DE974666C - Elektrische Vorrichtung zum selbsttaetigen Steuern des Vorschubs eines Maschinenteiles, beispielsweise des Tisches einer Werkzeugmaschine - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 16. MÄRZ 1961

p 42451Ib/4paD

einer Werkzeugmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zum selbsttätigen Steuern des Vorschubes eines Maschinenteiles, beispielsweise des Tisches einer Werkzeugmaschine, mit einer Anzahl auf dem Maschinenteil angeordneten einstellbaren Anschlägen von verschiedener Höhe und einer elektrischen Kontakteinrichtung, die in einem Gehäuse einen Steuerkolben aufweist, dessen geometrische Achse senkrecht zur Bewegungsrichtung des Maschinenteiles verläuft und der mehr oder weniger tief eingeschoben wird, je nachdem ob er durch einen mehr oder weniger hohen Anschlag betätigt wird, um denjenigen der elektrischen Kontakte zu betätigen, der eine bestimmte Änderung der Vorschubgeschwindigkeit oder den Stillstand des Maschinenteiles bewirkt.

Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art sind zur Herbeiführung der gewünschten Gangänderungen des beweglichen Maschinenteiles mehrere Steuerkolben vorgesehen, von denen jeder zur Zusammenarbeit mit einem oder mehreren gesonderten Anschlägen bestimmt ist. Solche Vorrichtungen haben daher notwendigerweise einen ziemlich komplizierten Aufbau und einen großen Raumbedarf, da ein oder mehrere Anschläge auf jeden Kolben zur Einwirkung kommen, die auf

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ebenso vielen verschiedenen Bahnen beweglich sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die in ihrem Aufbau wesentlich einfacher ist und mit der die gleichen Ergebnisse unter Verwendung eines einzigen Schaltkolbens für sämtliche Steuervorgänge erzielt werden können.

Zu diesem Zweck weist die erfindungsgemäße ίο A'Orrichtung am Kolben mehrere ringförmige Rippen und in Achsrichtung des Kolbens längliche, an der dem Kolben abgekehrten Seite von einem Ende her teilweise durch je eine federnde Abdeckung überdeckte öffnungen im Gehäuse auf, in die je eine während der Gleitbewegung des Kolbens in die Bahn der entsprechenden Rippe hineinragende Kugel zum Betätigen eines an dem nicht überdeckten Ende der öffnung angeordneten Steuerorgans des entsprechenden elektrischen Kontakts beim Bewegen des Kolbens in der einen Richtung eingeschlossen ist.

Einer der durch die einfache Bauart der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielten Vorteile besteht darin, daß die Vorrichtung infolge ihrer sehr geringen Abmessungen nur wenig Raum beansprucht, während bei den bekannten Vorrichtungen, die mehrere Steuerorgane aufweisen, die durch auf mehreren Linien angeordnete Anschläge betätigt werden, der Raumbedarf notgedrungen wesentlich größer ist.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in der größeren Vielfalt der Steuerungen, welche mit Hilfe der sehr zusammengedrängten Anordnung unter Verwendung von Anschlägen verschiedener Höhe durchgeführt werden können, die alle auf der gleichen Linie angeordnet sind und einen Kolben betätigen, dessen Rippen eine beliebige Anzahl von Schaltern betätigen können.

Schließlich besteht ein Vorteil der Erfindung darin, daß die Steuerung der verschiedenen Schalter, welche die Bewegungen und den Stillstand des beweglichen Maschinenteiles regeln, in außerordentlich genauer Weise durch das Zusammenwirken der Anschläge von verschiedener Höhe und der Rippen des Steuerkolbens erfolgen kann, welche an genau bestimmten Stellen betätigt werden, während bei den bekannten Vorrichtungen die Betätigung der Schalter nicht mit der gleichen Präzision geschehen kann.

Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt

Fig. ι einen Längsschnitt durch eine beispielsweise Ausführungsform einer erfindungsgemäßen, in einer Richtung wirkenden Schaltvorrichtung mit elektrischem Steuerkontakt,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Ebene H-II der Fig. i,

Fig. 3 einen Schnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform der in der Fig. 1 dargestellten Vorrichtung,

Fig. 4 eine äußere Vorderansicht von Schaltvorrichtungen mit Kontakten in Übereinstimmung mit den Fig. 1 und 2, und zwar in deren Anwendung auf die Vorschubsteuerung des Spanntisches eines großen Fräs- und Bohrwerkes, Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V der

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Fig. 6 teils eine Draufsicht auf die in Fig. 4 dargestellte Gesamteinrichtung zur Steuerung der Maschine und teils einen Schnitt längs der Linie VI-VI der Fig. 4,

Fig. 7 einen Schnitt in etwas größerem Maßstabe durch die Gesamteinrichtung nach Fig. 4, wobei der Schnitt ungefähr längs der Linie VII-VII der Fig. 4 verläuft,

Fig. 8 einen teilweisen Schnitt in etwas größerem Maßstabe längs der Linie VIII-VIH der Fig. 4 durch die Schaltvorrichtung in deren Gesamtheit, wie sie in Fig. 5 dargestellt ist,

Fig. 9 einen teilweisen Schnitt durch eine Einzelheit der Fig. 7 längs der Linie IX-IX,

Fig. 10 eine der Fig. 4 entsprechende äußere Vorderansicht, in der die Verwendung von mikrometrischen Meßeinrichtungen veranschaulicht ist,

Fig. 11 einen teilweisen Schnitt längs der Linie XI-XI der Fig. 10 und

Fig. 12 einen teilweisen Schnitt längs der Linie XII-XII der Fig. 10.

Bei der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung mit elektrischem Kontakt gemäß Fig. 1 und 2 ist 1 ein Körper mit einer Bohrung 2, in der sich ein Kolben hin- und herbewegen kann, der zwei ringförmige Ausnehmungen 4 und 5 aufweist, zwischen denen eine ringartige Rippe 6 vorgesehen ist.

In der Wand des Körpers 1 ist eine Öffnung 7 vorgesehen, die in zur Achse des Kolbens 3 paralleler Richtung eine längliche Form hat. Innerhalb dieser Öffnung liegt eine Kugel 8, die darin hin- und herrollen kann und die, wenn sie sich an einem der Enden der Öffnung 7 befindet, einen Knopf 9 am Ende einer Blattfeder 10 berührt, deren anderes Ende am Körper 1 befestigt ist.

Im Körper 1 ist eine Nut 11 vorgesehen, in welcher eine weitere Blattfeder 12 untergebracht ist, die an den Körper 1 mit Hilfe einer Schraube 13 angedrückt gehalten wird. Das freie Ende der Blattfeder 12 verdeckt die Öffnung 7 zum größten Teil, gibt jedoch dem Knopf 9 freien Durchgang. no

In Fig. 3 ist eine abgeänderte Ausführungsform der in Fig. 1 und 2 gezeigten Vorrichtung dargestellt. Bei dieser abgeänderten Ausführungsform ist die geradlinige Bewegung des Antriebskolbens 3 durch die Drehung einer Welle 14 ersetzt. Die öffnung 7 ist ebenfalls vorhanden, doch verlaufen ihre die Verschiebung der Kugel 8 begrenzenden Flächen radial. Die Blattfeder 12' hat die Gestalt eines Kreisbogens entsprechender Abmessungen und wird am Körper 1 durch eine Schraube 13' festgehalten. Die Antriebswelle 14 ist mit einer Längsrippe 15 versehen, die bei Drehung der Welle mit einer Kugel 8 in Berührung kommt, und zwar auf die gleiche Art, wie die ringartige Rippe 6 während der geradlinigen Bewegung des Kolbens 3 der Fig. 1 und 2 in Berührung mit der Kugel 8 ge-

langt. Die Kugel 8 kann mit dem Knopf 9 in der gleichen Weise wie im vorhergehenden Fall zusammenarbeiten, sobald sie ihre Endlage innerhalb der öffnung 7 erreicht.

In beiden Fällen kann der Knopf 9, von der Kugel 8 verdrängt, auf einen Schiebestift 16 einwirken, durch den ein elektrischer Stromunterbrecher betätigt wird (Fig. 3). Dieser elektrische Stromunterbrecher kann beispielsweise in einem Gehäuse 17 eingeschlossen sein und aus einem festen Kontakt 18 sowie einem beweglichen Kontakt 19 bestehen, welcher von einer Feder 20 getragen wird, die ihrerseits durch den Schiebestift 16 bewegbar ist. Die Stromzuführung zu diesem Stromunterbrecher erfolgt durch einen Draht 21, der an den festen Kontakt 18 angeschlossen ist, während die Stromentnahme durch einen Draht 22 geschieht, der mit dem beweglichen Kontakt 19 durch die Blattfeder 20 in Verbindung steht. Die soeben beschriebene Vorrichtung wirkt wie folgt:

Unter der Voraussetzung, daß sämtliche Teile

sich in den in der Zeichnung dargestellten Lagen befinden, daß also die beiden Kontakte 18 und 19 sich nicht berühren und daß sich der Kolben 3 nach unten bewegt bzw. die Welle 14 sich in der der Uhrzeigerdrehung entgegengesetzten Richtung dreht, schiebt die ringartige Rippe 6 bzw. die Längsrippe 15 die Kugel 8 vor sich her, bis die Kugel dem Knopf 9 gegenüberliegt und sich beide berühren, worauf der Knopf 9 nach außen gedrückt wird. Hierbei verschiebt er den Schiebestift 16 des Unterbrechers 17, so daß sich die beiden Kontakte 18 und 19 einander nähern und der Stromkreis im Unterbrecher geschlossen wird.

Sobald nun die ringartige Rippe 6 oder die Längsrippe 15 während der Verschiebung des Kolbens in der Richtung nach abwärts (Fig. 1) bzw. während der Drehung der Welle 14 in dem der Uhrzeigerdrehung entgegengesetzten Sinne (Fig. 3) über den Höchstpunkt der Kugel 3 hinweggelangt, kehrt die Kugel unter Einwirkung der Feder 12 bzw. 12' in die Öffnung 4 oder 4' zurück.

Im Unterbrecher 17 kommt es demnach zu einem einzigen Stromschluß. Wenn nun der Kolben 3 in seine ursprüngliche Höchstlage zurückkehrt oder die Welle 14 eine Drehung im Uhrzeigersinne ausführt, wird von dem Augenblick an, in dem die ringartige Rippe 6 bzw. die Längsrippe 15 wieder in Berührung mit der Kugel 8 tritt, diese nach oben (Fig. 1) oder nach links (Fig. 3) gedrängt, so daß sie sich nun vom Knopf 9 entfernt, um ihre Stellung am anderen Ende der öffnung 7 einzunehmen, wo sie das freie Ende der Blattfeder 12 bzw. 12' unmittelbar berührt.

Wenn nun der Kolben seine Aufwärtsbewegung (Fig. 1) oder die Welle ihre Drehung im Uhrzeigersinn (Fig. 3) fortsetzt, wird die Kugel 8, nachdem sie gegen das Ende der Ausnehmung 7 zur Anlage gekommen ist, von der ringartigen Rippe 6 des Kolbens 3 oder der Längsrippe 15 derart weggeschoben, daß auch die Blattfeder 12 von ihrem Sitz abgehoben wird. Während dieser zweiten Bewegung der Kugel nach außen ist es jedoch der ringartigen Rippe 6 oder der Längsrippe 15 möglich, sich an der Kugel 8 vorbeizubewegen, ohne daß diese, die sich nun seitlich des Knopfes 9 und nicht mehr ihm gegenüber befindet, in der Lage wäre, den Knopf 9 zu betätigen. Demzufolge tritt auch der Unterbrecher 17 nicht in Tätigkeit.

Wenn nun die ringartige Rippe 6 oder die Längsrippe 15 über das Ende der öffnung 7 hinausgelangt, verliert die Kugel ihre Stütze und kann unter Einwirkung der Feder 12 in die Ausnehmung 5 bzw. 4' zurückkehren.

Bei der nächsten Abwärtsverschiebung des KoI-bens 3 bzw. Drehung der Welle 14 in dem der Uhrzeigerdrehung entgegengesetzten Sinne nimmt die Kugel sofort wieder ihren Platz gegenüber dem Knopf 9 ein, und das gleiche Betätigungsspiel kann sich wiederholen. Es ergibt sich somit, daß bei jeder Abwärtsbewegung des Kolbens 3 (Fig. 1) oder bei jeder Drehung der Welle 14 in dem der Uhrzeigerdrehung entgegengesetzten Sinne (Fig. 3) der Unterbrecher 17 betätigt wird, während es bei der Rückbewegung des Kolbens 3 oder der Welle 14 zu keiner Betätigung des Unterbrechers kommen kann.

Die Vorrichtung ist in sämtlichen Lagen, d. h. waagerechter, senkrechter oder schräger Lage, gleich wirksam, da das Gewicht der Kugel 8 auf die Wirkungsweise keinen Einfluß hat. Die Kugel 8 wird in der öffnung 7 durch die Feder 12 und den Knopf 9 zwangläufig geführt, wenn der Kolben 3 mit der Rippe 6 die Hin- und Herbewegung ausführt.

Statt der Betätigung eines einfachen Stromunterbrechers, der einen Stromkreis schließt, wie in Fig. 3 dargestellt, kann auch ein beliebiger Stromunterbrecher oder Umschalter anderer Art mit beliebiger Anzahl von Kontakten betätigt werden, wo bei diese Kontakte sowohl zum Schließen als auch zum Öffnen von Stromkreisen verwendet werden bzw. auch in der bei Umschaltern üblichen Art angeordnet sein könnten.

Im folgenden ist die Anwendung einer Schaltvorrichtung der in Fig. 1 und 2 gezeigten Bauart für die Steuerung der Vorschubbewegungen des Tisches eines großen Bohr- und Fräswerkes auf seinem Bett beschrieben. Eine gleichartige Vorrichtung kann natürlich auch bei beliebigen anderen Maschinen, wie Schleifmaschinen, Hobelmaschinen, Hebezeugen und sonstigen Arbeitsmaschinen, Anwendung finden.

In den Fig. 4 und S ist auf dem Bett 23 eines Fräs- und Bohrwerkes ein hin- und hergehender Spanntisch 24 angeordnet, der auf den Gleitflächen 25 des Bettes durch einen Flansch 26 gehalten wird, welcher mittels Schrauben 27 am Tisch befestigt ist.

Längs des ganzen unteren Randes des Tisches 24 ¹^o ist ein Teil 28 befestigt, der im Querschnitt die Form eines waagerecht liegenden U aufweist und am Tisch durch Schrauben 29 befestigt ist. In Nuten 31 und 32, von denen sich die eine im Tisch, die andere im Teil 28 befindet, ist ein Paßstück 30 derart gelagert, daß es die gegenseitige Lage des

Teiles 28 und des Tisches genau festlegt. Das Paßstück 30 ist am Tisch beispielsweise durch Schrauben 33 befestigt.

Die Vorderfläche des Obergurtes des Teiles 28 ist abgeschrägt und in ihrer ganzen Länge mit einem Lineal 34 mit Teilung versehen, während die obere Fläche des Teiles 28 eine Nut 35 aufweist, die das Spritzwasser, das auf diesem Teil herabfließen könnte, daran hindert, das mit Teilung versehene Lineal 34 zu verschmutzen.

Im Vertikalgurt des Teiles 28 sind zwei Nuten 36 und 37 vorgesehen, die trapezförmige Querschnitte aufweisen und in denen Gleitstücke 38 entsprechender Gestalt verschiebbar gelagert sind. Die Gleitstücke 38 sind mit Gewindelöchern 39 versehen, in die kegelförmige Anschläge 40 und 41 eingeschraubt sind. Der Anschlag 40 ist in der Nut 36 und der Anschlag 41 in der Nut 37 angebracht. In den Anschlägen 40 und 41 sind zwei Einschnitte 42 vorgesehen, die es gestatten, sie mittels eines Zapfenschlüssels an jeder beliebigen Stelle in den Nuten 36 und 37 zu befestigen.

Die Anschläge 40 weisen drei verschiedene Höhen

auf, und zwar sind niedrige, mittlere und ein hoher Anschlag vorgesehen. Der Zweck dieser Maßnahme wird bei der Besprechung der Wirkungsweise der Vorrichtung näher erläutert werden.

