DE387237C - Einrichtung zur selbsttaetigen Umkehr der Drehrichtung von Bohrmaschinen, besonders Gewindebohrmaschinen, bei zu grossem Arbeitswiderstand - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur selbsttätigen Umkehr der Drehrichtung von Bohrmaschinen, besonders Gewindebohrmaschinen, wenn der Widerstand, den das Werkzeug erfährt, über ein bestimmtes Maß hinaus wächst. Bei bekannten Maschinen dieser Art wird durch einen gewichtsbelasteten Hebel o. dgl. beim Auftreten des erhöhten Schneiddruckes die Maschine umgesteuert. ίο Gemäß der Erfindung wird bei zu großem Widerstand der Stromkreis eines Elektromagneten unterbrochen, worauf die bekannte Kupplung der beiden Antriebsriemenscheiben mit der Antriebswelle durch Federdruck umgestellt wird, so daß die Drehrichtung der Spindel umgekehrt wind. Die das Werkzeug tragende Spindel steht mit dem Antriebsrad der Spindel in nachgiebiger Verbindung, so daß bei zu hohem Widerstand eine Drehbeweao gung der Spindel in bezug auf ihr Antriebsrad stattfindet. Durch diese Bewegung wird der Hauptstromkreis des Elektromagneten unterbrochen unddieDrehbewegungder Spindel umgekehrt. Nachdem das Antriebsrad der Spindel eine einstellbare Teildrehung in umgekehrtem Sinne zurückgelegt hat, läuft ein auf dem Rad sitzender Klemmring gegen einen Kontakthebel an, der auf einer Scheibe sitzt, die für gewöhnlich durch Reibung auf dem Gestell der Maschine festgehalten wird. Durch Umstellung des Kontakthebels wird ein Hilfsstromkreis geschlossen, der den Elektromagneten wieder erregt, so daß die Kupplung entgegen einer Feder wieder umgestellt und das Antriebsrad und die Spindel wieder in der Arbeitsrichtung gedreht wird. Bei besonders harten Stellen im Werkstück findet daher eine fortwährende Änderung der Drehbewegung der Werkzeugspindel statt, bis der Widerstand überwunden ist. Soll das Werkzeug aber z. B. einen Gewindeschneider aus dem Bohrloch wieder völlig herausdrehen, so wird der Hauptschalter, welcher sich an dem vom Arbeiter zu bedienenden Handgriffe befindet, ; ♦5 geöffnet und der Stromkreis hierdurch unterbrochen, so daß beim Auftreffen des auf dem Antriebsrad sitzenden Klemmringes auf den Kontakthebel für den Hilfsstromkreis die Scheibe mitgedreht wird, auf welcher der Kontakthebel befestigt ist, wodurch eine fortlaufende Drehung im umgekehrten Sinne möglich wird.

Abb. ι ist ein Schnitt durch die Gesamteinrichtung der Maschine.

Abb. 2 ist eine Teilansicht.

Abb. 3 ist ein wagerechter Schnitt nach 3-3 der Abb. 1.

Abb. 4 zeigt das Stromschema in Verbindung mit dem hauptsächlichsten Teil der \^rorrichtung, welcher ebenfalls schematisch angedeutet ist.

Die Unterstützungsplatte 1 für die Vorrichtung befindet sich im oberen Ende eines Ständers 2. Der Vorderteil der Platte 1 ist zu einem Lager 3 für die Spindel 4 ausgebildet, die sich in diesem Lager dreht und gleichzeitig auf und ab verschieben kann. Das untere Ende dieser Spindel trägt das bekannte Spannfutter 5 zur Aufnahme des Gewindebohrers. Über diesem Spannfutter ist eine nicht drehbare Hülse 6 angeordnet, und diese Hülse hat an einer Seite die Zähne 7, die in die Zähne eines Ritzels 8 eingreifen, durch dessen Drehung die Hebung oder Senkung dieser Spindel erfolgt.

An der Welle des Ritzels 8 ist ein Arm 9 befestigt, so daß bei der Ausschwingung dieses Armes durch den Arbeiter die Drehung stattfindet. Der Lagerkopf 3 der Platte 1 hat bei 10 eine etwas abgesetzte Verlängerung für die Naben des Hauptantriebsrades 12. Von diesem Hauptantriebsrad geht nach unten ein Flansch 13, der nahe seiner unteren Kante eine Scheibe 14 umschließt. Diese Scheibe ist ortsfest und dient als Boden eines Gehäuses 15, in welchem verschiedene Kontaktvorrichtungen angebracht sind.

Mit der Spindel 4 ist über dem Lagerhals 10 des Kopfes 3 eine Platte 17 durch den Keil 18 verbunden. Die Gestalt dieser Platte geht aus Abb. 3 hervor. Die Verbindung zwischen dieser Platte 17 und

dem Zahnrad 12 erfolgt durch einen geschlitzten Arm 19 (Abb. 2) und den Arm 20, der bei 21 in. gelenkiger Verbindung mit der Fläche des Zahnrades steht und bei 22 durch eine Schraube in den Schlitz der Platte 17 eingesteckt ist. Die Verbindung mit dem Zahnrad ist nicht nur eine drehbare, sondern es kann die Stange 20 auch durch jenen Anschlag oder Klotz hindurchgleiten, der drehbar auf dem Zahnrad 12 befestigt ist. Der Gleitbewegung wird gewöhnlich durch die Feder 23 Widerstand geleistet, da diese Feder zwischen dem Klotz 21 und einer einstellbaren Mutter 24 auf dem Arm 20 eingeschaltet ist.

Nach Abb. 1 ist über der Platte 17 um die Spindel 4 eine Feder 25 gelegt, die sich an ihrem oberen Ende gegen einen Bund 26 auf der Spindel stützt. Diese Feder hat also das Bestreben, bei Aufhören des Druckes auf den Arm 9 des Ritzels 8 die Spindel 4 in die Höhe zu schieben.

Das Kegelrad 12 befindet sich in ständigem Eingriff mit dem Kegelrad 27 auf einer Welle 28, welche sich in den Nabenverlängerungen 29 bzw. 30 zweier Riemenscheiben 31 und 32 dreht. Die Naben 29 und 30 werden von dem Lagerbock 33 auf der Platte 1 getragen. Die beiden Riemenscheiben 31, 32 werden von offenen bzw. gekreuzten Riemen angetrieben, um je nach der Verbindung der einen oder anderen -Riemenscheibe mit der Spindel 4 die letztere in der Arbeits- oder in der Leerrücklaufrichtung zu drehen.

Die beiden Riemenscheiben 31, 32 bilden ein Gehäuse zur Aufnahme einer Kupplung, durch welche die eine oder andere mit der Welle 28 verbunden werden kann. Das eine Kupplungsglied 34 ist durch die Arme 35 mit der Welle 28 beständig fest verbunden. Zu diesem Zweck sind die Stellschrauben 36 angeordnet. In diesem Kupplungsglied befinden sich gleitbar die Stifte 37 und 38, und zwar können diese Stifte bei ihrer Radialbewegung nach außen mit den Zähnen 39 bzw. 40 der Riemenscheiben 31, 32 in Arbeitseingriff treten. Das Kupplungsglied· 34 dient auch zur Unterstützung eines schwingbar angeordneten Hebels 41 mit den nach entgegengesetzten Seiten ragenden Armen 42 und einem dritten nach unten gerichteten Arm 43. Der Arm 43 dringt in eine Bohrung 44 der Welle 28 durch einen Schlitz 45 ein und legt sich an der einen Seite gegen eine Kugel 46 und an der anderen Seite gegen einen gleitenden Stift 47, die beide in der Bohrung 44 angeordnet sind. Der Eingriff der Kugel 46 mit dem Arm 43 wird beständig durch die Feder 48 aufrechterhalten. Diese Feder hat demnach auch das Bestreben, den Gleitstift 47 gegen einen Bolzen 49 zu drücken, der den Schlitz 51 und die Bohrung 44 durchsetzt und der an seinen Enden mit einer Büchse 50 vernietet ist, welche auf der Welle 28 gleiten kann. Die Enden des Schlitzes 51 begrenzen dabei diese Gleitbewegung.

An dem Lagerbock 29 ist bei 52 das Gehäuse einer Magnetspule 53 befestigt, deren Anker 54 von dem Arm 55 getragen wird. Die Verlängerung dieses Armes ragt durch den Schlitz 56 des Gehäuses und ist so ausgebildet, daß sie von dem Flansch der Büchse 50 erfaßt wird. Dieser Arm 55 trägt außer der Ankerplatte 54 den Kontakt 57, der bei Anziehung des Ankers in Berührung mit der Kontaktfeder 58 auf der Stirnwand der Spule gerät.

Bei Erregung des Elektromagneten wird also die Büchse 50 in Richtung gegen den Lagerbock 33 hin verschoben, und der Schieberstift47 schwingt dadurch den einen Arm 42 in eine solche Lage, daß der Stift 37 in Arbeitseingriff mit der Verzahnung 39 der Riemenscheibe 31 gerät. Dies ist also jene Lage, welche in Abb. 1 nicht dargestellt ist.

Wenn die Erregung der Magnetspule 53 unterbrochen wird, schiebt die Feder 48 den Stift 47 wieder in die andere Lage, und gleichzeitig wird dadurch auch die Wippe 41 umgelegt, und es gerät der Stift 38 in Afbeitseingriff mit der Riemenscheibe 32, die sich in anderer Richtung dreht wie die Riemenscheibe 31. Der Eingriff des Stiftes 37 wird dabei unterbrochen.

Die Stromzufuhr zur Spule 53 geschieht durch Vorrichtungen, die im Innern des Gehäuses 15 angeordnet sind. Auf der Unterseite des Zahnrades 12 sind im Innern des Gehäuses zwei Kontaktringe 59 und 60 befestigt. Nachgiebig unterstützte Bürsten 61, 62 o. dgl. sind durch die Klemmschrauben 63 an der ortsfesten Platte 14 angeordnet. Die Nabe n des Zahnrades 12 ist von einer Büchse 64 umschlossen, die an einer Stelle geschlitzt ist (Abb. 3 und 4), und von diesem Schlitz aus geht ein Arm 65 radial nach außen. Der Eingriff zwischen der Nabe und diesem Ring 64 ist nun derartig, daß bei Auftreffen des Armes 65 gegen einen einstellbar angeordneten Anschlag 66 bei der Drehung der Nabe in der einen Richtung eine Weiterbewegung dieser Nabe sehr wohl möglich ist, so daß also die Nabe im Innern der Büchse oder des Ringes 64 gleitet. Trifft aber bei der Drehung in der anderen Richtung der Arm 65 gegen einen Kontaktarm 67 eines Hilfsschalters 68, so klemmt sich die Büchse auf der Nabe, und eine Weiterbewegung· findet also gleichzeitig mit der Drehung der Nabe statt, so daß der Schalter 68 in Schlußstellung geworfen wird.

Der in Abb. 3 gezeigte Schalter 68 ist als

Winkelhebel ausgebildet und hat außer dem Arm 67 einen federnden Kontaktarm 69, welcher bei Schwingung des Schalters nach der einen Richtung den Kontakt 70 berührt. Letzterer ist mit der Bürste 62 verbunden. Eine Feder 71 (Abb. 3) zieht jedoch für gewöhnlich den Schalter in Offenstellung.

Der andere Anschlag 66, der vorhin erwähnt wurde, wird von einem Kurbelarm getragen, dessen Zapfen die Platte 14 durchsetzt (Abb. 1) und an welchem außen ein federnder Arm 72 befestigt ist. Ein Sperrstift 73 an dem freien Ende des federnden Armes 72 kann in eine der Bohrungen 74 an der Unterfläche der Scheibe 14 eingedrückt werden, um dadurch den Anschlag 66 in einer bestimmten Entfernung von dem anderen Anschlagarm 67 des Schalters 68 zu sichern.

Nach Abb. 1 und 2 befindet sich auf der Oberfläche des Gehäuses 15 ein Schalter 75, bestehend aus einem federnden Kontaktarm 76, der an einem Ende mit dem Zahnrad 12 fest verbunden ist und in leitender Verbindung mit dem Ring 60 auf der Unterseite steht. Dieser Arm 76 legt sich gegen einen Metallstift 77 in gleitender Verbindung mit dem anderen Ring 59. Dieser Eingriff zwischen dem Stift 77 und dem Arm 76 wird unter Vermittlung eines Fingers 78 an der Platte 17 besorgt (Abb. 2).

Es ist ferner ein Hauptschalter im Bereich des Arbeiters, und zwar vorteilhaft am Hebel 9 angeordnet. Dieser Hauptschalter besteht nach Abb. 1 aus dem Hebel 79, dessen Nase die Kontaktfeder 80 gegen den Kontakt 81 drücken kann. Wenn also der Arbeiter j den Hebel 9 nach unten drückt, schließt er ' fast selbsttätig auch den Hauptschalter 79, \ wie beschrieben. j

Die Stromleitung geht aus Abb. 4 her- ! vor. Eine Hauptleitung 82 ist unmittelbar ; an das Ende der Spule 53 angeschlossen, die \ andere Leitung 83 führt über Hauptschalter ι 79,80 durch Leitung 84 zu der Bürste 62. Der Strom geht dann durch diese Bürste, den Ring 60, den federnden Schalterarm 76 und Stift 77, durch den Ring 59 zur Bürste 61 und durch die Leitung 85 zu dem Kontakt 57 auf dem Arm 55. λ^οη dem Kontakt 58 der Spule geht ein Leiter 86 in das andere Ende der Spule, so daß der Hauptstromkreis durch den Elektromagneten 53 hindurch geschlossen ist.

Im Zusatz zu diesem Hauptstromkreis geht | ein Hilfsstromkreis durch Leiter 83, Schalter \ 79, Leiter 84 zur Bürste 62 und bei Schluß des Schalters 68 durch diesen Schalter und den Leiter 87 ebenfalls zum Ruhekontakt 58. Die- ' ser Hilfsstromkreis muß also ebenfalls den Elektromagneten durchfließen, um in die Rückleitung 82 einzutreten.

Die Arbeitsweise ist ungefähr die folgende:

Wenn der Gewindebohrer in Arbeitsrichtung gedreht werden soll, so schließt der Arteiter den Hauptschalter 79; die beiden Riemenscheiben 31 und 32 drehen sich dabei schon beständig nach entgegengesetzten Richtungen, und da die Feder 48 die Wippe 41 gewöhnlich so einstellt, wie dies in Abb. 1 gezeigt wird, so wird Zahnrad 27 in Drehung versetzt werden unter Vermittlung der Riemenscheibe 32, um 'dadurch auch das Zahnrad 12 so zu drehen, daß der Arm 69 bald in stromschließende Stellung mit Bezug auf den Punkt 70 an der Bürste 62 gerät. Bei Stromschluß, also selbst wenn der Ankerträger 55 von dem Kontakt 58 entfernt ist, fließt der Strom durch den Leiter 83 in der in Abb. 4 angedeuteten Pfeilrichtung durch den Schalter 79, Leiter 84, Arm 69, Leiter 87, Leiter 86 durch den Elektromagneten 53 und zurück durch den Leiter 82. Der Elektromagnet wird ^: also erregt, und der Anker 55 wird angezogen, so daß durch ihn der Kragen 50 auf der Hohlwelle verschoben wird und der Stift 47 die Wippe nunmehr in die andere Lage, die in \ Abb. ι nicht dargestellt ist, bringt. Sofort ' wird jetzt die Drehrichtung des Zahnrades 27 umgekehrt, und damit wird auch die Entfernung des Armes 69 von der Bürste 62 (Abb. 4) stattfinden. Jetzt dreht sich also die Bohrspindel in der Arbeitsrichtung, der Strom fließt trotz der Unterbrechung des Kontaktes 69, 68 bei Schluß des Schalters 79 nunmehr in der folgenden Weise: vom Leiter 83 durch den Schalter 79, Leiter 84, Bürste 62, Bürste 76, Bürste 61, Leiter 85, Ankerkontakt 57, Kontakt 58, Leiter 86 durch den Elektromagneten und zurück durch den Leiter 82. Solange der Arbeiter keinen übermäßig großen Druck auf den Arm 9 ausübt oder kein Widerstand von übermäßig großer Stärke entgegentritt, bleibt also der Elektromagnet 53 erregt, und die Spindel behält ihre Drehung in der Arbeitsrichtung bei. Bei Vergrößerung des Druckes oder des Widerstandes verzögert sich jedoch die Drehung der Spindel mit Bezug auf die Drehung des Rades 12. Die Platte 17, die an der Spindel befestigt ist, läßt nun den Finger 78 (Abb. 4 oder 2) außer Kontakt mit der Verbindungsfeder 76 treten, und da nunmehr auch bei 68 (Abb. 4) der Kontakt offen ist, so ist der zuletzt erwähnte Stromkreis 83, 79, 84, 62, 76, 61, 85, 57, 58, 86, 53, 82 bei 77 unterbrochen. Der Magnet.verliert also seine Erregung, und die Feder 48 schiebt nun sofort die Wippe in die in Abb. 1 gezeigte Lage, in welcher die Riemenscheibe 32 die Drehung des Zahnrades 27 in der umgekehrten Richtung herbeiführt. Dies findet so lange statt, bis der Arm 65 der Büchse 64 gegen den Schaltarm 69 stößt, worauf sofort wieder der zuerst erwähnte Stromkreis 83, 84, 70, 69, 87,

53, 82 zustande kommt, so daß der Magnet wieder erregt wird. Mit der Erregung dieses Elektromagneten 53 findet dann natürlich sofort wieder die Anziehung des Ankerarmes 55 statt, und damit wird die Wippe 42 wieder so umgelegt, daß die Riemenscheibe 31 die Drehung des Zahnrades 27 besorgt.

Sollte nun bei dieser Wiederaufnahme der Arbeitsbewegung der übermäßige Widerstand

to im Metall noch vorhanden sein, so wird sofort wieder eine Ausschaltung des Elektromagneten stattfinden, und diese abwechselnde Eintmd Ausschaltung des Elektromagneten und die damit verbundene Drehung der Spindel in der einen oder der anderen Richtung wird fortgesetzt, bis der Widerstand vollständig überwunden ist. Es äst auch leicht ersichtlich, daß die Spindel 4 eine ganz große Anzahl von Drehungen in der Arbeitsrichtung ohne jede Begrenzung ausführen kann, während die Größe der Drehungen in der anderen Richtung von der Einstellung des Anschlages 66 abhängig ist. Bei der Drehung der Spindel in der Arbeitsrichtung liegt der Arm 65 des Klemmringes 64 gegen den Anschlag 66 an, und die Nabe 11 dreht sich in diesem .Klemmring weiter. Bei der Umkehr der Drehrichtung der Spindel wird der Klemmring 64 mitgenommen, und wenn sein Arm gegen den Schalter 68 trifft, wird die Nabe an dem Ring 64 festgeklemmt, so daß damit die Drehung der Spindel in Leerlaufrichtung aufhört.

Auch jene Bedingungen sind veränderlich, unter welchen die öffnung des Hauptschalters

75) 76 durch den Finger 78 stattfindet. Der Arm 19 gestattet eine Einstellung der Stange 20 in dem Schlitz des Armes. Es ist also jene Bewegungsgröße veränderlich, die der Verdrehung der Platte 17 mit Bezug auf das Zahnrad 12 zuzuschreiben ist, und es können also die verschiedenen Teile der ganzen Vorrichtung je nach dem Widerstand eingestellt werden, der bei der Arbeit erwartet wird. Die Feder 23, welche die Stange 20 umschließt, dient nicht nur zur Verbindung der Platte 17 mit dem Zahnrad 12, sondern trägt auch dazu bei, Stöße aufzunehmen, welche beim Auftreffen des Werkzeuges auf das Arbeitsstück gänzlich unvermeidlich sind.

Claims (5)

1. - Ansprüche :

   i. Einrichtung zur selbsttätigen Umkehr der Drehrichtung von Bohrmaschinen, besonders Gewindebohrmaschinen, bei zu großem Arbeitswiderstand, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine nach einer bestimmten Zeit des Leerrücklaufs wieder selbsttätig auf Arbeitslauf umgesteuert wird. <?o
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Maschine mittels eines Elektromagneten (53) derart erfolgt, daß die an sich bekannte Kupplung (34) der beiden Antriebsriemenscheiben mit der Treibwelle bei der zum Beginn des Bohrens infolge Schließens des Hauptstromkreises mittels Hauptstromschalters (79, 80, 81) bewirkten Erregung des Elektromagneten (53) auf Arbeitslauf der Maschine, dagegen bei seinem selbsttätig erfolgenden Stromloswerden infolge zu großen Arbeitswiderstandes auf· Rücklauf der Maschine eingestellt wird, der bis zum selbsttätigen Schließen eines HilfsStromkreises (87, 86) mittels eines Schalters (69,70), dadurch erneuter Erregung des Elektromagneten (53) und Wiederumstellung der Kupplung (34) auf Arbeitslauf der Maschine dauert.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Bohrspindel (4) mit dem sie antreibenden Zahnrad (12), welch letzteres von der Hauptwelle (28) der Maschine seinen Antrieb erhält, eine nachgiebige ist, so daß bei einem übermäßigen Arbeitswiderstand die Spindel (4) dem antreibenden Zahnrad (12) etwas nacheilt und hierbei einen auf letzterem angeordneten Schalter (75, 76, 77) verstellt, so daß der Elektromagnet (53) stromlos und die Kupplung (34) auf Rücklauf der Maschine eingestellt wird.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Nabe

   (11) des Antriebszahnrades (12) ein mit einem Arm (65) versehener Klemmring (64) angeordnet ist, der von dem Zahnrad

   (12) in dessen Arbeitsdrehrichtung bis zu einem festen Anschlag (66), in dessen Rücklaufdrehrichtung bis zum Anschlagen gegen den Schalter (68, 70, 69) des Hilfsstromkreises (87, 86) mitgenommen wird, der hierdurch geschlossen wird.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch f bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (66) für die Ruhestellung des Klemmringes (64) in der Arbeitslaufdrehrichtung der Maschine einstellbar ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.