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Vorrichtung zum 'Steuern des Bohr- und A.usspanvorganges bei Bohrmaschinen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern des Bohr- und Ausspanvorganges
bei Bohrmaschinen mit elektromotorischem Antrieb für den Bohrschlitten im Schnell-
und Langsamgang, wobei der Rücklauf und der anschließende Wiedervorlauf des Schlittens
in die vorher erreichte Stellung bei jedem Ausspanvorgang im Schnellgang erfolgt.
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Es sind bereits derartige Steuervorrichtungen bei Bohrmaschinen mit
hydraulischem Antrieb bekannt, bei denen zum Ein- und Ausschalten des Schnellganges
ein mit einem feststehenden Schalter zum Steuern des Schnellgangantriebs zusammenarbeitender
Schleppanschlag vorhanden ist, der auf einer mit dem Bohrschlitten starr verbundenen
Stange leitbar befestigt ist. Die Erfindung besteht nun in der Anwendung einer solchen
Vorrichtung auf Bohrmaschinen mit elektromotorischem Antrieb, und zwar derart, daß
der Schleppanschlag als konischer Nocken mit einer lösbaren Klemmvorrichtung ausgebildet
ist und die Verbindung von Nocken und Stange nach Ausschalten des Schnellgangmotors
durch Anlaufen gegen einen Festanschlag über die Dauer des Zusammenwirkens von Nocken
und Festanschlag aufhebbar ist und daß die Ausspanspiele durch einen zweiten, entsprechend
abgestuften, an dem Schlitten befestigten geraden Nocken bestimmt sind, der mit
einer elektrischen Schalteinheit zusammenwirkt.
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Demgegenüber ist bei der bekannten Steuervorrichtung der Schleppanschlag
nicht mit einer
Klemmvorrichtung versehen, sondern nur reibungsschlüssig
(in Paßsitz) auf der entsprechenden Führungsstange angeordnet. Die Betätigung eines
Schaltschützes, wie es bei elektromotorischem Antrieb zum Steuern des Schnellgangmotors
erforderlich ist, wäre wegen der geringen Klemmung des Nockens auf der Führungsstange
mit der bekannten Vorrichtung nicht möglich. Bei der bekannten Vorrichtung wird
ferner durch. Anlaufen des Schleppanschlages gegen einen Steuerhebel die Bewegung
des Bohrschlittens nach und nach verlangsamt. Beim Erfindungsgegenstand erfolgt
durch den Nocken zunächst das Schalten des Schaltschützes, und nach einer kurzen
Wegstrecke, während der Bohrschlitten sich verlangsamt hat, läuft der Kokken gegen
einen Festanschlag an, wodurch die Klemmvorrichtung des Nockens gelöst wird und
der Nocken sich nun frei auf der Stange des Bohrschlittens verschieben kann. Nur
durch die Klemmvorrichtung des Nockens ergibt sich eine exakte Einstellung und ein
exakter Schaltzeitpunkt des Schnellgangmotors.
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Ferner werden bei der bekannten Steuervorrichtung die Ausspanspiele
durch einen Zeitschalter festgelegt.- Im Gegensatz hierzu ist erfindungsgemäß zur
Festlegung der Ausspanspiele ein zweiter, am Bohrschlitten befestigter, abgestufter
Nocken vorgesehen. Es wird also nicht die Zeitdauer des Bohrspiels, sondern in an
sich bekannter Weise direkt die Bohrtiefe geregelt.
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Vorzugsweise wird der konische Nocken auf der Stange durch von Federn
angedrückte Kugeln festgelegt und von einer die Stange konzentrisch -umgebenden
Hülse getragen, die beim Anschlag gegen ein einstellbares, an einer festen Gleitfläche
befestigtes Winkelstück die Kugeln und die Federn zurückdrückt und so den Nocken
freigibt.
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In Ausgestaltung der Erfindung ist im Stromkreis der Schalteinheit
ein elektrisches Zeitzählwerk vorgesehen, das eine längere Auslösezeit aufweist
als die Zeit, welche notwendig ist, um eine Ausnehmung in dem geraden Nocken zu
überlaufen, so daß das Ausspanen erst dann wieder von neuem gesteuert wird, wenn
eine neue Ausnehmung erreicht wird.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung schematisch an Hand eines Ausführungsbeispieles
näher erläutert.
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Abb. i zeigt im Seitenriß den auf seiner Mitnehmerstange angeordneten
Nocken und den Rücklaufmechanismus am Ende eines Arbeitsganges; Abb. il, 12 und
13 zeigen Einzelheiten der Einrichtung im Schnitt; Abb. 14 zeigt im Seitenriß bzw.
Schnitt einen Nocken, der auf einen elektrischen Verteiler einwirkt; Abb. 2 zeigt
das Verteilerschema einer Maschine mit einem elektromechanisch betätigten Schlitten
gemäß der Erfindung und einem elektrischen Verteiler.
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In Abb. i ist ein elektromechanisch betätigter Bohrschlitten A dargestellt,
der auf einer ortsfesten Gleitfläche B schnelle bzw. langsame Vor- und Rücklaufbewegungen
ausführen kann, die durch zwei verschiedene Motoren, nämlich einen Schnellgangmotor
K und einen Langsamgangmotor C, herbeigeführt werden. Das von der Maschine angetriebene
Werkzeug ist auf einer Spindel D befestigt, die mit dem Motor C für langsamen Vorschub
durch eine geeignete Übersetzung verbunden ist. Der Bohrschlitten A besitzt zwei
Nocken, welche mit Steuerorganen zusammenarbeiten, die die Bewegungen des das Werkzeug
tragenden Schlittens steuern, indem sieden Schnellgangmotor K und den Langsamgangmotor
C entsprechend steuern. Diese beide Nocken sind in der Zeichnung mit R und P bezeichnet.
Der Einfachheit halber ist der Nocken R an der einen Seite der Maschine und der
Nocken P an der anderen Seite der Maschine angeordnet, obwohl hiervon abweichende
Anordnungen der beiden Nocken selbstverständlich ebenfalls möglich sind. Der Nocken
R ist konisch geformt und sitzt auf einer zylindrischen Stange S, die fest an dem
Schlitten A angebracht ist. Dieser Nocken R wird auf der Stange S durch Kugeln T
reibungsschlüssig festgelegt, die mit Hilfe von Federn U gegen eine innere konische
Fläche des Nockens R und den Umfang der Stange S gedrückt werden.
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Innerhalb des Nockens R ist auf der Stange S, gegenüber dem Nocken
begrenzt längsverschiebbar, eine Hülse TV angeordnet, deren eines Ende an den Kugeln
T anliegt und deren anderes Ende aus dem Nocken herausragt.
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Die Stange S nimmt bei der Bewegung des Schlittens den Nocken R mit.
Wenn der Nocken R an einem Hebel Q, Q1 ankommt, bringt er diesen Hebel nach unten
zum Kippen, wodurch ein im Inneren eines Unterbrechers I angeordneter Kontakt 29
mit Hilfe einer Kontaktstange 10 unterbrochen wird. Dieser Kontakt 29 ist in dem
Erregerstromkreis eines Relais eingebaut, welches die Stromzuführung zu dem Motor
K für den Vorlauf oder für den Rücklauf im Schnellgang regelt, während das Öffnen
des Kontaktes 29 den Motor zum Stillstand bringt.
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Der Nocken R wird von der Stange S so lange mitgenommen, bis die Hülse
V an einem Winkelstück X anschlägt, das auf der festen Gleitfläche
B
einstellbar und fest mit ihr verbunden ist.
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In diesem Augenblick drückt die Hülse V die Kugeln T entgegen
dem Druck der Federn U zu-
rück, wodurch der Kraftschluß zwischen dem Nocken
R und der Stange S aufgehoben wird, so daß die Verschiebung des Nockens R aufhört,
während die des Schlittens A und der Stange S unter der Einwirkung des Motors C
für den langsamen Vorlauf weitergeht; der Nocken R gleitet also in diesem Augenblick
auf der Stange S um eine Strecke, die der von dem .Schlitten unter der Einwirkung
des Motors C zurückgelegten Strecke entspricht. Am Ende dieser Bewegung steht die
Stellung des Nockens R daher in Beziehung zu der vordersten erreichten Stellung
des Schlittens.
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In diesem Augenblick beginnt der abgestufte Nocken P, welcher gleichfalls,
aber vorzugsweise auf der dem Nocken R gegenüberliegenden Seite
an
dem Schlitten A angeordnet ist, über einen Winkelhebel Q2 auf einen Verteiler F
zu wirken, um den in mehreren Schritten vor sich gehenden Bohrvorgang zu steuern.
