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Vorschubsteuerung für Maschinen mit Ruckvorschub, insbesondere für
Tischhobelmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorschubsteuerung für Maschinen
mit Ruckvorschub aller Art, insbesondere für Tischhobelmaschinen. Die Schwierigkeiten
bei der Ausgestaltung der Vorschubsteuerung für Maschinen genannter Art bestehen
darin., daß der nach jedem Arbeitsgang den Ruckvorschub bewirkende Antrieb auf verschieden
große Vorschubwege einstellbar sein muß. Durch Einschaltung eines Mehrganggetriebes
wäre nur eine Stufenschaltung möglich, die den praktischen Anforderungen nicht entspricht.
Stufenlos regelbare Getriebe, die imstande wären, diesen Nachteil aufzuheben, sind
in ihrem Aufbau umständlich und erhöhen die Herstellungskosten der Maschine erlieblich.
Bei den bekannten Vorschubsteuerungen hat man: daher unter Vermeidung von derartigen
Getrieben mit regelbarer Übersetzung einen Elektromotor als Antrieb vorgesehen,
der eine der Größe des Vorschubes entsprechende Anzahl von Umdrehungen macht. Zum
Abschalten des Motors wird hierbei ein von ihm angetriebenes Schaltglied verwendet,
das zwischen zwei Kontaktern bewegbar ist. Die Kontakte können in ihrer Entfernung
eingestellt werden, und ihr Abstand ergibt das Maß für die Größe des Vorschubes.
Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß das Schaltglied nach jeder Vorschubschaltung
wieder in die Ausgangslage gebracht 'werden muß. Hierfür hat man entweder einen
besonderen Hilfsmotor verwendet oder man
hat auch nach jeder Vorschubschaltung
unter Umkehr der Drehrichtung des Vorschubmotors das Schaltglied unmittelbar von
diesem wieder in die Ausgangslage zurückbringen lassen. Wenn auch bei dieser bekannten
Einrichtung auf die umfangreichen und teuren Getriebe mit veränderbarer Übersetzung
und gegebenenfalls auch auf einen besonderen Hilfsmotor verzichtet werden kann,
so bleibt doch noch der Nachteil, daß nach jeder Vorschubschaltung . der Vorschubmotor
den gleichen Weg in umgekehrter Richtung nochmals zurücklegen muß. Ein weiterer
Nachteil dieser sowie aller übrigen bekannten Einrichtungen, bei denen die Schaltgröße
ausschließlich. durch die mehr oder weniger lange Laufzeit des Motors geändert wird,
rührt von dem Nachlaufen des Motors her. Eine Berücksichtigung des Nachlaufweges
bei der Bestimmung der veränderlichen Laufzeit ist nicht möglich, da praktisch die
Reibungsverhältnisse der Getriebeteile nicht immer gleich sind und auch durch die
elektrischen Teile selbst gewisse Ungenauigkeiten hervorgerufen werden (Trägheit
der Schaltschütze). Bei kleinen Vorschüben ist wegen der in, diesen Fällen kleinen
Umdrehungszahl des Motors die anteilmäßige Schaltunggenauigkeit sehr groß. Diese
Nachteile werden bei der Vorschubsteuerung nach der Erfindung vermieden, bei der
gleichfalls der die Vorschubgröße bestimmende Weg des Antriebes durch eifix von
ihm getriebenes Schaltglied zwischen verstellbaren Anschlägen geregelt wird. Erfindungsgemäß
ist die Schaltspindel unabhängig vom Antrieb über ein Rädergetriebe mit einer Anschlagstange
des Schaltgliedes kraftschlüssig verbunden. Sobald die Anschlagstange anschlägt,
hört jede weitere Vorschubbewegung auf. Das Ende der Vorschubbewegung ist also mathematisch
genau festgelegt. Die Vorschubgrößen lassen sich also mit absoluter Genauigkeit
einstellen und die eingestellte Vorschubgröße wird genau an das Werkzeug weitergegeben,
das bei jeder Schaltung innerhalb der eingestellten Vorschubgröße um den absolut
gleichen Betrag vorgeschoben wird. Die Laufzeit des Motors hat demgemäß beim Gegenstand
der Erfindung keinen Einflüß auf die eingestellte Schaltgröße, für die allein der
Weg der Anschlagstange zwischen ihren verstellbaren Anschlägen maßgebend ist.
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Vorzugsweise wird ein Zu jeder Vorschubbewegung seine Kraftrichtung
umkehrender Antrieb vorgesehen, der mit- zwei z. B. durch Anordnung von Freilaufkupplungen
in nur einer bestimmten Drehrichtung mit der Schaltspindel gekuppelten Rädergetrieben
in zueinander entgegengesetztem Drehsinn und mit der zwischen den verstellbaren
Anschlägen hin und her bewegbaren Anschlagstange des Schaltgliedes kraftschlüssig
verbunden ist.
