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Selbsttätiger Teilapparat für Werkzeugmaschinen, besonders Fräsmaschinen
Bei selbsttätigen Teilapparaten, wie sie z. B. für Fräsmaschinen und Schleifmaschinen
Verwendung finden, ist es bekannt, den Teilschritt durch einen schwenkbaren Rasthebel
zu steuern, der zu Beginn des Teilvorganges elektromagnetisch aus der Teilscheibe
ausgehoben wird und beim Einfallen in die nächste Rast der Teilscheibe den Antriebsmotor
derselben abschaltet. Um diese Arbeitsweise zu ermöglichen, muß der den Rasthebel
anziehende Elektromagnet nach einer gewissen Drehung der Teilscheibe wieder gelöscht
werden, damit der Rasthebel unter dem Druck seiner Feder auf dem Außenumfang der
Teilscheibe gleitet. Bei der bekannten Ausführung erfolgt dieses Löschen zeitabhängig
und bedingt dadurch die Gefahr, daß besonders bei kleinen Schaltschritten der Rasthebel,
wenn durch irgendeine Ursache eine geringe Verzögerung im Anlaufen des Teilapparates
eintritt, wieder in die gleiche Rast einfällt und der Teilvorgang somit unterbleibt.
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Um eine sichere Verriegelung der Teilscheibe und damit der Teilspindel
bei geringstem Kraftaufwand zu erhalten, ist es ferner bekannt, einen Verriegelungs-oder
Querschieber etwa tangential zur Teilscheibe anzuordnen und über einen Lenker mit
dem Rasthebel zu verbinden. Man erhält in dieser Weise bei eingerastetem Hebel eine
kniegelenkartige Verriegelung, bei der etwaige von der Teilscheibe auf den Rasthebel
übertragene Kräfte an dem Verriegelungsschieber angreifen und daher von der Führung
desselben aufgenommen werden.
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Die Erfindung geht von einem Teilapparat der eingangs beschriebenen
Art aus und besteht darin, daß bei der an sich bekannten Aufhängung des Rasthebels
über Lenker an einem Querschieber zur Erzielung einer zusätzlichen Schaltbewegung
die an sich bekannte, elektromagnetisch betätigte Aushebebewegung des Rasthebels
entgegen dem Zug einer Feder nur teilweise erfolgt, während für die Restbewegung
des Rasthebels eine Schrägfläche an der Teilscheibenraste und ein Langloch als Verbindung
von Lenker zum Querschieber vorgesehen sind.
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Dadurch, daß das Ausheben des Rasthebels in zwei Stufen unterteilt
ist, von denen die eine elektromagnetisch und die andere mechanisch durch die Schrägfläche
der Teilscheibenrast erfolgt, erhält man eine zusätzliche Schaltstellung, die ein
wegeabhängiges Schalten und damit eine größere Sicherheit ermöglicht.
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Das wegeabhängige Schalten wird zweckmäßig in der Weise durchgeführt,
daß der Rasthebel bei seiner durch die Schrägfläche der Teilscheibenrast herbeigeführten
Zusatzbewegung einen Endschalter betätigt, der eine im Antrieb der Teilscheibe bzw.
Teilspindel liegende elektromagnetische Kupplung steuert.
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Zum Abschalten des Teilapparates nach einer vollen Umdrehung der Teilscheibe
sind ein Nocken an der Teilscheibe und ein zusätzlich vom Rasthebel betätigbarer
Endschalter vorgesehen.
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In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigt Abb. 1 in schematischer Form einen Schnitt durch die Teilspindel und den
Antrieb derselben, Abb. 2 in Draufsicht den Antrieb der Teilspindel über zwei Schneckengetriebe
zur Erzielung von Eilgang und Vorschub, Abb. 3 bis 7 das Zusammenwirken von Teilscheibe
und Rasthebel während eines Schaltvorganges, Abb. 8 einen Schaltplan.
