DE1927559C3

DE1927559C3 - Stößelendschalter mit begrenztem Schwenkwinkel

Info

Publication number: DE1927559C3
Application number: DE19691927559
Authority: DE
Inventors: Dieter Diehl; Hermann 8761 Woerth Julien; Roman Romes
Original assignee: Indramat Gesellschaft fuer Industrie Rationalisierung und Automatisierung
Current assignee: Rexroth Indramat GmbH
Priority date: 1969-05-30
Filing date: 1969-05-30
Publication date: 1975-03-13
Also published as: DE1927559B2; DE1927559A1

Description

Die Anmeldung bezieht sich auf einen Stößelendschalter mit begrenztem Schwenkwinkel des mit mindestens einem auf einen Antriebsteil befindlichen Betätigungsglied zusammenwirkenden Stößels, mit einem vorgespannten, plattenförmigen elastischen Glied, das mit der Schwenkachse des Stößels derart zusammenwirkt, daß es beim Schwenken des Stößels durchgebogen wird und dabei die Abgabe elektrischer Signale durch einen elektrischen Signalerzeuger veranlaßt. Ein solcher Endschalter ist in der US-PS 2 673 468 beschrieben.

Solche Endschalter werden üblicherweise bei lagegeregelten Antrieben als Positionsgeber verwendet. Bei Werkzeugmaschinensteuerungen z. B. werden sie von am Werkzeugschlitten angeordneten Nocken betätigt, wobei das vom Endschalter bewirkte elektrische Signal den Antrieb im Sinne einer Umkehr der Drehrichtung, einer Verminderung der Geschwindigkeit oder einer Stillsetzung beeinflußt.

Für eine genaue Positionierung des betreffenden Maschinenteils ist es erforderlich, daß der Antrieb oder die mit dem Antrieb mechanisch gekoppelte Drehrichtungsumkehreinrichtung verzögerungsfrei das Maschinenteil zum Halten bzw. in die andere Bewegungsrichtung bringt. Infolge der am Maschinenteil sowie am Antrieb bzw. der Umkehreinrichtung wirkenden Massenkräfte läuft bei Betätigung des Positionsgebers das Maschinenteil noeh um einen Betrag weiter, bis die kinetische Energie durch Brems- bzw. Reibungseinwirkung aufgezehrt ist. Zur Vermeidung dieses undefinierten Nachlaufweges des Maschinenteils ist schon vorgeschlagen worden, den Antrieb vor Erreichen seiner Endsteüung durch Vorschaiten eines oder mehrerer Endschalter so weit abzubremsen, daß der Antrieb mit Sicherheit an der festgelegten Stelle zum Halten

ίο kommt. Die Verwendung mehrerer Endschalter /um Anfahren einer festgelegten Position des betreffenden Maschinenteils erfordert erheblichen technischen Auf wand, verbunden mit einem erhöhten Platzbedarf. Dar über hinaus ergibt sich bei einer stufenweisen Abbremsung des Antriebes eine relativ lange Verzögerungs strecke.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Stötieicndschalter mit begrenztem Schwenkwinkel zu schaffen, der bei geringstein Platzbedarf in Verbindung mit einem regelbaren Antrieb eine genaue Positionierung eines Maschinenteils bei optima'em Bremsweg fur alle Geschwindigkeiten bewirkt.

Nach der Erfindung wird dies bei einem StöUclcnd schalter der eingangs genannten Art dadurch erreicht.

daß als elektrischer .Signalerzeuger mindestens cn aut dem elastischen Glied befestigter Dehnungsmeßstrei fen vorgesehen ist. dessen Ausgangssignale durch die Formgebung des mit dem Stößel zusammenwirkenden Betätigungsgliedes wegabhängig veränderlich sind. Da das mti zunehmender Durchbiegung von den Dehnungsmeßstreifen bewirkte Signal abnimmt, läßt sich die für den Antrieb erforderliche Ver/ögerungsstrecke in einfacher Weise durch entsprechende Formgebung des mit dem Stößel des elastischen Gliedes zusammen wirkenden, im allgemeinen mit dem Maschinenteil eine Verfahrenheit bildenden Betätigungsgliedes festlegen. In weiterer Ausbildung der Erfindung sind der Deh nungsmeßstreifen. das elastische CJI'.'d und das Betätigungsglied derart aufeinander abgestimmt, daß nach Unterschreiten des Null-Signals das weitere Durchbie gen des elastischen Gliedes ein negatives Ausgangssignal erzeugt. Dies hat den Vorteil, daß bei Maschiner, mit von einer äußeren Kraft belastetem Antrieb beispielsweise von dem Gewicht eines senkrecht geführten mit dem Antrieb mechanisch gekoppelten Werkzeugschlittens oder durch Bearbeitungskräfte bei Überschreiten der Haltestelle eine Drehrichtungsumkehr des Antriebes bewirkt wird, so daß der Antrieb in der festgelegten Haltestelle verbleiben muß. Vorleilhafterweise ist das elastische Glied an semcm einen Ende in einem Klotz befestigt und an seinem anderen Ende der Stößel angeordnet und zwischen diesen Enden auf beiden Oberflächen des elastischen Gliedes mehrere Dehnungsmeßstreifen befestigt. Zweckmäßigerweise sind der oder die Dehnungsmeßstreifen mit einem im gemeinsamen Gehäuse angeordneten Verstärker verbunden. Durch die räumliche Zuordnung des Verstärkers zum, die Dehnungsmeßstreifen tragenden elastischen Glied, wird erreicht, daß für die kleinen Signale der

6a Dehnungsmeßstreifen äußere Einflüsse weitgehend unwirksam bleiben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
F i g. 1 zeigt einen Schnitt durch das Gehäuse des Positionsgebers;

F i g. 2 zeigt ein Blockschaltbild einer von dem erfindungsgemäßcn Positionsgeber beeinflußten Steuerung eines Antriebes beispielsweise für den Werkzeugschiit-

1 927 55S

ten einer Werkzeugmaschine und

F i g. 3 zeigt ein Schaubild über den Verlauf des Signals U der Dehnungsmeßstreifen in Abhängigkeit der Durchbiegung sdes elastischen Gliedes.

In F i g. 1 ist mit 1 das Gehaust und mit 2 der Gehäusedeckel des Positionsgebers bezeichnet. An der Seitenwand 3 des Gehäuses I ist mittels der Schraube 4 ein Klotz 5 befestigt, an dem ein elastisches U lied 6 sowie eine Leiterplatte 7 befestigt sind Das elastische Glied 6 ist plattenförmig ausgebildet und trägt auf beiden Seiten je zwei Dehnungsmeßstreifen m, die über Leitungen 1 mit der Leiterplatte 7 verbunden sind. Auf der Leiterplatte 7 ist der für die Signale der Dehnungsmeßstreifen bestimmte Verstärker V aufgesetzt

Am Ende des elastischen Gliedes 6 ist ein mit einer Rolle 8 versehener Stößel 9 angeordnet, der mittels der Membrandichtung 10 staub- und flüssigkeiisdicht durch die Bohrung 11 des Gehäusebodens 12 nach außen geführt ist. Der Stößel 9 wirkt mit als Nocken ausgebildeten Betätigungsgliedern η zusammen, die an einer Nutleiste Si abstandsveränderbar befestigt sind. Die Nutleiste Si ist mit dem nicht gezeigten, von einem regelbaren Antrieb betätigten Maschinenteil, beispielsweise einem Werkzeugschlitten einer Werkzeugmaschine verbunden. Die wirksamen Flächen 13 der Betätigung;.-glieder η sind in Bewegungsrichtung der Nutleiste Si schräg ausgebildet und lenken den Stößel 9 gemeinsam mit dem elastischen Glied 6 proportional ium Weg der Nutleiste Sf aus. Hierbei wird das von den Dernungsmeßstre fen erzeugte Spannungssignal von seinem ma ximalen Wert Uma« (F i g. 3) proportional mit der Durchbiegung sdes elastischen Gliedes 6 vermindert.

Die Wirkungsweise des Positionsgebers in Verbindung mil dem geregelten Antrieb ist nach F i g. 2 fol

gende:

Der Antrieb A bewegt zunächst den Werkzeugschlitten Wimit gleichförmiger Geschwindigkeit SobaJd der adf der mit dem Werkzeugschlitten bzw. dem Antrieb mechanisch gekoppelten Nutleiste St angeordnete Nocken N mit dem Stößel 9 des elastischen Gliedes des ortsfestangeordneten Positionsgebers P in Kraftschluß steht, wird bei weiterer Bewegung des Werkzeugschlittens W das elastische Glied ausgelenkt. Mit Beginn der Auslenkung des elastischen Gliedes sinkt das von den Dehnungsmeßstreifen erzeugte Signal linear ab (Fig. 3), und zwar von dem maximalen Wert Um», gegen den Wert Null. Aus dem von dem Verstärker verstärkten Signal der Dehnungsmeßstreifen und dem Eingangssignal F. wird ein Differenzsignal gebildet und dem. den Antrieb A beeinflußenden Regler R zugeführt. Damit wird der Antrieb unmittelbar von dem Signal des Positionsgebers /'beeinflußt. Ist das elastische Glied des Positionsgebers P von dem Nocken /V so weil ausgelenkt, daß das Signal der Dehnungsmeßstreifen den Wert Null erreicht, bleibt der Antrieb stehen. Sollte an dem Antrieb eine äußere Kraft, beispielsweise das Gewicht des mit dem Antrieb gekoppelten Werkzeugschlitten angreifen und den Antrieb mit Werkzeugschlitten, unabhängig von dem Signal des Reglers tfüber die Haltestelle hinaus bewegen, ergibt sich nach F i g. 3 ein negatives Signal der Dehnungsmeßstreifen des Positionsgebers P, daß eine Umkehrung der Drehrichtung des Antriebes A bewirkt. Dadurch wird die Hallestellung des Antriebes und damit des Werkzeugschlittens W unabhängig von äußeren Kräften beibehalten. Eine zusätzliche Bremseinrichtung zur Fixierung der durch den Nocken N festgelegten Hallestellung des Antriebes ist somit nicht erforderlich.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

I 927 559 Patentansprüche:

1. Stößelendschalter mit begrenztem Schwenkwinkel des mit mindestens einem auf einem Antriebsteil befindlichen Betätigungsglied zusammenwirkenden Stößels, mit einem vorgespannten, plattenförmigen elastischen Glied, das mit der Schwenkachse des Stößels derart zusammenwirkt, daß es beim Schwenken des Stößels durchgebogen wird und dabei die Abgabe elektrischer Signale durch einen elektrischen Signalerzeuger veranlaßt, dadurch gekennzeichnet, daß als elektrischer Signalerzeuger mindestens ein auf dem elastischen Glied (6) befestigter Dehnungsmeßstreifen (m) vorgesehen «st, dessen Ausgangssignale durch die Formgebung des mit dem Stößel (9) zusammenwirkenden Betätigungsglieds («) wegabhängig veränderlich sind.

2. Su^!endschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Dehnungsmeßstreifen (/»>). elastisches Glied (6) und Betätigungsglied (n) derart aufeinander abgestimmt sind, daß nach Unterschrei- ;en des Null-Signals das weitere Durchbiegen des elastischen Glieds (6) ein negatives Ausgangssign.il erzeugt.

J. Stößelendschalter nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Glied (6) an seinem einen Ende in einem Klotz (5) befestigt ist und an seinem anderen Ende der Stößel (9) an geordnet ist und daß zwischen diesen Enden auf beiden Oberflächen des elastischen Glieds (6) meh rere Dehnungsmeßstreifen (/n) befestigt sind.

4. Stößelendschalter nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Dehnungsmeßstreifen (m) mit einem im gemeinsamen Gehäuse (1) angeordneten Verstärker (V) ver bunden sind.