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Die Stromkreise, welche von dem Verteiler gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
der Erfindung gesteuert werden, sind im einzelnen in Abb. 2 dargestellt. Der erste
Absatz des Nockens P bestimmt die Länge des ersten Bohrschrittes. Am Ende dieses
ersten Bohrschrittes wird der Schnellgangmotor K unter der Wirkung des Verteilers
umgesteuert, und der schnelle Rücklauf des Werkzeuges findet statt. Wenn der Schlitten
A zurückzulaufen beginnt, wird der Nocken R von dem Anschlag X freigegeben und gelangt
in Reibungsschluß reit der Stange S, wobei er auf diese Weise den äußersten Vorschubpunkt
des Werkzeuges bei diesem ersten Bohrschritt anzeigt. Der schnelle Rücklauf des
Werkzeuges wird durch den Nocken P dadurch zum Stillstand gebracht, daß sich dieser
mit dem Schlitten A nach hinten verschiebt und einen Kontakt öffnet, der den Motor
K in der Vorwärtslaufrichtung in Gang bringt. Der Bohrschlitten A beginnt sodann
schnell vorzulaufen, bis der schnelle Vorlauf dadurch zum Stillstand gebracht wird,
daß der Nocken R auf den Arm Q des Hebels Q, Q1 auftrifft, welcher den Kontakt in
dem Unterbrecher 1 unterbricht. Der Nocken R mißt den maximalen Weg, der von dem
Werkzeug bei dem vorangegangenen Arbeitsschritt zurückgelegt worden ist, und ermöglicht
auf diese Weise einen schnellen Vorlauf genau bis zu dem Punkt, in welchem das Werkzeug
mit dem Werkstück in Eingriff gelangt. Nach Unterbrechung der Stromzuführung zu
dem Schnellgangmotor erfolgt die Ausführung des zweiten Bohrschrittes unter der
Wirkung des Langsamvorschubmotors C. Der Nocken R wird dabei um ein Stück, welches
dem Arbeitsschritt gleich ist, längs der Stange S verschoben. Der folgende Bohrschritt
wird durch den zweiten Absatz des Nockens P gesteuert usf., bis der Bohrvorgang
beendet ist.
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Ferner ist eine Vorrichtung vorgesehen, die dazu bestimmt ist, den
Nocken R am Ende des Bohrvorganges in seine Ausgangsstellung zurückzubringen. Diese
Vorrichtung besteht aus einem Klinkenhebel Y, der von einer Sperrklinke Y1 festgehalten
wird und normalerweise während der Arbeitszeit nicht in Wirkstellung steht.
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Wenn der Schlitten A seine vorderste Stellung erreicht, trifft ein
von dem hinteren Teil des Schlittens A getragener Arm W auf den schwingbaren
Klinkenhebel Y, wodurch letzterer in die Bahn des Nockens R gehoben wird (Abb. i).
Wenn der Schlitten A zurückläuft, trifft der Nocken R auf die Sperrklinke und gleitet
auf der Stange S nach rechts, wobei er sich nach dem vorderen Ende des Schlittens
A verschiebt. Ein Arm Z, der gleichfalls von dem Schlitten A getragen wird, trifft
dann auf die Sperrklinke Y, wie Abb. 12 zeigt, und verschwenkt sie nach unten, wo
sie durch die Sperrklinke Y1 außerhalb der Bahn des Nockens R verriegelt wird. Der
Nocken R kann sich dann frei mit der Stange S verschieben und wird an die Stelle
gesetzt, die während seiner Grundstellung für den ersten schnellen Vorschub der
folgenden Operation entspricht.
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Im folgenden wird als Anwendungsbeispiel das elektrische Verteilerschema
eines elektromechanisch betätigten Schlittens einer Bohrmaschine beschrieben, der
eine Vorrichtung gemäß der Erfindung zur Steuerung des Bohrens und des Ausspanens
sowie einen elektrischen Verteiler besitzt. Im folgenden ist hierbei der Nocken
P derjenige, welcher mit dem Schlitten A fest verbunden ist und welcher auf den
Winkelhebel Q2 des elektrischen Verteilers F einwirkt. Dieser Nocken ist in vergrößertem
Maßstab in Abb. 14 schematisch dargestellt.
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Dieser Nocken P trägt eine Reihe von Stufenflächen und Ausnehmungen,
die nacheinander mit dem Winkelhebel Q2 in Berührung gelangen, wenn sich der Schlitten
A auf der festen Gleitbahn B verschiebt. Der Winkelhebel betätigt eine Stange
F1, welche die Kontakte des Verteilers F trägt. Wenn sich der Nocken P über dem
Winkelhebel Q2 verschiebt, wird die Stange F1 derart verschoben, daß die Kontakte
des Verteilers F in einer bestimmten Reihenfolge geöffnet und geschlossen werden.
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Unter Bezugnahme auf das Schema gemäß Abb. 2 wirken die Kontakte in
nachstehender Reihenfolge: Die erste Stufenfläche schließt den Kontakt 6 D, die
zweite Stufenfläche schließt den Kontakt 2 D, die dritte Stufenfläche schließt den
Kontakt d. D bzw. öffnet den Kontakt 3 D, die aufeinanderfolgenden Ausnehmungen
öffnen den Kontakt q. D bzw. schließen den Kontakt 3 D, die letzte Stufenfläche
öffnet den Kontakt 5 D. A. Ruhestellung Die Kontakte O sind geschlossen, das zeitweilige
Eindrücken des Kontaktknopfes 2 mit der darauffolgenden Erregung des Relais 3 hat
die Kontakte 3 a und 3 b geschlossen, während alle anderen Kontakte dem Schema entsprechen
und der Kontakt 29 geschlossen ist.
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B. Ingangsetzung Man drückt auf den Knopf io. Das Relais 12 wird erregt,
und der Kontakt i2 a ist geschlossen, der Motor C und die Spindel D drehen sich,
und der langsame Vorlauf beginnt.
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C. Der Arbeitsablauf i. Annäherung im Schnellgang Die Kontaktplatte
12 b schließt sich zur gleichen Zeit wie 12 a; das Relais 6 wird erregt, und der
Motor K dreht sich. Die Erregung des Relais 6 öffnet auch die Kontakte 6 a und 6
h. Die Annäherung des Werkzeuges im Schnellgang wird durch die Motore C und K bewirkt.
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2. Ende der ersten Annäherung im Schnellgang Der Kontakt 29 wird durch
den konischen Nocken R unterbrochen; die Erregung des Relais 6 wird beendet, und
der Motor K bleibt stehen.
3. Langsamer Vorlauf Da das Relais i2
weiterhin erregt ist, ist der Kontakt r2 c geöffnet; der Motor C dreht sich weiter,
und der Schlitten A mit dem Werkzeug bewegt sich langsam vorwärts.
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Die Stange S zieht den Nocken R vorwärts, bis die Hülse V an dem Winkelhebel
X anschlägt und dadurch, daß die Kugeln T und die Federn U zu-
rückgedrängt
werden, den Nocken R freigibt, dessen Verschiebung beendet wird, während die des
Schlittens A und der Stange S weiterläuft (Abb. i). q.. Ausspanvorgang
Der Kontakt 6D, der derjenige für das Ende des zusätzlichen Rücklaufes ist, ist
bei normalem Arbeitskreislauf immer geschlossen.
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Vom Beginn des Anlaufes an hat sich der Kontakt 2 D geschlossen (zweite
Stufenfläche des Nokkens), und zwar in Serie mit der Kontaktplatte i2 C, die sich
in diesem Augenblick geöffnet hat. Der Kontakt q. D hat sieh geschlossen, dann hat
sich der Kontakt 3 D geöffnet (dritte Stufenfläche des Nockens).
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Dann hat sich der Kontakt 29 geöffnet, wodurch das Relais 6 stromlos
wird. Die Kontaktplatten 6 b und 6a, schließen sich wieder, und wenn der Kontakt
auf die erste Ausnehmung des Nockens auftrifft, erregt der Kontakt 3 d durch sein
Schließen das Relais 7, das durch die Kontaktplatte 7 a in erregtem Zustand
bleibt. Der Motor K läuft im schnellen Rückwärtsgang an, bis der Kontakt q. d sich
öffnet; das ist dann die Stellung am Ende des Ausspanens. Die Kontaktplatte
7 b, die während des Rücklaufes im Schnellgang offen war, schließt sich.
Der Schlitten A läuft im Schnellgang wieder nach vorn, bewirkt durch den Motor K,
welcher Vorgang durch den Nocken R unterbrochen wird. Dieser Nocken stellt den vordersten
Punkt dar, der von dem Schlitten erreicht wurde. Dank des einstellbaren Zwischenraumes
zwischen dem Öffnen des Kontaktes 29 durch den Nocken und dem Punkt, wo dieser durch
den Winkelanschlag X festgehalten wird, ist es möglich, den Schwung des Vorlaufes
im Schnellgang abzufangen und eine entsprechende Sicherheit herzustellen, um zu
vermeiden, daß das zu bearbeitende Werkstück etwa im Schnellgang angegriffen wird.