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Gemäß Abb. 1 treibt der Elektromotor 1 mittels der auf der Welle
2 sitzenden Schnecke 3 das Schnekkenrad 4 an, welches mit der
Welle 5 fest verbunden ist. Die Welle 5 treibt über die Schnecke
6 ein Schnekkenrad 7 an, welches im Umfang des Kupplungsgehäuses
8 eingearbeitet ist. Das Kupplungsgehäuse 8
kann über eine Elektrokupplung
9 mit einer Welle 10
in Antriebsverbindung gebracht werden, die über
Zahnräder 11, 12 die mit 13 bezeichnete Teilspindel antreibt. Die
Teilspindel trägt an ihrem in der Abbildung rechten Ende ein Spannfutter
14 und an ihrem linken Ende eine mit Rasten 15a versehene Teilscheibe
15.
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Abb. 2 deckt sich bezüglich der Teile 1 bis 5 mit Abb. 1. Die Welle
5 trägt dann jedoch zwei Schnecken 16 und 17, die über eine Klauenkupplung 18 miteinander
koppelbar sind. Beide Schnecken treiben über
Schneckenräder
19 und 20 sowie Zahnräder 21 und 22 gemeinsam auf Zahnrad 23,
welches auf der wieder mit 13 bezeichneten Teilspindel sitzt. Zwischen den Rädern
19 und 21 sowie 20 und 22 sind in ähnlicher Weise; wie in Abb. 1 für einen Getriebestrang
dargestellt; Elektrokupplungen angeordnet; die jedoch aus Abb.2 nicht ersichtlich
sind. Das Schneckengetriebe 17, 20 besitzt eine geringere Übersetzung ins
Langsame als das Schneckengetriebe 16, 19. Das erstere dient daher zum Antrieb der
Teilspindel 13
mit Eilganggeschwindigkeit und das letztere zum Antrieb der
Teilspindel mit Vorschubgeschwindigkeit.
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In Abb. 3 bis 7 ist ein Teil der Teilscheibe 15 dargestellt. Mit den
Rasten 15a wirkt der Rasthebel 24 zusammen, der über den Lenker
25 mit einem etwa tangential zur Teilscheibe geführten Querschieber
26
verbunden ist. Der Lenker 25 ist mit einem Langloch 27 auf
einem entsprechenden Bolzen 28 des Querschiebers 26 geführt, so daß
er in der entriegelten Stellung des Querschiebers diesem gegenüber noch eine gewisse
Bewegung ausführen kann. Der Querschieber 26 steht auf der in der Abbildung
rechten Seite unter Wirkung einer Druckfeder 29 und trägt an seinem linken
Ende den Anker 30 eines Elektromagneten 31. Er ist ferner mit einem
Ansatz 32 versehen, der zur Betätigung eines Endschalters a dient. Der Rasthebel
24 ist zweiarmig ausgebildet und betätigt mit seinem in der Abbildung rechts von
seiner Drehachse 33 gelegenen Teil 24 a zwei Endschalter b und c.
Der Rasthebel 24 steht ferner unter der Wirkung einer Feder 35, die den entriegelten
Rasthebel mit einer vorbestimmten, vom Verriegelungsdruck unabhängigen Kraft in
Richtung der Teilscheibe drückt.
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Abb. 3 gibt die Teilscheibe in der verriegelten Stellung wieder. Der
Elektromagnet 31 ist stromlos, so daß die Druckfeder 29 den Querschieber
26 nach links drücken konnte; bis der Rasthebel 24 voll eingerastet
ist.
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Zur Durchführung eines Schaltvorganges wird der Elektromagnet 31 erregt
und zieht den Anker 30 an, so daß der Querschieber 26 sich entgegen dem Druck
der Feder 29 nach rechts bewegt und den Rasthebel 24, wie Abb. 4 erkennen
läßt, teilweise aus der Rast 15 a heraushebt. Dabei wird Endschalter
a geschlossen, während Endschalter b zunächst noch geöffnet bleibt. Der Endschalter
a schaltet die Elektromagnetkupplung 9 ein, so daß, da der Antriebsmotor 1 dauernd
läuft, die Teilscheibe in der durch den Pfeil A angedeuteten Richtung in Drehung
gesetzt wird.
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Die in bezug auf diese Drehrichtung hintere Kante der Rast 15 a ist
bei 36 abgeschrägt und hebt den Rasthebel 24 aus dieser Rast heraus, so daß
er nun auf dem Außenumfang der Teilscheibe 15 gleitet, wie Abb. 5 zeigt.
Der Endschalter b ist jetzt geschlossen.
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Wenn der Rasthebel 24 in den Bereich der nächsten Rast 15 a
gelangt, fällt er zunächst nur so weit in diese ein, wie das Langloch
27 zuläßt. Diese Bewegung genügt, um den Schalter b zu öffnen, der dann gleichzeitig
die Elektromagnetkupplung 9 und den Elektromagneten 31 abschaltet, so daß
der Rasthebel 24 unter Einwirkung der Druckfeder 29 vollständig in
die Rast 15 a einfallen kann, und dann wieder die Stellung der Abb: 3 einnimmt.
Damit ist ein Teilschritt beendet.
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Die vorstehend allgemein beschriebene Arbeitsweise soll nunmehr an
Hand des Schaltplanes der Abb. 8 erläutert werden. In diesem Schaltbild ist rechts
der Gleichstromteil und links der Wechselstromteil des Steuerkreises für den Teilapparat
dargestellt. R und S sind die beiden Phasen eines Wechselstromnetzes.
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Die Durchführung des Schaltvorganges erfolgt, wenn der Fräsmaschinentisch
am Ende des Rücklaufes seine Ausgangsstellung wieder erreicht hat. Es sei angenommen,
daß in diesem Augenblick der Endschalter d durch die Tischanschläge betätigt wird
und einen Impuls gibt, der zur Erregung des Relais 40 führt. Dieses hält
sich dann über seinen Haltekontakt 401 selbst. Gleichzeitig schließt sich
der in den Stromkreisen des Elektromagneten 31 und der Elektromagnetkupplung
9 liegende Arbeitskontakt 402. Dadurch erhält der Elektromagnet 31
Strom und zieht den Anker 30 an, wodurch der Rasthebel 24 teilweise ausgehoben
und der Endschalter a geschlossen wird. Damit wird auch der Stromkreis der Elektromagnetkupplung
9 geschlossen, so daß die Teilspindel und damit die Teilscheibe angetrieben werden.
Wenn dann der Rasthebel 24 durch die abgeschrägte Kante 36 der Nut
15a vollständig herausgehoben wird und dadurch den Endschalter b schließt,
spricht Relais 41 an. Damit schließt der Arbeitskontakt 412, während
durch Öffnen des Ruhekontaktes 411 das Relais 40 stromlos wird, so
daß auch dessen Arbeitskontakt 402 abfällt und die Stromkreise des Elektromagneten
31 und der Elektromagnetkupplung 9 sich nur noch über den vorerwähnten Kontakt des
Relais 41 halten. Wenn daher, wie in Abb. 6 dargestellt, der Endschalter b beim
Einfallen des Rasthebels in die nächste Rast wieder geöffnet wird, fällt mit dem
Stromloswerden des Relais 41 dessen Arbeitskontakt 412 ab. Infolgedessen
werden der Elektromagnet 31 und die Elektromagnetkupplung 9 stromlos,
so daß die Druckfeder 29 über Querschieber 26 und Lenker 25 den Rasthebel
24
wieder vollständig einrasten kann und dieser nunmehr in der neuen Rast
15 a verriegelt ist.
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Wenn die Teilscheibe eine volle Umdrehung nahezu beendet hat, läuft,
wie Abb. 7 zeigt, der Rasthebel 24 auf einen Nocken 34 des Teilscheibenumfanges
auf. Er wird dadurch so weit gehoben, daß auch Schalter c sich öffnet und damit
die Maschine stillsetzt. Diese Verhältnisse sind in dem Schaltbild der Abb. 8 nicht
dargestellt.
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Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und im vorstehenden beschriebene
Beispiel beschränkt. So könnte beispielsweise auch das Verriegeln und Lösen des
Rasthebels pneumatisch oder hydraulisch erfolgen. Ebenso könnte an Stelle des Elektromotors
zum Antrieb der Teilspindel und Teilscheibe auch ein hydraulischer Motor dienen.