu für das Umschalten von Eilvorlauf auf Vorschub ein Schleppgrenztaster
verwendet, der beim Bohren über die jeweilig gebohrte Strecke mitgenommen wurde.
Der Bohrweg selbst wurde jedesmal durch ein Zeitrelais eingestellt. Hierfür war
ein relativ großer Aufwand erforderlich.
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Um diesen Aufwand zu vermeiden, ist die erfindungsgemäße Ausspansteuerung
so ausgebildet, daß zum Durchführen eines an sich bekannten Sollwert-Istwert-Vergleichs
als Abbild des Bohrwegs ein Potentiometer vorgesehen ist, auf dem ein mit dem Bohrer
mechanisch verbundener Schleifer die Iststellung abtastet und ein entsprechend den
Bohrabschnitten unterteilter Widerstand als Sollstellungsgeber vorgesehen ist, -und
daß zum Vergleich der an dem Potentiometer und dem Widerstand abgenommenen Spannungen
ein Relais vorgesehen ist, das bei überwiegen des an dem Potentiometer abgenommenen
Potentials einmal von Eilvorlauf auf Vorschub und dann von Vorschub auf Eilrücklauf
umschaltet.
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Es ist eine selbsttätige elektrisch-mechanische Schaltung für Tieflochbohrwerke
bekannt, bei der das Bohrwerkzeug zum Zwecke des Ausspanens im Eilgang aus der Bohrung
ganz heraus- und wieder hineingeführt wird. Im Gegensatz zu der Erfindung wird diese
bekannte Einrichtung mit Hilfe eines Zeitrelais gesteuert. Die Verwendung eines
Zeitrelais ist insofern nachteilig, als RC-Glieder oder mechanische Uhrwerke erforderlich
sind, die oft zu Ungenauigkeiten Anlaß geben.
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Weiterhin sind Bohrmaschinen bekannt, bei denen die Steuerung der
einzelnen Bewegungsphasen durch Nocken erfolgt. Derartige Maschinen verlangen meist
einen hohen Aufwand und sind deshalb oft unerwünscht.
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Auch sind Werkzeugmaschinen bekannt, bei denen die Bewegung auf einen
auf einem Widerstand schleifenden Schleifer übertragen wird. Diese Anordnung dient
jedoch lediglich zur Anzeige der Geschwindigkeit des bewegten Teiles und nicht zum
Auslösen von Schaltvorgängen.
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Schließlich ist eine Ausspansteuerung für Tieflochbohrmaschinen bekannt,
deren die Vorschubbewegung steuerndes Zeitrelais bezüglich seiner Ablaufzeit mittels
einer bei jedem Arbeitshub der Maschine durch einen Magneten schrittweise verstellte
Schablone gesteuert wird.
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In Reihe mit dem Relais liegt gemäß einer besonderen Ausbildungsform
der Erfindung ein Fortschaltwerk, dessen Kontakte mit den einzelnen Abschnitten
des die jeweiligen Sollwerte vorgebenden Widerstandes verbunden sind und das in
jedem Bohrabschnitt beim ersten Ansprechen des Relais auf die nächste Stufe weiterschaltet.
Zum Einstellen des Anfanges und des Endes eines Bohrvorganges können die Zuleitungen
des als Istwertgeber wirkenden Potentiometers mit den Abgriffen zweier Widerstände
einer aus einer Reihe von Einzelwiderständen bestehenden Widerstandskombination
verbunden werden. Die Enden des die Sollwerte vorgebenden Potentiometers können
mit gleichen einstellbaren Widerständen verbunden werden, die überbrückbar sind,
um alle Potentiale des Sollwertgebers zur Vorverlegung des Umschaltpunktes Eilvorlauf-Vorschub
relativ zu dem Umschaltpunkt Vorschub-Eilrücklauf vom letzten Arbeitsgang zu erniedrigen.
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Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Steuerung besteht in einer
maximalen Freizügigkeit hinsichtlich der Anzahl der Einzelvorschübe sowie deren
Länge in Verbindung mit sehr einfachen und betriebssicheren Arbeitsmitteln. An der
Maschine selbst brauchen keine störenden und empfindlichen Kontakte oder Schleppgrenztaster
angebracht zu sein.
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Ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung wird an Hand der Zeichnung
erläutert.
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Es ist ein Potentiometer r 1 vorgesehen, auf dem sich ein Schleifer
s bewegt, der mit dem Bohrvorschub gekuppelt ist. Das Poteutiometer r1 stellt das
Abbild des Bohrweges dar. Die Stellung des Schleifers
s auf dem
Potentiometer r 1 kennzeichnet die Stellung des Bohrers in dem Bohrloch.
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Es ist ein Widerstand r2 vorgesehen als Sollstellungsgeber; dieser
Widerstand ist nach Maßgabe der Zahl der Bohrabschnitte in verschiedene Teile unterteilt.
Soll z. B. ein längeres Loch in zehn Stufen gebohrt werden, so wird der Widerstand
r2 in zehn Teile unterteilt. Außerdem enthält er am Anfang noch einen Widerstandsbetrag,
entsprechend der ersten Eilvorlaufstrecke: Die durch den Schleifer s an dem Potentiometer
r 1 abgenommene Spannung wird mit der an dem Widerstand r2 abgenommenen Spannung
verglichen. Zum Vergleich ist ein Relais d vorgesehen, insbesondere ein polarisiertes
Relais, das anspricht, sobald die an dem Potentiometer r 1 abgenommene Spannung
die Vergleichsspannung an dem Widerstand r2 die Ansprechspannung des Relais d überschreitet.
In Reihe mit dem Relais d liegen ein Gleichrichter n und ein Fortschaltwerk
u.
