-
Vorrichtung. zum Einstellen verschiedener Geschwindigkeiten eines
hin und her gehenden Maschinenkörpers Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung
zum Einstellen verschiedener Gesehwindigkeiten eines hin und her gehenden Maschinenkörpers,
z. B. eines Tisches einer Metallhobelmaschine, der hydraulisch mit Hilfe einer gegenläufig
verstellbaren Regelpumpe angetrieben wird. Wenn sich der Maschinenteil dem Hubende
nähert, wird der Verstellkörper der Regelpumpe angetrieben und durch die Nullstellung
hindurch verstellt, so daß sich die Förderrichtung der Pumpe umkehrt und diese den
Maschinenteil in der entgegengesetzten Richtung antreibt. Antriebe dieser Art, die
an sich bekannt sind, zeichnen sich .dadurch aus, daß sie eine sehr genaue Beherrschung
der bei der Umsteuerung auftretenden Beschleunigungskräfte ermöglichen und daher
eine sehr schnelle und doch stoßfreie Umsteuerung herbeizuführen gestatten. Zut
Beherrschung der Geschwindigkeit des Maschinenteils dienen einstellbgre Anschläge
für den Verstellkörper..
-
Bei einer bekannten Hobelmaschine dieser Art sind diese Anschläge
so angeordnet, daß es nicht möglich ist, sie während der Bewegung des Tisches zu
verstellen und dabei die Wirkung des Werkzeuges zu beobachten. Im Gegensatz hierzu
sind erfindungsgemäß die Anschläge während der Bewegung des Ma schinenteils durch
eine ferngesteuerte Hilfskraft, vorzugsweise elektromotorisch, verstellbar. Das
bietet den Vorteil, daß man die Anschläge auf die gewünschte Tischgeschwindigkeit
einstellen kann, während man die Schnittarbeit des Hobelstahls beobachtet.
-
Zweckmäßig ist jeder der beiden Anschläge mit einem eigenen Verstellmotor
gekuppelt, damit man die Vorlaufgeschwindigkeit und dieRücklaufgeschwindigkeit unabhängig.voneinander'bemessen
kann.
-
Eine besonders einfache Bauart ergibt sich, wenn jeder der beiden
Anschläge auf einem drehbären Halter sitzt, der gleichachsig zum. Verstellkörper
der Regelpumpe gelagert ist.
-
Der den Verstellkörper antreibende Servomotor sucht aber der Verstellung
der Anschläge irn. Sinne einer Verringerung der Tischgeschwindigkeitentgegenzuwirken-Man-
Die Erfindung ist nicht auf den Antrieb von Hobelmaschinen beschränkt, sondern überall
dort anwendbar, wo eine Hinundherbewegung unter Auftreten wesentlicher Beschleunigungskräfteerfolgt,
insbesondere wenn beide Hubenden der Hinundherbewegung durch Grenzschalter verstellbar
sein sollen. Solche Bedingungen bestehen z. B. bei Schleifmaschinen, Holzhobelmaschinen,
Druckereischnellpressen und in zahlreichen anderen Fällen. w Eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung ist in den Zeichnungen veranschatilieht In diesen zeigt Fig. i die
Steuerung für -die Regelpumpe mit dem Servomotor zum Antrieb des Pumpenverstellkörpers
an Hand einer teilweise schematisch gehaltenen Schnittzeichnung und Fig. 2 die Mittel
zur Regelung der Tischgeschwindigkeit, teilweise an Hand eines schematischen Schnittes.
-
Der hin und her zu bewegende Maschinenteil, z. B. der Tisch einer
Metallhobelmaschine, ist mit einer Zahnstange versehen. In diese greift ein Ritzel
ein, das mittelbar" oder unmittelbar mit der Abtriebswelle eines Flüssigkeitsmotors
verbunden ist. Dieser Motor kann nach Art einer Flügelpumpe ausgebildet sein, deren
Fördermenge durch Verschieben einer Stange i i in ihrer Längsrichtung von einem
Mindestwert bis zu einem Höchstwert veränderlich ist, je nach der eingestellten
Exzentrizität des Flügelkolbenträgers gegenüber seinem Gehäuse: Je größer diese
Exzentrizität ist, um so geringer wird die Geschwindigkeit, um so höher aber das
Drehmoment des Flüssigkeitsmotors bei Speisung mit einem bestimmten Ölstrom.
-
Dieser Ölstrom wird dem Flüssigkeitsmotor durch eine Regelpumpe zugeführt,
die ebenso ausgeführx sein kann wie der Flüssigkeitsmotor, also als Flügelpumpe,
bei der die Exzentrizität des äußeren Gehäuses durch eine an diesem befestigte Stange.
17 veränderlich ist, die in dem Pumpengehäuse verschiebbar geführt ist und aus diesem
heraus und in ein Regelgehäuse ig hineinragt. In dieses ragt auch die Stange i i
hinein.
-
Die Welle der Regelpumpe ist an einen Drehstrommotor angeschlossen,
dessen Drehzahl gar nicht oder nur in sehr engen Grenzen
keitsmotor, wobei das aus dem Klotor ausströmende Öl zur Pumpe zurückläuft Zur Umsteuerung
des Tisches muß also die Stange 17 von ihrer einen Endstellung ausgehend durch die
Mittellage hindurch in die andere Endstellung verschoben werden, wobei durch die
Walil der beiden Endstellungen die Tischgeschwindigkeit in beiden Richtungen bestimmt
wird. Wie später erläutert werden wird, hängt die Tischgeschwindigkeit auch von
der Einstellung der Stange i i ab.
-
Der V erstellkörper der Regelpumpe, der die jeweilige Lage der Stange
17 und gegebenenfalls auch der Stange i i bestimmt, besteht aus einer Trommel 2
1, die auf einer in den Wandungen des Gehäuses ig gelagerten Welle 22 befestigt
ist und auf ihrem -Umfang eine auswechselbare gekrümmte Schubkurvenschiene 23 trägt.
In der Nut dieser Schiene läuft eine Nockenrolle24, die auf einem Querzapfen 25
der Stange 17 gelagert ist. Ferner ist auf der Trommel z1 ein Zahnkranz
26 befestigt, der durch ortsfest gelagerte Zwischenräder 27, 28 und 29 von
einer Welle 3o aits angetrieben wird. Die Zwischenräder 27 und 28 sind auf einer
im Gehäuse ig gelagerten Welle 31 befestigt, die der Einfachheit halber in Fig.
i seitlich herausgerückt so dargestellt ist, als ob sie in derselben Ebene läge
wie die Wellen 22 und 30.
-
Die Welle 30 wird ihrerseits über eine federbelastete. Lamellenschlupfkupplung
32 und Kegelräder 33 von einem Servomotor 34 angetrieben, der als umsteuerbarer
Drehstrommotor ausgebildet und außen an das Steuergehäuse ig angeflanscht ist.
-
Läuft der Motor 34 in der einen oder in der anderes, Richtung, so
wird hierdurch über die erläuterte Getriebeverbindung dieTrdmmel 21 in der einen
oder in der anderen Richtung gedreht und verschiebt hierbei mit Hilfe ihrer Schubkurve
23 die Stange 17 in deren Achsenrichtung.
-
Der Weg des Pumpenverstellorgans 21 ist begrenzt, und während es sich
in seinen Endstellungen befindet, läuft der Tisch in der einen oder in der andren
Richtung. Nähert sich der Tisch seinem. Hubende, so muß das Verstellorgan21 durch
den Servorriotor34 bis in seine andere Endstellung bewegt werden, wodurch die Umsteuerung
des Tisches herbeigeführt wird. Um nun die Tischgeschwindigkeit während des Betriebes
der -Maschine
ändern. zu können, bestehen die Einrichtungen zur
Verstellung des Weges des -Verstellkörpers 21 aus ortsfesten, aber verstellbaren
Anschlägen 35 und 36, .die in der Bahn von seitlichen Ansätzen 37 und 38 des trommelförmigen
Verstellkörpers -?i liegen. Stoen diese Ansätze an die ortsfesten, aber verstellbaren
Anschläge 35 oder 36, so bleibt die Trommel 2.1 stehen. Der Drehstrommotor 34 ist
so bemessen und ausgeführt, daß er unter Spannung stehenbleiben kann. Urn eine Beschädigung
des Zwischengetriebes durch das stoßweise Anhalten des Motors zu. vermeiden, ist
die Schlupfkupplung 32 eingeschaltet.
-
Die Anschläge 35 und 36, die durch ihre Lage die Tischgeschwindigkeit
in der einen und in der anderen Richtung bestimmen, sitzen auf Haltern 39, die drehbar
gleichachsig zur Trommel ei gelagert. und durch eine-elektrisch ferngesteuerte Hilfskraft,
vorzugsweise elektromotorisch, versclhwenkbar sind. Zu diesem Zweck können die Halter
39
als Sektoren von Schneckenrädern ausgebildet sein, in welche Schnecken
4o eingreifen (Fig. 2). Die Wellen 41 der Schnecken 4o sind im Steuergehäuse i9
unverschiebbar gelagert und ragen mit ihren Enden 42 aus dem Steuergehäuse hinaus,
so daß man sie mit Hilfe eines aufgesteckten Schlüssels drehen kann. Durch diese
Drehung werden dann die Halter 39 verschwenkt und die ortsfesten Anschläge 35 bzw.
36 entsprechend verschoben, die den Hub des kraftschlüssig angetriebenen Verstellteiles
21 beherrschen.
-
Die Wellen 4:2 können aber auch durch eine elektrische Fernsteuerung
verdreht werden. Zu diesem Zweck ist - auf jeder Welle ein Kupplungsteil 43 von
Hand verschiebbar, aber. geg°n Drehung gesichert. Dieser kann in eine auf .der Welle
41 'frei drehbar gelagerte Muffe 44 eingreifen, die unmittelbar oder über eine Nebenwelle
45 mit einer Riemenscheibe 46 verbunden ist. .
-
jede Riemenscheibe kann durch einen -umsteuerbaren Drehstrommotor
47 bzw. 48 in dem einen oder dem anderen Drehsinn angetrieben werden. Das Höchstmaß
der Verstellung eines jeden Halters 39 wird durch Grenzschalter 49 und 5o bestimmt;
die zweckmäßig in später zu erläuternder Weise durch einen Nocken 5i ausgelöst werden,
der in ein Gewinde 52 der Welle 41 eingreift und in nicht näher dargestellter Weise
geradlinig verschiebbar im Gehäuse i9 geführt ist. Ist der Halter 39 in der einen
oder in der anderen Richtung um das höchst zulässige Maß verschwenkt, so wird der
eine oder der andere der beiden Grenzschalter 49 und 5o geöffnet, und dadurch kommt
der die betreffende Welle 41 antreibende Motor 47 bzw. 48 zum Stillstand. Wenn der
Ansatz 37 oder 38 an seinem Gegenanschlag 35 oder 36 mit der vollen Kraft anliegt,
die durch das Drehmoment des unter Spannung stehenden Motors 34 und das Zwischengetriebe
erzeugt wird, würde eine erhebliche Leistung erforderlich sein, um den betreffenden
Anschlag 35 oder 36 entgegen dieser Kraft zu verstellen. Die Motoren 47 und 48 müßten
daher so stark bemessen werden, 'daß sie den Motor 34 entgegen dessen Drehmoment
durchziehen.können. Um mit schwächer bemessenen Hilfsmotoren 47 und 48 auskommen
zu können, sind die Steuerungen der drei Motoren so untereinander verblockt, daß
der Motor 34 ausgeschaltet wird, wenn einer der Hilfsmotoren 47 oder 48 eine ihm
entgegenwirkende Hilfskraft für die Verstellung des Anschlages 35 oder
36 ausübt. Das wird später im einzelnen erläutert werden.
-
jedenfalls ist ersichtlich, daß man während des Betriebes der Hobelmaschine
die Tischgeschwindigkeit durch -XTerstellen der Anschläge 35 und 36 regeln kann.
Hierbei beherrscht der Anschlag 35 und der ihn verstellende Hilfsmotor 47 die Tischgeschwindigkeit
in der einen Richtung, während die Tischgeschwindigkeit in der anderen Richtung
durch den Anschlag 36 und den zugeordneten Hilfsmotor 48 unabhängig dav an einstellbar
ist.
-
An dem Tisch der Hobelmaschine befinden sich versetzbare Anschläge,
die den einen' oder den anderen zweier für gewöhnlich geschlossener Grenzschalter
öffnen, wenn sich der Tisch seinem Hubende- nähert. Durch `das abwechselnde Öffnen
der beiden Grenzschalter wird- jedesmal mittels eines Wendeschalters 56 (Fig. i)
der Servomotor 34 umgesteuert, so daß er den Verstellteil 21 in dessen entgegengesetzter
Endstellung laufen läßt, wobei die Lage der Endstellung durch die Anschläge 35 und
36 besfimmt wird.
-
Auf dem Umfang der Trommel 2 i ist eine zweite gekrümmte Platte 58
mit einer Schubkur@ennut befestigt, in die eine von einem Querzapfen 59 der Stange
i i getragene Rolle 6o hineinragt. Auf diese Weise wird erreicht, daß der Flüssigkeitsmotor
während der gleichförmig verlaufenden Tischläufe auf hohe Geschwindigkeit eingestellt
ist, wobei er nur ein vergleichsweise geringes Drehmoment zu entwickeln vermag,
daß er aber auf geringere Drehzahlen und ein entsprechend höheres Drehmoment eingestellt
wird, wenn er die zur Tischumkehr erforderlichen Beschleunigungskräfte aufbringen
muß.
-
Nunmehr sei die elektrische Steuerung der Maschine erläutert. Der
Motor 47 für den Anschlag 35 ist eine Schalttafel 79 und dem Motor 48 für den Anschlag
36 eine Schaltafel 82. zugeordnet. jede Schalttafel enthält zwei
Druckknopfschalter
8o und 81. Solange man auf den Knopf 8o drückt, läuft der betreffende Motor
47 derart, daß er denAnschlag 35 bzw. 36 im Sinne einer Geschwindigkeitserhöhung
verstellt. Geschieht dies gerade während der Anlage des Verstellteils 2 1 an dem
betreffenden Anschlag, so folgt der Verstellteil dem Anschlag unter der dauernd
vom Servomotor 34 auf ihn ausgeübten Kraft. Während also beispielsweise der Tisch
vorläuft, und zwar mit einer Geschwindigkeit, die durch den Anschlag 35 bestimmt
wird, kann man auf den Druckknopf 8o der Schalttafel 79 drücken. Das hat dann zur
Folge, daß die Geschwindigkeit des Tisches immer mehr zunimmt. Hat die Tischgeschwindigkeit
den gewünschten Betrag erreicht, so läßt man den Druckknopf 8o los, und der weitere
Betrieb erfolgt dann mit dieser so eingestellten Vorlaufgeschwindigkeit. Die Rücklaufgeschwindigkeit
ist unabhängig von der Vorlaufgeschwindigkeit mit Hilfe der Schalttafel
82 einstellbar, und zwar in der, gleichen Weise.
-
Da die Schaltungen der beiden Motoren 47 und 48 einander genau entsprechen,
genügt es, im nachstehenden die Schaltung des einen der beiden Motoren zu beschreiben,
z. B. des Motors 4.7. Der Anschluß des Motors 47 an die Netzleitungen 83 erfolgt
durch Zweigleitungen 86 entweder über die Kontaktgruppe 84 oder die Kontaktgruppe
85 eines Wendeschütz. Jede aer beiden Kontaktgruppen wird durch eine Feder getrennt
und nur beim Erregen einer Wicklung 87 bzw. 88 geschlossen. Auch enthält jede Kontaktgruppe
noch einen Arbeitskontakt 89 bzw. go und einen. Ruhekontakt gi bzw. 92.
-
Drückt man auf den Druckknopf 80, so wird für die Dauer des Niederdrückens
folgender S-@romkreis geschlossen: Mittlere Phasenlei-?11£Lg 83, Leitung 93, Arbeitskontakte
des Schalters 8o, Leitung 94, Ruhekontakt 9r, Leitvn95, Wicklung 88, Leitung 96,
KonyaLae des Endschalters 5o, Leitungen 97, , untere Phasenleitung 83. In diesem
Stromkreis wird die Wicklung 88 erregt schließt die Kontaktgruppe 85, wodurch Motor
47 anläuft. Er treibt über den p zlaneckenantrieb 4o und 39 den Anschlag 35 iii
einer solchen Richtung an, daß dadurch der Bewegungsbereich des Verstellkörpers
2 i vFYrgrößert wird. Dies hat zur. Folge, daß die Vorlaufgeschwindigkeit des Tisches
steigt. Ob :$ r auf den Knopf 8o drückt, während der Tisch vorläuft oder während
er zurückläuft, ist an sich gleichgültig. Doch kann man natürlich dieGeschwindigkeitszunahme
besser beobachten,. wenn man während des Tisch-;rorläufeg den Druckknopfschalter
8o bedient. Ist die gewünschte Geschwindigkeit erreicht, so läßt man den Druckknopfschalter
8o los, worauf der erläuterte Stromkreis unterbrochen wird und sich die Kontakte
85 öffnen. Dadurch kommt der Motor 47 zum Stillstand, und der Anschlag 35 bleibt
stehen. Eingleichzeitiges Schließen der Kontaktgruppe 84 ist nicht möglich. Denn
wenn man während des Bestehens des erläuterten Stromkreises auf den Druckknopf 8i
drücken würde, könnte wegen der Trennung des Ruhekontaktes 92 kein Stromkreis für
dieWicklung87 zustande kommen.
-
Soll die Vorlaufgeschwindigkeit des Tisches herabgesetzt werden, so
drückt man auf den Knopf 81. Auch dies kann nach Belieben während des Vorlaufes
oder des Rücklaufes des Tisches geschehen. Es kommt dann folgender Stromkreis zustande:
Mittlere Phasenleitung 83, Leitung 93, Arbeitskontakte des DruckknopfschaltersSi,
Leitunggg, Ruhekon takte 92, Leitung- zoo, Wicklung 87, Leitung ioi, Endschalter
49, Leitungen 97 und 98, untere Phasenleitung 83. Durch Erregung der Wicklung
87 wird die Koritaktgruppe 84 geschlossen. Jeder der beiden Stromkreise verläuft
über einen der Endschalter 49 und 5o und wird daher getrennt, wenn der betreffende
Endschalter geöffnet wird. Auf diese Weise wird der Motor 47 bzw. 48 auch dann stillgesetzt,
wenn man den Druckknopf noch weiter niederdrückt, nachdem der Anschlag
35 bzw. 36 seine Endlage erreicht hat.
-
Wenn man den einen oder den anderen der beiden Druckknöpfe 81 drückt,
um die Vor-bzw- Rücklaufgeschwindigkeit des Tisches zu verringern, und zwar während
der Tisch gerade die herabzusetzende Bewegung ausführt, so müßte mangels besonderer
Vorkehrungen die Verstellung des Anschlage$ 35 oder 36 gegen die Kraft des an ihm
anliegenden Ansatzes 37 bzw. 38 des Verstellkörpers 21 ausgeführt werden, was eine
sehr kräftige Bemessung der Motoren 47 und 48 erfordern und eire stärkere Beanspruchung
des Getriebes des Hilfsmotors 34 zur Folge haben würde. Aus diesem Grunde sind besondere
Vorkehrungen getroffen, um den Hilfsmotor 34 beim Drücken der Druckknöpfe 8i auszu-
j schalten. Im Stromkreis des Hilfsmotors 34 liegt ein Trennschalter io2 (Fig. i),
der für gewöhnlich getrennt ist, aber beim Erregen einer Wicklung 103 geschlossen
wird. Der Stromkreis dieser Wicklung verläuft wie folgt: Untere Phasenleitung 83
(Fig. i), Leitung 104, Wicklung 1a3, Leitung i o6 (Fig.2). Ruhekontakte des Druckknopfschalters
81 der Tafel 82, Ruhekontakte des Schalters 8i der Tafel 79, Leitung
93,_ mittlere Phasenleitung 83. 'a dieser Stromkreis über die Ruhekontakte der beiden
Druckknopfschalter 81 verläuft,
wird er getrennt, wenn man einen
dieser Druckknöpfe drückt, «ras das Stillsetzen des Servomotors 34 zur Folge hat.
Die Steuerung dieses Servomotors ist also mit der Steuerung der Hilfskräfte für
die Geschwindigkeitsregelanschläge 35 und 36 so verblockt, daß der Motor 34 von
selbst ausgeschaltet wird, wenn die ihm entgegenwirkende Hilfskraft des Motors 47
oder 48 wirksam wird.