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Vorrichtung zum Einstellen einer Werkzeugmaschinenwelle in eine bestimmte
Lage Die Erfindung betrifft eine zum genauen und schnellen Einstellen einer Werkzeugmaschinenwelle
in eine bestimmte Lage dienende Vorrichtung mit einem Überlagerungsgetriebe, das
die unabhängigen oder gleichzeitigen Drehungen zweier Antriebsglieder einander überlagert
und der Summe entsprechend ein drehbares oder verschiebbares Abtriebsglied antreibt,
sowie mit zwei wahlweise einstellbaren Stellwerken, deren eines mit dem ersten Antriebsglied
und deren zweites mit dem zweiten Antriebsglied gekuppelt ist.
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Bei einem bekannten Überlagerungsgetriebe dieser Art besteht das eine
Antriebsglied aus einem Vorschub-und das andere Antriebsglied aus einem Eilgangmotor.
Beide wirken gemeinsam auf das drehbare oder verschiebbare Abtriebsglied, z. B.
eine Vorschubspindel. Diese kann daher durch Einschalten des einen oder des anderen
der beiden Antriebsglieder mit Eilgang, also mit hoher Geschwindigkeit, oder für
den Zweck des Vorschubes ganz langsam angetrieben werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches Überlagerungsgetriebe
dem Zwecke nutzbar zu machen, die Werkzeugmaschinenwelle genau und schnell in eine
bestimmte Lage, d. h. in eine vorbestimmte Sollage, einzustellen. Diese Aufgabe
tritt z. B. bei einem Lehren-Bohrwerk auf, dessen Schlittenspindel durch die Werkzeugmaschinenwelle
angetrieben wird. Dabei muß beispielsweise dieser Schlitten, der einen Gesamtweg
bis zu 1500 mm zurückzulegen hat, um Wegeinheiten fein verstellbar sein, die sich
auf 2,5 #t belaufen. Der Gesamtweg besteht also aus 600000 solcher Wegeinheiten.
Selbst bei Maschinen, bei denen ein Verstellweg von 25 mm, d. h. 10000 Wegeinheiten
von 2,5 V., durch eine einzige Mikrometerschraube beherrscht wird, muß die Einstellung
mit einer Genauigkeit von einer halben Wegeinheit durchführbar sein. Aus diesem
Grund ist es erwünscht, das bekannte Überlagerungsgetriebe in der Weise zu verwenden,
daß das eine der beiden Antriebsglieder der Grobeinstellung und das andere der Feineinstellung
dient. Die zwei wahlweise einstellbaren Stellwerke, deren eines mit dem ersten Antriebsglied
und deren zweites mit dem zweiten Antriebsglied gekuppelt ist, lassen sich dabei
als elektrische Steuerungen ausgestalten, die auf bestimmte, in Wegeinheiten ausgedrückte
Verstellwege einstellbar sind, beispielsweise durch Kommutatorschalter.
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Mangels besonderer Vorkehrungen würde aber das der Grobeinstellung
dienende Antriebsglied die Genauigkeit der Einstellung beeinträchtigen. Der Erfindung
liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Mangel zu vermeiden. Erfindungsgemäß ist die
Lösung dieser Aufgabe gekennzeichnet durch einen die Verstellung des ersten Antriebsgliedes
in Wegeinheiten ausgedrückt auf eine ganzzahlige Größe abrundenden Hilfsantrieb,
der an sich bekannt und durch den Unterschied der Einstellung des zweiten Stellwerks
von der tatsächlichen Verstellung des zweiten Antriebsgliedes gesteuert ist und
das zweite Antriebsglied nach Zurücklegen einer ganzen Anzahl von Umdrehungen stillsetzt,
wobei diese Anzahl der Einstellung des zweiten Stellwerks entspricht.
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Den Hilfsantrieb hat man bisher nur zu dem Zweck verwendet, die Werkstückspindel
einer Drehbank in einer ganz bestimmten Winkelstellung stillzusetzen, z. B. in einer
Stellung, in der sich das Werkstück besonders leicht ein- und ausspannen läßt.
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Vorzugsweise ist beim Gegenstand der Erfindung der Hilfsantrieb zum
Festhalten des zweiten Antriebsgliedes einschaltbar, nachdem die Verstellung des
zweiten Antriebsgliedes ungefähr der Einstellung des zweiten Stellwerks entspricht.
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Dabei kann der dem Abrunden dienende Hilfsantrieb auch durch das erste
Stellwerk steuerbar sein und dadurch zum Festhalten des zweiten Antriebsgliedes
einschaltbar sein, nachdem das erste Antriebsglied bis zu einer Winkellage angetrieben
ist, die durch das erste Stellwerk bestimmt ist.
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Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus
den Unteransprüchen 4 bis 15.
Die Unteransprüche, die auf zweckmäßige
Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung gerichtet sind, gewähren jedoch keinen
vom Anspruch 1 unabhängigen Schutz.
