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Sicherheitsvorrichtung für regelbare Schleifscheibenantriebe Es ist
bekannt, daß die Einhaltung einer genügend hohen Schleifscheibenumfangsgeschwindigkeit
für die Ergebnisse jeder Schleifarbeit in technischer und wirtschaftlicher Beziehung
von: ausschlaggebender Bedeutung ist. Deshalb werden bei vielen Schleifmaschinen
die Schleifscheibenantriebe zwei-oder mehrstufig ausgeführt, damit sowohl neue als
auch abgenutzte Scheiben wenigstens angenähert mit der für die Erzielung der gewünschten
Umfangsgeschwindigkeit erforderlichen Drehzahl laufen können. In neuester Zeit sind
sogar Bestrebungen im Gange, die eine noch weitergehende und feiner gestufte Regelung
der Scheibenumfangsgeschwindigkeiten verwirklicht sehen wollen, und zwar für einen
verhältnismäßig großen Bereich, dessen obere Grenze durch die behördlich festgelegten
Höchstgeschwindigkeiten gegeben ist, während die niedrigeren Geschwindigkeiten hauptsächlich
auf Grund neu gewonnener Erkenntnisse in der Bearbeitung bisher unbekannter Werkstoffe
oder in ähnlichen. Sonderfällen angewendet werden sollen.
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Hand in Hand mit dieser Ausdehnung der Geschwindigkeitsregelung erweist
sich der Einbau von Sicherheitsmaßnahmen als notwendig, die ein Überschreiten der
zulässigen Umfangshöchstgeschwindigkeit der Schleifscheiben bei der Veränderung
der Scheibendrehzahl zuverlässig verhindern. Solche Maßnahmen waren bisher nur bei
den
sogenannten Vorlageschleifmaschinen oder Schleifböcken bekannt, die zum Schärfen
von. Werkzeugen dienen und bei denen die Werkstücke auf einer vor der Schleifscheibe
angeordneten Platte aufgelegt und von; Hand gegen die Schleif-Scheibe geschoben
werden: Um an, diesen Maschinen eine Überschreitung der zulässigen Scheibenr umfangsgeschwindigkeit
bei Verwendung der zweiten und folgernden Drehzahlstufen des- Vorgeleges unmöglich
zu machen, sind meist Vorkehrungen getroffen, die das Umlegen des Antriebsriem@erns
im Vorgelege von der Grundscheibe auf die folgenden Stufen nur bei gewissen Stellungen
der Werkstückauflage gestatten,. Den Anordnungen liegt die Überlegung zugrunde,
daß die Werkstückauf lage entsprechend dem Fortschreiten der Scheibenabnutzung und
der damit verbundenen S cheibendurchmesserverringerung mehr oder minder zwangsläufig
der Scheibenachse genähert werden muß. Aber erst, wenn der Scheibendurchmesser so
weit verkleinert ist, daß beim Einschalten der nächsthöheren Drehzahlstufe die zulässige
Umfangsgeschwindigkeit der Schleifscheibe nicht mehr überschritten wird, wird beim
Verstellen der Werkstückauflage eine V erriegelungsvorrichtung für den Riemenrücker
ausgerückt.
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Es sind weiter Vorrichtungen bekannt, bei denen ein mit der Schutzhaube
in Verbindung stehender Maschinenteil elektrische Kontakte derart steuert, daß der
zugehörige Motor nur die dem jeweiligen; Durchmesser der Schleifscheibe entsprechende
Höchstdrehzahl erreichen kann. Eine: Regelung der Drehzahl des Motors in dem: Sinn,
daß, auch niedrigere Drehzahlen eingestellt werden können; ist mit dieser Einrichtung
nicht möglich.
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Diese verhältnismäßig einfachen Anordnungen sind bei Schlefscheibenantrieben
mit vielstufiger oder stufenloser mechanischer oder elektrischer Drehzahlregelung
nicht in den Fällen anwendbar, in denen eine Drehzahländerung während des Betriebes
innerhalb des zulässigen Geschwindigkeitsbereiches ohne weiteres möglich, aber gleichzeitig
volle Sicherheit gegen das Überschreiten der zulässigen Höchstgeschwindigkeit gegeben
sein soll. Hierfür müssen neue Wege erschlossen werden. Eimer hiervon, der besonders
einfach und zweckmäßig erscheint, liegt der im folgenden zu beschreibenden Erfindung
zugrunde.
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Nach der Erfindung wird bei jeder Drehzahländerung durch das Verstellglied
des Geschwindigkeitswechseigetriebes -ein Sperrglied für die Verstellbewegung gegenüber
einem. höhenveränderlichen Anschlag verschoben, dessen, Stellung in der Bahn des
Sperrgliedes von der jeweiligen Stellung des vom Schleifscheibendurchmesser abhängigen
Maschinenteils (Schleifscheibenschutzhaubenteils), mit dem er verbunden ist, bestimmt
wird. Der Anschlag macht eine einer weiteren Drehzahlsteigerung entsprechende Bewegung
des Verstellgliedes von dem Zeitpunkt an unmöglich, in dem die dem Schleifscheibendurchmesser
entsprechende zulässige Höchstdrehzahl erreicht ist. Sobald diese zulässige Höchstgeschwindigkeit
erreicht ist, liegt entsprechend der Einstellung des Verstellgliedes das Sperrglied
auf dem ihm zugeordneten Anschlag auf und verhindert so ein W eiterschalten des
Geschwindigkeitswechselgetriebes. Die Einstellung einer beliebigen niedrigeren Drehzahl
dagegen ist jederzeit bei jedem Schleifscheibendurchmesser ohne weiteres möglich,
wobei sich dann das Sperrglied von dem Anschlag abhebt> Einige Ausführungsbeispiele
für die Verwirke lichung dieses Erfindungsgedankens sind in der Zeichnung dargestellt.
Die Abb. i und .2 zeigen zwei Gesamtanordnungen, die Abb. 3, q. und 5 bauliche Einzelheiten
der wesentlichen Teile im Seiten-, Auf-und Grundriß.
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Nach Abb. i ist die Schleifscheibe i einer Rundschleifmaschine in
bekannter Weise mit ihrem Antriebsmotor 2 auf einem Schlitten 3 gelagert und wird
von einer beispielsweise zweiteiligen; Schutzhaube q., 5 überdeckt. Der Teil ,4
der Schutzhaube soll voraussetzungsgemäß mit seiner Stirnkante 6 dauernd so dicht
wie möglich vor der Umfangsfläche der Schleifscheibe i liegen. Er muß daher entsprechend
dem Fortschreiten der Schleif scheibenabnutzung gegen die Scheiberrnachse verschoben
werden können. Zu diesem Zweck ist in einer seiner Seitenwände eine Stange oder
Leiste 7 eingelassen, die in einer Führung 8 am Schutzhaubenteil 5 verschieb- und
feststellbar ist. Zum Feststellen dient beispielsweise eine Schraube oder ein Schnappstift
9; der den Führungskörper 8 durchsetzt und in( Bohrungen oder Rasten ro in der Leiste
7 eingreift.
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Als Antriebsmotor für die Schleifscheibe i ist im Ausführungsbeispiel
der Einfachheit halber .ein Gleichstromregelmotor angenommen., dessen Regelwiderstand
in einem auf dem Schlitten 3 angeordneten: Gehäuse 1i untergebracht ist und dessen
Schaltwalze durch einen Sterngriff 12- gedreht werden kann. Eine Drehung im Uhrzeigersinn
bewirkt Drehzahlsteigerung, eine Drehung im entgegengesetzten Sinn Drehzahlminderung.
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Für die Zwecke der Erfindung ist ein Teil der den Sterngriff i2 tragenden
Schaltwälzenachse i3 als Ritzel 14 ausgebildet (Abb. 3 bis 5). Mit ihm steht eine
Zahnstange 15 im Eingriff, die von einer im Gehäuse ii angeordneten Führung 16 gehalten
und beim Drehen des Griffes 12 nach oben oder unten bewegt wird: Um die Bewegung
von außen beobachtbar zu: machen, ist an der Zahnstange ein Zeiger 17 angebracht;
der in einer in der Stirnseite des Gehäuses ausgesparten Öffnung 1ß erscheint.
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Das untere Ende der Zahnstange i5 ist der schräg ansteigenden Fläche
i9 eines keilförmigen Körpers :2o zugekehrt, der das freie Ende der Führungsleiste
7 des Schutzhaubenteils .4 bildet öder in anderer Weise starr oder durch Zwischengetriebe
mit ihr verbunden ist, so daß ,er sich bei einer Verstellung der Schutzhaube mit
dieser auf die Zahnstange zu oder von ihr weg bewegt. Am I#-'-örper 2o ist eine
Platte 2r befestigt. Sie trägt in mehreren nebeneinanderlegenden senkrechten Spalten
Maßzahlen der Schleifscheibenumfangsgeschwindigkeiten. jede Spalte umfaßt den ganzen
verfügbaren
Regelbereich von der niedrigsten bis zur höchsten Geschwindigkeit, und bei jeder
durch den Schnappstift 9 gesicherten. Stellung des Schutzhaubenteils .I ist jeweils
eine Spalte unter dem Zeiger 17 in der erwähnten. Öffnung v8 an der Gehäusestirnfläche
sichtbar, und zwar diejenige, die für den augenblicklichen Durchmesser der Schleifscheibe
gilt. Je nach der Stellung der Schaltwalze des Regelmotors 2 ist die Zahnstange.
15 mehr oder minder weit nach oben oder unten verschoben; in jeder Stellung aber
zeigt der Zeiger 17 auf der sichtbaren Maßteilung die eingestellte Umfangsgeschwindigkeit
der Schleifscheibe an.
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Die getriebliche Verbindung zwischen der Schaltwalzenachse 13 und.
der Zahnstange 15, die Form des mit der Schutzhaube verschiebbaren, Körpers 2o und
die Maßteilungen auf der Platte 2i sind so aufeinander abgestimmt, daß die Zahnstange
15
stets dann auf der ansteigenden Fläche i9 des Körpers 2o aufliegt, wenn
der Motor :2 mit der Höchstdrehzahl läuft, die für den gerade vorhandenen, durch
die Stellung der Schleifscheibenschutzhaube gewissermaßen auf den Körper 2o übertragenen
Schleifscheibendurchmesser zulässig ist. In dieser Stellung bildet der Körper 2o
einen Anschlag für die Zahnstange und verhindert deren Weiterbewegung nach unten.
Die Zahnstange wiederum verriegelt infolge dieser Hemmung die Schaltwalze des Motors
:2 gegen ein Weiterdrehen im Sinn einer Drehzahlsteigerung, während der Einregelung
einer niedrigeren Drehzahl des Motors 2 und damit der Schleifscheibe nichts im Wege
steht, weil die Zahnstange durch Drehen des Kitzels 14 nach links ohne weiteres
vom Anschlag 2o abgehoben. werden kann. Jede Drehzahländerung kann zu beliebiger
Zeit während des Laufes der Maschine vorgenommen werden; trotzdem ist volle Sicherheit
gegen das Überschreiten der zulässigen Umfangshöchstgeschwindigkeit der Schleifscheibe
geboten. Der Bewegungsv@iderstand der Schaltwalzenachse 13 wird für gewöhnlich
groß genug sein, daß für die Sicherung der Zwischenstellungen der Zahnstange 15
keine besonderen Vorkehrungen getroffen werden müssen. Nötigenfalls ist ein Gesperre
vorzusehen, dessen Einbau in die Vorrichtung keine Schwierigkeiten bereitet.
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Die Form der Anschlagfläche i9 des Körpers 2o ergibt sich im Einzelfall
zwangsläufig aus den getrieblichen Beziehungen zwischen: dem die Schleifscheibe
antreibenden Geschwindigkeitswechselgetriebe und seinem Regelglied sowie aus der
Verbindung dieses Regelgliedes mit der Zahnstange 15. Das gleiche gilt für die Entwicklung
der Maßteilungen auf der Platte 21. An Stelle der gezeigten numerischen Teilung
kann auch eine graphische Teilung verwendet werden. In diesem Fall ist es möglich,
die Schleifscheibenschutzhaube in beliebig kleinen Schritten nachzustellen, weil
in der Öffnung 18 im Gehäuse ii die Umfan:gsgeschwindigkeitskennlinien als durchlaufende
Linienzüge erscheinen, deren Ablesung mit Hilfe des Zeigers 17 ohne weiteres möglich
ist. Bei der Verwendung numerischer Maßteilungen muß da-gegen durch die oben
angegebenen Mittel (Schnappstift 9, Rasten io) dafür gesorgt werden, daß stets eine
Teilung voll in der Öffnung i8 sichtbar ist.
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An Stelle des in Abb. i gezeigten Gleichstromregelmotors kann natürlich
auch ein beliebiges mechanisches oder hydraulisches Geschwindigkeitswechselgetriebe
verwendet werden, dessen Regelglied durch die Zahnstange 15 in Beziehung zu dem
Anschlagkörper 2o gebracht wird.
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Die -Vorrichtung läßt sich ferner leicht so weiterentwickeln, daß
das Geschwindigkeitswechselgetriebe bei jedem Verstellen der Schleifscheibenschutzhaube
zwangsläufig auf die dem gegebenen Schleifscheibendurchmesser entsprechende zulässige
Höchstdrehzahl eingestellt wird. Zu diesem Zweck genügt es, die Zahnstange 15 dauernd
kraftschlüssig in Anlage auf der Anschlagfläche des Körpers 2o zu halten, beispielsweise
mit Hilfe von Federn, 22, die zwischen je einem Festpunkt am Gehäuse i i und der
Zahnstange 15 angeordnet und so stark sind, daß sie das Regelglied des Geschwindigkeitswechselgetriebes,
im Fall des gezeichneten Ausführungsbeispiels die Schaltwalzenachse 13 des Motors
2, zu bewegen vermögen, wenn die Zahnstange 15 bei .einer Verstellung der Schleifscheibenschutzhaube
die Möglichkeit hat, sich auf dem unter ihr weggleitenden Anschlagkörper 2o zu senken.
In diesem Fall muß natürlich zum Festlegen der Zahnstange in den einer niedrigeren
Umfangsgeschwindigkeit entsprechenden Stellungen unter allen Umständen ein Gesperre
der obererwähnten Art benutzt werden.
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Abb.2 zeigt skizzenmäßig eine Anordnung, bei der das Regelgetriebe
nicht auf dem Schleifscheibenschlitten angeordnet ist. In solchen Fällen ist durch
eine im Zwanglauf arbeitende kinematische Kette, z. B. Zahnstangentrieb 23, Auszugrohr
2q., Zahnstangentrieb 25, die Bewegung der Schleifscheibenschutzhaube an den Aufstellungsort
des Wechselgetriebes zu übertragen.