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Vorrichtung zur Anzeige und Kontrolle der Schaltstellungen der Getriebe
von Werkzeugmaschinen
Bei Werkzeugmaschinen ist es serwünscht, daß die jeweils eingesteSlten
Arbeitsgeschwindigkeiten, z. B. die Bewegungsgeschwindigkeit des Werkstückträgers
und die Drehzahl der Werkzeugspindell, an der Mai schine selbst, und zwar an einer
für den Arbeiter gut sichtbaren Stelle angezeigt werden. Zur Lösung dieser Aufgabe
sind Anzeigevorrichtungen bekannt, die von dem zur Umschaltung des betreffenden
Getriebes dienenden Mittel, wie beispielsweise den für dfe Verstellung der Schieberäderverwendeten
Steuerkurven, gesteuert werden. Da diese Vorrichtungen in Abhängigkeit von den Schaltbewegungen
des Getriebes arbeiten, ermöglichen sie gleichzeitig eine Kontrolle dafür, daß die
Umschaltung des Getriebes auch wirklich in der beabsichtigten Weise erfolgt ist,
daß also z. B. Tischgeschwindigkeit und Spindeldrehzahl der Fräsmaschine den gJewünschten
Werten entsprechen.
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Derartige Anzeigevorrichtungen sind im aller gemeinen in ihrem Aufbau
eng dem betreffenden Getriebe angepaßt, für das sie gedacht sind und. gestatten
nur die Anzeige einer beschränkten Anzahl von Werten.
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Die Erfindung hat demgegenüber eine Anzeige-und Kontrollvorrichtung
zum Gegenstand, die unabhängig von der Ausführung des Getriebes ist und sich infolge
der besonders großen Zahl von Anzeigemöglichkeiten besonders für sehr feinstufig
arbeitende Getriebe eignet.
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Die Erfindung geht davon aus, daß ein Element des Getriebes, für
das die Anzeige- und Kontrolleinrichtung verwendet werden soll, während der Schlatbewegung
eine in direkter Abhängigkeit dazu stehende Drehbewegung ausführt. Ein solches Element
kann bei dem betreffenden Getriebe schon vorhandeln sein, oder es kann mit Leichtigkeit
vorgesehen werden.
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Erfindungsgemäß wird nun die Drehbewegung des erwähnten Elementes
auf eine Welle übertragen, auf der mit Anschlägen ausgebildete Steuer
scheiben
angeordnet. sind, deren Anschläge die Drehbewegung von Ziffernrollen oder-soheiben
steuern.
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Diese Übertragung der Drehbewegung kann entweder durch Fernsteuerung
erfolgen, um in der Anordnung der Anzeige- und Kontrollvorrichtung an der Maschine
von dem Getriebe unabhängig zu sein, oder sie kann direkt durch entsprechendes Getriebe
vorgenommen werden.
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Zur Steuerung der Ziffernrolilen oder -scheiben durch die mit Ansohlägen
ausgebildeten Steuerscheiben werden zweckmäßig stangenartige Glieder, nachstehend
als Steuerstangen bezeichnet, vorgesehen, deren Längsbewegung in der einen Richtung
durch die Anschläge der Steuersobeiben begrenzt ist.
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Die Übertragung der durch die Steuerscheiben geregelten Längsbewegung
der Steuerstangen auf die Ziffernrollen oder -scheiben kann beispielsweise durch
Zahnstange und Ritzel erfolgen. Es ist jedoch auch möglich, auf jeder Steurstange
einen Anschlag in Form eines Stiftes od. dgl. vorzusehen, der durch die durch die
Steuerscheiben gesteuerte Längsbewegung der betreffenden Steuerstange in die Bewegungsbahn
entsprechender, auf der zugehörigen Ziffernscheibe oder -rolle angeordneter anschläge
gelangt.