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Nachstehend seien einige bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung
an Hand der Zeichnungen erläutert. In diesen zeigt F i g. 1 eine schematische Darstellung
einer Einstellvorrichtung mit Differentialgetriebe und dem Schaltschema der elektrischen
Steuerung des Grobeinstellmotors und des Feineinstellmotors, F i g. 2 den Hilfsantrieb
für das Abrunden der in Wegeinheiten gemessenen Einstellung des Grobantriebes, F
i g. 3 und 4 schematische Darstellungen für die Erläuterung des Hilfsantriebes,
F i g. 5 eine zweite Ausführungsform der Erfindung in schematischer Darstellung,
F i g. 6 das zur F i g. 5 gehörige Schaltschema und F i g. 7 eine dritte Ausführungsform
der Einstellvorrichtung, bei welcher das Überlagerungsgetriebe eine drehbare und
verschiebbare Schraubspindel aufweist.
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F i g. 1 zeigt eine Einstellvorrichtung mit zwei unabhängigen Antriebsgliedern,
deren eines der Fein-und deren anderes der Grobeinstellung dient. Die Teile des
Feinantriebes tragen Bezugszahlen mit dem Buchstaben, f und die Teile des Grobantriebes
Bezugszahlen mit dem Buchstaben c. Zunächst sei ihre grundsätzliche Wirkungsweise
und erst später seien die Einzelheiten erläutert.
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Der Steuerung der beiden Antriebsglieder dienen Stellwerke 1 f und
l e, mit deren Hilfe die Größe des Sollwertes des groben Einstellweges und
des feinen Einstellweges zahlenmäßig in Wegeinheiten eingestellt werden kann, und
zwar durch Verstellen von Wählschaltern. Diese Wählschalter bestimmen mit Hilfe
einer Brückenschaltung eine Spannungsteilung an den Verbindungsstellen
15f und 15c durch Einschaltung von Brückenwiderständen, die aus Widerstandsgruppen
2 f und 2 c ausgewählt werden. In den Brückendiagonalen liegen polarisierte Relais
4f und 4c. Diese vergleichen die eingestellte Spannungsteilung mit derjenigen, die
auf den anderen Seiten der Brückenschaltungen eingestellt ist. Dort erfolgt die
Spannungsteilung durch Potentiometer 3 f und 3 c entsprechend dem Istwert der Grobeinstellung
und der Feineinstellung. Die polarisierten Relais setzen die Motoren 5f und 5c jeweils
in einer solchen Drehrichtung in Gang, ; daß sie den Unterschied zwischen dem Istwert
und dem Sollwert der Einstellung verringern. Dabei verstellen sie die Potentiometer
3f und 3c so lange, bis die Brückenschaltungen im Gleichgewicht sind und daher der
durch die polarisierten Relais fließende Strom verschwindet. Wenn das geschieht,
herrschen bei 16f und 16e dieselben Spannungen wie bei 15f
und
15e. Mit den Wellen der Motoren sind Zahnräder 6f und 6c gekuppelt, welche
mit den Zahnrädern 7f und 7c kämmen. Diese bilden die beiden Antriebsglieder des
Überlagerungsgetriebes.
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Ein Zahnradgetriebe 8, 9, 10, 11 mit einem Gesamtübersetzungsverhältnis
von 100: 1 liegt zwischen dem Zahnrad 6e und dem Potentiometer 3c. Das Zahnrad 6
f ist indessen unmittelbar mit dem Potentiometer 3 f gekuppelt. Infolgedessen macht
über den ganzen Stellbereich des Potentiometers das Zahnrad 6f eine Umdrehung, aber
das Zahnrad 6c 100 Umdrehungen. Zwischen den Zahnrädern 6f und 6c und den Potentiometern
3 f und 3 c können weitere, willkürlich gewählte, aber gleiche Übersetzungsverhältnisse
eingeschaltet sein, um die Zahnradumläufe für den vollen Potentiometerbereich zu
vermehren; wobei indessen das Verhältnis der Umläufe der Zahnräder 6f und 6 c unverändert
100: 1 bleibt.
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Das Zahnrad 7 f ist mit dem Kegelrad 12f gekuppelt, während
das Zahnrad 7c mit dem Kegelrad 12c gekuppelt ist. Ein Planetenradträger mit dem
Planetenrad 13 ist an die einzustellende Werkzeugmaschinenwelle 14 gekuppelt. Sein
Planetenrad kämmt mit den Zahnrädern 12f und 12c und bildet mit diesen ein Differentialgetriebe.
Infolgedessen beläuft sich die Winkelverstellung der Welle 14 auf die Hälfte der
Summe der Winkelverstellungen der Zahnräder 12f und 12c, d. h. auf die Summe der
Grobverstellung, die an der Einstellvorrichtung l c eingestellt ist, und der Feinverstellung,
die auf der Einstellvorrichtung 1 f eingestellt ist. Die Welle 14 dient zur genauen
Einstellung irgendeines Maschinenteiles 87, wobei es sich z. B. um den Schlitten
einer Lehren-Bohrmaschine handeln kann.
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Wenn die Grobeinstellung und die Feineinstellung mit vollkommener
Genauigkeit ohne restliche Fehler erfolgen würden, wäre keine weitere Korrektureinrichtung
erforderlich. Praktisch ist indessen eine völlige Genauigkeit nicht zu erreichen,
und aus diesem Grund müssen die restlichen Fehler in Betracht gezogen werden.
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Beispielsweise sei angenommen, daß der einzustellende Wert, der die
Sollstellung des Maschinenteiles angibt, eine vierstellige Zahl sei, d. h. eine
Zahl zwischen 0,000 und 0,9999, wenn man den gesamten Verstellweg des Teiles 87
gleich Eins setzt. Der Sollwert läßt sich allgemein durch den Begriff 0,ABCD wiedergeben,
worin
A, B, C und
D je eine ganzzahlige Ziffer bedeuten. Dabei bestimmt
die Grobeinstellung den Wert O,AB und die Feineinstellung den Wert O,OOCD. Dann
braucht jede der beiden Stellvorrichtungen nur mit einer Genauigkeit von ±0,50/0
zu wirken, um für jeden möglichen Sollwert eine Isteinstellung herbeizuführen, die
sich von anderen möglichen Einstellungen klar unterscheidet. Nun sei aber angenommen,
daß die Genauigkeit etwas besser ist, nämlich ±0,20/0. Der Istwert der Einstellung
der Spindel 14 würde sich dann wie folgt ergeben:
| O,AB ±0,002 |
| +0,OOCD ±0,00002 |
| O,ABCD +0,00202 |
Mithin beläuft sich der durch die Ungenauigkeit der Grobeinstellung bedingte Fehler
auf ein Fünftel des vollen Einstellbereiches der Feineinstellung. Der Erfindung
liegt nun die Aufgabe zugrunde, den Einstellfehler auf ±0,00004 zu verringern. Hierzu
wird der Fehler der Grobeinstellung verringert auf ±0,00002, d. h. auf 0,0020/"
und zwar in der nachstehend erläuterten Weise.
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Ein Umlauf des Zahnrades 7c entspricht einem Hundertstel des gesamten
Verstellweges des Teiles 87, also der Größe 1 der Ziffer B. Wäre die Grobeinstellung
sehr genau, so würde sie das Zahnrad 7 c für jede Größe des Sollwertes O,ABCD stets
in genau dieselbe Winkellage bringen. Da aber das Grobeinstellwerk der vorstehenden
Annahme entsprechend eine Ungenauigkeit von ±0,29/0 hat, kann die wirkliche Winkellage
des
Zahnrades 7e um 0,2 Umdrehungen, d. h. um 72° von der Sollstellung abweichen.
Das ist in F i g. 3 schematisch wiedergegeben. Dort ist das Zahnrad 7c schematisch
dargestellt. Es trägt eine Einstellmarke 17. Bei genauem Einstellen in die Sollstellung
fällt diese Marke 17 mit der Nullmarke 18 zusammen. Infolge der Ungenauigkeit aber
kommt sie auf irgendeine Stelle im Bereich 18a-18-18b zu liegen. Dabei ist angenommen,
daß die Marken 18a und 18b von der Nullmarke 18 um 0,2 Umdrehungen entfernt sind.
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Wenn man nun nach erfolgter Einstellung die Abweichung der Marke 17
von der Marke 18 beim Überprüfen des Gerätes erkennt, dann ist daraus zu schließen,
daß die Grobeinstellung fehlerhaft erfolgt ist, und man könnte sie dadurch berichtigen,
daß man nach erfolgter Einstellung von Hand das Zahnrad 7c in die richtige Lage
dreht, in der die Marken 17 und 18 zusammenfallen. Dann hätte man die Gewißheit,
daß das Zahnrad 7c die Sollstellung einnimmt. Die Berichtigung erfordert also nichts
weiter, als daß man die motorisch herbeigeführten Umdrehungen des Zahnrades 7 c
auf eine ganzzahlige Größe abrundet, d. h. die letzte der motorisch bewirkten Umdrehungen
von Hand um einen Bruchteil vergrößert oder verringert. Der Vorgang des Stillsetzens
des Antriebsgliedes 7 c nach einer ausgewählten Verstellung um eine ganzzahlige
Größe wird nachstehend als »Abrunden der in Wegeinheiten ausgedrückten Grobeinstellung
auf eine ganzzahlige Größe« ausgedrückt. Eine Verstellung um eine ganzzahlige Größe
liegt vor, wenn z. B. eine der Einstellung dienende Spindel um ein ganzes Vielfaches
von 360° gedreht wird, also beispielsweise 25 oder 26 Umdrehungen, nicht aber 251/4
oder 25,4 Umdrehungen ausführt. Erfolgt diese Abrundung mit einer Genauigkeit von
höchstens 0,2°/o von 360°, d. h. 0,72°, dann ist das Zahnrad 7c auf den Istwert
O,AB ± 0,00002 eingestellt. Die Ausgangseinstellgröße des Systems, d. h. die Verstellung
des Maschinenteils 87 beläuft sich dann auf
| 0,AB ±0,00002 |
| +O,OOCD Q0,00002 |
| 0 ,ABCD ±0,00004 |
Es ist dies der Sollwert mit der gewünschten Genauigkeit.
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Dem Abrunden der Grobeinstellung dient der nachstehend erläuterte
Hilfsantrieb.
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Wie oben beschrieben, kann das Abrunden eine zusätzliche Drehung in
der einen oder in der anderen Richtung erforderlich machen, je nachdem, ob die Marke
17 über die Nullmarke 18 hinausgelaufen ist oder sie noch nicht erreicht hat. Wenn
es sich nun, wie angenommen, bei der Welle 14 um eine Leitspindel handelt oder wenn
87 eine durch die Welle 14 zu drehende Teilscheibe ist, dann ist es erwünscht, daß
die letzte Phase des Einstellvorganges mit einer Bewegung erfolgt, die stets in
derselben Richtung verläuft. Denn dadurch wird ein etwaiger Leergang im Getriebe
unschädlich gemacht. Das gilt gleichermaßen, wenn die letzte Phase des Einstellvorganges
eine Vergrößerung oder eine Verkleinerung des Stellweges bewirkt. Diese Forderung
wird nun bei dem dem Abrunden dienenden Hilfsantrieb in der nachstehend erläuterten
Weise erfüllt: Die Verbindung zwischen dem Stellmotor 5e und dem Ritzel 6 c ist
nun so eingestellt, daß das Zahnrad 7 c in eine vorläufige Stellung 18 c gedreht
wird, die von der wahren Sollstellung 18 um etwa eine halbe Umdrehung versetzt liegt.
Diese Versetzung kann in jeder der beiden Drehrichtungen erfolgen, doch sei angenommen,
daß sie z. B. im Uhrzeigersinn vorgenommen ist. In Anbetracht der unvermeidlichen
Ungenauigkeit wird dann das Zahnrad 7 c durch die Grobeinstellung in eine Lage gelangen,
die zwischen den Grenzen 18d und 18e (F i g. 4) gelegen ist. Diese Grenzen entsprechen
der Toleranz, welche durch die Grenzwerte 18b und 18a in F i g. 3 gegeben war. Die
zusätzliche Drehung, durch welche die Abrundung erfolgt, welche erforderlich ist,
um die Marke 17 wieder mit der Marke 18 zur Deckung zu bringen, muß nun im Uhrzeigersinn
erfolgen, wobei es gleichgültig ist, ob der Stellungsfehler des Zahnrades 7c positiv
oder negativ ist, d. h. ob er zwischen 18c und 18d oder zwischen 18c und 18e liegt.
Der Abrundungsvorgang wird zeitlich so verlegt, daß er erfolgt, nachdem sowohl die
Grobeinstellung als auch die Feineinstellung vollendet ist, so daß die anschließende
letzte Phase der Einstellbewegung stets in ein und derselben Richtung verläuft.
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In den F i g. 1 und 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform der Abrundungsvorrichtung
dargestellt. Mit dem Zahnrad 7c ist gleichachsig eine Scheibe 19 verbunden. In den
Umfang dieser Scheibe ist eine Aussparung 22 eingefräst, in welche spielraumfrei
ein Ansatz 23 eines Hebels 20 eingreifen kann, der um einen ortsfesten Zapfen 21
schwenkbar gelagert ist und unter dem Einfiuß einer Feder 24 steht, die ihn mit
dem Ansatz 23 an den Umfang der Scheibe 19 anzudrücken sucht. Zum Zweck der
Abrundung wird nun die Scheibe 19 mit dem Zahnrad 7 c in Umlauf versetzt, bis die
Aussparung 22 unter den Ansatz 23 gelangt und diesen einschnappen läßt. Dadurch
wird dann jede weitere Drehung der Scheibe 19 und des Zahnrades 7 c verhindert,
und dieses ist nunmehr in seiner abgerundeten Winkellage gesperrt. Zum Entriegeln
des Zahnrades 7e dient ein Magnet 25, der bei seiner Erregung den Hebel 20 entgegen
der Kraft der Feder 24 von der Scheibe zurückzieht. Geschieht das, dann schließt
der Hebel 20 Kontakte 26, welche geöffnet werden, wenn sich der Ansatz 23 in der
Aussparung 22 der Scheibe befindet, so daß diese verriegelt ist.
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Während der eigentlichen Grobverstellung wird die Wicklung des Magneten
25 erregt, so daß der Ansatz 23 aus der Aussparung 22 ausgerückt gehalten wird.
Während des Abrundungsvorganges wird die Wicklung des Magneten 25 stromlos gemacht,
so daß die Feder 24 den Ansatz 23 gegen den Umfang der Scheibe 19 drückt.
Dann wird der Grobstellmotor 5 c durch die nachstehend erläuterte Schaltung wieder
in Gang gesetzt und versetzt das Zahnrad 7 c und die Scheibe 19 in eine vorwärts
gerichtete Drehung, durch welche also die Verstellung des Teiles 87 zunimmt. Sobald
dann die Aussparung 22 unter den Ansatz 23 gelangt, schnappt dieser unter dem Einfluß
der Feder ein und trennt die Kontakte 26, wodurch der Motor 5 c wieder stillgesetzt
wird.
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Die Passung des Ansatzes 23 in der Aussparung 22 kann ohne Schwierigkeiten
so gewählt werden, daß der Spielraum weniger als 0,02 Umdrehungen beträgt. Das würde
der oben angenommenen Genauigkeit entsprechen. Verringert man diesen Spielraum noch
weiter, so kann man dann dadurch die Toleranz der abgerundeten Grobeinstellung auf
das Maß O,AB
verringern. Das bietet eine Möglichkeit, ohne Beeinträchtigung
der Genauigkeit der Einstellung des Teiles 87 die Toleranz bei der Feineinstellung
des Betrages O,OOCD zu vergrößern.
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Die in F i g. 1 dargestellte Ausführungsform der Erfindung wirkt in
der folgenden Weise: An die Leitungen 28 und 29 wird eine Gleichspannung angelegt.
Drückt man vorübergehend den Anlaßknopf 27, so wird dadurch das Anlaßrelais 30 erregt.
Dieses schließt durch seinen eigenen Kontakt 31 einen Haltestromkreis für sich selbst.
Dieser Haltestromkreis verläuft über den Kontakt 26 der Abrundungsvorrichtung und
schaltet die Spannung durch Schließen eines Kontaktes 32 von der Leitung 29 zur
Leitung 33 durch. Dadurch wird auch nach Loslassen von 27 die Relaiswicklung 25
erregt und der Arbeitskontakt 26 geschlossen gehalten. Ferner entriegelt die Magnetwicklung
25 die Scheibe 19 und das Zahnrad 7c für die nun folgende Grobeinstellung.
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Durch Schließen des Anlaßrelaiskontaktes 32 wird die Spannung über
die-Leitung 33 an die Brückenschaltungen, also an die Spannungsteiler und die Potentiometer
für die Feineinstellung und die Grobeinstellung angelegt. Wenn die Einstellung der
Potentiometer auf der einen Brückenseite mit derjenigen der Spannungsteiler auf
der anderen Brückenseite nicht übereinstimmt, - wenn also die Isteinstellung des
Teiles 87 von der durch die Einstellung 1 f und 1 c bestimmten Sollstellung abweicht
-, dann steht die Brückendiagonale unter Spannung. Es entsteht also ein Potentialunterschied
zwischen 15f und 16f und gegebenenfalls auch zwischen 15 c und 16 c. In den
Brückendiagonalen liegen nun polarisierte Relais 4f und 4e, welche auf diesen Potentialunterschied
ansprechen. Es handelt sich dabei um Relais mit drei Schaltstellungen. Solange sie
abgefallen sind, schließen sie Ruhekontakte 34f und 34e, die mit einem Relais
35 in Reihe liegen. Sprechen die polarisierten Relais 4f, 4c jedoch in dem einen
oder dem anderen Schaltsinn an, so öffnen sie ihre Ruhekontakte 34f und 34c und
schließen zwei Arbeitskontakte. Erfolgt nun die Erregung des polarisierten Relais
mit einem Vorzeichen des Potentialunterschiedes, das sich ergibt, wenn der am Potentiometer
3 f bzw. 3 c eingestellte Istwert niedriger ist als der an den Schaltern 1f und
lc eingestellte Sollwert des Einstellweges des Teiles 87, dann werden die Arbeitskontakte
36f, 37f und 36c, 37c geschlossen. Das führt zu einer Erregung der Motoren 5f und
5c im positiven Drehsinn, wodurch der Istwert des Einstellweges des Teiles 87 vergrößert
wird und gleichzeitig die Potentiometer 3f und 3c in positiver Richtung so lange
verstellt werden, bis das Brückengleichgewicht hergestellt ist und daher die Relais
4f und 4c abfallen. Das geschieht, wenn die durch die Potentiometer bewirkten Spannungsteilungen
dasselbe Verhältnis erlangt haben wie die durch die Sollwertschalter 1 f und 1 c
bewirkte Spannungsteilung. Durch Abfallen der polarisierten Relais 4 f und 4 c werden
die Stellmotoren 5f und 5c stillgesetzt. Hat der anfängliche Potentialunterschied
das entgegengesetzte Vorzeichen, dann wird das betreffende polarisierte Relais im
entgegengesetzten Sinn erregt und schließt Arbeitskontakte 38f, 39f
bzw. 38e, 39c, wodurch der betreffende Stellmotor 5 f bzw. 5 c im
entgegengesetzten Drehsinn in Gang kommt.
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Das Feineinstellungssystem wird dabei unabhängig vom Grobeinstellungssystem
gesteuert, so daß das eine im positiven und gleichzeitig das andere 13n negativen
Drehsinn laufen kann.
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Sind die beiden Stellmotoren des Feineinstellsysteihs und des Grobeinstellsystems
wieder zurr @rtd gekommen, dann wird der Abrundungsvorgang ausgelöst. Diesem Zweck
dient das bereits erwähnte Relais 35, das durch die Ruhekontakte 34c und 34'f erregt
wird. Es handelt sich bei ihm um ein verzögert ansprechendes Relais, das auf die
kurzzeitige Ertetltg beim Schließen des Anlaßrelaiskontaktes 32 ' focht angesprochen
hatte. Denn beim Schließest des Kontaktes 32 hatten die polarisierten Relais ihre
Ruh kontakte 34 c und 34f geöffnet, bevor das Reläis 35 ansprechen konnte.
Anders verhält es sich aber, W. die Feineinstellung und die Grobeinstellung tiiitdr
Spannung durch die Brückenschaltungen beendigt sind und die beiden polarisierten
Relais 4 f uii d 4 c ihre Ruhekontakte 34c und 34f schließen. DaU spricht mit kurzer
Verzögerung das Relais 35 an urirr schaltet durch Öffnen seines Ruhekontaktes 40
das polarisierte Relais 4 c ab. Außerdem schaltet es durch Öffnen seines Ruhekontaktes
41 die Magnetwicklttng2 ab. Drittens schließt das Relais 35 zwei ArbeitS-kontakte
42 und 43, wodurch der Grobelustellmotor 5 c in der positiven Drehrichtung in Gang
gesetzt wird. Mithin dreht sich die Scheibe 19, während der Hebel 21 mit seinem
Ansatz 23 an seinem Umfang anliegt. Sobald nun die Aussparung 22 den Ansai2 23 einfallen
läßt, wird dadurch die Scheibe 19 mit dem Zahnrad 7 c und dem Motor 5 c festgehalten,
und diese Motor wird beim Öffnen des Kontaktes 26 gleichzellig ausgeschaltet.
Dadurch wird auch das AnlaßrelaiS 30 stromlos, so daß sich sein Arbeitskontakt 32
5fl`net: Damit ist der Abrundungsvorgang beendet.
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Die Mittel zur Spannungsteilung, mit deren Hilfe die Sollstellung
des Maschinenteiles 87 einstellbar ist, gehören nicht zur Erfindung. Sie sind in
der Auslegeschrift 1184 403 beschrieben.
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Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt; dient also der
Hilfsantrieb 19 bis 26 zum Abrunden. der Verstellung des ersten Antriebsgliedes
7 c auf eine ganzzahlige Größe. Dieser Hilfsantrieb wird durch den Unterschied der
Einstellung des zweiten Stellwerks l c bis 7c, 8 bis 11 (Sollwert)
von der tatsächlichen Verstellung (Istwert) des zweiten Antriebsgliedes 7c gesteuert,
und zwar mit Hilfe des polarisierten Relais 35: Der Hilfsantrieb setzt das zweite
Antriebsglied 7c erst still, nachdem die Anzahl der zurückgelegten Umdrehungen eine
ganzzahlige Größe erreicht. Diese Anzahl stellt den im zweiten Stellwerk eingestellten
Sollwert dar.
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F i g. 5 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung, bei welcher
der Einstellbereich vergrößert ist. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von
derjenigen der F i g. 1 hauptsächlich nur dadurch, daß das Grobstellwerk der F i
g. 1 durch ein ganzes Fein- und Grobstellwerk ersetzt ist, das seinerseits demjenigen
der F i g. 1 entsprechen kann. VerWeridet man für die Vorrichtung nach F i g. 5
dieselben Ausführungen des Verteilungsschlüssels und verwendet man Schaltglieder
derselben Genauigkeit, so erhält man einen Einstellbereich von 10" Längeaelnhelten
statt von 104 Längeneinheiten. Man kann also beispielsweise eine Einstellung auf
die Strecke MiV,A PCD vornehmen. Beläuft sich die Längeneinheit ad,.2,5 #L; so ergibt
sich ein Gesamtbereich von 2475 mm.
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Der Block 59 stellt das am gröbsten wirkende'gtellwerk dar, das auf
die Dezimalstellen Ni' und X eingtefbar
ist. Seine Elemente
entsprechen den Wählerschaltern 1o, den Widerständen 2V, dem polarisierten Relais
4e, dem Rückführpotentiorneter 3e, dem ZZahnradgetriebe $, 9, 10, 11, dem
Motor ä e und Zahnrädern 6c und 7c der F i g. 1. Der Block 60 stellt das Stellwerk
mittlerer Feinheit dar, das den Dezimalstellen A und R entsprechend einstellbar
ist. Es eghält Elemente, die den entsprechenden Elermenten des Feinstellwerks in
F i g. 1 gleichwertig sind. Der Block 61 stellt das Feinstellwerk für die Dezimalstellen
C und D dar. Auch dieses enthält Elemente, die den entsprechenden Elementen des
Feinstellwerks in F i g. 1 gleichwertig sind. Mit 62 und 63 sind Überlagerhngsgetriebe,
bezeichnet. Bei ihnen kann es sich wiederum um Differentialgetriebe zeit Zahnrädern
handeln, die den Zahnrädern 1<2c, 12f und 13 in F i g. 1 entsprechen. Mit 64
und 65 sind Abrundungsvprrichtungen bezeichnet, die so gebaut sein hönrIen, wie
es F i g. 2 zeigt. 66 ist eine mittlere Ausgangswelle, entsprechend der Welle
14 der F i g. 1. 67 ist die letzte Ausgangsdelle, entsprechend der Welle
14 der. F i g. 1. 6$ ist ein, Getriebe mit dem Übersetzungsverhältnis 100:1. Es
multipliziert die durch die Welle 66 übertragene Bewegungsgröße um 100, bevor
sie diese über die Abrunduhgsvorrichtung 65 ins Über1agerungsgetriebe 63
einführt.
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Beim Einstellvorgang werden zunächst die drei Stellwerke 59, 60, 61
gleichzeitig in Gang gesetzt, wobei sich ihre Ausgangsgrößen mit Iilfs der Überlagerungsgetriebe
6? und 63 addieren und die Ausgangswelle 67 entsprechend der Summe der Einzeleinstellungen
verstellen. Sind die drei Einzeleinstellungen erfolgt, so wird das Abrundungswerk
64 in Gang gesetzt und rundet die Einstellung der Ausgangswelle des Grobeinstellwerks
59 auf eine ganzzahlige GrößeN ab. Ist das geschehen, so wird das Abrunduggswerk
65
in Gang gesetzt, Es dreht die Ausgangswelle, die gemeinsam durch das, Grobeinstellwerk
59 und das mittlere Einstellwerk 60 angetrieben wird, und bringt dadurch diese Welle
auf einen ganzzahligen Wert der Ziffer b~. Als Antrieb dient dabei der Motor des
mittleren Einstellwerks 60.
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Da es aber nicht erwünscht ist, eine Umdrehung mit einem hohen Verhältnis
ins Schnelle zu übersetzen, wie es im vorliegenden Fall infolge der Einschaltung
des Getriebes 68 geschehen würde, kann man die Motoren der Einstellwerke 60 und
59 durch einen gemeinsamen Motor 69 ersetzen, der in der in F i g. 5 gezeigten Weise
auf das mit der höchsten Drehzahl laufende Rad des Getriebes 68 wirkt. In
diesem Fall empfiehlt sich die Anbringung einer elektrisch steuerbaren Bremse 7,0
auf der Ausgangswelle 71 des mittleren Einstellwerks 60.
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Beim Einstellvorgang wird zunächst die Bremse 70 erregt und der Motor
69 als Teil des Grobeinstellwerks 59 in Gang gesetzt, Seine Bewegung wird
durch das Getriebe 68, die Welle 66 und das Überlagerungsgetriebe 62 zurückübertragen.
Alsdann wird der Motor 69 für den Abrundungsvorgang unter Steuerung durch das Abrundungswerk
64 in Gang gesetzt. Danach wird der Motor 69 auf das mittlere Einstellwerk
60 umgeschaltet, das dann in der gleichen Weise angetrieben wird. Während das mittlere
Einstellwerk 60 in Gang ist, wird die Bremse 70 ausgerückt und nach Beendigung der
Einstellung Wieder eingerückt. Inzwischen ist das Feineinstellwerk 61 betrieben
worden. Schließlich wird der Motor 69 durch das Abrundungswerk 65 für die letzte
Abrundung gesteuert. Die elektrische Schaltung dieser in F i g. 5 gezeigten Ausführungsform
ist in F i g. 6 wiedergegeben. Sie wirkt folgendermaßen: Drückt man vorübergehend
auf den Anlaßknopf 73, so wird ein Relais 74 von dem Netz 28, 29 aus erregt. Es
schaltet die Spannung zum übrigen Teil der Schaltung über einen Arbeitskontakt 74a
durch und stellt über einen Arbeitskontakt 74b einen Haltestromkreis her. Dieser
Haltestromkreis wird sogleich über den Kontakt 65e des Abrundungswerks 65
durchgeschaltet, dessen Wicklung 65s beim Schließen des Arbeitskontaktes 74a erregt
wird. Im gleichen Augenblick werden auch die Wicklung 64.s des Abrundungswerks 64
und der Bremsmagnet 70 erregt. Auch die drei Spannungsteiler 59s (Dezimalstellen
M14,), 60s (Dezimalsteilen Abi) und 61s (Dezimalstellen CD) werden zusammen
mit ihren entsprechenden Rückführpotentiometern 59p, 60p und 61p erregt.
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Vom Spannungsteiler 59s und dem Potentiometer 59p aus wird ein polarisiertes
Relais 59r erregt und lüt den Motor 69 über Kontakte 59a und 59d laufen,
bis das Potentiometer 59p entsprechend dem Spannungsteiler 59s eingestellt ist.
Nachdem das Relais 59r für eine kurze Zeit abgefallen ist, erregt es das Verzögerungsrelais
88 über seinen Ruhekontakt 59e und den Kontakt 64o, der durch den Magneten
64s der Abrundungsvorrichtung 64 betätigt wird. Das Relais 88
erregt
über seinen Kontakt 88c ein Relais 90 und läßt den Motor 69 über die Relaiskontakte
88b und 88e in der positiven Umlaufrichtung laufen. Das Relais 90 verriegelt sich
selbst über seinen Haltekontakt 90a und schaltet mit seinem Kontakt 90b das polarisierte
Relais 59r ah (um seine erneute Erregung durch den Abrundungsvorgang zu verhindern)
und macht durch den Kontakt 90c die Magnetwicklung 64s der Abrundungsvorrichtung
stromlos, Ist der Abrundungsvorgang beendet, so kehrt der Kontakt 64e in seine Ausgangslage
zurück und bewirkt die Erregung des Verzögerungsrelais 89 und das Abfallen
des Relais 88, wodurch der Motor 69 stromlos wird. Das Relais 89 verbindet
über seinen Kontakt 89a das polarisierte Relais 60r mit dem Spannungsteiler 60s.
Nunmehr übernimmt das Relais 60r über seine Kontakte 60a und 60d oder 60b und
60e die Steuerung des Motors 69. Auch rückt es durch Öffnen des Kontaktes
60e die Bremse 70 aus, um sicherzustellen, daß der Motor das Potentiometer 60p antreibt.
Inzwischen hat das polarisierte Relais 61 r über, seine Kontakte
61 a und 61 d oder 61 b. und
61 c den Motor 61 m in Gang gesetzt, um die Brückenschaltung
ins Gleichgewicht zu bringen, die durch das Potentiorneter 61p und den Spannungsteiler
61s gebildet wird. Haben die beiden polarisierten Relais 60r und 61r ihre Arbeit
beendet und sind sie wieder in die Ausgangslage zurückgekehrt, so bewirken sie über
die Ruhekontakte 90d, 60f und 61s das Ansprechen des Verzögerungsrelais
91. Dieses setzt den Motor 69 in der positiven Richtung über die Relaiskontakte
91 a und 91 b in Gang und macht durch Öffnen der Relaiskontakte 91 c den Abrundungsmagneten
65s stromlos und rückt durch Öffnen des Relaiskontaktes 91 e die Bremse 70 aus und
verhindert durch Öffnen des Relaiskontaktes 91 d, daß das polarisierte
Relais 60x wieder anspricht. Ist dieser Abrundungsvorgang beendet, so ist die Einstellung
vollendet, und die Abrundungskontakte 65c des Abrundungswerks öffnen und schalten
Motor 69 und Relais 74 ab, welches die ganze Schaltung stromlos macht.
Eine
dritte Ausführungsform der Erfindung ist in F i g. 7 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform
ist die Ausgangsgröße die Einstellung einer Mutter 77, die auf einer Grobeinstellspindel
76 wandert. Diese Spindel ist gleichachsig zu einer Feineinstell-Leitspindel 80
gelagert und gegen axiale Verschiebung dieser Leitspindel 80 gegenüber durch eine
Schulter 79 und einen Stellring 78 gesichert. Die Feineinstell-Leitspindel 80 greift
in eine ortsfeste Mutter 82 ein. Auf ihr ist ein Zahnrad 81 befestigt, das mit einem
durch das Feineinstellwerk 73 angetriebenen Ritzel 83 kämmt. Dieses Feineinstellwerk
entspricht demjenigen der F i g. 1 und enthält dementsprechend Wählschalter
l f, Widerstände 2f, ein polarisiertes Relais 4f, einen Stellmotor
5f und ein Rückführpotentiometer 3f. Auch auf der Grobeinstellspindel 76
ist ein Zahnrad 74 befestigt. Es kämmt mit einem Ritzel 75, das vom Grobeinstellwerk
72 angetrieben wird. Dieses entspricht demjenigen der F i g. 2. Der Abrundung dienen
eine Scheibe 85, entsprechend der Scheibe 19, und ein Hebel 86, entsprechend
dem Hebel 20, der durch einen Magneten ein- und ausrückbar ist.
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Die Ritzel75 und 83 sowie der Hebel 86 sind sehr breit bemessen, um
im Eingriff zu bleiben, wenn die mit ihnen zusammenwirkenden Teile sich in Achsenrichtung
infolge eines Umlaufs der Leitspindel 80 verschieben.
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Beim Einstellvorgang wird die Mutter 77 durch das Grobeinstellwerk
72, die Grobeinstellspindel 76 und das Abrundungswerk 84 auf ein ganzzahliges Vielfaches
der Steigung der Spindel 76 eingestellt. Das Feineinstellwerk 73 mit der
Feineinstell-Leitspindel 80 bringt dann die Mutter 77 auf die gewählte Zwischenstellung,
entsprechend einem Bruchteil der Steieune der Spindel 76.