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Beim Bohren spielt sich folgender Vorgang ab: Wird der Bohrer eingeschaltet,
so wird er zunächst im Eilgang vorwärts bewegt, beispielsweise von der Stelle 0
bis zur Stelle 1. Die Stelle 1 entspricht der Stelle 1' auf dem Widerstand r2, die
über die Leitung l mit dem Kontakt 1" des Fortschaltwerkes u
verbunden
ist. Wenn ;das von dem Schleifer s abgenommene Potential das dem Kontakt 1" zugeführte
Potential überwiegt, spricht das feinfühlige polarisierte Relais d an und schaltet
den im Eilgang vorwärts bewegten Bohrer auf Vorschub, so daß der eigentliche Bohrvorgang
nun mit der gewünschten Geschwindigkeit einsetzen kann. (Ist das abgegriffene Potential
des Sollstellungsgebers r 2 größer als das Potential am Schleifer s, so wird ein
Ausgleichstrom über das Relais d durch den Gleichrichter n verhindert.)
Beim Ansprechen des Relais d wird weiterhin das Fortschaltwerk u um eine Stufe (1"
nach 2") weitergeschaltet, was zur Folge hat, daß das Relais d wieder abfällt. Sobald
der Bohrer eine Strecke zurückgelegt hat, die der Strecke 1' bis
2' entspricht, d. h., der Bohrer hat den Schleifkontakt s aus der Stellung
1 in die Strecke 2 bewegt, dann spricht das Relais d wieder an und schaltet den
Vorschub auf Eilrücklauf. Dies bedeutet, daß der Bohrer nun im Eilgang aus dem Bohrloch
bis zur Ausgangsstellung herausgezogen wird. Der Bohrer wird von den Bohrspänen
befreit und außerdem gekühlt. In seiner Ausgangsstellung betätigt der Bohrer den
Grenztaster b 11, der den Eilrücklauf ausschaltet und danach den Eilvorlauf wieder
einschaltet. Der Bohrer geht im Eilgang bis zu der Stelle vor, die er beim vorausgehenden
Bohrabschnitt erreicht hatte. Das Relais d spricht dabei wieder an, schaltet vom
Eilgang auf Vorschub, und das vorausgehend geschilderte Spiel wiederholt sich dabei.
Auf diese Weise wird das Bohrloch in der vorgesehenen Anzahl von Bohrabschnitten
gebohrt. Ist der Bohrer in seiner weitesten Stellung x angelangt, so wird ein Endgrenztaster
612 betätigt, der den Bohrer auf Eilrücklauf umschaltet. Außerdem wird dabei ein
Ausschaltschütz erregt, das den gesamten Antrieb abschaltet.
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Das Potentiometer r 1 ist an beiden Enden mit dem Abgriff zweier Einstellwiderstände
r6, r7 verbunden. Diese Abgriffe nehmen von den äußeren Widerständen r6,
r7 einer Widerstandskombination r5, r6, r7 eine Spannung ab.; Durch das Bewegen
des Abgriffes auf dem Widerstand r6 wird das Bohrende x
festgelegt,
und durch die Stellung des anderen Abgriffes auf dem Widerstand r7 wird der Bohranfang
eingestellt. Soll bei einer vorgesehenen Stelle, z. B. der mit 1 gekennzeichneten
Stelle, der. Bohranfang liegen, so wird der Schleifer s bis zur Stellung 1 vorgeschoben
und der Abgriff auf dem Widerstand r7 so lange verstellt, bis das Relais d bei der
Stellung des Fortschaltwerkes u in 1" gerade anspricht.
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Entsprechend wird das Bohrende festgelegt. Der Schleifer s wird dazu
auf dem Potentiometer r 1 in die Stellung x gebracht und das Fortschaltwerk
u in die Stellung x". Dann wird der Abgriff auf dem Widerstand
r6 so lange bewegt, bis das Relais d
wiederum gerade anspricht. Außerdem
wird der Endgrenztaster b 12 so eingestellt, daß er bei Stellung x des Schleifers
s betätigt wird. Man kann auf diese Weise Anfang und Ende des Bohrweges festlegen
bei gleichzeitiger Wahl der Anzahl der Bohrabschnitte. Es ist eine zusätzliche Einrichtung
vorgesehen, die nach Erreichen der gewählten Endstellung x das Fortschaltwerk u
in seine Ausgangsstellung 1" zurückführt. Der Anfang des Sollstellungsgebers
r2 ist einmal mit dem Anfangspunkt der Widerstandskombination r 7; r 5, r 6
verbunden und das Ende des Sollstellungsgebers mit dem Ende des Widerstandes r 5
verbunden.
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Es ist jedoch von Vorteil; an die Enden des Widerstandes r2 zwei gleiche
einstellbare Widerstände r2, r4 zu legen, die mittels eines Ruhe- bzw. Abeitskontaktes
c 1 von dem nicht dargestellten Einschaltschütz für den Eilvorgang abwechselnd überbrückt
werden. Beim Eilvorlauf zieht dieses Schütz an, schließt den Widerstand r4 kurz
und gibt den Widerstand r3 frei. Dabei werden alle Potentiale des Sollstellungsgebers
r2 um einen kleinen Betrag gesenkt. Dadurch wird erreicht; daß der Umschaltpunkt
Eilvorlauf-Vorschub um ein kleines Stück vor den Umschaltpunkt Vorschub-Eilrücklauf
des letzten Arbeitsganges vorverlegt wird. Dies ist wichtig, um den Nachlauf des
Bohrers beim Umschalten von Eilvorlauf auf Vorschub aus Sicherheitsgründen zu berücksichtigen.