DE400941C - Schaltvorrichtung fuer die Vorschub- oder Schnellbewegungen der Werkzeuge oder Arbeitsstuecke bei Werkzeugmaschinen, wie insbesondere Hobelmaschinen, Fraesmaschinen, Karusselldrehbaenken usw., unter Verwendung von Hilfsmotoren - Google Patents

Description

DEUTSCHES RErCH

AUSGEGEBEN Al 23. AUGUST 1924

REIC H S PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

— Μ 400941-KLASSE 49 b GRUPPE 9

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin*).

Schaltvorrichtung für die Vorschub- oder Schnellbewegungen der Werkzeuge oder Arbeitsstücke bei Werkzeugmaschinen, wie insbesondere Hobelmaschinen. Fräsmaschinen, Karusselldrehbänken usw., unter Verwendung von Hilfsmotoren. '

Patentiert im Deutschen Reiche vom 10. Juni 1922 ab.

Bei mit Riemen angetriebenen "Werkzeugmaschinen oder solchen, die mit Motoren von gleichbleibender Drehzahl angetrieben werden, werden diejenigen Vorschübe, die nicht von der Drehzahl der Hauptspindel abhängig sein sollen, von einer mit gleichbleibender Drehzahl dauernd umlaufenden Welle abgeleitet. Eine solche Welle ist aber nicht vorhanden, wenn der Hauptantrieb durch einen mit einer Regelung versehenen Antrieb erfolgt. Man verwendet deshalb Hilfsmotoren und bringt diese in derartige Abhängigkeit von dem

Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Othmar Pollok in Berlin-Halensee.

Hauptmotor, daß der Hilfsmotor nur so lange läuft, wie der Hauptmotor in Betrieb'· ist. Wird jedoch der Hilfsmotor auch für Schnellverstellung benutzt, so muß es möglich sein, die Verstellung auch bei stillstehendem Motor auszuführen. Die Abhängigkeit muß also für diesen Zweck unterbrochen werden.

Die vorliegende Erfindung schafft nun eine Schaltvorrichtung für den der Vorschubbewe-ίο gung dienenden Hilfsmotor, welche gleichzeitig eine Schnellverstellung zuläßt. Die Erfindung soll es ermöglichen, von der Umkehrbarkeit und der Regelfähigkeit des Hilfsmotors Gebrauch zu machen, ohne besondere Änforderungen an den Bedienenden zu stellen. Sie soll die vorliegenden Gesichtspunkte sämtlich berücksichtigen und soll es femer ermöglichen, daß die Schnellverstellung mit einer ganz bestimmten, von der etwa für den Vorschub eingestellten unabhängigen Geschwindigkeit, und zwar mit der schnellst zulässigen erfolgt. Schließlich soll die Konstruktion derart sein, daß Fehlgriffe hinsichtlich der Bewegungsrichtung ausgeschlossen sind. Infolgedessen sollen alle Schalterbewegungen sinnfällig in bezug· auf den Arbeitsvorgang sein.

Zur Erläuterung des Erfindungsgedankens ist auf der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigt:

Abb. ι in Vorderansicht den mechanischen Aufbau der Vorschub- und Schnellverstellung einer Werkzeugmaschine,

Abb. 2 dieselbe Anordnung in Verbindung mit einer mit einer ähnlichen Umkehrvorrichtung versehenen Steuerstelle für eine zweite von dem gleichen Motor abgeleitete Vorschubbewegung im Grundriß,

Abb. 3 dieselbe Einrichtung im Querschnitt. Abb. 4 zeigt in vergrößertem Maßstabe eine Vorderansicht eines Schalters,

