CH666847A5 - Mechanische fuehleranordnung. - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine mechanische Fühleranordnung für ein Bearbeitungswerkzeug mit einem Taster zum Auslösen eines elektrischen Signals beim Erreichen einer voreinstellbaren Soll-Posi-tion zwischen dem zu bearbeitenden Werkstück und dem Taster.

Vielfach ist bei Bearbeitungswerkzeugen mit elektronischer Abstandsregelung zusätzlich eine mechanische Fühleranordnung vorgesehen, welche beim erstmaligen Anfahren des Bearbeitungswerkzeugs an das Werkstück mechanisch das Erreichen der Soll-Position überwacht und bei deren Erreichen ein elektrisches Signal abgibt, welches den Vorschub unterbricht und ggf. auch die automatische Abstandsregelung aktiviert. (Fühler zur automatischen Abstands-Überwachung und -Regelung sind z. B. in den folgenden Vorpublikationen des Anmelders beschrieben: DE-A-2726 648, DE-A-28 29 851, DE-A-27 47 539 sowie CH-A-641 989.)

Dabei ist es jedoch wünschenswert, dass der Taster nach dem Erreichen der Soll-Position aus dem Arbeitsbereich des Bearbeitungswerkzeugs entfernt wird, um Beschädigung oder Verschmutzung zu vermeiden.

Vor allem dieses Anheben oder Verschwenken des Tasters aus dem Arbeitsbereich bereitet in der Praxis häufig Schwierigkeiten. Vor allem bedarf es dazu aufwendiger Antriebseinrichtungen, z. B. pneumatischer Zylinderanordnungen sowie zugehöriger Ansteuer-einrichtungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Bekannten zu vermeiden, insbesondere also eine mechanische Fühleranordnung zu schaffen, die einfach im Aufbau ist, ohne aufwendige Antriebseinrichtungen arbeitet und dabei ein grosses Mass an Be-5 triebssicherheit gewährleistet. Erfindungsgemäss wird dies in erster Linie dadurch gewährleistet, dass die Fühleranordnung eine Vorspanneinrichtung mit einem Kraftspeicher zur Verlagerung des Tasters vom Werkstück weg aufweist, dass die Vorspanneinrichtung eine Halteanordnung zum Halten des Tasters in der Vorspannlage io und eine Auslöseeinrichtung aufweist, und dass der Taster zur Betätigung der Auslöseeinrichtung beim Erreichen der Soll-Position mit dieser in Wirkeingrifif ist. Dadurch lässt sich ersichtlicherweise erreichen, dass durch die Auslösung des Tasters beim Erreichen der Soll-Position sowohl das gewünschte elektrische Signal erzeugt wird, als 15 auch dass sich der Taster quasi selbst durch die Auslösung aus dem Arbeitsbereich des Bearbeitungswerkzeugs verlagert.

Durch den Einsatz eines Kraftspeichers zur Verlagerung des Tasters wird ausserdem auf vorteilhafte Weise vermieden, dass aufwendige Antriebe am Bearbeitungswerkzeug angebracht werden 20 müssen.

Besonders einfach lässt sich die Erfindung realisieren und anordnen, wenn der Taster in einer axial gegen die Vorspannkraft einer Feder verschiebbaren Halteanordnung gelagert ist, welche durch eine Rastanordnung in gespannter Lage haltbar ist, und wenn der 25 Taster zum Lösen der Rastanordnung beim Erreichen der Soll-Position an der Rastanordnung angreift.

In bestimmten Anwendungsfällen lässt sich eine weitere Vereinfachung des Kraftspeichers dadurch erreichen, dass der Kraftspeicher eine Schnapp-Federanordnung mit zwei stabilen Rastpositio-30 nen und einer instabilen Kipp-Position aufweist, dass der Taster mit der Federanordnung verbunden ist, und dass die Soll-Position auf die instabile Kipp-Position der Federanordnung einstellbar ist.

Besonders einfach lässt sich die Rastlage und/oder die Soll-Position einstellen, wenn die Halteanordnung einen Magnet aufweist. 35 Der Magnet ist dabei derart dimensioniert, dass er den Taster gegen die Vorspannkraft des Kraftspeichers, insbesondere der Federanordnung hält, wobei jedoch die Haltekraft leicht überwunden wird, sobald der Taster mit dem zu bearbeitenden Werkstück in Kontakt kommt.

40 Das Vorspannen des Kraftspeichers lässt sich besonders einfach realisieren, wenn an der Halterung für das Bearbeitungswerkzeug ein Mitnehmer zum Verlagern des Tasters in die Vorspannlage und zum Spannen des Kraftspeichers beim Verlagern des Bearbeitungswerkzeugs in die Ruheposition vorgesehen ist. Jedes Zurückfahren 45 des Bearbeitungswerkzeugs bewirkt dabei automatisch ein Spannen des Kraftspeichers. Selbstverständlich kann der Kraftspeicher aber auch vor dem Anfahren z. B. manuell gespannt werden.

Der erfinderische Inhalt des Anmeldungsgegenstands ist ersichtlicherweise sowohl durch die neuen Einzelmerkmale als auch durch so Kombination und Unterkombination der Verwendung findenden Merkmale gewährleistet.

Die Erfindung ist im folgenden in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 die schematische Darstellung einer erfindungsgemässen 55 Fühleranordnußg an der Düse einer Brennschneidanlage,

Figur 2 die Fühleranordnung gemäss Figur 1 beim Absenken des Bearbeitungswerkzeugs,

Figur 3 die Fühleranordnung gemäss Figur 1 und 2 kurz vor dem Erreichen der Soll-Position,

60 Figur 4 die Fühleranordnung gemäss Figur 1 bis 3 nach dem Erreichen der Soll-Position,

Figur 5 eine Fühleranordnung mit abgewandelter Halteanordnung und Auslöseeinrichtung,

Figur 6 die Halteanordnung gemäss Figur 5 in vergrössertem 65 Massstab,

Figur 7 einen Schnitt längs der Linie A-A in Figur 6, und Figur 8 eine weiter abgewandelte Ausführungsform einer Halteanordnung.

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Gemäss Figur 1 ist die Düsenanordnung 1 einer nicht näher dargestellten Brennschneidanlage an einer Halterung 2 befestigt, in welcher sie durch einen Motorantrieb 3 anhebbar bzw. absenkbar gelagert ist. Ein Taster 4 ist in zwei Büchsen 5 vertikal verschiebbar gelagert, wobei die Büchsen 5 an der Düsenanordnung 1 befestigt 5 sind. Ein Hebel 6 ist einerseits verschwenkbar an einer Lasche 7 befestigt und andererseits mittels eines Stifts 8 mit dem Taster 4 verbunden. Der Stift 8 gleitet in einem am Hebel 6 vorgesehenen Langloch 9, so dass der Hebel 6 beim Anheben oder Absenken des Tasters 4 verschwenkt wird. Der Hebel 6 ist ausserdem mittels einer 10 Feder 10 vorgespannt, wobei die Feder 10 ebenfalls an der Lasche 7 befestigt ist.

An der Halterung 2 ist ausserdem ein Anschlag 11 vorgesehen, an welchem der Taster 4 anliegt. Im Anschlag 11 ist ein schematisch dargestellter Mikroschalter 12 integriert, der beim Berühren des 15 Tasters öffnet.

Sobald im Betrieb der Gesamtanlage die Düsenanordnung 1 durch den Motor 3 weiter nach oben gefahren wird, stützt sich der Taster 4 am Anschlag 11 ab, so dass er nach unten geschoben wird, wobei der Hebel 6 ebenfalls nach unten verschwenkt wird. Sobald 20 der Hebel 6 über seine waagrechte neutrale Position hinaus verschwenkt wird, zieht die Feder 10 den Hebel 6 nach unten, so dass der Taster 4 mittels eines Stifts 13 an der unteren Büchse 5 anliegt und sich dort in einer stabilen Vorspannlage befindet. Diese stabile Vorspannlage bleibt auch erhalten, wenn die Düsenanordnung 1 25 gemäss Figur 2 wieder zum Betrieb gegen ein Werkstück 14 abgesenkt wird. Sobald im Verlauf des Absenkens der Taster 4 das Werkstück 14 berührt, wird der Taster 4 und damit auch der Hebel 6 angehoben. In Figur 3 ist dabei dargestellt, wo sich der Hebel 6 kurz vor dem Erreichen der instabilen Horizontallage befindet.

Sobald die Düsenanordnung 1 weiter gegen das Werkstück 14 abgesenkt wird, überwindet die Feder 10 den Totpunkt und zieht den Hebel 6 und damit den Taster 4 nach oben gegen den Anschlag 11. Dadurch wird der Mikroschalter 12 geöffnet. Durch dieses Ausgangssignal lässt sich in bekannter Weise der Motor 3 und damit das Absenken der Düsenanordnung abstellen.

Der Taster 4 ist mit einer Tasterspitze 4a versehen, welche mittels eines Gewindes im Taster 4 in nicht näher dargestellter Weise befestigt ist. Dadurch lässt sich die Tasterspitze 4a zur Einstellung der Soll-Position, bei welcher der Hebel durch die Feder 10 zur Auslösung des Mikroschalters 12 nach oben gezogen werden soll, mehr oder weniger nach unten herausschrauben und damit näher zum Werkstück 14 bringen. Je weiter die Tasterspitze 4a herausgeschraubt ist, desto eher löst der Taster 4 aus.

Gemäss Figur 5 ist zur Vorspannung eines Rohrs 20, das den Taster 4 umgibt, eine Schraubenfeder 10a angeordnet, welche mittels Stiften 15 am Rohr 20 einerseits und an der unteren Büchse 5 andererseits angreift. Zum Einrasten des Rohrs 20 und des Tasters 4 in der Soll-Position ist eine Klinke 16 vorgesehen, welche an einem

Bolzen 17 befestigt und horizontal durch die Bohrung 18 in einer Halteplatte 19 verlagerbar ist. Eine Feder 17a drückt die Klinke 16 in die in Figur 5 und 6 dargestellte Position. Der Taster 4 ist dabei frei im Rohr 20 gelagert, das, wie beschrieben, vertikal verschiebbar • in den Büchsen 5 gehalten ist. In der Rastlage gemäss Figur 5 und 6 wird das Rohr 20 durch die Klinke 16 gehalten. Sobald jedoch die Düsenanordnung 1 gegen das Werkstück 14 bewegt und dabei der Taster 4 nach oben im Rohr 20 geschoben wird, läuft dieser auf die obere Kante 16a der Klinke 16 auf, so dass diese gegen die Kraft der Feder 17a nach links verschoben wird und dabei das Rohr 20 freigibt. In diesem Moment wird das gesamte Rohr 20 zusammen mit dem Taster 4 durch die vorgespannte Feder 10a nach oben verlagert, bis der Tasterkopf 4b auf dem Anschlag 11 auftrifft und dort gehalten wird. Beim Ausführungsbeispiel gemäss Figur 5 und 6 ist dabei der Tasterkopf 4b aus magnetischem Material und der Mikroschalter 12 als Reed-Relais 12a ausgebildet. Sobald der magnetische Tasterkopf 4b in den Einflussbereich des Reed-Relais 12a gelangt, wird dieses aktiviert und ein verwertbares Signal abgegeben.

Zur Einstellung der Soll-Position ist die Halteplatte 19 mit zwei nicht sichtbaren vertikalen Bohrungen versehen, wobei in einer Bohrung eine Gleitstange 21 und in der anderen Bohrung eine Stellschraube 22 angeordnet sind. Gleitstange 21 und Stellschraube 22 sind an einer Verlängerung 5b der oberen Büchse 5 befestigt. Durch Verdrehen der Stellschraube 22 lässt sich deshalb die Halteplatte 19 und damit die Klinke 16 in der Höhe verstellen, wodurch die Rastposition des Rohrs 20 und des Tasterkopfs 4b und damit der Taster einstellbar ist.

Figur 8 zeigt ein im Vergleich mit dem Ausführungsbeispiel gemäss Figur 5 bis 7 etwas abgewandeltes Ausführungsbeispiel, wobei statt der Klinke 16 ein Magnet 22 am Taster 4 befestigt ist. Der Taster 4 gleitet im übrigen ohne ein Aussenrohr in den Büchsen 5, wobei die obere Büchse 5 mit einer Verlängerung 5b versehen ist, in welcher eine Einstellschraube 23 befestigt ist. Auf der Einstellschraube 23 ist eine Eisenscheibe 24 befestigt. Der Magnet 22 wird durch Magnetkraft an der Scheibe 24 gegen die Kraft der Feder 10a gehalten. Sobald jedoch im Betriebsablauf der Taster 4 leicht nach oben gedrückt wird, wird die Haltekraft des Magnets 22 aufgehoben und der Taster 4 durch die Kraft der Feder 10a nach oben gegen den Anschlag 11 gedrückt. Wie beim Ausführungsbeispiel gemäss Figur 5 ist dabei ein Reed-Relais 12a vorgesehen, welches durch den Magnet 22 aktiviert wird. Die Soll-Position des Tasters 4 lässt sich dabei in ähnlicher Weise wie beim Ausführungsbeispiel gemäss Figur 5 durch Verdrehen der Stellschraube 23 einstellen. Dies bewirkt nämlich ein Anheben oder Absenken der Scheibe 24, womit die Halteposition des Magnets 22 veränderbar ist.

Selbstverständlich lassen sich anstelle der Federn 10 bzw. 10a auch andere bekannte Kraftspeicher, wie z. B. hydraulische oder pneumatische Anordnungen, bei denen z. B. ein komprimierbares Gasvolumen als Kraftspeicher verwendet wird, einsetzen.

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3 Blätter Zeichnungen

Claims (7)

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1. Mechanische Fühleranordnung für ein Bearbeitungswerkzeug mit einem Taster zum Auslösen eines elektrischen Signals beim Erreichen einer voreinstellbaren Soll-Position zwischen dem zu bearbeitenden Werkstück und dem Taster, dadurch gekennzeichnet, dass die Fühleranordnung eine Vorspanneinrichtung mit einem Kraftspeicher zur Verlagerung des Tasters vom Werkstück weg aufweist, dass die Vorspanneinrichtung eine Halteanordnung zum Halten des Tasters in der Vorspannlage und eine Auslöseeinrichtung aufweist, und dass der Taster zur Betätigung der Auslöseeinrichtung beim Erreichen der Soll-Position mit dieser in Wirkeingriff ist.

2. Mechanische Fühleranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Taster in einer axial gegen die Vorspannkraft einer Feder verschiebbaren Halteanordnung gelagert ist, welche durch eine Rastanordnung in gespannter Lage haltbar ist, und dass der Taster zum Lösen der Rastanordnung beim Erreichen der Soll-Position an dieser direkt oder indirekt angreift.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Mechanische Fühleranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftspeicher eine Schnapp-Federanordnung mit zwei stabilen Rastpositionen und einer instabilen Kipp-Position aufweist, dass der Taster mit der Federanordnung verbunden ist, und dass die Soll-Position auf die instabile Kipp-Position der Federanordnung einstellbar ist.

4. Mechanische Fühleranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteanordnung einen Magnet aufweist.

5. Mechanische Fühleranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche mit einem an einer Halterung aus einer Ruheposition in wenigstens eine näher am Werkstück liegende Arbeitsposition verlagerbaren Bearbeitungswerkzeug und mit einem Antrieb zum Verlagern des Bearbeitungswerkzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass an der Halterung ein Mitnehmer zum Verlagern des Tasters in die Vorspannlage und zum Spannen des Kraftspeichers beim Verlagern des Bearbeitungswerkzeugs in die Ruheposition vorgesehen ist.

6. Mechanische Fühleranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schalteinrichtung zur Erzeugung eines elektrischen Signals vorgesehen ist, die nach Betätigung der Auslöseeinrichtung aktivierbar ist.

7. Mechanische Fühleranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung durch den Taster betätigbar ist.