Elektrisch umsteuerbarer Antrieb für Gewindebohrmaschinen Die Erfindung
betrifft einen elektrisch umsteuerbaren Antrieb für Gewindebohrmaschinen mit elektrisch
schaltbaren Kupplungen, der für die Steuerung mit Schaltschützen und Endschaltern
ausgerüstet ist, wobei zur Betätigung der Endschalter Schaltspindeln mit Schaltlinealen
oder Schaltnocken vorgesehen sind, die gegenüber der Arbeitsspindel axial einstellbar
sind.Electrically reversible drive for tapping machines The invention
relates to an electrically reversible drive for tapping machines with electric
switchable clutches for control with contactors and limit switches
is equipped, whereby for actuation of the limit switch switching spindles with switching rulers
or switching cams are provided which are axially adjustable with respect to the work spindle
are.
Beim Gewindebohren muß im allgemeinen das Werkzeug nach Fertigstellung
des Gewindes wieder rückwärts herausgeschraubt werden. Hierfür wird eine maschinenbedingte
Hilfszeit benötigt. Auch zur axialen Bewegung des Werkzeuges außerhalb des Werkstückes
wird Hilfszeit verbaucht. Die Grundzeit kann bei den heutigen Werkzeugstoffen nicht
mehr entscheidend verbessert werden. Eine Steigerung der Arbeitsproduktivität ist
also im wesentlichen nur durch Verkürzung der Hilfszeiten möglich. Will man die
Hilfszeit zum Rückwärtsherausdrehen des Werkzeuges verkürzen, so ist das nur durch
eine Erhöhung der Arbeitsspindeldrehzahl während des Rücklaufes zu erreichen, da
infolge der Gewindepaarung Werkzeug-Werkstück der Vorschub pro Umdrehung nicht verändert
werden kann, zumindest solange sich das Werkzeug noch im Werkstück befindet.When tapping, the tool must generally be finished after completion
of the thread can be unscrewed backwards. A machine-related
Help time needed. Also for the axial movement of the tool outside of the workpiece
auxiliary time is used. The bottom time cannot with today's tool materials
can be improved decisively. There is an increase in labor productivity
thus essentially only possible by shortening the auxiliary times. Do you want that
Shorten the auxiliary time to unscrew the tool backwards, that's all there is to it
to achieve an increase in the work spindle speed during the return, since
the feed per revolution does not change due to the thread pairing tool-workpiece
can be, at least as long as the tool is still in the workpiece.
Zur Schaffung von Innengewindeschneidmaschinen mit erhöhter Leistung
durch verkürzte Hilfszeiten sind folgende Lösungswege bekannt oder vorgeschlagen
worden:
1. Eilvorschub des Werkzeuges außerhalb des
Werkstückes mit einer axialen Geschwindig-
keit, die größer ist, als es der Spindeldrehzahl
und der Gewindesteigung entspricht.
1.9 Hand-Eilvorschub.
1.2 Mechanischer Eilvorschub.
Ohne näher auf die Einzelheiten dieser Lö-
sungen eingehen zu müssen, kann man sofort
dazu feststellen, daß die hierdurch erzielbare
Hilfszeiteinsparung in den meisten praktisch
denkbaren Anwendungsfällen unbedeutend
ist, da der außerhalb des Werkstückes lie-
gende axiale Werkzeugweg im Normalfall nur
ein Bruchteil des gesamten axialen Werk-
zeugweges ist. Für den Handeilvorschub ent-
fällt außerdem noch die Möglichkeit der
Automatisierung.
2. Hilfszeiteinsparung .durch Eildrehzahlen. Der
Vorteil dieser Lösungen besteht darin, daß
während des gesamten Rücklaufweges, also
auch im Werkstück, mit erhöhter Geschwin-
digkeit gefahren werden kann. Nachteilig sind
die Schwierigkeiten, die sich infolge der
hohen kinetischen Energie einer mit Eildreh-
zahlen laufenden Spindel in Verbindung mit
dem häufigen Drehrichtungswechsel ergeben.
