DE561361C - Einrichtung zum Regeln der Vorschubgeschwindigkeit von Bohrspindeln an selbsttaetigen Bohrmaschinen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 13. OKTOBER 1932

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 49a GRUPPE

Richard Herrmann in Stuttgart

Patentiert im Deutschen Reiche vom 3. Oktober 1930 ab

Gegenstand der Erfindung ist eine Regelung des Vorschubes von Bohrspindeln an selbsttätigen Bohrmaschinen, insbesondere an solchen, bei denen eine oder mehrere Bohrspindeln von einer Steuerkurve gegen das Werkstück vorgeschoben werden.

Bei den bekannten Einrichtungen dieser Art ist eine selbsttätige Regelung des Vorschubes schon dadurch erreicht worden, daß die den Vorschub steuernde Kurve über ein Reibradgetriebe angetrieben wird, das nur ein bestimmtes, einstellbares Drehmoment überträgt und gleitet, wenn der Vorschubdruck gegen das Werkstück einen bestimmten Betrag überschreitet. Diese Regelung der Vorschubkraft durch Gleiten eines Reibradgetriebes hat einmal den Nachteil, daß wegen der starken Veränderlichkeit der Reibung es schwierig ist, sie mit Sicherheit auf ein bestimmtes Maß einzustellen, und daß bei mehrspindligen Maschinen jede einzelne Bohrspindel mit einem besonderen Vorschubgetriebe ausgerüstet werden muß.

Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden, ist schon versucht worden, den Vorschub durch eine elektrisch gesteuerte Vorschubeinrichtung zu beeinflussen.

Die bisherigen Einrichtungen dieser Art benutzen das Ansteigen des Stromverbrauches des Antriebsmotors, um mittels eines Schaltrelais den Vorschub der Bohrspindel selbsttätig dadurch zu regeln, daß ein Hilfsmotor für den Vorschubantrieb auf eine bestimmte Drehzahl umgeschaltet wird. Durch eine derartige Regelung des Vorschubes kann jedoch nur erreicht werden, daß die Leistung des Antriebsmotors gleich gehalten wird.

Beim Bohren bedingt nun eine Änderung des Vorschubwiderstandes, wie sie beispielsweise durch Stumpfwerden der Bohrerschneide oder durch Zunahme der Härte des Werkstoffs auftreten kann, nicht in allen Fällen eine entsprechende Zunahme des Drehmomentes bzw. des Stromverbrauches. Es kann auch vorkommen, daß mit zunehmendem Vorschubwiderstand das Drehmoment sinkt. Eine Regelung des Vorschubes auf einen bestimmten Vorschubdruck ist aus diesem Grunde mit einer solchen Einrichtung nicht möglich, und es kann leicht zu einem übermäßigen Ansteigen des Vorschubes kommen, der überlastung des Bohrers und Bruch der Vorschubteile herbeiführen kann.

Gemäß der Erfindung werden nun die geschilderten Nachteile der bestehenden Einrichtungen vermieden - und eine äußerst feinfühlige Einregelung auf einen bestimmten Bohrdruck, der gegebenenfalls auch an einer Teilung ablesbar gemacht werden kann, dadurch erreicht, daß die den Vorschub einer oder mehrerer Bohrspindeln bewirkende Vorschubeinrichtung, beispielsweise eine Steuer-

welle, von einem besonderen, vom Hauptantriebsmotor unabhängigen Elektromotor angetrieben wird, dessen Drehzahl bei Überschreiten eines vorbestimmten Bohrdrucks verringert oder der gegebenenfalls auch ganz ausgeschaltet wird.

Diese Änderung der Drehzahl des Vorschubmotors wird dadurch erreicht, daß in den Vorschub der einzelnen Bohrspindeln to nachgiebige Zwischenglieder eingeschaltet sind, die Pufferfedern enthalten, die auf den vorgesehenen Bohrdruck vorgespannt sind und Kontakte enthalten. Überschreitet der Bohrdruck die Spannung der Pufferfeder, so steuert der eingebaute Kontakt mit Hilfe eines Schaltrelais den Vorschubmotor auf eine kleinere Drehzahl oder, wenn sich der Bohrdruck verringert, auf eine größere Drehzahl.

