DE603465C - Einrichtung an Werkzeugmaschinen mit hin und her gehender Bewegung des Werktisches - Google Patents

Description

Während man bei Werkzeugmaschinen mit hin und her gehender Bewegung des Werktisches, beispielsweise Hobelmaschinen, solange es sich um kleine Maschinen handelt, den Vorschub des Werkzeugschlittens von dem Antriebsmotor der Maschine aus steuern kann, besteht bei großen Maschinen für schwere Schnitte und große Werkstücke die Möglichkeit einer solchen Steuerung nicht mehr. Einerseits sind zwischen dem Werkzeugschlitten und dem Antriebsmotor der Maschine große Entfernungen durch das Schaltgestänge zu überbrücken, andererseits würde ein solches Gestänge gleichzeitig sehr schwer ausfallen und eine große träge Masse darstellen. Man ist deshalb bei großen Maschinen dazu übergegangen, für die Vorschubbewegung des Werkzeügschlittens einen besonderen Vorschubmotor zu verwenden, der auf dem Ouerhaupt der Maschine angebracht wurde.

Zugleich mit der Vorschubbewegung wird bei kleineren Maschinen häufig von dem Antriebsmotor der Maschine noch eine zweite Bewegung über ein Gestänge abgeleitet, die auf den schwenkbar gelagerten Werkzeughalter übertragen wird, zu dem Zwecke, während des Rücklaufes des Werkstückes das Werkzeug aus der Arbeitsstellung auszuschwenken, um die Schneidkante des Werkzeuges zu schonen und gleichzeitig eine saubere Bearbeitung des Werkstückes zu erreichen. Damit, daß man im Laufe der Entwicklung für den Werkzeugschlitten einen besonderen, auf dem Qüerhaupt der Maschine angeordneten Vorschubmotor anordnete, war zunächst die Aufgabe, den Werkzeughalter in Abhängigkeit von der Tischbewegung auszuschwenken und wieder in die Arbeitsstellung zurückzuführen, noch ungelöst geblieben. Die vorliegande Erfindung gibt einen Weg an, wie man das gesteckte Ziel ohne einen größeren zusätzlichen Aufwand an Bauteilen erreichen kann, und zwar wird vorgeschlagen, den besonderen, zur Bewegung des Werkzeugschlittens vorgesehenen Motor gleichzeitig zur Ausführung der Bewegungen des Werkzeuges heranzuziehen. Dadurch, daß diesem Motor damit eine doppelte Aufgabe zugewiesen wird, rechtfertigt sich die Verwendung eines besonderen Hilfsmotors für das Verschieben des Werkzeugschlittens mehr denn je. Dieser Motor, der bisher nur das Verschieben des Werkzeugschlittens zu besorgen hatte, war während des Betriebes der Maschine bislang nur einmalig während des Hinundhergehens des Tisches im Betriebe, und zwar in der Regel nur während oder zu Beginn der Arbeitsbewegung des Tisches. Während der ganzen übrigen Zeit eines vollen Arbeitsspieles, also vor allem während des Rücklaufes des Tisches,

wurde der Motor nicht benutzt. Die Wirtschaftlichkeit dieses Motors wird erfindungsgemäß dadurch erhöht, daß man ihn zu Beginn des Tischrücklaufes zusätzlich dazu heranzieht, die Schwenkbewegung des Stahlhalters zu erreichen. Zur Ausführung dieser Schwenkbewegung wird der Motor zu Beginn der Rücklaufbewegung in umgekehrtem Drehsinn in Betrieb gesetzt als zu Beginn der Arbeitsbewegung des Tisches. Das to Umsteuern des Motors wird dabei selbsttätig mit dem Wechsel der Bewegungsrichtung des Tisches bewirkt, wobei seine Lauf dauer jeweilig in einfacher Weise durch Endschalter begrenzt wird.

Wie man die Erfindung beispielsweise verwirklichen kann, geht aus den Abbildungen und dem folgenden hervor.

In der Abb. ι ist eine Hobelmaschine bekannter Bauart dargestellt. Sie besteht aus einem Bett io, das den Hobeltisch ii aufnimmt. Die Bewegung des Hobeltisches ii in der einen oder der anderen Richtung wird durch den Motor 12 herbeigeführt, der sein Drehmoment durch ein Getriebe bekannter Bauart auf den Tisch überträgt. Da jedoch die Ausbildung des Getriebes nicht Gegenstand der Erfindung ist, ist es in der Zeichnung nicht dargestellt. Die Umschaltung des Antriebsmotors für die jeweilige Bewegungsrichtung des Tisches 11 wird durch einen Schalter 13 bewirkt, der im einzelnen in der Abb. 2 dargestellt ist. Dieser Schalter 13 läßt sich durch eine Vorrichtung, wie sie unter der Ziffer 14 in der Abb. 1 angedeutet ist, verstellen. Die Vorrichtung 14 besteht aus einem Handhebel 15 und den auf der Welle 18 befestigten Hebeln 16 und 17 für selbsttätiges Umschalten. Die Welle 18 steht mit dem Hebel 19 des im Innern des Bettes 10 untergebrachten Schalters 13 derart in Verbindung, daß die Teildrehungen der Welle 18 durch den Hebel 19 auf den Schalter übertragen werden und einen Schaltvorgang einleiten. Eine Teildrehung der Welle 18 wird durch die am Tisch 11 befindlichen beiden Anschläge 21 und 22 hervorgerufen, die auf die Hebel 16 und 17 treffen. Die Hobelmaschine besteht ferner aus den zu beiden Seiten des Bettes 10 befindlichen Ständern 23, die oben durch ein Ouerhaupt 24 miteinander verbunden sind. Auf diesem Querhaupt 24 ist ein Schaltmotor und das dazu nötige Übersetzungsgetriebe untergebracht. Die Ständer 23 tragen außerdem noch den in senkrechter Richtung beweglichen Querschlitten 25, auf dem sich der Werkzeughalter 26 befindet. Die Höhenverstellung kann durch Drehen der Spindel 27 vorgenommen werden. Bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel dient zur Drehung der Spindel 27 ein Elektromotor 28, der über ein Sperradgetriebe 29 und ein Umkehrgetriebe 31 auf die Spindel 27 arbeitet. Das Sperradgetriebe 29 ist im einzelnen in der Abb. 3 dargestellt. Es besteht aus einer I Scheibe 32, die eine federbelastete Klinke 33 trägt. Diese steht im Eingriff mit dem auf der Welle des Schaltmotors befestigten Sperrad 34. Läuft also der Motor in der einen Richtung, so wird die Scheibe 32 ebenfalls in Drehung versetzt, läuft er in der entgegengesetzten Richtung, so wird lediglich das Sperrad 34 mitgenommen. Aus diesem Grunde wird die Spindel 27 nur dann in Drehung versetzt, wenn der Motor in einer bestimmten Richtung umläuft, sie bleibt dagegen in Ruhe, wenn der Motor sich in entgegengesetzter Richtung dreht. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Sperradgetriebe 29 so ausgebildet, daß die Scheibe 32 und das Umkehrgetriebe 31 lediglich dann in Umdrehung versetzt werden, wenn der Motor 28 im Sinne des Uhrzeigers umläuft. Das Umkehrgetriebe 31 besteht aus einem Reibungskegelrad 35, das mit den Reibungsrädern 36 oder 37 in Eingriff treten kann. Diese beiden Kegelräder sitzen auf dem einen Ende der Spindel 27. Um das Drehmoment des Motors auf die Spindel übertragen zu können, ist eine bewegliche Kupplung 38 vorgesehen, die längs eines Nutenkeiles auf der Spindel 27 gleiten und mit dem einen oder dem anderen der beiden Kegelräder 36 und 37 in Eingriff gebracht werden kann.

Die Verstellung der Kupplung 38 erfolgt von Hand durch einen Hebel 41, der durch eine go Feder 42 in seiner jeweiligen Lage gehalten wird, über einen weiteren Hebel 39. Die Bewegungen des Querschlittens nach oben oder unten können also durch das Verstellen der Kupplung 38 nach Wunsch geregelt werden. Bei der gezeichneten Stellung der Kupplung 38 hat eine Drehung des Motors 28 im Sinne des Uhrzeigers eine Bewegung des Querschlittens 25 nach unten zur Folge. Das Werkzeug führt dadurch eine Vorschubbewegung aus.

Um den Werkzeughalter 26 während des Leerhubes anzuheben, ist ein Sperradgetriebe 43 vorgesehen, dessen Bewegung ebenfalls von dem Motor 28 abgeleitet wird. Das Sperradgetriebe 43 enthält ein Schneckenrad 44. An diesem ist eine federbelastete Klinke 45 so befestigt, daß sie mit einem Sperrad 46 in Eingriff steht. Durch das Sperrad 46 kann über einen Hebel 47 eine Stoßstange 48 bewegt werden. Diese ragt durch den Ouerschlitten 25 hindurch und kann den Werkzeughalter 26 um einen festen Punkt drehen. Das Schneckenrad 44 steht mit der Schnecke 51 in Eingriff, die längs eines Nutenkeiles auf der Welle 52 gleiten kann. Die Welle wird über ein Kegelgetriebe 53 von dem Motor 28 angetrieben. Wenn sich der Motor 28 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinne dreht, läuft das Schneckenrad 44 im Uhrzeigersinne um; dadurch wird das Sperrad 46 mitgenommen und der Werkzeughalter 26 mit Hilfe des bereits beschriebenen Hebelsystems angehoben. Die Drehung des Motors 28 im Uhrzeigersinne hat

also nicht nur eine Verstellung der Spindel 27 und damit eine Abwärtsbewegung des Werkzeuges zur Folge, sondern bewirkt zur gleichen Zeit eine Drehung des Schneckenrades 44 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinne. Infolge dieser Drehung des Schneckenrades 44 wird das Sperrrad 46 freigegeben und kann durch das Gewicht des Werkzeughalters 26 in seine ursprüngliche Lage zurückgebracht werden, während das Werkzeug seine Arbeitsstellung einnimmt. Wenn der Motor 28 am Ende des Arbeitshubes im entgegengesetzten Sinne umläuft, bleibt infolge der besonderen Ausbildung des Sperradgetriebes 29 die Spindel 27 in Ruhe, und der Motor 28 setzt lediglich das Getriebe 43 zum Anheben des Werkzeuges in Gang.

Das Übersetzungsgetriebe zwischen dem Motor 28 und der Vorrichtung zur Ausführung der Vorschubbewegung kann auch so ausgebildet sein, daß sich verschiedene Vorschubwerte einstellen lassen, ohne daß die Drehzahl des Schaltmotors geändert zu werden braucht. Um den Motor 28 für das Anheben des Werkzeuges verwenden zu können, ist es notwendig, daß er am Ende eines jeden Hubes des Hobeltisches seine Drehrichtung umkehrt, wenn man die Aufgabe auf die einfachste und wirtschaftlichste Art lösen will. Aus der Beschreibung der Vorrichtung 43 zum Anheben des Werkzeuges geht hervor, daß der Motor eine bestimmte Anzahl von Umdrehungen ausführen muß, um die gewünschte Wirkung zu erzielen. Am Ende des Leerhubes ist wiederum eine bestimmte Anzahl von Umdrehungen erforder-Hch, damit das Werkzeug seine normale Arbeitsstellung wieder einnehmen kann. Während des letzten Vorganges wird der Querschlitten 25 um einen bestimmten Betrag nach unten geschoben. Der Motor 28 muß also bei jeder Richtungsumkehr der Tischplatte seine Drehrichtung ändern.

Eine Schaltung, mit der sich diese Bedingungen erfüllen lassen, ist in der Abb. 4 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel gelangt ein Gleichstrommotor mit dem Anker 61, der Nebenschlußwicklung 62 und der Hauptschlußwicklung 63 als Schaltmotor zur Verwendung. Die Drehrichtuhg des Motors 28 kann durch eine Reihe von Polumschaltschützen 64 bis 67 gesteuert werden. Die Beschleunigung des Motors in jeder Drehrichtung wird durch einen Widerstand 68 und ein Schütz 69, durch das der Widerstand kurzgeschlossen werden kann, geregelt. Der Motor 28 entnimmt seine elektrische Energie aus einem durch die Leiter 70 und 71 angedeuteten Gleichstromnetz. Die Steuerung der Schütze 64 bis 67 kann entweder durch den Hauptschalter 13 erfolgen, der seinerseits in Abhängigkeit von der Bewegung des Werktisches 11 geschaltet wird, oder durch besondere Druckknopfschalter 72 und 73. Um die Schütze entweder an den Hauptschalter 13 oder an die Druckknopf schalter 72 und 73 anschließen zu können, ist ein besonderer zweipoliger Umschalter 74 vorgesehen.

Wie bereits angedeutet, soll -der Motor 28 seine Drehrichtung am Ende eines Hobeltischhubes umkehren und diese Richtung für eine bestimmte Anzahl von Umdrehungen beibehalten, um entweder den Vorschub oder das Anheben des Werkzeuges durchzuführen. Ein Endabschalter 75 dient dazu, den Motor 28 stillzusetzen, wenn er eine bestimmte Anzahl von Umdrehungen in einer Richtung ausgeführt hat. Dieser Schalter kann von beliebiger Bauart sein. Für das gezeichnete Ausführungsbeispiel ist ein Walzenschalter gewählt. Er besteht aus einer Walze 76 mit den Kontaktklötzen 77, 78, 79 und 80, die auf der Walze so angeordnet sind, daß sie mit den feststehenden Hebeln 81, 82, 83 und 84 in Berührung kommen können. Die oberen und unteren Kontaktpaare sind untereinander durch die Leitungen 85 und 86 verbunden.

Der Endabschalter 75 ist auf der Welle 52 untergebracht, die die Werkzeuganhebevorrichtung 43 in Gang setzt. Da die Welle 52 von dem Motor 28 angetrieben wird, steht die Drehzahl des Walzenschalters 75 in einem bestimmten Verhältnis zur Motordrehzahl. Es ist also go eine bestimmte Anzahl von Motorumdrehungen erforderlich, um den Schalter zum Ansprechen zu bringen.

" Um eine selbsttätige Steuerung des Motors 28 in Abhängigkeit mit der Bewegung des Tisches herbeizuführen, ist es lediglich erforderlich, den Umschalter 74 in die gezeichnete Lage zu bringen. Hierdurch werden die beiden Kontakte 91 miteinander verbunden. Der Einfachheit halber sind in der Abb. 4 lediglich die Kontakte 87 und 88 des Hauptschalters 13 dargestellt, da die Kontakte 89 und 90 lediglich zur Regelung des Hauptmotors 12 dienen und diese in beliebiger bekannter Weise ausgeführt sein kann.

Für die Beschreibung der Wirkungsweise der Steuerung für den Motor 28 soll angenommen sein, daß der Schalter 74 in die gezeichnete Lage gebracht und der Hauptmotor 12 durch die Verstellung des Hauptschalters 13 auf den Arbeitshub umgeschaltet ist. Wenn der Tisch 11 das Ende des Arbeitshubes erreicht, wird der Hebel 19 des Hauptschalters 13 in die Leerhubstellung, d. h. der bewegliche Kontakt 92 des Hauptschalters 13 mit dem festen Kontakt 88 in Berührung gebracht, dadurch ist ein Erregerstromkreis für die Schütze 65 und 67 geschlossen. Dieser Stromkreis nimmt seinen Ausgang von der einen Hauptleitung 70 und geht durch die Leitungen 93, 94 und 95, die Kontakte 91 des Umschalters 74, den Kontakt 88 des Hauptschalters 13, die Leitung 96, die Kontakthebel 83 und 84 des Endabschalters 75, die durch die

Kontaktklötze 7g und 80 miteinander in Verbindung stehen, die Leitung 97, die Spulen der Schütze 67 und 65 und die Leitung 98 zurück zur zweiten Hauptleitung 71. Dadurch wird der Motor 28 so unter Strom gesetzt, daß er eine Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn ausführen und durch eine Verstellung des Getriebes 43 das Werkzeug aus seiner normalen Arbeitsstellung anheben kann. Der Stromkreis für den Motor 28, der durch das Einschalten der Schütze .65 und 67 hergestellt ist, führt von der einen Hauptleitung 70 über die Leitungen 93, 94 und 104, die Kontakte des Schützes 67, die Leitung 105, die Leitung 99, den Anker 61 des Motors 28, die Leitung 100, die oberen Kontakte des Schützes 65, die Leitungen 101 und 102, den Widerstand 68, die Leitung 103 und die Hauptschlußwicklung 63 zur zweiten Hauptleitung 71 zurück.

Wenn das Schütz 65 eingeschaltet ist, ist ein Erregerstromkreis für das Schütz 69 geschlossen, durch das der Widerstand 68 überbrückt werden kann. Dieser Stromkreis führt von der einen Klemme des Ankers 61 durch die Leitungen 99 und 106, die Kontakte 107 des Schützes 66, die Leitung 108, die Spule des Schützes 69, die Leitung 109 und 101, die oberen Kontakte des Schützes 65 und die Leitung 100 zu der anderen Ankerklemme. Da die Spule des Schützes 69 unmittelbar im Stromkreis des Ankers liegt, so erfolgt die Erregung entsprechend dem Wachsen der gegenelektromotorischen Kraft des Motors, die das Schütz 69 nach einer gewissen Zeit ansprechen läßt. Ist jedoch das Schütz 69 eingeschaltet, so ist der Widerstand 68 überbrückt, und der Motor 28 wird dadurch auf seine volle Drehzahl in der dem Uhrzeigersinn entgegengesetzten Richtung gebracht. Durch die Drehung des Motors 28 wird die Welle 52 angetrieben, die die Walze 76 des Endabschalters 75 trägt. Die Kontaktstücke 77, 78, 79 und 80 werden dadurch aus der gezeichneten Lage gebracht, bis die Kontaktstücke 79 und 80 die Kontakthebel 83 und 84 nicht mehr berühren und den Stromkreis für die Schütze 65 und 67 unterbrechen. Auf diese Weise wird der Motor 28 nach einer bestimmten Anzahl von Umdrehungen ausgeschaltet. Um,ihn so schnell als möglich nach dem Öffnen der Schütze 65 und 67 zum Stillstand zu bringen, ist noch eine besondere Ankerkurzschlußbremsung vorgesehen. Zu diesem Zwecke ist das Schütz 65 mit Hilfskontakten 110 versehen, durch die beim Öffnen des Schützes 65 ein Widerstand in in den Ankerstromkreis eingeschaltet wird. Der Stromkreis der Bremsperiode fließt von der einen Ankerklemme durch eine Leitung 100, die Kontakte 110, den Widerstand in, die Kontakte des Schützes 66, die Leitungen 106 und 99 zurück zur anderen Ankerklemme. Das Ausschalten des Motors 28 erfolgt also, nachdem er durch den Hauptschalter 13 in Gang gesetzt ist, durch den Endabschalter 75, der dadurch gleichzeitig das Werkzeug die angehobene Stellung beibehalten läßt, bis der Tisch den vollen Leerhub ausgeführt hat. Sobald der Leerhub beendet ist, wird der Schalter 13 durch den Anschlag 22 umgeschaltet, der bewegliche Kontakt 92 mit dem festen Kontakt 87 in Berührung gebracht und ein Erregerstromkreis für die anderen beiden Schütze 64 und 66 hergestellt. Dieser Stromkreis fließt von der Leitung 94 durch die Leitung 95, die Kontakte 91 des Umschalters 74, den Kontakt 87 des Hauptschalters 13, die Leitung 112, die Kontakthebel 81 und 82 des Endabschalters 75, die durch die beweglichen Kontakte 77 und 78 miteinander in Verbindung stehen, die Leitung 113, die Spulen der Schütze 66 und 64 und die Leitung 98 zurück zur Hauptleitung 71.

Durch das Einschalten der Schütze 64 und 66 wird ein Stromkreis mit entgegengesetzter Polarität für den Motor 28 geschlossen, der von der einen Hauptleitung 70 durch die Leitung 93, die Kontakte des Schützes 64, den Anker 61, die Leitung 99, die Kontakte des Schützes 66, die Leitungen 101 und 102, den Widerstand 68, die Leitung 103 und die Hauptschlußwicklung 63 zurück zur anderen Hauptleitung 71 geht. Der Motor wird infolgedessen in umgekehrter Richtung in Drehung versetzt. Durch das Schließen des Schützes 66 wird gleichzeitig ein Erregerstromkreis für das Schütz 69, durch das der Widerstand 68 überbrückt werden kann, geschlossen. Dieser fließt von der einen Klemme des Ankers 61 durch die Leitung 99, die oberen Kontakte des Schützes 66, die Leitungen 101 und 109; die Spule des Schützes 69, die Leitung 108, den Widerstand in, die Kontakte 110 des Schützes 65 und die Leitung 100 zur entgegengesetzten Ankerklemme. Der Bremswiderstand in, der in diesem Stromkreis liegt, hat keinen nennenswerten Einfluß auf die Wirkungsweise des Schützes 69, da sein Widerstandswert nicht sehr hoch ist. Durch das Einschalten des Schützes 69 wird der Widerstand 68 kurzgeschlossen und der Motor 28 auf seine volle Drehzahl im Uhrzeigersinn gebracht. Er dreht die Spindel 27 in der Richtung, daß der Querschlitten 25 nach unten wandert. Die Schnecke wird gleichzeitig in der umgekehrten Richtung gedreht. Dadurch läuft das Schneckenrad entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn um und bewirkt, daß der Werkzeughalter in seine Arbeitsstellung zurückkehren kann. Nach einer bestimmten Anzahl von Umdrehungen, die ausreichen, um einen Vorschub des Werkzeuges von bestimmter Größe herbeizuführen, schaltet der Endabschalter 75 den Motor 28 in derselben Weise ab, wie es bereits bei dem Vorgang für das Anheben des Werkzeuges beschrieben ist. Will man die Steuerung des Motors 28 von

Hand vornehmen, so werden zunächst durch den Umschalter 74 die beiden Kontakte 114 miteinander verbunden. Die eigentliche Steuerung erfolgt dann durch die Druckknopfschalter 72 und 73. Wird der Druckknopf schalter 72 eingeschaltet, so wird ein Erregerstromkreis für die Schütze 65 und 67 geschlossen. Wird dagegen der Druckknopfschalter 73 eingeschaltet, so entsteht ein Erregerstromkreis für die Schütze 64 und 66. Die Leitungen 115 und 116 führen unmittelbar über die Kontakte 83 und 81 zu den Leitungen 97 und 113. Infolgedessen hat die jeweilige Stellung des Endabschalter 75 keinen Einfluß. Mit Hilfe der Druckknopfschalter kann man vielmehr den Motor 28 ständig in einer Richtung laufen lassen.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Einrichtung an Werkzeugmaschinen mit hin und her gehender Bewegung des Werktisches, insbesondere an Hobelmaschinen für schwere Schnitte, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Werkzeugvorschub als auch das vorübergehende Abheben des Werkzeuges vom Werkstück durch einen Umkehrmotor (28) erfolgt, der während einer begrenzten Zeitdauer je nach der Drehrichtung, die sich selbsttätig mit dem Wechsel der Bewegungsrichtung des Werktisches umkehrt, abwechselnd auf die Vorschubeinrichtung und die Abhebevorrichtung einwirkt.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umkehrmotor (28) über Sperradgetriebe (29, 43) auf die Vorschub- und die Abhebevorrichtung einwirkt.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufdauer des Umkehrmotors (28) in der einen wie in der anderen Drehrichtung durch Endschalter (75) begrenzt ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen