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Die Erfindung bezieht sich auf einen Kopierfühler mit mehreren Steuerkontakten,
die mittels zweier zusammenwirkender, durch die Fühlerbewegung verschwenkbarer federbelasteter
Schalthebel nacheinander schließbar sind.
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Bei Kopierfühlern dieser Art ist es bekannt, den Fühlfinger und die
durch diesen zu betätigenden Kontakte an einem gemeinsamen Träger anzubringen. In
der Regel ist dabei der Fühlfinger allseitig schwenkbar und axial verschiebbar angeordnet.
Die Bewegung des Fühlfingers ist unabhängig davon, in welcher Richtung sie vor sich
geht, so auf einen Schalthebel übertragbar, daß die Auslenkung des Fühlfingers und
der Schwenkwinkel des Schalthebels entweder im wesentlichen proportional sind oder
in einer anderen gesetzmäßigen Beziehung zueinander stehen. Dabei sind normalerweise
drei Kontakte vorgesehen, von denen der mittlere Kontakt die vorgewählte Bewegungsrichtung
und die beiden außenliegenden Kontakte Bewegungen quer zur vorgewählten Richtung
steuern. Zur Bereichsumschaltung, d. h. zum Ändern der vorgewählten Bewegungsrichtung
und der diesen zugeordneten Querrichtungen, dient ein Bereichsumschalter; in der
Regel ist auch ein Sicherheitsausschalter vorgesehen, der bei übergroßer Fühlerauslenkung
die gesamte Vorschubanlage und gegebenenfalls den Arbeitsantrieb stillsetzt.
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Bei solchen bekannten Ausführungen sind die Kontakte zwischen einem
trägerfesten Teil und dem Schalthebel vorgesehen und jeweils einzeln abgefedert.
Dabei müssen die Kontakte wegen der manchmal zu überwindenden beachtlichen überwege
der Schalthebel sehr weich abgefedert sein.
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Bei der Anwendung solcher Kopierfühler kann die übertragung von Maschinenschwingungen
über den Träger auf die Kontakte nicht unterbunden werden, weil die Federn zu weich
sind. Dies wirkt sich in einer Stellung des Schalthebels, in der gerade ein Kontakt
geöffnet werden soll, so aus, daß der Kontakt schwingt und flattert, wodurch eine
vorzeitige Abnutzung des Kontaktes eintritt und sich Ungenauigkeiten bei der Bearbeitung
ergeben.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kopierfühler mit mehreren Steuerkontakten
so zu gestalten, daß das Flattern mit den erwähnten Folgen weitgehend vermieden
wird.
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Dies wird bei einem Kopierfühler der eingangs genannten Art erfindungsgemäß
dadurch erreicht, daß beide Schalthebel gleichgerichtet und jeweils gleichzeitig
gleichsinnig schwenkbar ineinandergreifend angeordnet sind und daß lediglich der
innere, mehrere verschieden hoch vorspringende Kontakte tragende Schalthebel federbelastet
ist und in jeder Stellung über einen oder zwei der sich auf einer Gleitfläche des
äußeren Schalthebels abwälzenden und hierbei nacheinander in Eingriff kommenden
Kontakte mit dem äußeren Schalthebel und über diesen mit dem vom Fühlfinger bewegbaren
Glied kraftschlüssig verbunden ist.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung sind von den drei Kontakten entweder
der mittlere Kontakt oder die beiden Außenkontakte mit Vorspannung gegen den inneren
Schalthebel abgefedert und der' oder die anderen Kontakte starr an diesem Schalt-
i hebel angebracht.
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Bei einer solchen Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, daß in
jedem Fall der gesamte Druck der den Schalthebel belastenden Feder unmittelbar über
die Kontaktflächen übertragen wird, daß sich dabei die Kontakte auf der Gegenfläche
bewegen und daß im Augenblick des überganges von einer zur zweiten Kontaktfläche
zwei Kontaktflächen Berührung haben und ein Flattern der Kontakte dadurch ausgeschlossen
ist.
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Die Kontaktgabeflächen, die nachgeschalteten elektrischen Geräte und
auch die zugehörigen mechanischen Teile werden daher weitgehend geschont, und die
schließlich erhaltene Kopierfläche ist im wesentlichen ratterfrei und glatter ausgeführt,
als dies mit vergleichbaren Anordnungen bisher möglich war.
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Zur weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann der äußere Schalthebel
derart mit einer der den inneren Schalthebel belastenden Feder entgegenwirkenden
Feder verbunden sein, daß nur die Differenz der auf den äußeren Schalthebel wirkenden
Federmomente auf den Fühler einwirkt.
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Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß der Fühler selbst mit einer
möglichst geringen Vorspannkraft belastet ist, während die auf die Kontaktflächen
einwirkende Kraft groß ist. Man bemißt dann die den inneren Schalthebel belastende
Feder entsprechend den Anforderungen an den Kontaktflächen und entlastet den nachgeschalteten
äußeren Schalthebel mit dem sich daran anschließenden Fühler durch die weitere Feder.
Federkräfte, Hebelarme und Federkennlinien können also den einzelnen gegebenen Anforderungen
entsprechend gewählt werden.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der
Zeichnung beschrieben. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen Teil eines
erfindungsgemäßen Kopierfühlers, F i g. 2 einen Querschnitt nach der Linie II-II
in Fig.1, F i g. 3 einen Querschnitt nach der Linie 111-III in Fig.1.
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Mit 1 ist der Träger eines Kopierfühlers bezeichnet, der mittels Gewinde
2 in einen nicht gezeigten Tastschlitten oder ein anderes, in Richtung der Tasterachse
verstellbares Bauteil einschraubbar ist. 3 ist ein elektrischer Anschluß für die
am Träger vorgesehenen Kontakte. Im mittleren Bereich weist der Träger 1 eine Ausnehmung
4 auf, in der die später zu beschreibende Schalthebelanordnung untergebracht ist.
Am unteren Ende ist der Träger durch einen Ring 5 abgeschlossen, in dem eine Buchse
6 sitzt, in der mittels einer Kugelbuchse 7 ein Stopfen 8 längsverschiebbar angeordnet
ist. Der Träger ist von einem auf ein weiteres Gewinde 9 aufgeschraubten, nicht
gezeigten Trägerrohr umgeben, in dem, wie das durch die deutsche Auslegeschrift
1171062 bekannt ist, schwenkbar und längsverschiebbar ein ebenfalls nicht gezeigter
Fühlfinger angeordnet ist, dessen einzelne Bewegungen mittels einer Kugel so auf
den Stopfen 8 übertragen werden, daß jeder Auslenkgröße ein bestimmter Schiebeweg
des Stopfens 8 entspricht. Der Verschiebeweg des Stopfens 8 ist durch einen in der
Buchse 6 sitzenden Radialstift 10 begrenzt, der durch eine Aussparung 7 a der Kugelbuchse
7 hindurch in eine Radialbohrung 8 a des Stopfens hineinragt. An seinem oberen Ende
besitzt der Stopfen 8 eine ebene geschliffene Fläche 8 b, an der ein Kugellager
11 anliegt, das in einer Aussparung
12 a eines ersten Schalthebels
12 auf einer in diesem angebrachten Achse 13 sitzt. Die Achse 13 ist parallel zur
Schwenkachse 14 dieses Schalthebels, die mittels Kugellagern 15 und Haltern 16 drehbar
im Träger 1 gelagert ist (F i g. 2).
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Mit 17 ist ein zweiter Schalthebel bezeichnet, der mittels einer weiteren
Achse 18, weiterer Kugellager 15 und weiterer Halter 16 ebenfalls schwenkbar am
Träger 1 angebracht ist (F i g. 3). Die Achsen 14 und 18 sind identisch ausgebildet
und parallel angeordnet. Eine Feder 19 ist mit einem Stift 20 am Träger befestigt
und innerhalb einer Bohrung 17 a des zweiten Schalthebels an einem Stift 21 befestigt.
Beide Schalthebel haben die Form eines Winkelhebels, der am Ende eines kürzeren,
im wesentlichen quer zur Längsrichtung der Gesamtanordnung liegenden Schenkels am
Träger 1 gelagert ist und dessen längerer Schenkel etwa in Längsrichtung der Vorrichtung
verläuft; dabei ragt der zweite Schalthebel 17 teilweise in eine Längsnut 12 b des
ersten Schalthebels hinein.
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Im zweiten Schalthebel 17 sind ein mittlerer Kontakt 23 und
zwei außenliegende Kontakte 24 und 25 angeordnet, die sämtlich abgerundete und mit
besonderem Kontaktmaterial versehene Kontaktenden 28 aufweisen. Der mittlere Kontakt
23 ist verschiebbar angeordnet und wird durch eine vorgespannte Feder bis zu einem
durch eine Mutter 22 gebildeten einstellbaren Anschlag gegen den Schalthebel
17 gedrückt. Die Vorspannung dieser nicht dargestellten Feder ist nur wenig
kleiner, als die im Bereich dieses Kontaktes übertragene, von der Feder 19 herrührende
Kraft, und ihr Federweg ist begrenzt. Die Kontakte 24 und 25 sind eingeschraubt
und durch Stiftschrauben 26 im Schalthebel 17 festgestellt. Die Kontakte sind in
nicht dargestellter Weise gegenüber dem Schalthebel 17 isoliert.
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Am Boden der Nut 12 b ist eine hier eben ausgebildete Gegenkontaktfläche
12 c vorgesehen, mit der die einzelnen Steuerkontakte beim Verschwenken der
beiden Schalthebel nacheinander in Eingriff kommen. Aus der Zeichnung ist ersichtlich,
daß die Feder 19 ein Schwenkmoment auf den Hebel 17 ausübt. Dieses Moment wird ausschließlich
über die Kontakte 23, 24 und 25 auf den Schalthebel 12 übertragen.
Dieser drückt mit dem Kugellager 11 auf den Stopfen 8, der den nicht gezeigten Fühlfinger
axial und mittels seiner kegelförmigen Ringfläche 8 c und der dort zwischengeschalteten
Kugel auch radial vorbelastet. Jede irgendwie geartete Auslenkung des Fühlfingers
führt zu einer Verschiebung des Stopfens 8, dadurch zu einem Verschwenken des Schalthebels
12 und schließlich über einen oder zwei der Kontakte 23, 24, 25 zu einem Verschwenken
des Schalthebels 17.
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Wenn der Fühlfinger nicht an dem Modell anliegt, steht der Stopfen
8 in seiner nicht gezeigten, durch den Stift 10 begrenzten Endstellung, in der ausschließlich
der Kontakt 25 an der Fläche 12 c anliegt und das gesamte durch die Feder 19 aufge-
i brachte Drehmoment überträgt. Durch den so geschlossenen Stromkreis wird der Fühler
in Richtung an das Modell herangesteuert. Sobald der Fühlfinger an dem Modell anliegt,
wird er ausgelenkt und verschiebt den Stopfen 8 nach oben, wodurch beide i Schalthebel
12 und 17 im Uhrzeigersinn verschwenkt werden und zunächst zusätzlich zum Kontakt
25 auch der mittlere Kontakt 23, der die vorgewählte Vorschubrichtung steuert, an
der Fläche 12 c zur Anlage kommt. Beim weiteren Verschwenken wird der mittlere Kontakt
gegen die Kraft seiner Vorspannfeder eingedrückt, bis die Grenze der Ausweichbewegung
erreicht ist, woraufhin der Kontakt 25 von der Fläche 12 c abgehoben wird und nur
der die vorgewählte Richtung steuernde Kontakt 23 in Eingriff bleibt. Wird nun der
Fühlfinger noch weiter ausgelenkt, so kommt zusätzlich der Kontakt 24 an der Fläche
12 c zur Anlage, und eine Bewegung des Fühlers vom Modell weg wird eingeleitet.