Der Untergurt des Teiles 28 ist mit einer Längsnut 43 versehen, deren Breite es gestattet, darin Parallelendmaße 44 (Fig. 11) unterzubringen. Diese Blöcke weisen unten Zapfen 45 auf, die in die Nut eingreifen und deren Zweck ebenfalls im folgenden näher besprochen werden wird.

Am Bett 23 ist durch Schrauben 46 ein Träger 47 befestigt, der die Gestalt eines hohlen Parallelepipeds hat und einen Teil eines Kastens bildet, welcher zwei Seitenwände 48 und eine Stirnwand 49 aufweist. Diese Stirnwand hat an der dem Gehäuse zugekehrten Seite eine große rechtwinklige Öffnung 50, die den Einbau des Steckers 51 einer Stromzuführung 52 ermöglicht, die ihrerseits am Maschinenbett 23 angebracht ist.

Die Wände 48 und 49, aus denen der erwähnte Kasten besteht, sind oben miteinander verbunden und bilden dort eine ebene, mit einer öffnung 54 versehene Grundfläche 53, auf welcher ein Kontaktgehäuse 55 durch Schrauben 56 befestigt ist, die in der Zeichnung nur durch ihre Achsen angedeutet sind.

Auf der oberen Fläche des Gehäuses 55 ist eine kleine Platte 57 angeordnet, die ein Gleitstück 58 trägt, welches gegenüber der Skaleneinteilung des am Tisch befestigten Lineals 34 eingestellt werden kann. Die Platte 57 kann auf der oberen Fläche des Gehäuses 55 mittels eines geriffelten Knopfes 59 festgelegt werden, dessen Bolzen durch eine längliche Öffnung 60 (Fig. 6) hindurchgeht, die in der kleinen Platte 57 vorgesehen ist und in deren Längsrichtung verläuft.

Diese Anordnung gestattet es, die kleine Platte 57 auf dem Gehäuse 55 zu verschieben und den Schieber 58 in der gewünschten Stellung festzulegen.

In den Fig. 6, 7 und 8 sind Konstruktionseinzelheiten des Gehäuses 55 und der darin angeordneten Organe veranschaulicht. Das Gehäuse 55 ist in seinem Unterteil mit einer Grundplatte 61 versehen, die Löcher 62 aufweist, durch welche die Schrauben 56 (Fig. 5) hindurchgehen.

In der Grundplatte 61 des Gehäuses 55 sind weitere Löcher 63 vorgesehen (Fig. 6), durch welche Zentrierungsbolzen hindurchgesteckt sind, die in der Grundplatte 53 derart befestigt sind, daß dadurch die Sicherung der Lage des Gehäuses 55 auf seinem Träger mit größter Genauigkeit ermöglicht wird.

Das Gehäuse 55 ist an seiner Vorderfläche mit einem Deckel 64 versehen, der durch Schrauben 65 (Fig. 4) befestigt ist, während Schiebeplatten 66 die beiden Seitenflächen des Gehäuses 55 verschließen.

Gemäß Fig. 7 weist das Gehäuse 55 eine Bohrung 67 auf, in welcher sich ein Kolben 68 mit vier Ausnehmungen 69, 70, 71, 72 bewegen kann. Zwischen je zwei dieser Ausnehmungen ist je eine von drei ringartigen Rippen 73, 74, 75 angeordnet, die die Aufgabe der in der Fig. 1 dargestellten Rippe 6 erfüllt.

In der Wand der Bohrung 67 sind zwei längliche öffnungen 76, yj vorgesehen, die der Öffnung 7 der Fig. ι entsprechen. Innerhalb dieser öffnungen 76, JJ bewegen sich Kugeln 78, 79, die Knöpfe 80, 81 betätigen, welche an den Enden von Blattfedern 82, 83 angebracht sind, deren andere Enden .am Gehäuse befestigt sind. Die öffnungen 76, 77 sind durch in Nuten 86, 87 des Gehäusekörpers eingelegte und darin durch Schrauben 88, 89 festgehaltene Blattfedern 84, 85 zum Teil verdeckt. Diese Blattfedern sind derart beschaffen, daß sie ein Zusammenarbeiten mit den aufeinanderfolgenden Kugeln 78, 79 ermöglichen.

Ein Unterbrecher 90 ist seitlich der Blattfeder 84 und ein Unterbrecher 91 seitlich der Blattfeder 85 angeordnet. Diese Unterbrecher werden von den zugehörigen Kugeln betätigt und sind auf Stangen 92 (Fig. 6) angebracht, die durch in der Vorder- und Hinterwand des Gehäuses 55 vorgesehene öffnungen 93 hindurchgesteckt sind. Die Unterbrecher werden durch eine in der Vorderwand des Gehäuses 55 angebrachte Klemmschraube 94 festgehalten, die sich am ersten Stromunterbrecher durch ein Plättchen 95 abstützt.

Aus Fig. 6 ist ersichtlich, daß im ganzen vier Stromunterbrecher der beschriebenen Art vorhanden sind. Der Grund dafür, daß außer den Unterbrechern 90, 91 noch zwei weitere, 140 und 97, vorgesehen sind, ist weiter unten erläutert.

In der in der Nähe des Kolbens 68 befindlichen Wand des Gehäuses 55 ist ferner ein rundes Loch vorgesehen, in dem eine Kugel 99 verschiebbar ist, die einen Knopf 100 berührt, welcher von einer Blattfeder 101 getragen wird. Die Feder 101 ist am Gehäusekörper 55 befestigt und kann einen Stromunterbrecher 102 betätigen, der ebenso wie die vorerwähnten Stromunterbrecher innerhalb des Gehäuses 55 angeordnet ist.

Das untere Ende des Kolbens 68 (Fig. 7) ist mit einer Bohrung 103 versehen, in die eine Druckfeder 104 eingesetzt ist, in welcher sich ein Kolben 105 befindet, dessen Stirnfläche in eine öffnung 106 im Deckel 64 des Kastens hineinragt. Der Kolben 105 wird durch einen in eine Ringnut 108 der öffnung eingesetzten federnden Ring 107 am Herausfallen gehindert. Andererseits wird die Bewegung des Kolbens 68 durch einen federnden Ring 96 begrenzt, der in einer Ringnut 109 auf der Außenfläche des Kolbens 68 festsitzt.

Eine im Deckel 64 vorgesehene Ausnehmung 110 gestattet eine freie Axialverschiebung des federnden Ringes 96 innerhalb des Deckels.

Eine andere öffnung 111, die zur Kolbenlängsachse rechtwinklig verläuft, mündet in die Ausnehmung 106. In dieser öffnung 111 bewegt sich der Fühler 112 einer Meßuhr 113, der zum Teil in eine Ausnehmung 114 des Deckels 64 eingesetzt ist und im übrigen von einer Ausnehmung 115 eines anderen Deckels 116 umfaßt wird, welcher an dem Deckel 64 durch Schrauben 117 (Fig. 6) befestigt ist. Die Meßuhr 113 wird demnach einerseits innerhalb der Bohrung 111 des Deckels 64 und andererseits durch eine Hülse 118 gehalten, die in eine Bohrung 119 des Deckels 116 hineinragt und sich gegen den Kopf der Meßuhr anlegt.

Zwischen der Hülse 118 und einer Schulter 121 der Bohrung 119 ist eine Druckfeder 120 vorgesehen, die durch einen in die Bohrung eingepreßten und in ihr festgeklemmten Stopfen 121' nach außen abgeschlossen ist.

Dieser Aufbau gestattet es, die Meßuhr um die Achse seines Fühlers zu drehen, um die Ablesung zu erleichtern. Der Fühler 112 drückt unter Einwirkung der Feder im Mechanismus der Meßuhr auf eine Kugel 122, die in der Ruhelage den Teller des Kolbens 105 berührt. Das innere Ende des Kolbens 68 ist mit einer Abschrägung 68_a versehen, die unter 45 ° verläuft und mit der Kugel in Berührung kommt, wenn der Kolben sich in Abb. 7 abwärts bewegt.

In der Nähe des äußeren Endes des Kolbens 68 ist ein Einschnitt 123 (Fig. 7 und 9) vorgesehen, in dem quer zur Kolbenachse ein Zapfen 124 im Kolbenkörper 68 eingepreßt ist. Der Zapfen 124 dient dazu, ein Kugellager 125 festzuhalten, das mit abgeschrägten Stirnflächen 126 und 127 an den Enden zweier weiterer Kolben 128 und 129 zusammenwirkt, die sich in einer Bohrung 130 des Gehäuses 55 hin- und herbewegen können. Die Bohrung 130 verläuft rechtwinklig zur Bohrung 67 und mündet in diese ein.

In den Kolben 129 ist ein Stift 131 eingesetzt, der den Unterbrecher 97 betätigt, wenn der Kolben 129 sich in Fig. 7 nach links bewegt. In gleicher Art ist der Kolben 128 mit einem Stift 132 versehen, der einen Unterbrecher 133 betätigt, sobald der Kolben 128 in Fig. 7 nach rechts verschoben wird.

Oberhalb des Kolbens 68 ist ein Kolben 134 angeordnet (Fig. 5), der sich in einer Bohrung 135 (Fig. 8) hin- und herzubewegen vermag. Die Bohrung 135 ist im Gehäusekörper 55 vorgesehen, und der Kolben 134 kann sich darin ebenso bewegen wie der Kolben 68 in seiner Bohrung 67. Der KoI-ben 134 ist mit ringartigen Rippen 136, 137, 138 versehen, die bei Axialverschiebungen des Kolbens die Stromunterbrecher 139, 140, 141 mit Hilfe von Kugeln 142, 143, 144 betätigen. Die beiden Kugeln 142, 144 sind ähnlich wie die Kugeln 78 und 79 des Kolbens 68 und die Kugel 143 wie die Kugel 99 des gleichen Kolbens angeordnet.

Der Kolben 134 wird innerhalb des Gehäusekörpers durch eine Feder und einen weiteren Kolben gehalten, wobei diese beiden Organe genauso angeordnet sind wie die Feder 104 und der Kolben 105, deren Aufbau im einzelnen bereits besprochen wurde.

In den Fig. 10 bis 12 ist außer den bereits bei der Erläuterung der Fig. 4 und 5 beschriebenen Organen ein Anschlagträger 145 dargestellt, der durch zwei Schrauben 146 auf zwei kleinen, den Gleitstücken 38 ähnlichen Gleitstücken 147 befestigt ist, die in der Nut 37 eingestellt und befestigt werden können.

Der Träger 145 wird von einem einstellbaren, aus einer Schraube 148 bestehenden Anschlag durchsetzt. Die Schraube 148 kann mittels eines geriffelten Knopfes 149 gedreht und in ihrer eingeregelten Lage durch eine geriffelte Gegenmutter 150 (Fig. 12) gesichert werden.

Das Gleitstück 44 trägt ein Mikrometer 151, das durch eine Blattfeder 152 festgehalten wird. Diese verschiedenen Teile sind derart angeordnet, daß der Anschlag 148 und das Mikrometer 151 sich in der Achse des Kolbens 128 befinden, um mit diesem zusammenzuwirken oder aber mit dem entgegengesetzten Kolben 129, wenn die genannten Teile auf der anderen Seite des Gehäuses 55 angeordnet werden.

Kalibrierte Beilagen, beispielsweise Endmaße, die in die Nut 43 eingelegt werden, können als Zwischenanschläge zwischen der Schraube 148 und dem Kolben 128 verwendet werden. Die verschiedenen, innerhalb des Gehäuses 55 angeordneten elektrischen Kontakte sind mit Schalteinrichtungen verbunden, die es gestatten, die Vorschubbewegung des beweglichen Maschinenspanntisches zu unterbrechen oder· deren Geschwindigkeit zu ändern. Dies wird durch elektrische Zuleitungen erreicht, die aus dem Gehäuse 55 mittels eines Anschlusses 153 herausgeführt sind, an den eine innerhalb des Trägers 48, 49 eingebaute und mit dem Stecker 51 verbundene Leitung 154 angeschlossen ist (Fig. 4 und 5).

Die beschriebene und in den Fig. 4 bis 12 dargestellte Gesamtanordnung wirkt wie folgt: Sobald die Maschine, d. h. bei dem gewählten Beispiel ein großes Bohr- und Fräswerk, in Gang gesetzt wird, beginnt der Fräser oder das Bohrwerkzeug sich zu drehen, während dem auf dem Tisch 24 befestigten Werkstück durch Bewegung des Tisches längs der Gleitflächen 25 am Bett 23 der Vorschub erteilt wird.

Die beschriebene Steuerungsanordnung gestattet einerseits, die Vorschubgeschwindigkeit des Tisches

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an zuvor bestimmten Punkten seiner Bahn durch Verwendung von Anschlägen 40 zu ändern, die an geeigneten Stellen in der Nut 36 angeordnet sind und mit dem oberen Kolben 134 in dem Kontaktgehäuse zusammenarbeiten, während andererseits der Spanntisch an im voraus bestimmten Punkten seiner Bahn stillgesetzt werden kann, und zwar entweder durch Anschläge 41, die an entsprechenden Punkten der Nut 37 angebracht sind, um mit dem unteren Kolben 68 des Kontaktgehäuses zusammenzuwirken, oder mittels eines Anschlages 148, der auf dem ebenfalls in der Nut 37 befestigten Träger 145 angebracht ist und mit dem einen oder dem anderen der beiden unteren Kolben 128, 129 im Kontaktgehäuse zusammenarbeitet.

Die Geschwindigkeitsänderungen werden dadurch bewirkt, daß zunächst die ganz niedrigen Anschläge 40 den Kolben 134 während der Verschiebung des Spanntisches auf dem Maschinenbett berühren und entgegen der Wirkung der Feder 104 zurückdrücken. Die ringartige Rippe 138 drückt demzufolge die Kugel 144 zurück, wodurch der Kontakt im Stromunterbrecher 141 geschlossen wird. Wenn nun der Anschlag 40 mittlerer Höhe den Kolben 134 ein wenig weiterdrückt, drängt der ringartige Vorsprung 136 die Kugel 142 zurück, und der Strom wird im Stromunterbrecher 139 geschlossen. Wenn schließlich die ganz hohen Anschläge 40 den Kolben 134 noch ein wenig weiterschieben, kommt die ringartige Rippe 137 zur Wirkung, die die Kugel 143 zurückdrückt und so den Stromunterbrecher 140 betätigt.

Die Unterbrecher 139,140,141 haben den Zweck, die Vorrichtungen zu betätigen, die die Einschaltung verschiedener Geschwindigkeiten für die Spanntischbewegung der Maschine steuern. Um dem Spanntisch von einem zuvor bestimmten Punkte seiner Bahn an eine Bewegung mit einer bestimmten Geschwindigkeit zu erteilen, genügt es demnach, an der entsprechenden Stelle in der Nut 36 einen Anschlag 40 geeigneter Höhe, klein, mittel oder groß, anzubringen, wodurch derjenige von den Stromunterbrechern bestimmt wird, der in Tätigkeit zu setzen ist, um die gewünschte Geschwindigkeit einzuschalten.

Der Mechanismus, der zur Veränderung der Geschwindigkeit dient, wurde nicht beschrieben und kann jeder beliebigen Art sein. Wichtig ist, daß die Kugeln 142 und 144, die die Stromunterbrecher 139 und 141 betätigen, in Ausnehmungen länglicher Gestalt liegen, so daß sie bei der Rückbewegung des Kolbens 134 nicht zur Wirkung kommen.

Die Kugel 143, die von den höchsten Anschlägen unter völligem Zurückdrücken des Kolbens 134 betätigt wird, kann demgegenüber in einem einfachen runden Loch untergebracht sein.

Die Stromkreise der Unterbrecher 139, 140, 141, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind, da sie keinen Teil des Erfindungsgegenstandes bilden, sind selbstverständlich mit den üblichen elektrischen Verriegelungsvorrichtungen versehen, die es verhindern, gleichzeitig mehrere voneinander verschiedene Geschwindigkeiten einzuschalten.' Wenn es gewünscht wird, den Spanntisch an einem im voraus bestimmten Punkte seiner Bahn mit der Möglichkeit anzuhalten, ihn in der gleichen Richtung wieder in Bewegung zu setzen, werden Anschläge 41 verwendet, die in der Nut 37 angebracht sind und mit dem Kolben 68 zusammenwirken können.

Um den Punkt, an dem das Stillsetzen der Maschine erfolgt, ganz genau festlegen zu können, ist es erforderlich, zunächst die Bewegung des Spanntisches zu verzögern, um zu einer Geschwindigkeit zu gelangen, die ungefähr der kleinsten Vorschubgeschwindigkeit entspricht, worauf das Stillsetzen der Maschine bei dieser bereits unveränderlichen Geschwindigkeit erfolgen kann. Hierdurch ist die Genauigkeit des Stillsetzens von den höheren Arbeitsgeschwindigkeiten der Werkzeugmaschine unabhängig gemacht.

Den Abmessungen des Werkzeuges oder des Werkstückes entsprechend oder zu dem Zwecke, große Vorschubgeschwindigkeiten verwenden zu können, ist es erforderlich, daß einerseits eine direkt wirkende Antriebsvorrichtung und andererseits eine solche, die durch Vermittlung eines Zahnradvorgeleges wirkt, vorhanden ist. Es ist demnach erforderlich, bei der Spanntischbewegung in direktem Gange mit hoher Geschwindigkeit die dem Abstellen vorangehende Verzögerung der Bewegung etwas früher vorzunehmen, als wenn der Spanntisch langsam über ein Vorgelege angetrieben wird. Aus diesem Grunde ist ein besonderer Stromunterbrecher 90 vorgesehen, der die Bewegungsverzögerung bei direktem Gang vornimmt und von der ringartigen Rippe 73 des Kolbens 68 unter Einwirkung des Anschlags 41 betätigt wird, während zur Steuerung der Bewegungsverzögerung bei Antrieb des Vorschubs mittels Vorgelege ein Stromunterbrecher 91 vorgesehen ist, welcher von der ringartigen Rippe 75 des Kolbens 68 betätigt wird. Schließlich ist ein Unterbrecher 102 zum Stillsetzen der Maschine vorhanden, den die ringartige Rippe 74 des Kolbens 68 betätigt.

In dem Augenblick, in dem der Anschlag 41 den Kolben 68 berührt, tritt zuerst der Verzögerungsstromunterbrecher, der den direkten Gang steuert, in Wirksamkeit. Nach diesem kommt der Verzögerungsunterbrecher, der zur Steuerung des Antriebes über das Vorgelege dient, an die Reihe und schließlich der dritte Unterbrecher, der die Maschine stillsetzt. Es ist ersichtlich, daß diese Anordnung die Möglichkeit gibt, nach dem Stillsetzen den Spanntisch in der gleichen Richtung in Gang zu setzen, und daß dieses abermalige Ingangsetzen mit Hilfe der gleichen selbsttätigen Steuervorrichtung erfolgen kann und daß ferner der Anschlag 41 sich mit dem Spanntisch ungehindert weiterbewegen kann, nachdem er den Kolben 68 zurückgeschoben hat und über diesen hinausgelangt ist.

Wenn es erforderlich ist, den Spanntisch sehr genau an einem bestimmten Punkt stillzusetzen, über den er sich dann nicht mehr hinausbewegen soll, ist der Anschlag 148 (Fig. 10 bis 12) zu verwenden, der mit dem Kolben 128 oder dem Kolben

129 zusammenwirken kann, je nachdem, in welcher Richtung sich der Spanntisch bewegt. Im ersten Falle wird der Kolben 128, nachdem er vom Anschlag 148 berührt wurde, in seine Bohrung 130 hineingeschoben, wobei die an seinem inneren Ende vorgesehene Anlauffläche 126 mittels des Kugellagers 125 eine Verschiebung des Kolbens 68 genauso bewirkt, als wenn der Kolben 68 unmittelbar durch den Anschlag 41 verschoben worden wäre.

Die den direkten Antrieb steuernden Verzögerungsunterbrecher oder diejenigen, die den Antrieb über das Vorgelege steuern, bringen die Spanntischgeschwindigkeit auf eine Höhe, die ungefähr der Mindestgeschwindigkeit des Tisches entspricht. Unmittelbar bevor der Unterbrecher 102 in Tätigkeit tritt, wird der Abstellunterbrecher 133 betätigt, der von dem in den Kolben 128 eingesetzten Stift 132 bewegt wird. Das Vorhandensein dieses Unterbrechers zum Stillsetzen der Maschine ist durch die Tatsache begründet, daß derselbe unmittelbar durch den Kolben 128 betätigt wird, auf den durch den Anschlag 148 ein Druck in seiner Längsrichtung ausgeübt wird, wodurch es möglich ist, eine viel höhere Genauigkeit der Bestimmung des Stillsetzpunktes zu erreichen als bei dem Zusammenwirken eines schrägen Anschlages mit der kugelartigen Oberfläche des Endes des Kolbens 68. Die Betätigung des Kolbens 68 durch die Anschlage 41 gewährleistet eine sehr genaue Bestimmung des Stillsetzpunktes, d. h. das Stillsetzen erfolgt stets genau an der gleichen Stelle. Andererseits ist es aber natürlich sehr schwierig, im voraus denjenigen Punkt zu schätzen, an dem das Stillsetzen wirklich stattfindet. Bei Verwendung der Kolben 128, 129 besteht demgegenüber die Möglichkeit, das Mikrometer 151 (Fig. 10) oder Endmaße, die in der Nut vor dem Anschlag 148 untergebracht werden können, zu verwenden.

Die Lage des Spanntisches in bezug auf das Maschinenbett kann annähernd mit Hilfe des Läufers 58 bestimmt werden, der sich längs des mit Skalen versehenen Lineals 34 bewegt; aufs genaueste ist sie mit Hilfe der Meßuhr 113 zu bestimmen, die von dem die Kugel 122 berührenden Ende des Kolbens 68 betätigt wird.

Die schrägen Anlaufflächen 126 und 127 der Kolben 128 und 129 sowie die Abschrägung 68_a am unteren Ende des Kolbens 68 verlaufen unter 45 ° derart, daß der Fühler 112 der Meßuhr sich um einen Betrag verschiebt, der genau der Bewegung des Kolbens 68 oder derjenigen des Kolbens 128 oder 129 entspricht.

Die Vorrichtung nach der Erfindung ist sehr einfach und gestattet es, die Vorschubgeschwindigkeit des Maschinenspanntisches an jeder beliebigen, im voraus festgelegten Stelle seiner Bahn abzuändern. Hierzu genügt es, an geeigneten Stellen des Spanntisches Anschläge 41 entsprechender Höhe anzubringen, die dann die Geschwindigkeitsänderungen an den in Betracht kommenden Stellen des Werkstückes im Verlauf der Arbeit des Werkzeuges einleiten.

Die Vorrichtung gestattet es ferner, den Spanntisch der Maschine auf zwei verschiedene Arten in Stillstand zu setzen, und zwar einmal durch Verwendung der Anschläge 41, die an solchen Punkten des Tisches angebracht sind, die den Punkten entsprechen, an welchen das Stillsetzen erfolgen soll, wobei der Tisch die Möglichkeit hat, nachher in einer jeden seiner beiden Bewegungseinrichtungen seinen Gang wieder aufzunehmen, und zweitens durch Anschläge 148, durch die der Spanntisch mit allergrößter Genauigkeit in der einen oder anderen Bewegungsrichtung an einer im voraus bestimmten Stelle stillgesetzt werden kann, wobei er dann allerdings seine Bewegung nur in der umgekehrten Richtung wieder aufnehmen kann.

Es wurde nicht für erforderlich gehalten, in der Zeichnung die Stromkreise darzustellen, an die die verschiedenen elektrischen Kontakte der Maschine angeschlossen sind, da diese Stromkreise keinen Teil der -Erfindung bilden. Die Stromkreise können die elektrischen Teile der Maschine direkt steuern, wenn es sich um eine Maschine mit vollelektrischem Antrieb handelt, oder sie können auch zwischengeschaltete hydraulische oder mechanische Steuerungsvorrichtungen betätigen, wenn es sich um eine Maschine mit hydraulischem oder mechanischem Antrieb handelt.

Die Erfindung ist natürlich nicht auf die in Verbindung mit einem Bohr- und Fräswerk dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern es versteht sich, daß gleichartige Vorrichtungen auch zum Steuern eines beliebigen beweglichen Teiles einer Werkzeugmaschine sonstiger Art oder irgendeiner anderen Maschine Verwendung finden können.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Elektrische Vorrichtung zum selbsttätigen Steuern des Vorschubes eines Maschinenteiles, beispielsweise des Tisches einer Werkzeugmaschine, mit einer Anzahl auf dem Maschinenteil angeordneten einstellbaren Anschlägen von verschiedener Höhe und einer elektrischen Kontakteinrichtung, die in einem Gehäuse einen Steuerkolben aufweist, dessen geometrische Achse senkrecht zur Bewegungsrichtung des Maschinenteils verläuft und der mehr oder weniger tief eingeschoben wird, je nachdem ob er durch einen mehr oder weniger hohen Anschlag betätigt wird, um denjenigen der elektrischen Kontakte zu betätigen, der eine bestimmte Änderung der Vorschubgeschwindigkeit oder den Stillstand des Maschinenteils bewirkt, gekennzeichnet durch mehrere ringförmige Rippen (6, 73, 74, 75 oder 136) am Kolben (3, 68 oder 134) und durch in Achsrichtung des Kolbens längliche, an der dem Kolben abgekehrten Seite von einem Ende her teilweise durch je eine federnde Abdeckung (12, 84, 85) überdeckte Öffnungen (7, j6, γγ) im Gehäuse (1 oder 55), in die je eine während der Gleitbewegung des Kolbens in die Bahn der entsprechenden Rippe hineinragende Kugel (8, 78,

   79) zum Betätigen eines an dem nicht überdeckten Ende der öffnung angeordneten Steuerorgans (io, 81, 82) des entsprechenden elektrischen Kontaktes beim Bewegen des Kolbens in der einen Richtung eingeschlossen ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei zur Bewegungsrichtung des beweglichen Maschinenteils (24) parallele, zum Stillsetzen der Maschine an genau bestimmten Punkten dienende, durch einstellbare, mit dem beweglichen Maschinenteil (24) fest verbundene Anschläge (148) betätigbare Kolben (128, 129) mit den rechtwinklig dazu liegenden, mit Rippen versehenen Kolben (68) über eine Rolle (125) verschiebenden schrägen Anlaufflächen (126, 127) an ihren den Anschlägen (148) entgegengesetzten Enden.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch je einen den den beweglichen Maschinenteil (24) abstellenden Stromunterbrecher (97, 133) unmittelbar betätigenden, in den zum genauen Stillsetzen dienenden Kolben (128, 192) eingeschraubten Stift (131, 132).
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einstellbaren Anschläge (40, 41) kegelförmige Gestalt haben.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 376 141, 475 147, 570199, 586038, 625157, 668479, 686363, 69s 976, 722 294, 737 724;

   USA.-Patentschrift Nr. 2 007 180;
   Zeitschrift »Maschine Tool Review«, Januar/Februar 1947.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

   © 509 578/241 10.55 (109 531/2 3.61)