DER0013998MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 13. April 1954 Bekanntgemacht am 29. September 1955

DEUTSCHES PATENTAMT

Bisher war es beim Arbeiten auf Bohrmaschinen beim Auswechseln der Werkzeuge für die einzelnen Bearbeitungsstufen des gesamten Bearbeitungsvorganges notwendig, die Einstellung der Haupt- und/oder Nebengetriebe zwecks Anpassung von insbesondere Drehzahl, Bohrdruck und Vorschub gesondert durch Betätigung der entsprechenden Schalthebel oder Druckknöpfe vorzunehmen. Es ist auch bereits bekannt, die Einzeleinstellungen für Drehzahl, Bohrdruck usw. unter Benutzung einer Vorwahlschaltung mit Druckknopfsteuerung gemeinsam zu schalten, wobei je Arbeitsstufe ein besonderer Druckknopf zu betätigen ist. Der Nachteil dieser bekannten Einrichtungen liegt darin, daß bei zwar richtiger Entnahme des Werkzeuges von der Ablage eine nicht zugehörige Einstellung vorgenommen werden kann.

Es ist wünschenswert, die Einstellung in zwangläufige Abhängigkeit von dem zu benutzenden Werkzeug zu bringen.

Diese Aufgabe wird nach einem nicht zum Stand der Technik gehörenden Vorschlag in der Weise gelöst, daß die Werkzeuge in einem bis auf die Entnahmeöffnung für jeweils ein Werkzeug geschlossenen Speicher auf Vorrat gehalten werden und das Heranführen der Werkzeuge, die einzeln

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auf einer Transporteinrichtung im Speicherinnern angeordnet sind, an die Entnahmeöftnung die Einstellung bewirkt.

1 )ie Erfindung zeigt zur Lösung der gleichen Aufgabe einen einfacheren Weg, der insbesondere durch Verkürzung der Nebenzeiten gegenüber dem älteren Vorschlag vorteilhafter ist und der darin besteht, dall die Werkzeuge, wie es für das Arbeiten ohne Einstelleinrichtung üblich ist, in einer offenen Ablage, aus welcher jedes einzelne Werkzeug beliebig entnehmbar ist, auf Vorrat gehalten werden, und die eigentliche Entnahmebewegung, d. h. das I lerausnehnien des Werkzeuges aus der Ablage, die Einstellung bewirkt. Jedem Werkzeug ist in der Ablage ein bestimmter Platz zugeteilt. Jedem Platz ist ein Vorwähler zugeordnet, und an jedem Platz ist ein Steuerelement vorgesehen, welches durch die lint nähme des Werkzeuges betätigt wird. Durch diese Betätigung wird der Einstellvorgang einao geleitet, der entsprechend der Einstellung am Vorwähler abläuft. Hei einer Einstelleinrichtung mit elektrischen Steuermitteln wird der Vorwähler als einstellbares Potentiometer ausgebildet.

Die Erfindung schlägt zur weiteren Verkürzung »5 der Zeiten, die zum Einstellen auf die neue Bearbeitungsstufe notwendig sind, vor, den Einstellvorgang bereits bei Beendigung jeweils des vorhergehenden Bearbeitungsvorganges einzuleiten, zu welchem Zweck ein auf Mittelstellung stehendes Potentiometer vorgesehen ist, welches z. H. durch das Herausziehen des Werkzeuges aus der Hauptspindel an Stelle der für die Vorwahl bestimmten Potentiometer eingeschaltet wird, so daß der Einslellvorgang entsprechend der Mittelstellung des eingeschalteten Potentiometers bis zur Erreichung der Mitte des möglichen Regelbereiches abläuft und die Neueinstellung bei Entnahme des nachfolgenden Werkzeuges aus der Ablage Ικ-reits von einer mittleren Stellung ausgehen kann.

Als Erläuterungsbeispiel ist in den Zeichnungen ein Bohrschlitten mit einer Werkzeugspindel als Hauptspindel unter Benutzung von elektrischen Steuermitteln für die Drehzahleinstellung der Bohrspindel dargestellt. Im einzelnen zeigt Fig. 1 eine Ansicht des Bohrschlittens von außen, Fig. 2 ά<Ί\ Bohrschlitten mit einem stufenlos verstellbaren Spindelantrieb, die Werkzeugablage und das Schema der elektrischen Steuerung, Fig. 3 eine andere Ausführung der elektrischen Steuerung und

Fig. 4 die Ausbildung der Steuerung zur Erzielung einer mittleren Ausgangsstellung für die Einstelleinrichtung.

I ist der Bohrschlitten mit angebautem Bohrmotor 2 zum Antrieb der Bohrspindel 3. 4 ist der Verstellmotor für das stufenlose Getriebe 5, der über die Kegelräder 6 und 7 auf die Gewindespindel 8 arbeitet. Das Kegelrad 7 ist als Mutter auf der Spindel 8 ausgebildet, so daß die Spindel bei Drehung des Kegelrades 7 axial verschoben wird. Der Zahnstangenteil 9 kämmt mit dem Ritzel 10, dessen Welle 11 die Verstelhvelle des stufenlos einstellbaren Getriebes 5 ist. 12 ist eine auf dem Ende der Verstelhvelle 11 außen am Bohrschlitten sitzende Skala zur Anzeige der Drehzahl der Bohrspindel 3.

Wird an Stelle des stufenlos einstellbaren Getriebes ein Stufengetriebe vorgesehen, so wird von der Verstellwelle 11 im Falle der Benutzung eines hydraulisch geschalteten Getriebes der Rundschieber und im Falle der Benutzung eines Stufenrädergetriel >es mit elektromagnetischen Kupplungen die zugehörige Schaltwalze gedreht.

Mit 13 ist die Ablage für die Werkzeuge bezeichnet. Durch Unterteilung in Fächer 141 bis I4\^ ist für jedes Werkzeug 15 I bis 15 V ein bestimmter Platz vorgesehen. Diese Werkzeuge werden in einer beliebigen oder auch programmmäßig vorgesehenen Aufeinanderfolge im Verlaufe des Gesamtbearbeitungsvorganges an einem Werkstück benötigt und zu diesem Zweck in der vorgesehenen Reihenfolge aus den Fächern entnommen, zur Bohrspindel gebracht, in diese eingeführt und nach Ablauf der jeweiligen Bearbeitungsstufe in das für sie vorgesehene Fach der Ablage zurückgelegt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Werkzeug 15 II aus dem Fach 14II entnommen und in die Bohrspindel 3 eingesetzt.

Jedem Fach ist als Steuerelement ein elektrischer Kontakt 16 zugeteilt, der, unter der Wirkung einer Feder 17 stehend, bei Entnahme des ihn belastenden Werkzeuges einen Stromkreis schließt und der, durch das Werkzeuggewicht heruntergedrückt, öffnet.

Jedem Fach und damit jedem Werkzeug ist ein Potentiometer 18 zugeordnet. Werden weniger Werkzeuge benötigt als Fächer vorhanden sind, sind die Kontakte 16 bzw. die Stromkreise, die den leeren Fächern zugeordnet sind, außer Tätigkeit zu setzen. Die Potentiometer sind einstellbar und erlauben stufenlosen oder gestuften Abgriff einer beliebigen Spannung innerhalb des von der Stromquelle (+—) vorgegebenen Spannungsbereiches. Die Einstellung der Potentiometer entspricht dem Sollwert der für das jeweils zugehörige Werkzeug gewünschten Bohrspindel-Drehzahl.

Mit der Gewindespindel 8 ist der Abgriff 19 des Vergleichs-Potentiometers 20 mechanisch gekuppelt. Die Stellung des Abgriffes 19 entspricht somit der am Getriebe 5 eingestellten Ist-Drehzahl.

Die abgegriffene Spannung des einen der eingeschalteten Potentiometer 18 — zugehörig zum Werkzeug 15 II und dem Fach 14 II — und die abgegriffene Spannung des Vergleichs-Potcntiometers 20 mit dem Abgriff 19 werden in einer Brückenschaltung miteinander verglichen, in deren Diagonale ein Umschaltrelais 21 mit mittlerer Ruhelage liegt. Sind die zu vergleichenden Spannungen gleich, dann spricht das Umschaltrelais nicht an, d. h. der Sollwert, der an dem Potentiometer 18 für das Fach 14II eingestellt ist, entspricht dem Ist-Wert der Einstellung am stufenlos einstellbaren Rcgelgetriebe, und der Verstellmotor 4 ist stromlos. Ist dagegen ein Unterschied in den abgegriffenen Spannungen vorhanden, was dann eintritt, wenn die Stellung des Abgriffes 19 am Vergleichs-Potentio-

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meter 20 nicht dem an dem eingeschalteten Potentiometer 18 eingestellten Sollwert entspricht, so spricht das Relais 21 an und legt den Verstellmotor 4 über das Wendeschütz 22 an seine Betriebsspannung. Der Motor 4 läuft so lange, bis der Abgriff 19 auf die dem Abgriff am Potentiometer 18 entsprechende Stellung' verschoben ist und kein Spannungsunterschied in den zu vergleichenden Abgriffen besteht.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist das Vergleichs-Potentiometer 20 der Fig. 2 ersetzt ■durch einen Generator 23, welcher als sogenannte Tacho-Dynamo von der Bohrspindel angetrieben wird und eine von der Ist-Drehzahl dieser Bohrspindel abhängige Spannung erzeugt, die die Funktion der Abgriffs spannung 19 der Ausbildung der Steuereinrichtung nach Fig. 2 ausübt.

Fig. 4 zeigt eine Steuereinrichtung, die dazu dient, die Zeiten, die zur Einregelung der Einstellung, insbesondere bei auseinanderliegenden aufeinanderfolgenden Stufen benötigt werden, so kurz wie möglich zu machen. Hierzu ist ein Steuerkontakt 24 vorgesehen, der bei Beendigung einer Arbeitsstufe geschaltet wird, was z. B. dadurch bewerkstelligt werden kann, daß das Werkzeug aus der Bohrspindel entfernt wird, oder dadurch, daß der Hauptmotor zum Werkzeugwechsel stillgesetzt wird, oder dadurch, daß das Werkzeug und damit die Bohrspindel· aus 'dem Werkstück herausgezogen wird. Ferner sind für jedes Fach 14 der Ablage je ein zusätzlicher Kontakt 25 vorgesehen und ein zusätzliches Potentiometer 26 mit festem Abgriff 27 in der Mittelstellung.

Bei Entnahme des Werkzeuges 15.1 ist der Kontakt 2)5 des Faches 141 geschlossen und bei geschlossenem Kontakt 24 spricht das Relais 28 an, welches alle Potentiometer 18 durch den sich öffnenden Ruhekontakt 29 abschaltet und durch den anderen Kontakt 30 das Potentiometer 26 mit dem Abgriff 27 an Stelle der Gruppe von Potentiometern 18 setzt. Es kommt hierdurch zu einem Vergleich der Abgriffe 27 und 19 an den Potentiometern 26 und 20, wodurch der Verstellmotor 4 gezwungen wird, den Abgriff 19 auf die der festen Mittelstellung des Abgriffes 27 entsprechende Mittelstellung zu bringen. Beim Zurücklegen des Werkzeuges 151 in das Fach 141 wird der zugehörige Kontakt 25 unterbrochen und das Relais 28 fällt ab und schaltet das Potentiometer 26 ab und die Potentiometergruppe 18 wieder ein, die allerdings durch den gleich-zeitig öffnenden Kontakt 16, der zu dem Fach 141 gehört, zunächst unwirksam bleibt.

Sollen außer einer Drehzahleinstellung weitere Nebengetriebe, z. B. Vorschub oder Bohrdruck, eingestellt werden, so sind für jede einzustellende Größe je eine Gruppe von Potentiometern 18, je ein Potentiometer 20 und gegebenenfalls je ein Potentiometer 26 vorzusehen.

Die vorbezeichnete Anordnung von Potentiometern läßt sich sinngemäß auch anwenden bei stromrichtergespeisten Antrieben mit elektronischer Regelung und für Einstelleinrichtungen für Regelantriebe mit Tacho-Dynamo und Stromauf schaltung.

Claims (4)

Patentansprüche: 6S

1. Einstelleinrichtung an einer Werkzeugmaschine mit Vorwählschaltung für das jeder Hauptspindel zugeordnete Haupt- und/oder Nebengetriebe, insbesondere einer Bohr- und Fräsmaschine, bei Bevorratung der Werkzeuge je Hauptspindel auf einer offenen Ablage nahe der Werkzeugmaschine, aus welcher jedes einzelne Werkzeug beliebig entnehmbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß durch den zum Entnehmen des Werkzeuges (15) aus der Ablage (13) und zum Einsetzen des Werkzeuges in die Werkzeughalterung (Hauptspindel 3) notwendigen Bewegungsvorgang des Werkzeuges Steuerorgane für die Einstellung betätigt werden.

2. Einstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Werkzeug ein bestimmter Platz (14) der Ablage (13) und ein Vorwähler (18) zugeordnet sind und an jedem Platz ein Steuerelement (16) vorgesehen ist, das durch die Entnahme des Werkzeuges betätigt wird und den Einstellvorgang einleitet, der entsprechend der Einstellung des Vorwählers (18) abläuft.

3. Einstelleinrichtung nach Ansprüchen 1 und 2 mit elektrischen Steuermitteln, dadurch gekennzeichnet, daß als Vorwähler einstellbare Potentiometer (18) vorgesehen sind.

4. Einrichtung nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Einstellvorgang bereits bei Beendigung jeweils eines Bearbeitungsvorganges durch Einschalten eines auf Mittelstellung stehenden Potentiometers (26) an Stelle der Vorwählpotentiometer (18) eingeleitet und bis zur Erreichung der Mitte des möglichen Regelbereiches durchgeführt wird.

Angezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 926;

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen