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Wählergerät zum Steuern von Maschinen- und Vorrichtungsorganen Wählergeräte
für die Einleitung einer Bewegung bei einer Maschine und insbesondere bei einer
Werkzeugmaschine, bei denen zum Wählen eines bestimmten Maschinenorgans auf dem
Kommandogerät Wähler nach auf einer Tafel schematisch angedeuteten Darstellungen
der betreffenden Maschinenorgane orientiert werden, was durch aufleuchtende Signallampen
unterstützt werden kann, sind bekannt.
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Doch kann man mit diesen Wählern im allgemeinen nicht durch eine einzige
Verrichtung von der in einer gegebenen Richtung erfolgenden Bewegung eines Organs
auf die Bewegung eines anderen Organs in einer Richtung übergehen, die von der gewählten
Bewegungsrichtung des vorher ausgewählten Organs vollständig unabhängig ist. Mit
den bekannten Wählern kann man ebenfalls nicht durch eine einzige Verrichtung einem
Maschinenorgan Bewegungen verschiedener Natur, beispielsweise einen handgesteuerten
und einen automatischen Vorschub, in beliebigen Bewegungsrichtungen dieses Organs
erteilen. Diese Nachteile äußern sich bei den komplizierten modernen Maschinen sehr
ungünstig und verursachen große Zeitverluste.
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Das erfindungsgemäße Wählerorgan vermeidet diese Nachteile und ermöglicht
eine anpassungsfähigere Wahlart als es die bisherigen Vorrichtungen boten. Dieses
neue Gerät besteht im wesentlichen darin, daß es zumindest ein zur Auswahl des zusteuernden
Maschinenorgans dienendes Wählerelement und für jedes dieser Maschinenorgane ein
Wählerelement zur Auswahl der Bewegungsrichtung des Maschinenorgans enthält, wobei
jedes Wählerelement völlig unabhängig von der Stellung aller anderen Wählerelemente
betätigt werden kann.
Einem anderen erfindungsgemäßen Merkmal zufolge
enthält das Wählergerät zwei Wählerelemente zur Auswahl der zu steuernden Maschinenorgane
für zwei verschiedene Gangarten, beispielsweise für eine Steuerung durch den Arbeiter
und eine automatische, wobei zumindest einige der Auswahl der Bewegungsrichtung
dienende Wähler den beiden Wählerelementen für die Auswahl des jeweiligen zu steuernden
Maschinenorgans gemeinsam sind.
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Vorteilhafterweise besteht das Wählergerät aus einer schalttafelartigen
Platte, die eine Abbildung verschiedener zusteuernder Organe der Maschine oder des
Gerätes in verkleinertem Maßstab trägt, wobei auf dieser Platte ein jedes der Richtungswählerorgane
auf der Abbildung des entsprechenden Maschinenorgans angebracht ist.
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In gleicher Weise ist es vorteilhaft, die Richtungswählerelemente
in beiden Bewegungsrichtungen einstellbar zu gestalten, die den tatsächlichen Bewegungen
des betreffenden Maschinenorgans entsprechen.
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Einem anderen erfindungsgemäßen Merkmal entsprechend können die die
zu steuernden Maschinenorgane wählenden Elemente beliebig nach den Wählerelementen
orientiert werden, mit denen die Bewegungsrichtungen eingestellt werden.
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Andere kennzeichnende Merkmale des Erfindungsgegenstandes gehen aus
der folgenden, sich auf die Zeichnungen beziehenden Beschreibung hervor; es handelt
sich jedoch dabei nur um ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes. In
der Zeichnung ist Fig. i eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Wählergerätes
in seiner Anwendung bei einem Fräs- und Bohrwerk; Fig. 2 und 2 a stellen nebeneinandergelegt
das vereinfachte elektrische Schaltbild dieses Wählergerätes dar; Fig. 3 und 4.
sind Lagefeststellvorrichtungen für ein Wählerorgan eines zu steuernden Elementes
sowie solche für ein Richtungswählerorgan.
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In der Fig. i sieht man eine Platte mit einer schematischen Darstellung
der Hauptorgane eines Fräs- und Bohrwerks; man sieht dort das Bett i, auf dem der
Spanntisch 2 entsprechend den Pfeilen f1 und f2 nach beiden Richtungen verschoben
werden kann; man sieht ferner den Säulensockel 3, auf dem die Säule 4 entsprechend
den Pfeilen f3 und f4 zu verschieben ist; weiter sieht man den Schlitten des Spindelstockes
5; der in der Richtung der Pfeile f5 und f6 entlang der Säule auf- oder abwärts
gleiten kann; ferner den Spindelstock 6; der sich waagerecht auf seinem Schlitten
5 in der Richtung der Pfeile f7 und f8 verschiebt, und schließlich die das Werkzeug
tragende, im Spindelstock 6 drehbare Spindel 7, wobei das Werkstück auf dem Spanntisch
2 befestigt gedacht ist.
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An der Stelle der Platte, an der der Spanntisch 2 dargestellt ist,
ist ein Schalter angebracht, dessen Handgriff 8 pfeilförmig ist und zwei Stellungen
einnehmen kann, entweder die in der Zeichnung dargestellte und der Richturig des
Pfeiles f2 entsprechende oder die umgekehrte Stellung im Sinne des Pfeiles f1. Die
Festlegung dieses Schalters in der einen oder der anderen Stellung kann durch eine
Vorrichtung geschehen, wie eine solche in der Fig. 4 als Beispiel dargestellt ist
und die aus einer am Handgriff 8 befestigten Nockenscheibe 9 besteht, die zusammen
mit zwei Rollen io den Handgriff mit Hilfe der Hebel i i festlegt, die sich ihrerseits
um die Zapfen 12 drehen können und durch die Feder 13 gegeneinandergedrückt werden.
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In ähnlicher Weise ist an einer anderen Stelle der Platte, an der
der Spindelstock dargestellt ist, ein Schalter angebracht, dessen Handgriff 14 wiederum
die Gestalt eines Pfeiles aufweist und ebenfalls zwei Stellungen einnehmen kann,
beispielsweise die in der Zeichnung durch die Richtung des Pfeiles f7 dargestellte
oder die entgegengesetzte Stellung in Richtung des Pfeiles f8.
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Zwei weitere Schalter 15 und 16 beziehen sich auf die Bewegungen des
Schlittens 5 und der Säule 4.
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Diese vier Schalter 8, 14. 15 und 16 gestatten die Wahl der Bewegungsrichtung
des Spanntisches, des Spindelstockes auf seinem Schlitten, des Schlittens auf der
Säule und der Säule auf ihrem Sockel.
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.Mit einem Schalter 17, dessen Handgriff ebenfalls pfeilförmig ist,
kann die Einleitung jeder der erwähnten vier Bewegungen für die automatische Betätigung
ausgewählt werden. Mit einem. dem des Schalters 8 analogen System, bei dem jedoch
der Nocken 9' eine andere Gestalt hat, kann der Schalter 17 in einer seiner vier
verschiedenen, genau bestimmten Stellungen festgehalten werden (s. Fig. 3). Um eine
Bewegung zu wählen, braucht man nur die Spitze des Handgriffes am Schalter 17 in
die Richtung des in der schematischen Darstellung zu bewegenden Elementes zu stellen.
Dies gilt sowohl für den Spanntisch, die Säule, als auch den Spindelstock usw. Um
diese Einstellung zu erleichtern, sind an der Platte entsprechende Striche 18 angebracht,
die die vier Stellungen genau anzeigen, die der Handgriff 17 jeweils einzunehmen
hat.
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Schließlich gestattet ein Schalter ig bei der Steuerung der Maschine
von Hand aus, eine der vier erforderlichen Bewegungen auszuwählen. Die Rolle dieses
Schalters und seine Beschaffenheit entsprechen denjenigen des Schalters 17, und
die zugehörigen Striche 2o haben die gleiche Bedeutung wie die Striche 18 für den
Schalter 17.
