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Wegabhängige Steuerung für Ausspäneinrichtungen Die Erfindung betrifft
eine wegabhängige Steuerung für Ausspäneinrichtungen mit einer Steuerleiste, die
mit einem Verstellorgan zusammen arbeitet, welches Steuermittel für z. B. elektrische
oder hydraulische Stromkreise betätigt und mit den Werkzeughub beiderseits begrenzenden
Endschaltern.
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Es sind Einrichtungen bekannt, die mit einer abgestuften Steuerleiste
arbeiten. Diese Abstufung hat den Nachteil, daß eine Änderung der Einzellängen der
Werkzeugarbeitswege nicht möglich ist.
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Es ist auch eine Einrichtung bekannt, bei der die Steuerung von Vorschubbewegungen
durch ein Zeitrelais erfolgt, dessen Ablaufzeit bei jedem Arbeitshub der Maschine
mittels einer durch einen Magneten schrittweise verstellten Steuerschablone verändert
wird. Hier handelt es sich um eine zeitabhängige Steuerung, die bei Verwendung eines
mechanischen Zeitrelais ungenau arbeitet und zu lange Rückstellzeiten bei kurzen
Hüben und großen Eilgangsgeschwindigkeiten hat, während bei Verwendung elektronischer
Zeitrelais die erforderliche Betriebssicherheit bisher nicht erreicht werden konnte.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, mit einfachen und betriebssicheren
Mitteln eine gesamte mögliche Bearbeitungslänge (Bohrlänge) in beliebig viele Einzelabschnitte
zu unterteilen,
wobei diese Abschnitte im allgemeinen gleich lang
sein sollen, jedoch aber auch die Möglichkeit. vorhanden sein .soll, diese Abschnitte
beispielsweise von einem Ende der gesamten Bohrlänge nach dem anderen Ende hin .anwachsen
oder abnehmen zu lassen.
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Grundsätzlich wird dieses dadurch erreicht, daß die Steuerleiste eine
stetig verlaufende, zur Bewegungsrichtung schräg stehende Arbeitsfläche hat, die
zur gleichmäßigen. Änderung der Abschnittslängen der einzelnen Bohrschritte in ,ihrer
Neigung veränderlich ist. Zur ungleichmäßigen Änderung der einzelnen Abschnittslängen
wird die Arbeitsfläche der Steuerleiste gekrümmt ausgeführt. Außerdem wird die Steuerleiste
zweckmäßig in ihrer Längsrichtung verschieblich und beliebig feststellbar gelagert.
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Weiterhin wird nach dem Vorschlage der Erfindung eine den Neigungswinkel
der Arbeitsfläche der Steuerleiste anzeigende Skala od. dgl. voirgesehen, die unmittelbar
die Länge der Bohrschritte abzulesen gestattet.
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Als durch das Verstellorgan, welches durch das Entlanggleiten an der
Steuerleiste bewegt wird, zu betätigendes Steuermittel wird erfindungsgemäß ein
Stufenschalter vorgesehen, dem ein schrittweise arbeitender Vorwähler für jeweils
die nächste Stufe zugeordnet wird, der im Intervall »Eil-Rücklauf - Eil-Vorlauf«
des Werkzeuges schaltet. Die Längen der einzelnen Stufen des Stufenschalters werden
derart gewählt, daß bei konstanter Geschwindigkeit des Verstellorgans die Stufen
in untereinander gleichen Intervallen geschaltet werden. Zweckmäßig werden zwei
Stufenschaltungen vorgesehen, die bei gleichen Stufungen in der zeitlichen Aufeinanderfolge
gleicher Stufen beider Schaltungen veränderbar und/oder fest einstellbar sind.
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Zur Erläuterung der Erfindung ist in den Fig. i und 2 eine Bohreinheit,
und zwar in Fig. i senkrecht zur Bewegungsrichtung in Ansicht und in Fig. 2 geschnitten
dargestellt; die Fig. 3 zeigt in vergrößerter Darstellung das Verstellorgan und
die beiden Stufenschalter; Fig. 4 zeigt schematisch die Bohrabschnitte bei Benutzung
einer Steuerleiste mit ebener Arbeitsfläche bei verschiedener Neigung derselben;
Fi.g. 5 zeigt die Bohrabschnitte bei Benutzung einer Steuerleiste mitgekrümmtenArbeitsflächen;
in Fig: 6. ist die Schaltung der Steuereinrichtung schematisch wiedergegeben.
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Als Erläuterungsbeispiel ist eine elektrische Steuereinrichtung gewählt.
Im Prinzip gleichartig würde eine: hydraulische Einrichtung arbeiten.
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In der dargestellten Ausführungsform bezeichnet i i den Bohrmotor,
12 den Eilgangmotor, 13 die Bremskupplung, 14 den Bohrschlitten, 15 die Bohrspindel,
16 eine an dem Bohrschlitten befestigte Leiste.
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Auf der festen Leiste 16 ist längs verschiebbar und feststellbar der
Steuerleistenträger 17 angeordnet, der .die Steuerleiste 18 trägt. Diese
Steuerleiste 18 ist mit einer ebenen oder gekrümmten Arbeitsfläche versehen. Die
Steuerleiste 18 ist an dem Ende, an dem sie bei a schwenkbar gelagert ist, halbkreisförmig
ausgebildet, ihre Arbeitsfläche 33 steht schräg zur Bewegungsrichtung des Bohrschlittens
14. Aus der Neigung der Steuerleiste 18 ergibt sich die Länge der gewünschten Einzelabschnitte,
die an der an dem Stewerleistenträger 17 angebrachten Skala 34 abzulesen ist (G.ai
und G a2 in Fig. 4). Der Drehpunkt der Steuerleiste 18 liegt bei a, die Fixierung
der Steuerleiste nach Einstellung der Neigung erfolgt ,bei f. Für gleich lange Bohrschritte
ist die Steuerleiste 18 mit einer ebenen Arbeitsfläche 33 nach Fig. 4, für zu- und
abnehmende Bohrschritte mit gekrümmter Arbeitsfläche 33' nach Fig. 5 zu benutzen.
Die Arbeitsfläche 33 der Steuerleiste 18 kommt im Arbeitsbereich in Berührung mit
dem . Stößel 25. Dieser Stößel 25 wird durch die Feder 35 gegen die Arbeitsfläche
33 gedrückt. Das untere Ende des Stößels 25 steht auf der Fläche 36 des Winkelhebels
26, der um den Bolzen 37 schwenkbar ist und mit seiner Fläche 38 auf die Schaltstange
27 wirkt. Die-Feder 28 auf der Schaltstange hält diese in ständigem Kontakt mit
der Fläche 38 des Winkelhebels 26. Von der Schaltstange 27 wird die durch die Schräglage
und. die stirnseitige Abrundung 42 der Steuerleiste 18 beim Bohrprozeß erreichte
Bewegung des Stößels 25 auf die Stufenschalter 29B und 29b übertragen, deren Ausführung
links, B, und rechts, b, ,in bezug auf den Stufenabstand gleich ist
und die in umgekehrter Anordnung eingebaut sind, wobei bei Bewegung der Stange 27-
in Pfeilrichtung die Kontakte b öffnen, während die Kontakte B schließen. An den
Stufenschaltern 29 .ist je eine Einstellschraube 30 angebracht, durch deren
Verstellung erreicht werden kann, daß jeweils nach Wunsch der eine Stufenschalter-29b
früher schaltet als der andere 29B.
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Der Vorschub des Bohrschlittens 14 wird von der Bohrspindeldrehung
abgeleitet. Über das Kegelgetriebe 40, das Wechselrädergetriebe 24 und den selbsthemmenden
Schneckentrieb 23 wird das Zahnrad 39 angetrieben. Dieses kämmt mit dem Zahnrad
21, welches auf der Mutter 22 aufgekeilt ist und diese daher mitdreht. Diese Mutter
ist im Bohrschlitten ausschließlich drehbar gelagert. Sie kann sich also nicht axial
im Bohrschlitten verschieben. Sie sitzt auf der Vorschubgewindespindel i9, die ihren
Antrieb unter Zwischenschaltung des Vorgelegen 20 vom Eilgangmotor 12 erhält. Bei
Normalvorschub wird die Vorschwbgewindespindel i9 durch Betätigung der Bremskupplung
13 an einer Selbstdrehung gehindert. Die Mutter 22 wandert auf der Vorschubgewindespindel
i9 in Vorschubrichtung unter Mitnahme des Bohrschlittens 14 vermöge der ihr von
der Bohrspindel 15 her aufgezwungenen Drehung, unter Berücksichtigung der Übersetzung
im Wechselgetriebe und der vorhandenen Gewindesteigung. Der Vorschub des Bohrschlittens
14 wird durch den verstellbaren harten Anschlag 31, begrenzt. Das Weiterlaufen der
Bohrspindel 15 hat eine Längsverschiebung der unter der Wirkung der auf den
Bohrdruck
vorgespannten, beiderseitig wirkenden Feder 32 stehenden Vorschubgewindespindel
i9 zur Folge, die nach rechts ausweicht und hierdurch den Endkontakt C betätigt,
der einerseits die Lösung der Bremskupplung 13 bewirkt und andererseits den Eilgangmotor
12 einschaltet, der die Vorschubgewindespindel i9 in einer solchen Drehrichtung
und mit einer derartigen Umdrehungszahl antreibt, daß die Mutter 22 trotz Weiterlaufes
des Vorschubtriebes von der Bohrspindel 15 nach rechts verschoben wird. Dieser Eilrücklauf
wird begrenzt durch Anfahren des Bohrschlittens i-. an dem ebenfalls verstellbaren
harten Anschläg 31. Durch das Ausweichen der Vorschubgewindespindel i9 beim Anfahren
des Anschlages 31,. nach links wird der Endkontakt A betätigt, der nun den Eilgangmotor
abschaltet und gleichzeitig die Bremskupplung, ?. B. unter Verwendung eines Zeitrelais,
kurzzeitig erregt zur Abbremsung der rotierenden -Massen. Durch die weiterlaufende
Bohrspindel wird über die Mutter 22 die Vorschubgewindespindel i9 leer mitgedreht.
Damit ist das Arbeitsspiel beendet. Zu Beginn des neuen Arbeitsspiels wird der Eilgang-Motor
wieder eingeschaltet, und zwar entgegengesetzt seiner vorherigen Drehrichtung. Es
addiert sich der auf die Mutter wirkende Vorschub von der hofrspindel und der Vorschub
von der VorschubgeWindespindel, d. h.. der Bohrschlitten läuft im Eilgang nach litikz.
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Dieser Eilvorrg_ang_ arbeitet bis zum Anfahren der Steuerleiste 18
an den Stößel 25. Die höchste Stellung des Sti>Bels 2c ist mittels der Mutter 41
so el@reguliert. c'a:3 er bereits durch Anlauf seiner Kappe an die oirnseitige Abrundung
42 um ein gewisses NIa13 zurückgedrückt wird. Hierdurch wird über clen @'t`inhelhebel
26 die Schaltstange 27 in Pfeilrii-litun:- verschoben und der erste K_ont;tkt b
des rechts liegenden Stufenschalters 29b ;eöffnet. Dies bewirkt die Abschaltung
des Eilgangrnot,-#rs 12 und die Dauererregung der Breinsla:pp@rinr 13. Dairit setzt
der Bohrvorschub ein zur Bolirrnri des ersten Bohrabschnittes. während welchen Vorganges
auch die Steuerleiste 18 längs weitc#r-bewegt wird. Die Neigung der Arbeitsfläche
33 (lieier Steuerle_te """'- wirkt ein weiteres Niedeirdriic@cen
4-#s @t<üels 25 .und eine Verschiebung der Stange 27. Die- rührt zunächst zu
einer Schließung des ersten Kontaktes I' des links liegenden Stufens@b:@.lters 2oB,
dessen Schlieduiig aber nicht unn@itt:ell,a@ ei,iei" ele'-tri:>chen Vorgang auslöst.
Mit Weiterlauf der Arl)eitsfläclle 33 Wird dann der hontala frl des Sttifer,schalter
s 29b ,geöffnet, ebenfalls nline Auslöstlaig eines elektrischen Vorganges. Schließlich
wird der Kontakt B1 geschlossen. Das Irteruall B + B1 stellt dc,i gewünschten Bohrschritt
dar. Durch Schließung des Kontaktes Bi wird ein iiilfsr(,lais 8 eingeschaltet. DasHilfsrelais
8 (Fig.6) :)ewirkt ein Abschalten des Schützes 5 und Lösen der Bremskupplung; gleichzeitig
wirr] über den vorher geschlossenen Kontakt B des links liegenden Stuf;:nschaiters
29B das Schütz d. eingeschaltet, das den Eilrücklauf des Bohrschlittens bewirkt.
Ein %veiterer Kontakt des Hilfsschützes g, der mit einem Arbeitskontakt des Schützes
q. in Reihe liegt, gibt dem Sch.rittschaltwerk Spannung, das nun in seinen beiden
Kontaktbahnen Schr I und Schr II um je eine Stufe weiterschaltet, d. h.,
die Kontaktbahn Sehr I schaltet von o nach i und die Kontaktbahn
Sehr 1I von i nach 2. Der Bohrschlitten bewegt sich nun im Eilgang rückwärts.
Damit bewegt sich auch die Arbeitsfläche 33. und die Stange 27 zurück, und der Stößel
25 steigt unter der Wirkung der Feder 35 wieder an. Bei dieser Rückwärtsbewegung
wird zuerst der Kontakt Bi des links liegenden Stufenschalters 29B wieder geöffnet,
ohne daß das Hilfsrelais 8 abschaltet, das sich nun über einen Arbeitskontakt selbst
hält. Dann wird der Kontakt bi wieder geschlossen, ohne eine Funktion auszuüben,
und zuletzt der Kontakt B wieder geöffnet, was ein Abschalten des Schützes q, und
ein Einschalten des Schützes .3 zur Folge hat, d. h., der Eilgangmotor 12 wird vom
Eilrücklauf auf Eilvorlauf umgeschaltet. Beim Einschalten des Schützes 3 wird das
Hilfsrelais 8 wieder abgeschaltet. Beim Wiedervorfahren der Arbeitsfläche 33 wird
der Kontakt B wieder geschlossen ohne Funktionsausübung, dann der nunmehr durch
die Kontaktbahn Schr I des Schrittschaltwerkes vorgewählte Kontakt bi wieder
geöffnet, der durch die Vorwahl die Funktion auslöst, die vorher der Kontakt b hatte,
und zwar die Abschaltung des Schützes 3 und Einschaltung des Schützes 5, d. h. die
Umschaltung von Eilvorlauf auf BohrvoTschub. Das Intervall b -i- b1 entspricht ebenfalls
dem gewünschten Bohrschritt wie das Intervall B -1- B1, ist jedoch durch die gegenseitige
Versetzung der Stufenschalter 29B und 29b auch versetzt, und zwar so, daß im Augenblick
der Umschaltung von Eilvorlauf auf Bohrvorschub die Bohrerspitze noch in einem Abstand
gleich der eingestellten- Versetzung vom Lochboden entfernt ist, um ein Auftreffen
des Bohrers auf etwa irn Loch verbliebene Späne auszuschalten.
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Der Bohrer hat nun den ersten Bohrschritt mit zugehöriger Ausspänbewegung
vollendet und ist wieder eingefahren und steht am Beginn des zweiten Bohrschrittes.
Der eigentliche Bohrvorgang dieses zweiten Bohrschrittes verläuft nun in gleicher
Weise wie zuvor bis zur Schaltung des Kontaktes B2, der durch die zuvor erwähnte
Vorwahl die Funktion von Bi übernommen hat. d. 1i. daß der Eilrücklauf einsetzt,
aber durchläuft bis zum völligen Heraustreten des Bohrers aus dem bereits gebohrten
Loch, unter Durchlaufen de: ersten Bohrstrecke bis zur öffnung des Kontaktes B.
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Die weiteren Bohrschritte verlaufen in gleicher Weise. Dein Kontakt
C, der bei Anfahren des Bohr-=.chlittens rd. gegen den harten Anschlag 31" betätigt
wird, obliegt zusätzlich zu seiner eingangs erwähnten Aufgabe, die Brein kupplung
zu lösen und den Eilgan,gmotor umzuschalten, die weitere Aufgabe, das Schrittschaltwerk
in seine Anfangsstellung zu bringen, zu welchem Zweck ein Hilfsrelais 7 (Fig. 6)
vorgesehen ist. Durch diese Beeinflussung des Schritt-chaltwerkes ist es möglich,
an
jedem beliebigen Punkt des möglichen Bohrweges des Bohrschlittens den Bohrvorgang
abzubrechen, und zwar unabhängig von der für eine bestimmte Bohrmaschine festgelegten
Gesamtzahl der Bohrschritte, deren Einzellänge durch die Änderung der Neigung der.
Arbeitsfläche 33 veränderbar ist.