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Vorschubsteuerung für Werkzeugmaschinen Die vorliegende Erfindung
bezieht sich auf eine Vorschubsteuerung für Werkzeugmaschinen, deren Vorschubspindel
mit einem dauernd laufenden Antrieb durch eine elektromagnetische Kupplung in Verbindung
steht, die im Takt mit einem hin und her gehenden Tisch erregt und jeweils durch
eine über die Kupplung und gegebenenfalls ein Stufengetriebe angetriebene Schalttrommel
wieder stromlos gemacht wird.
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Vorschubsteuerungen dieser Art bieten den üblichen .Schrittschaltwerken
gegenüber den Vorteil, daß sowohl kleinere als auch sehr große Vorschubstrecken
mit hoher Genauigkeit geschaltet werden können und daß eine Leerbewegung zur Vorbereitung
der Vorschubschaltung in Fortfall kommt.
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Bei. einer bekannten Vorschubeinrichtung dieser Art ist die Schalttrommel
mit dem angetriebenen Teil der Kupplung durch ein Reibflächenpaar verbunden, das
außer Eingriff kommt, wenn die Kupplung durch die Schalttrommel stromlos gemacht
wird. Alsdann wird die Schalttrommel entweder durch einen Reibantrieb oder durch
eine Uhrfeder wieder in die Ausgangslage zurückgebracht, um in die Bereitschaftsstellung
für die nächste Vorschubschaltung zu gelangen. Erfindungsgemäß wird eine wesentliche
Vereinfachung der Vorschubeinrichtung dadurch erzielt, daß die Schalttrommel in
ständiger bewegungsschlüssiger Verbindung mit dem angetriebenen Teil der Kupplung
steht und mindestens einen Kranz von Schaltgliedern, z. B. Nocken oder Kontakten,
hat, die während des Umlaufes der Schalttrommel nacheinander zur Wirkung kommen.
Infolgedessen braucht die Schalttrommel nicht jedesmal zurückgedreht zu werden,
wenn sie die Elektromagnetkupplung stromlos gemacht hat, sondern sie bleibt dann
mit dem angetriebenen Teil der ausgerückten Kupplung in Ruhe, bis die nächste Vorschubschaltung
erfolgt. Dann dreht sich die Schalttrommel mit dem angetriebenen Teil der Elektromagnetkupplung
in der gleichen Richtung weiter, bis ihr nächstes Schaltglied zur Wirkung kommt
und die Kupplung wieder stromlos macht. Hierdurch erübrigen sich also die Mittel
zum jeweiligen Zurückdrehen der Schalttrommel in .die Ausgangslage. Die Zahl
der
Sclialtgliedcr des Kranzes kann beliebig gewählt «-erlen. Die Erfindung erstreckt
sich auch auf den Grenzfall, in welchem nur ein einziges Schaltglied vorgesehen
ist, das dann jeweils eine zolle Umdrehung in derselben Richtung zurücklegt. bis
es wieder zur Wirkung kommt.
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Um das -Maß des Vorschubes zu veriiiirlern, ist bei der bekannten
Einrichtung das Schaltglied auf der Schalttrommel derart verstellbar, daß es in
seiner Ausgangsstellung um einen mehr oder weniger langen Winkelweg von dem zu betätigenden
Schalter entfernt ist. Die Verstellung kann man nur bei stillstehender Schalttrommel,
also bei Stillstand cler Maschine, vornehmen. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung
sind indessen mehrere Kränze von Schaltgliedern auf der Trommel angeordnet, und
es ist jeweils ein Kranz durch Voreinstellung der Vorschubeinrichtung auswechselbar,
wobei die Kränze sich durch die Anzahl ihrer Schaltglieder unterscheiden. Die Mittel
zur @-oreinstellung lassen sich ohne weiteres so ausgestalten, daß man sie während
des Laufes der Maschine bedienen kann.
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Um den Einstellbereich der Vorschub-:trecke noch ztt vergrößern, kann
bei der bekannten Einrichtung ein Stufengetriebe zwischen der Elektroni.agnetkupplung
und der Schalttromel eingeschaltet sein. Diese Mal.lnahine kann auch beim Gegenstand
der vorliegenden Erfindung zum gleichen Zweck angewendet «-erden. Außerdem kann
ein weiteres Stufengetriebe zwischen der Kupplung und der Vorschubspindel vorgesehen
werden, «-as ebenfalls an sich bekannt ist.
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In der Zeichnung sind verschiedene Ausfülirungäheispiele der Erfindung
veranschaulicht. und zwar zeigt Fig. i ein- schematische Darstellung der Vorschubspindel,
ihrer Antriebskupplung und der Schaltwalze finit dein Schaltschema, Fig. 2 einen
Ouerschnitt durch eine abgeänderte Form der Schaltwalze, und Fig.3 eine dritte Ausführungsform
der Schaltwalze.
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Die scheniätich bei in angedeutete -'orschubspindel, die den Werkreuglialter
der Hobelmaschine quer zum hin und her gellenden bei 'I i i angedeuteten Tisch verstellt,
wird von einer nnotorisch angetriebenen Welle 12 aus über eine elektroniagnietische
Kupplung 13 angetrieben. Zu diesem Zweck ist die Iiupplnng 13 zwischen der Welle
12 und einer Schneckenwelle 1..1 eingeschaltet, die über ein Stufengetriebe 15 beliebiger
Bauart finit .der Spindel io verbunden ist. Eine auf der Welle 1q.befestigte Schnecke
1£i treibt ein Schneckenrad 1; an, das über ein Stufengetriebe 18 beliebiger Bauart
mit einer Schaltwalze i9 verbunden ist. Diese Schaltwalze trägt Schaltglieder in
Gestalt voll -Nocken 2(-), die in mehreren Kränzen um- den Einfang der Schaltwalze
li.erum verteilt sind. Der ganz rechts befindliche Kranz enthält acht derartige
Nocken, der links daneben berindliche sieben, der folgende sechs und so fort. Die
Nocken 2o dienen dazu, einen elektrischen Schalter 2i zu . betätigen, der durch
eine Feder gewöhnlich geschlossen wird, aber durch die Nocken 2o geöffnet werden
kann. Der Halter, in dem dieser Schalter verschiebbar geführt ist, kann von Hand
längs der Trommel verstellt werden, um wahlweise in den Bereich einer der Kränze
gebracht zu werden. Parallel zu denn Kontakt 29 ist ein Druckknopfschalter
30 gelegt.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Wenn der Tisch am Ende seines Arbeitshubes
anlangt, schließt er einett Anstoßschalter 22. Das ist schematisch in der Weise
angedeutet, daß ein ani Tisch befindlicher Nocken 23 kurz vor Erreichen des Hubendes
die Schaltstange anliebt. Es wird dadurch folgender Stromkreis geschlossen: r\etzleitunlg
24, Leitung 25, Schalter 22, Leitung 26, Schaltschnitz -2;. Netzleitunga8. Der Kontakt29
des Schaltschützes wird dadurch geschlossen und ruckt die Kupplung 13 ein. so daß
die Welle i.1, die bis dahin still stand, numnehr von der ständig unilaufenden Welle
12 aus angetrieben wird. Infolgedessen setzt :ich die Vorschubspindel 1o in Bewegung.
Während dies geschieht, ist der Schalter 21 durch einen Nocken 20 geöffnet.
Da nunmehr aber die Walze ig in Pfeilrichtung einzulaufen beginnt, wird der Schalter
21 freigegeben und schließt sich. Umnittelbar darauf beginnt der Tisch i i seinen
Rücklauf und trennt den Schalter 22. Das Schütz 27 bleibt daher über Leitung 25,
Schalter 21 und Leitung 26 erregt, so daß der Vorschubantrieb der Spindel io andauert.
Sobald jedoch der nächste Nocken desjenigen Kranzes, in dessen Bereich der Schalter
21 eingestellt ist, auf die Nockenrolle des Schalters aufläuft und diesen öffnet,
fällt das Schaltschütz 27 ab und rückt die Kupplung 13 aus. Um zu verhindern, daß
die Welle 14 unter der Wucht der mit ihr uranlaufenden Teile über die Stillstandsstellung
hinaus läuft, kann in an sieh bekannter Weise eine elektromagnetische Bremse vorgesehen
werden, die zur Kupplung 13 parallel geschaltet ist und beim Stroinloswerden unter
der Wirkung einer Feder einfällt.
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Die nächste Vorschubbewegung wird erst wieder dadurch eingeleitet,
daß der Tisch i i; den Schalter 22 schließt.
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Zunächst sei angenommen, daß die beiden Stufengetriebe 15, 18 auf
das Übersetzungsverhältnis i : 1 eingestellt seien oder ganz
fehlen.
In diesem Fall wird die Länge des erzielten Vorschubs lediglich durch die Einstellung
des Schalters 21 gegenüber der Walze ig bestimmt. Sie hängt ab von der Wahl des
durch diese Einstellung wirksam werdenden Kranges von Schaltgliedern 2o. Denn je
größer der Winkelabstand dieser Schaltglieder ist, um so länger bleibt die Kupplung
13 eingerückt und um so weiter wird daher die Vorschubspindel io von der Welle 12
aus angetrieben.
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Tun ist es aber häufig erwünscht, einen wesentlich größeren Bereich
von Vorschubstrecken beherrschen zu können, als es auf diese Weise geschehen kann.
Diese Möglichkeit wird durch verschiedene Einstellungen des Stufengetriebes i8 geschaffen.
Wird dieses auf ein Übersetzungsverhältnis von i : io eingestellt, so daß die Walze
nur ein Zehntel so schnell umläuft wie das Schneckenrad 17, ergeben sich die zehnfachen
Vorschubstrecken wie bei einem Übersetzungsverhältnis von i : i. Sieht man außerdem
zehn Kränze von Schaltgliedern vor, deren letzter zehn @Nocken2o enthält, so ergibt
sich eine gleichmäßige Abstufung der Vorschubstrecken. Denn an die Vorschubstrecke,
:die beim Übersetzungsverhältnis von i : io durch den Zehnerkranz gesteuert wird,
schließt sich lückenlos die Vorschubstrecke an, die beim Übersetzungsverhältnis
von i : i, also bei zehnfach so schnellem Umlauf der Schaltwalze ig, durch den Zweierkranz
gesteuert wird.
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Freilich benötigt der Vorschub auch die zehnfache Zeit, wenn der Antrieb
der Schaltwalze ig durch -das Wechselgetriebe 18 auf 1 : io untersetzt wird. Zieht
man es vor, den Vorschub stets in derselben Zeit herbeizuführen, so kann man statt
des Getriebes 18 das Getriebe 15 vorsehen. In diesem Fall bestimmt die Wahl eines
der Kränze der Schaltglieder 2o, wieviel Umdrehungen die Kupplung 13 überträgt und
wie lange .daher der Vorschubantr ieb währt. Das Getriebe 15 ermöglicht es aber
unabhängig davon, die Vorschubstrecke zu verändern, die bei einer bestimmten Einstellung
es Walzenschalters erzielt wird. Freilich verändert eine Verstellung des Getriebes
15 die erforderliche Vorschubleistung. Treibt man die Welle 1-2 durch einen eigenen
Motor an, muß man diesen .daher so groß bemessen, daß er dem durch das größte Übersetzungsverhältnis
des Getriebes 15 bedingten Leistungsbedarf entspricht.
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Die Erfindung kann in mannigfacher Weise abgeändert werden. So kann
die Schaltwalze ig die elektrische Verbindung zwischen den Leitungen 25 und 26 durch
leitende Belegungen oder deren Unterbrechungen steuern. Auch können ebenso Viel
Schalter 2i vorgesehen werden, als die Trommel ig""Kränze von Schaltgliedern aufweist.
In diesem Fall wird jeweils einer der Schalter 2i durch einen von Hand voreinstellbaren
@N'ählerschalter ausgewählt. Ferner wird in der Regel nicht nur eine Vorschubspindel
io vorgesehen, sondern mit dieser noch eine zweite gegenläufige Vorschubspindel
gekuppelt, die dem Ruclczug dient. Es wird dann in bekannter Weise durch Kupplungen
die eine oder die andere Vorschubspindel ausgewählt. Schließlich kann man durch
Einschalten des Druckknopfschalters 3o die Kupplung 13 dauernd einschalten, um den
Werkzeughalter schnell bis in jede gewünschte Stellung laufen zu lassen, unabhängig
von der jeweiligen Einstellung des Walzenschalters 19, 21.
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Eine sehr genaue Wirkung der Schaltwalze ig erhält man, wenn diese
und der von ,ihr gesteuerte Kontakt so ausgebildet sind, wie es in der Fig.2 der
Zeichnung dargestellt ist. Bei dieser Ausführung haben die Zähne 2o steil abfallende
Rückseiten 31. Der insgesamt mit 21 bezeichnete Kontakt besteht hierbei aus einen
Schaltarm 32, der durch eine Blattfeder 3.3 in Anlage an die Schaltwalze ig gehalten
wird und mit einem federnden Gegenkontakt 34 so lange in Berührung steht, bis der
Schaltarm 32 von der rückwärtigen Kante des jeweils auf ihn einwirkenden Zahns 2o
abfällt. Dann öffnet sich der Schalter bei einer Winkelstellung der Walze, die sehr
genau bestimmt werden kann.
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Der Gegenkontakt 34 kann in Fortfall kommen, wenn er durch leitende
Belegungen ersetzt wird, die auf den Außenflächen 35 der Zähne angebracht sind und
sämtlich mit der Leitung 25 in Verbindung stehen, während die Leitung 26 an den
Kontaktarm 32 angeschlossen ist.
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In den Rahmen der Erfindung würde es auch fallen, wenn die Schaltwalze
die Maschine auf photoelektrischem Wege steuert. Das könnte z. B. so geschehen,
dar eine im Innern der Schaltwalze vorgesehene Lichtquelle durch öffn ngen der umlaufenden
Walze Lichtstrahlen aussendet; die auf photoelelztrische Zellen treffen und dadurch
dieselbe Wirkung herbeiführt, wie die Nocken 2o im Zusammenwirken mit dem Schalter
21. Es ist dies in Fig. 3 gezeigt.