DE715454C - Werkzeugmaschine, insbesondere Drehbank oder Abstechmaschine, mit einer die Regeleinrichtung fuer die Drehzahl beeinflussenden Einstellvorrichtung zum Gleichhalten der Schnittgeschwindigkeit - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Werkzeugmaschine, insbesondere Drehbank oder Abstechmaschine, mit einer die Regeleinrichtung für die Drehzahl beeinflussenden Einstellvorrichtung zum Gleichhalten der Schnittgeschwindigkeit. Es sind derartige Werkzeugmaschinen bekannt, die zwecks Gleichhaltung der Schnittgeschwindigkeit bei Änderung des Arbeitsdurchmessers eine, vom Planvorschub getriebene Verstelleinrichtung aufweisen, deren gesteuertes Glied bei prozentmäßig gleichen Änderungen des Arbeitsdurchmessers unter sich größengleiche Verstellwege macht und auf eine Regeleinrichtung für die Drehzahl wirkt/deren Steuerglied

Verschiebungen ausführt, die denen des gesteuerten Gliedes der Verstelleinrichtung unmittelbar verhältnisgleich sind und bei größengleichen Werten den Arbeitsdurchmesseränderungen umgekehrt entsprechende, prozentmäßig gleiche Änderungen der Drehzahl hervorrufen. Die gewünschte Schnittgeschwindigkeit wird dabei durch eine Handeinstellvorrichtung erreicht.

Bei den bisher vorgeschlagenen Vorrichtungen muß die gewünschte Schnittgeschwindigkeit für einen bestimmten Arbeitsdurchmesser eingestellt werden, wozu es notwendig ist, eine Vorrichtung, z. B. eine Kupplung, in der Getriebekette zwischen dem Planschlitten

und der Drehzahlregeleinrichtung anzubringen, die eine Bewegung des Steuergliedes oder des Planschlittens in gegenseitiger Unabhängigkeit gestattet. Die Zuordnung der Schnittgeschwindigkeiten zu den einzelnen Arbeitsdurchmessern muß an gegeneinander verschiebbaren Teilungen abgelesen werden, mit deren Hilfe· auch die Einstellung geschieht. Wird das Vorgelege an der Maschine umgeschaltet, dann ist eine neue Einstellung der Schnittgeschwindigkeit erforderlich.

Diese Einstellungen sind nur möglich, wenn der augenblickliche Arbeitsdurchmesser be-'5 kannt ist. Das ist z. B. bei einer Änderung des Arbeitsdurchmessers, wie sie beim Plandrehen eintritt, nicht der Fall, so daß der Durchmesser dort zwecks Schnittgeschwindigkeitseinstellung erst gemessen oder geschätzt werden muß. Auch verlangen diese Einstellungen besondere Aufmerksamkeit des Arbeiters und beanspruchen Zeit. Zweck der Erfindung ist, eine Werkzeugmaschine der angegebenen Art zu schaffen, bei der keine solchen verschiedenartigen Einstellungen mehr notwendig sind, sondern bei der je nach dem Werkstoff und der Bearbeitungsart lediglich die Schnittgeschwindigkeit einmal von Hand eingestellt wird und der Einfluß des Arbeitsdurchmessers ebenso wie die Änderung des Vorgeleges selbsttätig berücksichtigt wird. Das geschieht gemäß der Erfindung dadurch, daß alle die Einstellvorrichtung für die Schnittgeschwindigkeit unmittelbar bewegenden Einflußgrößen für die Schnittgeschwindigkeit gesondert voneinander mittels Differentialgetrieben beliebiger Art auf die Einstellvorrichtung wirken. Dabei kann die Vorrichtung" bei einer Werkzeugmaschine, die eine vom Planvorschub getriebene Verstelleinrichtung, eine von dieser Verstelleinrichtung gesteuerte Regeleinrichtung für die Drehzahl und eine Handeinstel !vorrichtung für die gewünschte Schnittgeschwindigkeit aufweist, so ausgebildet werden, daß sowohl der Planvorschub als auch die Handeinstellvorrichtung durch Differentialgetriebe auf die Einstellvorrichtung wirken. Weiter kann der Wirkung der Vorgelege dadurch Rechnung getragen werden, daß auch die Verstellvorrichtung für die Vorgelege durch ein Differentialgetriebe die Einstellvorrichtung beeinflußt.