Beim Zusammenarbeiten einer Anzahl von Bohrspindeln spricht immer die stärkst belastete zuerst an und bewirkt die notwendige Verminderung des Vorschubes. Wenn, wie es häufig vorkommt, einzelne Spindeln so gering belastet sind, daß unter gewöhnlichen Bedingungen keine Überlastung eintreten kann, so brauchen diese natürlich nicht durch die Vorschubregelung besonders geschützt, sondern nur die hochbelasteten Spindeln mit den federbelasteten Zwischengliedern ausgestattet zu werden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt.

Die Bohrspindel 1 ist in üblicher Weise in der Hülse 2 gelagert und in dem Ständeroberteil 3 geführt. In ihrem unteren Ende ist im Futter 4 der Bohrer 5 eingespannt. Die Bohrspindel 1 wird in beliebiger Weise, beispielsweise durch einen unmittelbar mit ihr gekuppelten Elektromotor A, angetrieben. Der Vorschub der Bohrspindel 1 erfolgt von dem Vorschubmotor V über die Zahnräder 6 und 7, Welle 9, Schnecke 10 und Schneckenrad 11, das die Steuerwelle 12 antreibt. Auf dieser sitzt die Vorschubkurve 13, die in üblicher Weise eine langsam ansteigende Vorschubspirale und eine schnell abfallende Rückzugspirale hat. Bei einer Umdrehung der Steuerwelle 12, die einem Arbeitsgang entspricht, wird der Rollenhebel 14, der durch die Feder

15 ständig gegen die Steuerkurve gezogen wird, hin und her geschwungen und bewegt dadurch die Federhülse 16 durch das auf die Welle 17 aufgesetzte Ritzel 18 langsam abwärts und schnell aufwärts. Die Federhülse

16 nimmt bei ihrer Bewegung die Hülse 2 der Bohrspindel 1 durch die Zugstange 19, Feder 20 und Querstück 21 mit. Die Bewegung der Zugstange 19 wird nach unten durch den Kontaktbolzen 22 begrenzt, auf den sie sich mit | ihrem Gegenkontakt 23 aufsetzt. Der Kontakt 22 ist durch eine Isolierhülse vom Ständeroberteil 3 isoliert. Der Betriebsstrom wird dem Vorschubmotor V über ein Umschaltrelais R zugeführt.

Die Einrichtung ist so getroffen, daß der Motor V mit großer Drehzahl läuft, wenn die untere Zuleitung 24 durch ihren Endkojjtakt 25 mit dem Kontakthebel 26 verbunden ist, umgekehrt mit kleiner'Drehzahl, wenn die mittlere Leitung 27, die mit einem Kontakt 28 endet, mit dem Kontakthebel 26 verbunden ist. Der Kontakthebel 26 wird gesteuert durch die Magnetspule 29, die durch die Leitung 30 mit dem Kontaktbolzen 22 einerseits und dem Lagerkörper 3 andererseits verbunden ist. Der Relaisstromkreis wird zweckmäßig durch den Umformer T mit Strom niedriger Spannung gespeist. Das zu bohrende Werkstück W liegt auf den Bohrtisch 31 auf. Diese Einrichtung arbeitet in folgender Weise:

Die Kurve 13 schiebt unter Vermittlung des Rollenhebels 14, der Hebel welle 17 und Ritzel 18 die Federhülse 19 nach unten. Die Spannung der Pufferfeder 20 ist so eingestellt, daß sie bei gutem Zustand der Bohrerschneide und normaler Beschaffenheit des Werkstoffs den Bohrdruck um ein geringes Maß übersteigt. Der Bohrer dringt dann mit einer Geschwindigkeit in das Werkstück ein, die der Drehzahl der Steuerwelle 12 und der Steigung der Kurve 13 entspricht, wenn der Vorschubmotor V mit hoher Drehzahl läuft. Wächst nun der Bohrdruck durch Stumpfwerden der Schneide oder durch Auftreffen des Bohrers auf einen härteren Werkstoff so weit an, daß er die Spannung der Pufferfeder übersteigt, so werden die Kontakte 22 und 23 voneinandergezogen und der Hilfsstromkreis des Relais R geöffnet. Dadurch wird die Magnetspule 29 stromlos, der Kontakthebel 26 öffnet den Kontakt 25 und schließt den Kontakt 28, und der Vorschubmotor V wird dadurch auf eine kleinere Drehzahl umgeschaltet. Infolgedessen verringert sich auch die Drehzahl der Vorschubkurve 13, und der Bohrdruck verringert sich wieder, wenn die Verminderung des Vorschubes groß genug war, bis der Bohrdruck wieder auf die Vorspannung der Pufferfeder 20 gesunken ist. Die Zugstange 19 setzt sich dann wieder mit ihrem Kontakt 23 auf den Kontaktbolzen 22 auf, der Relaisstromkreis wird wie.der geschlossen und der Vorschubmotor R dadurch auf hohe Drehzahl umgeschaltet. Der Bohrer wird auf diese Weise periodisch mit größerer und kleinerer Geschwindigkeit gegen das Werkstück vorgeschoben. Unter der Einwirkung der elastischen Durchbiegung der Maschine ergibt sich aus den aufeinanderfol-

geiiden Vorschubwechseln ein mittlerer Vorschub, dessen Größe durch das Verhältnis der Zeitdauer beider bestimmt wird. Ist die Verminderung des Vorschubes durch Umschalten des Vorschubmotors V dagegen nicht groß genug, um den Bohrdruck wieder unter die Spannung der Pufferfeder 20 sinken zu lassen, so wird durch diese die Vorschubkraft begrenzt und eine Überlastung und Bruch des Bohrers 5 vermieden. Dies könnte jedoch den Nachteil haben, daß das Loch nicht auf die vorgesehene Tiefe gebohrt wird, weil die verringerte Vorschubgeschwindigkeit im Verhältnis zur Verringerung der Schnittfähigkeit der Bohrerschneide immer noch zu groß bleibt. Dem läßt sich dadurch begegnen, daß ein weiteres Relais anspricht, wenn die Pufferfeder eine gewisse obere Grenzspannung erreicht hat, das den Vorschubmotor entweder auf eine noch kleinere Drehzahl umschaltet oder ihn gänzlich stillsetzt. Diese letztere Anordnung wird zweckmäßig so eingestellt, daß sich bei normaler Vermehrung des Vorschubdrucks durch das unvermeidliche Abstumpfen der Bohrerschneide oder durch die gewöhnlich vorkommenden Unterschiede in der Härte des Werkstoffs durch die Schaltung von der schnellsten auf die mittlere Drehzahlstufe des Vorschubmotors eine ausreichende Einregelung des Bohrdrucks erreichen läßt und die Schaltung auf den nächst langsameren Vorschub oder Stillstand erst dann zur Wirkung kommt, wenn die Schnittwirkung infolge übermäßigen Abstumpfens der Bohrschneiden oder Auftreffen auf eine härtere Stelle unter ein zulässiges Maß verringert wird.

Man kann diese zwei- oder mehrstufige Änderung der Vorschubgeschwindigkeit auch so anwenden, daß in der schnellsten Stufe der Bohrer mit einer erheblich über der Bohrgeschwindigkeit liegenden Schnelligkeit vorgeschoben wird, bis er auf das Werkstück aufsetzt, worauf er auf die normale bzw. periodisch noch weiter verringerte Vorschubgeschwindigkeit umgeschaltet w^rird. Dadurch wird der Bohrer in den Leerwegen mit erhöhter Geschwindigkeit vorwärts bewegt und auch die Rückzugbewegung beschleunigt.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Einrichtung zum Regeln der Vorschubgeschwindigkeit \'on Bohrspindeln an selbsttätigen Bohrmaschinen, bei denen die Vorschubeinrichtung durch einen besonderen, vom Antrieb der Bohrspindeln unabhängigen Elektromotor angetrieben und der Vorschub und Rückzug von einer umlaufenden Kurvenscheibe gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorschubmotor von einer zwischen der Kurvenscheibe (13) und der Bohrspindel (1) angeordneten Pufferfeder (20) gesteuert wird, die beim Zusammendrücken durch den zunehmenden Bohrwiderstand mittels Schaltrelais (/?) die Drehzahl des Vorschubmotors in an sich bekannter Weise verringert und bei abnehmendem Bohrwiderstand wieder erhöht.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen