DE2656309A1

DE2656309A1 - Steuereinrichtung fuer mehrspindeldrehmaschinen

Info

Publication number: DE2656309A1
Application number: DE19762656309
Authority: DE
Inventors: Alec Gordon Blockley; Edmund Alexander Mcconnell; Norman Yearsley
Original assignee: Wickman Machine Tool Sales Ltd
Current assignee: Wickman Machine Tool Sales Ltd
Priority date: 1975-12-13
Filing date: 1976-12-11
Publication date: 1977-06-23
Also published as: US4100825A; IT1065168B; JPS5272985A; GB1559849A; FR2334454A1

Description

Wickman Machine Tool Sales Limited, Banner Lane, Tile Hill, Coventry»

England

Λ-

Steuereinrichtung für MehrSpindeldrehmaschinen.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung für Mehrspindeldrehmaschinen ο

Bei derartigen Drehmaschinen sind die Arbeitespindeln in einer schaltbaren Trommel angeordnet, welche die einzelnen Spindeln nacheinander in die Stellungen bringt, um an den Werkstücken die Bearbeitungsvorgänge "durchzuführen, wobei die Werkstücke in Spannfuttern auf den betreffenden Spindeln gehalten werden_o Auf der Trommel sind mit den einzelnen Spindeln zusammenwirkende verschiedene Steuereinrichtungen angeordnet, zum Beispiel Kupplungen für die Wahl der Drehzahl, Bremsen, Betätigungsorgane für das Spannfutter und andere Vorrichtungen, von denen wenigstens einige elektrisch betätigt werdeno Auf großen und komplizierten Drehmaschinen kann eine große An— ■ zahl elektrischer Vorrichtungen angeordnet sein, die betätigt werden müssen, und es kann teilweise notwendig sein, für jede eingestellte Position der Trommel verschiedene elektrische Vorrichtungen anzubringen, die alle elektrisch betätigt werden oder aber in der Lage sind, an einen elektrischen Antrieb angeschlossen zu werden.

Es ist bekannt, für diesen Zweck eine Einrichtung vorzusehen, wie zum Beispiel einen rotierenden elektrischen Schalter, der an der Mehrspindeldrehmaschine angeordnet wird, aber bei derartigen bekannten Schaltereinrichtungen ist es undurchführbar, eine Steuereinrichtung für eine große Anzahl von Steuerkreisen vorzusehen, zum Beispiel wegen der Größenbegrenzungen für die Scheitereinrichtungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mehrspindeldrehmaschine anzugeben, welche mit herkömmlichen Mitteln eine Vielzahl elektrischer Verbindungen zur Spindeltrommel steuert.

Gemäß der Erfindung ist die Mehrspindeldrehmaschine durch einen

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viele Schaltstellungen und viele Pole aufweisenden, drehenden elektrischen Schalter gekennzeichnet, welcher einer Trommel zugeordnet ist, in der sich die Spindeln "befinden und der zwischen einer Anzahl von Endstellungen einstellbar ist, wobei der Schalter so angeordnet ist, daß eine große Anzahl elektrischer Kreise zur Trommel gesteuert wird, wobei der Schalter einen festen Teil und einen dazu relativ drehbaren Teil aufweist, die eine gleiche Anzahl zusammenwirkender entsprechender Kontakte aufweisen, wobei der feste Teil in bezug auf die Basis der Drehmaschine fest angeordnet ist und der drehbare Teil mit der Trommel schaltbar ist und wobei eine Auswahl irgendeiner der möglichen Positionen des Schalters simultan eine Verbindung mit einer Anzahl der genannten zusammenwirkenden Kontakte herstellt.

Der drehende Teil des Schalters ist auf der Spindeltrommel der Drehmaschine angeordnet und wird mit diewer zusammen geschaltet, aber in jeder der betreffenden Positionen kann eine Vielzahl von Kreisen betätigt werden. Dieses beinhaltet die Auswahl der Kreise durch eine weitere Einrichtung, die zum Beispiel eine Programmiereinrichtung sein kann.

Die Erfindung befindet sich auch in einem drehbaren elektrischen Schalter für viele Positionen, und viele Pole, wie dieses bereits in den vorhergehenden Absätzen beschrieben ist.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, welches in den Zeichnungen veranschaulicht ist_o Es zeigen:

Pig. 1 eine schematische Darstellung einer Vielspindeldrehmaschine, die mit der Erfindung ausgerüstet ist;

Fig. 2 einen von der Seite gesehenen Querschnitt durch den drehenden Schalter, welcher gemäß der Erfindung ausgebildet und in der Maschine dargestellt ist;

Fig. 3 eine teilweise abgebrochene Endansicht des Schalters ;

Figo 4- eine Ansicht des drehenden Teils des drehenden Schalters.

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Die Mehrspindeldrehmaschine, welche in Fig. 1 dargestellt ist, weist eine Basis 100 auf. Auf dieser Basis befinden sich zwei Aufbauten 101 und 102, welche durch eine Brücke 103 miteinander verbundxn sind. Einer dieser Aufbauten weist die Form eines Trommelgehäuses 101 auf, in welcher eine Spindeltrommel 104 um eine horizontale Achse schaltbar angeordnet ist. In der Trommel 104 ist eine Anzahl Arbeitsspin— dein 105 drehbar um parallele horizontale Achsen gelagert· Jede Spindel weist ein Spannfutter auf, die innere und äußere Teile 106, 107 hatο Um die Drehbewegung der Arbeitsspindeln zu ermöglichen, ist in der Mitte der Trommel 104 ein Zahnrad 108 gelagert, und zwar auf einer rohrförmigen Spindel 109» welche koaxial durch die Trommel sowie den Zwischenraum zwischen den beiden Aufbauten 101, 102 in den Aufbau 102 hineinragt,, In diesem Aufbau 102 befindet sich ein Zahnradgetriebe 110, mit welchem die Spindel 109 angetrieben wird. Das Zahnrad 108 kämmt mit den entsprechenden Zahnrädern 111 auf jeder Arbeitsspindel. Das Zahnrad 111 jeder Arbeitsspindel ist mit der zugehörigen Arbeistspindel über eine elektromagnetische Kupplung 112 verbunden. Außerdem ist auf jeder Arbeitsspindel eine elektromagnetische Bremse 113 angeordnet, um die Spindel erforderlichenfalls in der Trommel anzuhalten. Auf jeder Arbeitsspindel befindet sich eine weitere Kupplung 114, mit der die Spindel mit einem weiteren Zahnrad 115 verbunden werden kann, wenn die Spindel mit einer anderen Drehzahl umlaufen soll. Dieses Zahnrad 115 wird durch ein anderes (nicht veranschaulichtes) Zahnradgetriebe angetrieben, welches mit der zentralen Hohlspindel 109 verbunden ist_o Die Kupplungen und Bremsen der Arbeitsspindeln werden teilweise von einem Vorsprung umgeben, welcher an der Trommel 104 angebracht ist.

An den Vorsprung 116 der Trommel ist ein Rohr 10 befestigt, welches durch den inneren Hohlraum der Mittelspindel 109 zum gegenüberliegenden Ende der Drehmaschine verläuft. Das Rohr 10, welches mit der Trommel 104 geschaltet wird, enthält mit der Bezugszahl 23 versehene Leitungen, die zu den Kupplungen und Bremsen auf den betreffenden Arbeitsspindeln der Maschine führen. Die Leitungen in dem Rohr 10 führen auch zu anderen elektrisch betätigten oder betätigbaren Einrichtungen, die sich auf den Spindeln in der Trommel befinden oder diesen zuzuordnen sind. Eine derartige Drehmaschine ist in der schwebenden Patentanmeldung Ήο. 56.565/73 beschrieben und beansprucht.

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Am Ende des Rohres 10 "befindet sich ein drehbarer Schalter, welcher in den Fig_o 2, 3 und M- der Zeichnungen dargestellt ist_o Dieser hat ein zusammengesetztes Gehäuse mit einer Basisplatte 11, welche an einem festen Teil 12 der Maschine "befestigt isto An der Basisplatte 11 ist eine Gehäusewand 13 angeschweißt, auf welchem ein abnehmbarer Deckel 14- des Gehäuses angeordnet ist· Der Deckel wird mit Hilfe von Hohlschrauben 15 gehalten, welche die Bolzen 16 umfassen, die in der Basisplatte 11 befestigt sind.

Der Schalter weist zwei Teile auf, und zwar einen drehenden Teil sowie einen festen Teil, welcher entsprechende Sitze für Pole aufweist, was noch beschrieben wird.

Der umlaufende Teil besteht aus einer zusammengesetzten Anordnung, in welcher eine Vielzahl verschiedener Kontakte oder Pole 22 angeordnet sind. Diese Kontakte bestehen aus elektrisch leitendem Material und sind in elektrisch isolierendes Material eingebettete Die Anordnung besteht aus einer aus Metall hergestellten, mit einem Flansch versehenen Büchse Ί8, einem Gehäuse 21, welches aus Harz gegossen wird, sowie einem mit Harz getränkten Trichter 19 sowie Kontakten 22, die in das Gehäuse 21 eingegossen sindo Die Anordnung ist an dem Rohr 10 befestigt, und die Bohrung der Büchse 18 paßt auf den Außendurchmesser des Rohres 10. Die Büchse 18 ist auf dem Rohr 10 festgekeilt, und zwar mit Hilfe einer Kappe 25» die in einen Schlitz 25a in dem Rohr 10 eingreift.

Die Kontakte 22, die in einer Vielzahl kreisförmiger Reihen angeordnet sind, sind mit den Leitungen 23 verbunden, die in das Hohlrohr hinein- und durch dieses hindurchragen. Die Leitungen werden in einer Büchse 24 aufgenommen, welche in einer Büchse 24a angeordnet ist, wodurch gewährleistet ist, daß die Drähte in dem Rohr 10 nicht gebogen werden.

Fig. 4· zeigt die Ansicht des drehenden Teiles, und zwar die dem festen Teil zugewandte Seite. Dieser weist acht Segmente auf, was den acht Spindeln der Maschine entspricht. In jedem Segment sind zehn Kontakte untergebracht, wobei zwei Sätze bestehend aus drei Kontakten im äußersten Kreis der Kontakte angeordnet sindo Im nächsten Kreis der nächsten inneren Reihe sind ein paar Kontakte und in den

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beiden nächsten inneren Reihen ist jeweils ein Kontakt angeordnet. Ein Kontakt befindet sich außerdem in der Mitte bei 32_O

Einige der Kontakte bilden den Netzanschluß für die verschiedenen Funktionen, zum Beispiel für die Kupplung und Bremsen und andere Einrichtungen. Die anderen Kontakte sind dazu vorgesehen, elektrische Signale auf vorgesehene Steuereinrichtungen für die verschiedenen !funktionen zu übertragen. Die Netzspannung ist vorzugsweise höher als die Spannung bei den Signalen.

Der drehende Teil des Schalters wird von einer Lagerbüchse 11a gehalten, welche das Lager 18 umgibt und ander Basisplatte 11 des Gehäuses befestigt ist. An der Lagerbüchse ist ein Deckel 26 mit einer Dichtung 26a befestigt, um das Eindringen von Schmutz und öl in die Einrichtung zu verhindern.

Der feste Teil des Schalters ist an den Bolzen 16 befestigt, welche ebenfalls dazu dienen, mit den Hohlschrauben 15 für den abnehmbaren Deckel 14· zusammenzuwirken. Der feste Teil weist die Form einer Platte 27 auf, die aus elektrisch isolierendem Material besteht. Diese Platte trägt eine Vielzahl federnd gelagerter Bürsten 28. Jede Bürste weist ein Rohr auf, welches auf dxr Platte 27 befestigt ist und wobei aus einem Ende eine federnd gelagerte entsprechende Bürste 29 herausschaut. Das andere Ende der Bürste weist einen begrenzenden Anhänger JO auf.

Die Anzahl Bürsten 28 entspricht der Anzahl Kontakte 22 in jeder der vorherbestimmten winkelförmig festgelegten Positionen des Schalters« die mit den Schaltstellungen der Spindeltrommel der Maschine übereinstimmen, wobei alle Kontakte 22 mit entsprechenden Bürsten 28 zusammenwirken.

Die Platte 27 ist nicht kreisförmig ausgebildet, entspricht aber im wesentlichen der Kreisform des Gehäuses, aber der Bereich, in welchem die Bürsten angebracht sind, stimmt mit dem drehenden Teil des Schalters überein, und dieser Bereich ist folglich kreisförmig ausgebildete Linien 31 auf der Fläche der Platte 27» die von dem drehenden Teil entfernt liegen, geben die Zonen an, die von jedem Segment gebildet werden. Bei dieser Konstruktion sind acht identische Segmente

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vorhanden, weil die betreffende Maschine acht Spindeln aufweist, und jedes Segment beinhaltet zehn Kontakte und die entsprechenden Bürsten«, So kann in jedem Segment der drehbare Teil des Schalters vorgesehen sein, um Mechanismen zu betätigen, die zu jeder Spindel gehören, während der feste Teil mit seinen Bürsten die Auswahl der genannten Mechanismen darstellt, welche in der Position zusammenwirken, die jedem Segment entspricht_o Eine weitere Bürste 33 ist in der Mitte der Einrichtung angeordnet, um mit dem Mittenkontakt 32 zusam— menzuwirkeno

Die Platte 27 hat in einer Position, die von dem Bereich, in welchem die Bürsten 28 angeordnet sind, abseits liegt, einen Anschlußteil mit einer Vielzahl Kontaktvorsprünge 34, 35» welche mit Hilfe von nieten paarweise miteinander verbunden sind, und zwar auf den einander gegenüberliegenden Seiten der Platte 27. Die Vorsprünfce J4 können mit Leitungen 37 verbunden sein, die wiederum mit entsprechenden Vorsprüngen 30 auf den Bürsten 28 in Verbindung stehen. So kann durch die Verbindung entsprechender Bürsten 28 mit besonderen Vorsprüngen 30 eine Auswahl von Spindelfunktionen programmiert werden.

