DEG0008063MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 31. Januar 1952 Bekanntgemacht am 16. Februar 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Erfindung betrifft einen auf elektrischer Basis arbeitenden Steuerwertgeber für eine Werkzeugmaschine mit Drehzahlregelung in mehreren Bereichen.

Aufgabe der Erfindung ist, bei Vorhandensein eines der elektrischen Drehzahlregelung dienenden Steuergerätes ein Kommandogerät hierfür so auszubilden, daß zur Erreichung eines Höchstmaßes an Betriebssicherheit sowohl die Bedienung der zu regelnden Maschine auf sehr einfache', Weise, vor allem unter Benutzung einer einzigen Hand, erfolgen kann, als auch Unregelmäßigkeiten in der Wirkungsweise der Maschine, z. B. plötzliche Drehzähländerungen und deren Folgen, beim Schalten von einem zum andern Regelbereich vermieden werden. _:

Die Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß" für den Steuerwertgeber ein einziges Betätigungselement vorgesehen ist, das in zwei räumlich verschiedenen Richtungen bewegbar ist. Durch das Bewegen des Betätigungselementes in der einen Richtung erfolgt die Einschaltung jeweils eines bestimmten Regelbereichs, während durch Bewegen des Betätigungselementes in der zweiten Richtung die Auswahl eines in dem jeweils eingestellten Bereich enthaltenen Steuerwertes bewirkt wird. : ..
'■ Um zu verhindern, daß der zum Zwecke des Bereichswechsels durchgeführte Schaltvorgang eine plötzliche Änderung der vor Beginn dieses Schaltvorganges eingestellten Drehzahl herbeiführt, ist das Betätigungselement mit! einem Führungs-

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element versehen. Die hierdurch bewirkte Führung gestattet, daß sich am Ende der zum Zwecke des Bereichswechsels ausgeführten Bewegung die beim Verlässen der einen Stufe vorhandene Drehzahl

,,5 selbsttätig in dem neu gewählten Bereich einstellt. Eine vorteilhafte Ausbildung des Steuerwertgebers ergibt sich durch die Verwendung zweier elektrischer Schalter, die beide gleichzeitig durch die Bewegung des Betätigungselementes zum Zwecke

ίο der Bereichswahl betätigt werden. Hierbei ist der eine Schalter für die ' Bereichswahl selbst vorgesehen, während mittels des anderen eine Vertauschung der Potentiale an den Endpunkten der zur Auswahl der innerhalb eines Bereichs liegenden Steuerwerte dienenden elektrischen Einstellvorrichtung herbeigeführt wird.- , .

Zweckmäßigerweise wird den beiden Schaltern' noch ein dritter Schalter zugeordnet, der gleichzeitig mit den beiden ersten ebenfalls bei der Betätigung des Betätigungselementes zum Zwecke der Bereichswahl geschaltet wird. Mittels dieses Schalters kann der Steuerstrom beeinflußt werden, jedoch so, daß dieser Einfluß nur während des Bewegens des Betätigungselementes in der einen Richtung zum Zwecke der Bereichswahl erfolgt, während beim Bewegen des Betätigungselementes in der zweiten Richtung der genannte dritte Schalter in seine Ausgangslage zurückkehrt. .

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Fig. ι zeigt im Schnitt den Aufbau des erfindungsgemäßen Steuerwertgebers;
.. Fig. 2 ist eine Draufsicht auf die Einstellskala des Gerätes; .

. Fig. 3 stellt im Schnitt entlang der Linie I-I von

Fig. 4 ein für die Schalterbetätigung wichtiges Element im Zusammenwirken mit einem Schalter dar; der Druckstift des Schalters ist betätigt;

Fig. 4 ist ein Grundriß des in Fig. 3 gezeigten

Elementes; .

Fig. 5 zeigt in einer Schaltskizze eine Möglichkeit für das Zusammenwirken des Steuerwertgebers mit einer Regeleinrichtung.

In den Figuren bezeichnet 1 den Maschinenkörper. An diesem ist mittels lösbarer Verbindungen 2 eine mit Bohrungen 3' versehene Grundplatte 3 befestigt. Diese trägt einen fest mit ihr verbundenen' Lagerkörper 4. In einer Bohrung 4' des Lagerkörpers ist nunmehr mittels seines einen als Achse ausgebildeten Endes 5' ein Flansch 5 dreh-. bar gelagert. Mit dem Lagerkörper 4 ist mittels einer Halterung 6' ein Potentiometer 6 fest verbunden, dessen Schleifkontakt mit 6" bezeichnet ist. Die Drehachse 6"' des Potentiometers ist mittels einer Schraube 7 mit dem Flansch 5 fest verbunden. Der Flansch 5 besitzt eine Gleitführung 5", auf welcher das als Handrad 8 ausgebildete Betätigungselement und die mit diesem verbundenen Teile in Achsenrichtung verschiebbar sind. Das Handrad 8

<>o setzt sich als zylindrischer Körper 8' fort, der seinerseits in ein als Scheibe ausgebildetes Endstück 8" übergeht. Zur Zusammenarbeit mit der Gleitführung 5" besitzt das Endstück 8" eine Bohrung 8'". ;Der. Flansch 5; und das Handrad 8 sind ■ <v durch eine Druckfeder 9 gegeneinander abgefedert. Mittels Befestigungsschrauben 10 ist mit dem Handrad 8 eine um den , Lägerkörper 4 gelagerte Scheibe 11 verbunden. '.:' .■> '"\ ■

Weiterhin ist auf einer der Schrauben 10 ein als Führungselement dienender Stift 12 befestigt, der mit einem in dem scheibenähnlichen Ende 4", des Lagerkörpers 4 befindlichen Schlitz 4'" zusammenarbeitet. Ferner sind an dem Lagerkörper vier elektrische Druckschalter 13, 14, 15 und 16 angebracht. Die Betätigung, der Schalter 13, 14 und 15 erfolgt durch die Scheibe 11, während der Schalter 16 durch einen über den Umfang der Scheibe 11 hinausragenden, jedoch mit der Scheibe verbundenen Nocken 11' beeinflußt wird (Fig. 3 und 4). Das dem Handrad 8 zugewendete Endes'" des Flansches 5 ist mit einer Skala 17 versehen, die mit dem ortsfesten Zeiger 18 zusammenarbeitet.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist wie folgt: Befindet sich das Handrad 8 in der in Fig. 1 in strichpunktierten Linien eingezeichneten Stellung, so haben die durch Drehen des Handrades und damit des Potentiometer-Schleifkontaktes 6" ausgewählten Steuerwerte Drehzahlen zur Folge, die z. B. dem äußeren Zahlenkreis der Skalai7 (Fig.2) entsprechen. ■

Wird nun das Handrad in der vorgenannten Axialstellung durch Drehen entgegen dem Uhrzeigersinn bis zum Anschlag geführt, so daß im Ausführungsbeispiel die Zahl 3,0 an dem Zeiger 18 eingestellt ist, so steht der Führungsstift 12 gegenüber dem . Schlitz 4'". Entgegen der Wirkung der Feder 9 läßt sich jetzt das Handrad durch Druck in die in Fig. 1 in ausgezogenen Linien gezeichnete Stellung bringen. Hierbei tritt der Führungsstift 12 durch den Schlitz 4"' von der rechten auf die linke Seite des Endes 4" des Lagerkörpers 4 über.

Um das Handrad 8 in. der neuen Axialstellung festzuhalten, ist eine Drehung des Rades entgegen der vorherigen Richtung, also im Ausführungsbeispiel in Uhrzeigerrichtung, um einen Winkelweg erforderlich, der dem Durchmesser des Stiftes 12 entspricht.

Durch die Verschiebung des Handrades in die in Fig. ι in ausgezogenen Linien gezeichnete Stellung wurden mittels der Scheibe 11 und des Nockens 11'. die Schalter 13, 14, 15 und 16 betätigt. Hierbei ist der Nocken n' so ausgebildet, daß nach dem zum Zwecke des sicheren Festhaltens des Handrades 8 in der neuen Stellung erforderlichen Drehens um einen kleinen Winkelweg der Druckstift 16' (Fig. 3 und 4) des Schalters 16 wieder freigegeben wird, so daß der Schalter 16 in seine Ausgangsstellung zurückkehrt. Die Einwirkung der Scheibe 11 auf die übrigen Schalter bleibt dagegen bestehen.

In den Fig. 3 und 4 ist das Zusammenwirken des Nockens 11' mit dem Druckstift 16' im einzelnen gezeigt. Der Pfeil 19 bedeutet die Schieberichtung des Handrades 8 und damit die der Scheibe 11 und des Nockens n', während der Pf eil 20 die Drehrichtung des Handrades 8 entsprechend dem in Fig. 2 mit dem inneren Drehpfeil angedeuteten

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Sinne bezeichnet. Die beim Drehen des Handrades in der nunmehrigen Stellung sich ergebenden Drehzahlen entsprechen der inneren Zahlenreihe des Skalenringes 17.

In Fig. 5 ist in einer Schaltskizze die beispielsweise Verbindung des Steuerwertgebers mit dem eigentlichen Steuergerät für die Drehzahlregelung angedeutet. Wie ersichtlich, wird durch das Betätigen des Schalters 16 beim Bewegen des Handrades 8 in Axialrichtung der Steuerstrom für ein Gerät 21, z.B. einen Steuermotor, unterbrochen. Diese Maßnahme bezweckt, Pendelungen der Drehzahlen beim Übergang . von einem zum anderen Drehzahlbereich möglichst zu verhindern, so daß auch unmittelbar nach dem Umschalten die eingestellte Drehzahl tatsächlich vorhanden ist.

