-
Regelbares Stufengetriebe. für Werkzeugmaschinen, insbesondere Kreismesserscheren
Die Erfindung betrifft regelbare Stufengetriebe für Werkzeugmaschinen, insbesondere
Kreismesserscheren.
-
Es ist bereits eine große Anzahl von Stufenregelgetrieben zum Einstellen
der Geschwindigkeiten während des Arbeitens bekannt, jedoch weisen diese bekannten
Getriebe einen größeren Regelbereich als z : 5 bis z : 6 nicht auf. Diese Getriebe
haben auch den Nachteil, daß die Übertragungselemente mehr oder weniger einem frühzeitigen
Verschleiß unterworfen sind und sich wegen ihrer großen Abmessungen schlecht mit
dem Maschinenkörper vereinigen lassen. Weiter ist das Verstellen von der kleinsten
bis zur größten Geschwindigkeit und umgekehrt bei den bekannten Getrieben sehr zeitraubend
und anstrengend, besonders in Fällen, welche ein fortgesetztes Wechseln der Geschwindigkeiten
von der kleinsten bis zur größten erfordern, wie z. B. bei Verwendung derartiger
Getriebe für Kreismesserscheren und im besonderen für Kurven- und Figurenscheren
zum Beschneiden bzw. Ausschneiden beliebig geformter Blechteile. Wenn sich ein fließendes
und rationelles Zuschneiden der teilweise aus geraden Linien sowie aus scharfen
und flachen Kurven zusammengesetzten Blechteilen ergeben soll, dann sollten die
Schnittgeschwindigkeiten in einem Regelbereich von mindestens Z : 12 einstellbar
sein.
-
Um den bekannten Regelgetrieben mit einem größten Regelbereich von
z : 6 einen größeren Regelbereich zu geben, ist ein zweifach polumschaltbarer Motor
erforderlich. Es muß also beim Arbeiten der Geschwindigkeitswechsel
durch
Betätigung eines Handrades zum Umpolen des Motors vorgenommen werden. Das Verstellen
von der kleinsten auf die größte Geschwindigkeit und umgekehrt erfordert mehrere
Umdrehungen am Handrad und gleichzeitiges Verstellen des Umpolhebels, wodurch bei
öfterem Verstellen ein großer Zeitverlust entsteht.
-
Die Erfindung hat sich nun zur Aufgabe gestellt, die vorerwähnten
Mängel zu beseitigen und unter weitgehender Vermeidung von Reibelementen oder Friktionen,
welche einem starken Verschleiß unterworfen sind, ein Stufenregelgetriebe mit .
großem Regelbereich zu schaffen, bei welchem sich die Geschwindigkeiten von der
kleinsten bis zur größten und umgekehrt durch einen einzigen Hebel einstellen lassen,
ohne daß dabei der Arbeitsgang der Maschine unterbrochen wird.
-
Die Erfindung besteht in der Hauptsache darin, daß zwei, drei oder
mehrpolumschaltbare Motoren mit j e einem Rädervorgelege unter Zwischenschaltung
einer Freilaufkupplung und Bremse derart zu einem Aggregat zusammengeschlossen sind,
daß jeweils nur ein Motor auf die gemeinsame Hauptabtriebswelle arbeitet, während
der andere oder die anderen Motoren stromlos sind.
-
Wenn auch Antriebe für Werkzeugmaschinen durch einen einzigen polumschaltbaren
Motor bereits bekannt sind, so ist zur Erweiterung des Regelbereiches noch nicht
vorgeschlagen worden, einen zweiten oder dritten usw. Motor mit anderen Regelbereichen
vorzusehen. Es ist auch schon bekannt, bei einer Kopierfräsmaschine den Antrieb
für die beiden Werkzeugschlitten mittels dreier Elektromotoren über Schnecken und
Differentialgetriebe in Verbindung mit elektromagnetischen Kupplungen, Wendegetrieben
und Sperradgetrieben zu bewirken; dabei sind aber von den drei Motoren zwei Gleichstrommotoren
für die Regelung der Arbeitsgeschwindigkeit, und die elektromagnetischen Kupplungen
mit den Wendegetrieben dienen dem Bewegungswechsel der Werkzeugschlitten, während
die Steuerung der Schlitten mit Hilfe von Fotozellen und Schablonen erfolgt. Es
sind auch schon Hobelmaschinen bekannt, bei welchen die Geschwindigkeitsregelung
durch Veränderung der Spannung des Elektromotors mit Hilfe von elektrischen Steuerungen
erfolgt. Der Fortschritt der Erfindung besteht demgegenüber darin, daß mit Hilfe
eines Handhebels ein großer Geschwindigkeitsbereich während der Arbeit, also unter
Vollast, einreguliert werden kann. Das ist besonders wichtig bei Kreismesserscheren,
mit denen aus Blechtafeln beliebig geformte Blechteile ausgeschnitten werden.
-
Die Zeichnung zeigt beispielsweise eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes.
-
Fig. i ist ein Längsschnitt und Fig. 2 ein Querschnitt eines erfindungsgemäß
ausgebildeten Stufenregelgetriebes; Fig. 3 zeigt den Einbau des Getriebes in eine
Kreismesserschere; Fig: 4 zeigt eine Ausführungsform der elektrischen Schaltung
bei Verwendung von zwei dreifach polumschaltbaren Antriebsmotoren mit getrennten
Wicklungen. In den Fig. i und 2 sind als Antrieb zwei polumschaltbare Elektromotoren
i und 2 vorgesehen, welche je nach Geschwindigkeitseinstellung durch Zahntriebe
3 bzw. 4 über ein Zahnrad 5 und eine Freilaufkupplung 6 oder über ein Zahnrad 7
unmittelbar eine gemeinsame Welle 8 antreiben. Auf dem getriebenen Teil der Freilaufkupplung
6 sitzt eine Bremsscheibe 21, mit der eine Bremse ii zusammenwirkt. Auf dem einen
Ende der Welle 8 sitzt ein Zahntrieb g, der in das Hauptantriebsrad io der Maschine
eingreift. Durch das Hauptantriebsrad so werden gemäß Fig. 3 über ein Wechselgetriebe
12, 13, 14, 15 und Kegelradgetriebe 16, 16' bzw. 17, 17' zwei Kreismesser
18 und ig angetrieben. Zum Einstellen der Geschwindigkeiten ist ein Schalthebel
2o vorgesehen. Wenn der für die kleinen Geschwindigkeiten vorgesehene Motor i über
das Rädervorgelege 3, 5 und die Kupplung 6 auf die Welle 8 arbeitet, ist der Motor
2 abgeschaltet und läuft leer mit. Die Bremse ii, welche über die Bremsscheibe 21
auf die Kupplung 6 wirkt, ist während dieses Arbeitsvorganges gelüftet.
-
Soll nun die Maschine mit einer großen Geschwindigkeit, also mit dem
Motor 2 arbeiten, z. B. mit einer Schnittgeschwindigkeit, die der Raste f des Schalthebels
2o entspricht, dann wird durch Einstellen des Schalthebels 2o auf die Raste f der
Motor 2 mit entsprechender Umdrehungszahl in Umlauf versetzt. Um ein leeres Mitlaufen
des Motors i, dessen maximale Drehzahl kleiner ist als die ihm vom Motor 2 erteilte
Drehzahl, zu vermeiden, wird das Rädervorgelege 3, 5 durch Festsetzen der Freilaufkupplung
6 mittels der Bremse ii am Mitlaufen gehindert.
-
Die Betätigung der Bremse ii erfolgt durch einen Magnet 22, welcher
beim Einstellen des Schalthebels 2o auf eine der Rasten, die den Motor 2 in Gang
setzen, eingeschaltet wird.
-
Um die Wirkungsweise des Getriebes noch näher zu erläutern, sind nachstehend
einige Ausführungsbeispiele für die möglichen Regelbereiche und Geschwindigkeitsstufen
bei Verwendung von beispielsweise zwei dreifach bzw. vierfach polumschaltbaren Motoren
angeführt. Beispiel A Ausführung des Getriebes mit zwei dreifach polumschaltbaren
Motoren, also mit sechs Geschwindigkeitsstufen Der Regelbereich soll i : 8 betragen.
Die Drehzahlen der beiden Motoren werden gewählt zu 750, iooo und 1500 Umdr./Min.
Die Umdrehungen der Welle 8 werden dann bei den verschiedenen Stellungen des Schalthebels
2o (Fig. 3) a = o, b = igo, c = 18o, d = 240, e = 48o, f = 640, g
= 96o Umdr./Min. mit entsprechender Schnittgeschwindigkeit der Messer von 0,75,
1,25, 1,5, 3, 4 und 6 m/Min. Soll der Regelbereich 1 : 12 betragen, so werden die
Drehzahlen des Motors i zu 750, 1500 und 3000 Umdr./Min. und die Drehzahlen
des Motors 2 zu 750, iooo und 1500 Umdr./Min. gewählt. Die Umdrehungen der
Welle 8 werden dann bei den verschiedenen Stellungen des Schalthebels 2o (Fig. 3)
a = o, b = 120, c = 240, d = 48o, e = 750, f = Iooo, g = 1500 Umdr./Min.
mit entsprechender Schnittgeschwindigkeit der Messer
von o,75, 1,5,
3, 4,5, 6 und 9 m/Min. Durch geeignete Wahl der-Motordrehzahlen läßt sich auch ein
Regelbereich von 1 : 16 usw. ausführen.
-
Beispiel B Ausführung des Getriebes mit - zwei vierfach polumschaltbaren
Motoren, also mit acht Geschwindigkeitsstufen Bei einem Regelbereich von 1: 12 werden
die Drehzahlen der beiden Motoren gewählt zu 50o, 750, 1000 und 150o Umdr./Min.
Hiernach werden die Umdrehungen der Welle 8 a = o, b = 12o, c = 18o, d = 240,
e = 36o, f = 48o, g = 72o, h = 96o und i = 140o Umdr./Min.
Damit ergeben sich die Schnittgeschwindigkeiten der Messer zu 0,75, 1,25,
1,5, 2,25, 3, 4,5, 6 und 9 m/Min. Für einen Regelbereich von 1 : 15 werden die Drehzahlen
des Motors 1 zu 500, 1000,150o und3oooUmdr./Min. und die Drehzahlen des Motors 2
zu 500, 750, looo und 1500 Umdr./Min. gewählt. In ähnlicher Weise lassen
sich durch entsprechende Wahl der Zusammenstellung der Motordrehzahlen Regelbereiche
von 1 : 24 usw. erzielen.
-
Kommen fünf oder sieben Geschwindigkeitsstufen in Frage, dann wählt
man einen zweifach und einen dreifach bzw. einen dreifach und einen vierfach polumschaltbaren
Motor. Wennmehr als acht Geschwindigkeitsstufen gewünscht werden, so werden drei
oder vier Motoren verwendet, wobei für jeden weiteren Motor ein weiteres Rädervorgelege
mit Freilaufkupplung angeordnet wird.
-
In Fig. 4 ist die Ausführung der elektrischen Schaltung bei Verwendung
von zwei dreifach polumschaltbaren Motoren dargestellt, wobei der Motor 1 für lz
= 750, 1500 und 3000 Umdr./Min. und der Motor 2 für n =
750, looo und 1500 Umdr./Min. ausgeführt sein soll. Der Motor i wird durch
ein .Schütz A auf 750, Schütz B auf 150o und .Schütze C und Cl auf
3000 Umdr./Min. geschaltet. Entsprechend wird der Motor 2 durch ein Schütz
D auf 750, Schütz E auf looo und Schütze F und F1 auf 1500 Umdr./Min. geschaltet.
Um sicherzustellen, daß niemals zwei Schaltschütze gleichzeitig eingeschaltet sind,
sind Hilfsschütze S1 und S2 bzw. S, und S4 vorgesehen. Diese Hilfsschütze sorgen
dafür, daß mit völliger Sicherheit zunächst das eingeschaltete Schütz anzieht, so
daß der Schalthebel 2o beliebig rasch gedreht werden kann.
-
In Stellung a steht der Schalthebel 2o auf Stellung »Aus «, es sind
also beide Motoren in Ruhe. In Stellung b wird der Motor i durch das Schütz A auf
75o, in Stellung c durch das Schütz B auf 1500 und in Stellung d durch die Schütze
C und Cl auf 3000 Umdr./Min. geschaltet. Der Motor 2 wird in Stellung e durch
das Schütz D auf 750, in Stellung f durch das Schütz E auf
looo und in Stellung g durch die Schütze F und F1 auf 1500 Umdr./Min. geschaltet.
Diese Schaltungen entsprechen dem zweiten Fall des Beispiels A, ergeben also eine
Schnittgeschwindigkeit der Messer von a = o, b = o,95, c = 1,5, d = 3, e
= 4,5, f = 6, g = 9 m/Min.