CH688406A5

CH688406A5 - Vorrichtung zur Aufrechterhaltung einer konstanten Kraft auf ein linear bewegtes Vorschubelement.

Info

Publication number: CH688406A5
Application number: CH01125/94A
Authority: CH
Inventors: Daniel R Cloutier; Mark E Maichel; David A Moehn
Original assignee: Sunnen Products Co
Priority date: 1993-04-14
Filing date: 1994-04-14
Publication date: 1997-09-15
Also published as: JPH0752029A; GB2277972A; GB2277972B; DE4412698B4; KR0137110B1; CN1056109C; CN1103826A; GB9407298D0; FR2703937A1; US5433656A; IT1274670B; ITMI940692A1; FR2703937B1; ITMI940692A0; DE4412698A1; JP3722852B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufrechterhaltung einer im wesentlichen konstanten Kraft auf ein linear bewegbares Vorschubelement. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung, die eine auf ein Arbeitselement, wie z.B. einen Honstein in einem Hondorn, ausgeübte Kraft in dem Bewegungsbereich der am Werkstück eingreifenden Teile annähernd konstant hält, wobei die Kraft dennoch wählbar ist.

Aus dem Stand der Technik sind mehrere Vorrichtungen bekannt, durch die eine notwendige Kraft auf ein Element, wie z.B. eine Vorschubstange in einer Werkzeugmaschine, aufgebracht wird. Bei den meisten bekannten Vorrichtungen werden Federeinrichtungen zur Erzeugung der Kraft verwendet, bei denen sich die Kraft der Feder bei der Bewegung verringert oder verbraucht wird. Die aufgebrachte Kraft verringert sich von einer relativ hohen Kraft am Anfang der Betätigung auf eine geringe Kraft am Ende der Betätigung. Eine Einrichtung zur Kompensierung der Kraftveränderungen ist bei den bekannten Vorrichtungen nicht vorgesehen.

Vorrichtungen, die die nötige Kraft zum Antrieb eines Honsteins in einem Hondorn gegen die Werkstückfläche erzeugen, sind in dem US-Patent 3 152 424 von Sunnen und dem US-Patent 4 397 658 von Vanderwal beschrieben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit konstruktiv einfachen Mitteln eine Vorrichtung zu schaffen, mit der die Antriebskraft auf ein Element in dessen Bewegungsbereich annähernd konstant aufrechterhalten werden kann.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäss dem Wortlaut nach Anspruch 1 gelöst.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist zum grossen Teil mechanisch und weist eine federbetätigte Vorschubeinrichtung auf, die durch ein Gelenkgetriebe gesteuert wird und ein Haupthebelelement aufweist, das so an einem Maschinenrahmen angelenkt ist, dass es gegen eine Vorschubstange wirkt. In der Nähe eines Endes des Haupthebels ist ein Rollenelement angebracht, das gegen ein Ende der Vorschubstange drückt, deren anderes Ende ein Vorschubmechanismus oder im Falle eines Hondorns eine Keilanordnung sein kann, die für einen radialen Vorschub des Honelementes oder der Honelemente verwendet wird.

Bei einer Ausführungsform der Vorrichtung drückt eine vorgespannte Feder, die Teil einer Lenkeranordnung mit Rolle ist, gegen eine Stelle in der Nähe des entgegengesetzten Endes des Haupthebels. Die Feder ist an einer sich axial erstreckenden Lenkeranordnung angebracht und ist so vorgespannt, dass sie eine Kraft aufbringt, durch die der Haupthebel verschwenkt und die Vorschubstange vorgeschoben wird. Das dem Haupthebel entgegengesetzte Ende der Lenkeranordnung mit Feder und Rolle ist an dem Maschinenarm angelenkt. Die Höhe der Kraft und der Ort, an dem die Kraft durch die Lenkeranordnung mit Feder und Rolle gegen den Haupthebel aufgebracht wird, sind wählbar und veränderbar und werden durch Parameter, wie z.B. die Höhe der Druckkraft der Feder, den relativen Winkel zwischen der Lenkeranordnung mit Feder und Rolle und dem Haupthebel und auch durch die Federkonstante bestimmt.

Ein Vorteil der erfindungsgemässen Vorrichtung gegenüber bekannten Vorrichtungen, die zur Aufbringung einer Kraft auf eine Vorschubstange oder ein anderes linear bewegbares Element verwendet werden, ist der, dass die erfindungsgemässe Vorrichtung so konstruiert werden kann, dass sie in einem vorgegebenen Bewegungsbereich eine annähernd konstante Kraft aufbringen kann. Die Höhe der Kraft ist ausserdem so wählbar und steuerbar, dass es möglich ist, mit derselben Vorrichtung die aufgebrachten Kräfte in einem weiten Bereich zu verändern. Sobald die gewünschte Kraft gewählt ist, bleibt sie in dem Bewegungsbereich der Vorschubstange annähernd konstant.

Ausserdem können die Rollen und Schwenkpunkte mit Kugel- oder Wälzlagern versehen werden, wodurch eine annähernd reibungslose Bewegung möglich ist. Dies ist eine bedeutende Verbesserung gegenüber anderen Vorrichtungen mit konstanter Kraft, wie z.B. pneumatischen oder hydraulischen Zylindern. Dies gilt insbesondere für die Fälle, in denen die Bewegung relativ langsam ist.

Obwohl die erfindungsgemässe Vorrichtung für eine Verwendung bei Honmaschinen und insbesondere für diesen zugeordnete Vorschubmechanismen oder Keilelemente entwickelt wurde, kann sie auch bei anderen Vorrichtungen verwendet werden, bei denen es erforderlich ist, eine konstante Kraft im Bereich der Vorschubbewegung aufzubringen. Dies kann bei vielen Maschinen der Fall sein.

Mit der erfindungsgemässen Vorrichtung werden Veränderungen der durch Druckfeder aufgebrachten Kraft kompensiert, wenn sich die Feder ausdehnt und ihre Kraft verbraucht. Ausserdem wird die von einer Feder auf ein linear bewegliches Element aufgebrachte Kraft in dessen Bewegungsbereich konstant gehalten.

Die Vorrichtung ist leicht einstellbar, so dass die Antriebskräfte nach Bedarf veränderbar sind.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung ermöglicht es, gleichmässigere Teile mit Werkzeugmaschinen, wie z.B. Honmaschinen oder dergleichen, zu fertigen.

Die annähernd konstante Vorschubkraft erhöht die Produktivität, da die Taktzeit und/oder die Steinabnutzung reduziert wird. Durch die Möglichkeit, die Vorschubkraft von Rauhbearbeitung auf Feinbearbeitung umzuschalten, werden gleichmässige Grössen und Oberflächeneigenschaften erreicht.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Aufbringung einer Kraft auf eine linear bewegbare Vorschubstange in einer Stellung, in der sie eine von zwei verschiedenen wählbaren Kräften auf die Vorschubstange aufbringt;
Fig. 2 eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht, die in gestrichelten Linien die Vorrichtung in einer anderen Stellung zeigt, in der eine grössere konstante Kraft auf die Vorschubstange aufgebracht wird;
Fig. 3 eine schematische Ansicht der Vorrichtung, die verschiedene Parameter zeigt, die der Vorrichtung zugeordnet sind;
Fig. 4 eine Teilansicht eines Rollenabschnitts eines Lenkers mit Feder, der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Vorrichtung;

Fig. 5 eine Seitenansicht eines Haupthebels, der zur Aufbringung einer Kraft bei der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Vorrichtungen verwendet wird;
Fig. 6 ein Diagramm verschiedener Ausgangskräfte, die auf eine linear bewegbare Vorschubstange aufgebracht werden als Funktion der relativen Ausgangsstellung der Vorschubstange;
Fig. 7 ein Diagramm der auf die Vorschubstange aufgebrachten Ausgangskräfte als Funktion des Eingangslenkerwinkels THETA 2 der Vorrichtung von Fig. 3;
Fig. 8 eine schematische Ansicht, die eine andere Ausführungsform der Vorrichtung zeigt, die eine Ausgleichsfeder, eine Anzeigeeinrichtung für die Vorschubeinstellung und eine Vorschubstangen-Sensorvorrichtung aufweist;
Fig. 9 eine Querschnittsansicht einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung mit einem Betätigungsmechanismus mit Fusspedal;

Fig. 10 eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung, bei der ein durch einen \ldämpfer gesteuerter Nocken die Geschwindigkeit des Haupthebels und somit die Vorschubgeschwindigkeit der Vorschubstange begrenzt;
Fig. 11 die einfachste Form der Vorrichtung, bei der der Eingangslenker weggelassen ist und der Steuerlenker an dem Rahmen angelenkt ist, um eine einzige konstante Ausgangskraft zu schaffen;
Fig. 12 die Vorrichtung mit einer elektrischen Steuereinrichtung für eine verfeinerte Kraftprofilierung und einer automatischen Steuerung für die Position der Vorschubstange.

In Fig. 1 ist eine Vorschubvorrichtung 20 gezeigt, die durch ein Gelenkgetriebe gesteuert wird und durch eine Feder belastet ist. Die Vorschubeinrichtung 20 weist einen Haupthebel 22 auf, der um einen Stift 24 verschwenkbar ist, der mit einem stationären Element oder einem Rahmen verbunden ist. Eine Rolle 26 ist angrenzend an ein Ende des Hebels 22 befestigt und greift an dem freien Ende einer Ausgangswelle oder einer Vorschubstange 28 an. Die durch die Rolle 26 gegen die Vorschubstange 28 aufgebrachte Kraft verläuft im wesentlichen axial in einer Linie mit der Vorschubstange 28. Die Vorschubstange 28 kann beispielsweise die Vorschubstange einer Werkzeugmaschine, wie z.B. eine Vorschubstange, eine Keilanordnung oder eine ähnliche Einrichtung in einer Honmaschine sein.

In der Nähe des entgegengesetzten Endes des Hebels 22 wird eine Kraft durch eine Anordnung aufgebracht, die eine andere Rolle 30 aufweist, die angrenzend an ein Ende eines Steuerlenkerelements 32 und angrenzend an ein Ende eines durch eine Feder vorgespannten Lenkerelements 34 angebracht ist, dessen Länge veränderbar ist und auf dem eine Druckfeder 36 zwischen zwei im Abstand befindlichen, relativ zueinander bewegbaren Endabschnitten 38 und 40 angebracht ist. Das Federelement 34 ist an einem Ende durch einen Stift 22 an einem Festlager oder Rahmenelement 44 angebracht. Die Kraft, die die Rolle 30 auf den Haupthebel 22 aufbringt, wird durch den Druck der Feder 36, die Federkonstante und die relativen Winkel zwischen dem Federlenkelement 34, dem Haupthebel 22 und dem Steuerlenker 32 bestimmt.

Die auf die Vorschubstange 28 ausgeübte Ausgangskraft wird durch das Verhältnis der Abstände zwischen der an dem Haupthebel 22 angeordneten Rolle 26 und dem Schwenkpunkt 24 sowie dem Ort, an dem die Rolle 30 an dem gleichen Hebel 22 angreift und dem gleichen Schwenkpunkt 24 bestimmt.

Der Steuerhebel 32 erstreckt sich von seiner Schwenkverbindung mit der Rolle 30 bis zu seinem entgegengesetzten Ende, das durch einen anderen Stift 46 mit einem Eingangslenkerelement 48 schwenkbar verbunden ist. Bei dieser Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung wird die Bewegung oder Verschwenkung des Eingangslenkers 48 durch einen Mechanismus behindert, der zur Auswahl der gewünschten Ausgangskraft verwendet wird, die auf die Vorschubstange 28 aufgebracht wird. Wenn es nie notwendig ist, zwischen unterschiedlichen Ausgangskräften zu wählen, kann der Eingangslenker 48 weggelassen und der Steuerlenker 38 so befestigt werden, dass er frei um einen Stift an dem festen Rahmen der Maschine schwenkbar ist, an der die Vorrichtung angebracht ist. Dies ist in Fig. 11 gezeigt.

Bei vielen Anwendungen ist es gewünscht, dass die auf die Vorschubstange 28 aufgebrachte Kraft unabhängig von der Position der Vorschubstange 28 in deren Bewegungsbereich konstant ist. Mit anderen Worten soll sich die Vorschubstange 28 in einem vorgegebenen Bereich bewegen können, während sie eine konstante Ausgangskraft aufbringt. Wenn sich die Vorschubstange 29 bewegt, verschwenkt sich der Haupthebel 22 unter der durch den Federlenkmechanismus aufgebrachten Kraft so, dass der Kontakt mit der Vorschubstange 28 aufrechterhalten wird. Wenn sich der Haupthebel 22 verschwenkt, bewegt er sich ausserdem in eine solche Richtung, dass der Federlenker 34 aufgrund der Ausdehnung der Druckfeder 36 länger wird. Wenn sich die Feder 36 ausdehnt, verliert sie etwas an Druck und entspannt sich in einem gewissen Ausmass.

Hierdurch würde sich die Aus gangskraft entsprechend verringern, wenn es keine Kompensierungsbewegung des Steuerhebels 32 und des zugeordneten Mechanismus gäbe. Da sich der Steuerhebel 32 um seine Zapfenverbindung 46 mit dem Eingangslenker 48 verschwenkt, sorgt er zwangsläufig für eine kreisbogenförmige Bewegung der Federlenkerrolle 30. Wenn sich der Haupthebel 22 verschwenkt, wird deshalb das Element 34 durch die Feder 36 verlängert. Gleichzeitig sorgt die bogenförmige Bewegung des Steuerhebels 32 um seinen Schwenkpunkt 46 dafür, dass die Federlenkerrolle 30 den Haupthebel 22 in einem fortschreitend grösseren Abstand vom Schwenkpunkt 24 berührt. Diese Bewegung kompensiert die Entspannung oder Ausdehnung der Feder 36.

Die Höhe der Kompensation hängt von der speziellen Konstruktion, d.h. den relativen Positionen der Schwenkstellen der jeweiligen Abschnitte des Haupthebels 22 und des Steuerhebels 32 ab. Die Konstruktion der erfindungsgemässen Vorrichtung kann so angepasst werden, dass nur eine teilweise Kompensation (eine sich leicht verringernde Ausgangskraft) oder sogar eine Überkompensation (eine sich vergrössernde Ausgangskraft) geschaffen wird, wenn die spezielle Anwendung dieses erfordert. Die beschriebene spezielle Konstruktion dient für ein Vorschubsystem an einer Honmaschine, das eine Gelenkeinrichtung aufweist, die so ausgewählt ist, dass eine annähernd perfekte Kompensation der veränderbaren Kraft möglich ist, die durch die Feder 36 erzeugt wird.

Um mit dem gleichen Mechanismus unterschiedlich hohe Ausgangskräfte wählen zu können, ist es notwendig, den Eingangslenker 48 in eine neue oder unterschiedliche Position zu bewegen. Um dies zu ermöglichen, ist der Eingangslenker 48 schwenkbar durch eine Stiftverbindung 50 angebracht, die an dem Rahmen befestigt ist. Wenn sich der Eingangslenker 48 verschwenkt, bewegt sich die Federlenkerrolle 30 aufgrund der Bewegung des Steuerhebels 32 so, dass sie den Haupthebel 22 in einem unterschiedlichen Abstand zum Schwenkpunkt 24 an dem Haupthebel 22 berührt. Es hat sich herausgestellt, dass es eine direkte und einzigartige Beziehung zwischen der Winkelstellung des Eingangslenkers 48 und des Kontaktpunktes zwischen der Federlenkerrolle 30 und dem Haupthebel 22 gibt. Dies bedeutet, dass die Höhe der gewählten Ausgangskraft von der Winkelposition des Eingangslenkers 48 abhängig ist.

Die Beziehung zwischen dieser Position und der gewählten Ausgangskraft ist eine Funktion der speziellen Konstruktion, der Federkonstante, der relativen Lenkerlängen und der Positionen der Schwenkpunkte.