Bei der weiteren Schwenkbewegung der Hebel entspannt sich zunächst die Vorspannfeder
des Kontaktes 23, bis wiederum dessen durch die Mutter 22 festgelegte Endlage erreicht
ist und dieser Kontakt von der Fläche 12 c des an Masse angelegten Schalthebels
12
abhebt. Wird anschließend der Fühlfinger entlastet und kehrt in Richtung
auf seine Mittelstellung zurück, so wiederholt sich der gleiche Vorgang in umgekehrter
Folge.
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Am Träger l sind ferner zwei Mikroschalter 29,
30 vorgesehen,
welche die Bereichsumschaltung und die Sicherheitsabschaltung besorgen und durch
Kurventeile 31, 32 steuerbar sind, die an einem Ausleger 12 d des ersten Schalthebels
12 sitzen und durch einen Schlitz 12 e so voneinander getrennt sind, daß sie mittels
einer Schraube 33 relativ zueinander einstellbar sind. Es versteht sich, daß man
die zugehörigen Stromkreise grundsätzlich in der gleichen Weise durch weiter außen
von den Kontakten 24 und 25 angeordnete Kontakte steuern kann. Hierfür besteht jedoch
keine unmittelbare Notwendigkeit, da zum Betätigen dieser Schalter größere Schaltwege
verfügbar sind und ein Flattern nicht zu befürchten ist, weil die verwendeten Mikroschalter
nach Erreichen des Einschaltpunktes einen gewissen Rückschaltweg benötigen, der
durch die flachen Kurven zu einem verhältnismäßig großen Bereich erweitert wird
und dadurch eine einmal eingeleitete Umschaltfunktion voll ablaufen läßt, ohne zwischenzeitlich
kurze Flatterunterbrechungen hervorzurufen.
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Eine Feder 34 wird nach Wahl dann vorgesehen, wenn das von den Kontakten
23, 24, 25 auf den Schalthebel 12 auszuübende Drehmoment größer ist, als
dies für die Belastung des Fühlers notwendig und wünschenswert ist. Diese Feder
ist einmal an einem Stift 35 des Schalthebels 12 und ferner an einem Stift 36 des
Trägers 1 befestigt und erzeugt ein im Uhrzeigersinn und daher entgegen der Feder
19 auf den Schalthebel 12 einwirkendes Drehmoment. Dadurch bleiben die zwischen
den Schalthebeln 12 und 17 wirkenden Kontaktanlagekräfte unverändert; es wird jedoch
die vom Kugellager 11 auf den Stopfen 8 und damit den Fühler wirkende Kraft so herabgesetzt,
wie sich dies durch die Differenz der von den beiden Federn auf den Schalthebel
12 ausgeübten Drehmomente ergibt. Es versteht sich von selbst, daß das durch die
Feder 34 aufzubringende Drehmoment kleiner sein muß als das von der Feder 19 herrührende,
da stets eine gewisse Vorbelastung des Fühlers aufrechtzuerhalten ist.
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Um eine Gleitbewegung zwischen den beiden Schalthebeln 12 und 17 zu
schaffen, sind diese mit unterschiedlichen Drehachsen vorgesehen. Um die beim Gleiten
auftretende Reibung zu vermeiden, kann man Kontaktrollen verwenden. Mitunter kann
es auch angebracht sein, für einen der beiden Schalthebel eine bewegliche Achse
oder ein Führungsgetriebe
zu verwenden, das die beim Abrollen auftretenden
Relativverschiebungen weiter herabsetzt. Man kann auch den mittleren Kontakt starr
und die Außenkontakte federnd anbringen. Die hierbei benutzte Feder kann dann wesentlich
stärker ausgebildet sein, da sie nur einen äußerst geringen Überweg aufnehmen muß.
In jedem Fall läßt sich die Federvorspannung so wählen, daß sich die möglicherweise
bis zu den Schalthebeln vordringenden Schwingungen auf den Kontaktgabevorgang nicht
nachteilig auswirken können. Man kann auch die Kontakte abwechselnd am einen und
am anderen Schalthebel anbringen. Es ist ferner möglich, jedem Kontakt eine besondere
geeignete Gegenkontaktfläche oder einen besonderen körperlichen Gegenkontakt zuzuordnen.