DE660482C

DE660482C - Elektrische Steuervorrichtung fuer mit elektromotorischem Antrieb ausgeruestete Werkzeugmaschinen mit kreisender Arbeitsbewegung, insbesondere Drehbaenke

Info

Publication number: DE660482C
Application number: DEA67854D
Authority: DE
Inventors: Rudolf Scharll
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1932-12-01
Filing date: 1932-12-01
Publication date: 1938-05-25

Description

Bearbeitungsmaschinen sind in der Regel mit Getrieben versehen, um die Bearbeitungsgeschwindigkeit, z. B. die Schnittgeschwindigkeit, dem Werkzeug, dem Werkstoff, der verlangten Oberflächenbeschaffenheit und bei Maschinen mit umlaufender Bewegung dem Durchmesser des Werkstückes oder des Werkzeuges anpassen zu können.

Es ist bei selbsttätigen Drehbänken bekannt, die Drehzahl der Arbeitsspindel durch ein Wechselgetriebe zu verändern, welches durch Kurven gesteuert wird, wobei das Wechselgetriebe Reibkupplungen besitzt. Auch kurvengesteuerte Schieberadgetriebe sind bekannt. Mit diesen Getrieben kann jedoch nur ein bestimmter Geschwindigkeitsbereich eingehalten »werden, der durch die Kurven festgelegt ist und nicht willkürlich geändert werden kann.

Bei Abstechmaschinen, Furnierschälmaschinen und anderen ist es bekannt, die Schnittgeschwindigkeit bei wechselndem Durchmesser dadurch gleich zu halten, daß ein Geschwindigkeitsregler in irgendeiner Weise mit dem Werkzeug verbunden wird.

Es ist ferner bekannt, eine bestimmte Schnittgeschwindigkeit mittels Stromrelais durch gleichbleibende Belastung des Motors oder durch einen Schnittgeschwindigkeitsanzeiger, dessen Zeiger Begrenzungsanschläge berührt und dadurch Steuerrelais beeinflußt, über einen gewissen Durchmesser gleich zu halten. Diese Vorrichtungen beziehen sich also auf einen gewissen Durchmesserbereich. Bei den Werkzeugmaschinen, für welche die Erfindung vorgesehen ist, handelt es sich aber außerdem noch darum, bei jedem beliebigen Durchmesser verschiedene Schnittgeschwindigkeiten einzustellen. Es ist also außer dem Durchmesserbereich noch ein Schnittgeschwindigkeitsbereich vorhanden, und der gesamte Regelbereich ist das Produkt aus beiden. Dieser große Regelbereich ist mit einem einfachen Regelgetriebe nicht mehr zu beherrschen, sondern es sind dann Vervielfältigungsgetriebe nötig. Bisher mußte der Bedienungsmann einen Räderwechsel vornehmen, um die nächste Vervielfältigungsstufe einzuschalten. Dazu ist der Hauptantrieb aus- und für Einrichtedrehzahl einzuschalten, und während des Laufes mit dieser Drehzahl sind die erforderlichen Schieberäder an Hand der Getriebeschalttafel in Eingriff zu bringen, um die nächste Geschwindigkeitsstufe zu erreichen. Dies erfordert eine große Aufmerksamkeit des Bedienenden, weil eine falsche Verstellung der Schieberäder eine ganz andere Geschwindigkeit ergibt und leicht Beschädigungen des Werkzeuges oder des Werkstückes die Folge sind. Die Bedienung

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Rudolf Scharll in Woltersdorf b. Erkner.

wird bei einer bekannten Steuerung für Drehbänke dadurch erleichtert, daß zwischen dem Antriebsmotor und der Arbeitsspindel ein mittels Druckknöpfen gesteuertes, dureh Verstellmotoren einstellbares Räderwechselgetriebe eingeschaltet ist und nach Erreichen der an einem Drehzahlanzeiger angezeigten Geschwindigkeitsgrenzen durch Bedienen des entsprechenden Druckknopfes der Hauptmotor auf die Einrichtedrehzahl herabgeregelt wird, dann durch Drücken eines Druckknopfes die Verstellung des Zahnradwechselgetriebes von dem Verstellmotor vorgenommen wird, der sich in der neuen Getriebestellung durch Endschalter selbst abschaltet, durch die auch der Hauptmotor gesteuert wird, der nach der Verstellung auf die eingestellte Arbeitsgeschwindigkeit wieder hochgeregelt wird. Auch bei dieser Steuerung sind jedoch zur Einleitung eines jeden Steuervorgangs Bedienungsgriffe und Überlegungen des Bedienenden erforderlich und somit Irrtümer möglich.

Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu vermeiden, indem sie eine Lösung zur selbsttätigen Durchführung der aufeinanderfolgenden Steuervorgänge und zur selbsttätigen Aufrechterhaltung einer beliebigen einstellbaren Arbeitsgeschwindigkeit bringt, bei der die Bedienung von Druckknöpfen zur Einleitung jedes Steuervorgangs wegfällt. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zur selbsttätigen Auslösung aller Steuervorgänge eine durch Spindel drehzahl und Planbewegung des Werkzeugschlittens beeinflußte, beispielsweise mittels eines elektrisch gesteuerten Getriebes ferngesteuerte Hilfseinrichtung mittels eines Regelwiderstandes einstellbare Spannüngsrelais speist und über Schaltrelais und Schützen den Antriebsmotor, soweit möglich, elektrisch ausregelt und nach Erreichen der Grenzen des Ausregelbereiches oder des Drehzahlbereiches durch Umschalter über die Arbeitskontakte der der bisher benutzten Vorgelegestellung zugeordneten Stellungsrelais das der neu einzuschaltenden Vorgelegestellung zugeordnete Steuerrelais zum Ansprechen bringt, das nach Herabregelung der Drehzahl des Antriebsmotors auf Umschaltdrehzahl mittels eines Hilfsrelais die Vorgelegeverstellmittel über ein Schütz einschaltet, die in der neuen Endstellung über die Stellungsrelais sich selbst abschalten^ vxia. darauf nach gegebenenfalls erfolgter Rückstellung der Feinregelmittel den Antriebsmotor erneut anläßt. Durch eine selbsttätige Anpassung der Schnittgeschwindigkeit an den jeweiligen Bearbeitungsdurchmesser kann eine große Zeitersparnis erreicht werden, weil der Arbeiter dann für den zu bearbeitenden Werkstoff und ein bestimmtes Werkzeug die vorgeschriebene Schnittgeschwindigkeit von vornherein einstellen kann und sich bei der Bearbeitung überhaupt niÖit mehr um den Durchmesser und um die dazugehörige Einstellung der Getriebe zu kümmern braucht. Außerdem werden dadurch Fehler bei der Einstellung der Getriebe und dadurch bedingte Zeitverluste, vorzeitige Abnutzung des Werkzeuges und Werkzeugbräche vermieden,

Abb. ι zeigt die Schaltung eines Ausführungsbeispieles des Erfindungsgegenstandes mit einem regelbaren (Gleichstromnebeinschluß), ·

Abb. 2 mit einem nichtregelbaren (Drelistromkurzschluß) Hiäuptantriebsmotor.

Als Ausführungsbeispiel ist in Abb. 1 der Spindelstock einer Drehbank mit vier Getriebegeschwindigkeiten dargestellt. Der Hauptantriebsmotor 40 wird im Nebenschluß im Verhältnis 1 :3 geregelt, und es ergeben sich bei entsprechender Wahl der Getriebeübersetzungen beispielsweise folgende Drehzahlen der Drehbankspindel:

I. Geschwindigkeitsstufe

η = ίο bis 30 U/min,

II. Geschwindigkeitsstufe

η = 30 - 90 U/min,

III. Geschwindigkeitsstufe

η — Qo - 270 U/min,

IV. Geschwindigkeitsstufe

η = 270 - 8ίο U/min.

Gemäß der Zeichnung werden die Verschieberäder durch kleine Elektromotoren 41 und 42 verstellt, doch kann die Verstellung auch durch andere Mittel, z. B. Flüssigkeitsgetriebe, vorgenommen werden. In den Endstellungen werden Endschalter Ji₁, E₂, £3 und Ei bewegt, die Relais 10, 11, 12 und 13 einschalten.

Von der Hauptspindel wird eine Drehzahlzeigermaschine 47 über einen Riementrieb 46 mit kegeligen Riemenscheiben angetrieben. Der Riemen wird mittels einer Riemengabel, die auf einer Gewindespindel verschiebbar angeordnet ist, durch eine elektrische Einrichtung so verschoben, daß die Drehzahl entsprechend dem Drehdurchmesser-D verändert wird. Die Drehzahl der Drehzahlzeigermaschine 47 ist auf diese Weise in Übereinstimmung mit der Drehzahl der Hauptspindel und dem Drehdurchmesser. Die Spannung der Drehzahlzeigermaschine 47 ent-, spricht also der Schnittgeschwindigkeit. Um den Einfluß der Ankerrückwirkung und der Erwärmung auszuschalten, sind an der Drehzahlzeigermaschine verschiedene Einrichtungen erforderlich, die in der Zeichnung fort-

gelassen sind, weil sie nicht Gegenstand der Erfindung sind.