Folgende Lösung sind bekannt bzw. vorge-
schlagen worden:
2.1 Antrieb durch einen polumschaltbaren Rever-
siermotor. Durch einen Reversiermotor, der
z. B. während des Vorlaufes 4polig und wäh-
rend des Rücklaufes 2polig geschaltet wird,
wird die Rücklaufzeit halbiert. Aber es ergibt
sich hier insofern ein Widerspruch, als die
Einsparung an Hilfszeit zu einer Verkürzung
der Stückzeit und damit zu einer Erhöhung
der Zahl der Reversierungen pro Zeiteinheit
führt, während die polumschaltbare Ausfüh-
rung des Motors eine Verringerung der maxi-
mal erreichbaren Reversierungszahl pro Zeit-
einheit verlangt, wenn der Motor thermisch
nicht überlastet werden soll. Vorwiegend aus
diesem Grund hat die Lösung mit polum-
schaltbarem Reversiermotor bisher keine
praktische Bedeutung erlangt.
2.2 Antrieb durch Wendekupplungen. Hierbei
laufen die beiden treibenden Kupplungsteile
mit konstanter Drehzahl, aber entgegenge-
setzter Drehrichtung um, während die mit der
Arbeitsspindel im Eingriff stehenden getrie-
benen Kupplungsteile abwechselnd mit den
vorwärts oder den rückwärts laufenden trei-
Kupplungsabmessungen und geringe Schwungmomente. Da die Kupplungen
nur als GeschwiÜdgkeitsschaltküpplungen wirken, brauchen sie nur Drehzahldifferenzen
zu überbrücken, werden also nur niedrig beansprucht. Infolge der geringen Kupplungsabmessungen
bleibt auch die Beanspruchung des Reversiermotürs durch Schwungmomente in zulässigw
'Grenzen.To create internal thread cutting machines with increased performance through reduced auxiliary times, the following solutions are known or have been proposed: 1. Rapid feed of the tool outside the
Workpiece with an axial speed
speed that is greater than the spindle speed
and corresponds to the thread pitch.
1.9 Manual rapid feed.
1.2 Mechanical rapid feed.
Without going into the details of this solution
having to enter into sings can be done immediately
to find out that this achievable
Help time saving in most practical
conceivable applications are insignificant
is because the outside of the workpiece
Axial toolpath normally only
a fraction of the total axial work
the way is. For the hand wire feed
there is also the possibility of
Automation.
2. Saving of auxiliary time through rapid speeds. Of the
The advantage of these solutions is that
during the entire return path, that is
also in the workpiece, with increased speed
can be driven. Are disadvantageous
the difficulties that arise as a result of the
high kinetic energy of a rapid turning
pay running spindle in conjunction with
the frequent change of direction of rotation.
The following solutions are known or proposed
been hit:
2.1 Drive by a pole-changing reversible
siermotor. By a reversing motor that
z. B. 4-pole and selectable during the run
at the end of the return is switched 2-pole,
the return time is halved. But it turns out
here is a contradiction in terms of the
Saving of auxiliary time to a reduction
the piece time and thus an increase
the number of reversals per unit of time
leads, while the pole-changing version
the motor a reduction in the maximum
times achievable number of reversals per time
unit asks if the motor is thermally
should not be overloaded. Mostly off
for this reason, the solution with polum-
switchable reversing motor so far
gained practical importance.
2.2 Drive by reversible couplings. Here
the two driving coupling parts run
with constant speed, but opposite
set direction of rotation, while the one with the
Working spindle engaged gear
alternate coupling parts with the
forward or backward running
Coupling dimensions and low inertia. Since the clutches only act as speed shift clutches, they only need to bridge speed differences, so they are only subjected to low loads. As a result of the small coupling dimensions, the load on the reversing motor door by inertia remains within permissible limits.
Durch Verlegen der Umschaltung von Eilgang auf Arbeitsgang aus der
oberen Totlage nach einem einstellbaren Punkt zwischen den Spindeltotlagen, wofür
ein Endschalter vorgesehen ist, welcher auf das Umschaltschütz wirkt, wurde der
Eil=Vorlauf verwirklicht. Ein Wählschalter gestattet das ständige Einschalten der
Eilgangs-Kupplung, wodurch die Eildrehzahl zugleich als zusätzliche, höchste Arbeitsdrehzahl
verwendbar wird.By shifting the switchover from rapid traverse to operation from the
top dead center after an adjustable point between the spindle dead centers, for what
a limit switch is provided, which acts on the changeover contactor, was the
Eil = lead realized. A selector switch allows the
Rapid traverse clutch, whereby the rapid speed is also used as an additional, highest working speed
becomes usable.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher
erläutert werden. In der Zeichnung zeigt F i g. 1 das Getriebeschema, F i g. 2 den
Stromlaufplan.The invention is to be described in more detail below using an exemplary embodiment
explained. In the drawing, F i g. 1 the transmission diagram, F i g. 2 den
Circuit diagram.