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Bei der letzteren Anordnung wird die Endstellung einer jeden Zifferurolile
oder -scheibe durch den seitlich auf den Stift der Steuerstange auftreffenden, jeweils
einer bestimmten Ziffer entsprechenden Anschlag festgelegt, so daß eine weitgehende.
Unabhängigkeit von beispielsweise durch Abnutzung oder Spiel hervorgerufene Ungenauigkeiten
im Übertragungsmechanismus besteht und die angezeigten Ziffern stets ausreichend
genau auf einer Linie liegen.
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Weitere vorreilhafte Merkmale des Erfindungsgegenstandes ergeben
sich aus der Beschreibung der Zeichnungen, in denen zwei Ausführungsformen der Erfi
dung, je im Schnitt und in Draufsicht (Abb. 1 bis 4), sowie eine Einzelheit derselben
(Abb. 5 und 6) drgestellt sind.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der Abb. 1 und 2 ist in dem Gehäuse I
die Welle 2 gelagert, welche die Steuerscheiben 3 trxogt. In diesen sind die stufenförmigen
Anschläge eingeschnitten, wie bei 4 angedeutet, Der Antrieb der Steuer scheiben
3 erfolgt durch einen Elektromagnet 5 über einen gegabelten Klinkenhebel 6, dessen
Klinke 7 ind die Verzahnung eines. auf der Welle 2 sitzenden Zahnrades 8 eingreift.
Eine Sperrklinke g verhindert die Rückdrehung des Zahnrades 8. Der Elektromagnet
5 erhält elektrische Impulse von einem lmpulsgeber, wobei der Magnet bei jedem Impulls
anzieht und dadurch das Zabnrad 8 jeweils umd einen Zahn weiterschaltet. Als Impulsgeber
dient ein in der Zeichnung nicht dargestellter Teil des zu schaltenden Getriebes,
der eine der Schaltbewegung des Getriebes entsprechende Drehbewegung ausführt. Es
wird dadurch erreicht, daß die durch den Magnet 5 bewirkte Drehung der Welle 2 und
damit der Steuerscheiben 3 in direkter Beziehung zur Schaltbewegung des Getriebes
der Werkzeugmaschine steht.
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An Stelle des Magnets 5 kann auch ein- hydraulischer Kolben verwendet
werden, der durch ein entsprechend gesteuertes Druckmittel, wie Drucköl oder Druckluft,
so beaufschlagt wird, daß er die für die Betätigung des Klinkenantriebes 7, 8 erforderliche
Hinundherbewegung ausführt.
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Mit den Steuerscheiben 3 arbeiten Steuerstangen 10 zusammen, die,
wie bei 11 angedeutet, längs beweglich gelagert sind. an ihrem einen Ende sind die
Steuerstangen als Zahnstangen 12 ausgebildet.
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Jede dieser Zahnstangen greift in ein Ritzel 13 ein, welches mit einer
Ziffernrolle 15 fest verbunden ist.
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Ritzel und Ziffernrollen sind lose drehbar auf einer feststehenden
Achse 14 angeordnet. Die Ziffernrollen 15 stehen, wie in Abb. 5 dargestellt, jede
unter Einwirkung einer Spiralfeder 16, deren eines Ende über einen Steg 17 mit der
Achse 14 verbunden ist, während das andere Ende der Spiralfeder an der betreffenden
Ziffernrolle I5 befestigt ist. Unter Einwirkung der Federn I6 sind die ZiffernroLlen
15 bestrebt, sich in Richtung des Pfeiles 19 zu drehen.
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Die Steuerstangen tragen außerdem je einen Anschlagstift 20, der
in der Bewegungsbahn des einen Endes eines zweiarmigen Hebels 21 liegt, welcher
bei 22 drehbar gelagert ist. Das andere Ende dieses Hebels greift in die Öffbnung
23 eines Schiebers 24 ein, der über eine Feder 25 mit der Stange 26 eines zweiten
Elektromagnets 27 verbunden ißst. Der Schieber 24 steht außerdem unter Einwirkung
einer Zugfeder, welche einersits mit einem Ansatz 29 des Schiebers 24 und andererseits
mit eimnem Ansatz 30 des Gehäuses 1 verbunden ist un daher bestrebt ist, den Hebel
21 in die in Abb. 1 ausgezogen gezeichnete Stellung zurückzuführen. Außerdem ist
für jede Ziffernrolle noch ein weiterer bei 37 drehbar gelagerter zwiarmiger Hebel
31 vorgesehen, der unter Ein wirkung einer Zugfeder 32 steht und in seiner Bewegung
in einer Richtung durch eine ortsfesten Stift 33 begrenzt ist. Jeder der Hebel 31
führt durch eine Öffnung 34 des Schiebers 24 hindurch.
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Die Ziffernrollen 15 tragen Stifte 35, die der Stellung der Ziffern
auf diesen Rollen entsprechen und mit dem Hebel 31 in einer unten beschriebenen
Weise- zusammenarbeiten.
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Die Arbeitsweise der beschriebenen Vorrichtung ist wie folgt: - Bei
Einleitung des Schaltvorganges an dem betreffenden Getriebe der Werkzeugmaschine
wird zunächst der Elektromagnet 27 erregt. Die stange 26 bewegt sich dadurch in
Richtung des Pfeiles 36 in die strichpunktiert gezeichnete Stellung und nimmt den
Schieber 24 entspreohend mit. Infolge der versohiedenen Bemessung der Offnungen
23 und 34 werden durch die Bewegung des Schiebers 24 zunächst die Hebel 31 verschwenkt
und geben dadurch die Ziffernrollen 15 frei. Nachdem der Schieber 24 einen der Breite
der Öffnung 213 entsprechenden Weg zurückgelegt hat, versohwenkt er die Hebel' 21,
die dadurch in die in Abb. I strichpunktiert gezeichnete Stellung übergehen. Da
die Steuerstangen 10 über die Zahnstangen 12 und die Ritzel I3 die Ziffernrollen
15 antreiben, werden durch die beschriebene Bewegung der Steuerstangen sämtliche
Ziffernrollen in ihre Null- ode Blankstellung zurückgeführt, wober gleichzeitig
die in Abb. 5 dargestelLten Spiralfedern gespannt werden.
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Nunmehr erfolgt die eigentliche Schaltung des Getriebes der Werkzeugmaschine.
Der nicht dargestellte drehbare Teil dieses Getriebes führt dabei eine der Schaltbewegung
entsprechende Drehbewegung aus, die, da der drehbare Teil des Getriebes als Impulsgeber
ausgebildet ist, zu einer entsprechenden Betätigung des Elektromagnets 5 führt,
der dabei über das Klinkengetriebe 6, 7 und die Welle 2 eine entsprechende Verstellung
der Steuerscheiben 3 herbeiführt. Sobald der Schaltvorgang beendet ist, wird der
Stromkreis des Magnets 27 unterbrochen. Der Schieber 24 kehrt dann unter Einwirkung
der Feder 28 in seine Ausgangsstellung zurück und nimmt dabei die Hebel 21 mit,
bis diese wieder die in Abb. I ausgezogen gezeichnete Stellung erreicht haben. Dadurch
werden die Ziffernrollen 15 freigegeben und drehen sich unter Einwirkung der Spiralfedern
Il6 im Sinne des Pfeiles I9, wobei sie über die Ritzel I3 und die Zahnstangen 12
die Steuerstangen 10 antreiben, so daß diese, der Bewegung der Hebel 21 folgend,
sich so lange, auf Abb. I bezogen, nach rechts bewegen, bis sie gegen die durch
die neue Stellung der Steuerscheiben 3 festgelegten Anschläge 4 stoßen. Kurz vor
dem Ende der Bewegung des Schiebers 24, d. b. nachdem die Hebel 2I schon ihre Endlage
erreicht haben und somit die Neueinstellung der Ziffernrollen. I3 erfolgt ist, gibt
dieser schieber die hebel 31 frei, die sich unter Einwirkung der Feder 32 gegen
den Stift 33 legenu nd dabei den in ihrem Bereich befindlichen Stift 35 der betreffenden
Ziffernrolle I5 entsprechend mitnehmen. Sollten daher die Ziffernrollen 15 sich
infolge Spiels im Zahnstangengetriebe I2, I3 oder Abnutzung der Anschläge 4 etwas
zu weit bewegt haben, so werden sie durch die hebel 31 wieder so weit zurückgedreht,
daß sämtliche angezeigten Ziffern auf einer Linie liegen. Es findet also eine nachträgliche
Korrektur der Einstellung der Ziffernroflen statt.
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Damit ist die Neueinstellung der Anzeigevorrichtung beendet. Die
durch den vorstehend beschriebenen Arbeitsablauf eingestellten Zifferarolilen I5
erscheinen in einem vor diesen Rollen angeordneten, in der Zeichnung nicht dargestellten
Fenster. Die Ziffernrollen selbst können in beliebiger, an sich be-Ikannter Form
ausgebildet sein.
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Bei dem Ausführungsbeispiel- der Abb. 3 und 4 sind die mit stufenartigen
Anschlägen ausgebildeten Steuerscheiben mit 103 bezeichnet. Sie sind wieder auf
einer gemeinsamen Welle 102 in einem Gehäuse IOI gelagert. Die Weile 102 trägt jedoch
in diesem Fall ein Schneckenrad Io4, das durch eine Schnecke 1.05 in Abhängigkeit
von dem nicht dargestekten dreh baren Element des zu schaltenden Getriebes der Werkzeugmaschine
angetrieben wird, könnte jedoch ebenfalls elektrischen Fernantrieb erhalten.
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Die Steuertangen sind mit 106 bezeichnet. Sie sind längs verschiebbar
über Langlöcher 107 und 108 einerseits auf der Welle I02 der Steuerscheiben und
andererseits auf der Welle 109 der mit IIO bezeichneten Ziffernrollen geführt und
sind mit seitlichen Anschlägen 130 ausgebildet, mit denen sie in die Ausstufungen
der Steuerscheiben 103 eingreifen. Die Ziffernrollen 110 stehen unter Einwirkung
der in Abb. 6 dargestellten Spiralfedern 16, von denen jede an der betreffende Ziffernrolle
110 befestigt ist, und sind daher bestrebt, sich in Richtung des eingezeichneten
Pfeiles 111 zu drehen. Die Ziffernrollen IIO tragen außerdem in Form einer Spirale
angeordnete Anschläge, von denen einer mit 112 bezeic'hnet ist. Diese Anschläge
wirken mit einem. Stift 113 auf jeder Steuerstange 106 in einer weiter unten beschriebenen
Weise zusammen. Die Längsverschiebung der Steuerstangen 106 erfolgt durch je einen
zweiarmigen Hebel 114, der bei 115 drehbar gelagert ist und unter Einwirkung je
einer Feder 116 steht. An seinem einen Ende ist jeder Hebel 114 mit einem Langloch
117 vershen, in dem ein Stift 118 der betreffenden Steuerstange 106 geführt ist.
Das andere Ende eines jeden Hebels 114 ragt frei in das Gehäuse hinein.
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Zur Zurückziehung der Steuerstangen und Nullstellung der Ziffernrollen
bei Einleitung der Schaltung des Getriebes dient wieder ein Elektromagnet II9, mit
dessen Anker ein Schieber 120 verbunden ist. Der Schieber 120 steht unter Einwirkung
einer Feder 121, die einerseits an dem Schieber und andererseits am Gehäuse befestigt
ist. Er trägt, in zwei Ösen I22 gelagert, eine Stange 123, die sich in Querrichtung
zu den Hebeln 114 über den ganzen Bereich derselben erstreckt. Außerdem trägt der
Schieber Zur einen Anschlag 124. Dieser liegt gegen einen Anschlag 125 an, der.
an einem bei I. 26 drehbare gelagerten Zahnsegment I27 ausgebildet ist. Die Verzahnung
dieses Segmentes greift in ein auf der gemeinsamen Welle der Ziffernrollen IIO sitzendes
Ritzel I28 ein.
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Bei Erregung des Magnets 119, die wieder zu Beginn des Schaltvorganges
erfolgt, bewegt sich der Schieber I20 in Abb. 3 nach rechts. Dabei wird, da der
Ansclag 134 des Schieberrs gegen den Anschlag I25 des Zahsnementes 127 anliegt,
zunächst nur das Zahnsegment verschwenkt und führt durch Drehung der Welle 109 alle
Ziffernrollen 110 in die Null- odeer Blankstellung zurück. Zu diesem Zweck trägt
die Welle IO9 der Ziffernrollen Stifte I3I, die mit je einem Stift I32 auf jeder
Ziffernrolle IIO zu-Sammenwirken und dadurch die Welle an der durch die jeweilige
Stellung der Zifrernrollen gegebenen Stelle mit diesen kuppeln. Erst nachdem dieser
Vorgang beendet ist, trifft die in den Ösen 122 gelagerte Anschlagstange 123 gegen
die freien Enden der Hebel 114 und verschwenkt diese bei der weiteren Bewegung des
Schiebers I20 aus der in Abb. 3 ausgezogen gezeichneten Stellung in die gestrichelt
dargestellte. Dadurch sind alle Steuerstangen aus dem Bereich der Steuercheiben
103 herausgezogen, so daß nunmehr in Abhängigkeit von der Schaltbewegung des Getriebes
der Werkzeugmaschine die Drehung dieser Scheiben durch das Schneckengetriebe 104,
105 erfolgen kann.
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Nachdem die Schaltung des Getriebes beendet ist, die Steuerscheiben
103 also ihre neue Stellung erreicht haben, wird der Erregerstromkreis des Magnets
119 wieder unterbrochen. Der Schieber 120 kehrt dann unter Einwirkung der Feder
121 wieder in seine Ausgangsstellung zurück. Dabei gibt zu-
nächst
die Anschlagstange 123 die Hebel 114 frei, die unter Einwirkung ihrer Federn 116
eine entsprechende Schwenkbewegung um ihre Drehachsen II5 ausführen und dadurch
die Steuerstangen, auf Abb. 3 bezogen, so lange nach rechts verschieben, bis jede
Steuerstange gegen den entsprechenden Anschlag der Scheiben 103 zum Anliegen kommt.
Erst nachdem diese Bewegung und damit die Neueinstellung der Steuerstangen 106 beendet
ist, gibt der Anschlag 124 des Schiebers 120 den Anschlag 125 des Zahnsegmentes
127 frei. Die Ziffernrollen 110 drehen sich infolgedessen unter Einwirkung der Schraubenfedern
im Sinne des Pfeiles III, wodurch gleichzeitig das Zahnsegment wieder in seine Ausgangsl
age zurückgeschwenkt wird. Die Drehbewegung der Zifferurollen IIO wird' für jede
dieser Rollen dadurch beendet, daß einer der spiralförmig angeordneten Anschläge
112 gegen den Stift 113 der entsprechenden steuerstange stößt. Da die Steuerstangen
in Übereinstimmung mit der durchgeführten Schaltung verstellt worden sid, entspricht
damit die neue Stellung der Ziffernrollen dem Ergebnis dieser Schaltung, so daB
in dem Fenster I29 der Anzeigevorrichtung der gewünschte neue Wert angezeigt wird.