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Vorrichtung zum Gleichhalten der Schnittgeschwindigkeit bei Änderung
des Arbeitsdurchmessers, insbesondere bei Drehbänken Durch das Patent 705 o86 ist
eine Vorrichtung zum Gleichhalten der Schnittgeschwindigkeit bei Änderung des Arbeitsdurchmessers,
insbesondere bei Drehbänken, vorgeschlagen, bei der eine Regeleinrichtung für die
Drehzahl über eine Zwischenregelwelle angetrieben wird, die durch einen besonderen
Elektromotor gedreht und durch vom Quersupport gesteuerte Kontakte absatzweise geschaltet
wird. Als Antrieb für die Zwischenregelwelle ist ein Elektromotor vorgeschlagen
worden, der nach jeder Einschaltung nur eine bestimmte Anzahl von Umdrehungen, z.
B. nur eine Umdrehung, ausführt. Die Verwendung eines solchen Motors hat sich als
zu teuer erwiesen. Seine Vermeidung ist :der Zweck der Erfindung, die darin besteht,
daß der Motor ständig läuft und die Zwischenregelwelle über ein mechanisches Schaltgetriebe
antreibt, das nach Einschalten durch einen Elektromagneten, dessen Stromkreis durch
die vom Quersupport gesteuerten Kontakte absatzweise geschlossen wird, nur eine
Umdrehung macht. Im besonderen kann die Vorrichtung so gebaut sein, daß auf der
die Zwischenregelwelle antreibenden Schaltwelle eine Kupplungsscheibe undrehbar,
aber achsig verschiebbar befestigt ist, die durch den Anker des Elektromagneten
gegen eine Rückstellfeder in Eingriff mit einer ständig von dem Motor angetriebenen
Gegenscheibe gebracht wird und die auch nach Aufhören der Magnetwirkung in der eingekuppelten
Stellung während einer Umdrehung durch eine feste Leitrolle gehalten wird, die in
der Anfangstellung der Kupplungsscheibe in eine Aussparung an dem Scheibenrand eingreift,
so daß die Kupplung bei jedesmaligem Erreichen dieser Stellung durch die Rückstellkraft
der Feder ausgerückt wird.
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Diese Einrichtung ist in allen den Fällen ausreichend, in denen der
Magnetstrom nach dem Einschalten sogleich wieder ausgeschaltet wird. Es kann aber
unter Umständen vorkommen, daß der Quersupport in einer Stellung einige Zeit stehenbleibt,
in der er den Elektromagneten unter Strom setzt. Das würde zur Folge haben, daß
die mit dem Magnetanker verbundene Kupplungsscheibe dauernd eingerückt gehalten
und daher dauernd umlaufen würde. Diesem Umstande kann dadurch Rechnung getragen
werden, daß die Kupplungsscheibe mit dem undreh= baren, unter Wirkung einer Rückstellfeder
stehenden Anker des Elektromagneten durch
eine Verriegelung achsig
verbunden ist, die durch eine kurze Drehung der Kupplungsscheibe gegenüber dem Magnetanker
gelöst und erst nach Rückgang sowohl des Schaltrades als auch des Magnetankers in
:die Ruhestellung wieder eingerückt wird. Eine geeignete Bauart ergibt sich dadurch,
daß die Verriegelung zwischen Magnetanker und Kupplungsscheibe aus einem in dem
Magnetanker radial geführten Federbolzen besteht, der in eine Quernut der in die
Ankerbohrung reichenden Nabe der Kupplungsscheibe eingreift, aus der er bei Drehung
von Anker und Kupplungsscheibe gegeneinander austritt, und daß die Kupplungsscheibe
beim Anlegen an die Leitrolle eine kurze, den Eingriff in .die Gegenscheibe nicht
aufhebende, dien Federbolzen aber aus der Bahn der Quernut herausschwingende Längsverschiebung
ausführt.
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Um die Vorrichtung für beide Bewegungsrichtungen des Quersupports
ohne Unistellung verwenden zu können, empfiehlt es sich, von der Schraubenspindel
für den Antrieb des Quersupports einen Schleppschalter antreiben zu lassen, der
bei Änderung des Spindeldrelisinnes den Motorstrom umschaltet. Sog. Einturenkupplungen
mit Schaltung durch einen Elektromagneten sind schon als Sicherheitskupplungen bei
Pressei, Stanzen, Nietmaschinen oder in ähnlicher Weise arbeitenden Maschinen bekannt.
Auch dort muß das die Kupplung einrückende Glied vor jeder neuen Schaltung in die
Ausgangslage zurückkehren, so daß die Kupplung nachschlagsicher wird.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt. und zwar zeigt: Fig. i eine schematische Darstellung im Zusammenhang
mit einer Drehbank, Fig.2 einen Schnitt durch das Schaltgetriebe nach der Linie
II-II der Fig. 3, Fig.3 eine Seitenansicht, teilweise geschnitten nach der Linie
111-III der Fig. 2. Fig. 4 bis 7 einen Längsschnitt durch den Elektromagneten finit
Draufsicht auf das Schalt- und Triebrad in verschiedenen Betriebsstellungen, Fig.
5a einen Querschnitt zu Fig. 5.
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In Fig. i stellt 2 den Quersupport einer Drehbank i dar, der durch
eine Schraubenspindel .4o verschoben wird. Auf dem Quersupport sitzt isoliert eine
Kontaktleiste 3=, die eine Reihe von Kontakten 33 in solchen Abständen trägt, daß
sie einem festen Arbeitsdurchinesserverhältnis entsprechen. Der Übergang von einem
Kontakt zum nächsten entspricht also immer- der gleichen verhältnismäßigen Änderung
des Arbeitsdurchmessers. Die Kontakte 33-arbeiten zusamnien mit einem festliegenden
federnden Kontakt 3d., der an der Drehbank isoliert angebracht ist. Die Kontaktleiste
32 und der Kontakt 3.4 stehen einerseits mit dein Stromnetz und andererseits mit
einem Elektromag@eten d i so in Verbindung: daß durch Berührung des Kontaktes 34
mit einem Kontakt 33 der Stromkreis für den Elektromagneten geschlossen wird. Dadurch
wird in später noch zu beschreibender Weise ein Schaltgetriebe d-2 mit einem ständig
laufenden Elektromotor 43 gekuppelt und vollführt eine Umdrehung, nach der es sich
selbst abschaltet. Durch die Schaltgetriebewelle d..4 wird über eine Übersetzung
29 eine Zwischenwelle d. allgetrieben, die die Drehzahlregeleinrichtung verstellt.
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Durch die angegebenen Abstände der Kontakte 33 wird erreicht, daß
immer ein neuer Kontakt eingeschaltet wird, wenn sich der jeweilige Drehdurchmesser
um den ;Leichen Verhältnisbetrag, z. E. um Io °1° seines augenblicklichen Wertes,
geändert hat. Die ÜbersetZtlng -29, über welche das Schaltgetriebe -1-2 die Zwischenregelwelle
a antreibt, muß ntui so bemessen sein, daß die Welle d bei jedesinaligern Lauf so
viel verdreht wird, da ß sie in der Drehzahlregeleinrichtung die Durchinesseränderung
gerade ausgleicht.
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Die Bauart und Wirkungsweise des Schaltgetriebes .I2 ergibt sich aus
den Fig. 2 bis ; . Ein Elektromotor 43 (Fig. 3) treibt über eine Sicherheitskupplung
.45 eine Schnecke 46 an, deren Welle 47 im Getriebegebäuse d8 gelagert ist. Die
Schiecke .I6 treibt auf ein Schneckenrad .I9, das auf Kugellagern 5o (Fi:g. -2)
ebenfalls im Getriebegehäuse Einft. Gleichachsig zum Schneckenrad d() liegt im Gehäuse
..18 die Schaltgetriebewelle .1I, die also vorn Schneckenrad 49 umfaßt wird. Die
Welle .4d. ist achsig unverschieblich. Auf ihr sitzt durch einen Keil gegen Verdrehung
gesichert, aber achsig auf ihr verschieblich, eine Hohlwelle 5 i. Auf dieser ist
eine Kupplungsscheibe 25 festgeheilt, die parallel zum Schneckenrad 49 sitzt. Die
beiden Räder haben auf den einander zugekehrten Stirnseiten je einen Zahnkranz_
53 bzw. 54, die bei Längsverschiebung .der Hohlwelle 5 i und dainit der Kupplungsscheibe
52 miteinander in Eingriff konnnen. Auf der andern Stirnseite der Kupplungsscheibe
52 sitzt an der Gehäusewand eine Leitrolle 55, die bei ausge kuppelten Rädern in
einer Aussparun - 5 6 rler Kupplungsscheibe 52 liegt.
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Die Hohlwelle 51 ragt über das getrie@ieseitige Ende der Welle 44
hinaus und in den Anker 57 eines Elektromagneten d i hinein. dessen Wicklung 58
in einem Anbau 5 q des Getriebegehäuses d.8 untergebracht ist. Der aclisig bewegliche
Magnetanker 57 (Fig. 2) ist gegen Drehung gegeniiber cler 1Taguetwichlang
58
durch einen in einer Nut 6o laufenden Stift 61 gesichert. Der Anker wird durch eine
Feder 6.2, ;die sich gegen die Wand des Anbaues 59 stützt, nach rechts gedrückt.
Die Hohlwelle 51 steht unter der Wirkung einer in ihrer Bohrung untergebrachten
Schraubenfeder 63. Sie stützt sich mit dem einen Ende auf einen in der Bohrung der
Hohlwelle 51 sitzenden Ring 64, mit -dem .andern Ende auf einen Bolzen 65, der mittels
einer Kugel 66 drehbar an der Wand des Anbaus 59 gelagert ist. Die Feder 63 sucht
die Hohlwelle 51 in Fig. i nach rechts zu ,drücken.
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Im Magnetanker 57 sitzt ein in seine Bohrung hineinragender, unter
Federwirkung stehender Bolzen 67 (Fig. 7), der in eine kurze Quernut 68 der Hohlwelle
51 eingreifen und so diese Welle und damit die Kupplungsscheibe 52 achsig mit dem
Magnetanker kuppeln kann.
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Die Vorrichtung arbeitet in folgender Weise: Von dem Elektromotor
43 angetrieben, läuft das Schneckenrad 49 ständig um. Dabei sind im allgemeinen,
d. h. bei nicht erregtem Elektromagneten 41, die unter Wirkung der Feder 63 stehende
Hohlwelle 51 samt Kupplungsscheibe 52 und der unter Wirkung der Feder 62 stehende
Magnetanker 57 nach rechts gedrückt. Die Verbindung zwischen dem Schneckenrad 49
und der Kupplungsscheibe 52 ist gelöst, und die Leitrolle 55 liegt in der Aussparung
56 der Kupplungsscheibe 52. Diese Stellung ist in Fig. 7 gezeichnet. Dabei greift
der Federbolzen 67 in die Quernut 68, so daß Anker 57 und Hohlwelle 5 i miteinander
achsig gekuppelt sind.
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Wird der Elektromagnet 4f eingeschaltet, dann zieht er seinen Anker
57 und damit die Hohlwelle 51 mit Kupplungsscheibe 52 nach links in die in Fig.
4 gezeichneten Stellungen 57', 5 i' und 52', wobei Federbolzen 67 und Quernut 68
in die Lagen 67' und 68' kommen. Zwischen der Außenseite der Kupplungsscheibe 52'
und der Leitrolle 55 ist zunächst ein Zwischenraum a. Die Zahnkränze 53 und 54'
greifen ineinander, so daß die Kupplungsscheibe 52' sofort finit dein Schnekkerirad
49 umzulaufen beginnt.
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Nach einer kurzen Drehung der Hohlwelle 5 i' im Magnetanker 57' gleitet
;der Federbolzen 67' aus der Quernut 68' heraus, so daß die Hohlwelle 51' nicht
mehr gehalten ist, auch wenn der Magnetanker noch angezogen bleibt. Die Welle 51
wird infolgedessen von der Feder 63 das kurze Stück a nach rechts in die Stellung
51" (Fig. 5) gedrückt, in der die Kupplungsscheibe in Stellung 52" an der Leitrolle
55 anliegt. Der Federbolzen 67 kommt dabei auf die Außenfläche der Hohlwelle 5 i"
in Stellung 67" zu liegen. Dabei bleibt der Eingriff der Zahnkränze 53 und 5,1!"
erhalten, so daß die Kupplungsscheibe 52" vom Schneckenrad 49 weiter mitgenommen
wird, bis nach einer vollen Umdrehung der Ausschnitt 56 wieder vor der Leitrolle
55 steht. Dann springt unter dem Druck der Feder 63 die Kupplungsscheibe 52 mit
ihrem Ausschnitt 56 in die Rolle 55, die Zahnkränze 53 und 54 kuppeln sich aus,
und die Kupplungsscheibe 52 bleibt stehen (Fig. 6).
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Während dieser ganzen Zeit kann der Anker 57 angezogen in Stellung
57' bleiben. Läßt der Elektromagnet los, dann gleitet auch der Anker in die Stellung
57 der Fig. 7 zurück, in der er sich von neuem mit der Hohlwelle 51 kuppelt.
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Die Vorrichtung gewährleistet also, daß nach Einschalten des Elektromagneten
die Kupplungsscheibe riur eine Umdrehung macht, auch wenn der Elektromagnet länger
unter Strom bleibt.
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Wird der Strom sogleich unterbrochen, dann geht auch. der Magnetanker
sogleich in seine Ruhestellung 57 zurück.
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In jedem Falle kann die Kupplungsscheibe 52 erst dann wieder eine
neue Utndrehun g ausführen, wenn der Magnet vorher ausgeschaltet war und neu erregt
wird.
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Bei Druckknopfschaltung für -die Anfangsverstellung des Regelgetriebes
hat das zur Folge, daß man so oft auf den Druckknopf drücken muß, bis die Summe
der jeweils prozentual gleichen Drehzahlverstellungen den gewünschten Wert erreicht
hat.
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Da die Kupplungsscheibe 52 stets in der durch den Motordrehsinn bestimmten
Drehrichtung des Schneckenrades 49 umläuft, muß für .das Wechseln der Drehrichtung
des Schaltgetriebes, wie @es durch eine Bewegungsumkehr des Quersupports 2 notwendig
wird, der Elektromotor umgeschaltet werden.
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Zu diesem Zweck ist (Fig. 1) die Schraubenspindel 4.o durch eine Rutschküpplung,
bestehend aus einem fest auf ihr aufgek eilten Doppelnocken 69 und einem durch eine
Feder 70 .auseinandergespreizten Bremsband 71 mit einem dreifingrigen Schleppschalter
7-2 verbunden, in dessen zylindrischer Bohrung das Bremsband 71 schleift. Die drei
Finger des Schalters tragen je einen Kontakt 73, 74 und 75, die in der aus Fig.
i ersichtlichen Weise mit dem Stromnetz und finit ,dem Anker 76 des Motors 43 verbunden
sind. Diese drei Kontakte arbeiten zusammen mit zwei festen Kontakten 77 und 78,
an die die Feldwicklung 79 des Motors 43 angeschlossen ist. Bei Drehrichtung der
Supportspindel 40 im Uhrzeigersinne legt sich der Kontakt 74 gegen den Kontakt 77
und der Kontakt 75 gegen den Kontakt 78. Dadurch kann der Strom
vom
Pluspol des Netzes durch den Motoranker 76 über die Kontakte 7.4, 77 in der Richtung
des Pfeiles 8o durch die Feldwicklung 79 und über die Kontakte 78, 75 ins Netz zurückfließen.
Der Motor dreht sich dann, wenn der Drehung der Schraubenspindel 4o im Uhrzeigersinn
eine Vergrößerung des Drehdurchmessers entspricht, im Sinne einer Verlangsamung
der Abtriebdrebzahl des Getriebes.
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Bei umgekehrter Drehrichtung der Supportspindel .4o legt sich Kontakt
7.4 an 78 und 3 an 77. Dadurch kehrt sich die Richtung des Feldstromes uni, der
Motor erhält die entgegengesetzte Drehrichtung, und das Schaltgetriebe regelt bei
einer Verkleinerung des Drehdurchmessers im Sinne einer Drehzahlerhöhung des Regelgetriebes.