DE1768896U

DE1768896U - Drehzahlueberwachungs-einrichtung.

Info

Publication number: DE1768896U
Application number: DEW19047U
Authority: DE
Original assignee: Fritz Werner AG
Current assignee: Fritz Werner AG
Priority date: 1958-02-11
Filing date: 1958-02-11
Publication date: 1958-06-19

Description

Einrichtung zur Überwachung des eingestellten Verhältnisses zwischen Spindeldrehzahl und Vorschubgeschwindigkeit bei Fräsmaschine mit ge-

trennten Antriebsmotoren für Spindel und Vorschub.

.

Bei Fräsmaschinen mit getrennten Antriebsmotoren für die Fräs-

spindel und den Vorschub besteht die Gefahr, dass infolge Über-

lastung des Spindelmotor bzw. auch Rutschens im Spindelantrieb liegender Reibungskupplungen die Drehzahl der Frässpindel und damit des Fräsers unter den für den jeweils eingestellten Vorschub erforderlichen Wert fällt, wodurch, da die Vorschubgeschwindigkeit konstant bleibt, Beschädigungen des Fräsers oder auch der ganzen Maschine auftreten können.
Es bestand daher die Aufgabe, Drehzahl und Vorschubgeschwindigkeit laufend derart zu überwachen, dass der Vorschub nur dann freigegeben wird, wenn die Spindeldrehzahl über der für den eingestellten Vorschub zulässigen unteren Grenze liegt, bzw. dass der Vorschub bei Unterschreitung dieser Drehzahl abgeschal tet wird.
Für Drehzahlüberwachungen verwendet man im allgemeinen entweder Fliehkraftregler, die weitgehend mechanisch arbeiten, oder sogenannte Drehmagnet-Kontaktgeber, die auf elektrischem Prinzip beruhen. Beide Geräte eignen sich jedoch nicht für den vorgenannten Zweck. Bei den Fliehkraftreglern liegen der Ein-und Abschaltpunkt verhältnismässig weit auseinander und dazu noch

insofern ungünstig zueinander, als das Ausschalten in der Regel

..

bei niedrigerer Drehzahl erfolgt als das Einschalten. Bei den

Drehmagnet-Kontaktgebern liegen der Ein-und Ausschaltpunkt

zwar näher zusammen, jedoch in einem anderen Bereich, als er im Rahmen der erwähnten Aufgabe'benötigt wird.
Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass ein drehzahlabhängiger Spannungsgeber (Tachometer-Dynamomaschine), der durch eine Welle konstanter Drehzahl des Frässpindelgetriebes angetrieben wird, den Vorschubantrieb derart steuert dass dieser erst nach Erreichen der zulässigen Spindeldrehzahl freigegeben bzw. bei Unterschreitung dieser Drehzahl wieder abgeschaltet wird.
Zweckmäßig steuert zu diesem Zweck der Spannungsgeber ein spannungs-und damit drehzahlabhängiges Relais, welches seinerseits die Ein-bzw. Abschaltung des Vorschubes bewirkt.
Dae spannungsabhängige Relais kann beispielsweise Teil eines elektronischen Überwachungsgerätes oder auch mit einem solchen verbunden sein. In diesem an sich bekannten Gerät wird die Spannung des Gebers in Vergleich gesetzt zu einer mittels Widerstand einstellbaren konstanten Spannung. Das Relais spricht an, wenn die Spannung des Gebers gleich der konstanten Vergleichsspannung ist.
Tachometer-Dynámomaschinen sind an sich ebenfalls bekannt. Wie ihr Name sagt, dienen sie zur Anzeige von Drehzahlen. Zur dreh zahlabhängigen Durchführung von steuervorgänge eignen sie sie im allgemeinen nicht. Das Neue und Erfinderische besteht im vorliegenden Fall in der Art der Verwendung solcher Tachometer-Dynamomaschinen zur Losung der weiter oben gekennzeichneten Aufgabe, in Verbindung

mit der Verwendung eines spannungsabhängig schaltenden Relais

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zur Durchführung des eigentlichen Steuervorganges. ! In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigen : Abb. 1 den Prässpindelantrieb einer Fräsmaschine ; Abb. 2 ein elektrisches Schaltbild.
Gemäss Abb. 1 treibt der Elektromotor 1 über einen Riemenantrie 2 die Welle 3. Mit dieser Welle ist die Riemenscheibe 4 durch eine unter Federdruck stehende Reibungskupplung 5 bekannter Ausführung verbunden, deren Federdruck auf ein bestimmtes Dreh moment eingestellt ist, so dass die Kupplung bei Überschreitung dieses Drehmomentes rutscht. Ferner ist mit der Welle 3 über eine Elektro-Lamellenkupplung 7 ein Zahnrad 8 verbunden, welches über ein Zahnrad 9 die Welle 10 antreibt, auf der zwei weitere als Wendekupplungen wirkende Elektro-Lamellenkupplungen 11 und 12 angeordnet sind. Die Kupplung 12 treibt über Zahnrad 13 unmittelbar das auf der Welle 15 sitzende doppelt breite Zahnrad 14 an, während Kupplung 11 in bekannter Weise über ein - Umkehrgetriebe 16, 17, 18 auf das gleiche Zahnrad arbeitet.
Von, Welle 15 geht der Antrieb weiter über ein schematisch angedeutetes Stufengetriebe zur Frässpindel 21. Das Stufengetriebe enthält drei Verschiebeblöcke 22, 23 und 24, von denen die Räder des Blocks 22 mit den festen Rädern 25 und 26 der Welle 15, die Räder des Verschibeblocks 23 mit den festen Rädern 27 und 28 der Welle 29 und die Räder des Blocks 24 mit den, festen Rädern 30 und 31 der Frässpindel 21 in Eingriff gebracht werden können. Die Welle 15 trägt ausserdem noch eine elektromagnetisch betätigte Backenbremse 20, die zum Abbremsen der Frässpindel dient. Bis dahin ist die Anordnung bekannt.
Erfihdungsgemãss ist nun auf der Welle 15 ein Geber 32 in Form einer an sich bekannten Tachometer-Dynamomaschine angeordnet. Die Welle 15 liegt vor dem Stufengetriebe 22-30, so dass ihre Drehzahl auch bei Änderung der Drehzahl der Spindel 21 konstant bleibt. Da zwischen der Welle-15 und der Spindel 21 eine kraftschlüssige Verbindung in Form der jeweils miteinander in Eingriff befindlichen Zahnräder besteht, kann die Drehzahl der Welle 1'5 zur Kontrolle der Spindeldrehzahl dienen, d. h. dass bei richtiger Drehzahl dieser Welle auch die Spindeldrehzahl entsprechend der im Stufengetriebe eingestellten Übersetzung richtig sein muss. Andererseits liegt die Welle 15, vom Motor 1 aus gerechnet, hinter den Reibungskupplungen 5, 7,11 und-12. Sie kam daher gleichzeitig dazu dienen, das richtige Arbeiten dieser Kupplungen zu überwachen, da bei einem Rutschen der Kupplungen das Drehzahlverhältnis von Welle 15 zu Motor 1 nicht länger kon stant sein würde.
Da die vom Geber 32 erzeugte Spannung einen Maßstab für die Drehzahl der Welle 15 darstellte kann mit Hilfe dieser Spannung die Spindeldrehzahl kontrolliert werden. Praktisch wird man einen bestimmten Drehzahlbereich der Welle 15 zulassen, entsprechend dem für den jeweiligen Vorschub zulässigen Bereich der Spindeldrehzahl. Dieser Bereich kann beispielsweise 8% der Nenndrehzahl des Motors betragen. Es muss dann Vorsorge getroffen sein, dass der Vorschub der Maschine nur arbeiten kann, so lange die Spindeldrehzahl und damit die Drehzahl der Welle 15 innerhalb dieses Bereiches bleibt. Wie die vom Geber 32 gelieferte Spannung diese Funktion erfüllt, soll nunmehr an Hand

der Abb. 2 erläutert werden.

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In dieser Abbildung ist. mit 33 ein Spannungsüberwacher bezeich

net, der das Relais 34 steuert. Ein Relais 37 schaltet den

nicht dargestellten Spindelmotor ein und ein Relais 38 den eben-

falls nicht dargestellten Vorschubmotor. Das Einschalten des Relais 3t und damit des Spindelmotor erfolgt mittelbar durch den im Stromweg eines weiteren Relais 39 liegenden Druckknopfschalter 35, der zunächst das letztgenannte Relais zum Ansprechen bringt und dann erst mittels des Arbeitskontaktes 391 den Stromweg des Relais 37 schliesst. Zum Abschalten des Relais 37 dient ein Druckknopfschalter 36, der unmittelbar im Stromweg - dieses Relais liegt.
Das Gerät 33 ist an sich bekannt und soll daher nur in seiner Funktion beschrieben werden. An den Klemmen 1 und 2 dieses Gerätes liegt die Netzspannung, die, nach Umformung in Gleichstrom ; mit Hilfe von Widerständen auf einen Wert eingestellt wird, der der zulässigen unteren Drehzahlgrenze der Welle 15 der'Abb. 1 entspricht. Der Geber 32 ist an die Klemmen 3 und zu angeschlossen. Wenn der Spindelmotor durch Drücken des Knopfes 35 angelassen wird, steigt die Drehzahl des Gebers 32 schnell an. Die von diesem Geber erzeugte Spannung wird innerhalb des

Gerätes 33 mit der entsprechend der zulässigen unteren Drehzahi-

grenze eingestellten Vergleichsspannung verglichen. Wenn die Geberspannung den Vergleichswert erreicht hat, werden die Klem men 5 und 6 an Strom gelegt, so dass das Relais 34 anzieht. Die ses Relais schliesst über Arbeitskontakt 341 den Stromweg des Relais 38, da der weiter in diesem Stromweg liegende Arbeit-

kontakt 392 des Relais 39 infolge der noch andauernden Erregung

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durch den niedergedrückten Druckknopf. 35 geschlossen ist. Redruch den niedergedrückten Druckknopf 35 geschlossen ist. Re- # lais 38 spricht daher ebenfalls an und schaltet den Vorschub ein. Beide Relais 37 und 38 halten sich über Haltekontakt 371 und 381 selbst.

Wenn die Spindeldrehzahl und damit die Drehzahl des Gebers 32 unter die zulässige untere Grenze fällt, wird Relais 34 wieder abgeschaltet. Der Arbeitskontakt 341 fällt dann ab, so dass

Relais 38 stromlos wird und den Vorschub abschaltet. Die Spin-

del läuft zunächst weiter, so dass der Fräser sich freischnei-

z

den kann. Soll auch die-Spindel stillgesetzt werden, so wird

durch Betätigen des Druckknopfes 36 der Stromweg des Relais

37 geöffnet und damit der Spindelantrieb abgeschaltet.

Claims

S c hat z a n s p r ü c h e 1.) Einrichtung zur Überwachung des eingestellten Verhältnisses

zwischen Spindeldrehzahl und Vorschubgeschwindigkeit bei Fräsmaschinen mit getrennten Antriebsmotoren für Spindel und Vorschub, gekennzeichnet durch einen von einer Welle konstanter Drehzahl (15) des Frässpindelgetriebes angetriebenen drehzahlabhängigen Spannungsgeber (Tachometer-Dynamomaschine) (32), der den Vorschubantrieb erst nach Erreichen der zulässigen Spindeldrehzahl freigibt bzw. ihn bei Unter-. schreitung dieser Drehzahl wieder abschaltet.
2.) Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsgeber ein spannung-und damit drehzahlabhängiges Relais (34)-steuert, welches seinerseits die Ein-bzw Abschaltung des Vorschubes bewirkt.