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Antrieb für eine Drehbank, insbesondere für die Bearbeitung von Kurbelwellen
Die durch das Patent 736:212 geschützte Drehbank, die insbesondere der Bearbeitung
von Kurbelwellen dient, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsspindel mit einer
beim Ausschalten ihres Hauptantriebes wirksam werdenden Bremse sowie mit einem Hilfsantrieb
versehen ist. Dieser dreht nach Ausschalten des Hauptantriebes die Spindel langsam
weiter und wird durch einen von der Spindel gesteuerten Schalter stillgesetzt, sobald
die Spindel eine bestimmte Winkelstellung erreicht hat. Die Spindel bleibt daher
in einer ganz bestimmten Stellung stehen, was für das Ein- und Ausspannen der Kurbelwellen
erwünscht ist.
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Bei der in dem genannten Patent beschriebenen Ausführungsform der
Erfindung ist die Anordnung so getroffen, daß der Hilfsantrieb erst nach Absinken
der Spindeldrehzahl bis auf eine bestimmte niedrige Grenze in Gang kommt und dann
über Reibräder auf die Spindel einwirkt. In dieser Hinsicht verbessert die Erfindung
die Anordnung.
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Erfindungsgemäß ist nämlich die Spindel mit dem Hilfsantrieb durch
eine Freilaufkupplung
verbunden. Der Reibräderantrieb kommt dadurch
in Wegfall. Denn durch die Freilaufkupplung wird ohnehin erreicht, daß der Hilfsantrieb
erst wirksam wird, wenn die Drehzahl des Spindelantriebes bis auf die Drehzahl des
Hilfsantriebes gesunken ist.
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An sich ist es nicht neu; eine Welle wahlweise schnell oder langsam
anzutreiben und sie zu diesem Zweck mit einem langsam umlaufenden Antriebsorgan
über eine Freilaufkupplung zu verbinden. Doch handelt es sich bei der bekannten
Anordnung dieser Art nicht, wie im vorliegenden Fall, um eine Welle, die beim Ausschalten
ihres Hauptantriebes gebremst wird und ihren Antrieb durch einen von ihr selbst
gesteuerten Schalter bei Erreichen einer bestimmten Winkelstellung stillsetzt.
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Ein weiteres Erfindungsmerkmal liegt darin, daß der langsame Hilfsantrieb
gleichzeitig- mit dem Ausschalten des Hauptspindelantriebes eingeschaltet wird.
Bei der im Hauptpatent beschriebenen Ausführungsform wurde der Hilfsantrieb durch
einen Fliehkraftschalter mit Verzögerung eingeschaltet..
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Ein weiteres Erfindungsmerkmal besteht darin, daß das Ausschalten
des Hilfsantriebes durch einen Hilfsstromkreis erfolgt, den die Arbeitsspindel mittels
.eines Schalters bei Erreichen einer bestimmten Winkelstellung schließt.
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Da bei hohen Spindeldrehzahlen die Arbeitsspindel unter ihrem Schwung
trotz der Bremswirkung der Bremse mehrere Umläufe macht, bevor ihre Geschwindigkeit
bis auf diejenige des Hilfsantriebes gesunken ist, würde mangels besonderer Vorkehrungen
der Hilfsantrieb wiederholt aus- und eingeschaltet werden, da ja seine Ausschaltung
bei jedem Umlauf der Spindel einmal erfolgt, wenn diese nämlich eine bestimmte Winkelstellung
erreicht.
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Es ist aber erwünscht, dieses wiederholte Aus-und Einschalten des
Hilfsantriebes zu verhindern. Deshalb wirkt erfindungsgemäß ein zum Ausschalten
des Hilfsantriebes dienender Hilfsstromkreis, den die Spindel mittels eines Schalters
bei Erreichen einer bestimmten Winkelstellung wirksam macht, mit Verzögerungsmitteln
zusammen, die diesen Hilfsstromkreis frühestens nach Ablauf einer bestimmten Zeit,
gerechnet vom Ausschalten des Hauptantriebes ab, wirksam werden lassen. Für diese
Verzögerung gibt, es verschiedene Möglichkeiten. Eine dieser Mögliqhkeiten besteht
darin, daß der Hilfsstromkreis einen Trennschalter enthält, der nach Ausschalten
des Hauptantriebes mit einer bestimmten Verzögerung geschlossen bzw. geöffnet wird.
Erst wenn der Hilfsstromkreis geschlossen bzw. geöffnet ist, wird aber -der beim
Ausschalten des Hauptantriebes anlaufende Hilfsantrieb wieder ausgeschaltet. Das
kann also bei dieser Anordnung frühestens nach Ablauf einer gewissen Zeit geschehen.
Diese Zeit wird so bemessen, daß dann die Drehzahl der Spindel hinreichend weit
gesunken ist, um ein wiederholtes Durchlaufen der Stillstandslage zu verhindern.
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Eine andere Möglichkeit liegt darin, daß im Hilfsstromkreis ein mit
der Arbeitsspindel gekuppelter Fliehkraftschalter liegt, der erst anspricht, wenn
die Spindeldrehzahl auf einen bestimmten Wert gesunken ist. Der Hilfsantrieb wird
also gleichzeitig mit dem Ausschalten des Hauptspindelantriebes in Gang gesetzt
und bleibt ununterbrochen in Gang, bis sowohl der Fliehkraftschalter geschlossen
bzw. geöffnet als auch die Stillstandswinkelstellung der Spindel erreicht ist. Erst
dann nämlich wird der Hilfsstromkreis wirksam.
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Eine dritte Möglichkeit liegt darin, daß der Hilfsstromkreis das Ausschalten
des Hilfsantriebes erst dann bewirken kann, wenn er eine bestimmte Anzahl von Stromstößen
übermittelt hat, wenn er also durch den Spindelschalter bereits mehrere Male geschlossen
worden ist.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung
veranschaulicht. In dieser zeigt Fig. i den Haupt- und den Hilfsspindelantrieb einer
Drehbank zum Bearbeiten von Kurbelwellen und Fig. 2 eine abgeänderte Ausführungsform
des in Fig. i gezeigten Spindelschalters in schaubildlicher Darstellung.
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Die Spindel io der Drehbank zur Bearbeitung der Kurbelwelle K hat
ein nur nach einer Seite offenes Spanngerät z i und muß daher in einer bestimmten
Stellung stillgesetzt werden, wenn man das bearbeitete Werkstück K ausspannen und
eiü neues einspannen will.
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Der Antrieb der Spindel io erfolgt von einem Hauptspindelmotor 12
aus über einen Riementrieb mit dem Riemen 13 und den Riemenscheiben 14 und 15, von
denen die letztere eine im Spindelstock gelagerte Welle 16 antreibt. Diese ist durch
Wechselräderpaare 17 und 18 mit der Spindel io gekuppelt.
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Schaltet man den Hauptantrieb durch Stillsetzen des Motors 12 aus,
so wird dadurch gleichzeitig ein am Spindelstock gelagerter Hilfsmotor ig in Gang
gesetzt, der mit Hilfe der Zahnradübersetzungen 2o ein auf der Welle 16 gelagertes
Zahnrad 21 mit geringer Drehzahl antreibt. Das Rad 21 ist mit der, Spindel
16 durch eine Freilauflupplung verbunden, deren Gehäuse bei 22 veranschaulicht ist.
Parallel zum Motor 12 ist ein elektromagnetischer Bremsl#ifter 23 geschaltet. Solange
der Hauptantriebsmotor i2 eingeschaltet ist, hebt der Bremslüfter 23 einen durch
das verstellbare Gewicht 24 belasteten Bremshebel 25 an und löst dadurch. die Bremse.
Beim Ausschaiten des Hauptantriebes 12 und beim Einschaltendes Hilfsantriebes ig
wird jedoch gleichzeitig der Bremslüfter 23 stromlos, so daß der Bremshebel 25 das
Bremsband 26 belastet, das auf eine auf der Welle 16 befestigte Bremsscheibe 27
wirkt und daher die Welle 16 und mit ihr die Spindel io schnell abbremst. Sobald
die Drehzahl der Welle 16 so weit gesunken ist, daß sie der niedrigen Drehzahl der
Freilaufkupplung 22 entspricht, wird sie von dieser Freilaufkupplung mitgenommen
und entgegen der Bremskraft langsam weiter angetrieben.
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Mit der Spindel io ist nun ein Schalter verbunden, der bei Erreichen
der gewünschten Winkellage
den Hilfsantrieb ig und damit die Spindel
io stillsetzt. Zu diesem Zweck ist im Spindelstockgehäuse eine Welle 28 mit einem
umlaufenden Schaltarm 2g gelagert und durch Zahnräder 30 im Verhältnis i
: i mit der Spindel io verbunden. Der Schaltarm2g läuft auf einem Schleifring31
und ist von der Welle 28 isoliert, aber mit einem Schleifring 322' verbunden,
der durch eine Bürste 33 an einen Pol einer Stromquelle angeschlossen ist. Der andere
Pol dieser Stromquelle steht mit dem Schleifring 31 in Verbindung, der bei 32 eine
Unterbrechung aufweist. Solange der Schaltarm 2g mit dem Schleifring 31 in Berührung
steht, ist der durch die Bürste 33 verlaufende Stromkreis 34 geschlossen. Dieser
Stromkreis steuert den Hilfsantrieb ig durch Relais od. dgl. und hält diesen so
lange in Gang, wie er geschlossen ist. Sobald jedoch der Schaltarm 29 in die Lücke
32 eintritt, wird der Stromkreis für den Hilfsantrieb getrennt. Dadurch wird der
Motor ig stillgesetzt. Dann bleibt auch die Spindel io stehen. Es ist dies die Lage,
in der die Kurbelwelle K ausgespannt und eine neue eingespannt werden kann.
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Der Schleifring 31 ist um die Welle 28 drehbar gelagert und als Schneckenrad
ausgebildet, das mit einer Schnecke 35 im Eingriff steht und durch diese von Hand
verstellt werden kann. Auf diese Weise kann man beliebig die Winkellage bestimmen,
in der die Spindel io zum Stillstand kommt.
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Das Ausführungsbeispiel kann in mannigfacher Weise abgeändert werden.
So wäre es möglich, den Hauptantrieb nicht durch Stillsetzen des Motors 12 auszuschalten,
sondern durch Ausrücken einer Kupplung, die den Motor 12 mit der Welle 16 verbindet.
In diesem Falle könnte man den Hilfsmotor ig entbehren und die Zahnräder 20 mit
dem Motor 12 kuppeln.
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Bei der in Fig.2 gezeigten Ausführungsform ist der Schleifring 131
mit Isolierstoff belegt, jedoch trägt er ein in diese isolierte Fläche eingelegtes
Kontaktstück 132. Der Steuerstromkreis 134 ist daher während des Umlaufes der Welle
28 bei dieser Ausführungsform für gewöhnlich getrennt und wird nur vorübergehend
bei Erreichen einer bestimmten Winkellage der Spindel io geschlossen. Durch Schließen
des Stromkreises 134 wird über ein Schaltschütz der Hilfsantrieb ig stillgesetzt.
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Bei einer hohen Drehzahl der Spindel io durchläuft diese die Ausschaltstellung
unter Umständen mehrere Male, bevor ihre Drehzahl bis auf diejenige des Hilfsantriebes
gesunken ist. Mangels besonderer Vorkehrungen würde dies zur Folge haben, daß der
Hilfsantrieb ig mehrere Male vorübergehend ausgeschaltet wird, nämlich während der
Zeiträume, in denen der Schaltarm 29 die Lücke 32 durchläuft oder das Schaltstück
132 überfährt. Um das zu vermeiden, können verschiedene Einrichtungen getroffen
werden, welche bewirken, daß der Hilfsstromkreis 34 oder 134 frühestens nach Ablauf
einer bestimmten Zeit, gerechnet vom Ausschalten des Hauptantriebes 12 ab, wirksam
wird, also frühestens dann, wenn die Spindeldrehzahl io annähernd auf die Geschwindigkeit
des Hilfsantriebes ig, 2o, 21 gefallen ist. Hierfür gibt es zahlreiche Möglichkeiten,
z. B. folgende Der Hilfsstromkreis 134 , enthält einen Trennschalter, der nach Ausschalten
des Hauptantriebes mit einer bestimmten Verzögerung geschlossen wird. Bei der Anordnung
nach Fig. i, bei der der Hilfsantrieb durch Unterbrechen des Stromkreises 3.1. ausgeschaltet
wird, liegt der Trennschalter parallel zum Schleifringschalter und wird erst nach
Ablauf der betreffenden Frist geöffnet. Solange das nicht geschehen ist, bleibt
der Hilfsstromkreis daher geschlossen und hält den Motor ig in Gang. Dieser kann
daher frühestens stillgesetzt werden, wenn der Zeitschalter geöffnet ist.
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Eine zweite Möglichkeit liegt darin, den Zeitschalter durch einen
Fliehkraftschalter zu ersetzen, der mit der Spindel io gekuppelt ist und erst anspricht,
wenn die Spindeldrehzahl auf einen bestimmten Wert gesunken ist.
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Eine dritte Möglichkeit besteht darin, das Relaisschaltwerk zum Ausschalten
des Motors ig so auszubilden, daß der Hilfsstromkreis 34 bzw. 13,4 erst einebestimmte
Anzahl vonStromstößen übermitteln muß, bevor die Ausschaltung des Motors ig erfolgt.
Das würde bedeuten, daß die Hauptspindel io nach Ausschalten des Hauptantriebes
noch eine bestimmte Anzahl von Umdrehungen ausführen kann, bevor die Ausschaltung
des Hilfsantriebes ig erfolgt.
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Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist zwar vorgesehen, daß
der Hilfsmotor ig gleichzeitig mit dem Ausschalten des Hauptantriebes in Gang gesetzt
wird, doch wäre es auch möglich, die Einschaltung des Motors ig zu verzögern, etwa
dadurch, daß dieser Motor durch den ersten Stromstoß in Gang gesetzt wird, der im
Hilfsstromkreis 34 bzw. 134 entsteht.