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Bei elektromotorischem Antrieb empfiehlt es sich, zwischen dem Schaltglied
und dem Antriebsmotor eine Rutschkupplung einzuschalten, damit der Motor nachdem
Anschlagen des Schaltgliedes noch ein Stück nachlaufen kann. Die Anordnung der Rutschkupplung
ist aber nicht unbedingt erforderlich, da es auch Elektromotoren gibt, die sogenanntenBremsmotoren,
die gegen festeAnschläge arbeiten und nach dem Anschlag ohne Schaden unter Spannung
bleiben können.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung
schematisch dargestellt, und zwar zeigt Abb. i ein .erstes Ausführungsbeispiel,
Abb. 2 eine Draufsicht auf einen Teil der Abb. i, Abb. 3 ein gegenüber der Abb.
i abgewandeltes Ausführungsbeispiel. .
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Ein als Umkehrmotor ausgebildeter Elektromotor i treibt gemäß' Abb.
i über eine Lamellenkupplung 2 oder eine Rutschkupplung anderer Bauart die Welle
3 an, auf der zwei Schnecken 4. und 5 aufgekeilt sind. Die Schnecken 4 und 5 besitzen
entgegengesetzte Gangrichtung. Jede Schnecke und 5 arbeitet mit einem Schneckenrad
6; 7 zusammen, die auf Wellen 8, 9 angeordnet sind. Auf den gleichen Wellen sind
Zwischenzahnräder i o, ii angeordnet, die beide in ein gemeinsames Zahnrad i2 eingreifen.
Von diesem Zahnrad 12 wird die Bewegung über eine Wendeeinrichtung auf die Schaltspindel
i2a oder Schaltspindeln bzw. Schaltwelle oder Schaltwellen des oder der Schlitten
z. B. einer Tischhobelmaschine übertragen. Die Schnekkenräder 6, 7 sitzen nicht
fest auf den Wellen 8, 9, sondern sind durch je eine Freilaufkupplung 13, 14 mit
diesen verbunden, so daß sie- die Wellen 8; 9 je nur in einer Drehrichtung mitnehmen.
Die Freilaufkupplungen können auch zwischen den Zahnrädern i o, ir und den Wellen
8, 9 angeordnet werden, in welchem Fälle die Schneckenräder 6, 7 fest auf den Wellen
8, 9 aufgekeilt sind.
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Die Schnecke q:, die so ausgebildet ist, daß sie nicht selbsthemmend
wirkt, greift weiterhin in ein Schneckenrad 15 ein, das ein Zahnrad 16 treibt. Dieses
Zahnrad 16 kämmt mit einer Zahnstange 17, die in einer Hülse 18 hin und her verschiebbar
gelagert ist. Die Hülse 18 ruht in den festen Endlagern i9, 2o. In den Endlagern
i9, 2o befinden sich Ausschalter 21, 22 für den Motor i bzw. Kontakte, von denen
aus die Ausschaltung des Motors bewirkt wird. Die Hülse x8 liegt nun so innerhalb
,der Endlager i9, 2o, daß sie in .der einen Endlage den einen Kontakt 23 und in
der anderen Endlage den zweiten Kontakt 24 betätigt. An der Hülse 18 ist zur Vermeidung
umgewollter Verschiebungen aus den Endlagern eine federnde Sperre 25 vorgesehen.
Die für diese Sperre vorgesehenen Rasten 26 in der Hülse 18 haben voneinander einen
Abstand, der dem Abstand a zwischen dem im Sinne der Zeichnung rechten Ende der
Hülse 18 und ihrer Anschlagfläche im Innern des Lagers 2o entspricht. In die Hülse
18 ist z. B. mittig von außen eine Schraube 27 eingeschraubt, deren Ende 28 den
einen Anschlag für die Zahnstange 17 bildet. Dieser Anschlag 28 kann durch Verschrauben
beliebig . nach beiden Seiten verstellt und z. B. mittels einer nicht dargestellten
Skala genau eingestellt werden. Den, zweiten Anschlag für die Zahnstange 17 bildet
das linke innere Ende 29 der Hülse 18,
Die Wirkungsweise der Steuerung
ist folgende: Es sei angenommen, daß die Steuerung an einer Tischhobelmaschine Verwendung
findet und die Teile der Steuerung während des Arbeitshubes die in der Zeichnung
dargestellteLage einnehmen. Nach beendetem Arbeitshub wird in bekannter Weise durch
den Tisch der Hobelmaschine der Vorschubmotor i in der Weise unter Strom gesetzt,
daß die Welle 3 sich in der durch den durchgezogen gezeichneten Pfeil angedeuteten
Richtung dreht. Dann wird die Schnecke q. das Schneckenrad 6 im Uhrzeigersinne drehen
und die Welle 8 mitnehmen, weil der Freilauf 13 beide Teile in dieser Drehrichtung
kuppelt. Die Welle 8 nimmt das Zahnrad io mit und dieses dreht das Zahnrad 12 entgegen
dem Uhrzeigersinne. Das Zahnrad 12 gibt,das Drehmoment über eine Wendeeinrichtung
an die Schaltspindel i 2a oder -welle weiter. Die Schnecke 5 :dreht das Schnekkenrad
7 entgegen dem U'hrzeigersinne, das vermöge des Freilaufes 14 frei auf der Welle
9 läuft und kein Drehmoment abgibt.
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Das Schneckenrad 15 wird durch die Schnecke d. gleichzeitig entgegen
dem Uhrzeigersinne gedreht, so daß das Zahnrad 16 die Zahnstange 17 von links nach
rechts verschiebt, bis sie an den Anschlag 28 stößt. Dann wird die Federsperre 25
selbsttätig ausgelöst und die Hülse 18 um die Strecke a nach rechts verschoben,
wobei der Kontakt 24 betätigt und dadurch der Umkehrmotor i stillgesetzt wird, während
der Kontakt 23 wieder freigegeben wird. Beim Anschlagen der Hülse 18 an dem Lager
2o bleibt auch die Zahnstange 17 und das gesamte übrige, im Sinne -der Zeichnung
links von der Rutschkupplung :2 liegende Getriebe stehen, während der Motor i noch
in -der Rutschkupplung 2 auslaufen kann. Die Anzahl der Umdrehungen des Zahnrades
12 und damit die Größe des Vorschubes richtet sich also danach, wie groß der Weg
ist, den .die Zahnstange 17 aus -der einen in die andere Endlage zurücklegen kann.
Der Abstand b ist demnach ein Maß für die Größe. des Vorschubes. Nach dem nächsten
Arbeitshub des Tisches wird der Umkehrmotor i wieder eingeschaltet, dieses Mal aber
so, daß er in entgegengesetzter Drehrichtung umläuft, wie durch einen gestrichelt
gezeichneten Pfeil angedeutet wurde. In diesem Falle laufen auch die Schneckenräder
6, 7 in entgegengesetzter Richtung, wie vorher beschrieben, so daß das Schneckenrad
6 frei umläuft, während das Schneckenrad 7 über die Freilaufkupplung 1q., die Welle
9 und das Zahnrad ii mitnimmt. Dieses dreht das Zahnrad i2 nun, >wie der gestrichelte
Pfeil i zeigt, im gleichen Sinne wie vorher, nämlich .entgegengesetzt demUhrzeiger.
Das Zahnrad 12 dreht sich wieder so lange, als die Zahnstange 17 braucht, um aus
ihrer diesmal rechten Endlage in die linke Endlage zu kommen und die Hülse 18 aus
der rechten in die linke Endlage zur Betätigung des die Ausschaltung des Motors
bewirkenden Kontaktes 23 zu bringen. Hierauf wiederholt sich das beschriebene Spiel.
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Sollen mit dem Vorschubgetriebe nach der Erfindung auch Großwegschaltungen
z. B. bis zu i5o mm durchgeführt werden, empfiehlt sich die Anordnung eines wahlweise
einschaltbaren Übersetzungsgetriebes zwischen der Schnecke 15 und dem Ritzel 16,
etwa wie es in Abb. 2 dargestellt ist. Hiernach ist das Ritzel 16 auf einer Hülse
3o angeordnet, die auf der Welle 31 in axialer Richtung verschiebbar ist und ein.
weiteres Zahnrad 32 besitzt, an das sich die eine Hälfte 33 einer Klauenkupplung
anschließt. Die zweite Hälfte 34 der Kupplung sitzt fest auf der Welle 31, auf der
außer dem Schneckenrad 15 noch ein Zahnrad 35 aufgekeilt ist. Auf einer Zwischenwelle
36 sind zwei mit den Zahnrädern 35 bzw. 32 zusammenarbeitende Übersetzungsräder
37, 38 fest angeordnet. Bei der normalen Vorschubschaltung, z. B. zwischen o und
30 mm befindet sich die Hülse 30 in der im Sinne der Abb. 2 obersten
Lage, in der die Kupplungshälften 33 und 34 ineinandergreifen, so daß die Hülse
3o die gleiche Drehzahl ausführt wie die Welle 31. In diesem Falle entspricht der
größtmögliche Abstand zwischen der Zahnstange 17 und dem Anschlag 28 (Abb. i) einem
Vorschub der WSerkzeuge von 30 mm. Sollen große Vorschübe etwa bis i5o mm
geschaltet werden, so wird die Hülse 2o in die in Abb. 2 dargestellte Lage gebracht,
in der die Drehzahl der Welle 31 über die Räder 35, 37, 38, 32 in eine den fünften
Teil ihrer Drehzahl betragende Drehzahl der Hülse 3o untersetzt wird. In diesem
Falle entspricht die größtmögliche Entfernung zwischen der Zahnstange 17 und -dem
Anschlag a8 (Abb. i) einem Vorschub des Werkzeuges von 15o mm. Trotz der Möglichkeit
der Großwegschaltung können die normalen Vorschübe durch entsprechende Einstellung
des Getriebes nach Abb.2 mit genügend feiner Genauigkeit stufenlos eingestellt werden.
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DerAbstand derHälften derKlauenkupplung33, 34 nach Abb.2 ist vorteilhaft
so groß bemessen, daß in .einer Mittelstellung der Hülse 30 die kraftschlüssige
Verbindung zwischen dem Schneckenrad 15 und dem Ritzel 16 gänzlich aufgehoben ist,
um eine Schnellverstellung (Dauervorschub) zu ermöglichen.
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Das beschriebene Ausführungsbeispiel dient nur zur Erläuterung der
Erfindung und wurde deshalb gewählt, weil sich mittels ihm die Erfindung am sinnfälligsten
darstellen läßt. Es sind daher mannigfache andere Verwirklichungsmöglichkeiten für
die Erfindung vorhanden, von denen einzelne noch kurz erwähnt seien. Es wäre z.
B. möglich, unter Fortfall der in der Abb. i dargestellten Schalteinrichtungen 2-i
bis 2.I und der Sperre 25, 26 sowie bei fester Lagerung bzw. Fortfall der Hülse
18 den Motor i von der Rutschkupplung 2 aus abzuschalten, indem die nach dem Anschlagen
der Zahnstange 17 auftretende Drehung der mit dem Motor verbundenen Kupplungshälfte
gegenüber der anderen stehenbleibenden Hälfte zur Betätigung elektrischer Einrichtungen
zum Abschalten des Motors i benutzt wird. Eine derartige Steuerung ist in. Ab-b-
3 in einem Beispiel dargestellt. Die mit der Welle 3 verbundene Hälfte der Rutschkupplung
2 besitzt einen Schleifring 39
und die Welle des Motors i
einen Schleifring 40. Auf den Ringen 39, 4o liegen Kontaktstücke 44 42 auf, die
mit einem Schaltschütz stromführend verbunden sind. Mit dem Schleifring 39 läuft
ein Kontakt 43 und mit dem Schleifring 4o ein Kontakt 44 um. Bei der Ausführung
der Vorschubsteuerung berühren sich die Kontakte 43, 44 nicht. Kommen sie dagegen
infolge einer Relativdrehung der beiden Kupplungshälften miteinander in Berührung,
so wird der Strom zu dem Schaltschütz geschlossen, das seinerseits den Motor ausschaltet.
Sobald also die Zahnstange 17 nach der einen oder anderen Seite anschlägt, wird
der Motor i infolge der hierbei eintretenden Relativdrehung in der Kupplung 2 selbsttätig
ausgeschaltet, Der Motor i kann auch gegebenenfalls bei fester Anordnung oder Fortfall
der Hülse i8 und Fortfall der Teile 21 bis 26 in an sich bekannter Weise durch Zeitrelais
gesteuert werden, in welchem Falle der Motor nach Ausführung der Vorschubschaltung
in der Rutschkupplung 2 weiterläuft, bis ihn das Zeitrelais abschaltet. Hierbei
kann ein Zeitrelais für den normalen Vorschub und ein zweites für die Großwegschaltung
eingerichtet sein. An Stelle des Zeitrelais kann schließlich auch ein mit der Motorwelle
starr gekuppelter Umlaufschalter vorgesehen werden, der den Motor in an sich bekannter
Weise nach einer bestimmten Anzahl von Umdrehungen abschaltet.
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Das Schaltglied 17 braucht nicht unbedingt eine Zahnstange zu sein,
die gleiche Aufgabe könnte auch ein drehbares Rad lösen.
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Alle die erwähnten und weitere zur Verwirklichung der Erfindung geeignete
Abwandlungen des beschriebenenAusführungsbeispieles liegen imRahmen der Erfindung.