MACHINE TOOL WITH CONTROL DEVICE

Abstract: 1. Machine tool, in particular an electric drilling machine comprising a control device (30) for the control of the drive of the machine tool, a clamping chuck (1), a signal transmitter (3, 4) connected to the clamping chuck (1) which is adjustable by means of a plate movable in axial direction (3) by means of the clamping jaws (2) of the clamping chuck (1), and a signal sensor in the housing of the machine tool, characterized in that the signal transmitter (3, 4) has ranges of different inductive or magnetic characteristics which are arranged annularly at the plate (3) and that on the shaft of the machine tool a signal sensor (7) which responds to inductive or magnetic changes is attached as actual value sensor for diameter and/or speed of the drill.

Description: Regeleinrichtung für eine Werkzeugmaschine Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Regeleinrichtung für Werkzeugmaschinen nach der Gattung des Hauptanspruchs. Aus der SE-OS 78 Oi 4t2-7 ist es bekannt, bei elektrischen Bohrmaschinen mit Regeleinrichtungen die Motordrehzahl dem im Bohrfutter der Bohrmaschine befestig ten Bohrerdurc-hmesser #nzupassen. Bei der Vorrichtung erfolgt die Übertragung des Bchrerdurchmessers zur Regeivorrichtu#ng' auf mechanischem Wege. Diese Anordnung hat daher den Nachteil, dass, sie konstruktiv sehr aufwendig ist und es schwierig ist, einen geeigneten Übertragnngslweg vom sich drehenden Bohrfutter zur fest n der Bohrmaschine angebraehten Regeleinrichtung zu finden. Als weiterer Nachteil ist anzusehen, dass durch die vorbekannte Vorrichtung drehzahlabhängige Signale nicht zu gewinnen sind. Weiterhin ist als Nachteil anzusehen, dass die Regeleinrichtung nur in Abhängigkeit vom Bohrerdurchmesser gesteuert wird. Eine Anpassung der Drehzahl bei der Bearbeitung unterschiedlicher Ma terialien#ist bei der bekannten Vorrichtung nicht mög lich. Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemässe Rege-Leinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demge genüber den Vorteil, dass die Signalübertragung vom Spannfutter zur Bohrmaschine berührungslos erfolgt. Als-weiterer Vorteil ist anzusehen, dass gleichzeitig mit dem Signal für dan Bohrerdurchmesser auch ein drehzahlabhangiges Signal vom Signalaufnehmer entnehmbar ist. Der Signalaufnehmer ist doppelt ausnutzbar, er ist zugleich Sollwert geber für den Bohrerdurchmesser und Istwertgeber für die Drehzahl. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Massnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Regelvorrichtung möglich. Besonders vorteilhaft ist es, den Signalgeber im Bohrfutter auf einer Platte zu lagern, wobei die Platte mittels einer Kraft auf Spannbacken gepresst wird und die Spannbacken an schrägen Flachen der Platte angreifen. Durch diese Massnahme lässt sich erreichen, dass die Hubbewegung der Spannbacken im Verhältnis zur Platte reduziert wird. Durch eine geeignete Ausbildung der schrägen Flachen ist es so möglich, die Geberkennlinie nach den gewünschten Gegebenheiten auszubilden. Statt schräger Flächen können auch facettenartig abgestufte oder stetig gekrümmte Flächen verwendet werden. Facettenartig abgestufte Flächen sind besonders einfach herstellbar, während durch stetig gekrümmte Flächen Nicht linearitäten des Übertragungssystems ausgeglichen oder bestimmte erwünschte Nichtlinearitäten erzeugt werden können. Ist ein Signal erwünscht, das sowohl dr.ehzahlabhängig. als auch von der Stellung der Spannbacken abhängig ist, so ist es vorteilhaft, als Signalgeber Dauermagnete zu verwenden. Soll das Signal nur von der Stellung der Spannbacken abhängig sein, ist es günstig einen unmagnetischen Metallring als Signalgeber zu verwenden Der Signalaufnehmer ist am einfachsten und billigsten induktiv ausgebildet, obwohl auch andere magnetische Aufnehmer, wie Feldplatten oder Eallgeneratoren geeignet sind. Der induktive Signalaufnehmer ist zweekma- ssigerweise ringförmig ausgebildet, wobei die Spule von einem Kern umschlossen ist,. der Polzähne aufweist. Der so ausgebildete Signalaufnehmer ist um die Antriebsachse der Bohrmaschine befestigt. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass ein hoher Wirkungsgrad. des .Gebe#s.ys- tems erzielt wird und die Spule vor Beschädigungen gut geschützt ist. Insbesondere zur Erzielung eines Signals,. das nicht von der Drehzahl abhängig. ist, ist es vorteiIhaft,#in dem Signa;Laufnehmer eine Wechselspannung einzuspeisen. Durch eine Strommessung kann auf einfache Art und Weise die Stellung. des. Spannfutters ermittelt werden. Durch geeignete Auswerteschaltungen ist es möglich, sowohl eine Regelung in Abhängig- keit von der Drehzahl als auch eine Regelung in Abhan- gigkeit vom Bohrerdurchmesser und der Drehzahl durchzuführen. Die Regelungsart ist dabei zweckmässigerweise durch einen Schalter umschaltbar und mittels des Soll wertschalters einstellbar. Insbesondere wenn die. Sollwertvorgabeeinrichtung sowohl eine Anzeige als auch ein Umschalten. ermöglicht, ist es möglich, eine. einfache Ausgestaltung des Werkzeuges zu erzielen. Weiterhin ist es günstig, in Abhangigkeit von der Drehzahl einen Gang wechsel anzeigbar oder steuerbar zu machen. Der er findungsgem Be Geber kann dann gleichzeitig für den Gangwechsel beispielsweise bei einer Bohrmaschine verwendet werden. Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeich nung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein Spannfut terms nach der Erfindung, Figur 2 das Ausgangssignal am Signalaufnehmer, Figur 3 ein weiteres Ausfübrungsbei- spiel nach der Erfindung, Figur 4 eine elektrische Regelschaltung für eine Bohrmaschine, Figur 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer elektrischen Regelschaltung für eine Bohrmaschine, Figur 6 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Regeleinrichtung für eine Bohrmaschine, Figur 7 ein Diagramm zur Erläute- rung der Funktionsweise der Anordnung nach Figur 6 und Figur 8 ein viertes Ausführungsbeispiel einer Regeleinrichtung für eine Bohrmaschine. Beschreibung der Ausführungsbeispiele Bohrmaschinen, die mit einer guten elektronischen Re. elung ausgerüstet sind, gestatten die Einstellung und Nutzung der Drehzahl in weiten Grenzen ohne Gangumschaltung. Die Drehzahl, die beispielsweise für einen Bohrvorgang notwendig ist, hangt dabei vom Bohrdurchmesser, vom zu bearbeitenden Material und auch von der Qualitat des Bohrers ab Beim praktischen Arbeiten wird die Drehzahl vom Bedienenden in der Regel geschätzt oder na-ch Gefühl einge stellt. Die auf den Bohrmaschinen angebrachten Tabellen werden beim zügigen Arbeiten erfahrungsgem ss kaum beachtet. Das Schätzen der Drehzahl in diesem grossen