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Die Stellung eines jeden beliebigen von diesen Richtungsschaltern
8, 14, 15, 16 ist vollständig unabhängig von derjenigen der drei übrigen sowie von
derjenigen der Schalter 17 und i9, die das zu bewegende Element auswählen. Auch
diese beiden letzteren sind ihrerseits gegenseitig vollständig unabhängig.
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Das soeben beschriebene Wählergerät ist selbstverständlich durch Betätigungsorgane
für das Ingangsetzen oder Abstellen der Maschine zu vervollständigen.
Diese
Betätigungsorgane, z. B. Druckknöpfe, können in einem Betätigungsgerät angebracht
werden, das vom Wählergerät vollständig verschieden oder in ihm mit eingeschlossen
ist. Zu diesem Zweck könnte man beispielsweise Schalter in Verbindung mit Druckknöpfen
zum Ingangsetzen und Abstellen der Maschine im Handgriff selbst anbringen. In der
Zeichnung ist ein solches Gerät in Gestalt des Schalters 17 mit den beiden Druckknöpfen
M (Ingangsetzen) und A (Abstellen) dargestellt.
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Andererseits sind die sonstigen Schalter 8, 1q., 15, 16 in der Mitte
des Handgriffes mit einem einzigen Druckknopf versehen, um die Einleitung oder das
Abstellen einer beliebigen, ich auf die ausgewählte Bewegung beziehenden Verrichtung
jederzeit und sofort zu ermöglichen, beispielsweise ein Festklemmen oder ein Schmieren.
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Mit dem beschriebenen Wählergerät kann man sehr schnell vom selbsttätigen
Gang auf den handgesteuerten Betrieb und von der Bewegung eines Organs zur Bewegung
eines anderen Organs in beliebiger Richtung übergehen.
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In den Fig. 2 und 2 a ist eine beispielsweise Ausführungsform des
elektrischen Schaltungsschemas des soeben allgemein beschriebenen Wählergerätes
dargestellt.
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In diesem Schema sind die vier Motoren Ml, M2, M3, M4 eingezeichnet,
von denen ein jeder den betreffenden Maschinenteil zu bewegen hat, nämlich den Spanntisch
2, den Spindelstock 6, den Spindelschlitten 5 und die Säule q.. Da sämtliche Motoren
in der gleichen Art gespeist werden, genügt es, die Speisung eines einzigen zu beschreiben,
beispielsweise diejenige des Motors Ml. Der Anker wird vom Gleichstromnetz 21 über
das eine oder das andere der beiden Schütze Il oder I1 gespeist. Mit diesen Schützen
kann die Drehrichtung des Motors geändert werden.
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Die Feldwicklungen ml des Motors werden direkt aus einem Gleichstromnetz
22 gespeist. Der zweipolige Schalter 811, 8b kann zwei verschiedene Stellungen einnehmen,
und mit ihm sprechen die beiden die Motordrehrichtung wendenden Schütze Il und I;
an; er wird durch den in der Fig. i dargestellten Handgriff 8 betätigt, der in der
Fig. 2 strichpunktiert angedeutet ist.
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Mit dem zweipoligen vierstelligen Umschalter 17a, 17b können die einzelnen
zweipoligen Umschalter der Art des Umschalters 8a, 8b an einen Pol 23 eines Speisenetzes
für den Steuerungsstromkreis angeschaltet werden, dessen zweiter Pol 24 direkt durch
den Draht 25 mit den Spulen der Schütze Il, Il' verbunden ist. Der Umschalter 17a,
17b wird durch einen Handgriff 17 betätigt, der in der Fig. i ersichtlich und in
der Fig. 2 strichliniert angedeutet ist.
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Ein Umschalter 19a; 19b, der dem Umschalter 17a, 17v entspricht, ist
mit diesem parallel geschaltet und wird durch einen in der Fig. i dargestellten
Handgriff i9 betätigt, der in der Fig. 2 a strichliniert angedeutet ist.
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Im Schema laut Fig. 2 sind noch die Schalter 26, 27 zum Ingangsetzen
des Wählerorgans 17 für den automatischen Gang dargestellt; der eine dieser Schalter
ist für denjenigen Drehsinn der Motoren Ml, M2, M3, M4 bestimmt, welcher
der Bewegungsrichtung des ausgewählten Organs in der durch den betreffenden Griff
8, 1q., 15 oder 16 angegebenen Richtung der sogenannten Arbeitsrichtung entspricht,
während der andere Schalter für den anderen Drehsinn bestimmt ist, entsprechend
der Rückkehr der betreffenden Organe. Überdies sind noch die Schalter 28, 29 vorhanden,
durch welche das Wählerorgan i9 zum Ingangsetzen der Handsteuerung mit den betreffenden
Motoren unter den gleichen Bedingungen in Verbindung zu bringen ist.
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Schließlich ist ein Unterbrecher zur allgemeinen Außerbetriebsetzung
am Anfang des Steuerungsstromkreises vorgesehen.
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Die Wirkungsweise der soeben beschriebenen Vorrichtung ergibt sich
unmittelbar aus dem, was über die Fig. i gesagt wurde.
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Man sieht, daß je nach Stellung der Schalter 17a bis 17b oder 19a
bis 19b man jeden beliebigen der vier Motoren Ml, M2, M3 und M4 betätigen kann,
die jeder für sich entweder den Spanntisch, den Spindelstock, den Spindelstockschlitten
oder die Säule des als Ausführungsbeispiel gewählten Fräs- und Bohrwerks zu betätigen
vermögen.
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Sobald eine bestimmte Bewegungsrichtung durch Festlegung der Stellung
der Umkehrschalter 8a und 8b gewählt wurde, kann die Vor- oder Rückwärtsbewegung
des gewählten Organs je nach dem erzielt werden,, ob auf den Knopf 26 oder den Knopf
27 des automatischen Ganges oder auf die Knöpfe 29 oder 28 der Handsteuerung gedrückt
wird. Wenn der Richtungswählerschalter 8 beispielsweise in seiner in den Fig. i
und 2 dargestellten Stellung steht, so erhält das Schütz Il den Strom, so daß sich
der Motor - in der Ausfahrtrichtung dreht, sobald auf den Knopf 26 oder auf den
Knopf 29 gedrückt wird. Wenn jedoch der besagte Schalter 8 um 18o'° herumgedreht
wurde, dann wird natürlich das Schütz Il' den Motor speisen, sobald die Knöpfe 26
und 29 gedrückt werden, wodurch sich dann das ausgewählte Organ, im dargestellten
Beispiel ist es der Spanntisch, in der umgekehrten Richtung bewegt. Werden nunmehr
die Knöpfe 27 oder 28 gedrückt, so speist das Schütz Il den Motor mit Strom, wodurch
sich das ausgewählte Organ, z. B. der Spanntisch, in umgekehrter Richtung, d. h.
im Rücklauf zur vorhergehenden Richtung bewegt.
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Wie ersichtlich ist, sind die einzelnen Bewegungsun@d Richtungswähler
vollständig unabhängig vonei,nanider.
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Wenn bei der Betrachtung der Handsteuerung der Maschinen von der Annahme
ausgegangen wird, daß sich das ausgewählte Organ so lange verschiebt, wie einer
der beiden Knöpfe 28 oder 29 angedrückt wird, so ist das bei der selbsttätigen Betätigung
anders, da diese Haltekontakte verlangen. Sobald der Knopf 26 gedrückt wird, um
beispielsweise das Schütz Il zu speisen (unter der Annahme,
das
Wählerorgan befände sich in einer Stellung, die der Einleitung der Spanntischbewegung
entspricht, d. h. in der Richtung zum Schalter 8 zugedreht, wobei die Kontakte 17a
und 17b gemäß Fig. 2 auf ihren oberen Polen aufliegen), ist es unumgänglich, daß
das Schütz Il eingeschaltet bleibt, auch wenn der Knopf 26 schon wieder freigegeben
wird. Deshalb kann dieser Knopf 26 von der Art eines der üblichen Haltekontaktknöpfe
sein, oder die Schütze können mit Haltekontakten versehen sein, die von den üblichen
Steuerungsstromkreisen gespeist werden. Diese Anordnungen bilden jedoch keineswegs
einen Teil der vorliegenden Erfindung und wurden daher, um das Schema nicht zu komplizieren,
nicht dargestellt.
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Es versteht sich ebenfalls, daß bei der praktischen Ausführung die
üblichen Verriegelungen in Anwendung kommen, durch die man die gleichzeitige Betätigung
eines Organs in beiden Richtungen oder auch dessen mögliche gleichzeitige Inbetriebsetzung
in zwei verschiedenen Steuerungsarten verhindert.
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Bei automatischem Gang der Maschine kann man in der üblichen Weise
eine Einrichtung vorsehen, die durch einen Anschlag den Abstellschalter
30 bewegt, um derart selbsttätig das durch einen der beiden Druckknöpfe 26
oder 27 in Gang gesetzte Organ der Maschine abzustellen. Man könnte die soeben beschriebenen
Vorrichtungen auch in eine einen ganzen Zyklus von Verrichtungen durchführende Maschine
einbauen, wobei die Steuerung mittels Relais vollkommen selbsttätig einen den allgemeinen
kennzeichnenden Merkmalen der vorliegenden Erfindung entsprechenden Wählerposten
betätigen würde.
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Im vorhergehenden wurde von Geschwindigkeitsveränderungen des betätigten
Organs nicht gesprochen, da die zu diesem Zweck verwendeten Mittel keineswegs einen
Teil der Erfindung bilden.
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Die Erfindung ist jedoch ebenso gut sowohl dort anwendbar, wo die
Geschwindigkeitsveränderungen der Motoren Ml, M2, M3, M4 durch Veränderung
ihres von der Leitung 22 gelieferten Erregerstromes erzielt werden, als auch dort,
wo die Geschwindigkeitsveränderungen durch Veränderung der Spannung des von der
Leitung 21 kommenden die Anker speisenden Stromes erfolgen; gegebenenfalls sind
diese Geschwindigkeitsveränderungen auch durch Kombinieren dieser beiden Systeme
zu erzielen.
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Es versteht sich, daß die Erfindung keineswegs auf das Ausführungsbeispiel
beschränkt ist. Man könnte beispielsweise die Darstellung der einzelnen Wahlmöglichkeiten
statt auf einer ebenen Platte durch eine dreidimensionale Veranschaulichung der
in Betracht kommenden Teile ersetzen. Die ebene Platte könnte auch durch ein Signalgerät
mit Aufschriften ersetzt oder mit einem solchen kombiniert werden. Ferner könnten
Leuchtsignalvorrichtungen verwendet werden. Außerdem könnten die Schalter, statt
drehbar zu sein, einem anderen Typus angehören; es könnten beispielsweise Druckknöpfe
verwendet werden, oder die Schalter könnten die Form von Gleitkontakten haben, die
in Richtung der gewählten einzuleitenden Bewegungen verschoben werden könnten.
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Die eigentlichen Betätigungsorgane, die Organe zum Ingangsetzen und
Abstellen der Maschine usw., können natürlich jeder beliebigen Art sein; beispielsweise
können es Handgriffe, Hebel, Knöpfe, Endabschalter, selbsttätige Schalter usw. sein.
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Die Wahl kann entweder in Form einer Vorwahl geschehen, d. h. die
Auswahl der zu steuernden Organe und die Auswahl deren Bewegungsrichtung kann vor
Einleitung der betreffenden Bewegung erfolgen, oder aber die Wahl kann im Gegenteil
dazu auch so gestaltet werden, daß sie auch dann erfolgen kann, wenn die Maschine
sich bereits in Gang befindet.