DE2244545A1 - Elektrische kupplungssteuerung - Google Patents

Description

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Or. M. KoWer. Olpl.-fng. C. GernhinB Patentanwälte

Hamburg 50 - Köniestraö· ae "8· S₀

W,25395/72 12/Sch^

Acme-Cleveland Corporation Cleveland, Ohio (V.St.A.)

Elektrische Kupplungssteuerung.

Bei automatischen Mehrspindel-Werkzeugmaschinen besteht die Notwendigkeit, eine der Spindeln in einer besonderen Portschaltstellung des Spindelträgers anzuhalten« Dies erfolgt üblicherweise für den Zweck, das Werkstück zu bearbeiten, während es stillsteht, beispielsweise eine Querbohrung oder eine Querfräsung an dem Werkstück auszuführen. In Übereinstimmung damit werden die Spindeln üblicherweise nicht direkt von einem Getriebe angetrieben, sondern es ist statt dessen eine Kupplung zwisehengeschaltet, die eingerückt oder ausgerückt werden' kann. Um schnellere Produktion zu erhalten, ist der Spindel üblicherweise eine Bremse zugeordnet, so daß die Spindel nicht bis zum Stillstand auslaufen muß, was viel Zeit benötigen würde. Bisher war es üblich, die Eupplungs- und Bremseinrichtung für jede Spindel mittels eines mechanischen Hebels zu betätigen, der von der Hauptnockeneinrichtung der Werkzeugmaschine betätigt wird. Mechanische Anordnungen und Einrichtungen sind ,jedoch beträchtlicher Abnutzung und einem Brechen unter-

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worfen, insbesondere bei Maschinen mit großer Produktionskapazität· Außerdem hängt die Kupplungs- und Bremseinrichtung bei solchen Ausführungen üblicherweise auf der Außenseite auf der Rückseite des Spindelträgere, wodurch die Länge des gesamten SpindelStockes der Werkzeugmaschine beträchtlich vergrößert wird·

Ks 'Sind elektrische Kupplungen an Werkzeugmaschinen

versuchsweise verwendet worden» Jedoch hat man es bei der Komplexität einer Mehrspindelmaschine nicht nur. mit der Drehung der Spindeln sondern auch mit der Drehbewegung oder fortschaltbewegung des Spindelträgers .selbst'zu tun· Auch die Umgebung ist für bestes Arbeiten 'elektrischer Ausrüstung ungünstig» und zwar im Hinblick auf das Schmieroel oder Schneidoel, welches in der Werkzeugmaschine.verwendet wird. Es, sind Versuche gemacht worden.» bei denen gewisse Ausführungen einer Kommutator- und'Burstenein- ; richtung verwendet wurden, um die Erregung <einör Kupplung an einer Werkzeugmaschine zu steuern, und· es sj.nd auch Kommutator- und Bürsteneinrichtungen an Werkzeugmaschinen versuchsweise verwendet worden, und zwar 'Schwächst ro maus- ■■ führungen, um Steuersignale einem sich drehenden Teil zuzuführen oder von einem drehenden Teil «i liefern·. Die Nachteile der bekannten Ausführungen'bestehen darin, daß ■starker Strom, der an eine elektrische Kupplung für,deren schnelle Erregung angelegt"worden ist,' nicht zufrieden-"stellend aufgelöst wurde für Spindeln in einem fortschaltbaren Spindelträger in einer automatischen Mehrspindel-Stangenmaschine, die schnelle Kreislaufzeiten erfordert» um hinsichtlich ihrer Produktionekapazität wettbewerbsfähig zu sein.

Demgemäß besteht ein Zweck der Erfindung darin, eine elektrische Kupplungssteuerung zu schaffen, bei welcher die oben genannten Nachteile vermieden sind·

Ein anderer Zweck der Erfindung besteht darin» eine elektrische Kupplungs- oder BremsSteuerung für Jede Spindel einer automatischen Mehrspindelroaschine zu schaffen«

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Ein anderer Zweck der Erfindung besteht darin, eine elektrische Kupplungssteuerung für eine automatische Mehrspindelmaschine "zu schaffen, welche sowohl eine elektrische Kupplung als auch eine elektrische Bremse zufriedenstellend steuert·

Ein anderer Zweck der Erfindung besteht darin, eine elektrische Kupplungssteuerung für eine automatische Mehrspindelmaschine zu schaffen, bei welcher eine Auswahleinrichtung vorgesehen ist, um wahlweise entweder Kupplungsbetätigung oder Bremsenbetätigung über eine Bürsten- und Kommutatoreinrichtung zu schaffen.

Ein anderer Zweck der Erfindung besteht darin, eine elektrische Kupplungssteuerung für eine Werkzeugmaschine zu schaffen, wobei eine Steuereinrichtung vorgesellen ist, um einen Steuerstromkreis niedriger Energie dazu zu verwenden, den Energiefluß zu einer Kupplungs erregungsspule oder Bremsenerregungsspule zu steuern.

Ein anderer Zweck der Erfindung besteht darin, eine elektrische Kupplungssteuerung zu schaffen, um die Kupplung jeder Spindel während eines beträchtlichen Teiles der Portschaltbewegung des Spindelträgers zu entregen·

Die Erfindung kann verkörpert sein in einer elektrischen Kupplungssteuerung für eine automatische Mehrspindelmaschine, mit einer Einrichtung zum Fortschalten eines Spindelträgers, der eine Mehrzahl von n drehbaren Spindeln trägt, und mit einer Antriebseinrichtung zum Drehen der Spindeln· Eine solche elektrische Kupplungssteuerung umfaßt eine Kupplungsund Bremseinrichtung mit einer Spuleneinrichtung für jede der Spindeln, wobei jede der Spindeln in dem Spindelträger eine erste Verbindung über die zugeordnete Kupplung zu der Antriebseinrichtung und eine zweite Verbindung über die zugeordnete Bremse zu dem Spindelträger aufweist, um die Spindel relativ zu dem Spindelträger zu bremsen, eine Kupplungs- und Bremseribetätigung für wenigstens eine dei* Einrichtungen mit einer Energiequelleneinrichtung, einer Burstenträgereinrichtung, einer Kommutatoreinrichtung, die

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mit der Bürstenträgereinrichtung zusammenwirkt, einer Einrichtung zum Hervorrufen relativer Drehung zwischen den Einrichtungen in Übereinstimmung mit Fortschaltbewegungen des Spindelträgers, wobei die Kommutatoreinrichtung einen ersten und einen zweiten leitenden Ring aufweist, die Bürstenträgereinrichtung einen ersten und einen zweiten Satz von Bürsten aufweist, von denen einer mit dem ersten leitenden Ring und der andere mit dem" zweiten leitenden Ring zusammenarbeitet, und wobei die Betätigungseinrichtung eine Einrichtung aufweist, welche die Energiequelleneinrichtung über die Bürsten- und Kommutatoreinrichtungen anschließt, um die Spuleneinrichtung in einen elektrischen Zustand zu erregen, um die genannte eine Kupplung zu betätigen, und um die Spuleneinrichtung in einen anderen elektrischen Zustand zu erregen, um die genannte eine Bremse zu betätigen, und wobei'weiterhin eine Auswahleinrichtung vorgesehen ist, welche die Kommutatoreinrichtung umfaßt, um elektrische Erregung für die Spuleneinrichtung in jeder der Spindeln für wahlweise Betätigung der Kupplung oder der Bremse zu schaffen.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Fig. Λ ist eine schaubildliche Ansicht* dos Spindelträgers einer Werkzeugmaschine mit einer Bürsten- tine] KommutatorennrioMnmg, viobei. die' Erfindung erläutert ist. , _· Fig. 2 ist eine teilweise im Längsschnitt gehaltene Teilansicht der Bürsten- und Kommutatoreinrichtung.
Fig. '') ist eine Ansicht der Kommutatoreinrichtung

zusammen mil; einem sohematiscben elektrischen Diagramm.

Fig. 4 ist eine Ansicht der Bürstenträgereinrichtung. Fig. 5 ist eine Schnittansicht nach Linie 5-5 der

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Eine elektrische Kupplungssteuerung 11 zur Verwendung mit einer automatischen Mehrspindel-Werkzeugmaschine, die in Fig. 1 besser dargestellt ist, ist am besten in Fig» 3 dargestellt. Die vollständige Werkzeugmaschine ist nicht dargestellt, da sie von irgendeiner bekannten Ausführung sein kann, und in Fig. 1 ist ein fortschaltbarer Spindelträger 13 dargestellt, der in einem Spindelstockgestell 14- einer Maschine 12 gelagert ist. Der Spindelträger 13 trägt eine Mehrzahl von Spindeln, bei der dargestellten Ausführungsform sechs Spindeln. Die Spindeln 15 sind auf Achsen gelagert, die zu der Spindel-■ trägerachse 16 parallel verlaufen. Die Spindeln 15 tragen in der üblichen Weise Werkstücke, und zwar entweder eingespannte Werkstücke oder lange Stangenwerkstücke, die durch die Spindeln 15 hindurchgehen, und diese nicht dargestellten Werkstücke erstrecken sich gemäß Fig. 1 links von den Spindeln 15 in einen Boarbeitungs- oder Werkzeugbereieh, in welchem sie mittels der üblichen' Werkzeuge der Werkzeugmaschine bearbeitet werden. Beispielsiieise können Werkzeuge an einem Stirnwerkzeugschlitten 17 angebracht sein, der sich entlang der Achse 16 hin- und herbewegen kann, um die Werkzeuge zu den in den Spindeln 15 befindlichen Werkstücken und von diesen weg zu tragen. Antriebseinrichtungen . zum Drehen jeder der Spindeln 15 sind vorgesehen und sie sind durch einen Motor 18 dargestellt, der in dem Getriebekasten oder am linken Ende der Maschine geiiiäß Fig* 1 angeordnet sein kanne Dor Motor 18 treibt über eine Spindelantriebswelle 19 an, die im Inneren eines Spindelträgerschaftes 20 gleichachsig zu einem mi U tier en Antriebs zahnrtvl 21 verläuft,, Zahnräder wie das Zahnrad 22 sind an jeder der Kehrzahl der Spindeln 15 gleichachsig gelagert, und diese sechs Zahnräder kämmen mit dem.mittleren Zahnrad 21.

Es iot eine Einrichtung vorgesehen, um den Spindelträger 13 fortzuschalten j und diese Einrichtung ist als ein I-ialt&üerkreuz 25 dargestellt, welches von einer

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Antriebsrolle 26 fortgeschaltet wird, die von irgendeine:!? geeigneten Quelle angetrieben wird, beispielsweise von dem Motor 18, oder, wie dargestellt, von einem Motor 27· Das Malteserkreuz 25 ist über Zahnräder 28 und 29 angeschlossen, um den Spindelträger 13 um eine entspichende Strecke fortzuschalten, die im Fall von sechs spindeln 60° beträgt. Jede Spindel I5 ist mit einer Kupplung 31 und mit einer Bremse 32 versehen. Jede Spindel 15 in dem Spindelträger 13 hat eine erste Verbindung über die zugeordnete Kupplung 31 zu dem Antriebszahnrad 22 und eine zweite Verbindung über die zugeordnete Bremse 32 zu dem Spindelträger 13, um die Spindel 15 relativ zu dem Spindelträger 13 zu bremsen. Fig· 1 zeigt auf der linken Seite weiterhin eine Komrnub atoreinrichtung 35» die bei der bevorzugten Ausführungsform ortsfest ist, sowie eine zusammenwirkende Bürotenträgereinrichtung 36, die an dem Trägerschaft 20 befestigt ist, um sich mib dem Fortechalten des Spindelträgers 13 zu drehen. Auf diese Weise ist zwischen den Einrichtungen 35 und 36 relative Drehung geschaffen in Übereinstimmung mit der relativen Fortschalttiowegung des Spindelträgers 13·

Fig. 2 zeigt teilweise in Ansicht und teilweise im Schnitt die Einzelheiten der Ausführung der· Kömmutatoreinrichtung 35 und der Bürstenträgereinrichtung 36* Fig. zeigt eine Wand 38 des Getriebekastens, und diese Wand kann ein Teil des Rahmens oder Gestells der Werkzeugmaschine 12 sein und sie kann die Rückwand des Getriebekastens sein, die von der Vorderwand entfernt liegt, welche sich dem Bearbeitungsbereich benachbart befindet, in welchem der Stirnv/crkzeugschlitten 17 angeordnet ist. Eine Nabe 39 ist an dieser Getriebekastenwand 38 befestigt und sie trägt Lager 4Ό, welche die Spindelantriebswelle lagern. Der Spindelträp;erschaft 20 ist ebenfalls mittels Lager 41 in der Getriebekastenwand 38 gelagert und er umgibt die Spindelantriebswello 19 gleichachsig. Die

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Kommutatoreinrichtung 35 ist eine ebene Scheibe, die in irgendeiner zweckentsprechenden Weise in der Nabe 39 sicher befestigt ist.

Die Bürstenträgereinrichtung 36 ist mittels Lagern 42 in der Getriebekastenwand 38 oder in diesem Pail im inneren Ende der Nabe 39 gelagert, um sich relativ zu der Kommutatoreinrichtung 35 zu drehen. Die Bürstenträgereinrichtung 36 ist an dem Spindelträgerschaft 20 in irgendeiner geeigneten Weise befestigt, um sich mit diesem zu drehen. Pig. 2 zeigt, daß die elektrischen Verbindungen von den Bürsten der Bürstenträgereinrichtung 36, beispielsweise von der Bürste 44, mit Stöpseln 4-5 elektrisch verbunden sind, die' in Passungen 4-6 eingeschoben sind, die in einer Hülse 4? angebracht sind, welche an dem Trägerschaft 20 befestigt ist. Diese sind axial parallel und ermöglichen ein Auseinandernehmen der Werkzeugmaschine. Die Verbindungen von den verschiedenen Passungen 46, von denen bei dieser bevorzugten Ausführungsform acht vorhanden sind, führen zu Leiterdrähten 48, die in einem Kanal 49 in dem Trägerschaft 20 angeordnet sind. Hierdurch wird Störung zwischen den Drähten oder Leitern 48 und der sich drehenden Spindelantriebswelle 19 vermieden. Die verschiedenen Leiterdrähte 48 werden durch diesen Kanal 49 durch den Bearbeitungsbereich in den Spindelstockbereich innerhalb des Spindelträgers 13 gerichtet. Von hier erstrecken sie sich zu Spulen in jeder der Kupplungs- und Bremseinrichtungen 31 » 32, wie , es nachstehend in Verbindung mit Pig. 3 erläutert ist. O-Ringe 50 sind auf jeder Seite der Bürstenträgereinrichtung vorgesehen, um Schmieroel, Schneidoel und Pett außerhalb der zusammenwirkenden Flächen der Einrichtungen 35 und 36 zu halten.

Pig. 3 ist eine Ansicht der Kommutatoreinrichtung 35» die einen ersten, einen zweiten und einen dritten leitenden Ring 51» 52 bzw. 53 aufweist. Der erste leitende Ring 5I ist in eine Mehrzahl von Bogensegmenteii unterteilt, deren Anzahl gleich der Anzahl der Spindeln 15 ist, v;as bedeutet,

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daß sechs solcher Segmente vorgesehen sind. Jedes Segment hat eine bogenförmige Erstreckung von etwa 360/n, wobei η die Anzahl der Spindeln 15 ist. Der zweite leitende Ring 52 ist ein kontinuierlicher Schleifring. Der dritte leitende Ring 53 ist in sechs Gruppen unterteilt, wobei jede Gruppe ein größeres Segment 5^ und ein kleineres Segment 55 aufweist. Diese leitenden Ringe 51 können aus leitenden Materialien wie Kupfer gebildet sein, welches beispielsweise in gehärtetem Kunststoffmaterial eingebettet ist, um eine glatte Oberfläche darzubieten, auf welcher die Bürsten laufen. Jedes der sechs kleineren Segmente 55 ist isoliert oder nicht angeochlossen, wohingegen alle größeren Segmente 54- durch eingebettete Leiter 56 miteinander verbunden sind. .

Fig. 4 zeigt eine Ansicht der Bürstenträgereinrichtung Die Burstentragereinrichtung 36 umfaßt einen ersten, einen zweiten und einen dritten Satz von Bürsten 61, 62 bzw. 63, die mit dem ersten, dem zweiten bzw. dem dritten leitenden Ring 51 j 52. bzw. 53 zusammenwirken. Dj.e Bürstensätze 61 bis 63 befinden sich auf verschiedenen Radien, wobei der erste Bürstensatz 61 den kleinsten Radius relativ zu der Spindeltragerachse 16 hat. In dem ersten Bürstensatz 61 sind sechs Bürsten 44 vorhanden, die mit jedem der sechs Segmente des ersten leitenden Ringes 5I zusammenwirken. Im zweiten Bürstensatz 62 sind zwei Bürsten 64 vorhanden, die in einem Abstand von 180 voneinander angeordnet sind' zwecks Zusammenarbeit mit dem kontinuierlich leitenden " Ring 52. Im dritten Bürstensatz 63 sind zwei Bürsten 65 vorhanden. Der Querschnitt der Bürstenausführung 44 ist in Fig. 2 dcirgestel.lt, und in Fig. 5 ist ein Querschnitt der Bürstenausführung 64 dargestellt. Die Bürste 64 ist in einem Metallrohr 66 angebracht, an welchem ein Ansatz befestigt ist, der seinerseits mitte].s einer Schraube 68 mit einem Streifenleiter 69 verbunden ist, welcher zu der Bürste 66 führt. Wie in den Pig. 4 und 5 dargestellt, kann die Bürste 65 ein federnder MeI al J streifen sein mit einen

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Kontaktende' 70» welches mit dem dritten leitenden Ring in Eingriff tritt. Eine Schraube 71 verbindet den Streifenleiter 69 mit der Bürste 65 und ordnet die Bürste 65 in ihrer Stellung in der Bürstenträgereinrichtung 36 an. Die Schrauben 68 und 71 befinden sich unter der Oberfläche der Bürstenträgereinrichtung 36 in Ausnehmungen, so daß sie die Kontaktfunktion der Bürsten relativ zu der Kommutatoreinrichtung 35 nicht stören.

Gemäß Pig· 2 führt eine Mehrzahl von Leitern 73 - in diesem Fall acht Leiter - von der Kommutatoreinrichtung 35 über ein Anschlußverbindungsstück 74-, welches an der Nabe 39 befestigt ist, zu einer Steuertafel 75» die in Fig. 2 nicht dargestellt ist, jedoch in Fig. 3 dargestellt ist. In Fig. 2 ist eine Mehrzahl von Leitern 4-8 dargestellt, die von der Burstentragereinrichtung 36 über den Kanal 49 zu dem Spindelträger 13 führen,, Es können acht Leiter 48 vorgesehen sein öder tatsächlich nur sieben Leiter, da nur ein Leiter für j.ede der sechs Bürsten in dem ersten Bürstensatz 61 vorhanden zu sein braucht sowie ein gemeinsamer Leiter von den miteinander verbundenen Bürstensätzen 61 und 63» Dieser gemeinsame Leiter ist in Fig. 3 mit 77 bezeichnet. Fig. 3 zeigt nicht nur die Ansicht der Kommutatoreinrichtung 35» sondern sie zeigt weiterhin schematisch die sechs Kupplu-ngs- und Bremseinrichtungen, und zwar eine für ,jede Spinde] 15· Diese Einrichtungen 31 * 32 sind schematisch im hohlen Zentrum bzw. in der hohlen Mitte der Kommutatoreinrichtung 35 dargestellt, es ist jedoch zu verstehen, daß sie körperlich innerhalb des Spindelträgers 13 angeordnet sind. Die Kupplungs- und Bremseinrichtungen 31» 32 sind von gleicher Ausführung, so daß nur eine von ihnen beschrieben wird, und zwar diejenige Einrichtung, die in der Siebenuhr-Stellung gemäß Fig. 3 dargestellt ist. Die Kupplung, 31 weist eine Kupplungsspule 81 für Erregung der Kupplung zum Einrücken der Kupplung auf. Die Bremse 32 weist eine Bremsspule 82

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für ihre Erregung und zum Betätigen der Bremse atif# Ein Leiter 78 ist mit der betreffenden Bürste des ersten Bürstensatzes 61 verbunden. Eine Diode 79 ist mit solcher Polarität angeschlossen, daß Strom von dem Leiter 78 über die Kupplungsspule 81 zu dem gemeinsamen Leiter 77 geleitet wird. Eine Diode 80 ist in Reihe mit der Bremsspule 82 geschaltet, und zwar mit solcher Polarität, daß Strom von dem gemeinsamen Leiter 77 zu dem Leiter 78 geleitet wird. Eine Gegendiode 83 ist parallel zu der Kupplungsspule 81 geschaltet derart, daß sie entgegengesetzt zu der Diode 79 leitet. Eine Gegendiode 84- ist parallel zu der Bremsspule 82 geschaltet derart, daß sie entgegen der Diode 80 leitet.

Die Steuertafel 75 ist in Fig. 3 am Oberende dargestellt, und sie kann an irgendeiner geeigneten Stelle an der Werkzeugmaschine 12 angebracht sein, beispielsweise nahe der Oberseite, wo sie sich außerhalb des Bearbeitungsbereichs befindet und von dem Schmieroel und dem Schneidoel weiter entfernt ist. Die Steuertafel 75 umfaßt Energiezufuhren 88, 89 und 90, Auswahlschalter 91 bis 96, zu denen sich die Leiter 73 erstrecken, und ein Relais 97ι welches Kontakte 97a und 97b aufweist. Das Relais 97 weist eine Spule auf, die zwischen einen Anschluß der Energiezufuhr und einen Leiter 98 geschaltet ist. Der andere Anschluß der Energiezufuhr 88 ist an den gemeinsamen Leiter 77 ge-r schaltet. Dieser gemeinsame Leiter 77 ist an den kontinuierlich leitenden Ring 52 geschaltet, und ein Leiter 98 ist mit den miteinander verbundenen größeren Segmenten 5^ des dritten leitenden Ringes 53 verbunden. Die Energiezufuhr 89 hat einen positiven Anschluß, der über die Relaiskontakte 97a an eine positive Sammelschiene oder Stromschiene 99 geschaltet ist, und die Energiezufuhr 90 hat einen negativen Anschluß, der über die Relaiskontakte 97b an eine· negative StroEschiene 100 geschaltet ist* Die übrigen Anschlüsse der Enerciezufuhren 89 und 90 sind mit dom gemeinsamen Leiter 77 verbunden. Jeder der Auswahl-

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schalter 91 bis 96 ist mittels eines der Leiter 73 mit dem betreffenden bogenförmigen Segment der sechs Segmente des ersten leitenden Ringes 51 verbunden. Demgemäß bildet jeder der Auswahlschalter einen Teil einer Auswahleinrichtung, um entweder den Kupplungzustand oder den Bremszustand der betreffenden Kupplungs- und Bremseinrichtung 31« 32 der zugeordneten Spindel 15 auszuwählen. Die Schalter 91 bis 95 sind in der Kupplungsstellung dargestellt, und der Schalter 96 ist in der Bremsstellung dargestellt. Diese Darstellung erfolgt nur zur Erläuterung. Die Auswahlschalter 91 bis 95 sind demgemäß an die positive Schiene 99 geschaltet, und der Schalter 96 ist an die negative Schiene 100 geschaltet.

Arbeitsweise

Die elektrische Kupplungssteuerung 11 gemäß der Erfindung steuert die Betätigung der Kupplung 31 und der Bremse 32 wahlweise für jede Spindel 15 in dem Spindelträger 13 der Werkzeugmaschine 12. Die Auswahlschalter bis 96 plus die sechs einzelnen Segmente des ersten leitenden Ringes 51 können als Auswahleinrichtung angesehen werden, um elektrische Erregung für die Spulen 81 und 82 der Kupplungs- und Bremseinrichtungen 31, 32 in jeder der Spindeln 15 zu schaffen. Es ist relative Drehung zwischen den Bürsten- und Kommutatoreinrichtungen 35» 36' in Übereinstimmung mit der relativen Portschaltbewegung des Spindelträgers 13 vorhanden. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform wird dies dadurch erreicht, daß die Kommutatoreinrichtung 35 an dem Rahmen 38 befestigt ist, und daß die Bürstenträgereinrichtung 36 an dem Schaft des Spindelträgers 13 befestigt ist, so daß sie sich mit diesem dreht. Die den zweiten leitenden Ring 52 berührende Bürste 62 ist eine kontinuierliche Schleifringverbindung für kontinuierliches elektrisches Leiten dieses gemeinsamen Leiters' 77·-Für normales Arbeiten in der V.'erkzeugmaschine ist es üblich, daß eich alle Spindeln 15 drehen und daß eine Bearbeitung mittels sich langsam <bev/cgender Werkzeuge ■"

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erfolgt, beispielsweise mittels der Werkzeuge, die in dem Stirnwerkzeugschlitten 17 gehalten sein können.

Um Drehung ;jeder der Spindeln 15 hervorzurufen, wenn eine solche Drehung erwünscht ist, wird die zugeordnete Kupplung 31 eingerückt. Um diese Kupplung einzurücken, wird die Kupplungsspule 81 erregt. Beispielsweise kann der erste Auswahlßchalter 91 in die Kupplungsstellung gemäß Fig. 3 bewegt werden, in welcher er mit. der positiven Stromschiene 99 verbunden ist. In dieser Stellung wird eine positive Spannung an das betreffende Bogensegment des ersten leitenden Ringes angelegt. Die erste Spindel- _; Stellung des Spindelträgers 13 kann diejenige Stellung sein, die der Siebenuhr-Stellung gemäß Fig. 3 zugeordnet ißt. Wenn die negative Spannung an das sich in der Siebenuhr-Stellung befindende Segment des ersten leitenden Kinges 51 angelegt wird, wird sie über die Bürste 61 an den Leiter 78 angelegt. Dies ist eine positive Spannung relativ zu dem gemeinsamen Leiter 77 y ^er ^mit dem kontinuierlichen leitenden Ring 52 verbunden ist. Diese positive Spannung an dem Leiter 79 fließt durch die Diode 79 und die Kupplungsspule 81, um die Kupplung 31 zu erregen. Die übrigen Kupplungen in der zweiten bis fünften Spindelstellung werden ebenfalls mittels der Auswahlschalter bis 95 derart konditioniert, daß die Kupplungen erregt werden, wenn der Spindelträger 13 sich in einer seiner

Schaltstellungen befindet.

Während gewisser Arbeitsvorgänge, beispielsweise während des Bildens von Querbohrungen, Gewindebildung oder anderer Bearbeitungsvorgänge ist es notwendig, eine besondere Spindel in einer besonderen Spindelstellung anzuhalten. Beispielsweise kann es erforderlich sein, daß Jede Spindel 15 angehalten wird, wenn sie in die sechste Spindelstellung fortgeschaltet ist. Dies kann eine Stellung sein, die der Fünfuhr-Stellung gemäß Fig.

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entspricht. Demgemäß, bewirkt der sechste AüsWöhischälter den Bremszustand, indem ein negatives Potential von der negativen Stromschiene öder Schiene 100 an dem siqh in der Fünführ-Stellüng befindenden Segment des ersten leitenden Ringes 51 hervorgerufen Wird·· Öies ist eine negative Spannung, die von der Bürste 61 an den Leiter 78 angelegt wird, und sie ist eine negative' Spannung relativ zu der Spannung des gemeirisanie'n Leiters 77* die relativ zti ihr positiv ist. Diese positive Spönnüiig an deist' gemeinsamen Leiter 77 wird demgemäß über die Bremsspüle' 82 tind die Diode 80 angelegt,- Urn die Brerrise 32 zu erregen· Aus Vorstehendem kann bequem bestimmt Werde'n, wie jede der Kupplungs- und Bremseinrichtüngen 31, 32 wahlweise' derart gesteuert werden kanrij daß entweder die' Bre'mse" J2 oder die Kupplung 31 betätigt Wird, und zWär iii Abhängigkeit von der Stellung des Äüswahlschälters 9^1 bis 96.

Es kann gesagt Werden^ däß die Steuereiiiricntüng den dritten leitenden Ring 53 umfaßt * um' den Energiefluß zu den Spülen 81 und 82 zu steuern. Der dritte leitende Ririg 53 hat getnäß der Darstellung eine kleinere radiale Breite als der erste leitende Ring 5"ί und der zweite leitende Ring 52, weil nur schwacher Ström in der Größenordnung von 20 Milliampere (niA) durch diesen leitendeü Ring zu fließen braucht. Etwa 5 bis 10 Ampere (A) können durch die leitenden Ringe 51 und 52 fließen, um die Kupplungsspülen 81 und die Bremsspuleri 82 richtig zu erregen. Es , wird niedrige Spannung angewendet, um die Sicherheitsvorschriften zu erfüllen, beispielsweise 24- Volt. Um genug Leistung zu erhalten, um die Kupplungsspüle Si und die Bremsspule 82 schnell au betätigen, können zwischen 5 und 10 A an diese Spulen angelegt werden. Die Portschaltbewegung der Bürsteneinrichtung 36 ist relativ langsam, und nicht annähernd so schnell wie die Bewegung des gewöhnlichen Schnappschalters oder Geienkschälters, der typisch in elektrischen Anordnungen verwendet wird, um elektrische Ströme z.u schalten. Zufolge dieser relativ langsamen

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Bewegung und zufolge der induktiven reaktiven Wirkungen im? Spulen 81 und 82 würde beträchtliche lichtbogenbildung zwischen den Bürsten und den leitenden Ringen an den Enden der bogenförmigen Segmente auftreten, insbesondere daist4 wenn der Stromkreis unterbrochen wird. Bei der vorliegenden Erfindung wird dieses verhindert durch Verwendung dir Steuereinrichtung des dritten leitenden Ringes 53· Dl# größeren Segmente 54 sind in Umfangsrichtüng dürob die isolierten oder nicht angeschlossenen kleineren Segmente 55 götrenttt. Die kleineren Segmente 55 sind lediglich vorgiSehenf um eine körperlich glatte Fläche zu schaffen, auf welcher die Bürsten 63 laufen, und sie könnten fortgelassen WfMeOf soweit es die elektrischen Eigenschaften betrifft» Aiii größeren Segmente ^A sind durch die eingebetteten iöiter 56 elektrisch miteinander verbunden* Der in Umfangsiidhtung verlaufende körperliche Abstand der Enden benachbarter größerer Segmente 54 bedeutet, daß elektrisch nicht ktirisChließender Kontakt mit Bezug auf die zusammenwirkenden SiirÖtön 63 vorhanden ist« Durch nicht kurzschließender tdntakt ist zu verstehen, daß die Bürste nicht so breit ist, daß sie den Spalt zwischen den' Enden benachbarter größerer Segmente 54 überbrückt.· Wenn d#J* Öpiliiel^ägei* If eich in einer seiner sechs Schaltstellungen.Üöfifiditi be« finden sich die Bürsten 63 im Eingriff Mit diäiötr'ftl gegenüberliegenden größeren Segmenten 54. Kurz nach dem die' lortschaltbewegung mittels des MaliioiriSfeuiSei 2$ beginnt, bewegt sich die Bürste 63 vdn am Ündö iineö der größeren Segmente 54 weg. Dadurch wird döf Ötittefstiöiikreis unterbrochen und das Relais 9? wird, ©fttregt* Hierdurch werden die positive und die negative Schiene 99 und 1Ö0 entregt, so daß wenigstens diejenigen Küpplungs- üiid Bremseinrichtungen 31i 32 entregt werden, bei denen für die nächste Schaltstellung eine Änderung des foipplüiigs-zustandes und Bremszustandes erfolgt. Bei dör bevorzugten Ausführungsform wird hierdurch der Enersieflüß zu allen

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Kupplungsspulen 81 und Bremsspulen 82 unterbrochen.. Wie in Fig. 3 dargestellt, erstrecken sich die größeren Segmente 54- über etwa 4-0°, und die kleineren Segmente 55 erstrecken sich über etwa 20°, und diese Bogenlängen sind genügend groß, um zu gewährleisten, daß diejenige Kupplungsspule oder Bremsspule, die zuvor erregt war, ausreichend Zeit hat, vollständig entregt zu werden. •Hierunter ist zu verstehen, daß der Eluß in dem Kern der Kupplung oder der Bremse zusammenfällt,* weil der Strom in der betreffenden Kupplungsspule 81 oder Bremsspule 82 fortgesetzt fließen kann, indem er durch die zugeordnete Gegendiode 83 bzw. 84 fließt. Diese Entregung erfolgt während eines beträchtlichen Teiles der ITortschalt.bev/egung, nämlich während etwa eines Drittels der Eortschaltbewegung« Vor Beendigung der Portschaltbewegung treten die Bürsten 63 wiederum.mit den Enden des nächsten benachbarten größeren Segmentes 5^ iⁿ Eingriff, wodurch die Relaisspule 97 erneut erregt und die Kontakte 97a und 97b geschlossen werden, um wiederum die Kupplungsspulen oder Bremsspulen zu erregen, wie es durch die Stellung der Auswählschalter 91 bis 96 ausgewählt ist.

Die Steuereinrichtung gewährleistet auf diese Weise, daß das elektrische Schließen und Unterbrechen des Stromkreises durch das Relais 97 und die Kontakte 97a und 97b bewirkt wird". Auf diese Weise führen zwar die leitenden Ringe 51 und 52 und die Bürsten 61 und 62 acicteno Strom,, jedoch erfolgt durch diese Bürsten- und Kommutator ein- .' richtung kein tat sächliches Schalten. Ba ein 3:)nergie schalt en großer Ströme in dem Kommutator beseitigt ist, ergibt sich keine Lichtbogenbildung und auch kein Verbrennen der- Enden dieser bogenförmigen Segmente, so daß demgemäß lange Lebensdauer erreicht ist. Dies ist außerordentlich wichtig in der "feindlichen" Umgebung der Werkzeugmaschine, in welcher lange Lebensdauer über millionen von Arbeitskreisläufen ohne Wartung erforderlich ist.

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Bei der bevor2Ugten Ausführungsform sind die Kupplungsspulen 81 und die Bremsspulen 82 relativ zu dem Spindelträger 13 ortsfest und sie benötigen keine Schleifringverbindungen. Die Schalter 91 bis 96 sind Doppelumschalter, um entweder einen positiven oder einen negativen Zustand auszuwählen. Die Dioden 79 und 80 sind in einer Richtung leitende Einrichtungen, die relativ ζυ. der Energieqüelleneinrichtung 89» 90 in entgegengesetzter Polarität geschaltet sind, um Leiten nur über eine der Spulen 81 oder 82 hervorzurufen, und zwar in Abhängigkeit von der Polarität der angelegten Spannung. Die die Kupplung und die Bremse betätigende Einrichtung umfaßt die Energie zufuhren 89 und 90, die Koirimutatoreinrichtunycn 35, die Bürsteneinrichtungen 36 und die Aunvmhleinrichtung 91 bis 96. ^?

Da bei der dargestellten Ausführuncsfoi^ sechr. Spindeln 15 vorhanden sind, beträgt die Bogenlänge der größeren Segmente 5^ ^O , bestimmt durch 360/1,5 iij und die Bogenlänge der kleineren Segmente 55 beträgt etvm 360/3 n.

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Claims (17)

1. Pat e η t ans; pr üche

   (1*iElektrische Kupplungssteuerung für eine automatische Mehrspindelmaschine, mit einer Einrichtung zum Port schalt eil eines Spindelträgers, der η drehbare Spindeln tragt $ und mit einer Antriebseinrichtung gum Drehen.der Spindeln, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kupplungs- und Bremseinrichtung (31* 32) mit einer Spuleneinrichtüng (8Ί bzw» 82) für j'ede der Spindeln (15) vorgesehen ist, jede Spindel iü dem Spindelträger (13) eine erste Verbindung über die zugeordnete Kupplung zu der Antriebseinrichtung und eine zweite Verbindung über die zugeordnete Bremse zu dem Spindelträger aufweist¹*, eine Einrichtung zum Betätigen der Kupplung ι nd der Bremse für wenigstens eine der Einrichtungen vorgesehen ist, die eine Energie<3uelleneinrichtüng, eine Bürsbenträgereinrichtung (36), eine Kommutatoreinriöhtung (35)* die mit der Bürstenträgereinrichtung zusammenwirkt, eine Einrichtung zum Hervorrufen relativer Drehung zwischen den Einrichtungen (35ι 36) in Übereinstimmung mit den Fortschaltbewegungen des Spindelträgers auf v/ei st, die Kommutatoreinrichtung einen ersten und einen zweiten leitenden Ring aufweist, die BürstenträBereiiirichtiung einen ersten und einen zweiten Bürstensatz aufweist, die mit dfem ersten bzw. dem zweiten leitenden Hing zusammenarbeiten-, die Betätigungseinrichtung eine Einrichtung aufweist, welche die Energiequelleneinrichtung über .die Bürsten- urd Kommutatoreinrichtungen anschließt, um die Spuleneinrichtung in einen elektrischen. Zustand zu erregen, um die genannte eine Kupplung zu betätigen, und um die Spuleneinrichtung in einen anderen elektrischen Zustand zu erregen, um die genannte eine Bremse zu betätigen, und daß eine Aucwahleinrichtung vorgesehen ist, welche die

   {X um die Spindel relativ zu dem Spindelträger abzubremsen

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   Kommutatoreinrichtung umfaßt, um elektrische Erregung'¹ iiiic die Spuleneinrichtung in jeder der Spindeln für wahlweise Kupplungsbetätigung oder BremsenbetStigung zu schaffen.
2. 2. Steuerung nach Atispruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spuleneinrichtung (81, 82) relativ zu dem Spindelträger (13) ortsfest ist.
3. 3. Steuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürstenträgereinriöhtung (36) und die Kammutatoreinrichtung (35) gleichachsig au dem Spindelträger angeordnet sind·
4. 4-· Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahleinrichtung einen Doppelumschalter (z.B. 91) für jede Spindel auf v/eist und eine Kupplungsstellung und eine Bremsstellung hat, und daß die Betätigungseinrichtung Verbindungen von deft AtiflWftM-schalter über die Kupplungsstellung und die-Bretasstelluttg aufweist, um Kupplungsbetätigung bssw* Brötneeabötiitigung hervorzurufen*,
5. 5· Steuerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet;, daß die Auswahleinrichtung das Auswählen einer positiven und einer negativen Zufuhrspannung von der Energiequelleneinrichtung für Betätigung der Kupplung bzw. Betätigung der Bremse umfaßt.
6. 6. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahleinrichtung öinön eretön · leitenden Ring aufweist, der in η Segmente (5*0 unterteilt ist, ein Doppelumschalter mit jedem der KommutatürRögmontie verbünden ist und eine Kupplungsstellung und eine Bremsstellung hat, und daß die Betätigungseinrichtung Verb inet ungen aufweist über den Kupplungszustand und Bremszustand den Auswahlschalters zu jedem Segment, um daran den einen und den anderen elektrischen Zustand für Betätigung der Kupplung bzw. Betätigung der Bremse hervorzurufen.

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7. 7* Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiequelleneinrichtung eine erste und eine zweite Energiezufuhr aufweist, und daß eine Einrichtung in der Auswahleinrichtung vorgesehen ist, welche die Verbindung der ersten und der zweiten Energiezufuhr zu der Spuleneinrichtung auswählt, um die Kupplungsbetätigung bzw. Bremsenbetätigung auszuwählen.
8. 8· Steuerung nach einem der- Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Spuleneinrichtung eine Kupplungsspule (81) und eine Bremsspule (82) aufweist, und daß eine erste und eine zweite in einer Richtung leitende Einrichtung in Reihe mit der Kupplungsspule bzw. der Bremsspule geschaltet und in entgegengesetzter Polarität an die Energiequelleneinrichtung geschaltet ist, um Leitung nur durch eine der Spulen hervorzurufen« in Abhäiigigkeib von der Polarität der von der Energiequellenoinrichtung angelegten Spannung.
9. 9. Steuerung nach einem der Ansprüche T bis 8, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung, um den Fluß von Energie zu der Spuleneinrichtung in Übereinstimmung mit dem I'ortschalten des Spindelträgers zu steuern.
10. 10. Steuerung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Spuleneinrichtung eine Einrichtung zum Entregen der Spuleneinrichtung für die genannte eine Kupplung und die genannte eine Bremse für eine Spindel aufweist, die v?ährend eines Teiles der Fortschaltbewogrmg zwischen ■Schaltstellungen des Spindelträgers eine Änderung des Zustandes der Kupplungs- und Bremseinrichtung erfährt.
11. 11. Steuerung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Spuleneinrichtung eine Einrichtung aufweist, um die Spuleneinrichtung für die Kupplung und die Bremse jeder Spindel während eines beträchtlichen Teiles der Fortschaltbewegung zwischen Schaltstellungen des Spindelträgers zu entregen.

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12. 12, Steuerung nach einem der Ansprüche 9 biß 111 dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine Relaiseinrichtung aufweist, welche Kontakte hat, um den Fluß von Energie zu den Spuleneinrichtungen zu steuern, und daß eine ßteuerschaltereinrichtung vorgesehen ißt, welche Entregung des Relais während eines beträchtlichen Teiles der Fortschaltbewegung des Spindelträgers und Erregung der Spuleneinrichtungen vor Beendigung der Fortschaltbewegung hervorruft·
13. 13· Steuerung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung die Bürstenträger- und Kommutatoreinrichtungen aufweist, um wahlweises Schalten in Übereinstimmung mit dem Fortschalten des Spindelträgers hervorzurufen·
14. 14. Steuerung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung einen dritten leitenden Ring in der Kommutatoreinrichtung aufweist, und daß ein dritter Satz von Bürsten in der Bürstenträgereinrichtung zum Zusammenarbeiten mit dem dritten leitenden Ring vorgesehen ist·
15. 15. Elektrische Steuerung nach Anspruch 14-, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte leitende Ring nicht kurzschließende Kontakte relativ zu dem dritten Bürstensatz aufweist, um Unterbrechung der Erregung der Spuleneinrichtung dor Kupplung und der 3remse jeder Spindel hervorzurufen.
16. 16. Steuerung nach Anspruch 15» dadurch gekennzeich'net, daß der dritte leitende Ring η Bogensegmente aufweist, wobei η die Anzahl der Spindeln ist, und daß die Enden benachbarter Segmente in einem Abstand voneinander liegen, der größer als die Breite einer Bürste in dem dritten Bürstensatz ist.
17. 17. Steuerung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente in dem dritten leitenden Ring größere Segmente und kleinere Segment ο aufweisen, die sich in der.;

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    dritten leitenden Ring mit den größeren Segmenten abwechseln» daß eine Einrichtung vorgesehen ist, welche' die größeren Segmente elektrisch miteinander verbindet, die kleineren Segmente elektrisch nicht miteinander verbunden bzw. nicht angeschlossen sind, und daß die größeren Segmente eine Bogenlänge von etwa 360/1,5 n, und die kleineren Segmente eine Bogenlänge von etwa 360/3 η haben·

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