Stellbereich ist mit viel Unsicherheit verbunden und führt insbesondere bei Ungeübten oft zu falschen Drehzahleinstellungen. Die Folge ist, dass entweder das Bohrwerkzeug beispielsweise durch Aus glühen besch digt wird oder der Arbeitsfortschritt und das Arbeitserg-ebnis zu wünschen übrig lassen. Der Grundgedanke ist nunmehr, das Regelsignal für den Regelverstärker direkt an der Arbeitsspindel abzunehmen, wobei die Regelung nicht nur in Abhängigkeit von der Drehzahl sondern auch in Abhängigkeit von dem verwendeten Arbeitsgerät erfolgt. Damit wird auch der Drehzahlsprung, den das Getriebe sonst beim Umschalten verursacht, mit ausgeregelt, d.h. beseitigt. Figur 1 zeigt ein erfindungsgemasses Spannfutter. In ein herkömmliches Bohrfutter 1 ragen Spannbacken 2. Radial zu einer Antriebswelle 8 ist eine Platte 3 angebracht, die mittels einer Feder 5 auf die Schultern der Backen 2 gedrückt wird In die Platte 3 sind einzelne Magnete oder ein Magnetring 4 eingebracht. Ein Deckel 6 aus unmagnetischem Material, beispielsweise Kunststoff, schliesst das Futter nach oben ab. Fest am Gehäuse der Bohrmaschine ist ein Eisenkern mit einer Spule 7 angebracht, wobei die Spulenanordnung im Wirkungsbereich der Magneten 4 liegen muss. Bei sich drehendem Bohrfutter liefert der induktive Si gnalaufnehmer 7 eine Wechselspannung, die in. Figur 2 dargestellt ist. Die Frequenz der Spannung ist allein abhängig von der Drehzahl des Bohrfutters 1. Die Höhe der Spannung ist ebenfalls abhängig von der Drehzahl aber zusätzlich auch von dem Abstand der Magneten 4 vom induktiven Signalaufnehmer 7. Die Amplitude der Spannung liefert also eine kombinierte Information über die Drehzahl und den Durchmesser des eingespann ten Werkzeuges. Der induktive Signalabnehmer ist vorteilhafterweise mit dem Spannhals des Werkzeuges fest verbunden und kann im Prinzip beliebig ausgebildet sein. Eine vorteilhafte Ausbildung ist in Figur 3a dargestellt. Der induktive Signalaufnehmer 7 ist ringförmig ausgebildet. In einen Kern 11 ist eine Spule eingelegt. Der Kern 11 weist an seiner Stirnseite Polzähne 12 auf. Diese Spule hat den Vorteil, dass sie die magnetische Energie aller Magnete gleichzeitig ausnutzt, dass sie gegen magnetische- Einstreuungen, beispielsweise vom Motor, abgeschirmt ist, dass Unterschiede in den einzelnen Magneten nicht zu Schwankungen der Spannungsamplituden führen, und dass sie konzentrisch zur Welle 8 angebracht ist und damit gut in den Spindelhals integriert werden kann. Wie stark die Drehzahl von der Stellung der Spannbacken abhängig ist, ist bei dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel nur sehr schlecht beeinflussbar. Die Amplitude des Signals in Figur 2 nimmt zu, wenn die Drehzahl zunimmt oder der Abstand zur Aufnehmer spule geringer wird. Da die Regelvorrichtung so reagiert, dass das Ausgangssignal des Signalaufnehmers 7 im wesentlichen konstant gehalten wird, ist z.B. eine weitere Öffnung des Bohrfutters zwangsläufig mit einer Zunahme der Drehzahl gekoppelt. In welcher Weise Drehzahl u#nd Bohrfutteröffnung dabei verknüpft sind, d.h. um wieviel die Drehzahl zunimmt, wenn der Spannfutterdurchmesser ver ändert wird, wird nicht vom Regler, sondern allein' von den mechanischen-Gegebenheiten im Bohrfutter nach Figur 1 bestimmt. Eine optimale-Anpassung an den Regler der Bohrmaschine Iässt sich mit der Anordnung nach Figur 1 nur in einem beschränkten Spannbereich erzielen. Für einen grö sseren Spannbereich ist das Ausführungsbeispiel nach Figur 3b vorteilhafter. Das Bohrfutter 1 weist wied-erum Spannbacken 2 auf, gegen die-eine Platte 3 mittels einer Feder 5 gedrückt ist. In die Platten 3 sind wiederum Magnete 4 eingelassen. Das Bohrfutter selbst- wird durch einen -Deckel 6# #abge- schlos-sen, der ebenfalls au#s- unmagnetischem Material ist.- Aus- dem Deckel 6 ragt die Antriebswelle 8 heraus. Die Platte 3 sitzt bei diesem Ausführungsbeispiel nicht auf ¯den Schultern- der Spannbacken 2 sondern auf schrä- gen Flächen 9 auf der Langsse-ite der Bac-ken. Beim Aufund Zudrehen des Futters gleiten die schrägen Flachen 9- auf den Längsseiten der Backen. Hierdurch kommt eine Übersetzung zustande, so dass beisp-ielsweise beim Öffnen des-Futters die in das Futter hine-inlaufenden Backen die Platte 3 nur so weit zurückdrängen, als dies der Dickenzuwachs der Backen aufgrund der Schrägflächen 9 erfordert. Die Spannbacken 2 wirken wie einseitig angeschrägt-e Keile. Durch eine geeignete Ausgestaltung der Spannbacken kann daher in weitem Rahm-en das Übersetzungs verhältnis- -zwischen- der Spannbacken- und der Ringbewegung geändert werden. Damit ist eine Möglichkeit gegeben, auf einfache Art und Weise den Einfluss ¯der7Spannbackenstel- lung im Verhältnis zum Einfluss der- Drehz-ahl zu verändern und den Erfordernissen der Bohrmaschine anzupassen. Statt der schrägen Flächen 9 können auch facettenartig abgestufte oder stetig gekrümmte Flächen gew hlt werden. In diesem Fall ist das Verhältnis zwischen Drehzahl und Spannbackenstellung nicht konstant sondern abhängig von der Spannbackenstellung. Damit können z.B. Nichtlinearitöten des Gebersystems ausgeglichen oder auch bestimmte erwünschte Nichtlinearitäten erzeugt werden. In Figur 4 ist eine Schaltungsanordnung für eine elektrische Bohrmaschine im Blockschaltbild dargestellt. Das Spannfutter 1 ist mit der Achse eines nicht dargestellten Antriebsmotors verbunden Fest am Gehäuse des Werkzeuges ist der induktive Signalaufnehmer 7 angebracht. Das Ausgangssignal des induktiven Signalaufnehmers führt zu einem Umschalter 36. In der gezeigten Stellung des Umschalters 36 ist das Signal mit einer Auswerteschaltung 34 verbunden, die amplitudenabh ngig arbeitet. Die Auswerteschaltung 34 liefert an ihrem Ausgang ein Signal, das dem eingangsseitig anliegenden Spitzen- oder Mittelwert der Wechselspannung entspricht. Das Ausgangssignal der Auswerteschaltung 34 gelangt zum Istwerteingang 31 eines an sich bekannten Reglerbausteines 30. Das Ausgangssignal des Reglerbausteins 33 führt über eine Ausgangsleitung 33 zu einem nicht dargestellten Stellglied, beispielsweise einem Thyristor oder Triac, der auf die Spannungsversorgung des Elektromotors einwirkt. Über einen weiteren Kontakt des Umschalters 36 ist das Ausgangssignal des induktiven Signalaufnehmers 7 auch mit einer Auswerteschaltung 35 verbindbar, an dessen Ausgang eine Grösse entsprechend der Frequenz der Wechselspannung des Signalaufnehmers 7 abgegeben wird. Dieses Ausgangssignal ist ebenfalls mit dem tstwert- eingang der Regelschaltung 30 verbunden. Mit dem Soll wert eingang 32 der Regelschaltung 30 ist ein weiterer Schalter 37 verbunden, der zusammen mit dem Umschalter 36 betätigbar ist. In der gezeichneten Stellung verbindet der Umschalter 37 das Signal einer Tastatur 40 mit Tasten A bis D mit dem Sollwerteingang 32. In der anderen SchaLterstellung ist der Sollwerteingang mit einem Einsteller 41 verbunden, durch den eine Drehzahl vorgegeben werden kann. In der gezeichneten Darstellung liefert der induktive Signal aufnehmer T das Signal an die Auswerteschaltung 34. Der Regler gleicht jetzt alle Störgrössen aus, die auf die Amplitude des Aufnehmersignals Einfluss nehmen. Das sind beispielsweise das Drehmoment, die Getriebe übersetzung und der Bohrerdurchmesser. Die Wirkungsrichtung ist dabei so, dass der Regler am Motor die Spannung erhöht, sobald die Spannung am Aufnehmer 7 absinkt.-Dles ist beisp'ielsweise der Fall, wenn das Drehmoment ansteigt, ein kleinerer Bohrer einge spannt wird oder eine Getrie'bestufe mit höherer Untersetzung gewahlt wird. Damit sich die richtige Drehzahl ergibt, muss ein dem Material entsprechender Sollwert am Eingang 32 eingegeben werden. Dies geschieht durch die Tastatur 40. Der Sollwert' ist hier-mit den Tasten A bis D bezeichne und beispielsweise auf unterschiedliche Materialen, z.B. Holz, Stahl, Beton oder Buntmetall abgestimmt. Möglich ist auch die Eingabe der Quali tät der Bohrer. Aus der Drehzahl als bisherige primäre Grösse, die der'Maschine vorgegeben werden musste, wird jetzt eine sekundäre Grösse, die sich aus den Arbeitsbe dingungen ergibt. Insbesondere ist'das Getriebe nicht mehr drehzahlbestrmmend, es dient allein zur Drehmomentwandlung. Mit der bisher beschriebenen Funktion ergibt sich beim Bohren mit dem Werkzeug eine weitgehend automatisierte Betriebsart. Insbesondere mit Universalwerkzeugen werden jedoch nicht nur Bohrungen durchgeführt, sondern auch andere Arbeiten, beispielsweise Schrauben oder Polieren erledigt. Hierzu muss die Drehzahl von der Stellung der Bohrfutterbacken unabhangig sein. Durch Umschalten der Schalter 36 und 37 erfolgt die Regelung nur auf die Drehzahl des Werkzeuges, d.h. der Spanndurchmesser der Backen bleibt ohne Einfluss und es können Werkzeuge mit beliebigem Schaft eingespannt werden. In dieser Betriebsart wird der Sollwert nicht von der Tastatur 40 geliefert, sondern von dem Einsteller 141, wie er bei herkömmlichen Bohrmaschinen bekannt ist. Der Vorteil, dass die Getriebestellung mit ausgeregelt wird, bleibt auch in dieser Betriebsart erhalten. Eine kostengünstige Variante des Ausführungsbeispiels nach Figur 4 ist in Figur 5 dargestellt. Die Figur zeigt wiederum das Bohrfutter 1 mit dem zugehörigen Signalaufnehmer 7. Das Ansgangssignal des Signalaufnehmers 7 führt zu dem Umschalter 36. Ein Schaltkontakt des Umschalters 36 führt zu der amplitudenabhän- gigen Auswerteschaltung 34, ein anderer Kontakt zu der frequenzabhängigen Auswerteschaltung 35. Die Ausgänge beider Auswerteschaltungen führen zum Istwerteingang der Regelschaltung 30. Der Ausgang des Reglers dient zur Steuerung eines Halbleiterschalters, durch den der Motor des Werkzeuges regelbar ist. Mit 50 ist ein Potentiometer kennzeichnet, dessen Ausgangsgrösse an den Sollwerteingang des Reglers 30 angeschlossen ist. Das Potentiometer 50 weist eine erste Skala 51 für die Drehzahlen und eine zweite Skala 52 für die Materialien auf. Dies Skalen werden mit. einem Schieber 53. e'nt.sprechend- den Schaiterstellungen des Schalters 36 abgedweckt. Beispielsweise entspricht die gezeic#hnete Stellung. der Betriebsart, bei der der Bohrdurchmesser mit in die Re- gelung eingeht. Mit dem Umschalter 36 wird gleichzeitig der Schieber 53 betätigt. Durch die Anordnung nach Figur 5 wird die Tastatur und ein. Kontaktsatz. eingespart. Durch diese Anordnung wird vor allem die Bedienung eindeut#ig, in dem in der einen Betriebsart keine Drehzah- len. und in der anderen Betriebsart keine Materialien eingestellt werden können. Mittels eines zusätzlichen, nicht dargestellten Kontakts ist es auch. möglich, bei# einer bestimmten Stellung des Schiebers 5.3 Zusatzgeräte einzuschalten. Wenn z.B. die Materialart "Beton" einge stellt ist, kann #eine Schlagbohrvorrichtung eingeschal tet werden. Tun Figur 6 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, mit. dem die verschiedenen Getriebestufen eingestellt werden können. Das Bohrfutter 1 wird über ein Getriebe 66 von. einem Motor 61 angetrieben Fest am Gehause des Werkzeuges ist der Signalaufnehmer T angebracht Der Si gnalaufnehmer T steht mit der aplitudenabhängigen Aus werteschaltung 34 und der frequenzabhängigen Auswerteschaltung 35 in. Verbindung. Der Umschalte'#r.70 verbindet einen der Ausgänge der Auswerteschaltungen 34 oder 35 mit dem#Istwerteingang des Reglers 30. An den Eingang 32 wird das Sollwertsignal angelegt Der Ausgang des Reglers 30 ist an die Steuerelektrode- eines Thyri stors. 71 angeschlossen. Der Thyristor 71. liegt in einer. Versorgungssorgungsspannungsleitung für den Motor 61. Ein Schwellwertschalter 60 ist an den Ausgang der fre tuenzabhangigen Auswerteschaltung 35 angeschlossen. Die Ausgänge des Schwellwertschalters 60 sind mit Leuchten 62 und 63 verbunden. Weiterhin ist ein stellmagnet 64 an die Anschlussleitung der Leuchte 62 und ein Stellmagnet 65 an die Anschlussleitung zur Leuchte 63 anschliessbar. Ein Eingang eines Exklusiv-Oder-Gliedes 68 ist mit einem Getriebeschaltkontakt 67 im Getriebe 66 verbunden. Ein weiterer Eingang des Exklusiv-Oder-Gliedes 68 führt zur Anschlussleitung der Leuchte 62. Der Ausgang des Exklusiv-Oder Gliedes 68 steht mit einer Leuchte 69 in Verbindung. Aus den-Drehzahlsignalen des induktiven Signalaufnehmers lässt sich ein Signal gewinnen, das die erforderliche Getriebestufe z.B. für eine Zweigang-Bohrmaschine mittels Leuchten anzeigt oder selbständig schaltet. Die Schaltschwelle, die durch den Schwellwertschalter 60 festgelegt wird, entspricht einem Umschaltpunkt im Drehzahlbereich der Maschine. Die Wirkungsweise dieser Schaltungsanordnung soll näher anhand der Figur 7 erläutert werden. In Figur 7 ist mit ss U der Stellbereich des Reglers 30 benannt, der eine entsprechende Spannung an den Motor 61 liefert. Mit an ist der Drehzahlbereich der Maschine im Leerlauf gekennzeichnet. Der Umschaltpunkt UP ergibt sich im wesentlichen aus den Übersetzungen der Gänge 1 und 2 des Getriebes 66 und dem Stellbereich des Reglers 30. Der Umschaltpunkt UP wird zweckmässigerweise in die Mitte des mit gestrichelten Linien gekennzeichneten Überlappungsbereiches der beiden Gänge gelegt. Die Anzeige der Getriebeumschaltung funktioniert unab hangig von der Stellung des Bohrfutters mit Hilfe des drehzahlabhängigen Signals am Ausgang der Auswerteschaltung 35. Sinkt die Drehzahl unter einen vorgegebenen Wert ab, so wird beispielsweise durch die Diode 62 angezeigt, dass der erste Gang einzulegen ist. Ist die Drehzahl des Umschaltpunktes überschritten, so wird durch die Leuchtdiode 63 angezeigt, dass der zweite Gang einzulegen ist. Mittels der Stellmagnete 64 und 65. ist dieser Vorgang zu automatisieren, in dem durch die Magnete 64 und 65 das Getriebe direkt. betätigt wird. Eine Vereinfachung der Anzeige wird erreicht, in dem der Sollaustand des Getriebes mit seinem Ist zustand verglichen wird. Dazu wird mit der Getriebeumschaltung der Schalter 67 betätigt, der an seine Ausgang im ersten Gang beispielsweise eine 1 liefert und im zweiten Gang eine Null. Dieses Signal wird durch das Gatter 68 mit dem Signal des Schwellvertschalters 60 auf Übereinstimmung überprüft, und zwar so-, dass am- Ausgang des Gatters. 68 eine logische Eins nur dann. erscheint, wenn die Ein gangssignale nicht übereinstimmen'. Die Anzeige 69 leuchtet dann nur auf, ween das Getriebe umgeschaltet werden muss. Diese Vereinfachung trägt vor allem zur Eindeutig keit der Bedienung bei, da bei bereits richtiger Getrie.-' beeinstellung keine Anzeige erscheint. In bestimmten Fällen kann bei einer Bohrmaschine -a-lle-in- das Erfassen des Bohrerdurc-hmesser. für eine Regelung wichtig sein. Dies ist beispielsweise bei batteriebe- triebenen Eingang-Bohrmaschinen der Fall, die mit Neben schluss- oder Permanentmagnetmotoren ausgerüstet sind. Das Anzeigesystem muss dann drehzahlunabhängig arbeiten. Ein Ausführungsbeispiel dieser Art. ist in Figur 8 dargestellt. Das Bohrfutter- 1 ist im Prinzip aufgebaut vie in Figur 1, der Magnetring 4 ist jedoch durch einen einfachen unma- gnetischen Metallring 13 ersetzt. Der Signalaufnehmer 7 kann beliebig oder entsprechend Figur 3 aufgebaut sein. Der Signal aufnehmer 7 wird durch einen Frequenzgenerator 84 mit einer Wechselspannung gespeist. Dazwischen ist ein Messwandler 85 geschaltet, der den Wechselstrom durch den#Signalaufnehmer 7 misst. Die Spule des Signalaufnehmers 7 wird durch den Metallring 13 induktiv belastet. Die Belastung bewirkt eine Änderung des Spulenstroms in Abhängigkeit von der Stellung des Metallringes 13; Der Messwandler 85 setzt diese Änderungen in eine vom Regler 30 verarbeitbare Grösse um und zwar so, dass der Regler die Motorspannung verkleinert, wenn der Bohrerdurchmesser vergrössert wird. Die Anordnung nach Figur 8 bietet weiterhin die Möglichkeit, neben der Information für den Bohrerdurchmesser getrennt- eine Information über die Drehzahl zu erhalten Dazu wird der Metallring 13 nicht als geschlossener Ring ausgeführt, sondern in eine ausreichende Anzahl Segmente zerlegt. Die Belastung der Spule ist dann von der Winkelstellung des Ringes gegen über der Spule abhängig. Dreht sich der Ring, dann wird aufgrund der Wechselbelastung die Spulenspannung mit einer drehzahlproportionalen Frequenz überlagert, d.h. amplitudenmoduliert. Das Signal, das den Messwertaufnehmer 85 durchfliesst, enthält dann Informationen über den Bohrerdurchmesser und über die Dr:ehzahl, die durch ihre Frequenzen voneinander trennbar sind. Die Information für den Bohrerdurchmesser steckt in der Amplitude der Generatorwechselspannung die für die Drehzahl in der Frequenz der Segmentwechselspannung. Unter der Voraussetzung, dass beide Frequenzen ausreichend weit auseinanderliegen, können diese Spannungen durch Filter getrennt und separat weiterverarbeitet werden.

Claims: Ansprüche 1. Regeleinrichtung für eine Werkzeugmaschine, insbesondere für eine elektrische Bohrmaschine, mit einer Regelvorrichtung zur Steuerung des Antriebs der Werkzeugmaschine und einem Spannfutter, dadurch gekennzeichnet, dass im Spannfutter (1) Signalgeber (4) angebracht sind, die in Abhangigkeit von der Öffnung des Spannfutters (1) verstellbar sind und dass auf dem Schaft der Werkzeugmaschine ein Signalau±- nehmer- (7) angebracht ist. 2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber (4) auf einer Platte (3) gelagert ist, die mittels einer Kraft, vorzugsweise einer Feder (5), auf Spannbacken (2) gepresst wird. 3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dieSpannbacken (2) an schrägen Flächen (9) der Platte (3) angreifen. 4. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannbacken (2) an schrägen Flächen (9) der Platte (3) angreifen, die facettenartig abgestuft sind. 5. Regeleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die schrägen Flächen (9) stetig gekrümmt sind. 6. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalgeber (4) Dauermagnete sind, die an der Platte (3) ringförmig angeordnet sind. 7. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber (4) aus einem unmagnetischem Metallring gebildet ist. 8. Regeleinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallring Segmente aufweist. 9. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalaufnehmqr (7) induktiv ausgebildet ist. 10. Regeleinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalaufnehmer (7) ringförmig aus- gebildet ist, wobei die Spule von einem Kern (-11) umschlossen ist, der Polzähne (12) aufweist. 11. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannfutter (1) rücksei- tig aus unmagnetischem Material (6) gebildet ist. 12. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in den Signalaufnehmer (7) eine Wechselspannung oder -strom eingespeist ist. 13. Regelelnrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal des Signalaufnehmers (7) einer amplitudenabhängigen Auswerteschal- tung (34) zugeführt ist, deren Ausgangssignal an den Istwerteingang (.31) der Regelvorrichtung (30) geführt ist. 14. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das- Ausgangssignal des Signalaufnehmers (7) einer frequenzabhängigen Auswerteschaltung (35) zugeführt ist, deren Ausgangssignal an den Istwerteingang (31) der Regelvorrichtung (30) zugeführt ist. 15. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 114, dadurch gekennzeichnet, dass Einrichtungen ()10, 41; 50 bis 53) vorgesehen sind, mit denen drehzahl- oder lastabhängige Sollwerte vorgebbar sind. 16. Regeleinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Sollwert-Vorgabeeinrichtung (50 bis 53) auf drehzahl- oder lastabhängige Regelung umschaltbar ist. 17. Regeleinrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollwertvorgabe von zu bearbeitendem Material bestimmt ist. 18. Regeleinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass bei bestimmten Sollwertvorgaben Zusatzvorrichtungen einschaltbar sind. 19. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der Drehzahl ein Gangwechsel anzeigbar oder steuerbar ist. 20. Regeleinrichtung nach einem der Anspräche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass ein Messwandler (85) vorgesehen ist, der in. Abhängigkeit vom Spulenstrom bzw. von der Spulenspannung den Istwert für die Regelvorrichtung (30) liefert. 21. Regeleinriedtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass dem Messwandler (85) Filter nachge schaltet sind, durch die drehzahlabhängige und ampli tudenabh ngige-Signale voneinander trennbar sind.

Inventors: HORNUNG, FRIEDRICH, DIPL.-ING., SCHADLICH, FRITZ, DIPL.-ING., Schädlich, Fritz, Dipl.-Ing.
Applicants: ROBERT BOSCH GMBH
Application year: 1983
Main classification: B23B45
IPC codes: B23Q17, B23B47, H02P23, B23Q15, B23Q3, B23Q1