Bei vielen Anwendungen ist es erwünscht, eine höhere "Auflösung" oder "Empfindlichkeit" der Einstellung zu haben, insbesondere dort, wo die ausgewählte Kraft relativ gering ist. Dies bedeutet, dass bei einer gering gewählten Kraft eine geringe Bewegung oder ein Fehler bei der Einstellung des Eingangslenkers 48 nicht zu einem zu grossen Fehler in der Höhe der Ausgangskraft führen darf. Da der Eingangslenker 48 einen begrenzten Bereich hat, in dem seine Bewegung nützlich ist, besteht die wirksamste Möglichkeit zur Minimierung dieses Fehlers darin, einen Lanker zu wählen, durch den eine Kennlinie der Ausgangskraft zur Winkelstellung des Eingangslenkers erzeugt wird, die eine Neigung hat, die mit ansteigender Kraft grösser wird. Idealerweise verändert sich die Kraft exponentiell mit der Winkelstellung.

Die spezielle für das Honvorschubsystem gewählte Konstruktion ist zwar nicht genau exponentiell, sie ist jedoch annähernd ideal und sorgt für eine grössere "Auflösung" der Einstellung bei geringeren Kraftniveaus. Der Bereich der Kräfte, die gewählt werden können, hängt von der speziellen Konstruktion der Gelenkgetriebeeinrichtung und der Steife der verwendeten Feder ab. Obwohl es üblicherweise nicht gewünscht ist, ist es möglich, die Federlenkerrolle 30 direkt über dem Haupthebelschwenkpunkt 24 zu positionieren, um eine Ausgangskraft zu erzeugen, die den Wert "Null" hat. Praktischerweise verringert sich die Kraftkonstante, wenn sich die Federlenkerrolle 30 extrem nahe an dem Schwenkpunkt befindet, es wurde jedoch harausgefunden, dass an jedem Punkt innerhalb des Bereiches Verhältnisse von 100 zu 1 erreichbar sind, wobei die Kraftkonstanz exzellent ist.

Die Positionierung des Eingangslenkers 48 zur Wahl oder Veränderung der Kraft kann auf mehrere Arten und mit unterschiedlicher Feinheit durchgeführt werden. Die einfachste Art besteht darin, die Kraft manuell zu wählen. Dies kann mit verschiedenen unterschiedlichen Mechanismen durchgeführt werden, wie z.B. Einstellschrauben, einem Handrad mit Zahnrädern, Bolzen, die gegen Schlitze in dem Eingangslenker 48 angezogen sind, oder ähnlichen Mechanismen. Die Auswahleinrichtung kann ausserdem so eingeteilt sein, dass sie die Höhe der Kraft anzeigt, die in jeder gewählten Position aufgebracht wird.

In Fig. 1 ist eine Auswahleinrichtung für zwei Kräfte gezeigt, die insbesondere für Werkzeugmaschinen, wie z.B. Honmaschinen, geeignet ist. Bei dieser Konstruktion können zwei unterschiedliche Kräfte manuell dadurch gewählt werden, dass zwei Begrenzungsschrauben 52 und 54 eingestellt werden, die an einem mit einer Teilung versehenen Handrad oder dergleichen befestigt sind. Ein Luftzylinder oder ein hydraulischer Zylinder 56 ist für ein rasches Umschalten der Ausgangskraft zwischen zwei wählbaren Werten vorgesehen. Der Zylinder 56 ist an einem Ende schwenkbar mit dem Auflager oder Maschinenrahmen durch einen Zapfen 58 verbunden. Das entgegengesetzte Ende des Zylinders 56 weist eine Kolbenanordnung 60 auf, die schwenkbar mit dem Eingangslenker 48 durch einen anderen Zapfen 62 verbunden ist.

Der Eingangslenker 48 ist in einer Stellung gezeigt, in der das Ende einer Begrenzungsschraube 54 an ihm abgreift, die eine Begrenzungsschraube für eine geringere Kraft ist. Diese Stellung entspricht einer Stellung für eine relativ geringe Ausgangskraft. Wenn die Positioniervorrichtung oder der Zylinder 56 länger wird, verschwenkt sich der Eingangslenker 48 in Uhrzeigerrichtung zu einer Position, die einer höheren Ausgangskraft entspricht (nicht gezeigt). Diese Bewegung dauert solange, bis der Eingangslenker 48 gestoppt wird, wenn das Ende der Begrenzungsschraube 52 für eine grössere Kraft an ihm angreift. Durch diese Einrichtung ist die Vorrichtung für eine relativ hohe Ausgangskraft auf die Vorschubstange 48 eingestellt.

Wenn der Zylinder oder die Postioniervorrichtung 56 ein Fluidzylinder ist, wie er in Fig. 1 gezeigt ist, wird eine Auswahleinrichtung für zwei Kraftstufen geschaffen. Mit dieser Anordnung kann die Ausgangskraft durch eine Steuereinrichtung an der Honmaschine oder an einer anderen Werkzeugmaschine schnell zwischen zwei wählbaren Kräften gewechselt werden. Auch wenn durch den Zylinder 56 eine Einrichtung für eine schnelle Bewegung zwischen den voreingestellten wählbaren Kräften geschaffen wird, ist es jedoch ausserdem möglich, die gewünschte Ausgangskraft manuell durch Einstellung der Begrenzungsschrauben 52 und 54 einzustellen.

Obwohl bei der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung der Luftzylinder oder der hydraulische Zylinder 56 zum Wechseln zwischen wählbaren Kräften verwendet wird, ist es ausserdem möglich, einen Motor oder eine Schraubenanordnng mit einer Codiereinrichtung oder irgendeine andere Vorrichtung zu verwenden, die die Position rückmeldet. Eine solche Anordnung kann elektronisch gesteuert und zur Erzeugung eine "Kraftprofils" oder eines sich auf programmierte Weise ständig variierbaren Kraftänderungsmodus verwendet werden. Als Variable kann die Zeit oder die Stellung der Vorschubstange gewählt werden. Im Falle einer Honmaschine kann die Kraft auch abhängig von Messvorgängen während der Bearbeitung geändert werden. Bei einer solchen Anordnung sind keine Begrenzungsschrauben, wie z.B. die Schrauben 52 und 54, zur Kraftauswahl notwendig.

Die Kraftprogrammierung wird durch ein Eingabesystem für elektronische Daten, wie z.B. eine Tastatur oder dergleichen, erreicht.

Obwohl einige Einrichtungen zur Erzeugung eines "Kraftprofils" und zur Steuerung der Ausübung der Kraft durch elektronische oder ähnliche Einrichtungen vorgesehen werden können, ist dies bei der vorliegenden Erfindung nicht erforderlich, um eine relativ konstante Kraft in einem relativ geringen Bewegungsbereich aufrechtzuerhalten, wie es z.B. beim Betrieb eines Hondorns notwendig ist.

In Fig. 1 ist der Eingangslenker 48 in einer Grenzeinstellung für seine geringere Kraft gezeigt, wobei die untere Begrenzungsschraube 54 auf eine Position eingestellt ist. In Fig. 2 ist der Eingangslenker 48 ebenfalls in einer Begrenzungsstellung für seine untere Kraft gezeigt, die Begrenzungsschraube 54 ist jedoch unterschiedlich eingestellt. Fig. 2 zeigt ausserdem in gestrichelten Linien den Eingangslenker 48, der durch eine Winkelverschiebung in Uhrzeigerrichtung in eine Grenzstellung für seine höhere Kraft um den Tragrahmen 44 ge schwenkt ist, wobei die Einstellschraube 52 an ihm angreift.

Fig. 3 ist eine schematische Darstellung der federbetätigten Vorschubvorrichtung 20, die durch ein Gelenkgetriebe gesteuert wird. Sie ist jedoch ohne den Zylinder 56 und die zugeordneten Mechanismen gezeigt. Die Parameter und Dimensionen, die für jede besondere Ausführungsform festgelegt werden, sind

1. die richtig festgelegten Lenkerdimensionen (A, B, C, M, R, alpha ),
2. die relativen Positionen der Schwenkpunkte an dem Rahmen der Maschine (D, E, G, H),
3. die Federkonstante (K),
4. die freie Länge des Federlenkers 34 (Xo, nicht gezeigt in Fig. 3).

Die Variablen bei dem in Fig. 3 gezeigten Aufbau sind die Winkelstellungen der verschiedene Lenker ( THETA 1, THETA 2, THETA 3, THETA 4), die Länge des Federlenkers 34 (X1), die relative Position des Punktes, an dem die Federlenkerrolle 30 an dem Haupthebel 22 angreift (X2), und die entsprechende Position, an der die Rolle 26 an dem Ende der Vorschubstange 28 angreift (Y), beide relativ zu der festgelegten Position des Schwenkpunktes 24.

Fig. 4 ist eine Teilansicht des Schwenkendes 38 mit der Federlenkerrolle, und Fig. 5 ist ein Diagramm des Haupthebels 22 für die statische Analyse des Gelenkgetriebes. Eine statische Analyse ist notwendig, um die Ausgangskraft F zu bestimmen, die bei dem Gelenkgetriebe in einer vorgegebenen Stellung der Rolle 30 gegen den Haupthebel 22 auf die Vorschubstange 28 aufgebracht wird.

Aus dem kinematischen Diagramm (Fig. 3) können fünf unabhängige Gleichungen für ein statisches Gleichgewicht geschrieben werden:

- (C) cos ( THETA 2) - (M) cos ( THETA 4) + (X1) cos ( THETA 1) - E + D = O
(C) sin ( THETA 2) - (M) sin ( THETA 4) + (X1) sin ( THETA 1) - H + G = O
(B + R) cos ( alpha - THETA 3) + (X2) sin ( alpha - THETA 3) + (X1) cos ( THETA 1) - E = O
- (B + R) sin ( alpha - THETA 3) + (X2) cos ( alpha - THETA 3) + (X1) sin ( THETA 1) - H = O
(A) sin ( THETA 3) - y = O

Bei der statischen Analyse ergeben sich folgende Gleichungen für Kräfte und Momente:

SIGMA FX min = O (Fig. 3) : (F1) sin ( THETA 4- THETA 1) = (F3) sin ( THETA 4 + alpha - THETA 3)
SIGMA MO = (Fig. 4): (X2) (F3) = (F) (A) cos ( THETA 3)

Die Kraft des Federlenkers (nicht gezeigt): F1 = k(X0-X1).

Die Kraftgleichungen können leicht zu einer Gleichung zusammengefasst werden, bei der F1 und F3 beseitigt sind:
(k(X0-X1) (X2) sin ( THETA 4- THETA 1) + [(A) cos ( THETA 3) sin ( THETA 4+ alpha - THETA 3)] - F = O

Aus diesen Gleichungen folgt, dass die Ausgangskraft bei einer speziell ausgebildeten Gelenkeinrichtung eine Funktion der Winkelposition des Eingangslenkers 48 und der Position der Vorschubstange 28 ist. Bezugnehmend auf Fig. 3 kann dies folgendermassen ausgedrückt werden:

F = f ( THETA 2,y)

Um die gewünschten Eigenschaften der Ausgangskraft zu erreichen, können die tatsächlichen Konstruktionsparameter der erfindungsgemässen Vorrichtung durch Versuche oder ein Optimierungsschema gewählt werden. Zum Honen sollte die Kraft im Bewegungsbereich der Vorschubstange 28 so konstant wir möglich sein. Die Parameter sollten so ausgewählt sein, dass die Kraft in dem Bewegungsbereich der Vorschubstange annähernd konstant ist. In diesem Fall ist die Ausgangskraft innerhalb eines nützlichen Bereiches des Weges (y) der Vorschubstange nur eine Funktion des Winkels des Eingangslenkers:

F APPROX f ( THETA 2)

Es sollte auch berücksichtigt werden, dass der Haupthebel 22 so konstruiert werden kann, dass er eine flache Fläche hat, von der die Rollen 26 und 30 wie gezeigt angreifen. Die Fläche, an der eine oder beide Rollen angreifen, kann auch gekrümmt sein, um die Kraftkennlinie während des Bewegungsbereiches des Eingangslenkers 48 zu verändern.

Bei einer Vorrichtung, wie z.B. einer Honmaschine, ist die Leistung optimal, wenn der gegen das Werkstück durch das Schleifmittel aufgebrachte Druck konstant aufrechterhalten wird. Der optimale Druck ändert sich jedoch von der einen Honanwendung zur nächsten sehr, abhängig von dem Schleifmittel sowie der Grösse und dem Material des Werkstücks. Deswegen muss die Vorschubkraft ständig so wählbar sein, dass eine optimale Leistung bei allen Honanwendungen erreicht wird.

Für eine bestimmte Honmaschine müssen ein bestimmtes Gelenkgetriebe und eine bestimmte Feder konstruiert werden. Durch massstäbliche Änderungen ist es möglich, andere Kombinationen mit Gelenkgetriebe und Feder auf einfache Weise so auszubilden, dass die Kraft über einen vorgegebenen Weg annähernd konstant ist, wobei die Ausgangskraft wählbar ist und die maximal erreichbare Kraft 100mal grösser ist als die minimal erreichbare Kraft. Da das Gelenkgetriebe masstäblich auf jede Grösse verändert werden kann, sind die hier erwähnten speziellen Daten dimensionslos angegeben, um eine "Familie" von Mechanismen mit konstanter Kraft zu beschreiben.

Ein Mechanismus mit einer annähernd konstanten Kraft wird geschaffen, wenn die in Fig. 3 gezeigten Gelenkgetriebe folgende Verhältnisse aufweisen:
<tb><TABLE> Columns=3
<tb><SEP>B/A<SEP>=<SEP>0,100
<tb><SEP>C/A<SEP>=<SEP>0,575
<tb><SEP>D/A<SEP>=<CEL AL=L>1,075
<tb><SEP>E/A<SEP>=<SEP>1,175
<tb><SEP>G/A<SEP>=<SEP>0,900
<tb><SEP>H/A<CEL AL=L>=<CEL AL=L>0,650
<tb><SEP>M/A<SEP>=<SEP>0,678
<tb><SEP>R/A<SEP>=<SEP>0,0474
<tb><SEP>X0/A<CEL AL=L>=<SEP>1,397
<tb><SEP> alpha <SEP>=<SEP>0,43 DEG
<tb></TABLE>

Der Winkel alpha ist kein massstäblicher Wert. Da die statische Analyse jedoch nur von dem Momentengleichgewicht um den Haupthebelschwenkpunkt 24 abhängt, kann ein äquivalenter Mechanismus dadurch erzeugt werden, dass der Haupthebel 22 an dem Schwenkpunkt 24 "gebogen" wird und das steuernde Gelenkgetriebe (einschliesslich des Rahmens) durch Drehung um den gleichen Winkel um den Haupthebelschwenkpunkt 24 neu angeordnet wird.

Bei der einfachsten Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung ist der Eingangslenker nicht vorhanden und der Steuerlenker 32 an dem Rahmen angelenkt. Bei dieser Ausführungsform kann die Ausgangskraft nur auf eine einzige Höhe eingestellt werden. Die Position des Befe stigungspunktes des Steuerhebels 32 bezüglich der anderen Schwenkpunkte ist für die Übereinstimmung der Ausgangskraft kritisch. Um diese Stelle zu bestimmen, können die sich oben bei der allgemeinen Vorrichtung ergebenen Ergebnisse verwendet werden, wobei angenommen wird, dass der Eingangslenker 48 zwar anwesend ist, jedoch mit einem bestimmten Winkel THETA 2 befestigt ist, der der gewünschten einzigen Ausgangskraft entspricht. Die Stelle des Schwenkpunktes des Steuerlenkers kann dann mathematisch aus den oben angegebenen Ergebnissen abgeleitet werden.

Fig. 6 ist ein Diagramm, das die dimensionslose "Ausgangskraft" als Funktion der "Ausgangsstellung" zeigt. Die Kraft ist dadurch dimensionslos gemacht, dass aus ihr ein Verhältnis mit der Federkonstante und der Länge "A" gemacht wurde. Es ist zu sehen, dass eine konstante Kraft über einen Bereich vorgesehen werden kann, der wenigstens +/- 10% der Grösse "A" ist. Diese annähernd konstante Kraft kann so gewählt werden, dass sie irgendeinen Wert zwischen einer minimalen Kraft, die 0,002 mal die Federkonstante mal die Dimension "A" beträgt, und einer maximalen Kraft annehmen kann, die 0,2 mal die Federkonstante mal die Dimension "A" beträgt.

Ein anderes wichtiges Merkmal dieser bestimmten Familie von Mechanismen ist die nahezu optimale Empfindlichkeit der Ausgangskraft auf die Einrichtung zur Wahl der Ausgangskraft. Bei vielen Anwendungen (wie z.B. bei einem Vorschubsystem einer Honmaschine) ist die ideale "Auflösung" der Eingangsvorrichtung so, dass sich die Ausgangskraft an jedem Punkt in dem Bereich der möglichen Kräfte in dem gleichen Prozentsatz ändert wie eine vorgegebene Änderung am Eingang. Dies bedeutet, dass es keinen Punkt in diesem Bereich gibt, der auf Eingangsfehler empfindli cher ist als ein anderer Punkt. Bei vielen Anwendungen ist der absolute Fehler weniger wichtig als der prozentuale Fehleranteil.

Die Eingangsgrösse ist die Winkelstellung des Eingangslenkers THETA 2. Eine ideale Beziehung besteht dann, wenn Fig. 7 ist ein Diagramm, bei dem die gewählte Ausgangskraft gegen den Eingangslenkerwinkel gezeigt ist. Die hier beschriebene bestimmte Familie von Mechanismen nähert sich sehr nahe an diese ideale Kennlinie der Empfindlichkeit vom Ausgang zum Eingang an.

Dem grundlegenden Vorschubmechanismus können verschiedene Merkmale hinzugefügt werden, um seine Nützlichkeit zu verbessern und/oder ihn an spezielle Anwendungen anzupassen. Wie es obenstehend erwähnt wurde, kann die Vorrichtung durch eine Betätigungseinrichtung von einem Kraftniveau auf ein anderes geschaltet werden, die die Stellung des Eingangslenkers 48 verändert. Die Positioniereinrichtung zur Bewegung des Eingangslenkers kann verschiedene Formen haben. Sie kann eine ständig variable Vorrichtung wie z.B. ein Motor und ein Schraubenmechanismus sein. Sie kann auch so betätigt werden, dass sie sich zwischen zwei diskreten Stellungen bewegt, wenn ein fluidbetriebener Zylinder oder eine ähnliche Einrichtung verwendet wird.

Es ist ausserdem möglich, die Stellung des Eingangslenkers 48 abhängig von der Zeit zu verändern, um den Hondruck eines Hondorns mit fortschreitendem Honvorgang zu verändern. Die Stellung des Eingangslenkers 48 kann auch abhängig von Messungen während der Bearbeitung verändert werden, oder es kann wünschenswert sein, die Stellung des Eingangslenkers 48 abhängig von der Stellung der Vorschubstange 28 zu verändern. Im letztgenannten Fall ist ein Sensor für die Stellung der Vorschubstange oder ein Schalter erforderlich. Eine solche Rückmeldungsvorrichtung ist in Fig. 8 anhand eines Sensors 80 für die Stellung der Vorschubstange gezeigt, der einen Bewegungsarm 82 aufweist, der an der Rückseite des Haupthebels 22 angreift.

Anstatt des Sensors 80 kann auch ein Schalter verwendet werden, der an einem Schraubenmechanismus oder einer anderen Vorrichtung so angebracht wird, dass eine Bedienungsperson den "Auslösepunkt" einstellen kann, an dem der Schalter betätigt wird und sich die Ausgangskraft ändert.

Bei einer bestimmten Vorrichtung, wie z.B. bei einer Vorschubeinrichtung für eine Honmaschine, kann eine zweistufige Steuerung verwendet werden, durch die eine Rauhhonstufe mit einer gewünschten Kraft geschaffen werden kann, der eine Feinhonstufe mit einer relativ geringeren Kraft folgt. Die Menge des während jeder Stufe entfernten Werkstückmaterials ist abhängig von der Anwendung. Ausserdem kann der Punkt, an dem sich die Kraft von der Rauhhonstufe zur Feinhonstufe ändert, von einer vorgegebenen Stellung der Vorschubstange 28 abhängig gemacht werden, die einer gewissen Menge an noch zu entfernendem Material entspricht, oder kann von einer anderen gemessenen Grösse, wie z.B. der Zeit, abhängig gemacht werden.

Der Punkt, an dem die Kraft vom Rauhhonen zum Feinhonen umgeschaltet wird, kann durch eine sehr einfache Vorrichtung festgelegt werden, die z.B. ein Schalter sein kann, der an eine bestimmte Position der Vorschubstange 28 gesetzt wird, die einer bekannten oder konstanten Bohrungsgrösse mit einer bekannten oder konstanten Materialmenge entspricht, die noch während der Feinbearbeitungsstufe entfernt werden muss.

Ein Schalter oder ein Sensor für die Stellung der Vorschubstange kann ausserdem dazu verwendet werden, gewisse andere Maschinenfunktionen mit der Position der Vorschubstange zu koordinieren. Beispielsweise kann der Sensor auf eine Bedingung ansprechen, die eine vorherbestimmte Werkstückgrösse darstellt, so dass die Voschubstange nicht weiter vorgeschoben wird, wenn diese Grösse erreicht ist. Dieser Punkt wird manchmal als Nullabschaltpunkt bezeichnet. Wenn der Nullabschaltpunkt bezüglich dem Gelenkgetriebe festgelegt ist, ist ein Mechanismus erforderlich, der das mit dem Honwerkzeug verbundene Ende der Vorschubstange so positioniert, dass der Nullabschaltpunkt der gewünschten Grösse des feinbearbeiteten Werkstücks entspricht.

Wenn das Honwerkzeug und sein Schleifmittel Abnützungserscheinungen zeigen, ist es notwendig, diese in der Positioniereinrichtung für die Vorschubstange zu kompensieren. Fig. 8 zeigt einen möglichen Mechanismus, mit dem dies durchgeführt werden kann. Die Vorschubstange ist im wesentlichen eine zweiteilige Vorschubschraubenanordnung. Die Länge der Anordnung wird dadurch verändert, dass ein Teil der Anordnung relativ zu dem anderen gedreht wird. Dies kann beispielsweise durch eine Zahnradanordnung und/oder eine Anordnung mit Riemenscheibe und Riemen durchgeführt werden. Diese kann ihrerseits manuell oder durch eine Maschinensteuerung, wie z.B. einen Motor, oder eine mechanische Betätigungseinrichtung betätigt werden. Für eine präzise Steuerung der Vorschubstangenposition kann beispielsweise ein manuell betätigbares Handrad vorgesehen werden, dass mit einer Teilung versehen ist.

Durch diese Einrichtung kann die Vorschubstange 38 verlängert oder verkürzt werden, um den Keil des Honwerkzeugs so zu positionieren, dass der Nullabschaltpunkt der gewünschten fertig bearbeiteten Bohrungsgrösse entspricht. Danach kann sie zur Kompensation der Abnutzung des Schleifmittels oder des Werkzeugs verwendet werden.

Es kann ausserdem ein Sensor für die Position der Vorschubstange verwendet werden, um eine analoge oder digitale Anzeige der Vorschubstangenposition zu schaffen. Im Falle einer Honmaschine ist die Anzeige des von dem Werkstück zu entfernenden Materials nützlicher, so dass das Signal elektronisch skaliert wird, um diese Position anzuzeigen. Da die Vorschubvorrichtung an eine Vielzahl von Honwerkzeugen angepasst werden kann, die jeweils unterschiedliche Keilwinkel aufweisen, kann eine elektronische Auswahleinrichtung vorgesehen werden, um die angezeigte Position für jedes Honwerkzeug genau zu skalieren.

Fig. 12 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung, die für eine elektronische Steuerung ausgebildet ist. Die oben beschriebene Positionierfunktion des Eingangslenkers kann mittels eines Motors 90 mit einem Codiergerät 92 durchgeführt werden, um die Kraft automatisch zu wählen oder um die Kraft unter Mitwirkung eines Mikroprozessors 94 und einer Tastatur/Anzeigeeinheit 96 zu profilieren. Als Eingangsgrösse zur Steuerung des Motors 90 kann der Mikroprozessor 94 Zeitdaten oder Positionsdaten der Vorschubstange von dem Sensor 80 oder Messdaten während der Bearbeitung verwenden.

Ausserdem können mit einem Mikroprozessor 94 die oben erwähnten Funktionen für die Positionierung der Vorschubstange und für die Kompensierung der Steinabnutzung mittels eines Vorschubpositioniermotors 98 durchgeführt werden, der durch den Mikroprozessor 94 anhand von Eingaben an der Tastatur 96 gesteuert wird.

Die von dem Steuerlenker aufgenommene Kraft kann ein bedeutender Prozentsatz der durch den Federlenker erzeugten Kraft sein. Bei dem hier erläuterten speziellen Gelenkgetrieben kann die Kraft relativ hoch sein. Hierdurch wird ein grosses Moment um den Schwenkpunkt 50 erzeugt, an dem der Eingangslenker 48 mit dem Rahmen verbunden ist. Der Eingangslenker 48 wird durch die manuell betätigbaren Kraftbegrenzungschrauben 52 oder 54 (nicht gezeigt) und/oder durch die Positioniervorrichtung 56 positioniert. Die Positioniermechanismen müssen dem Moment wirderstehen können, das durch den auf den Eingangslenker 48 wirkenden Steuerlenker 32 erzeugt wird, damit der Eingangslenker 48 bewegt werden kann oder um ihn stationär zu halten.

Bei der hier erläuterten speziellen Vorschubvorrichtung erzeugt das Moment eine so grosse Kraft gegen die Kraftbegrenzungsschrauben 52 oder 54, dass diese nicht manuell durch Einrichtungen, wie z.B. ein angebrachtes Handrad (nicht gezeigt) eingestellt werden können. Diese Situation wird durch die Tatsache verschlimmert, dass die Positioniervorrichtung eine grosse Kraft aufbringen muss, um den Eingangslenker 48 zu bewegen oder ihn gegen eine der Begrenzungsschrauben 52 oder 54 zu halten.

Dieses Problem kann dadurch gelöst werden, dass eine Einrichtung hinzugefügt wird, die gegen das Moment an dem Eingangslenker 48 wirkt. Die Gegenfeder 84 in Fig. 8 ist eine solche Vorrichtung. Die Gegenfeder 84 ist an einer anderen ausfahrbaren Lenkeranordnung 86 angebracht, die durch Schwenkeinrichtung 88 mit dem einen Ende an dem festen Rahmen und mit dem entgegengesetzten Ende an dem Eingangslenker 48 befestigt sind. Die Federkonstante und der Ort der Befestigungsstellen sind so ausgelegt, dass die Kraft der Gegenfeder 84 in jeder Stellung des Eingangslenkers 48 ein Moment an dem Eingangslenker 48 erzeugt, das in die entgegengesetzte Richtung wirkt, wie das Monment, das durch die Kraft des Steuerlenkers 32 erzeugt wird.

Obwohl der Ausgleich nicht perfekt ist, beträgt die Grösse des Gegenmoments in allen Positionen einen bedeutenden Prozentsatz des durch den Steuerlenker 32 erzeugten Momentes. Aus diesem Grund ist die auf die Kraftbegrenzungsschrauben 52 und 54 ausgeübte Kraft verringert, so dass diese relativ leicht, sogar von Hand, gedreht werden können, und es kann eine kleinere Positioniervorrichtung verwendet werden, die weniger Belastung aufnehmen muss. Wie es bei der Vorrichtung in Fig. 8 gezeigt ist, kann die Gegenfeder 84 sogar die gleichen Eigenschaften wie die für den Federlenker verwendete Feder 36 haben.

Wenn es, wie z.B. bei einem Honmaschinenvorschubsystem nicht erwünscht ist, die gesamte gewählte Vorschubstangenkraft auf die Vorschubstange 28 auszuüben, sind einige Einrichtungen zur Steuerung der Position des Haupthebels für folgende Funktionen erforderlich:

1. Einstellen oder Überprüfen der Nullabschaltposition
2. Anbringen eines Honwerkzeugs
3. Laden oder Entladen des Werkstücks und
4. Initialisieren der Vorschubstangenstellung.

Dies kann durch eine Betätigungseinrichtung durchgeführt werden, die auf den Haupthebel 22 wirkt. Ein Beispiel ist die Verwendung eines sich drehenden Steuernockens 100 (Fig. 9), dessen Position durch eine sich drehende oder linear bewegende Betätigungseinrichtung bestimmt wird und der mit dem Haupthebel 22 in Berührung steht, um diesen zu positionieren und seine Vorschubbewegung zu behindern.

Es kann auch eine manuelle Steuerung der Position des Haupthebels 22 erwünscht sein. Dies kann mit Hilfe von Handrädern oder Einstellschrauben durchgeführt werden. Ein anderer Weg der manuellen Steuerung der Position des Haupthebels 22 ist die Verwendung eines Kabels 102, das, wie es in Fig. 9 gezeigt ist, an dem Steuernocken 100 und einem Fusspedal 104 befestigt ist. Wenn das Fusspedal 104 heruntergedrückt wird, bewegt sich das mit ihm verbundene Kabel 102 mit dem Pedal 104 und zieht an dem Steuernocken 100, um diesen gegen den Haupthebel 22 zu drehen. Hierdurch wird der Haupthebel 22 bewegt oder seine Vorwärtsbewegung behindert.

Bei einigen Ausführungsformen der federgetätigten Vorschubvorrichtung mit Gelenkgetriebesteuerung ist eine Unterstützung der Einrichtung zur Steuerung der Bewegung des Haupthebels 22 erforderlich, damit kein hohes Haupthebelmoment vorhanden und eine manuelle Steuerung und eine kleinere Positioniervorrichtung möglich ist, die weniger Belastung aufnehmen muss. Ein Weg, die zur Neuanordnung des Hebels 22 erforderliche Kraft auf einem Minimum zu halten, besteht darin, die Unterstützung abhängig von der Stellung des Eingangslenkers 48 und somit von dem Haupthebelmoment abhängig zu machen.

Die Rückmeldung von einem drehbaren Messwandler an dem Eingangslenker 48 kann zur Steuerung einer Betätigungseinrichtung verwendet werden, die die Höhe der Unterstützung reguliert, die erforderlich ist, um eine manuelle Steuerung möglich zu machen und die erforderliche Leistung der Betätigungseinrichtung für die Positionierung des Haupthebels zu minimieren.

Als mechanische Einrichtung, die die Höhe der Unterstützung zur Positionierung des Eingangslenkers anpasst, können eine Federung 106 mit einer optimalen Federkonstante, Länge und Position und zwei Lenker 108 und 110 mit optimaler Länge und Position verwendet werden, wie es in Figur gezeigt ist. Die Feder 106 ist zwischen dem Rahmen und der Verbindungsstelle der zwei Lenker 108 und 110 befestigt, wobei das Ende des Lenkers 108 an dem Eingangslenker 112 und das Ende des anderen Lenkers 110 an einem Hebelabschnitt 114 des Steuernockens 100 befestigt ist. Wenn der Eingangslenker 112 gedreht wird, um eine grössere Kraft auf den Haupthebel 22 auszuüben, benötigt der Steuernocken 100 ein grösseres Moment, um gegen den Haupthebel 22 zu drehen. Ein unterstützendes Moment, das auf den Nokken 100 wirkt, wird jedoch durch die Feder 106 und die zugeordnete Lenkanordnung geschaffen.

Bei einigen Anwendungen der Maschine sind Einrichtungen zur Steuerung und Begrenzung der Vorschubgeschwindigkeit der Vorschubstange 28 erwünscht, wie sie in dem US-Patent 4 397 658 von Vanderwal beschrieben sind. In diesem Fall kann eine Regeleinrichtung für die Position, wie zum Beispiel ein \ldämpfer 129 verwendet werden, um die Geschwindigkeit der Vorwärtsbewegung der Vorschubstange 28 auf einen konstanten Wert einzustellen. Der \ldämpfer 120 kann der Vorwärtsbewegung der Vorschubstange 28 oder des Haupthebels 22 direkt einen Widerstand entgegensetzen und diese steuern oder er kann die Drehung eines Steuer nockens 122 steuern, der gegen den Haupthebel 22 drückt, wie es in Fig. 10 gezeigt ist.

Bei der Ausführungsform von Fig. 10 ist zusätzlich ein Mechanismus 124 (elektrisch, mechanisch und/oder anders) vorgesehen, der zur Kompensierung einer Steinabnutzung die Länge der Vorschubstange 28 bei Verwendung einer Nullabschaltung abhängig von einer Eingabe einer Bedienungsperson oder abhängig von einer Vorschubstangenposition anzeigt, wenn eine externe Vorrichtung zur Steuerung der Grösse während der Bearbeitung anstatt der Nullabschaltung verwendet wird.

Claims

1. Vorrichtung zur Aufrechterhaltung einer im wesentlichen konstanten Kraft auf ein linear bewegbares Vorschubelement (28), gekennzeichnet durch - ein bewegbares Vorschubelement (28), das durch eine Einrichtung für ein lineare Bewegung gelagert ist und entgegengesetzte Enden aufweist, von denen eines an einem vorzuschiebenden Arbeitselement angreifen kann und an dem anderen eine Einrichtung (22, 26) angreift, die eine Kraft in einer Richtung auf das andere Ende ausübt, und - einen Hebel (22), der ein erstes Ende mit einer daran angrenzenden Einrichtung (26), die an dem anderen Ende des Vorschubelementes (28) angreifen kann, und ein entgegengesetztes Ende aufweist, wobei eine Schwenklagereinrichtung (24) zwischen den Enden vorgesehen ist, durch die der Hebel (22) für eine Schwenkbewegung gelagert ist, und - eine Einrichtung,

die an dem Hebel (22) an einer Stelle zwischen der Schwenklagereinrichtung (24) und seinem entgegengesetzten Ende angreifen kann, um darauf eine gesteuerte Kraft in einer solchen Richtung aufzubringen, dass eine Kraft auf das Vorschubelement (28) ausgeübt wird, wobei die Einrichtung eine Gelenkgetriebeanordnung umfasst, die ein erstes, in der Länge veränderbares Lenkerelement (34), auf dem eine Druckfeder (36) so angeordnet ist, dass sie eine Kraft gegen den Hebel (22) ausübt, und ein zweites Lenkerelement (32) aufweist, um die Position einzustellen, an der die Gelenkgetriebeanordnung an dem Hebel (22) angreift, wenn sich der Hebel (22) um die Schwenklagereinrichtung (24) bewegt.

2.

Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste, in der Länge veränderbare Lenkerelement (34) angrenzend an das Ende, das an dem Hebel (22) angreift, eine Rolle (30) aufweist und dass eine Einrichtung (48, 52, 54, 56) vorgesehen ist, die dem zweiten Lenkerelement (32) zur Einstellung seiner Position und der Position zugeordnet ist, an der die Gelenkgetriebeanordnung an dem Hebel (22) angreift, und die eine Einrichtung (56) für eine Wahl zwischen zwei verschiedenen Positionen umfasst, an denen die Gelenkgetriebeanordnung an dem Hebel (22) angreift.

3.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste, in der Länge veränderbare Lenkerelement (34) und das zweite Lenkerelement (32) in einer bestimmten Winkelbeziehung derart zueinander angeordnet sind, dass das auf den Hebel (22) wirkende Moment und somit die durch den Hebel (22) gegen das linear bewegte Vorschubelement (28) aufgebrachte Kraft erzeugt wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeigenschaften, die relativen Lenkerlängen und die relativen Positionen der Schwenkpunkte so gewählt sind, dass eine konstante Kraft auf das linear bewegbare Vorschub-Element (28) in einem vorherbestimmten Bewegungsbereich des linear bewegbaren Vorschubelements (28) ausgeübt wird.

5.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeigenschaften, die relativen Lenkerlängen und die relativen Positionen der Schwenkpunkte so gewählt sind, dass eine Kraft ausgeübt wird, die sich verringert, wenn sich das linear bewegbare Vorschubelement (28) bewegt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeigenschaften, die relativen Lenkerlängen und die relativen Positionen der Schwenkpunkte so gewählt sind, dass die auf das linear bewegbare Vorschubelement (28) ausgeübte Kraft grösser wird, wenn sich das linear bewegbare Vorschubelement (28) bewegt.

7.

Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeigenschaften, die relativen Lenkerlängen und die relativen Positionen der Schwenkpunkte so gewählt sind, dass die maximale wählbare, auf das linear bewegbare Vorschubelement (28) aufgebrachte Kraft ungefähr 100mal so gross ist wie die minimale wählbare Kraft.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das linear bewegbare Vorschubelement (28) an einem Keilelement in einem Hondorn angreift.

9.

Vorrichtung nach Anspruch 1 mit - einem linear bewegbaren Element (28), das ein erstes und ein zweites entgegengesetztes Ende und eine Einrichtung zur Lagerung des Elementes (28) für eine lineare Bewegung aufweist, - ein Hebelelement (22), das angrenzend an eines seiner Enden eine Einrichtung (26) aufweist, durch die ein reibungsloser Kontakt mit einem Ende des linear bewegbaren Elementes (28) gebildet wird, - einer Einrichtung (24), die sich im Abstand von dem einen Ende des Hebelements (22) befindet, und durch die das Hebelelement (22) an einer festen Halterung an einer in seiner Längsrichtung zwischenliegenden Stelle schwenkbar befestigt ist, und - einer Einrichtung, die an dem Hebelelement (22) an der Seite der Schwenkbefestigungseinrichtung (24) angreift, die dem reibungslosen Kontakt entgegengesetzt ist,

und eine Kraft auf das Hebelelement (22) und über das Hebelelement (22) auf das linear bewegbare Element (28) ausübt, wobei - die zuletzt genannte Einrichtung zwei in Winkelbeziehung stehende Lenkerelemente (32, 34) aufweist, die jeweils angrenzend an ein Ende durch eine Einrichtung (30) schwenkbar verbunden sind, die einen reibungslosen Kontakt mit dem Hebelelement (22) herstellt, - die entgegengesetzten Enden jedes der in Winkelbeziehung stehenden Lenkerelemente (32, 34) an im Abstand angeordneten Stellen an einem Festlager angelenkt sind, und - eines der in Winkelbeziehung stehenden Lenkerelemente (32, 34) eine festgelegte Länge hat und das andere ein in der Länge veränderbares Lenkerelement (34) ist, das durch relativ bewegbare Gleitabschnitte mit im Abstand angeordneten gegenüberliegenden Endabschnitten und ein Druckfederelement (36) gebildet wird,

das zwischen den Endabschnitten angeordnet ist und diese auseinander drückt, um einen Druck über den reibungslosen Kontakt (30) gegen das Hebelelement (22) und über das Hebelelement (22) auf das linear bewegbare Element (28) auszuüben.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit - einem Element (28), das für eine lineare Bewegung angebracht ist und zwei entgegengesetzte Flächen aufweist, - einem Haupthebel (22), der an einer zwischenliegenden Stelle an einer Festlagereinrichtung angelenkt ist und angrenzend an ein Ende eine Einrichtung (26) aufweist, die einen reibungslosen Eingriff mit einer der gegenüberliegenden Flächen des linear bewegbaren Elementes (28) bildet, und - einer Einrichtung zur Aufbringung einer Kraft auf den Hebel (22) an der Seite des Schwenkpunktes (24), die dem linear bewegbaren Element (28) entgegengesetzt ist,

und eine Kraft auf den Hebel (22) um den Schwenkpunt (24) und auf das linear bewegbare Element (28) ausübt, wobei - die zuletzt genannte Einrichtung zwei in Winkelbeziehung stehende Lenker (32, 34) aufweist, die angrenzend an eines ihrer Enden schwenkbar miteinander verbunden sind, - die entgegengesetzten Enden mit jeweiligen im Abstand angeordneten Stellen an der Festlagereinrichtung verbunden sind, - auf einem der Lenkerelemente (32, 34) eine Druckfeder (36) für eine Veränderung seiner Länge in einer Richtung angebracht ist, um eine Kraft auf den Hebel (22) auszuüben, - die Schwenkverbindungen der anderen Enden der Lenkerelemente (32, 34) so sind, dass eine Bewegung des linear bewegbaren Elements (28) aufgrund der darauf durch die Ausdehnung der Druckfeder (38) aufgebrachten Kraft dafür sorgt,

dass sich die reibungslose Verbindung zwischen den zwei in Winkelbeziehung stehenden Lenkerelementen (32, 34) und dem Hebelelement (22) ändert, wodurch der Abstand zwischen dem Ort, an dem die Lenkerelemente (32, 34) an dem Hebel (22) reibungslos angreifen, und seinem Schwenkpunkt (24) grösser wird, wenn die auf den Haupthebel (22) durch die Ausdehnung der Druckfeder (36) aufgebrachte Kraft geringer wird.

11.

Vorrichtung nach Anspruch 1 - mit einem linear bewegbaren Element (28), das durch eine Einrichtung belagert ist, - mit einem länglichen Hebel (22), der angrenzend an ein Ende eine Einrichtung (26) aufweist, die an das linear bewegbare Element (28) anschlägt, - mit einer Einrichtung (24), an der das Hebelelement (22) an einer in seiner Längsrichtung zwischenliegenden Stelle schwenkbar gelagert ist, und - mit einer Einrichtung, die an dem Hebelelement (22) an einer Seite der Schwenklagereinrichtung (24) angreift, die der entgegengesetzt ist, an der der Hebel (22) an dem linear bewegbaren Element (28) angreift, wobei die zuletzt genannte Einrichtung in Winkelbeziehung stehende Lenkerelemente (32, 34) umfasst, von denen ein erstes Element (34), das von relativ bewegbaren Abschnitten mit einer Federeinrichtung (36) gebildet wird,

die die relativ beweg baren Elemente in Längsrichtung vorspannt, wobei ein Ende des ersten Lenkerelements (34) schwenkbar an einer Festlagereinrichtung befestigt ist, und das entgegengesetzte Ende des ersten Lenkerelements (34) mit dem zweiten Lenkerelement (32) und einer Einrichtung verbunden ist, die an deren Verbindung vorgesehen ist und an dem Hebel (22) angreift, und das zweite Lenkerelement (32) eine festgelegte Länge aufweist, und - mit einer Einrichtung zur Einstellung der Position des entgegengesetzten Endes des zweiten Lenkerelements (34), die ein an dem Festlager angelenktes Hauptlenkerelement (48) und eine Einrichtung zur Einstellung der Winkelposition des Hauptlenkerelements (48) umfasst, um die Position der Stelle zu verändern, an der das zweite Lenkerelement (34) schwenkbar damit verbunden ist.

12.

Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Veränderung der Position des Hauptlenkerelements (48) eine fluidbetriebene Einrichtung (56) aufweist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Veränderung der Position des Hauptlenkerelements (48) eine Motoreinrichtung aufweist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet, durch eine Einrichtung zur Bestimmung zweier unterschiedlich festgelegter Positionen des Hauptlenkerelements (48), wobei eine der festgelegten Positionen eine erste Kraft des Hebels (22) gegen das linear bewegbare Element (28) und die andere festgelegte Position eine unterschiedliche Kraft des Hebelelements (22) gegen das linear bewegbare Element (28) bestimmt, und durch eine Einrichtung (56) zur Bewegung des Hauptlenkerelements (48) zwischen den zwei festgelegten Positionen.

15.

Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Bestimmung der zwei unterschiedlichen festgelegten Positionen Einrichtungen (52, 54) zur Einstellung des Ortes der festgelegten Positionen umfasst.

16. Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch ein drittes Lenkerelement (86), mit einem ersten Ende, das an einem Festlager angelenkt ist, und einem entgegengesetzten Ende, das an dem Hauptlenkerelement (48) angelenkt ist, wobei auf dem dritten Lenkerelement (48) eine Federeinrichtung (84) so angeordnet ist, dass sie eine Kraft auf das Hauptlenkerelement (48) in einer solchen Richtung ausübt, dass dessen Winkelbewegung mit weniger Kraft möglich ist.

17.

Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Sensorvorrichtung (80), mit einem bewegbaren Element, das an dem Hebel (22) angreifen kann, wobei die Position des bewegbaren Elements (80) die momentane Position des linear bewegbaren Elements (28) anzeigt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch einen Schalter mit einem bewegbaren Betätigungselement, das an dem Hebel (22) angreifen kann, und durch eine Einrichtung, die auf den Zustand des Schalters anspricht, um die Kraft zu bestimmen, die durch den Hebel (22) auf das linear bewegbare Element (28) aufgebracht wird.

19.

Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Nockeneinrichtung (100), die an dem Hebel (22) angreifen kann, und durch eine Einrichtung (102, 104) durch die der Nocken (100) zwischen einer Stellung, in der er die Aufbringung einer Kraft auf das linear bewegbare Element (28) durch den Hebel (22) verhindert, und einer Stellung bewegt wird, in der er die Aufbringung einer Kraft auf das linear bewegbare Element (28) durch den Hebel (22) ermöglicht.

20. Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Nockeneinrichtung (100), die an dem Hebel (22) angreifen kann, und durch eine Einrichtung, die eine Kraft auf das Nockenelement (100) in einer Richtung aufbringt, damit die Vorwärtsbewegung des Hebels (22) mit einer gewählten konstanten Geschwindigkeit gesteuert wird.

21.

Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Motoreinrichtung (90), die wirksam mit dem Hauptlenkerelement (48) für eine Bewegung des Hauptlenkerelements (48) verbunden ist, um eine unterschiedliche Kraft gegen das linear bewegbare Element (28) zu bestimmen, und durch eine Einrichtung zur Steuerung der Motoreinrichtung (90), die einen Mikroprozessor (94) umfasst, der mit der Motoreinrichtung (90) und einer Einrichtung (80) zur Erfassung der Position des linear bewegbaren Elements (28) verbunden ist, wobei die zuletzt genannte Einrichtung (80) eine Verbindung mit dem Hebel (22) und eine Verbindung mit dem Mikroprozessor (94) aufweist.

22.

Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Nockeneinrichtung (100), die an dem Hebel (22) angreifen kann, durch eine Einrichtung (102, 104) zur Aufbringung einer Kraft in einer solchen Richtung, dass der durch den Hebel (22) gegen das linear bewegbare Element (22) aufgebrachten Kraft entgegengewirkt wird, und durch eine Betätigungseinrichtung, die die Nockeneinrichtung (100) ausser Eingriff mit dem Hebel (22) bringt.

23.

Vorrichtung nach Anspruch 22, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (106, 108, 110) zur Aufbringung einer zusätzlichen Gegenkraft auf die Nockeneinrichtung (100), um die Kraft zu verringern, die von der Einrichtung (102, 104) zur Aufbringung einer Kraft auf die Nockeneinrichtung (100) gefordert wird, wobei die Einrichtung (106, 108, 110) zur Aufbringung einer zusätzlichen Gegenkraft eine Federeinrichtung (106), ein Nockenlenkerelement (110) und ein Krafteinstellungslenkerelement (108) umfasst, die Federeinrichtung (106) zwischen der Festlagereinrichtung und ein Ende des Nockenlenkerelements (110) geschaltet ist, das entgegengesetzte Ende des Nockenlenkerelements (110) schwenkbar mit der Nockeneinrichtung (100) verbunden ist, die Federeinrichtung (106) eine Kraft über das Nockenlenkerelement (110) auf die Nockeneinrichtung (100) aufbringt, um der Kraft entgegenzuwirken,

die durch den Hebel (22) gegen das linear bewegbare Element (28) ausgeübt wird, das Krafteinstellungslenkerelement (108) mit einem Ende mit dem Nockenlenkerelement (110) angrenzend an eines seiner Enden verbunden ist und mit dem entgegengesetzten Ende schwenkbar mit dem Hauptlenkerelement (112) verbunden ist, um die Wirksamkeit der Federeinrichtung (106) bei der Aufbringung einer Kraft auf die Nockeneinrichtung (100) zu verändern, wenn die Winkelposition des Hauptlenkerelements (112) eingestellt wird.

24.

Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die relativen Längen der in Winkelbeziehung stehenden Lenkerelemente (32, 34), die Federkonstante der Federeinrichtung (36) und die relativen Positionen der Schwenkverbindungen für das Hauptlenkerelement (48) und für das Hebelelement (22) so gewählt sind, dass sich die Höhe der auf das linear bewegbare Element (28) aufgebrachten Kraft exponentiell mit Änderungen in der Winkelposition des Hauptlenkerelements (48) ändert, wobei inkrementale Veränderungen der Ausgangskraft eine grössere Winkelbewegung des Hauptlenkerelements (48) erfordern, wenn die Ausgangskraft relativ klein ist, verglichen mit dem Fall, bei dem eine relativ grosse Ausgangskraft vorhanden ist.