-
Zeitrelaisanordnung, insbesondere für Vorschubsteuerungen von Werkzeugmaschinen
In der Technik besteht ein großes Bedürfnis nach Zeitrelais mit großem Regelbereich
der Laufdauer. Meist beträgt der einstellbare Zeitbereich im Höchstfalle r : r o,
also- z. B. o, i bis I Sekunde oder r bis r o Sekunden usw. In vielen Fällen
werden aber wesentlich größere Bereiche gefordert. Dies gilt insbesondere für Zeitrelaie
in Vorschubsteuerungen für Werkzeugmaschinen, bei denen mittels eines Zeitrelais
-die Vorschubdauer bzw. der Vorschubweg begrenzt wird. Beispielsweise kann mittels
eines Zeitrelais bei selbsttätigen Kopierfräsmaschinen, bei denen das Muster in
Zeilen abgetastet wird, der Vorschub quer zur Zeilenrichtung gesteuert und damit
der Abstand der Zeilen bestimmt werden. Bei Revolverautomaten können Zeitrelais
zur Begrenzung der Vorschubwege der einzelnen Werkzeuge verwendet werden. Aber auch
für zahlreiche andere Maschinen lassen sich solche Zeitrelais mit Vorteil anwenden,
da man hierdurch die Vorschubräderkasten einsparen kann. Insbesondere gilt dies
auch für den Vorschubantrieb bei einer Stoßmaschine. Wollte man mit einem mechanischen
Räderkasten' dasselbe erreichen wie mit dem Zeitrelais, so müßte man ein Getriebe
mit zoo Stufen vorsehen.
-
Ein großer Einstellbereich eines Zeitrelais ist nun aber mit dem Nachteil
verbunden, daß die erzielbare Genauigkeit der Einstellung um so kleiner ist, je
größer der Einstellbereich ist. Um diesen Nachteil zu vermeiden und trotz großem
Einstellbereich eine große Einstellgenauigkeit zu ermöglichen, ist erfindungsgemäß
eine Kombination von mehreren für sich einstellbaren Zeitrelais vorgesehen. :Diese
Zeitrelais sind mit je einem durch eine Feder in einer Ausgangslage gehaltenen,
elektromagnetisch mit einer über ein übersetzungsgetriebe dauernd angetriebenen
Kuppelscheibe kuppelbaren Schaltarm versehen. Das erste Zeitrelais ist innerhalb
des ganzen Einstellbereichs grob einstellbar, und die übrigen sind ihrer Anzahl
entsprechend auf immer kleiner werdende "Teilbereiche des gesamten
Einstellbereichs
fein einstellbar. Von dem durch den Einschaltimpuls eingeschalteten Kupplungsmagneten
des Grobeinstellungsrelais beginnend, schaltet jedes Zeitrelais mittels eines nach
dem Ablauf der auf ihm eingestellten Zeit (oder des Vorschubweges) von seinem Schaltarm
geschlossenen Kontaktes den Kupplungsmagneten des nächsten Zeitrelais ein, und nach
Ablauf der eingestellten Gesamtzeit gibt der Schaltarm des letzten Relais den Ausschaltimpuls
für den Antrieb.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit drei
nach dem Zehdersystem einstellbaren Zeitrelais dargestellt.
-
Die schematisch dargestellten Zeitrelais sind von gleicher Bauart,
so. daß es genügt, das erste allein näher zu beschreiben. Von -einem Synchronmotor
S, wird über ein Getriebe Crl die Welle Dl und das auf ihr befestigte Reibrad R,
einer Kupplung angetrieben, durch die die Welle D@1 mit einer Welle W1 gekuppelt
werden kann, auf der ein Schaltarm B1 für den Kontakt I(1 befestigt ist. Auf dem
unteren Teil der Welle W1 ist die Lagerung für zwei l#:upplungshebe1H1 befestigt.
Auf dem mittleren Teil der Welle W1 ist dieser gegenüber axial verschiebbar der
Teil P, gelagert, dessen oberes Ende mit dem Anker eines Magneten Ml gekuppelt ist
und dessen unteres Ende mit einem halbkugelförmigen Teil N1 versehen ist. Wenn der
Magnet Ml eingeschaltet wird, hebt er den Teil P1 an, wobei das halbkugelige Ende
NI der Welle W1 sich gegen die oberen Enden der Kupplungshebel Hl legt und diese
um ihre auf der Welle W1 befestigte Lagerung schwenkt, so daß die unteren Enden
der Hebel Hl sich gegen das Reibrad Rl legen. Sobald auf diese Weise die Kupplung
zwischen der Welle W1 und dem Reibrad R1 hergestellt ist, wird die Welle 147., aus
der dargestellten Ausgangslage gedreht, bis der Schaltarm B, den Kontakt I(1 schließt.
Bei der Drehung der Welle W1 wird eine Spiralfeder F1 gespannt, die die Welle W1,
sobald der Magnet Ml aberregt und infolgedessen die Kupplung mit der Antriebswelle
aufgehoben wird, in die Ausgangslage zurückdreht, in der sich ein an der Welle W1
befestigter StiftStl gegen einen AnschlagAl legt. Der Anschlag A1 ist an einem in
Achsrichtung mit der Welle W, gelagerten Kegelrad L1 befestigt, das über ein zweites
Kegelrad durch Drehen eines Zeigers Z, verdreht werden kann. Auf diese Weise ist
die Ausgangslage der Welle W1 und damit der Hub des Zeitrelais einstellbar. Das
Getriebe Crl zwischen dem Synchronmotor und der Antriebswelle131 ist bei dem ersten
Zeitrelais so bemessen, daß es bei dem größten eingestellten Hub nach ioo Selzunden
den Kontakt K1 schließt. Die Skala Skl ist entsprechend unterteilt, und zwar genügt
die Unterteilung durch io Teilstriche, also von io:io Sekunden. Bei Verwendung des
Zeitrelais für eine Vorschubsteuerung kann die Skala auch auf Einheiten des Vorschubweges,
beispielsweise auf o bis i oo mm Vorschubweg, geeicht sein.
-
Das Getriebe G. des zweiten Zeitrelais ist so ausgelegt, daß der Schaltarm
B= bei dem größten eingestellten Hub den Kontakt K_ ,, hach io Sekunden schließt.
Das zweite Zeitrelais besitzt also einen Einstellbereich von o bis i o Sekunden
(bzw. o bis i o mm Vorschubweg) mit einer Unterteilung der Skala in Sekunden (bzw.
Millimetern).
-
Das Getriebe G3 des dritten Zeitrelais ist so bemessen, daß der Kontakt
K3 bei größtem Hub nach i Sekunde geschlossen wird, und dementsprechend besitzt
das dritte Zeitrelais einen Einstellbereich von o bis i Sekunde (bzw. o bis i mm
Vorschubweg) mit Unterteilung der Skala in 1A, Sekunden (bzw. '/,o Millimetern).
-
Es sei beispielsweise angenommen, daß bei Verwendung der Zeitrelaisanordnung
zur Steuerung eines Vorschubmotors die Skalenscheiben in der obenerwähnten Weise
auf Einheiten des Vorschubweges unterteilt sind und daß ein Vorschubweg von 54.,3
mm eingestellt werden soll. Das erste Zeitrelais für die Grobeinstellung wird nun
auf den fünften Teilstrich gleich 5o mm, das zweite Zeitrelais für die mittlere
Einstellung auf 4. mm und das letzte Zeitrelais für die Feineinstellung auf o,3
mm eingestellt. Gleichzeitig mit der Einschaltung des Vorschubmotors wird der Einschaltkontakt
E schlossen, wodurch der Magnet Ml des ersten Zeitrelais an Spannung gelegt wird.
Der Magnet Ml kuppelt die Welle W, mit der Antriebswelle Dl, und nach der dem eingestellten
Vorschubw eg von 5o mm entsprechenden Zeit wird der Kontakt I(1 geschlossen, der
den Magneten M. des zweiten Zeitrelais an Spannung legt. Das zweite Zeitrelais läuft
an und schließt nach Ablauf der einem Vorschubweg von qmm entsprechenden Zeit den
Kontakt I(2, wodurch der Magnet M3 des dritten Zeitrelais eingeschaltet wird, das
anläuft und nach dem eingestellten Vorschubweg von o,3 mm den Kontakt I(3 schließt,
über den das Zeitrelais T eingeschaltet wird, das mittels eines nicht dargestellten
Konta)aes den Stromkreis des Vorschubmotors unterbricht und durch Öffnen seines
Kontaktes A. sämtliche Magnete Ml bis 1113 abschaltet, so daß alle Zeitrelais durch
die Spiralfedern Fl. bis F3 in die Ausgangslage zurückbewegt werden.
-
Soll ein Vorschubweg von 54.,o mm gewählt werden, so ist bei gleicher
Einstellung der Zeitrelais für Grob- und mittlere Einstellung wie vorher das Zeitrelais
für die Feineinstellung
auf Null zu bringen. Dadurch wird der Kontakt
1@3 geschlossen, so daß nunmehr nach Abgabe des Einschaltimpulses und nach dem Ablauf
der beiden Zeitrelaix für grobe und mittlere Einstellung über den bereits geschlossenen
Kontakt 1(3 das Schaltrelais T Spannung erhält, sobald das zweite Zeitrelais den
Kontakt I(2 schließt. Wie man hieraus ersieht, kann jeder beliebige Wert auf den
Skalen eingestellt werden. Wird z. B. ein Vorschubweg von nur o,3 mm benötigt, so
ist das Zeitrelais für die Grobeinstellung auf den Wert Null einzustellen, wodurch
der Kontakt IKi geschlossen wird. Das gleiche gilt auch für das Zeitrelais für die
mittlere Einstellung. Da in diesem Falle die beiden Kontakte I@1 und 1(2 dauernd
geschlossen sind, erhält nach Abgabe des Einschaltimpulses sofort der Magnet M3
des Zeitrelais für die Feineinstellung Spannung. Nach Ablauf der eingestellten Zeit,
die einem Weg von o,3 mm entspricht, wird der Kontakt 1(3 geschlossen und dadurch
das Schaltrelais T eingeschaltet.
-
Will man an einer Maschine den Vorschub auf genauen Wert bringen,
so kann man die Grobeinstellung mittels des ersten Zeitrelais mit etwas Untermaß
wählen. Mit dem Zeitrelais für die Feineinstellung kann man dann die Maschine noch
so, einregulieren, daß der am Skalenring der Maschine ablesbare Vorschubweg genau
der gewünschten Größe entspricht.
-
Die Zeitrelais .können selbstverständlich in einem gemeinsamen Kasten
eingebaut werden. Die Skalenscheiben können dabei auch über-.einander angeordnet
werden, wobei mittels der untersten Scheibe die Grobeinstellung, vorgenommen wird
und durch die Baraufliegenden Scheiben die Mittel- bzw. Feineinstellung durchgeführt
wird.
-
Die Synchronmotoren können bei großer Schalthäufigkeit dauernd eingeschaltet
bleiben, wobei sie infolge ihres geringen-Drehmomentes unter Strom stehenbleiben,
wenn der Schaltarm, z. B. B3, den Kontakt h'3 schließt und hierdurch die Welle W3
an der Weiterdrehung hindert.