Die elektrische Einrichtung zur Verschiebung des Riemens gemäß dem Drehdurchmesser arbeitet wie folgt:

Die Gleichlaufgeber 43 und 44 sind kleine, mit den Werkzeugträgern verbundene Drehstrommaschinen, deren Läufer dreiphasig gewickelt sind und die eine einphasige, von Wechselstrom erregte Ständerwicklung besitzen. Der Differentialempfänger 45 enthält im Ständer und im Läufer je eine dreiphasige Wicklung, von denen die eine Wicklung mit dem ersten und die andere Wicklung mit dem zweiten Gleichlaufgeber elektrisch verbunden ist. Der Läufer des Differentialempfängers folgt jeder Drehbewegung einer der beiden Gebermaschinen 43 und 44 und zeigt die algebraische· Summe der Verstellungen der

ao Gleichlaufgeber an. Der Differentialempfänger 45 ist mit der Gewindespindel zur Verstellung der Riemengabel gekuppelt und dreht die Spindel in Übereinstimmung mit dem Bearbeitungsdurchmesser. An Stelle des Riementriebes kann auch jedes andere regelbare Getriebe verwendet werden. Es kann z. B. ein Reibradgetriebe verwendet werden, wobei das Reibrad durch den Differentialempfänger 45 verschoben wird. Wenn nur ein den Durchmesser verändernder Schlitten vorhanden ist, kommt nur ein Geber und ein einfacher Empfänger zur Anwendung.

Statt der beschriebenen Einrichtung zum Messen der Schnittgeschwindigkeit kann jede andere Ausführung gewählt werden. Z,. B. kann die Drehzahlzeigermaschine 47 unmittelbar vom Werkstück angetrieben werden, wobei sie dann die Schnittgeschwindigkeit ν unmittelbar mißt.

Im Ausführungsbeispiel werden von der Spannung der Drehzahlzeigermaschinen 47 zwei Spannungsrelais 1 und 2 beeinflußt. Die Anzugspannung der Relais 1 und 2 kann durch einen Vorschaltwiderstand für eine bestimmte Schnittgeschwindigkeit ν eingestellt werden, da die Spannung der Drehzahlzeigermaschine 47 übereinstimmend mit ν ist. Das Relais 2 zieht an und öffnet seinen Kontakt, wenn die Spannung der Drehzahlzeigermaschine 47 der eingestellten Schnittgeschwindigkeit entspricht. In diesem Falle sind die Kontakte der beiden Relais geöffnet. Ferner ist ein an den Ankerklemmen des Hauptmotors 40 liegendes Relais 3 vorgesehen, welches so bemessen ist, daß es seinen unteren Arbeitskontakt öffnet und seinen oberen Ruhekontakt schließt, wenn die Geschwindigkeit des Hauptmotors auf die Einrichtedrehzahl herabgesetzt worden ist.

Steigt die Spannung der Drehzahlzeigermaschine 47 über den der eingestellten Schnittgeschwindigkeit entsprechenden Wert, so zieht das Relais 1 an und schließt seinen Kontakt. Hierdurch wird das Schaltrelais 4 über folgenden Stromkreis erregt: Vom 6g Minuspol N der Gleichstromquelle über Ruhekontakt 23 r des Hilfsrelais 23, den Arbeitskontakt des Relais 3, den Arbeitskontakt des Spannungrelais 1, die Spule des Relais 4 zum Pluspol P der Stromquelle.

Das Relais 4 zieht an und schließt seine Kontakte. Über den linken Kontakt wird der Stromkreis für das Schütz 6 geschlossen: Von jV über den linken Kontakt des Relais 4, den Ruhehilfskontakt des Schützes 7 zur Spule des Schützes 6 nach P.

Das Schütz -6 zieht an und schaltet den Hilfsmotor 50 zur Verstellung des Nebenschlußreglers 51 für den Hauptmotor 40 zur Herabsetzung der Drehzahl ein. Die Drehzahl des Hauptmotors 40 sinkt und damit auch die Spannung der Drehzahlzeigermaschine 47, so daß das Spannungsrelais 1 abfällt und die Regelung beendet ist.

Ist der Nebenschlußregler 51 durch die beschriebene Regelung in der Endstellung für niedrige Drehzahl angelangt, wird der Umschalter U₁ bewegt. Ist dann die Drehzahl des Hauptmotors 40 noch so hoch, daß das Spannungrelais 1 seinen Kontakt geschlossen hat, so wird über den Umschaltkontakt [Z₁ die Umschaltung des Getriebes für die nächstniedrige Geschwindigkeitsstufe eingeleitet. Wird angenommen, daß die Geschwindigkeitsstufe IV für höchste Drehzahl eingeschaltet ist, dann sind die Endschalter E₂ und E₃ in Wirkung und die Steuerrelais 11 und 12 eingeschaltet.

Über Kontakte der Relais 11 und 12 wird das Relais 16 für die Geschwindigkeitsstufe III in folgendem Stromkreis erregt: Von N über den rechten Kontakt des Umschalters U₁, den rechten Kontakt des Relais 4, den obersten Arbeitskontakt des Relais 11 und des Relais 12 zur Spule de? 105 Steuerrelais 16 nach P. Das Relais 16 zieht an und schließt über seine Kontakte folgenden Stromkreis für das Schütz 21: Von N über den linken Kontakt des Relais 16, den Ruhekontakt 13 r des Relais 13 zur Spule des uo Schützes 21 nach P. Der Ruhekontakt 13 r unterbricht den Stromkreis, wenn der Motor die Verschiebung der Zahnräder beendet hat. Über seinen Kontakt 21a hält sich das Schütz 21 unabhängig vom Kontakt des Relais 16.

Das Schütz 19, dessen Einschaltleitung über den geschlossenen rechten Kontakt des Relais 16 führt, kann nicht anziehen, weil der Ruhekontakt 11 r geöffnet ist.

Trotzdem das Schütz 21 eingeschaltet ist, bekommt der zugehörige Motor 42 keinen Strom, weil das Schütz 22 seinen Kontakt

noch geöffnet hat. Die Einschaltung wird so lange verzögert, bis die Drehzahl des Hauptmotors 40 bis auf Schleichdrehzahl vermindert und das Ankerrelais 3 abgefallen ist und seinen Kontakt geschlossen hat. Die Herabsetzung der Drehzahl wird durch das Relais 23 eingeleitet, -welches über das Relais 8 nach dem Einschalten des Schützes 21 in folgendem Stromkreis anzieht: Von JV über den Arbeits-¹Q hilfskontakt 21 a_lt des Schützes 21 und den mittleren Kontakt des Relais 4 zur Spule des Relais 8 nach P. Das Relais 8 zieht an und hält sich über seinen linken Kontakt und den rechten Kontakt des Umschalters U₂ am Nebenschlußregler 51 nach iV.

Über den mittleren Kontakt des Relais 8 wird das Relais 23 eingeschaltet, welches durch seinen rechten Kontakt das Bremsschütz der Hauptsteuerung einschaltet und durch seinen linken Kontakt die Zuleitung zu den Anlaßschützen unterbricht, so daß diese abfallen und den Anlaßwiderstand vor- den Anker des Hauptmotors 40 schalten, wodurch dessen Drehzahl sofort auf einen kleinen Wert, die Schleichdrehzahl, herabgesetzt wird. - Wenn die Drehzahl des Hauptmotors 40 bis auf die Schleichdrehzahl durch Relais 23 herabgesetzt und das Ankerrelais 3 abgefallen ist, wird das Schütz 22 über den Ruhekontakt des Relais 2 erregt; es schließt den Stromkreis für den ■ Motor 42 zur Verstellung der Schieberäder. Nach erfolgter Verstellung wird der Endkontakt E₄ bewegt, damit zieht :■ Relais 13 an und schaltet über den Kontakt 13 r das Einschaltschütz 21 ab.

Durch den Ruhekontakt 23 r wird beim Ansprechen des Relais 23 der Stromkreis für das Relais 4 unterbrochen. Das Relais 4 fällt ab und infolgedessen auch das Schütz 6. Über den Ruhehilfskontakt 6 r und den rechten Arbeitskontakt des Relais 8 wird nun das ■Schütz 7 zum Ansprechen gebracht, welches den Hilfsmotor 50 für den Nebenschlußregler 51 so an das Netz legt, daß die Reglerkurbel +5 In die Stellung für hohe Drehzahl zurückgeführt wird. Dabei wird der Umschalter LT₁ in die dargestellte Stellung zurückgebracht, der rechte Kontakt geöffnet und 'damit das . Relais 16 zum Abfall gebracht.
Ist die Kurbel des Nebenschlußreglers 51 in der Endstellung für hohe Drehzahl angekommen, wird "der Umschalter CZ₂ bewegt und der rechte Kontakt geöffnet. Der Selbsthalte-• Stromkreis für das Relais 8 wird damit unterbrachen, das Relais fällt ab und damit auch das Relais 23, welches die Drehzahlherabsetzung des Hauptmotors einleitete. Das Bremsschütz des Hauptantriebes wird ausgeschaltet, die Zuleitung zu den Anlaßschützen geschlossen, und der Hauptmotor 40 läuft bis auf die durch den Regler 51 eingestellte Drehzahl an.

Ist der Motor angelaufen, zieht das Ankerrelais 3 an; es schaltet die Zuleitung zu den Kontakten der Spannungsrelais 1 und 2 ein und unterbricht den Stromkreis des Schützes 22. Die Spannungsrelais sind wieder betriebsbereit und die Umschaltung auf die niedrige Geschwindigkeitsstufe beendet.

Soll die Geschwindigkeit des Hauptmotors 40 infolge Vergrößerung des Drehdurchmessers noch weiter herabgesetzt werden, so wird der Nebenschlußregler 51 durch Ansprechen der Relais 1, 4 und 6 verstellt, wie oben beschrieben. Hat der Regler 51 die Stellung für niedere Drehzahl erreicht, wird der Umschalter CJ₁ umgelegt und die nächste Geschwindigkeitsstufe eingestellt usw., bis die niedrigste Stufe erreicht ist. Jedesmal wird das Relais 23 eingeschaltet, die Motordrehzahl auf Schleichdrehzahl herabgesetzt, bei dieser Drehzahl die Verschieberäder verschoben und der Regler in die Stellung für hohe Drehzahl zurückgeführt.

Ist die Spannung der Drehzahlzeigermaschine 47 infolge Verringerung des Drehdurchmessers niedriger als die, die der eingestellten Schnittgeschwindigkeit entspricht, so fällt das Spannungsrelais 2 ab; über das Relais S wird das Schütz 7 eingeschaltet und der Regler 51 durch den Hilfsmotor 50 auf 9" »schneller« versteDt. Ist der Regier in der Stellung für höchste Drehzahl angelangt, wird der Umschalter [Z₂ umgelegt und über die Kontakte von zwei der Hilfsrelais 10 bis 13 das entsprechende Relais für die höhere Geschwindigkeit (Relais 15 bis 17) und das entsprechende Schütz 18 bis 21 für die Verstellung" der Schieberäder eingeschaltet. Über einen Kontakt dieses Schützes wird über das Relais 5 das Relais 9 an Spannung gelegt und >oo das Relais 23 zur Herabsetzung der Drehzahl des Hauptmotors 40 auf Schleichdrehzahl eingeschaltet. Wenn der Hauptmotor 40 die Schleichdrehzahl angenommen hat und das Ankerrelais 3 abgefallen ist, werden über ^l°5 Schütz 22 und die Motoren 41 und 42 die Schieberäder verstellt und damit die höhere Geschwindigkeitsstufe eingeschaltet. Durch den. Kontakt 23/· wird das Relais 5 uiid damit das Schütz 7 abgeschaltet und darauf durch no einen Kontakt des Relais 9 das Schütz 6 zum Ansprechen gebracht, das den Hilfsmotor 50 einschaltet, der den Regler in die Stellung für niedrige Drehzahl zurückführt, Nach beendetem Rücklauf der Reglerkurbel schalten die Relais 9 und 23 aus, der Motor 40 läuft wieder an, und die Umstellung· auf die höhere Geschwindigkeit ist beendet.

An Stelle der beiden Spannungsrelais 1 und 2 kann auch jede andere Einrichtung vorgesehen werden, die bei einer Änderung der Schnittgeschwindigkeit eine Änderung der

Drehzahl des Hauptmotors 40 einleitet. Es kann z. B. ein einziges Spannungsrelais gewählt werden, welches die Tätigkeit der beiden Relais übernimmt, oder es kann ein Kontaktvoltmeter mit einstellbaren Kontakten \^erwendung finden.

Je nach der vorgesehenen Art der Drehzahlregelung des Hauptmotors 40 ist natürlich die Einrichtung zur Änderung auszuführen. Bei Drehstrom-Stromwendermotoren ist z. B. die Bürstenbrücke zu verschieben, bei Flüssigkeitsantrieben sind Ventile oder Steuerschalter zu beeinflussen, und bei mechanischen Regelgetrieben ist der Regelhebel zu verstellen.

Die Verstellung der Vervielfältigungsgetriebe kann auch durch Magnetkupplungen oder durch Druckflüssigkeit oder mit Druckluft ausgeführt werden.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, sind parallel zu den Kontakten der Spannungsrelais ι und 2 Druckknöpfe 60 und 61 geschaltet. Beim Drücken eines dieser Druckknöpfe werden die gleichen Schaltvorgänge ausgelöst wie beim Schließen des Kontaktes eines der Relais 1 oder 2. Die Druckknopfsteuerung ermöglicht also mittels der gleichen Druckknöpfe nicht nur den Hauptantrieb und das Feinregelmittel zu steuern, sondern auch den Räderwechsel zu bewerkstelligen.

Es sind dann ferner noch vier Druckknopfkontakte I bis IV vorgesehen, durch die eine Einschaltung der Relais 14 bis 17 von Hand ermöglicht wird. Hierdurch kann vor Betriebsbeginn von dem Bedienungsmann festgelegt werden, in welchem Getriebebereich gearbeitet werden soll. Die genaue Einstellung der gewünschten Drehzahl erfolgt durch Einregulierung des Vorschaltwiderstandes vor den Relais 1 und 2.

Bei den bekannten Antrieben mit Regelmotor und Druckknopfsteuerung erfolgt die Drehzahlregelung des Motors durch Druckknöpfe, wobei zur Ersparnis von Schleifleitungen zwar auch bereits die gleichen Druckknöpfe verwendet werden, die zur Steuerung des Motors vorgesehen sind, jedoch wird durch diese Druckknöpfe kein selbsttätiger Räderwechsel im Getriebe eingeleitet, sondern dieser muß, wenn der Regler in seiner Endstellung angelangt ist, besonders vorgenommen werden. Dazu muß der Motor ausgeschaltet, für eine niedrige Drehzahl, die sogenannte Einrichtedrehzahl oder Schleichdrehzahl, eingeschaltet und der Räderwechsel vorgenommen werden. Nach erfolgtem Rädeiwechsel muß der Motor erneut angelassen werden. Bei der bekannten Fernsteuerung des Räderwechsels sind die gleichen Schaltschritte auszuführen.

Wenn die Arbeitsmaschine kein Feinregelmittel besitzt, z. B. wenn die Maschine von einem Deckenvorgelege oder einem Drehstrommotor mit einer Drehzahl bzw. mit zwei oder mehreren Drehzahlen bei polumschaltbarer Ausführung des Motors angetrieben wird, ist die Anwendung der Erfindung ebenfalls von großem Vorteil, weil die Bearbeitungsgeschwindigkeit annähernd gleich gehalten werden kann. Entsprechend dem Stufensprung des Getriebes, z.B. j.'a = 1,41, wird der Anzug und Abfall des elektrischen Meß- * gerätes, z. B. der Spannungsrelais 1 und 2, so ausgelegt, daß in den Grenzwerten die nächste Getriebestufe eingeschaltet wird. Die Bearbeitungsgeschwindigkeit schwankt also im Verhältnis des Getriebesprunges.

In Abb. 2 ist als Anwendungsbeispiel wieder der Spindelstock einer Drehbank nach Abb. ι dargestellt, der durch einen Drehstromrotor 40$ mit einer Drehzahl angetrieben wird. Die Bezeichnungen entsprechen denen in Abb. 1. Meist ist die Zahl der Geschwindigkeitsstufen beim Antrieb mit nur einer Drehzahl größer als 4, doch wurde der Einfachheit und Übersichtlichkeit wegen der gleiche Spindelstock wie in Abb. 1 gewählt.

Angenommen, es ist die Geschwindigkeitsstufe I für niedrige Drehzahl eingeschaltet, dann, sind die Endschalter E₁ und E₄ eingeschaltet, die Relais 10 und 13 eingeschaltet und die Arbeitskontakte dieser Relais geschlossen und die Ruhekontakte geöffnet. Wird nun der Drehdurchmesser kleiner, so sinkt die Spannung der Drehzahlzeigermaschine 47, und es fällt das Spannungsrelais 2 ab, wenn die Geschwindigkeit (Spannung) bis auf den unteren Grenzwert des Stufensprunges gesunken ist. Entspricht der größten Drehzahl und dem größten Durch- ¹Oo messer z. B. eine Spannung an der Drehzahlzeigermaschine von 100 V und ist der Stufenspruing·= 1,41, so würde das Relais 2 so eingestellt sein, daß es bei etwa 70 V abfällt und seinen Kontakt schließt. Dadurch wird fol- ·°5 gender Stromkreis für das Relais 15 geschlossen: Von N über den Ruhekontakt 23/" des Relais 23, den Arbeitskontakt des Relais 3, den Ruhekontakt des Relais 2, den unteren Arbeitskontakt 10 und des Relais 13 zur Spule des Relais 15 und nach P. Das Relais 3 ist so eingestellt, daß es bei der Schi eich drehzahl seinen Arbeitskontakt öffnet und seinen Ruhekontakt schließt. Das Relais 15 zieht an und schaltet das Schütz 20 in folgendem Stromkreis ein: Von N über den linken Kontakt des Relais -i 5, den Ruhekontakt 12 >■ des Relais 12, die Spule des Schützes 20 nach P. Das Schütz 20 zieht an, hält sich über seinen Hilfskontakt 20,« nach N und schließt seine Hauptkontakte zur Einschaltung des Hilfsmotors 42, doch erhält der Motor noch keinen

Strom, weil das Geschütz 22. seine Kontakte geöffnet hat. Das Schütz 20 schließt seinen Hilfsarbedtskontakt 2Qß_1; über den das Relais 23 wie folgt an Spannung gelegt wird: \^ron N über den Arbeitskontakt 20^₁, die Spule des Relais 23 nach P. Das Relais 23 zieht an und schaltet den Motor 40,2 "auf Einrichteschleichdrehzahl. Die Schaltung hierfür ist je nach dem verwendeten Motor verschieden und ist im Ausführungsbeispiel nicht dargestellt. Bei * Schleifringmotoren schaltet man z. B. in den Läufer einen großen Widerstand ein, so daß der Motor mit sehr kleiner Drehzahl läuft. Bei Kurzschlußläufermotoren kann die Schleichdrehzahl durch kurzzeitige Stromstöße erzielt werden, z. B. dadurch, daß ein Schütz über einen Zeitschalter in Pausen kurzzeitig eingeschaltet wird. Es kann auch eine mechanische Anordnung, bestehend z. B. aus Kupplung und Bremse usw., zur Erzielung der Schleichdrehzahl während des Räderwechsels vorgesehen werden. Hat der Motor 40a die Schleichdrehzahl angenommen, so sinkt entsprechend der niedrigen Drehzahl die Spannung der Drehzahlzeigermaschine 47, das Relais 3 fällt ab, schließt seinen Ruhekontakt 3;' und öffnet seinen Arbeitskontakt 31«. Durch das Schließen des Kontaktes 3/ wird der Stromkreis für das Schütz 22 geschlossen: Van N über den Ruhekontakt 3/-, den Arbeitskontakt 23Ä zur Spule des Schützes 22 nach/³. Das Schütz 22 zieht an und schaltet die Stromzuführung zu dem Hilfsmotor 42 ein. Der Hilfsmotor 42 läuft an und bewegt den A^erschiebeblock gegen, den Endschalter E₃. In der Endstellung wird der Endschalter Ij₃ bewegt, dadurch zieht das Relais 12 an und schaltet durch öffnen seines Ruhekontaktes I2r das Schütz 20 ab. Nun fällt auch das Relais 23 ab, weil der Hilfskontakt 2Oa₁ geöffnet wird. Die Schaltung des Motors für Schleichdrehzahl wird aufgehoben, und der Motor läuft wieder an. Ist der Anlauf beendet, dann läuft die Drehbankspindel mit der Geschwindigkeit II, und damit ist die Be-. arbeitungsgeschwindigkeit auf den eingestellten Wert erhöht worden. Die Drehzahlzeigermaschine 47 erzeugt durch die höhere Drehzahl eine der eingestellten Bearbeitungsgeschwindigkeit entsprechende Spannung, die Relais 2 und 3 ziehen an, der Kontakt des Relais 2 wird geöffnet und der Kontakt 3 α des Relais 3 geschlossen. Der Räderwechsel ist beendet und die Einrichtung wieder im Betrieb. Bei weiterer \^rerringerung des Drehdurchmessers wird in gleicher Weise, wie oben beschrieben, die nächste Geschwindigkeitsstufe eingeschaltet usw., bis die höchste Stufe erreicht ist.

In gleicher Weise wird bei einer Vergrößerung des Durchmessers die nächstniedrigere Geschwindigkeitsstufe selbsttätig eingeschaltet, wenn die Bearbeitungsgeschwindigkeit über den eingestellten Höchstwert steigt und. das Spannungsrelais 1 anzieht. Durch das Schließen, des Spannungsrelais 1 schaltet das entsprechende Relais 16, 15 oder für die nächste Geschwindigkeitsstufe ein, dann werden die entsprechenden Schütze für den Räderwechsel eingeschaltet und dieser durchgeführt, wenn die Drehzahl des Hauptmotors 40 α auf Schleichdrehzahl durch Einschaltung des Relais 23 gesunken ist und das Schütz 22 angezogen hat. Nach erfolgtem Räderwechsel läuft der Motor wieder an, und nach dem Anziehen des Relais 3 ist die Einrichtung wieder im normalen Betrieb.

Ist der Antriebsmotor als polumschaltbarer Motor ausgeführt, so wird durch entsprechende Ausbildung und Anordnung der Schütze zur Einleitung des Geschwindigkeitswechsels die zugehörige Motordrehzahl eingeschaltet und, wenn erforderlich, der Räderwechsel vorgenommen.

Durch die Druckknöpfe 60 und 61 kann unabhängig von der selbsttätigen Regelung der Bearbeitungsgeschwindigkeit durch die Spannungsrelais 1 und 2 der Räderwechsel willkürlich herbeigeführt werden.

Durch die Druckknöpfe I bis IV kann im Ruhezustand der Maschine der gewünschte Arbeitsbereich eingestellt werden.

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Claims

Patentanspruch:

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Elektrische Steuervorrichtung für mit elektromotorischem Antrieb ausgerüstete Werkzeugmaschinen mit kreisender Arbeitsbewegung, insbesondere Drehbänke, bei denen- zwischen Antriebsmotor und Arbeitsspindel ein ebenfalls elektrisch ge- ' steuertes Zahnradwechselgetriebe eingeschaltet ist und bei denen zur Aufrechterhaltung einer beliebig einstellbaren Arbeitsgeschwindigkeit, z. B. beim Plandrehen auf einer Drehbank, der Antriebsmotor zunächst elektrisch ausgeregelt und nach Erreichen der Grenzen dieser Ausregelung auf eine geringere Drehzahl herabgeregelt wird, dann die Räder des Zahnradwechselgetriebes auf die gewünschte Stufe durch elektrische Verstelleinrichtungen verstellt werden, die sich in der neuen Betriebsstellung durch Endschalter selbst abschalten, durch die auch der Hauptmotor gesteuert wird, der nach der Verstellung auf die eingestellte Arbeitsdrehzahl hochgeregelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur selbsttätigen Auslösung aller S teuer vorgänge eine durch Spindeldrehzahl und Planbewegung des Werkzeugschlittens beeinflußte, beispielsweise

mittels eines elektrisch gesteuerten Getriebes (43, 46) ferngesteuerte, in Abhängigkeit von der Schnittgeschwindigkeit koniaktgebende Hilfseinrichtung (Drehzahlzeigermaschine 47 mit Spannungsrelais i, 2) den Antriebsmotor (40) über Schaltrelais (4, 5) und Schützen (6, 7), soweit möglich, elektrisch ausregelt und nach Erreichen der Grenzen des Ausregelbereiches oder des Drehzahlbereiches durch Umschalter (U₁, U₂) über Arbeitskontakte der der bisher benutzten Vorgelegestellung zugeordneten Stellungsrelais (10 bis 13) das der neu einzu schaltenden Vorgelegestellung zugeordnete Steuerrelais (14 bis 17) zum Ansprechen bringt, das zunächst über ein Hilfsrelais (23) die Herabregelung des Antriebsmotors (40) auf Umschaltdrehzahl bewirkt und dann über einen geschwindigkeitsabhängigen Schalter (3) die Vorgelegeverstellmittel (41, 42) einschaltet, die sich in der neuen Endstellung über die Stellungsrelais (B₁ bis £₄, 10 bis 13) selbst abschalten, und darauf nach gegebenenfalls erfolgter Rückstellung der Feinregelmittel (67, 50, 51) den Antriebsmotor erneut anläßt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen