DE1268938B - Vorrichtung zum Feststellen der Anwesenheit oder Abwesenheit eines umlaufenden, mit Hohlkehlen versehenen Werkzeugs, z. B. eines Bohrers, an einem vorgeschriebenen Ort - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

B 23 b

Deutsche KL: 49 a-55/01

Nummer: 1 268 938

Aktenzeichen: P 12 68 938.2-14

Anmeldetag: 16. April 1960

Auslegetag: 22. Mai 1968

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, welche die An- oder Abwesenheit eines Teiles an einem vorgeschriebenen Ort, vorzugsweise eines Bearbeitungswerkzeuges in einer Werkzeugmaschine feststellt und in Abhängigkeit von dieser Feststellung, z. B. bei Abwesenheit des Teiles an dem vorgeschriebenen Ort, die Maschine anhalten kann.

Bei automatischen Fertigungsstraßen, z. B. Transferstraßen, auf denen ein zu bearbeitendes Werkstück von einer Bearbeitungsstation zur nächsten transportiert wird, kann es bei Ausfall oder Beschädigung eines Werkstückes in der nachfolgenden Bearbeitungsstation zu schweren Störungen kommen. So kann der Fertigungsablauf gestört werden, wenn z. B. in einer Bohrstation der Bohrer bricht und in den folgenden Bearbeitungsstationen etwa das gebohrte Loch ausgerieben und eine Buchse eingezogen werden soll. Im Bereich der Fertigungs- und sonstigen Technik sind weitere Fälle denkbar, bei denen die Abwesenheit eines Teiles oder eines Werkzeuges an einem vorbestimmten Ort schädliche Folgen hat.

Es sind bereits verschiedene automatische Vorrichtungen zur Anzeige der An- oder Abwesenheit eines Teiles an einem vorbestimmten Ort bekanntgeworden. Diese Anzeigevorrichtungen arbeiten entweder mit mechanischen Kontakten, oder mit elektromagnetischen, optischen oder pneumatischen Mitteln. Vorrichtungen dieser Art sind auch schon zur Überwachung umlaufender Bauteile, z. B. der Werkzeuge in Werkzeugmaschinen, eingesetzt worden. Die mechanischen Überwachungseinrichtungen haben den Nachteil, daß ein dauernder Kontakt mit den festzustellenden Teilen bestehen muß. Durch den Einsatz elektromagnetischer Mittel wird dieser Nachteil zwar vermieden, aber es hat sich gezeigt, daß diese Mittel durch parasitäre magnetische Felder in ferromagnetischen Metallteilen leicht gestört werden. Die Verwendbarkeit optischer Mittel, z. B. eines Lichtstrahls in Verbindung mit einer Photozelle, wird im Bereich der spanabhebenden Fertigung durch die Neigung der Späne, sich an den Schneidkanten des Werkzeuges festzusetzen, begrenzt. Die bekanntgewordenen pneumatischen Einrichtungen dienen insbesondere der laufenden Überwachung der Fertigungsgenauigkeit an umlaufenden Bauteilen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bei den vorbeschriebenen bekannten Einrichtungen bestehenden Mängel zu beseitigen und eine einfache und sichere Anzeigevorrichtung zu schaffen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Feststellen der Anwesenheit oder Abwesenheit eines Teiles, vorzugsweise des Werkzeuges einer Werkzeugmaschine,

Vorrichtung zum Feststellen der Anwesenheit
oder Abwesenheit eines umlaufenden, mit
Hohlkehlen versehenen Werkzeugs, z. B. eines
Bohrers, an einem vorgeschriebenen Ort

Anmelder:

The Bendix Corporation, Dayton, Ohio (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Negendank, Dipl.-Ing. H. Hauck
und Dipl.-Phys. W. Schmitz, Patentanwälte,
2000 Hamburg 36, Neuer Wall 41

Als Erfinder benannt:
Robert Henry Kimble,
Arthur William Wiseman,
Dayton, Ohio (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 20. April 1959 (807 665)

an einem vorgeschriebenen Ort ist gekennzeichnet durch eine Düse, die ein Druckmittel, vorzugsweise Druckluft, gegen den Teil strahlt, wenn er sich an dem vorgeschriebenen Ort befindet, so daß oberhalb der Düse ein Druck entsteht, der höher ist als bei der Abwesenheit jedes Hindernisses vor der Düse, und ein druckempfindliches Element oder Manometerrelais, das den Druck oberhalb der Düse mißt und eine Steuerwirkung auslöst, wenn der genannte Druck unter einen vorgeschriebenen Wert absinkt.

Das Manometerrelais löst die Steuerwirkung vorzugsweise über einen von ihm betätigten elektrischen Kontakt aus.

Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Überwachung von Spiralbohrern. In diesem Falle schwankt durch das Rotieren des mit Hohlkehlen versehenen Spiralbohrers vor der Düse der Druck in der Zuleitung. Um zu verhindern, daß diese Druckschwankungen auch am Manometerrelais auftreten, ist gemäß einem weiteren Kennzeichen der Erfindung zwischen der Düse und dem Manometer-

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Claims (3)

1. 3 4

   relais eine Anordnung vorgesehen, die den durch das einen bestimmten einstellbaren Wert überschreitet.

   Rotieren des mit Hohlkegeln versehenen Spiralboh- Im vorliegenden Fall öffnen sich die Kontakte 44, so-

   rers hervorgerufenen periodisch schwankenden Druck bald der Druck in der Leitung 40 unter einen vor-

   in einen gleichmäßigen mittleren Überdruck um- geschriebenen, einstellbaren Wert absinkt,

   wandelt. Die Anordnung besteht aus der Parallel- 5 Die gesamte erfindungsgemäße Vorrichtung arbei-

   schaltung eines Rückschlagventils mit einer Vorzugs- tet nun wie folgt: Befindet sich dicht vor der Düse 27

   weise einstellbaren Drosselstelle. ein rotierender Bohrer, so entsteht in der Leitung 34

   Der Erfindungsgegenstand wird in einem Ausfüh- zwischen der Düse 27 und der Drosselstelle 31 ein

   rungsbeispiel an Hand der Zeichnung näher erläutert. Überdruck, der, hervorgerufen durch die Hohlkehlen

   In dieser zeigt io in dem Spiralbohrer 20, periodisch schwankt. Dieser

   Fig. 1 die etwas vereinfachte Darstellung einer periodisch schwankende Druck wird durch das

   Bohrmaschine mit einer Vorrichtung nach der Er- Steuerelement 45 in einen gleichmäßigen Überdruck

   findung, umgewandelt. Jeder Überdruck in der Leitung 44

   Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus der öffnet das Rückschlagventil 47 und kann sich so dem

   Darstellung nach Fig. 1, ¹S Druckschalter 42 mitteilen, während bei jedem

   F i g. 3 eine Darstellung des pneumatischen Krei- Druckabfall in der Leitung 34 sich der Über-

   ses der Vorrichtung nach der Erfindung und druck im Druckschalter 42, dank der vorzugs-

   F i g. 4 ein Schaltbild des elektrischen Steuer- weise einstellbaren Drosselstelle 48, nur langsam aus-

   kreises. gleichen kann. Der Druckschalter 42 wird so einge-

   F i g. 1 zeigt eine Bohrmaschine 10 in einer Fer- «° stellt, daß sich die Kontakte 44 öffnen, wenn der tigungsstraße 11, auf der Motorblöcke 14 in aufein- mittlere Überdruck eine bestimmte vorgeschriebene anderfolgenden Stationen bearbeitet werden. Die Höhe überschreitet, die zwischen dem Druck beim Bohrmaschine 10, die eine Bearbeitungsstation bildet, Fehlen jedes Hindernisses vor der Düse und dem besteht aus einem Bohrkopf 15, der sich auf einer Druck liegt, der sich einstellt, wenn sich der drehende schrägen Führungsbahn 17 bewegt. Der Bohrkopf *5 Bohrer 20 vor der Düse befindet,
   trägt einen Bohrer oder Bohreinsatz 20, der von dem Bricht der Bohrer 20, so fällt der Druck in der Motor 24 über die Spindel 21 angetrieben wird. Der Leitung 34 augenblicklich ab, und der konstante Motor 24 treibt gleichzeitig über eine nicht darge- Überdruck im Druckschalter 42 und dem oberen Teil stellte hydraulische oder pneumatische Pumpe den der Leitung 40 gleicht sich über die Drosselstelle 48 Vorschubmechanismus an, durch den der Bohrkopf 3° innerhalb kurzer Zeit aus, so daß sich die Kontakte 15 auf der Führungsbahn 17 periodisch auf- und 44 schließen. Bei der Verwendung der eben beschrieabbewegt wird. Nachdem ein Motorblock 14 die benen Vorrichtung nach der Erfindung an einer Bohr-Bohrstation erreicht hat, wird durch ein Steuersignal maschine wurde die Düse 27 so eingestellt, daß ihre über den genannten Vorschubmechanismus der Bohr- Mündung etwa 0,08 mm von der Oberfläche des kopf 15 abwärtsbewegt und ein Loch in den Motor- 35 Bohrers entfernt war. Der am Regelventil 30 eingeblock 14 gebohrt. Anschließend bewegt sich der stellte Luftdruck betrug etwa 4,2 kg/cm². Der Druck-Bohrkopf 15 wieder aufwärts, so daß der Motorblock schalter 42 wurde so eingestellt, daß er bei einem 15 freikommt und zur nächsten Bearbeitungsstation Druck von etwa 1,7 kg/cm² auslöste. Die Drosselweitertransportiert werden kann. stelle 48 wurde so eingestellt, daß, wenn sich der

   Gemäß der Erfindung wird am Sockel der Bohr- 4° Bohrer vor der Düse befindet, am Manometer 41

   maschine die pneumatische Vorrichtung 25 zur An- ein Druck von etwa 2 kg/cm² abgelesen werden

   zeige der Anwesenheit des Werkzeuges befestigt. Wie konnte.

   F i g. 2 zeigt, enthält diese Vorrichtung eine Druck- Der Druckschalter 42 betätigt, sobald er ausgelöst luftdüse 27, die an einem Arm 29 befestigt ist. Vor- wird, ein Anzeigeorgan oder bewirkt Schalthandlunzugsweise ist die Düse mit Außengewinde und der 45 gen, die sicherstellen, daß durch das Abbrechen des Arm 29 mit Innengewinde versehen, so daß die Düse Bohrers usw. keine weiteren Schäden hervorgerufen in jeder gewünschten Stellung durch die Mutter 36 werden können. So wird vorzugsweise der Antriebsfestgestellt werden kann. Die gesamte Vorrichtung motor 24 der Bohrmaschine abgeschaltet. Dieses Ab-25, von der der Arm 29 einen Teil darstellt, ist durch schalten wird durch die in F i g. 4 dargestellte Schalnicht weiter dargestellte Mittel an der Gleitbahn 17 50 tungsanordnung bewirkt. Der Motor 24 wird über verstellbar befestigt. Die Düse 27 wird so eingestellt, die Zuleitungen 50 mit Wechselstrom gespeist. Der daß sich ihre öffnung dicht vor der Oberfläche des Transformator 51 speist einen Hilfskreis, in den die Werkzeuges 20 und kurz vor dessen Ende befindet, Kontakte 44 des Druckschalters 42 und die Wickwenn der Bohrkopf 15 sich in seiner oberen End- lung eines Relais 45 in Serie geschaltet sind. Dieses stellung befindet. 55 Relais öffnet, sobald es erregt wird, die Kontakte 45 a Wie das schematische Schaltbild der F i g. 3 zeigt, und 45 & in den Zuleitungen des Motors 24, der dawird die Düse 27 über eine Leitung 34 von einer mit abgeschaltet wird, so daß die Drehung des Bohnicht weiter dargestellten Druckluftquelle über ein rers 20 und die Vorschubbewegungen des Bohr-Druckregelventil 30 und eine diesem Ventil nach- kopfes 15 unterbrochen werden. Durch einen weitegeordnete Drosselstelle 31 gespeist. An einem Punkt 60 ren nicht dargestellten Steuerkreis kann darüber hinder Leitung 34 zwischen der Drosselstelle 31 und der aus auch der Teil der gesamten Fertigungsstraßen Düse 27 ist über eine Querleitung 40 und ein aus der außer Betrieb gesetzt werden, der von der Bohr-Parallelschaltung eines Rückschlagventils 47 und maschine 10 abhängig ist.
   einer Drosselstelle 48 bestehendes Steuerelement 45,

   ein Manometer 41 und ein Druckschalter 42 ange- 65 Patentansprüche:
   schlossen. Der Druckschalter 42 enthält einen oder

   mehrere elektrische Kontakte 44, die sich schließen 1. Vorrichtung zum Feststellen der An- oder

   bzw. öffnen, wenn der Druck in dem Druckschalter Abwesenheit eines umlaufenden, mit Hohlkeh-

   len versehenen Werkzeuges, z. B. eines Bohrers, an einem vorgeschriebenen Ort, bestehend aus einer über eine Drosselstelle mit Druckluft gespeisten und zur Abgabe eines Druckluftstrahles gegen das Werkzeug angeordneten Düse, mit einer zwischen der Düse und der Drosselstelle angeordneten Leitung, gekennzeichnet durch einen Zweigkanal (40), der mit der Leitung (34) in Verbindung steht, und mit einem vorzugsweise aus einem Rückschlagventil (47) und einer dazu parallel angeordneten Drosselstelle (48) gebildeten Steuerelement (45) versehen ist, welches in Abhängigkeit von periodischen Druckzunahmen oberhalb eines Minimums, welche durch das Vorbeigehen der Hohlkehlen des Werkzeuges vor der Düse (27) in der Kammer erzeugt werden, in der Zweigleitung einen Druck oberhalb des Minimums aufrechterhält, wobei unterhalb dieses Minimums ein Druckschalter (42) betätigt wird, welcher die Abwesen-

   heit des Werkzeuges an dem vorgeschriebenen. Ort anzeigt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher das Werkzeug zur Ausführung einer Hin- und Herbewegung zwischen einer vorgeschobenen und einer zurückgezogenen Stellung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (27) in einer festen Stellung in unmittelbarer Nähe seitlich des Werkzeuges und in der Nähe seines Endes angeordnet ist, wenn sich das Werkzeug in seiner zurückgezogenen Stellung befindet.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschrift Nr. 1033 991;
   Zeitschrift »Werkstattstechnik und Maschinenbau«, 47. Jahrgang, Heft 4, April 1957, S. 184 bis 186;

   Zeitschrift »Technische Rundschau«, Nr. 39 vom 19. September 1958, S. 18, 19;

   Zeitschrift »Feingerätetechnik«,
3. 3. Jahrgang, Heft 3, ao März 1954, S. 107 bis 114.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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