Abb. 5 bis 7 die elektrische Schaltung des Motors. i >

Es sei zunächst angenommen, daß die Welle 32 ausgeschaltet ist. Der Hilfsmotor 5 treibt dann je nach der Stellung des Bedienungselementes ι entweder die Vorschubbewegung über die Wechselräder 23, 22 an (Stellung ν der Abb. 2) oder die Bewegung für die Schnellverstellung über die Räder 21, 20 (Stellung s). In der Mittelstellung des Schalters ist der Motor mit . der Welle 24 i überhaupt nicht verbunden. Der Hebel ist j durch ein Universalgelenk in zwei Richtungen j beweglich. Diese Bewegungen werden bei-' spielsweise durch eine Deckplatte 26 mit kreuzförmigen Schlitzen geführt. An dieser i Deckplatte sind die Hilfskontakte für die ! Schaltung des Hilfsmotors derart angebracht, daß die Bewegungen des Hebels sinnfällig mit den auszuführenden Bewegungen sind und infolgedessen Fehlgriffe ausgeschlossen werden. Es wird also 'beispielsweise bei der : Aufwärtsbewegung des Hebels der Hilfsmotor auch für die Aufwärtsbewegung des zu steuernden Maschinenteiles eingeschaltet, ■ ähnlich bei Abwärtsbewegung. In der Mittellage (ausgezogene Stellung in Abb. 3) ist der Hilfsmotor nicht nur ausgeschaltet, sondern auch gebremst. Diese Bremsung kann in beliebiger und hinreichend bekannter Weise ausgeführt werden. Bei dem Ausführungsbeispiel nach der Zeichnung ist eine elek'·' trische Bremsung vorgesehen, die an Hand der Abb. 5 später ausführlich beschrieben werden soll. Wird der Hebel auf „Schnellverstellung" geschaltet, so wird durch den Kontakt 27 (Abb. 4 bis 7) erreicht, daß der Hilfsmotor unabhängig von seiner jeweils eingestellten Drehzahl eine bestimmte Geschwindigkeit besitzt. Die elektrische Schaltung des Motors ist zwar nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung, soll aber zum Verständ-S nis der Wirkungsweise des Schalters im folgenden beschrieben werden.

Der Motor wird gesteuert durch zwei magnetisch gesteuerte Schütze 6 und 7, durch die, je nachdem das eine oder andere Schütz erregt wird, der Motor in einer bestimmten Drehrichtung eingeschaltet wird. Die Steue- go rung enthält ferner ein Anlaßschütz 8 und ein Feldschütz 9.

Die Drehzahl des Motorankers A, B wird durch den der Feldwicklung C, D vorgeschalteten Nebenschlußregler 17, 18 eingestellt. N₁, N₂ ist der Anlaßwiderstand, 14 der Bremswiderstand und 19 ein Feldschützwiderstand.

In Abb. 5 sind sämtliche Teile in der Stellung gezeichnet, in welcher der Motor ausgeschaltet ist. Zur Einstellung der Vorschubbewegung wird der Hebel 1 derart eingestellt, daß der Kontakt 4,, geschlossen wird. Infolgedessen fließt zunächst ein Strom, der in der Abb. 5 durch Doppelpfeile in den Leitungen angegeben ist, von dem einen Pol P der Stromquelle durch die Leitung a_s die Schalteinrichtung 3, den Kontakt 4,, zur Spule ν des Schützes 6, von dort über den Bremskontakt 10 des Schützes 7, durch den halben Bremswiderstand 14 und dann über den Kontakt 12 und den Anlaßwiderstand Λ^ι, N₂ zum negativen ToIN. Das Schütz 6 wird anziehen und den Anker,strom in der gewünschten Drehrichtung einschalten. Die hierbei auftretende Stellung der einzelnen Schalter zueinander ist in Abb. 6 dargestellt. Die stromführenden Leitungen sind hierbei durch einfache Pfeile bezeichnet. Wie man aus dieser Abbildung erkennt, werden gleichzeitig mit dem Einschalten des Schützes 6 der Hilfskontakt ΐο_μ geöffnet und der Hilfskon-

takt ι iV geschlossen. Infolgedessen wird auch das Feld des Motors unter Umgehung des Regelwiderstandes 17 mit voller Stärke eingeschaltet. Der Feldstrom fließt über die Leitung a, das Feld C, D, den Hilfskontakt 13 des Schützes 8, den Kontakt 1 i„ zum negativen Pol N. Die Spule des Schützes 8 liegt an der Ankerspannung und wird daher beim Anlauf des Motors erregt. Dadurch wird der Anlaßwiderstand kurzgeschlossen und der Regelwiderstand 17 vorgeschaltet, so daß der Motor nunmehr mit der eingestellten Drehzahl läuft. Der Ankerstrom fließt jetzt über die Kontakte des Schützes 8 und die mit einem Doppelpfeil bezeichnete Leitung zum negativen Pol zurück. Der Feldstrom kann, da mit dem Einschalten des Schützes zugleich die Hilfskontakte 12, 13 unterbrochen werden, vom Punkt C der Feldwicklung nicht mehr

ao über die mit dem einfachen Pfeil bezeichneten Leitungen zum Kontakt 11,. weiterfließen, sondern muß vom Punkt C über den Regelwiderstand 17, die Kurbel 18 und die durch" Doppelpfeile gekennzeichnete Leitung zum Kontakt ι i_v fließen.

Wird jetzt der Kontakt dadurch unterbrochen, daß der Bedienungshebel 1 in die Mittellage gebracht wird, so fällt das' Schütz 6 ab, so daß die in Abb. 5 dargestellte Schal-.

tung wieder hergestellt ist. Der Anker des Motors wird über die Kontakte iOj,, den Bremswiderstand 14 und die Spule 15 des Feldschützes kurzgeschlossen, wie dies in Abb. 5 durch einfache Pfeile in den Leitungen angegeben ist. Infolge der Remenenz entsteht ein Bremsstrom, durch welchen das FeIdschütz 9 eingeschaltet wird und der Motor; nochmals über die ebenfalls mit einfachen Pfeilen in der Abb. 5 versehenen Leitungen, und zwar so lange erregt wird, als noch Bremsstrom fließt, d.h. bis der Motor zum Still-» stand kommt. Es wird dadurch eine sehr kräftige Bremsung erreicht, ohne daß das Motorfeld länger eingeschaltet bleibt, als zur Bremsung notwendig ist.

Zur Einleitung der Schnellverstellbewegung wird der Bedienungshebel 1 mit einem der Kontakte $_vs oder 4„ in Berührung gebracht, wodurch auch der Kontakt 27 geschlossen wird. Die hierbei auftretenden Stromkreise sind in Abb. 7 dargestellt. Gleichzeitig mit dem Schließen des Kontaktes 27 wird eine weitere, nicht gezeichnete Kontakteinrichtung betätigt, welche die an sich bekannte Sperrung zwischen dem Hilfsmotor 5 und dem ebenfalls nicht dargestellten Hauptmotor aufhebt, so daß eine schnelle Verstellung auch möglich ist, ohne daß der Hauptmotor in Betrieb ist. Sobald beispielsweise der Kontakt 4„_s geschlossen ist, wird der Motor in der oben beschriebenen .Weise in Bewegung gesetzt.

Gleichzeitig wird die Spule 16 des Feldschützes 9 über die Leitung a, den Kontakt 27 und den bei geschlossenem Schütz 6 ebenfalls geschlossenen Hilfskontakt 11₁, gesperrt und das Feldschütz 9 geschlossen. Infolgedessen kann der Feldstromkreis vom Punkte C aus über das Schütz 9 unmittelbar zum negativen Pol N fließen, so daß der Motor unabhängig von der Stellung des Anlassers eine ganz bestimmte Umdrehungszahl besitzt, die unter Berücksichtigung der durch das Getriebe 21, 20 eingestellten Übersetzung ins Schnelle die notwendige Drehzahl der Spindel 24 erteilt.

Bei Vorschüben ohne Schnell verstellung ist in der Platte 26 statt des H-förmigen nur ein —I-förmiger Schlitz vorhanden, so daß die Bewegung des Motors in der einen oder anderen Richtung nur dann eingeleitet werden kann, wenn das betreffende Getriebe eingeschaltet ist.

Beim Vorhandensein mehrerer Bewegungen wird für jede Welle ein besonderer Schaltet verwendet. So ist beispielsweise für den Antrieb der Welle 32 ein Bedienungshebel 1' vorgesehen, der in ähnlicher Weise gebaut ist wie der Bedienungshebel 1, und dessen Hilfskontakte so mit den Kontakten des Bedienungshebels ι parallel geschaltet sind, daß die Bewegungen der Bedienungshebel 1 und 1' immer die richtige Drehbewegung des Motors ergeben. Vor dem Bedienungshebel 1' liegt noch ein Umkehrgetriebe 33, das durch den Hebel 31 geschaltet werden kann. In der normalen Betriebsstellung desselben wird die Bewegung des Motors 5 über die Zahnräder 33)34j35 ^auf die Welle 32 übertragen. Die zweite Stellung des Umkehrgetriebes, die in der Abb. 2 dargestellt ist und bei welcher die Welle 32 über die Zahnräder 36, 37 in umgekehrter Richtung angetrieben wird, wird im wesentlichen nur dann benutzt, wenn mehrere Bewegungen gleichzeitig eingeschaltet werden. Das Umkehrgetriebe dient in diesem Falle dazu, den gegenseitigen Bewegungssinn der beiden Vorschübe zu ändern, wie dies für zusammengesetzte Bewegungen häufig notwendig ist. Da bei Einrückung der Zahn·^ räder 36,37 der Bedienungshebel 1' keine sinnfälligen Bewegungen des von der Welle 32 angetriebenen Vorschubes ergeben würde, so werden durch den Hebel 31 in der in der Zeichnung dargestellten Stellung die Kontakte, die durch den Bedienungshebel geschaltet werden, unwirksam gemacht. Dies geschieht dadurch, daß die in Abb. 2 als Druckknopfschalter dargestellte Schalteinrichtung 3', die der Schalteinrichtung 3 der Abb. 5 bis 7 entspricht, zwangläufig ausgeschaltet wird. Der Bedienungshebel 1' ist infolgedessen unwirksam. Die ganze Bewegung

kann daher nur vom Bedienungshebel ι aus gesteuert werden, so daß auch in diesem Falle Fehlgriffe nicht möglich sind.

Beim gleichzeitigen Einschalten mehrerer Bewegungen läuft naturgemäß der Hilfsmotor so lange, bis die letzte Bewegung abgeschaltet wird. Damit nun in solchen Fällen nicht sämtliche Hebel bedient werden müssen, sondern nur einer, kann die an jeder Bedienungsplatte angebrachte Schalteinrichtung 3, die die Kontakte der betreffenden Bedienungsplatte unwirksam macht, von Hand bedient werden, so daß die Bewegungen nur von einer Platte aus eingeleitet und abgestellt werden.

Eine weitere Sicherheitsvorrichtung soll verhindern, daß beim plötzlichen Umschalten des Bedienungshebels 1 von einer Drehrichtung in die andere Kurzschlüsse entstehen.

Dies geschieht in bekannter Weise durch den Hilfskontakt 12 und durch an den Schützen 6 und 7 angebrachte Funkensperren.

Claims (7)

1. Patent-Ansprüche:
2. I. Schaltvorrichtung für die Vorschuboder Schnellbewegungen der Werkzeuge oder Arbeitsstücke bei Werkzeugmaschinen, wie insbesondere Hobelmaschinen, Fräsmaschinen, Karusselldrehbänken usw., unter Verwendung von Hilfsmotoren, gekennzeichnet durch ein Bedienungselement mit zwei Bewegungsmöglichkeiten, welches bei seiner Bewegung in der einen Richtung die Verbindung zwischen Motor und Vorschubspindel herstellt und bei der Bewegung* in einer anderen Richtung die elektrische Schaltung des Motors bewirkt. 2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Motorwelle und Antriebsspindel ein Übersetzungsgetriebe eingeschaltet ist, das bei der die Kupplung zwischen Motorwelle und Vorschubspindel bewirkenden Bewegung des Bedienungselements (1) derart gesteuert wird, daß es bei dieser Bewegung in der einen Endstellung des Bedienungselements (ι) die normale Vorschubbewegung, in der andern Endstellung des Bedienungselements die Schnellverstellung bewirkt und in der Mittelstellung ausgeschaltet ist.
3. 3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Einstellung des Bedienungselements (1) auf Schnellverstellung ein Kontakt (27) eingeschaltet wird, durch den der Hilfsmotor unabhängig von seiner sonstigen Einstellung eine bestimmte Umlaufszahl für die Schnellverstellung erhält.
4. 4. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bedienungselement (1) bei Einstellung für die Schnellverstellung gleichzeitig einen Kontakt einschaltet, der die Abhängigkeit des Hilfsmotors (5) von der Bewegung des Hauptantriebes aufhebt.
5. 5. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an sich bekannte und beliebig ausgebildete Bremseinrichtungen für den Hilfsmotor vorgesehen sind, die in der Mittellage oder Ruhelage des Bedienungselements auf elektrischem oder mechanischem Wege selbsttätig eingeschaltet werden.
6. 6. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 bis 5 für mehrere Bewegungen, dadurch gekennzeichnet, daß in den von dem Bedienungselement (1) gesteuerten Stromkreis noch eine weitere Schaltvorrichtung (3) derart eingeschaltet ist, daß durch deren Öffnung die elektrischen Kontakte des Bedienungselements (1) unwirksam gemacht werden, so daß die Bedienung sämtlicher Bewegungen nur von einer Steuerstelle aus erfolgt.
7. 7. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 bis 6 mit mehreren Bewegungen, die durch sinnfällige Bewegungen des Bedienungselements gesteuert werden, dadurch ge- kennzeichnet, daß außer dem durch das Bedienungselement (1) gesteuerten Getriebe zwischen Motor und Vorschubspindel noch ein Umkehrgetriebe eingeschaltet ist und bei Einschaltung des Umkehrgetriebes in der einen Richtung, in welcher eine sinnfällige Beziehung zwischen den Bewegungen der Vorschubspindel und der Bewegung des Bedienungselements nicht mehr vorhanden ist, die Schaltvorrichtung (3) selbsttätig ausgeschaltet und somit die Kontakte des betreffenden Bedienungselements wirkungslos gemacht werden.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.