In F i g. 1 treibt ein reversierbarer Drehstrommotor 1 über eine mit
seinem Wellenstumpf verbundene Verlängerungswelle die treibenden Teile 4 einer elektromagnetischen
Lamellienkupplung 4, 4' und über die Schieberadblöcke 2 und 3 die treibenden Teile
5' einer elektromagnetischen Lamellenkupplung 5, 5' an. Die getriebenen Teile 4'
und 5 der Kupplungen 4, 4' und 5, 5' wirken über ein Zahnradpaar auf die Arbeitsspindel
6. Letztere ist mit dem sie treibenden Zahnrad durch ein 4-Keilprofil drehfest,
aber axial verschiebbar verbunden. Sie ist weiter drehbar, aber nicht axial verschiebbar
in der Pinole7 gelagert. Die Pinole 7 wird durch ein nicht dargestelltes Vorschubgetriebe
in axialer Richtung bewegt, wobei jeder Spindelumdrehung eine der Steigung des zu
erzeugenden Gewindes entsprechende axiale Verschiebung der Pinole 7 und der Arbeitsspindel
6 zugeordnet ist. An der Pinole 7 ist die Traverse 8 befestigt, in welcher durch
Rändelgriffe 11 drehbar, aber nicht axial verschiebbar die Schaltspindeln 9, 10
gelagert sind. Auf den Schaltspindeln 9, 10 sind mittels Gewinde die beiden axial
gegenüber dem Maschinengestell verschiebbaren, aber nicht drehbaren Schaltlineale
12 angebracht. Durch Drehen der Rändelgriffe 11 können sie gegenüber der Traverse
8 in der Höhe eingestellt werden. Die Schaltspindel 9 betätigt in der oberen Totlage
den Endschalter 13 und in der durch Drehen des Rändelgriffes 11 verstellbaren unteren
Totlage mittels des Schaltlineals 12 den Endschalter 14. Durch Drehen der Schaltspindel
10 kann auf dieselbe Weise die Pinolenstellung, bei der der Endschalter 15 betätigt
wird, verstellt werden.In Fig. 1 drives a reversible three-phase motor 1 via a
extension shaft connected to its stub shaft, the driving parts 4 of an electromagnetic
Lamellar clutch 4, 4 'and the driving parts via the sliding gear blocks 2 and 3
5 'to an electromagnetic multi-plate clutch 5, 5'. The driven parts 4 '
and 5 of the clutches 4, 4 'and 5, 5' act on the work spindle via a pair of gears
6. The latter is non-rotatable with the gear that drives it by means of a 4-spline profile,
but connected to be axially displaceable. It can still be rotated, but not axially displaced
stored in the quill7. The quill 7 is driven by a feed gear (not shown)
moved in the axial direction, with each spindle revolution one of the pitch of the to
generating thread corresponding axial displacement of the quill 7 and the work spindle
6 is assigned. On the quill 7, the traverse 8 is attached, in which through
Knurled handles 11 rotatable, but not axially displaceable, the switching spindles 9, 10
are stored. The two are threaded axially on the switching spindles 9, 10
indexing rulers that can be moved but not rotated relative to the machine frame
12 attached. By turning the knurled handles 11 you can opposite the cross member
8 can be adjusted in height. The switching spindle 9 actuates in the upper dead position
the limit switch 13 and in the lower adjustable by turning the knurled handle 11
Dead position by means of the indexing ruler 12 the limit switch 14. By turning the indexing spindle
10 can, in the same way, the quill position in which the limit switch 15 is actuated
will be adjusted.