Für eine bereits vorgeschlagene Ausführung mit einer die Einstellvorrichtung für die Drehzahlregeleinrichtung einstellenden Regelwelle kann die Erfindung in der Weise ausgebildet werden, daß die Handeinstellung der Schnittgeschwindigkeit und der Planvorschub durch je ein Sonnenrad eines Pranetengetriebes auf eine mit dem Planetensterri verbundene Vorwelle wirken, die das eine Sonnenrad eines zweiten Planetengetriebes antreibt, dessen anderes Sonnenrad von der Vorgelegeeinstellung verstellt wird, während sein Pia- ⁶S netenstern mit der Regelwelle verbunden ist. Die Vorteile der Erfindung können erst dann zur vollen Auswirkung kommen, wenn der zur Verfügung stehende Bereich des Arbeitsdurchmessers möglichst groß ist. Dazu 7" ist eine Einrichtung nötig, die die bei Änderungen des Arbeitsdurchmessers notwendigen Steuerbewegungen für einen großen Bereich zu übertragen ermöglicht. Die bekannten Einrichtungen entsprechen dieser Forderung ^7S nicht. Daher umfaßt die Erfindung auch eine solche Einrichtung, bei der ein schräg zu , seiner eigenen Bewegungsrichtung liegendes und ansteigendes Lineal durch den Planschlitten zwangsläufig und unmittelbar verhältnisgleich mit ihm bewegt wird, das sich gegen einen mit dem auf die Vorwelle treibenden Differentialgetriebeglied in Wirkungsverbindung stehenden Kegel legt, derart, daß es bei seiner Verschiebung durch Druck gegen ⁸S eine auf dem Kegel in Schraubenlinie verlaufende Führung den Kegel und damit das die Vorwelle treibende Differentialgetriebeglied nach Maßgabe des Planvorschubs dreht. Im besonderen ist vorgesehen, daß die Wirkungskante des Lineals in ihrem hinteren Teil waagerecht verläuft und der Kegel abgestumpft ist und sich in einen zylindrischen Teil fortsetzt. Der Kegel und das Lineal können an einer beliebigen Stelle der Maschine angeordnet werden.

Diese Vorrichtung verwirklicht die Umsetzung der Verschiebungen des Planschlittens in solche Drehbewegungen, daß prozentmäßig gleichen Änderungen des Arbeitsdurchmessers stets größengleiche Drehwinkel des Kegels entsprechen. Die Walze bewirkt im Zusammenarbeiten mit dem \vaagerechten Teil der Wirkungskante des Lineals Drehungen, die unter den Werten nach dieser Vorschrift '«5 bleiben. Dadurch wird bei sehr kleinen Arbeitsdurchmessern die Steigerung der Drehzahlen begrenzt und damit ein gewisser Abfall der Schnittgeschwindigkeit zugelassen, weil andernfalls bei Annäherung an den no Drehdurchmesser Null die Drehzahl zu unmöglich hohen Werten gesteigert werden müßte.

LTm die vom Planschlitten und den anderen Einstellvorrichtungen auf das Regelglied der ns Regeleinrichtung für die Drehzahl auszuübenden Kräfte möglichst klein zu halten, empfiehlt es sich, die Regeleinrichtung für die Drehzahl durch einen elektrischen Hilfsmotor anzutreiben, was schon bekannt ist. Die Er- iao findung umfaßt die besondere Ausbildung einer solchen Einrichtung in der Weise, daß

auf der die Einstellvorrichtung für die Drehzahl einstellenden Regelwelle ein Kontakthebel befestigt ist, der sich zwischen zwei lose auf der Welle sitzenden und durch eine Feder gegeneinandergedrückten weiteren Kontakthebeln bewegt, und daß zwischen diese losen Kontakthebel ein Anschlagzapfen einer von der Regeleinrichtung für die Drehzahl bewegten Rückführeinrichtung greift,

ίο der nach Erreichen der neuen Stellung den Kontakt zwischen dem fest auf der Regelwelle sitzenden und dem betreffenden losen Kontakthebel unterbricht und der dicker ist als der fest auf der Regelwelle sitzende Kontakthebel, so daß dieser ohne Berührung zwischen den beiden losen Kontakthebeln stehen kann.

Die Winkelbewegungen des Anschlagzapfens müssen bei prozentmäßig gleichen Ände- rungen der Drehzahl des Maschinenantriebs stets gleich groß sein. Diese Forderung kann bei beliebigem Verlauf der Drehzahl in Abhängigkeit von der Stellung der Regelung erfindungsgemäß dadurch erfüllt werden, daß der Anschlagzapfen an der Rückführscheibe auf einer Kurbel schwenkbar sitzt und durch eine feststehende Kurvenscheibe in seiner Stellung zur Rückführscheibe zusätzlich gesteuert wird.

Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes in Abb. 1 in einem schematischen Grundriß und in Abb. 2 in einem Schnitt nach der Linie H-II der" Abb. ι dargestellt, während Abb. 3 in schaubildlicher Darstellung eine Ausführung der Ein- und Ausschaltvorrichtung für den elektrischen Fernregelungsmotor wiedergibt. Ein Motor 1 treibt über eine Kupplung 2 auf die Antriebwelle 3 eines stufenlos regelbaren

Getriebes 4, dessen Abtriebswelle S mit einer \^rorgelegewelle 6 verbunden ist. Auf dieser sind drei Zahnräder 7, 8 und 9 mittels einer durch ein Zahnrad 10 betätigten Zahnstange Ii verschiebbar, die'auf diese Weise mit drei Zahnrädern 12 bzw. 13 bzw. 14 in Eingriff gebracht werden können, die fest auf der Arbeitsspindel· 15 sitzen.

Das Regelgetriebe 4. weist zwei Paar auf den Wellen 3" und 5 verschiebbare Kegelscheiben 16 und 17 auf, zwischen denen ein Keilriemen 18 läuft. Zur Regelung wird der Abstand der Kegelscheiben auf den beiden Wellen gegenläufig verstellt mittels der Hebel 19, die durch eine mit zwei gegenläufigen Gewinden versehene Regelspindel 20 betätigt werden. Zum Antrieb der "Regelspindel 20 dient ein Elektromotor 21, der über Zahnräder 22 arbeitet.

Auf dem durch ein Handrad 23 und eine So Schraubenspindel 24 verschiebbaren Querschlitten 25, der den Drehstahl 26 trägt, ist ein Lineal 27 gelagert, das mittels eines Handrades 70 und einer Schraubenspindel 71 auf dem Ouerschlitten verschoben werden kann, so daß eine mit diesem verbundene Marke 72 mit der Spitze des Drehstahles 26 in Übereinstimmung gebracht werden kann. Das Lineal 27 liegt schräg zur Bewegungs- · richtung des Ouerschlittens, und seine wirksame Unterkante 28 steigt in der Bewegungsrichtung. Am Hinterende zeigt die Kante 28 einen waagerecht verlaufenden Teil 29. Quer zur Bewegungsrichtung des Ouerschlittens 25 ist auf der Drehbank ein Kegel 30 drehbar gelagert, der an seinem abgestumpften Spitzenende nicht in eine Spitze ausläuft, sondern sich in einen zylindrischen Teil 31 fortsetzt. Dieser Kegel 30 und der Zylinder 31 tragen auf ihrer Oberfläche eine schraubenförmig verlaufende Führungsleiste 32, deren Riehtung an jeder Stelle der Richtung der Kante 28 bzw. 29 des Lineals 27 entspricht. Das Lineal 27 und der Kegel 30 liegen so zueinander, daß die Linealkante 28 oder 29 an der Führungsleiste 32 anliegt. Bei Verschieben des Ouerschlittens 25 in Richtung abnehmender Drehdurchmesser wird der Kegel 30 durch das gegen die Führung 32 drückende Lineal 27 gedreht. Bei Rückzug des Ouerschlittens sorgt eine Drehungsfeder 33 für stetes Anliegen der Führungsleiste 32 am Lineal 27 und damit für entsprechende Rückdrehung des Kegels.

Auf der Welle des Kegels 30 sitzt ein Zahnrad 34, das auf ein mit dem einen Sonnenrad

35 eines Planetengetriebes 36 verbundenes Zahnrad 37 treibt. Das andere Sonnenrad 38 wird über zwei Kegelräder 39 von einem Handrad 40 verstellt, das zur Handeinstellung der Schnittgeschwindigkeit dient, die an einer Teilung 41 abgelesen werden kann.

Der Planetenstern 42 des Planetengetriebes

36 ist mit einer Vorwelle 43 verbunden, auf der das eine Sonnenrad 44 eines zweiten Planetengetriebes 45 befestigt ist. Das andere Sonnenrad 46 erhält seinen Antrieb über Kegelräder 47 von der Welle 48 des Zahnrades 10 der Vorgelegeverstellung. Das Zahnrad 10 wird durch eine Kurbel 49 eingestellt. Mit dieser Kurbel 49 sind Teilungen 50 für die höchste und niedrigste Schnittgeschwindigkeit verbunden, die bei der betreffenden Vorgelegestellung durch den regelbaren Antrieb der Drehbank erreichbar sind. Die Teilungen bewegen sich vor einer festen Teilung 51 für die Arbeitsdurchmesser, so daß an ihnen abgelesen werden kann, in welchem Schnittgeschwindigkeitsbereich diese Durchmesser bearbeitet werden können.

Der Planetenstern 52 des Getriebes 45 treibt eine Regelwelle 53, die eine Ein- und Ausschaltvorrichtung 54 für den elektrischen

Fernregelungsmotor 21 betätigt. Auf der Regelspindel 20 sitzt ein Ritzel 55, das auf ein Zahnrad 56 wirkt, das die Rückführung der Schaltvorrichtung 54 bewirkt. In Abb. 3 ist eine Ausführungsform einer solchen Schaltvorrichtung 54 schaubildlich dargestellt.

Auf der Regelwelle 53 sitzt fest ein Kontakthebel 57. Weiter trägt diese Welle 53 ίο zwei den Hebel 57 zwischen sich einschließende Kontakthebel 58 und 59, die lose auf der Welle 53 sitzen und durch eine Feder öo gegeneinandergedrückt werden. Die Berührung der beiden Hebel 58 und 59 mit dem Hebel 57 wird durch einen Anschlagzapfen 61 verhindert, der an dem als Rückführscheibe wirkenden Zahnrad 56 sitzt und dicker als der Kontakthebel 57 ist. Die Kontakthebel 57, 58 und 59 sind mit dem Motor 21 verbunden, der für Rechts- und Linkslauf eingerichtet ist.

In den Bewegungen der Regelwelle 53 summieren sich die Einflüsse der Handeinstellung 40, der Schnittgeschwindigkeit und des Planvorschubs durch das Planetengetriebe 36 sowie die Vorgelegeeinstellung 49 durch das Planetengetriebe 45.

Wenn das Regelgetriebe 4 auf irgendeiner Stellung seines Regelbereiches steht und irgendeine der Einflußgrößen für die Regelung verstellt wird, macht der Kontakthebel 57 einen bestimmten Ausschlag. Hierbei berührt er entweder den Kontakt auf dem Kontakthebel 58 oder auf dem Kontakthebel 59. je nachdem, ob das Regelgetriebe langsamer oder schneller laufen soll. Bei Berührung des Kontakts auf dem Hebel 57 mit dem Kontakt auf dem Hebel 58 wird der die Getrieberegelung bewerkstelligende Elektromotor 21 in einer solchen Drehrichtung, eingeschaltet, daß das Getriebe sich ins Langsame regelt. Die Rückführungsscheibe 56 bewegt sich bei der Regelung ins Langsame im entgegengesetzten Sinne des Uhrzeigers und trifft mit dem auf ihr befestigten Zapfen 61 schließlich auf den Hebel 58 und unterbricht, indem der Hebel abgedrückt wird, den Kontakt zwischen 57 und 58. Hierdurch wird die Getrieberegelung ins Langsame beendigt. Wird die Stellung des Drehstahles im Radius verkleinert oder die Schnittgeschwindigkeit erhöht oder aber ein langsameres Vorgelege eingeschaltet, so muß jeder dieser Vorgänge durch eine Regelung des Getriebes 4 ins Schnelle im entsprechenden Verhältnis ausgeglichen werden. Hierbei macht der Hebel 57 einen Ausschlag nach rückwärts, kommt dadurch mit dem Kontakt auf Hebel in Berührung, wodurch der Regelmotor 21 So des Getriebes 4 sich im Sinne der Schnellerregelung des Getriebes in Bewegung setzt.

Auch diese Bewegung dauert so lange, bis der Zapfen 61 auf der Rückführscheibe 56 wieder den Hebel 59 erreicht hat und dadurch den Kontakt zwischen 57 und 59 unterbricht.

Für den Fall, daß ein regelbarer Antrieb verwendet wird, bei dem der Verlauf der Drehzahlen in Abhängigkeit von der Stellung der Regelung nicht derart ist, daß verhältnismäßig (prozentual) gleichen Änderungen der 7" Drehzahl stets gleich große Winkelbewegungen des Anschlagzapfens 61 entsprechen, kann die Rückführeinrichtung in der in Abb. 3 gezeichneten Weise ausgestaltet werden.

Der Anschlagzapfen 61 sitzt dann nicht fest an der Rückführscheibe 56, sondern ist auf ihr mittels einer Kurbel 62 gelagert, deren Zapfen 63 einen" gegen die Kurbel versetzten Hebel 64 trägt. Dieser wird durch eine Feder 65 an eine mit der Rückführscheibe %< > gleichachsig angeordnete feststehende Kurvenscheibe 66 gedrückt, die die Stellung des Anschlagzapfens 61 in bezug auf die Rückführscheibe 56 so steuert, daß die erforderliche Beziehung "zwischen den Winkelausschlagen des Anschlagzapfens 61 und den Änderungen der Drehzahl vorhanden ist.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   i. Werkzeugmaschine, insbesondere Drehbank oder Abstechmaschine, mit einer die Regeleinrichtung für die Drehzahl beeinflussenden Einstellvorrichtung zum Gleichhalten der Schnittgeschwindigkeit, wobei prozentmäßig gleichen Änderungen des Arbeitsdurchmessers unter sich größengleiche Verstellwege der Einstellvorrichtung entsprechen, die ihrerseits den Arbeitsdurchmesseränderungen umgekehrt entsprechende, prozentmäßig gleiche Anderungen der Drehzahl hervorrufen, dadurch gekennzeichnet, daß alle die Einstellvorrichtung unmittelbar bewegenden Einflußgrößen für die Schnittgeschwindigkeit, wie Einstellung der Schnittgeschwindigkeit, Änderung des Arbeitsdurchmessers, Änderung der Vorgelege, gesondert voneinander mittels Differentialgetrieben beliebiger Art auf die Einstellvorrichtung wirken.
2. 2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 mit einer die Einstellvorrichtung für die Drehzahlregeleinrichtung einstellenden Regelwelle, dadurch gekennzeichnet, daß die Handeinstellung (40) der Schnittgeschwindigkeit und der Planvorschub durch je ein Sonnenrad (38 bzw. 35) eines Planetengetriebes (36) auf eine mit dem Planetenstern (42) verbundene Vorwelle (43) wirken, die das eine Sonnenrad (44) eines iao zweiten Planetengetriebe^ (45) antreibt, dessen anderes Sonnenrad (46) von der

   Vorgelegeeinstellung (47, 48, 49) verstellt wird, während sein Planetenstern (52) mit der Regelwelle (53) verbunden ist.
3. 3. Werkzeugmaschine nach den An-Sprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein schräg zu seiner eigenen Bewegungsrichtung liegendes und ansteigendes Lineal (27) durch den Planschlitten (25) zwangsläufig und unmittelbar verhältnisgleich mit ihm bewegt wird, das sich gegen einen mit dem auf die Vorwelle (43) treibenden Differentialgetriebeglied (35) in Wirkungsverbindung stehenden Kegel (30) legt, derart, daß es bei seiner Verschiebung durch Druck gegen eine auf dem Kegel in Schraubenlinie verlaufende Führung (32) den Kegel und damit das die Vorwelle treibende Differentialgetriebeglied nach Mäßgabe des Planvorschubs dreht..
4. 4. Werkzeugmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkungskante (28) des Lineals (27) in ihrem hinteren Teil (29) waagerecht verläuft und der Kegel (30) abgestumpft ist und sich^: in einen zylindrischen Teil (31) fortsetzt.
5. 5. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 mit einem elektrischen Hilfsmotor für die Regeleinrichtung für die Drehzahl, dadurch gekennzeichnet, daß auf der die Einstellvorrichtung (54) für die Drehzahl einstellenden Regel welle (53) ein Kontakthebel (57) befestigt ist, der sich zwischen zwei lose auf der Welle sitzenden und durch eine Feder (60) gegeneinandergedrückten weiteren Kontakthebeln (58 und 59) bewegt, zwischen denen ein Anschlagzapfen (61) einer von der Regeleinrichtung für die Drehzahl bewegten Rückrühreinrichtung (55, 56) greift, der nach Erreichen der neuen Stellung den Kontakt zwischen dem fest auf der Regelwelle sitzenden und dem betreffenden losen Kontakthebel unterbricht und der dicker ist als der fest auf der Regelwelle (53) sitzende Kontakthebel (57).
6. 6. Werkzeugmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagzapfen (61) an der Rückführscheibe (56) auf einer Kurbel (62) schwenkbar sitzt und durch eine feststehende Kurvenscheibe (66) in seiner Stellung zur Rückführscheibe (56) zusätzlich gesteuert wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen