CH666847A5

CH666847A5 - MECHANICAL SENSOR ARRANGEMENT.

Info

Publication number: CH666847A5
Application number: CH797/85A
Authority: CH
Inventors: Karl Heinz Schmall
Original assignee: Weidmueller C A Gmbh Co
Priority date: 1985-02-21
Filing date: 1985-02-21
Publication date: 1988-08-31
Also published as: DE3604930A1; DE3604930C2

Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

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. The invention relates to a mechanical sensor arrangement for a machining tool with a button for triggering an electrical signal when a presettable target position is reached between the workpiece to be machined and the button.

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.) In the case of machining tools with electronic distance control, a mechanical sensor arrangement is also often provided, which mechanically monitors the reaching of the target position when the machining tool approaches the workpiece for the first time and emits an electrical signal when it is reached, which interrupts the feed and possibly also the automatic distance control activated. (Sensors for automatic distance monitoring and control are described, for example, in the following pre-publications by the applicant: DE-A-2726 648, DE-A-28 29 851, DE-A-27 47 539 and 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. However, it is desirable that the button is removed from the working area of the machining tool after the desired position has been reached, in order to avoid damage or contamination.

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. In particular, this lifting or swiveling the button out of the work area often causes difficulties in practice. Above all, this requires complex drive devices, e.g. B. pneumatic cylinder assemblies and associated control devices.

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. The invention has for its object to avoid the disadvantages of the known, in particular to create a mechanical sensor arrangement that is simple in construction, works without complex drive devices and thereby ensures a high degree of operational safety. According to the invention, this is primarily ensured in that the sensor arrangement has a pretensioning device with an energy store for displacing the pushbutton away from the workpiece, the pretensioning device has a holding arrangement for holding the pushbutton in the pretensioning position io and a release device, and that the pushbutton for actuation the triggering device is in active action when it reaches the target position. Obviously, this means that when the button is triggered when the desired position is reached, the desired electrical signal is generated as well as when the button itself is quasi displaced from the working area of the machining tool due to the release.

Durch den Einsatz eines Kraftspeichers zur Verlagerung des Tasters wird ausserdem auf vorteilhafte Weise vermieden, dass aufwendige Antriebe am Bearbeitungswerkzeug angebracht werden 20 müssen. The use of a force accumulator to displace the push button also advantageously avoids the need for expensive drives to be attached to the machining tool.

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. The invention can be implemented and arranged particularly simply if the pushbutton is mounted in a holding arrangement which is axially displaceable against the pretensioning force of a spring and which can be held in a tensioned position by a latching arrangement, and if the 25 pushbutton for releasing the latching arrangement when the desired Position attacks on the locking arrangement.

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. In certain applications, a further simplification of the energy accumulator can be achieved in that the energy accumulator has a snap spring arrangement with two stable latching positions and an unstable tilting position, that the button is connected to the spring arrangement, and that the target position is adjustable to the unstable tilt position of the spring arrangement.

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. The latching position and / or the target position can be set particularly easily if the holding arrangement has a magnet. 35 The magnet is dimensioned such that it holds the button against the biasing force of the energy store, in particular the spring arrangement, but the holding force is easily overcome as soon as the button comes into contact with the workpiece to be machined.

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. 40 The preloading of the force accumulator can be realized particularly easily if a carrier is provided on the holder for the machining tool for moving the button into the preload position and for tightening the force accumulator when relocating the machining tool into the rest position. Each retraction 45 of the machining tool automatically causes the energy store to be tensioned. Of course, the energy storage can also z. B. manually tensioned.

Der erfinderische Inhalt des Anmeldungsgegenstands ist ersichtlicherweise sowohl durch die neuen Einzelmerkmale als auch durch so Kombination und Unterkombination der Verwendung findenden Merkmale gewährleistet. The inventive content of the subject of the application is evidently guaranteed both by the new individual features and by the combination and sub-combination of the features used.

Die Erfindung ist im folgenden in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: The invention is explained below in exemplary embodiments with reference to the drawings. Show it:

Figur 1 die schematische Darstellung einer erfindungsgemässen 55 Fühleranordnußg an der Düse einer Brennschneidanlage, FIG. 1 shows the schematic representation of a sensor arrangement according to the invention on the nozzle of a cutting machine,

Figur 2 die Fühleranordnung gemäss Figur 1 beim Absenken des Bearbeitungswerkzeugs, FIG. 2 shows the sensor arrangement according to FIG. 1 when the machining tool is lowered,

Figur 3 die Fühleranordnung gemäss Figur 1 und 2 kurz vor dem Erreichen der Soll-Position, 3 shows the sensor arrangement according to FIGS. 1 and 2 shortly before the target position is reached,

60 Figur 4 die Fühleranordnung gemäss Figur 1 bis 3 nach dem Erreichen der Soll-Position, 60 FIG. 4 shows the sensor arrangement according to FIGS. 1 to 3 after the target position has been reached,

Figur 5 eine Fühleranordnung mit abgewandelter Halteanordnung und Auslöseeinrichtung, FIG. 5 shows a sensor arrangement with a modified holding arrangement and release device,

Figur 6 die Halteanordnung gemäss Figur 5 in vergrössertem 65 Massstab, 6 shows the holding arrangement according to FIG. 5 on an enlarged 65 scale,

Figur 7 einen Schnitt längs der Linie A-A in Figur 6, und Figur 8 eine weiter abgewandelte Ausführungsform einer Halteanordnung. Figure 7 shows a section along the line A-A in Figure 6, and Figure 8 shows a further modified embodiment of a holding arrangement.

3 3rd

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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. According to FIG. 1, the nozzle arrangement 1 of a flame cutting system (not shown in more detail) is fastened to a holder 2, in which it is mounted and raised by a motor drive 3. A button 4 is vertically slidably mounted in two sleeves 5, the sleeves 5 being fastened 5 to the nozzle arrangement 1. A lever 6 is on the one hand pivotally attached to a tab 7 and on the other hand connected to the button 4 by means of a pin 8. The pin 8 slides in an elongated hole 9 provided on the lever 6, so that the lever 6 is pivoted when the button 4 is raised or lowered. The lever 6 is also biased by a 10 spring 10, the spring 10 is also attached to the tab 7.

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. On the bracket 2, a stop 11 is also provided, on which the button 4 rests. A schematically represented microswitch 12 is integrated in the stop 11 and opens when the 15 button is touched.

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. As soon as the nozzle arrangement 1 is moved upward by the motor 3 during operation of the overall system, the button 4 is supported on the stop 11, so that it is pushed downward, the lever 6 also being pivoted downward. As soon as the lever 6 is pivoted beyond its horizontal, neutral position, the spring 10 pulls the lever 6 downward, so that the button 4 rests on the lower bush 5 by means of a pin 13 and is in a stable pretension position there. This stable pretensioning position is also maintained when the nozzle arrangement 1 25 is lowered again against a workpiece 14 for operation in accordance with FIG. As soon as the workpiece 4 touches the workpiece 14 in the course of the lowering, the button 4 and thus also the lever 6 are raised. In Figure 3 it is shown where the lever 6 is shortly before reaching the unstable horizontal position.

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. As soon as the nozzle arrangement 1 is lowered further against the workpiece 14, the spring 10 overcomes the dead center and pulls the lever 6 and thus the pushbutton 4 upwards against the stop 11. This opens the microswitch 12. This output signal allows the motor 3 and thus the lowering of the nozzle arrangement to be switched off in a known manner.

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. The button 4 is provided with a button tip 4a which is fastened by means of a thread in the button 4 in a manner not shown. As a result, the stylus tip 4a for setting the desired position at which the lever is to be pulled upwards by the spring 10 to trigger the microswitch 12 can be unscrewed more or less downward and thus brought closer to the workpiece 14. The further the button tip 4a is screwed out, the sooner the button 4 is triggered.

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 According to FIG. 5, a coil spring 10a is arranged for prestressing a tube 20 which surrounds the pushbutton 4 and which engages by means of pins 15 on the tube 20 on the one hand and on the lower bush 5 on the other hand. To latch the tube 20 and the button 4 in the desired position, a pawl 16 is provided, which on a

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. Bolt 17 fastened and horizontally displaceable through the bore 18 in a holding plate 19. A spring 17a presses the pawl 16 into the position shown in FIGS. 5 and 6. The button 4 is mounted freely in the tube 20, which, as described, is vertically displaceable • in the sleeves 5. 5 and 6, the tube 20 is held by the pawl 16. However, as soon as the nozzle arrangement 1 moves against the workpiece 14 and the button 4 is pushed upwards in the tube 20, it runs onto the upper edge 16a of the pawl 16, so that it is displaced to the left against the force of the spring 17a and thereby releases the tube 20. At this moment, the entire tube 20 together with the button 4 is shifted upwards by the prestressed spring 10a until the button head 4b strikes the stop 11 and is held there. In the exemplary embodiment according to FIGS. 5 and 6, the pushbutton head 4b is made of magnetic material and the microswitch 12 is designed as a reed relay 12a. As soon as the magnetic button head 4b comes into the sphere of influence of the reed relay 12a, this is activated and a usable signal is emitted.

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. To set the desired position, the holding plate 19 is provided with two vertical holes (not visible), a slide rod 21 being arranged in one hole and an adjusting screw 22 being arranged in the other hole. Slide rod 21 and set screw 22 are attached to an extension 5b of the upper bush 5. By turning the adjusting screw 22, the holding plate 19 and thus the pawl 16 can therefore be adjusted in height, as a result of which the latching position of the tube 20 and the pushbutton head 4b and thus the pushbutton can be adjusted.

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. FIG. 8 shows an exemplary embodiment which is somewhat modified in comparison with the exemplary embodiment according to FIGS. 5 to 7, a magnet 22 being attached to the button 4 instead of the pawl 16. The button 4 also slides in the sleeves 5 without an outer tube, the upper sleeve 5 being provided with an extension 5b in which an adjusting screw 23 is fastened. An iron disk 24 is fastened on the adjusting screw 23. The magnet 22 is held by magnetic force on the disk 24 against the force of the spring 10a. However, as soon as the button 4 is pressed slightly upward in the course of operation, the holding force of the magnet 22 is released and the button 4 is pressed upward against the stop 11 by the force of the spring 10a. As in the exemplary embodiment according to FIG. 5, a reed relay 12a is provided which is activated by the magnet 22. The target position of the button 4 can be set in a manner similar to that in the exemplary embodiment according to FIG. 5 by turning the adjusting screw 23. This causes the disk 24 to be raised or lowered, with the result that the holding position of the magnet 22 can be changed.

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. Of course, other known energy stores, such as. B. hydraulic or pneumatic arrangements in which, for. B. a compressible gas volume is used as an energy store.

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R R

3 Blätter Zeichnungen 3 sheets of drawings

Claims

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1. Mechanical sensor arrangement for a processing tool with a button for triggering an electrical signal when a presettable target position between the workpiece to be machined and the button is reached, characterized in that the sensor arrangement has a pretensioning device with a force accumulator for moving the button away from the workpiece that the pretensioning device has a holding arrangement for holding the button in the pretensioning position and a triggering device, and that the button for actuating the triggering device is operatively engaged with it when the target position is reached.

2. Mechanical sensor arrangement according to claim 1, characterized in that the button is mounted in an axially displaceable against the biasing force of a spring holding arrangement which can be held in a tensioned position by a latching arrangement, and in that the button for releasing the latching arrangement when the desired Position at this attacks directly or indirectly.

2nd

PATENT CLAIMS

3. Mechanical sensor arrangement according to claim 1, characterized in that the energy store has a snap spring arrangement with two stable locking positions and an unstable tilt position, that the button is connected to the spring arrangement, and that the target position on the unstable tilting Position of the spring arrangement is adjustable.

4. Mechanical sensor arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the holding arrangement has a magnet.

5. Mechanical sensor arrangement according to one of the preceding claims with a movable on a holder from a rest position in at least one work position closer to the workpiece processing tool and with a drive for moving the processing tool, characterized in that on the bracket a driver for moving the button in the pretensioning position and for tensioning the energy store is provided when the machining tool is moved into the rest position.

6. Mechanical sensor arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that a switching device for generating an electrical signal is provided which can be activated after actuation of the triggering device.

7. Mechanical sensor arrangement according to claim 6, characterized in that the switching device can be actuated by the button.