Mittels der Schieberadblöcke 2, 3 lassen sich verschiedene Arbeitsdrehzahlen
der Spindel 6 einschalten, welche über die als Arbeitskupplung wirkende Kupplung
5, 5' übertragen werden. Dagegen bleibt die über die als Eilgangkupplung wirkende
Kupplung 4, 4' übertragene Eildrehzahl unabhängig von der jeweils eingeschalteten
Arbeitsdrehzahl. Durch ständiges Einschalten der Eilgangkupplung 4, 4' kann die
Eildrehzahl zugleich als maximale Arbeitsdrehzahl benutzt werden. Dazu wird der
Schieberadblock 2 in eine solche Stellung gebracht, daß er mit dem festen Zahnsegment
2' im Eingriff ist. Hierdurch werden die Welle mit den Schieberadblökken 2, 3 und
die Welle mit den treibenden Teilen 5' der Arbeitskupplung 5;5' stillgelegt, wodurch
sich das auf die Motorwelle reduzierte Getriebeschwun.gmoment verringert: In den
Stromlaufplan (F i g. 2) wurde nur das eingezeichnet, was für die Erläuterung der
Funktion benötigt wird. Es bedeuten: 1 den Hauptantriebsmötor; 17 das Schütz für
den Vorwärtslauf und 18 das Schütz für den Rückwättslauf des Hauptmotors, 19 ein
I-lilfsschütz, 20 -den Druckknopf zum Aüs.schalten, 21 den Druckknopf zum Einschalteh
in Vorlaufrichtung und 22 den Druckküopf zum. Rückwärtsanlaufen, der liier als Tipper
ausgebildet ist. Bis hierher entspricht die Schaltung einer normaleh Pendelschaltung,
wie sie für ähnliche Zwecke bekannt ist: Durch den Wahlschalter 23 kann zwischen
Pendeln und Eintakt umgeschaltet werden. In der gestrichelten Stellung läuft der
Antrieb bei Drücken des Druckknopfes 21 vorwärts an und bleibt nach Reversieren
in der unteren Totlage und Erreichen der oberen Totlage von selbst wieder stehen.
24 ist ein Transformator zur Speisung des Gleichrichters 25, welcher über das Umschaltschütz
26 im stromlosen Zustand der Schutzspule 26 die Kupplung 5, 5' und im erregten Zustand
der Schutzspule 26 die Eilgangkupplung 4, 4' einschaltet. Der Ablauf eines Arbeitsspiels
geht nun folgendermaßen vor sich: Nach Drücken des Druckknopfs 21 zieht zunächst
das Hilfsschütz 19 an, das sich nach Loslassen des Druckknopfs 21 über die Leitung
27 selbst hält. Da durch den Druckknopf 21 die Leitung 28 unterbrochen wird, muß
nun das Vor-Laufschütz 17 anziehen, wodurch der Motor 1 in Vorlaufrichtung anläuft
und gleichzeitig die Leitung 29 unterbrochen wird. Über die Leitung 30 erhält auch
die Schutzspule 26 Strom, wodurch die Eilgangkupplung 4, 4' eingeschaltet wird und
die Spindel 6 (F i g. 1) mit Eildrehzahl vorläuft. In einer bestimmten, beim Einrichten
der Maschine eingestellten Stellung wird die Leitung 30 durch den Öffner 15' des
Endschalters 15 unterbrochen, und das Schütz 26 schaltet die Eilgangkupplung 4,
4' ab und die Arbeitskupplung 5, 5' ein. Bei Erreichen der unteren Totlage der Spindel
wird durch den Kontakt 14" des Endschalters 14 zunächst die Leitung 31 unterbrochen,
so daß das Schütz 26 beim Anziehen des Rücklaufschützes 18 nicht b.eaufschlagt werden
kann. Jetzt unterbricht der Kontakt 14' des Endschalters 14 die Leitung 32, wodurch
das Vorlaufschütz 17 abfällt und den Kontakt 17 in der Leitung 29 schließt, so daß
das Rücklaufschütz 18 anziehen und der Motor reversieren kann. Nachdem der Motor
rückwärts angelaufen ist, schließt der Endschalter 14 zuerst den Kontakt 14' in
der Leitung 32 und danach den Kontakt 14" in der Leitung 31. Jetzt erst erhält die
Umschaltschützspule 26 über die Leitung 31 wieder Strom, und das Schütz 26 kann
die Eilgangkupplung 4, 4' einschalten. Das Reversieren in der unteren Totlage erfolgt
also, wie gefordert, bei Arbeitsdrehzahl und mit eingeschalteter Arbeitskupplung.
Während des Eilrücklaufes wird durch den Endschalter 15 der Kontakt 15' in der Leitung
30 wieder geschlossen, wodurch aber am Bewegungszustand des Getriebes keine Änderung
eintreten kann. In der oberen Totlage unterbricht der Endschalter 13 mit dem Kontakt
13' die Leitung 29, das Schütz 18 fällt ab, schließt den Kontakt 18 in der Leitung
32; das Schütz 17 zieht an und der Vorlauf beginnt von neuem. Während des Reversierens
in der oberen Totlege
erhält die Spule des Schützes 26 ständig
Strom, so daß hierbei die Eilgangkupplung eingeschaltet bleibt und der Vorlauf sofort
wieder mit Eildrehzahl beginnt. Bringt man den Wahlschalter 33 in die gestrichelte
Stellung; so bleibt ständig die Eilgangkupplung 4, 4' eingeschaltet, so daß die
Arbeitsspindel ständig mit Höchstdrehzahl läuft.Different working speeds can be set by means of the sliding wheel blocks 2, 3
the spindle 6 switch on, which via the clutch acting as a working clutch
5, 5 'are transmitted. On the other hand, the one acting as a rapid traverse clutch remains
Clutch 4, 4 'transmitted rapid speed regardless of which one is switched on
Working speed. By constantly switching on the rapid traverse clutch 4, 4 ', the
Rapid speed can also be used as the maximum working speed. To do this, the
Sliding wheel block 2 brought into such a position that it is with the fixed tooth segment
2 'is engaged. As a result, the shaft with the sliding wheel blocks 2, 3 and
the shaft with the driving parts 5 'of the working clutch 5; 5' shut down, whereby
the gearbox vibration torque reduced to the motor shaft is reduced: In the
Circuit diagram (F i g. 2) was only drawn in what is necessary for the explanation of the
Function is required. There are: 1 the main drive motor; 17 the contactor for
the forward run and 18 the contactor for the backward run of the main motor, 19 on
I-auxiliary contactor, 20 -the push button to switch off, 21 the push button to switch on
in the forward direction and 22 the print head for. Running backwards, the liier as a tipper
is trained. Up to this point the circuit corresponds to a normal pendulum circuit,
as it is known for similar purposes: By the selector switch 23 can be between
Pendulum and single cycle can be switched. In the dashed position the runs
Drive on when push button 21 is pressed forward and remains after reversing
stand in the bottom dead center and reaching the top dead center by themselves.
24 is a transformer for feeding the rectifier 25, which via the changeover contactor
26 in the de-energized state of the protective coil 26, the coupling 5, 5 'and in the energized state
the protective coil 26 switches on the rapid traverse clutch 4, 4 '. The sequence of a work cycle
now proceeds as follows: After pressing the pushbutton 21, it first pulls
the auxiliary contactor 19, which is after releasing the push button 21 on the line
27 itself holds. Since the line 28 is interrupted by the push button 21, must
Now tighten the forward contactor 17, whereby the motor 1 starts up in the forward direction
and at the same time the line 29 is interrupted. Via line 30 also receives
the protective coil 26 current, whereby the rapid traverse clutch 4, 4 'is switched on and
the spindle 6 (FIG. 1) advances at rapid speed. In a specific, when setting up
the position set for the machine is the line 30 through the opener 15 'of the
Limit switch 15 is interrupted, and the contactor 26 switches the high-speed clutch 4,
4 'off and the working clutch 5, 5' on. When the spindle reaches the bottom dead center
line 31 is first interrupted by contact 14 ″ of limit switch 14,
so that the contactor 26 is not b. impacted when the return contactor 18 is pulled
can. Now the contact 14 'of the limit switch 14 interrupts the line 32, whereby
the flow contactor 17 drops and the contact 17 in the line 29 closes so that
tighten the return contactor 18 and the motor can reverse. After the engine
has started backwards, the limit switch 14 first closes the contact 14 'in
the line 32 and then the contact 14 "in the line 31. Now only receives the
Changeover contactor coil 26 via the line 31 again current, and the contactor 26 can
switch on the rapid traverse clutch 4, 4 '. Reversing in the bottom dead center takes place
So, as required, at working speed and with the working clutch engaged.
During the rapid return, the limit switch 15 causes contact 15 'in the line
30 closed again, but this does not change the state of motion of the transmission
can occur. In the upper dead position, the limit switch 13 interrupts the contact
13 'the line 29, the contactor 18 drops out, closes the contact 18 in the line
32; the contactor 17 picks up and the advance starts again. While reversing
in the upper killing
receives the coil of the contactor 26 constantly
Current, so that the rapid traverse clutch remains switched on and the advance immediately
starts again at rapid speed. If you bring the selector switch 33 to the dashed line
Position; so the rapid traverse clutch 4, 4 'is always switched on, so that the
Work spindle runs continuously at maximum speed.