DE3543143A1

DE3543143A1 - Werkzeugmaschine mit elektromagnetischer grundplatte

Info

Publication number: DE3543143A1
Application number: DE19853543143
Authority: DE
Inventors: Keith A. Wadsworth Ohio Pelfrey
Original assignee: Black and Decker Inc
Current assignee: Black and Decker Inc
Priority date: 1984-12-12
Filing date: 1985-12-06
Publication date: 1986-06-19
Anticipated expiration: 2005-12-07
Also published as: GB2168269B; IT8523168A0; CA1263434A; GB2168269A; IT1223639B; FR2574332B1; GB8528268D0; FR2574332A1; US4591301A; DE3543143C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine mit elektromagnetischer Grundplatte, die zur magnetischen Halterung auf der Oberfläche des zu bearbeitenden Werkstückes erregt wird. Solche Werkzeugmaschinen können beispielsweise Bohrmaschinen sein.

Werkzeugmaschinen dieser Art besitzen eine elektromagnetisehe Grundplatte, die erregt wird, wenn die Werkzeugmaschine auf der Oberfläche des Werkstückes gehaltert werden soll. Auf der Grundplatte ist ein Motorantrieb angeordnet, der ein Schneidwerkzeug wie beispielsweise einen Bohrer zur Bearbeitung der Oberfläche des Werkstückes antreibt, wenn die elektromagnetische Grundplatte zur magnetischen Halterung der Werkzeugmaschine auf dem Werkstück erregt ist. Die Grundplatte weist eine Magnetspule zur Erzeugung eines Magnetflusses sowie einen Magnetkern zur Konzentrierung des Magnetflusses auf. Wenn ein entsprechend hoher elektrischer strom durch die Magnetspule fließt, entsteht ein Magnetfeld, das eine feste Halterung der magnetischen Grundplatte auf der Oberfläche des Werkstückes bewirkt. Ist die Werkzeugmaschine eine Bohrmaschine, wird die Antriebseinheit in der Regel an Führungsschienen für die Bewegung in Richtung der Achse des Werkzeugs gehaltert, wobei der Benutzer die Bewegung der Antriebseinheit und des mit dieser gekoppelten Schneidwerkzeugs über eine Zahnstangenanordnung steuern kann. Beim Eingriff des Schneidwerkzeugs mit der Oberfläche des Werkstückes wird die magnetische Grundplatte einer Reaktionskraft ausgesetzt, durch die sie auf der Oberfläche des Werkstückes wegrutschen · kann. Diese Kräfte können von erheblicher Größe sein und auch plötzlich auftreten, wenn sich beispielsweise das Schneidwerkzeug im Werkstück festläuft. Um diesen Kräften entgegenzuwirken, sind in herkömmliehen Werkzeugmaschinen spitze Festhaltestifte vorgesehen, die in die Oberfläche des Werkstückes getrieben werden, um

einen mechanischen Eingriff der magnetischen Grundplatte mit dem Werkstück herzustellen.

Werkzeugmaschinen mit magnetischer Grundplatte finden Anwendung in der Herstellung und Reparatur von großen Stahlanordnungen wie beispielsweise Brücken und Schiffen, auf deren Oberflächen die Werkzeugmaschine mit Hilfe der mangetischen Grundplatte horizontal, vertikal oder sogar über Kopf sicher gehaltert werden können, so daß ein korrektes Arbeiten ^⁰ gewährleistet ist, was mit anderen Geräten wie beispielsweise Handgeräten nur schwierig oder gar nicht durchzuführen ist.

Es gibt eine Reihe von kritischen Punkten im Aufbau einer Werkzeugmaschine mit magnetischer Grundplatte. Um ein Abrutschen der magnetischen Grundplatte von der Oberfläche des Werkstückes als Folge der vom Schneidwerkzeug erzeugten Reaktionskräfte zu verhindern, ist es wichtig, daß die Magnetspule in der Grundplatte erregt und der Festhaltestift zur Sicherung der Werkzeugmaschine mit der Oberfläche des Werkstückes in Eingriff gebracht worden ist, bevor der Antriebsmotor zugeschaltet wird. Ferner sollte die magnetische Grundplatte erregt bleiben, wenn der Motor nach Abschalten noch ausläuft, um ein Wegrutschen der Werkzeugmaschine zu verhindern, was nämlich dann auftreten würde, wenn die Magnetspule bereits entregt wird, bevor der Motor steht. Da das Werkstück permanentmagnetisehe Eigenschaften erhält, wenn die magnetische Grundplatte über einen größeren Zeitraum erregt bleibt, ist es zum leichteren Lösen der werkzeugmaschine von der Oberfläche des Werkstückes wünschenswert, die Richtung des Magnetfeldes in der magnetischen Grundplatte für kurze Zeit umzukehren.

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Zur Bedienung solcher Werkzeugmaschinen mit elektromagnetischer Grundplatte sind in letzter Zeit verschiedene Einstellvorrichtungen entwickelt worden. Leider haben diese jedoch den Nachteil, daß sie gegenüber Fehlbedienungen sehr anfällig sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Werkzeugmaschine mit elektromagnetischer Grundplatte zu schaffen, die sicher auf der Oberfläche eines Werkstückes gehaltert und betrieben werden kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine Werkzeugmaschine mit elektromagnetischer Grundplatte, deren Magnetfeld von elektrischem Strom erzeugt wird, und mit einem auf der elektromagnetischen Grundplatte angeordneten Elektromotor zum Antrieb eines Schneidwerkzeugs geschaffen wird, welche sich dadurch auszeichnet, daß eine elektrische Schaltung die elektromagnetische Grundplatte und den Elektromotor ansteuert und einen ersten und zweiten Schalter zur Ansteuerung der in magnetischen Eingriff mit der Oberfläche des Werkstückes zu bringenden, elektromagnetischen Grundplatte und einen Motorschalter zum Zu- und Abschalten des Elektromotors aufweist und daß ferner ein Steuerorgan den ersten und zweiten Schalter betätigt, so daß elektrischer Strom 5 durch die elektromagnetischen Grundplatte fließt, um eine magnetische Halterung der Werkzeugmaschine zu bewirken, und ferner den geöffneten Motorschalter zum manuellen Schließen nur dann freigibt, wenn der erste und zweite Schalter so geschaltet sind, daß die Werkzeugmaschine magnetisch gehal-

30 tert ist.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist, daß das Steuerorgan die Erregung der elektromagnetischen Grundplatte steuert und gleichzeitig ein Zuschalten des Antriebsmotors so lange verhindert, bis die elektromagnetische Grundplatte erregt ist. Es ist somit vorteilhaft, daß der Motor erst

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dann eingeschaltet werden kann, wenn die elektromagnetische Grundplatte vollständig erregt ist.

In einer bevorzugten Ausfuhrungsform unterbricht das Steuerorgan den elektrischen Strom in der elektromagnetischen Grundplatte nur dann, wenn der Motorschalter geöffnet ist.

Der erste und zweite Schalter haben die Aufgabe, den elektrischen Strom in der elektromagnetischen Grundplatte zuzuschalten und in beiden Richtungen so zu steuern, daß die Richtung des erzeugten Magnetfeldes umgekehrt werden kann.

Das Steuerorgan weist in einer bevorzugten Ausführungsform Steuerflächen zur Betätigung des ersten und zweiten Schalters für die Steuerung des elektrischen Stromes durch die Magnetspule in der elektromagnetischen Grundplatte und ferner einen ersten Umfangsabschnitt auf, der ein Einschalten des Motorschalters sperrt. Das Steuerorgan ist von einer ersten Stellung, in der es über die Steuerflächen den ersten und zweiten Schalter so schaltet, daß ein elektrischer Strom in einer ersten Richtung durch die Magnetspule fließt, und der Motorschalter geschlossen werden kann, in eine zweite Stellung drehbar, in der der geöffnete Motorschalter nicht geschlossen werden kann und der Stromfluß in der Magnetspule entweder unterbrochen oder zum leichteren Lösen der Werkzeugmaschine von der Oberfläche des Werkstückes entgegengesetzt gerichtet ist.

Somit kann der Motorschalter nur dann vom Bediener geschlossen werden, wenn bereits die Magnetspule zur magnetischen Befestigung der Werkzeugmaschine auf dem Werkstück erregt ist, und ebenfalls kann die Magnetspule erst wieder entregt werden, wenn der Elektromotor bereits abgeschaltet ist.

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Vorzugsweise weist das Steuerorgan einen zweiten Umfangsabschnitt aufweisen, durch den ein Festhaltestift in mechanischen Eingriff mit der Oberfläche des Werkstückes gebracht wird, wenn die Magnetspule erregt ist, so daß die Werkzeugmaschine sowohl magnetisch als auch mechanisch auf der Oberfläche des Werkstücks gehaltert wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Werkzeugmaschine einen manuell bedienbaren Einstellknopf auf, an

"Ό dessen einem Ende eine als Steuerorgan dienende Steuerscheibe sitzt. Auf der Steuerscheibe sind eine erste und zweite gebogen angeordnete und über ihre Länge einen konstanten, radialen Abstand zur Achse aufweisende Nockenbahn als Steuerflächen für den ersten und zweiten Schalter vorgesehen, durch die der Strom durch die Magnetspule zugeschaltet und die Richtung des Stromes durch die Magnetspule und damit die Richtung des Magnetfeldes gesteuert wird. Ferner weist die Steuerscheibe einen ersten hervorstehenden Umfangsabschnitt auf, durch den ein manuelles schließen des Motorschalters gesperrt wird, bis die Steuerscheibe in eine Stellung gedreht worden ist, in der die Magnetspule in der Grundplatte für die magnetische Befestigung der Werkzeugmaschine an der Oberfläche des Werkstückes erregt wird, über einen zweiten Umfangsabschnitt auf der steuerscheibe wird eine Halterungsvorrichtung betätigt, wobei ein spitzer Festhaltestift in die Oberfläche des Werkstückes getrieben wird, wenn die Magnetspule erregt ist. Über den Einstellknopf mit der Steuerscheibe kann der Bediener die verschiedenen Steuerfunktionen in geeigneter Abfolge von Hand einstellen, wobei eine Fehlbedienung der Werkzeugmaschine verhindert wird. Der Einstellknopf ist von einer ersten Stellung, in der das Schließen des Motorschalters und somit das Zuschalten des Elektromotors gesperrt ist, in eine zweite Stellung drehbar, in der die Magnetspule erregt, der Festhaltestift in die Oberfläche des Werkstückes getrieben und der Motorschalter für das Zu- oder Abschalten

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des Elektromotors freigegeben wird. Anschließend kann der Drehknopf nur dann in die erste Stellung zurückgedreht werden, wenn der Motorschalter wieder geöffnet worden ist. Wird der Drehknopf in seine erste Stellung zurückgedreht, wird der Festhaltestift von der Oberfläche des Werkstückes weggezogen und der elektrische Strom durch die Magnetspule unterbrochen, so daß die Werkzeugmaschine mit der magnetischen Grundplatte von der Oberfläche des Werkstückes gelöst

werden kann. 10

Ist das Werkzeug permanentmagnetisiert, kann der Drehknopf über seine erste Stellung hinaus weitergedreht werden, wobei die Richtung des elektrischen Stromes durch die Magnetspule gewechselt wird, so daß das von der Magnetspule erzeugte Magnetfeld seine Richtung ändert und somit die Werkzeugmaschine mit ihrer Grundplatte leichter von der Oberfläche des Werkstückes gelöst werden kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine Seitenansicht einer Werkzeugmaschine mit

elektromagnetischer Grundplatte,

Figur 2 eine Rückansicht auf den durch die Linie 2-2 gekennzeichneten Teil der Werkzeugmaschine mit der

Einstellvorrichtung,

Figur 3 einen Längsschnitt durch den die Einstellvorrichtung umfassenden Teil,

Figur 4 eine Draufsicht auf den Einstellknopf entsprechend der Linie 4-4 aus Figur 3, wobei aus Gründen der

Übersichtlichkeit einige Teile weggelassen sind, Figur 4a eine entsprechend den Pfeilen 4a in Figur 4 gerichtete Seitenansicht der Steuerscheibe mit schematischer Darstellung der ersten gebogenen Nockenbahn für die Betätigung des Haupt-Tastschal

ters,

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Figur 4b eine entsprechend den Pfeilen 4b in Figur 4

gerichtete Seitenansicht der Steuerscheibe mit

schematischer Darstelung der zweiten gebogenen

Nockenbahn zur Betätigung des Magnetisierungsumkehr-

⁵ Tastschalters,

Figur 5a die Einstellvorrichtung mit der Steuerscheibe in

einer ersten Stellung
Figur 5b die Einstellvorrichtung mit der Steuerscheibe in einer zweiten Stellung,
Figur 5c die Einstellvorrichtung mit der Steuerscheibe in

einer dritten Stellung,

Figur 6a eine schematische Darstellung der Stellung der Betätigungsknöpfe von Haupt- und Magnetisierungsumkehr-Tastschalter in den jeweiligen Nockenbahnen, wenn sich die Steuerscheibe gemäß Figur 5a in der

ersten Stellung befindet,

Figur 6b eine schematische Darstellung der Stellung der

Betätigungsknöpfe von Haupt- und Magnetisierungsum-

kehr-Tastschalter in den jeweiligen Nockenbahnen, wenn sich die Steuerscheibe gemäß Figur 5b in der

zweiten Stellung befindet,

Figur 6c eine schematische Darstellung der Stellung der Betätigungsknöpfe von Haupt- und Magnetisierungsumkehr-Tastschalter in den jeweiligen Nockenbahnen, wenn sich die Steuerscheibe gemäß Figur 5c in der

dritten Stellung befindet,

Figur 7a eine vergrößerte Teilansicht des Festhaltestiftes, wenn dieser gegenüber der Oberfläche des Werkstückes zurückgezogen worden ist,

Figur 7b eine vergrößerte Teilansicht des Festhaltestiftes entsprechend Figur 7a, wenn dieser die Oberfläche des Werkstückes berührt und dadurch die Grundplatte der Werkzeugmaschine ein wenig von der Oberfläche des Werkstückes angehoben wird,
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Figur 7c eine vergrößerte Teilansicht des Festhaltestiftes entsprechend Figur 7a, wenn dieser in die Oberfläche des Werkstückes getrieben worden ist, und

Figur 8 das Schaltbild der elektrischen Schaltung für die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine.

Figur 1 zeigt die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine 10, die beispielsweise eine Bohrmaschine sein kann. Die Werkzeugmaschine 10 weist eine Grundplatte 12, die eine Magnetspule und einen Magnetkern zur Konzentrierung des Magnetflusses enthält, ein auf der Grundplatte 12 befestigtes Gehäuse 14, einen am Gehäuse 14 gehalterten und vertikal bewegbaren Antrieb 16 und eine Einstellvorrichtung C zum Steuern des Betriebes der Werkzeugmaschine auf. Der Antrieb 16 enthält einen Elektromotor 18, der mit einem Getriebe 20 gekoppelt ist, das ein in einer Führungsbuchse 24 drehbar gelagertes Drehteil 22 antreibt. Der Antrieb 16 ist für die vertikale Bewegbarkeit am Gehäuse 14 in Führungsschienen gehaltert (hier nicht dargestellt). Eine Narbe 26 ist an einer Welle 28 befestigt, welche mit einem Zahnradgetriebe in Verbindung steht (hier nicht dargestellt) , das in eine mit der Antriebseinheit 16 gekoppelten Zahnstange eingreift (hier nicht dargestelt). Von der Narbe 26 erstrecken sich radial Stäbe 30, auf deren Enden Knöpfe 32 angebracht sind, so daß bei Drehung der Narbe 26 und des über die Welle 28 mit dieser gekoppelten Zahnradgetriebes die Antriebseinheit zur Oberfläche 34 des Werkstückes hin- oder von dieser wegbewegbar ist.

wie die Figuren 1 bis 3 zeigen, weist die Einstellvorrichtung C einen Einstellnopf 36 auf, der vorzugsweise aus geschäumtem Kunststoff besteht und zwischen dem Gehäuse 14 und einem sich von der Rückwand 42 des Gehäuses 14 nach außen erstreckenden Befestigungsarm 40 um eine Achse 38 drehbar gehaltert ist. Eine Abdeckplatte 44 schließt ein im Gehäuse 14 ausgebildetes Abteil ab, in welchem verschiedene

Schalter und eine zugehörige elektrische Schaltung untergebracht sind. Über ein Netzkabel 46 wird die elektrische Schaltung im Abteil und über ein Anschlußkabel 48 die Antriebseinheit 16 mit elektrischer Spannung versorgt. Wie in den Figuren 2 bis 4 näher dargestellt, besitzt die Einstellvorrichtung C eine Steuerscheibe 50, die am Einstellknopf 36 sitzt und somit ebenfalls wie dieser um die Achse 38 drehbar ist. Ein Motorschalter 52 (Ein-/Ausschalter) ist auf einer Schalttafel 54 oberhalb der Steuerscheibe 50 angeordnet und besitzt zur manuellen Betätigung einen Schaltgriff 56. Die Steuerscheibe 50 weist einen ersten Umfangsabschnitt 58 mit einer Aussparung 60 auf, die die Form eines Schlitzes hat und so ausgebildet ist, daß sie den Schaltgriff 56 des Motorschalters 52 aufnehmen kann. Der

** 5 Schaltgriff 56 ist von einer oberen Stellung (Aus) gemäß Figur 2 und 3 in eine untere Stellung (Ein) bewegbar, wenn die Steuerscheibe 50 so gedreht worden ist, daß die Aussparung 60 direkt unterhalb des Schaltgriffes 56 liegt. Wenn dagegen die Steuerscheibe 50 so gedreht worden ist, daß sich die Aussparung 60 nicht in einer Linie mit dem Schaltgriff 56 des Motorschalters 52 befindet, ist der Schaltgriff 56 durch den ersten Umfangsabschnitt 58 blockiert und ist in die untere Stellung nicht bewegbar, so daß der Motorschalter 52 nicht geschlossen werden kann.

Wie Figur 3 zeigt, ist der Einstellknopf 36 auf dem gewindelosen Abschnitt eines Schraubenbolzens 62 drehbar gelagert, der sich mit seinem einen Ende durch eine auf dem Befestigungsarm 40 angebrachte, erste Buchse 64 und mit dem anderen Ende durch eine in der Rückwand 42 des Gehäuses 14 angeordnete, zweite Buchse 66 erstreckt und über eine Unterlegscheibe 68 und eine Gewindemutter 70 gehaltert ist. Der Einstellknopf 36 besitzt eine zylindrische Grifffläche, die zum besseren Greifen vorzugsweise genutet ist, und einen auf die Rückwand 42 gerichteten, sich nach außen erweiternden Abschnitt 72, der die Steuerscheibe 50 aufnimmt.

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Gemäß Figur 4 besitzt die Steuerscheibe 50 zwei axial hervorstehende Vorsprünge 74 und 76, die sich in entsprechende Vertiefungen erstreckenden (hier nicht dargestellt), die innerhalb des Abschnittes 72 des Einstellknopfes 36 ausgebildet sind, so daß die Steuerscheibe 50 und der Einstellknopf 36 fest miteinander verbunden sind.

Die Steuerscheibe 50 weist ferner einen Ansatz 78 auf, an dem ein Arretierungsschalter 80 angeordnet ist. Wie Figur 3 zeigt, weist der Arretierungsschalter 80 ein Betätigungsteil 82 auf, das über einen Gelenkstift 84 gelenkig am Ansatz 78 gehaltert ist, wobei eine erste Schraubenfeder 86 unter Spannung zwischen dem Ansatz 78 und dem Betätigungsteil 82 sitzt, so daß dieses in einer Stellung gemäß Figur 3 gehalten wird. Das Betätigungsteil 82 besitzt einen verlängerten Abschnitt 88, der einen Arretierungsstift 90 trägt, welcher sich durch eine Bohrung 92 in der Steuerscheibe 50 erstreckt (siehe Figur 4). Wie in Figur 3 dargestellt, ist auf der Rückwand 42 des Gehäuses 14 eine Arretierungsnut 94 vorgesehen, in die der Arretierungsstift 90 zur Arretierung des Einstellknopfes 36 und der Steuerscheibe 50 einrastet. Das Betätigungsteil 82 kann gegen die Kraft der ersten Schraubenfeder 86 verschwenkt werden, so daß der Arretierungsstift 90 aus der Arretierungsnut 94 herausgezogen wird und der Einstellknopf 36 mit der Steuerscheibe 50 nun um die Achse 38 frei drehbar ist.

Wie die Figuren 2 und 3 zeigen, ist unterhalb der Steuerscheibe 50 in der Nähe der Rückwand 42 eine Halterungsvorrichtung 96 angeordnet, die einen Festhaltestift 98 mit einem unteren, spitzen Ende 100 aufweist, der in einer Führung 102 gehaltert und in vertikaler Richtung begrenzt bewegbar ist und ferner einen Nockenstift 104 aufweist, der in einer zweiten Führung 106 gehaltert und ebenfalls in vertikaler Richtung begrenzt bewegbar ist. Mit dem oberen Ende steht der Nockenstift 104 in Eingriff mit der Steuer-

scheibe 50. Am unteren Ende ist er über eine Sicherungsmutter 108 und eine Unterlegscheibe 110 schraubbar mit dem Festhaltestift 98 verbunden, so daß die Gesmtlänge der Anordnung aus Festhaltestift 98 und Nockenstift 104 einstellbar ist. Der Nockenstift 104 und der Festhaltestift 98 weisen auf den gegenüberliegenden Seiten ebene Seitenflächen 112, 114 auf. Eine zweite Schraubenfeder 116 ist unter Druck zwischen der ersten Führung 102 für den Festhaltestift 98 und der Unterlegscheibe 110 eingesetzt, so daß der Festhalte-"*0 stift 98 und der mit diesem verbundene Nockenstift 104 gemäß Figur 3 nach oben gedrückt werden.

Wie Figur 4 zeigt, weist die Steuerscheibe 50 zwischen einem ersten und einem zweiten Absatz 120 und 122 einen zweiten Umfangsabschnitt 118 auf. Der radiale Abstand des zweiten Umfangsabschnittes 118 vom Mittelpunkt der Steuerscheibe 50 ist am ersten Absatz 120 kleiner als am zweiten Absatz 122, so daß er vom ersten 120 zum zweiten Absatz 122 ansteigt oder - umgekehrt - vom zweiten 122 zum ersten Absatz 120 abnimmt. Dabei befindet sich der zweite Umfangsabschnitt 118 in gleitendem Eingriff mit dem oberen Ende des Nockenstiftes 104, der mit dem Festhaltestift 98 verbunden ist. Durch Drehung des Einstellknopfes 36 und somit der Steuerscheibe 50 in einer ersten Richtung werden der Nockenstift 104 und der mit diesem verbundene Festhaltestift 98 über den zweiten Umfangsabschnitt 118 gemäß Figur 3 nach unten und bei Drehung des Einstellknopfes 36 und der Steuerscheibe 50 in der anderen Richtung aufgrund der Federkraft der zweiten Schraubenfeder 116 nach oben gedrückt.

Wie in Figur 4 in gestrichelten Linien dargestellt, sind auf der gegenüberliegenden Seite der Steuerscheibe 50 eine erste und zweite gebogene und über ihre Länge einen gleichbleibenden, radialen Abstand zur Achse 38 aufweisende Nockenbahn 124 und 126 angeordnet. Gemäß den schematischen Darstellungen in Figur 4a und 4b weist die erste gebogene

Nockenbahn 124 einen mittleren Flächenabschnitt 128 und sich jeweils anschließende erste und zweite geneigte Flächenabschnitte 132 und 134 und die zweite gebogene Nockenbahn 126 einen unteren und oberen Flächenabschnitt 136 und 138 und ^ einen dazwischen liegenden mittleren, geneigten Flächenabschnitt 140 auf. Wie weiter unten noch näher erläutert wird, dienen die gebogenen Nockenbahnen 124, 126 der Betätigung von elektrischen Schaltern, die den elektrischen Strom für die elektrische Schaltung zu- und abschalten und ferner die Richtung des elektrischen Stromes durch die Magnetspule in der Grundplatte 12 steuern.

Die Figuren 5a bis 5c zeigen die drei prinzipiellen Steuerstellungen der Einstellvorrichtung C, und zwar Figur 5a die erste Stellung (Anfangsstellung), Figur 5b die zweite Stellung (Betriebsstellung) und die Figur 5c die dritte Stellung (Entmagnetisierungsstellung). Die elektrischen Schalter, auf die später noch näher eingegangen wird, sind an der Rückwand 42 des Gehäuses 14 befestigt und haben hervorstehende Betätigungsknöpfe, die sich im Eingriff mit den gebogenen Nockenbahnen 124, 126 befinden. Gemäß Figur 5a ist ein Haupt-Tastschalter 142 (in gestrichelten Linien dargestellt) so angeordnet, daß er sich im Eingriff mit der ersten gebogenen Nockenbahn 124 befindet. Ferner ist ein Magnetisierungsumkehr-Tastschalter 144 so angeordnet, daß er sich im Eingriff mit der zweiten gebogenen Nockenbahn 126 befindet.

Die Figuren 6a bis 6c zeigen schematisch die unterschiedliehen Stellungen der zu den beiden Schaltern gehörenden Betätigungsknöpfe 146, 148 in den Nockenbahnen 124, 126, wobei der zum Haupt-Tastschalter 142 gehörende Betätigungsknopf 146 sich im Eingriff mit der ersten gebogenen Nockenbahn 124 befindet und von dieser betätigt wird, während der zum Magnetisierungsumkehr-Tastschalter 144 gehörende Betätigungsknopf 148 sich im Eingriff mit der zweiten

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Nockenbahn 126 befindet und von dieser betätigt wird.

Figur 5a zeigt die Einstellvorrichtung C mit der Steuerscheibe 50 in der ersten Stellung, wobei der Nockenstift 104 den zweiten Umfangsabschnitt 118 ungefähr in der Mitte zwischen den beiden Absätzen 120, 122 berührt. Dabei befindet sich der Schaltgriff 56 des Motorschalters 52 oberhalb des ersten Umfangsabschnittes 58 der Steuerscheibe 50 und ist für eine manuelle Betätigung blockiert, so daß

^¹⁰ der Motorschalter 52 geöffnet ist und nicht geschlossen werden kann. Die Aussparung 60 befindet sich nämlich gemäß Figur 5a rechts vom Schaltgriff 56. Wie Figur 6a schematisch zeigt, berührt der Betätigungsknopf 146 des Haupt-Tastschalters 142 den unteren, mittleren Flächenabschnitt 128 der ersten gebogenen Nockenbahn 124, so daß der Haupt-Tastschalter 142 geöffnet ist, und der Betätigungsknopf 148 des Magnetisierungsumkehr-Tastschalters 144 den oberen Flächenabschnitt 148 der zweiten gebogenen Nockenbahn 126, so daß elektrischer Strom durch die Magnetspule in der Grundplatte 12 fließen kann und ein Magnetfeld aufgebaut wird, das die Grundplatte 12 der Werkzeugmaschine 10 an die Oberfläche 34 des Werkstückes zieht.

Zur Bedienung der Einstellvorrichtung C muß der Einstellknopf 36 manuell gedreht werden, indem das Betätigungseil 82 des Arretierungsschalters 80 zur Entriegelung des Arretierungsstiftes 90 gedrückt wird. Dann wird der Einstellknopf 36 entgegen dem Uhrzeigersinn in eine Stellung gemäß Figur 5b gedreht. Dabei drückt der zweite Umfangsabschnitt 118 den Festhaltestift 98 nach unten in Kontakt mit der Oberfläche 34 des Werkstückes. Wenn die Oberfläche 34 des Werkstückes relativ hart ist, wird das spitze Ende 100 gewöhnlich nicht sofort in die Oberfläche 34 des Werkstückes eindringen. Wie schematisch in Figur 7b dargestellt, kann dabei durch die Reaktionskräfte die Grundplatte 12 von der Oberfläche 34 des Werkstückes um einige lOOOstel Zentimeter angehoben werden.

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Ist der Einstellknopf 36 in eine Stellung gemäß Figur 5b gedreht, wird der Bestätigungsknopf 146 durch den zweiten geneigten Flächenabschnitt 134 so geführt, daß der Haupt-Tastschalter 142 geschlossen und somit die Werkzeugmaschine 10 und die Magnetspule 212 (siehe Figur 8) eingeschaltet wird. Der Betätigungsknopf 148 des Magnetisierungsumkehr-Tastschalters 144 verbleibt weiterhin im oberen Flächenabschnitt 138 der zweiten Nockenbahn 126. Wenn die Werkzeugmaschine 10 durch den Haupt-Tastschalter 142 eingeschaltet wird, fließt elektrischer Strom durch die Magnetspule in der Grundplatte 12, so daß das entstehende Magnetfeld eine hohe Anziehungskraft bewirkt, die ausreicht, das spitze Ende 100 des Festhaltestiftes 98 in die Oberfläche 34 des Werkstückes gemäß Figur 7c zu treiben, so daß die Grundplatte 12 der Werkzeugmaschine 10 mit der Oberfläche 34 des Werkstückes sowohl magnetisch als auch mechanisch miteinander verbunden ist. Bei der Stellung gemäß Figur 5b rastet der Arretierungsstift 90 in einer zweiten Arretierungsnut (hier nicht dargestellt) ein, damit der Einstellknopf 36 in der Stellung gemäß Figur 5b arretiert wird.

In dieser Stellung liegt die Aussparung 60 direkt unterhalb des Schaltgriffes 56 des Motorschalters 52, so daß dieser nicht mehr gesperrt ist und zum An- und Abschalten des Elektromotors 18 vom Bediener betätigt werden kann. Wird der Motorschalter 52 geschlossen und somit der Schaltgriff 56 in die Aussparung 60 geschoben, wird der Einstellknopf 36 blockiert und kann nicht mehr gedreht werden, um eine unerwünschte Entregung der Magnetspule zu vermeiden. Soll die Magnetspule in der Grundplatte 12 entregt und der Festhaltestift 98 herausgezogen werden, muß der Motorschalter 52 durch Umlegen des Schaltgriffes 56 aus der Aussparung 60 in die ursprüngliche obere Stellung geöffnet und der Arretierungsschalter 80 gedrückt werden, um den Arretierungsstift 90 aus der zweiten Arretierungsnut herauszuziehen. Der

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Einstellknopf 36 wird dann wieder in die Stellung gemäß Figur 5a zurückgedreht, wobei der Festhaltestift 98 durch die zweite Schraubenfeder 116 aus der Oberfläche 34 des Werkstückes herausgezogen und außerdem der elektrische Strom durch die Magnetspule in der Grundplatte 12 vom Haupt-Tastschalter 142 unterbrochen wird. In der Zeit von dem Zeitpunkt, an dem der Motorschalter 52 geöffnet wird, bis zu dem Zeitpunkt, an dem der Haupt-Tastschalter 142 den elektrischen Strom in der Magnetspule unterbricht, kann der Elektromotor 18 aufgrund seines Trägheitsmomentes bis zum vollständigen oder nahezu vollständigen Stillstand auslaufen. Somit kann der Elektromotor 18 nicht betrieben werden, wenn nicht die Magnetspule erregt ist.

Wenn die Magnetspule während einer sehr langen Zeit erregt gewesen ist, kann das Werkstück dadurch permanentmagnetisiert worden sein, so daß ein Lösen der Grundplatte 12 von der Oberfläche 34 des Werkstückes schwierig werden könnte. In einem solchen Fall kann ein entgegengesetzt gerichtetes Magnetfeld zur Entmagetisierung erzeugt werden, indem der Einstellknopf 36 in eine Stellung gemäß Figur 5c weitergedreht wird. Wie Figur 6c schematisch zeigt, wird dabei der Betätigungsknopf 148 des Magnetisierungsumkehr-Tastschalters 144 auf der zweiten Nockenbahn 126 vom oberen 138 zum unteren Flächenabschnitt 136 geführt, so daß der Magnetisierungsumkehr-Tastschalter 144 von der Magnetisierungsstellung in eine Entmagnetisierungsstellung umschaltet, wodurch die Richtung des Magnetfeldes umgedreht wird. Gleichzeitig wird der Betätigungsknopf 146 des Haupt-Tastschalters 142 auf der ersten Nockenbahn 124 über den ersten geneigten Flächenabschnitt 132 geführt, wodurch die Magnetspule wieder mit Spannung versorgt wird, welche nun zum leichteren Lösen der Grundplatte 12 von der Oberfläche 34 des Werkstückes ein entgegengesetzt gerichtetes Magnetfeld erzeugt.

- «tr -

Tabelle 1 faßt noch einmal die verschiedenen Stellungen der Steuerscheibe 50 gemäß den Figuren 5a bis 5c in übersichtlicher Form zusammen.

In Figur 8 ist schematisch die elektrische Schaltung 200 für die Werkzeugmaschine 10 dargestellt. Der Haupt-Tastschalter 142 mit seinen Kontakten 202 ist ein doppelpoliger Ein-/Ausschalter und dient zum Einschalten der Netzspannung. Hinter dem Haupt-Tastschalter 142 ist ein Vollwellen-Brückengleichrichter 204 mit einem Varistor 206 geschaltet, wobei der Varistor 206 den Stromfluß durch den Brückengleichrichter 204 regelt. Die vom Brückengleichrichter 204 gleichgerichtete Spannung wird über einen Widerstand 208 an die Kontakte 210 des Magnetisierungsumkehr-Tastschalters 144 gelegt, der ein doppelpoliger Umschalter ist und an den die Magnetspule 212 angeschlossen ist. Die wahlweise Betätigung des Magnetisierungsumkehr-Tastschalter 144 durch die zweite gebogene Nockenbahn 126 bewirkt eine Änderung des Stromflusses durch die Magnetspule 212, wodurch ein Magnetfeld in entgegensetzter Richtung aufgebaut wird. Der Motorschalter 52 ist ein doppelpoliger Ein-/Ausschalter mit Kontakten 214, von denen das eine Paar den Elektromotor 18 an den Brückengleichrichter 204 und das andere Paar einen Kondensator 215 zwischen die der Magnetspule 212 gegenüberliegenden Kontakte des Magnetisierungsumkehr-Tastschalters 144 schaltet. Zusätzlich ist eine Anzeigelampe 216 am Ausgang des Brückengleichrichters 204 vorgesehen.

Zusammenfassend sei betont, daß die Erfindung eine Werkzeugmaschine mit einer elektromagnetischen Grundplatte offenbart, bei der der Bediener die verschiedenen Steuerfunktionen ohne Aufwand nur in der vorgeschriebenen Abfolge ausführen kann, um die Maschine zu betreiben. Dabei wird jegliche Fehlbedienung außerhalb der vorgeschriebenen Abfolge ausgeschlossen. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß zur Ausführung verschiedener Steuerfunktionen nur ein

Tabelle 1

Teil
Arretierungsstift

Festhaltestift 98 Haupt-Tastschalter

Magnetierungsumkehr-Tastschalter 144

Motorschalter

Figur 5a

Eingerastet in der ersten Arretierungsnut

zurückgezogen

geöffnet

Magnetisierungsstellung

blockiert (geöffnet) Figur 5b

eingerastet in der zweiten
Arretierungsnut

vorgeschoben

geschlossen

M agnetdsierungsstellung

nioht blockiert

Figur 5c

nicht eingerastet

zurückgezogen geschlossen

EntmagnetisierungssteUung

blockiert (geöffnet)

cn -ρ·» co

einziger Einstellknopf bedient werden muß

Claims

Patentansprüche

1. Werkzeugmaschine mit elektromagnetischer Grundplatte (12), deren Magnetfeld von elektrischem Strom erzeugt wird, und mit einem auf der elektromagnetischen Grundplatte (12) angeordneten Elektromotor (18) zum Antrieb eines Schneidwerkzeugs, dadurch gekennzeichnet,

daß eine elektrische Schaltung (200) die elektromagnetische Grundplatte (12) und den Elektromotor (18) elektrisch ansteuert und einen ersten und zweiten Schalter (142, 144) zur Ansteuerung der in magnetischen Eingriff mit der Oberfläche (34) eines Werkstückes zu bringenden, elektromagnetischen Grundplatte (12) und einen Motorschalter (52) zum Zu- und Abschalten des Elektromotors (18) aufweist, und

daß ein Steuerorgang (50) den ersten und zweiten Schalter (142, 144) betätigt, so daß elektrischer Strom durch die elektromagnetische Grundplatte (12) fließt, um eine magnetische Halterung der Werkzeugmaschine (10) zu bewirken, und den geöffneten Motorschalter (52) zum manuellen Schließen nur dann freigibt, wenn der erste und zweite Schalter (142, 144) so geschaltet sind, daß die Werkzeugmaschine (10) magnetisch gehaltert ist.

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2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan (50) nur dann den elektrischen Strom durch die elektromagnetische Grundplatte (12) unterbrechen kann, wenn der Motorschalter (52) geöffnet ist.

3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan (50) Steuerflächen (124, 126) zur Betätigung des ersten und zweiten Schalters (142, 144) und ferner einen ersten ümfangsabschnitt (58) aufweist, der ein Einschalten des Motorschalters (52) sperrt, wenn der erste und zweite Schalter (142, 144) durch die Steuerflächen (124, 126) so betätigt worden sind, daß die elektromagnetische Grundplatte (12) nicht mit elektrischem Strom versorgt wird und somit keine magnetische Halterung der Werkzeugmaschine (10) erfolgt.

4. Werkzeugmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Motorschalter (52) einen zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung bewegbaren Schaltgriff (56) aufweist, wobei jedoch ein Umlegen des Schaltgriffes (56) in die zweite Stellung durch den ersten Umfangsabschnitt (58) des Steuerorgans (50) gesperrt wird, wenn das Magnetfeld in der elektromagnetischen Grundplatte (12) durch den ersten und zweiten Schalter (142, 144) abgeschaltet ist und somit keine magnetische Halterung erfolgt.

5. Werkzeugmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Umfangsabschnitt (58) eine Aussparung (60) aufweist, die den Schaltgriff (56) des Motorschalters (52) beim Umlegen in die zweite Stellung aufnimmt, wenn das Magnetfeld in der Grundplatte (12) eingeschaltet ist und eine magnetische Halterung erfolgt.

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6. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß der vom Steuerorgan (50) betätigbare erste Schalter (142) ein Haupt-Tastschalter (142) zur Zuschaltung des elektrischen Stroms für die elektrische Schaltung (200) ist und

daß der vom Steuerorgan (50) betätigbare zweite Schalter ein Magnetisierungsumkehr-Tastschalter (144) ist, der in Verbindung mit dem Haupt-Tastschalter (142) eine Umkehr des elektrischen Stroms in der elektromagnetischen Grundplatte (12) von einer ersten in eine zweite entgegengesetzte Richtung bewirkt.

7. Werkzeugmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan (50) über seine erste Steuerfläche (124) den Haupt-Tastschalter (142) und über seine zweite Steuerfläche (126) den Magnetisierungsumkehr-Tastschalter (144) betätigt und von einer ersten Stellung, in der der Haupt-Ta,stschalter (142) und der Magnetisierungsumkehr-Tastschalter (144) durch die Steuerflächen (124, 126) so geschaltet sind, daß in der elektromagnetischen Grundplatte (12) der Strom in einer ersten Richtung fließt, in eine zweite Stellung bewegbar ist, in der der Haupt-Tastschalter (142) und der Magnetisierungsumkehr-Tastschalter (144) durch die Steuerflächen (124, 126) so geschaltet sind, daß der Strom in der elektromagnetischen Grundplatte (12) in einer zweiten entgegengesetzten Richtung fließt.

8. Werkzeugmaschine nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan aus einer Steuerscheibe (50) besteht, die um eine Achse (38) drehbar ist und eine als Steuerfläche dienende erste und zweite gebogen angeordnete und über ihre Länge einen konstanten, radialen Abstand zur Achse (38) aufweisende

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Nockenbahn (124, 126) zur Betätigung des Haupt-Tastschalters (142) und des Magnetisierungsumkehr-Tastschal ters (144) sowie ferner einen, ein Einschalten des Motorschalters (52) sperrenden, hervorstehenden, ersten Umfangsabschnitt (58) mit einer Aussparung (60) aufweist.

9. Werkzeugmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei geschlossenem Motorschalter (52) dessen Schaltgriff (56) von der Aussparung (60) aufgenommen wird, wodurch eine Drehung der Steuerscheibe (50) verhindert wird.

10. Werkzeugmaschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Halterungsanordnung (96) mit dem Steuerorgan (50) gekoppelt und von diesem für den Eingriff mit der Oberfläche (36) des Werkstückes betätigt wird, wenn der Haupt-Tastschalter (142) und der Magnetisierungsumkehr-Tastschalter (144) so geschaltet sind, daß die Werkzeugmaschine (10) magnetisch gehaltert wird.

11. Werkzeugmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerscheibe (50) einen zweiten Umfangsabschnitt (118) und die Halterungsvorrichtung (96) einen Festhaltestift (98) aufweist, der von der Steuerscheibe (50) über deren zweiten Umfangsabschnitt (118) in die Oberfläche (34) des Werkstückes getrieben wird, nachdem der Haupt-Tastschalter (142) und der Magnetisierungsumkehr-Tastschalter (144) von der Steuerscheibe (50) so geschaltet worden, sind, daß elektrischer Strom durch die elektromagnetische Grundplatte (12) zum magnetischen Haltern der Werkzeugmaschine (10) fließt.

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12. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan (50) zur drehbaren Verstellung mit einem Drehknopf (36) verbunden ist und einen Arretierungsschalter (80) mit einem Betätigungsteil (82) und einem Arretierungsstift (90) zur Arretierung in bestimmten Drehstellungen aufweist.

13. Werkzeugmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehknopf (36) auf einem Schraubenbolzen (62) drehbar gelagert ist und sich in Richtung der elektromagnetischen Grundplatte (12) nach außen erweitert, wobei der Elektromotor (18) und der Drehknopf (36) an gegenüberliegenden Seiten der die elektrische Schaltung (200) tragenden Grundplatte (12) angeordnet sind.