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Es sei bemerkt, daß die Arbeit an der Stelle wieder aufgenommen wird,
wo sie am Ende des ersten Arbeitsganges aufgehört hat. Das Aufhören der Erregung
des Relais 6 ruft ein Schließen des Kontaktes 6 a hervor. Der Kontakt 3 D ist geschlossen,
da sich der Winkelhebel Q2 gegenüber einer Ausnehmung des Nockens P befindet, das
Relais 7 wird erregt, und der Schlitten läuft im Schnellgang zurück. Aber die Schließung
des Kontaktes 6 a wird durch ein Zeitzählwerk genügend lange verzögert, um zu gestatten,
daß die Ausnehmung überschritten wird. In diesem Augenblick öffnet sich der Kontakt
3 D von neuem, und der Kontakt 6 a schließt sich. Bei der folgenden Ausnehmung,
wobei 6 a geschlossen ist, bewirkt die Schließung des Kontaktes 3 D die Erregung
des Relais 7, welches das Relais 6 freigibt und den schnellen Rücklauf ermöglicht.
Die Operation vollzieht sich dann mit ebenso vielen schnellen Rückläufen, wie Ausnehmungen
in dem Nocken P bleiben, und der schnelle Vorlauf hört gerade vor der Ausnehmung
auf, welche den vorangegangenen schnellen Rücklauf in Gang gesetzt hat, und das
mit zeitlicher Verzögerung auf den Kontakt 6 a wirkende Relais gestattet das nachfolgende
Überschreiten dieser Ausnehmung. Die vorangegangenen Ausnehmungen sind im Schnellgang
überschritten worden, wobei der Kontakt 29 geschlossen ist.
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Da das Zeitzählwerk, welches den Kontakt 6 a bewirkt, eine längere
Auslösezeit aufweist als die notwendige Zeit für das Überschreiten einer Ausnehmung
im Nocken, wird das Ausspanen erst ausgelöst, wenn die nächste Ausnehmung erreicht
wird. 5. Ende der Bohrarbeit Nach dem letzten Arbeitsgang des Ausspanens bringt
ein Nocken W den Klinkenhebel Y zum Hochschnappen.
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Am Ende der Arbeit wird der Kontakt 5 d geöffnet, das Relais 12 wird
nicht mehr erregt, und die Kontaktplatte i2 c schließt sich.
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Das Relais 7 wird erregt, und der Rücklauf im Schnellgang erfolgt
bis zum Ende des normalen Arbeitsablaufes, der Öffnung des Kontaktes 2 d.
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Während des Rücklaufes des Schlittens A hält der Klinkenhebel Y den
Nocken R, der auf der Stange S gleitet, fest, dann drückt der Gegennocken Z den
Klinkenhebel Y nach unten, der den Nocken R freigibt, und zwar an dem Punkt, wo
er auf den Kontakt 29 bei der ersten Annäherung im Schnellgang des folgenden Arbeitsganges
einwirkt. D. Betätigung von Hand i. Anhalten während der Arbeit Das zeitweise Eindrücken
des Knopfes i nimmt dem Relais 3 seinen Strom und ruft das Anhalten der beiden Motore
C und K hervor.
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2. Wiederaufnahme der Arbeit Das zeitweise Eindrücken des Knopfes
:2 erregt das Relais 3, das in erregtem Zustande gehalten wird.
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Der Schlitten A bewegt sich dadurch nach hinten, daß die beiden Kontaktplatten
i2 c und 2 D in Serie geschaltet sind: Der langsame Vorlauf wird sofort in die Wege
geleitet, indem auf den Knopf io gedrückt wird. i. 2c öffnet sich. Der Rücklauf
im Schnellgang wird fortgesetzt, und zwar unterhalten von 7a. Ein Ausspanvorgang
wird auf diese Weise hinzugefügt.
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3. Ausspanvorgang Das zeitweise Eindrücken des Knopfes 17 läßt das
Relais 6 stromlos werden und setzt das Relais 7 unter Strom.
Das
Unterstromsetzen des Relais 7 ruft sein Festhalten durch den Kontakt 7 a
und den Rücklauf des Schlittens A im Schnellgang hervor.
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Das Ende des Rücklaufes im Schnellgang, das Wiederanlaufen des Vorlaufes
im Schnellgang und sein Anhalten werden so durchgeführt wie bei dem automatischen
Ausspanen.
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4. Rückführung in die Ruhestellung Das zeitweise Eindrücken des Knopfes
ii erregt das Relais 7 und macht das Relais 12 stromlos, das nur durch io wieder
erregt werden kann.
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Der Rücklauf wird also in seiner normalen Stellung abgestoppt bei
der öffnung des Kontaktes 2 D.
5. Zusätzlicher Rücklauf Wenn man den Knopf
i i dauernd eingedrückt hält, setzt sich der Rücklauf fort bis zum Öffnen des Kontaktes
6D.
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Es wäre natürlich möglich, noch eine Anzahl weiterer Anwendungsformen
der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorzusehen, ohne damit den Rahmen der Erfindung
zu überschreiten.