Drehzahlstufen-Schalteinrichtung für langsamlaufende Übersetzungen Die Erfindung betrifft eine Drehzahlstufen-Schalt einrichtung für langsamlaufende Übersetzungen, ins besondere für den Vorschub bei Werkzeugmaschinen.
Bei einer automatischen, d. h. programmgesteuer ten Werkzeugmaschine erfolgt die Drehzahlstufen schaltung durch Verschieben von Zahnradeingriff stellen, was in der Regel elektrohydraulisch geschieht. Es kommt jedoch vor, dass beim Verschieben der Zahnräder zwei Zähne gegeneinandergestellt werden, so dass sie nicht in Eingriff sind und die Drehbewe gung, sofern es sich um langsamlaufende Übersetzun gen, z. B. Vorschubübersetzungen, handelt, nur durch die Reibung zwischen den Zahnköpfen übertragen wird. Ausserdem sind elektrohydraulische Einrichtun gen teuer, denn sie bedingen eine Druckflüssigkeits quelle, ganz abgesehen von den hohen Instandhal tungskosten.
Zweck der Erfindung ist, die Drehzahlstufen schaltung bei langsamlaufenden Übersetzungen durch eine einfache, billige Einrichtung ohne Verwendung der Elektrohydraulik durchführen zu können, mit der Möglichkeit der Verwendung sowohl eines Vor wahl- als auch eines Programmschalters, und gleich zeitig die erwähnte gegenseitige Gegenüberstellung der Zahnköpfe zu verhindern.
Die erfindungsgemässe Einrichtung ist versehen mit einem doppelwirkenden Elektromagnet für die Zahnradverschiebung und einem Programmschalter, einem Vorwahlschalter, einem Umschalter Pro gramm-Vorwahl , mit einem Steuerrelais mit Kurz schlusskontakt und in den Programm- und den Vor wahlstromkreis eingeschalteten Hilfskontakten.
Die Einrichtung ist erfindungsgemäss gekennzeichnet durch zwei parallele Hilfsstromkreise, die parallel zu dem Programm- und Vorwahlstromkreis ein geschaltet sind, von denen der erste Hilfsstromkreis durch die Spule eines ersten Verzögerungsrelais mit parallel geschaltetem Kondensator, einem serie geschalteten Ohmschen Widerstand und einem Kon takt des Steuerrelais gebildet ist, und der zweite Hilfskreisstrom die Spule eines zweiten Verzögerungs relais mit parallel geschaltetem Kondensator, einen seriegeschalteten Kontakt des Umschalters mit par allel geschalteten Kontakten des ersten Verzögerungs relais und des Steuerrelais und einen Drucktasten schalter aufweist, und dass im Kreis Vorwahl ein Hilfskontakt des zweiten Verzögerungsrelais ein geschaltet ist,
wobei der Kurzschlusskontakt des ersten Verzögerungsrelais parallel zur Spule des Steuerrelais liegt.
In der Zeichnung ist ein praktisches Ausführungs beispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch dar gestellt.
In dem Schema des elektrischen Teiles der Ein richtung sind zwei gleiche Programmkreise vor handen, jeder für eine Spule 1 bzw. 1' des doppelt wirkenden Elektromagneten 2. In jedem dieser Pro grammstromkreise sind die Spulen 1 bzw.1' des doppeltwirkenden Elektromagneten 2 eingeschaltet, die Kontakte 3 bzw. 3' beherrscht durch die Zug stange 4, die mit dem Anker 5 verbunden ist, die Kontakte 6 bzw.6' des Umschalters 7 Vorwahl- Programm , die Kontakte 8 bzw. 8' des Programm schalters und die Spule 9 des Steuerrelais mit dem parallel geschalteten Kontakt 10b.
In jedem dieser Vorwahlstromkreise liegen die Spule 1 bzw. 1' des doppeltwirkenden Elektromagne ten 2, die Kontakte 3 bzw. 3', beherrscht durch die Zugstange 4, die Kontakte 11 bzw. 11' des Umschal ters 7, die Kontakte 12 bzw. 12' des Vorwahlschal- ters, der Kontakt 13a und die Relaisspule 9 mit dem parallel geschalteten Kontakt 10b. In dem ersten Hilfsstromkreis befindet sich die Spule 10 des ersten Verzögerungsrelais mit dem par allel geschalteten Kondensator 14, der Ohmsche Widerstand 15 und der Kontakt 9a.
In dem zweiten Hilfsstromkreis befindet sich die Spule 13 des zweiten Verzögerungsrelais mit dem parallel geschalteten Kondensator 16, der Kontakt 17 des Umschalters 7 und die parallel geschalteten Kontakte 9b, 10a und der Drucktastenkontakt 18.
In dem mechanischen Teil der Einrichtung ist die Gabel 19 am Ende der mit dem Anker 5 des Elektromagneten verbundenen Zugstange 4 vor gesehen. Der Anker 5 verschiebt das in das eine oder das andere Ritzel 21 oder 22 eingreifende Zahn rad 20.
Die Wirkungsweise der Einrichtung ist die fol gende: Zunächst wird der Umschalter 7 Programm- Vorwahl in die Lage Vorwahl gebracht, wodurch die Kontakte 11, 11', 17 geschlossen und die Kon takte 6 und 6' geöffnet werden. Hierauf wird auf dem Vorwahlschalter die verlangte Drehzahlstufe durch Schliessen, z. B. des Kontaktes 12 eingestellt, wodurch die Vorwahl beendet ist. Hierbei läuft die Übersetzung mit jener Drehzahl, die in der vor angehenden Vorwahl eingestellt wurde, wobei sämt liche Stromkreise stromlos sind, also auch die Spulen 1 und l' des doppeltwirkenden Elektromagneten 2. Die neue Drehzahlstufe wird erst nach Eindrücken der Drucktaste, d. h. durch Schliessen des Kontaktes 18 eingeschaltet.
Da der Kontakt 17 geschlossen ist, schliesst die Spule 13 des zweiten Verzögerungs relais augenblicklich den Kontakt 13a, so dass nun ein schwacher Strom über die Spule 1 des Elektro motors 2, den Kontakt 3, den Kontakt 11 des Um schalters 7, den Kontakt 12 des Vorwahlschalters, den Kontakt 13a und die Relaisspule 9, hindurch geht. Dieser schwache Strom vermag den Anker 5 des Elektromagneten 2 nicht zu verschieben, erregt jedoch die Spule 9, so dass ein Schliessen der Kon takte 9a und 9b eintritt. Der Kontakt 9b übernimmt die Aufgabe des Drucktastenkontaktes 18 nach Lösen der Drucktaste.
Der Kontakt 9a schliesst den Stromkreis der Spule 10 des ersten Verzögerungs relais, wodurch der Kontakt 10a geschlossen wird und gleichzeitig durch Schliessen des Kontaktes 10b wird die Spule 9 kurzgeschlossen, wodurch der Strom im Spulenkreis 1 des Elektromagneten während einer bestimmten Zeit ansteigt, welche ausreichend ist für das Verschieben des Ankers 5 und somit auch des Zahnrades 20 und für das Einschalten der vorgewähl ten Drehzahlstufe. Am Ende der Verschiebung schal tet die Zugstange 4, die mit dem Anker 5 des Elek tromagneten 2 verbunden ist, den Kontakt 5 und bringt somit alle Kontakte in ihre Ausgangslage zurück, wobei sämtliche Kreise samt Spule 1, strom los werden.
Das Schalten der Drehzahlstufen ver läuft nur dann nach der beschriebenen Art, wenn beim Verschieben die Zähne des Rades 20 genau gegenüber den Zahnlücken des Rades 21 stehen. Falls beim Verschieben des Zahnrades 20 die Stirn- flächen der Zahnköpfe auf jenen des Gegenrades 21 aufliegen, so wird der Kontakt 3 nicht ausgeschaltet, da die Zugstange 4, welche das Ausschalten bewirkt; nicht genügend herausgeschoben werden kann.
Durch Kurzschliessen der Relaisspule 9, wie bereits erwähnt, wird der Elektromagnet 2 nur während einer kurzen Zeit zur Wirkung gebracht, denn gleichzeitig wird der Kontakt 9a und dadurch auch der Kontakt 10b aus geschaltet, und über die Relaisspule 9 läuft dann nur ein schwacher Strom hindurch, der zu einer genügen den Erregung der Spule 1 des Elektromagneten 2 nicht ausreicht, d. h. es herrscht ein Zustand, der beim Eindrücken der Taste samt Kontakt 18 vor handen war, bloss mit dem Unterschied, dass die Aufgabe des Kontaktes 18 der Kontakt 9b über nahm. Es kommt wiederum zum Kurzschliessen der Spule 9, und der Elektromagnet erhält erneut einen Stromimpuls und versucht wiederum, das Zahnrad 20 zu verschieben.
Dies wiederholt sich so lange, bis das sich langsam drehende Zahnrad in eine solche Lage gebracht wird, wo der Elektromagnet dieses Zahnrad 20 mit dem Ritzel 21 in Eingriff zu stellen vermag. Hierbei wird die Zugstange 4 in die Rand lage herausgeschoben, dass der Kontakt 3 ausgeschal tet wird, so dass der ursprüngliche Zustand vor herrscht, wo alle Stromkreise, somit auch die Spu len des Elektromagneten, stromlos sind. Das abwech selnde Ein- und Ausschalten der Elektromagnetspule wird durch beide Verzögerungsrelais bewirkt, deren Spulen 10 und 13 die zugehörigen Kontakte 10a, 10b und 13a mit einer einstellbaren Verzögerung beherrschen.
Der Vorwahlschalter ist derart angeordnet, dass es nicht möglich ist, die Kontakte 12 und 12' in den Stromkreisen des doppeltwirkenden Elektro magneten gleichzeitig zu schliessen. In dem in der Zeichnung dargestellten Schema ist nur ein Elektro magnet mit den zugehörigen Stromkreisen dargestellt; die Anzahl der Elektromagnete kann jedoch beliebig sein. Wenn Drehzahlstufen mittels eines Programm schalters für mehrere Drehzahlen eingeschaltet wer den sollen, so wird der Umschalter 7 in die Lage Programm wie im Schema angedeutet gebracht, wodurch die Kontakte 11, 11' und 17 geöffnet und die Kontakte 6, 6' geschlossen werden.
Das Schliessen und Öffnen der Kontakte 8 und 8' des Programm schalters ist von der Werkzeugmaschine abgeleitet, die mit einer langsamlaufenden Übersetzung für die z. B. Vorschubschaltung versehen ist. Im Programm schalter kommt es z. B. zum Schliessen des Kon taktes 8 für eine bestimmte Drehzahlstufe. Durch den Stromkreis der Relaisspule 9 und der Spule 1 des Elektromagneten beginnt anfangs ein schwacher Strom durchzufliessen, welcher den Elektromagneten zwar nicht zu betätigen vermag, erregt jedoch die Spule 9, so dass die Kontakte 9a und 9b geschlossen werden; hierdurch wird mittels der Relaisspule 10 auf die Kontakte 10a, 10b usw. eingewirkt, ähnlich, wie beim Schalten der Drehzahlstufen mittels Vor wahl, beschrieben wurde.
Der Programmschalter ist derart ausgebildet, dass kein gleichzeitiges Schliessen der Kontakt 8 und 8' eintreten kann. Wie ersichtlich, fliesst durch die Spulen 1 und 1' des Elektromagneten mit den zu gehörigen Stromkreisen nur Strom beim Verschieben des Rades 20.