Die Vorsprünge 35 sind mit der Leitung 38 verbunden, die-von der Eingangsleitung 39 herkommt, die ihrerseits durch die Seitenwand 13 des Gehäuses hindurchdringt_o Die Leitung 38 ist mit einer Steuereinrichtung (nicht dargestellt) verbunden, welche elektrische Signale erzeugt, um die Kupplung und Bremsmechanismen sowie andere Mechanismen in der Werkzeugmaschine zu betätigen, wie zum Beispiel das .Anhalten der Arbeitsspindel in einer bestimmten Winkelposition, was ebenfalls elektrisch über den drehenden Schalter verwirklicht werden kann.

Der Kontakt 32 und die damit zusammenwirkende entsprechende Bürste in der Mitte des Schalters hat die Punktion einer Rückführleitung für die Signale mit niedrigerer Spannung, die in verschiedenen dieser Fälle allgemein üblich sind.

Das Gehäuse dient'auch dazu, zusätzliche elektrische Kontakte auf einem Block 40 aufzunehmen, die zu einem Sicherheitsschalter 41 führen, wobei der Eingang zu diesem Schalter ebenfalls durch die Eingangsleitung 39 erfolgt.

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Der Schalter 41 innerhalb des Gehäuses weist eine Kolbenbauart auf und ist an der Wand 13 des Gehäuses angebracht, wobei der Kolben mit dem abnehmbaren Deckel 14 zusammenwirkt. Wenn der Deckel abgenommen wird, wird der Schalter 41 geöffnet, wodurch das elektrische Netz von dem drehenden Schalter isoliert und dadurch ein Tätigwerden der Maschine verhindert·

Die Eingangsleitung 39 wird gemäß Figo 2 aufgeteilt, und die Leitungsbündel, die in das Gehäuse hineingelangen, werden mit Hilfe von Klammern 42 befestigt.

Mit Hilfe der dargestellten Vorrichtung kann eine Vielzahl von Funk« tionen in jeder festgelegten Position der Maschine gesteuert werden, wie zum Beispiel die Auswahl einer bestimmten Winkelstellung einer einzelnen Spindel, während andere Funktionen auf andere Spindeln übertragen werden können.

Bei einer anderen Ausführungsform ist die Anzahl der Kontakte 22 und der entsprechenden Bürsten 28 auf ein Minimum von drei pro Spindel reduziert (Kupplung, Bremse und Rücklauf)_o Diese Kontakte können eine oder zwei Reihen belegen«, Andere Kombinationen sind möglich, aber in allen Fällen sind die Kontakte gleichzeitig mit entsprechenden Bürsten in vorbestimmten Endwinkellagen des Schalters verbunden. Solange der drehende Teil des Schalters mit der Spindeltrommel verbunden ist, kann der Schalter nicht eine Position zwischen einer der vorherbestimmten Endpositionen einnehmen. Um eine Funkenbildung zu vermeiden, während die Kontakte sich relativ zu den Bürsten bewegen, wird der elektrische Kreis vor dem Einnehmen der Stellung unterbrochen und nach dem Einnehmen der Stellung erneut hergestellte

Während die Kontakte in jedem Segment in Reihen angeordnet sind, von denen wenigstens einige mehr als einen, zum Beispiel, wie veranschaulicht, zwei oder drei Kontakte besitzen, ist es wichtig, daß der Netzstrom abgeschaltet wird, bevor die Position eingenommen wird, um. fehlerhafte Funktionen zwischen Kontakten und Bürsten zu verhindern, bei denen keine Verbindung gewünscht ist. Zum Beispiel bewirken die drei äußeren Kontakte den Vorlauf, die Bewegungsumkehr und den Rücklauf für einen Elektromotor. Wenn der Kontakt für die Vorwärtsbewegung beaufschlagt ist, darf dieser nicht die Bürste für die Bewegungsumkehr und so weiter berühren.

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Bei einer anderen Aus führung s form sind die Vorsprünge 34- und 35 weggelassen, und Bürsten 28 und 33 können mit einem äußeren Steuergerät verbunden sein, in welchem die Spindelfunktionen durch Schalter,
Wähleinrichtungen oder andere Vorrichtungen ausgewählt werden können.

Ansprüche

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Claims

Anspruch

M) jMehrspindeldrehmascliine, gekennzeichnet durch einen viele Positionen und viele Pole aufweisenden, sich drehenden elektrischen Schalter, der mit einer Trommel verbunden ist, in welcher die Spindeln gelagert sind und welche zwischen einer Anzahl von End— Stellungen anhaltbar ist, wobei der Schalter dazu vorgesehen ist, um viele elektrische Kreise, die zur Trommel führen, zu steuern, und durch einen Schalter aus einem festen und einem relativ dazu beweglichen Teil, wobei sowohl die festen und entsprechenden umlaufenden Teile eine gleiche Anzahl von miteinander zusammenarbeitenden elektrischen Kontakten aufweisen, die einen Teil der betreffenden elektrischen Kreise bilden, wobei der feste Teil auf einer Basis der Drehmaschine angeordnet ist und der umlaufende Teil mit der Trommel schaltbar ist und wobei die Auswahl irgendeiner der möglichen Positionen des Schalters dafür sorgt, daß eine gleichzeitige elektrische Verbindung zwischen den zusammenarbeitenden Kontakten bestehto
2) Mehrspindeldrehmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte auf dem umlaufenden Teil mit Leitungen verbunden sind, die zu elektrisch betätigten Einheiten in der Trommel führen und den darin angeordneten Spindeln zugeordnet sind, wobei die Kontakte des festen Teiles des Schalters eventuell mit einer von einer Steuereinrichtung kommenden Verdrahtung verbindbar ist, wobei die Steuereinrichtung wahlweise elektrische Signale erzeugt, um die Einheiten in der Trommel zu betätigen.
3) Mehrspindeldrehmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte auf dem festen Teil des Schalters mit der Verdrahtung über entsprechende abnehmbare Klemmen verbindbar sind.
4) Mehrspindeldrehmaschine nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte sowohl auf den festen und/oder auf den umlaufenden Teilen des Schalters als Kolben ausgebildet sind und diejenigen auf dem anderen Teil feste Kontakte sind, mit denen die Kolben eine Verbindung herstellen, wenn der Schalter irgendeine der möglichen Positionen einnimmt.

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OBfQINAL INSPECTED
5) Mehrspindeldrehmaschine nach Anspruch. 2, dadurch gekennzeichnet, daß der feste !Teil des Schalters eine Platte aufweist, auf welche die Kontakte dieses Teiles aufmontiert sind, wobei die damit eventuell verbindbare Verdrahtung damit durch weitere abnehmbare Verbindungen verbündete ist.
6) Mehrspindeldrehmaschine nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren abnehmbaren Verbindungen Klemmen aufweisen, die ebenfalls auf die Platte aufmontiert sind.
7) Hehrspindeldrehmaschine nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte sich wowohl auf den festen als auch auf den drehenden Teilen befinden, und zwar in einer Anzahl von Segmenten, wobei die Anzahl der Segmente der Anzahl der Spindeln entspricht, die sich in der Trommel befinden und die Mitte, um welche die Segmente herum angeordnet sind, mit der Achse zusammenfällt, um welche sich der drehende Teil bewegt, wenn die Trommel geschaltet wird.
8) Mehrspindeldrehmaschine nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte jedes Segmentes in einer Anzahl Reihen angeordnet sind, die in radialer Richtung einen bestimmten Abstand voneinander haben, und sich in der Mitte ein Kontakt befindet, der wenigstens einigen der Kreise einen gemeinsamen elektrischen Rücklauf vermittelte
9) Mehrspindeldrehmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte auf mit Ziwschenabständen versehenen Kreisen angeordnet sind, wobei das Schalten der T_rommel zwischen den Stellungen eine Unterbrechung der Kontakte auf den festen und drehenden Teilen erzeugt, wodurch die elektrischen Kreise unterbrochen sind.
10) Mehrspindeldrehmaschine nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter in einem Gehäuse angeordnet ist, welches mit einem abnehmbaren Deckel Versehen ist, wobei ein Schalter vorgesehen ist, um die elektrische Verbindung zu den Kontakten zu unterbrechen, wenn der Deckel abgenommen ist, um ein Anlaufen der Maschine zu verhindern.

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11) Mehrspindeldrehmaschine nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen, die in dem drehenden Teil des Schalters mit den Schaltern verbunden sind, in einem Rohr, welches mit der Trommel schaltbar ist, zur Trommel geführt werden.

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