Durch das Schalten des Schalters 15 wird die Magnetkupplung 22 abgeschaltet, während die Magnetkupplung 23 an Spannung gelegt wird. Hierdurch kann beispielsweise ein vorher eingeschaltetes Getriebe außer Wirkung gesetzt werden. Das Betätigen der Schalter 13 und 14, die an sich in einem Schalter zusammengefaßt sein können, bewirkt ein Vertauschen der an den Endpunkten des Potentiometer 6 liegendes Potentiale.

Auf Grund der beschriebenen Wirkungsweise ergibt sich, daß durch das Bewegen des Handrades 8 in Achsenrichtung ein anderer Regelbereich eingeschaltet wird und daß sich in dem neuen Bereich die beim Verlassen des seitherigen Bereichs eingestellte Drehzahl selbsttätig einstellt, sofern eine entsprechende Abstimmung der Regelbereiche aufeinander vorgenommen ist. Daher kann nie der Fall eintreten, daß Werkstücke und Werkzeuge infolge ungewollter Drehzahlen beschädigt werden.

Es ist ersichtlich, daß die Erfindung nicht auf die Verwendung nur zweier Regelbereiche beschränkt ist. Vielmehr können, wie leicht ersichtlich ist, bei entsprechender Ausbildung von mit dem Handrad 8 ' verbundenen Elementen und entsprechend gewählter Lagerorte weiterer Schalter zusätzliche Regelbereiche Verwendung finden.

Wesentlich ist stets, daß durch Bewegung des einzigen Betätigungselementes in der einen Richtung die Auswahl der Regelbereiche erfolgt, während durch Bewegen in der anderen Richtung die in den einzelnen Regelbereichen enthaltenen Steuerwerte ausgewählt werden. Weiterhin ist für die Erfindung wichtig, daß sich beim Wechsel der Regelbereiche die beim Verlassen in dem zuletzt eingestellten Bereich vorhandene Drehzahl im neu gewählten Bereich selbsttätig einstellt.

Der erfindungsgemäße Steuerwertgeber hat in Verbindung mit einem Regelgerät für Drehzahlen überall dort Bedeutung, wo Arbeitsmaschinen einen elektrischen Antrieb erhalten. Dabei kann es sich um Gruppen- oder um Einzelantrieb handeln. Vor allem kommt das Kommandogerät dort in Betracht, wo in mehreren Bereichen eine kontinuierliche und präzise Drehzahlregelung benötigt wird.

Da es im Wesen der Erfindung liegt, daß elektrische Großen in verschiedenen Intervallen variiert werden, kann die Erfindung mit Vorteil überall dort Anwendung finden, wo elektrische Größen in mehreren- Bereichen vorzugsweise kontinuierlich abgewandelt werden sollen.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Auf elektrischer Basis arbeitender Steuerwertgeber für eine Werkzeugmaschine mit Drehzahlregelung in mehreren Bereichen, dadurch gekennzeichnet, daß für den Steuerwertgeber ein einziges Betätigungselement (8) vorgesehen ist, das in zwei räumlich verschiedenen Richtungen derart bewegbar ist, daß durch Bewegen desselben in der einen Richtung die Einschaltung jeweils eines bestimmten Regelbereiches erfolgt, während durch Bewegen in der zweiten Richtung das Abgreifen eines bestimmten der dem jeweils eingestellten Bereich zugeordneten Steuerwerte bewirkt wird.

2. Steuerwertgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für das Betätigungselement (8) eine Führung (4'", 12) so vorgesehen ist, daß durch die zum Zwecke der Bereichswahl auszuführende Bewegung des Betätigungselementes (8) die beim Verlassen des einen Bereichs vorhandene Drehzahl sich selbsttätig in dem neu gewählten Bereich einstellt.

3. Steuerwertgeber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei elektrische Schalter (13, 14, 15) vorgesehen sind, die durch die zum Zwecke der Bereichswahl auszuführende Bewegung des Betätigungselementes (8) gleichzeitig betätigt werden, und daß mittels des einen Schalters die Bereichswahl erfolgt, während der andere Schalter eine Vertauschung der Potentiale an den Endpunkten der zur Auswahl der innerhalb eines Bereichs liegenden Steuerwerte dienenden elekirischen Einstellvorrichtung (6) herbeiführt.

4. Steuerwertgeber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer elektrischer Schalter (16) und ein Steuerelement (11') so vorgesehen sind, daß beim Bewegen des Betätigungselementes zum Zwecke der Bereichswahl der weitere Schalter (16) gleichzeitig mit den genannten Schaltern betätigt, jedoch beim Bewegen des Betätigungselementes in der anderen Richtung vermöge der Ausbildung des Steuerelementes in seine Ausgangslage zurückkehrt, und daß das Betätigen dieses Schalters ein Unterbrechen des Steuerstromes bewirkt.

Angezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 529766.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen