DE2165790A1 - Elektro-mechanisches schaltgeraet fuer die positionierung von werkzeugmaschinen usw - Google Patents

Description

• " Elektro-mechanisches Schaltgerät tUr die Positionierung von Werkzeugmaschinen usw.
• Die nachstehende Zusatzpatentanaeldung betrifft ein Schalt gerät, welches außer mit elektrischen Kontaktgebern mit berührungslosen bzw. kontaktlosen Ipulsgebern, wozu auch pneumatische Impulsgeber gehören, betrieben werden kann - i ii folgenden kurz Schaltgerät genannt - im wesentlichen basierend u.a. auf die gekapselte Unterbringung der Schaltelemente und die Mess-Skala iit Mess-Schiebering nach den Sohutzansprüchen der Patentanmeldung P 1513576.9. Die dort unter 7. und 8. aufgeführten Kennzeichnungen mit berührungslosen bzw. kontaktlosen Impulsgebern gewinnen in steigenden Maße an Bedeutung. Es wird daher ergänzend an die in der vorgenannten Patentanieldung beschriebene gekapselte Unterbringung der berührungslosen bzw. kontaktlosen lipuisgeber (Seite 7, Abs. 2 Offenlegungsschrift) angeknüpft, womit eine unbeabsichtigte Betätigung bzw. eine Beschädigung der Ilpuisgeber verhindert wird.
• Für den Stand der Technik gelten ansonsten die Ausführungen der Patentanaeldung Nr. 1513576.9.
• Bei einem Schaltgerät ait berührungslosen bzw. kontaktlosen Impulsgebern werden außer für die Relativ-Bewegung der beiden Schaltteile zueinander keine Kräfte für das Betätigen der Impulsgeber benötigt. Die Betätigungselediente iür die Impulsgeber können daher einfacher und damit billiger gestaltet werden. Bei Verwendung von berührungslosen Impulsgebern muß nicht nur sichergestellt werden, daß diese entsprechend den Schutzansprüchen 7 und 8 der Hauptpatentanceldung gekapselt untergebracht sind, sondern auch, daß durch funktionsbedingte Relativbewegung der beiden Schaltteile zueinander keine funktionsstörenden Elemente auf die Impulsgeber einwirken können, wie z. Bsp. bei Werkzeugmaschinen usw. in Form von Spänen. Bei dem üblichen relativ geringen Abstand von 12 bzw. 16 mm der Impulsgeber voneinander bei Grenztastern z. Bsp. nach DIN 43 697 müssen außerdem nach dem Stand der Technik hinsichtlich des Ansprechsbereichs der berührungslosen bzw. kontakt~ losen Impulsgeber die Betätigungselemente relativ nahe über die Impulsgeber geführt werden. Wegen der eriorderlichen Kapselung derartiger Impulsgeber gegen dieselben unbeabsichtigt betätigende bzw. schädigende Elemente müssen einmal also die Schaltteile möglichst spaltfrei zueinander bewegt und zum anderen zur Einhaltung der eriorderlichen geringen Toleranz des Abstandes zwischen Betätigungselement und Impulsgeber auch genau paralell zueinander geführt werden, damit die erforderliche Wiederholgenauigkeit der von den Befehlsgebern zu steuernden Strecken usw. sichergestellt ist. Besonders bedeutsam ist dieser Gesichtspunkt bei einem relativ langen Schaltteil für die Aufnahme der Betätigungselemente, besonders aber bei Maschinen (u. a. Kunststoffverarbeitungslasohinen), bei denen aus anderen Gründen eine genaue Paralellführung nicht erforderlich ist, anderersets aber unwirtschaftlich hohe Fertigungstoleranzen bedingen würde. Mit einer zwangsläufigen Führung der beiden Sohaltteile zueinander wird das vermieden.
• Weiterhin ist es in der Praxis erwünscht, die Bewegungst abläufe der Maschine möglichst einfach ohne Fertigungsmuster oder Zuhilfenahme von akustischen bzw optischen Signalen direkt visuell einzurichten, und zwar möglichst am Steuergerät selbst Das soll insbesondere mit einer Einstellgenauigkei-t von Oi mm noch möglich sein.
• Außerdem wird von den zuständigen Berufsgenossenschaften in zunehmender lläufigkeit beanstandet, daß die übliche sogenannte Nockensteuerung einer'Maschine mit Grenztastern, bei denen die Stößel aus dem Gehäuse herausragen,und mit Programmträgern (Nutprofilen nach DIN-Vornorin 69638), aus denen die Nocken herausragen, nicht unfallsicher genug sind, weil Quetschkräfte zwischen Nocken und Stößel gegeben sind und weil der Bewegungsraum der Stößel bzw der Nocken gegen einen Zugriff und gegen ein Erfassen der Kleider der Bedienungsmannschaft nicht genügend bzw. nicht mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand gesichert werden kann.
• Aufgabe der Zusatzerfindung ist es daher, ein Schaltgerät zu schaffen, dessen Impulsgeber nicht unbeabsichtigt betätigt bzw. nicht beschädigt werden können, bei der die zu steuernden Strecken usw. hinreichend genau ohne optische bzw. akustische Signale an der Steuerung selbst eingerichtet werden können, bei der die Position möglichst direkt an der einzurichtenden Maschine abgelesen werden kann, bei der die beweglichen Teile möglichst unfallsicher abgeschirmt sind, bei der die Betätigungselemente für die Befehlsgeber möglichst einfach und damit billig auso geführt werden können, bei der die erforderliche Paralellw führung der Schaltteile zueinander im Sinne der beabsichtigten Wiederholgenauigkeit der zu steuernden Strecken usw. ohne unwirtschaftlich hohen Aufwand an der Maschine selbst gewährleistet ist, bei der die zu steuernde Strecke möglichst einfach in Einzel-Impulse aufgelöst werden kann.
• Die Lösung geschieht nach der Zusatzerfindung durch ein Schaltgerät für die Positionierung von Werkzeugmaschinen, Kunststoffverarbeitungsmaschinen oder dergleichen mit einem an dem Ständer ect. der Maschine zu befestigendem ersten Schaltteil und einem Schlitten, Kolben usw. der Maschine zugeordneten zweiten Schaltteil sowie in einem der beiden Schaltteile gekapselt angeordneten berührungslosen bzw.
• kontaktlosen Impulsgebern und in dem anderen der beiden Schaltteile angeordneten Betätigungsorganen für die Betätigung der berührungslosen bzwO kontaktlosen Impulsgeber in Abhängigkeit von der Lage der beiden Schaltteile zueinander, mit dem Kennzeichen, daß der erste und der zweite Schaltteil einander zugeordnet sind und dabei der zweite Schaltteil beweglich zu dem ersten Schaltteil angeordnet ist.
• Weitere Einzelheiten und Vorzüge der Zusatzerfindung werden anhand eines Ausführungsbei spieles in Verbindung mit -den Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen zeigen: Figur i einen Teillängsquerschnitt durch ein Schaltgerät in einer Zuordnung zu einer Maschine mit Ständer und Schlitten bzw. Arbeitskolben, Pressenstößel usw.; Figur 2 einen Querschnitt längst der Linie II von Figur i; Figur 3 eine Profilleiste aus felddurchlässigem Material 54 mit Betätigungselement 38; Figur 4 eine Paralellperspektive eines Schaltgerätes mit einem Reihengrenztaster li nach DIN 43697 als dem ersten Schaltteil und einem Nutenprofil in Anlehnung an DIN-Vornorm 69638 als dem zweiten Schaltteil.
• Im einzelnen ist in der Figur i der erste Schaltteil zu erkennen, der als holilkörperartiges Gehäuse ausgebildet ist und die Form eines Hohlzylinders li hat. In dem zylinderförmigen Ilohlraum des Hohlzylinders 11 ist achsial verschieblich der zweite Schaltteil aufgenommen, der ebenfalls im wesentlichen Zylinderform hat und aus kolbenartig ausgebildete Stange 24 geführt ist. Dabei ist der Hohlzylinder ii in Figur 1 in seiner an einer Werkzeugmaschine befestigten Lage gezeigt. Der Hohlzylinder 11 ist dazu mit einem Flansch 16 versehen, längst dessen Umfang Löcher 18 angeordnet sind, durch die geeignete Bolzen in den Maschinenständer eingeschraubt werden können. Ein in einer Ausnehmung 22 des Ständers 14 eingreifender Bund 20 sorgt dabei für eine genaue Zentrierung des IIohlzylinders 11 im Verhältnis zum Maschinenander 14. Die den zweiten Schaltteil bildende kolbenartig ausgebildete Stange 24, die in dem IIohtylinder li mittels geeigneter Lager (nicht dargestellt) gelagert ist, so daß sie alle Bewegungen des Maschinenschlittens bzw. des Maschinenkolbens uswe gegenüber dem Maschinenständer 14 spiellos mitmachen kann, weist eine. Anzahl paralell zu ihrer Längsachse verlaufender Längsnuten 26 auf. Wie insbesondere aus Figur 2 ersichtlich ist, haben diese Längsnuten 26 einen sich in radialer Richtung erstreckenden rechteckigen Querschnitt. Die Einzelnuten sind in bestimmten Abständen voneinander über den Umfang der Stange 24 verteilt und nehmen dabei Winkellagen entsprechend den gestrichelten Radiallinien a, b, c, d usw. ein.
• An der Außenseite des Hohl zylinders 11 befindet sich ein nach außenhin offener Hohlraum 28, der in achsialer Richtung an seinem einen Ende durch den Flansch 16 an seinem anderen Ende durch eine Wand 30 abgeschlossen ist. Dieser Hohlraum dient zur Unterbringung von berührungslosen bzw. kontaktlosen Impulsgebern 32, die mit dem Feld bzw Luftstrom in den von dem IIohlzylinder li begrenzten Hohlraum ragen. In den Längsnuten 26 sind Profile 54 aus einem die Impulsgeber nicht betätigendem Material angeordnet. Wie insbesondere aus Figur 3 hervorgeht, sind in den vorerwähnten Profilen in achsialer Richtung der Stange 24 verschiebbare Betätigungselemente 38 angeordnet. Die von dem Schaft des Betätigungselementes 33 bewirkte Ausweitung des an sich durch elastische Kräfte verschlossenen profils 54 wird durch den Kopf des Betätigungs elementes 38 verschlossen gehalten. Das Gewinde am Schaft des Impulsgebers 3 gestattet eine radiale Veränderung er Lage des Feldes des Impulsgebers relativ zum Betätigungselement 3. Das Feld des I1npulsgebers 32 kann außerdem durch ein Potentiometer oder eine Stell-Düse 46 in seiner Charakteristik verändert werden. Somit kann innerhalb bestimmter Grenzen der genaue Punkt bestimmt werden, an dem das Betätigungselement 38 bei Verschiebung der Stange 24 den Impulsgeber 32 betätigt.
• Die Impulsgeber selbst sind im übrigen, ähnlich wie die Nuten 26, in den den gestrichelten Linien a, b, c usw.
• entsprechenden Winkellagen über dem Umfang des Hohl zyl in ders 11 verteilt. Der Spalt zwischen Hohlzylinder 11 und Stange 24 bzw. Hohl zylinder il und Profileinlage 54 mit Betätigungselement 33 wird durch Abstreif- bzw. Abdichtelemente 53 verschlossen.
• Wie aus Figur 4 hervorgeht, kann die Einstellung der Betätigungselemente 38 bzw. das unmittelbare Ablesen der Stellung der beiden Schaltteile 11 und 24 zueinander dadurch erleichtert werden, daß beispielsweise das Schaltteil 24 mit einem Millimetermaß 58 und das Schaltteil 11 mit einem Ausschnitt 57 versehen wird, an dem ebenfalls ein Millimetermaß 58 angebracht ist. Nach dem belçannten System der Schieblehre kann dann die zu steuernde Strecke auf 0,1 mm eingestellt bzw. abgelesen werden. Beim Positionieren kann ein Lineal 66 eingelegt oder eingeschoben werden, gegen das die Vorderkante der Betätigungselemente vorgeschoben wird. Auf diese Weise wird das Betätigungselement 38 in die am Ausschnitt 57 des Schaitteiles 11 ersichtliche Positioii eingerichtet.
• Wie aus Figur 4 weiterhin ersichtlich, wird das Schaltteil 24 in zweckmäßiger Weise für berührungslose elektrische Kontaktgeber (Reedkontakte) bzw. kontaktlose Impulsgeber (induktive kapazitive Taster usw.) aus einem feiddurchlässigem Material hergestellt, damit das Schaltteil 24 möglichst spaltfrei über Schaltteil 11 derart geführt werden an, daß die lmpulsgeber 32 nur an den mit den Betätigungs elementen 38 vorgewählten Punkten betätigt werden. Der Schaltteil 24 kan dabei aus einem geschlossenen Profil bestehen, in dem in achsialer itichtung Kanäle 62 für die aufnahme von Betätigungselementen 38 ausgespart sind, wobei die Betätigungselemente mittels Spindeln 56 von außen eingerichtet werden können.
• Wie insbesondere Figur 4 zeigt, kann anstelle eines für die Einstellung der Betätigungselemente und die Wartung bzw.
• Instandsetzung der Einzelteile des Schaltgerätes hinderlichen über dem gesamten Schaltgerät festmontierten Schutzbleches zur Unfallverhütung auf das Schaltteil 24 ein Blech 55 mit Rechteck,- U-Profil usw. angeordnet werden Der an dem Teil 55 angebrachte Steg 59 betätigt dabei einen Impulsgeber, weicher als Sicherheitsbefehlsgeber in der Steuerung der Maschine geschaltet ist. Nur, wenn der Steg 59 und damit das Blech 55 in funktionsgemäßer Lage hinsichtlich Unfallverhütung angeordnet ist, kann die betreffende Maschine betrieben werden. Mittels dem federbelastetem ugeldruckelement 60 kann das Blech 55 bohne Werkzeug zwecks Einrichtung der Betätigungselemente 38 usw. von der Maschine abgenommen werden. Wie aus Figur 1 zu erkennen ist, kann die Stange 24 mit Gewindegängen 25 derart ausgestattet werden, daß die Impulsgeber 32 bei achsialer Bewegung der Stange nacheinander betätigt werden und dabei je Einheitsstrecke der Stange 24 eine bestimmte Anzahl von Impulsen abgeben, die mittels eines Zählgerätes und eines geeigneten Vorwahlsystems eine Positionierung des Maschinenschlittens, Kolbens nsw. gestatten.
• Die in der vorstehenden Beschreibung in den Zeichnungen, in den nachfolgenden Patentansprüchen offenbarten Merkmale des Anmeldungsgegenstandes können sowohl einzeln als auch

Claims (17)

1. in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verçirklichung der Erfindung iii ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

   Zusatz-P a t e n t a n s p r ü c h e : 1. Schaltgerät für die Positionierung von Werkzeugmaschinen, Kunststoffverarbeitungsmaschinen oder dergl4 wie in der Hauptpatentanmeldung Aktenzeichen P 15 13 576.9 (St 23616) im einzelnen beschrieben, dadurch gekennzeichnet, daß die spaltfrei einander zugeordneten beiden Schaltteile ( 11, 24) die gekapselten berührungslosen bzw. kontaktlosen Impulsgeber mittels Abstreif- bzw. Dichtelementen (54) mindestens nach Schutzart P 30 gegen die Umgebung des Schaltgerätes abdichten.
2. 2. Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lmpulsgeber (32) in dem einen Schaltteil (11) senkrecht zur Bewegungsrichtung des anderen Schaltteils (24) verschieblicli angeordnet sind, wodurch der Schaltpunkt verändert werden kann.
3. 3. Schaltgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltpunkt zusätzlich durch ein Stellglied (46) zum Impulsgeber in Form eines Potentiometers bzw. einer Stell-Düse bei pneumatischen Impulsgebern verändert werden kann.
4. 4. Schaltgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Schaltteil (24) ganz aus einem Material besteht, welches berührungslose bzw. kontaktlose Impulsgeber nicht beeinflußt, d.h. keinen Impuls auslöst, so daß nur durch die in dem Schaltteil (24) angeordneten Betätigungselemente (38) aus einem die Impulsgeber beeinflussenden Material Sclialtvorgänge ausgelöst werden.
5. 5. Scllaltgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Schaltteil (24) aus einem die impulsgeber beeinflussenden Material Aussparungen (26) hat, in dessen Profile aus die Impulsgeber nicht beeinflussendem material (54) ftir die Aufnahme der Uetätigungselemente aus die Impul sgeber beeinflussendem Material (38) angeordnet sind.
6. 6. Schal tgeräü nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Profile (54) mit einem nach außen verschlossenen Schlitz versehen sind, welcher funktionsgerecht eingefügte Betätigungselemente (38) durch elastische Verformkraft, Reibkraft bzw. Klemmkraft in ihrer Lage festhält
7. 7. Schaltgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (38) so ausgebildet ist, daß es die durch die Einfügung von Betätigungselementen (38) entstehende Öffnung des Schlitzes des Profils (54) selbst verschließt.
8. 8. Schaltgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeicllllet, daß der eine Schaltteil (ii) nach der Bauform eines iteihen-Grenztasters nach DIN 43697 jedoch mit berührungslosen bzw. kontaktlosen Impulsgebern und der andere Schaltteil (24) als flacher Träger für die Betätigungselemente (38) entsprechend DlN-Vornorm 69638 ausgebildet ist, wobei in dem Programmträger Hohlräume (62) ausgespart sind, in die die Betätigungselemente (38) mittels Spindeln (56) verschiebbar angeordnet sind.
9. 9. Schaltgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei Herausragen von entsprechendDIN-Vornorm 69638 gestalteten Betätigungselementen (38) aus der Fläche des flachen Trägers (24), die den Impulsgebern abgekehrt ist, ein Schutzblech (55) mit lösbarer Verbindung als Unfallschutzvorrichtung gegen Zugriffe des Bedienungspersonals bzw. gegen Erfassung von Kleidungsstücken derselben auf dem flachen Träger (24) angeordnet ist.
10. 10. Schaltgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das auf dem Programmträger als Unfallschutz aufgesetzte Schutzblech einen Steg (59) hat, der auf der gesamten Länge der mit dem Schaltgerät zu steuerllden Strecke einen Impulsgeber als Sicherheitsbefehlsgeber derart betätigt, daß b e i Nichtvorhandensein des Scilutzbleclls (55) bzw. Stegs der Steuerstromkreis unterbrochen ist.
11. 11. Schaitgerät nach lSllsprucl 10, dadurch Gekennzeichnet, daß der Steg für die Betätigungs des als Sicherheitsbefehlsgeber geschalteten Impulsgeber so ausgebildet ist, daß er durch übliche Werkzeuge, einfache Blechstreifen usw. hinsichtlich seiner sicherheitsaufgabe nicht ersetzt werten kann.
12. 12. Schaltgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Unfallverllütungs-Schutzblèch (55) ohne Werkzeiig mit einer Haltevorrichtung (60) funktionsgerecht auf dem Schaltteil für die Aufnahme der Betätigungs elemeiite (24) fest angeordnet werden kann.
13. 13. Schaltgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzblech (55) an der dem Schaltteil für die Aufnahme der Betätigungselemente (24) zugewandten Kante bzw. Fläche mit einem Dicht element (64) ausgestattet ist.
14. 14. Schaltgerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet daß beide Schaltteile ( li, 24) einen Maßstab (58) tragen, deren Maßteilungen miteinander korrespon(Iieren.
15. 15. Schaltgerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Schaltteil (11) auf der gesamten zu steuernden Strecke einen Maßstab erhält, der andere Schaltteil (24) eine Maßteilung entsprechend dem bekannten Prinzip der Schieblehre, so daß die Stellung der beiden Schaltteile zueinander von einem Bezugspunkt gemessen auf 0,1 mm eingerichtet bzw. abgelesen werden kann.
16. 16. Schaltgerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem senkrecht zum Maßstab auf einem der beiden Schaltteile ( 11, 24) nach 13edarf lose einlegbarem bzw. aus dem Fahrbereich der Betätigungselemente (38) leicht und schnell bewegbarem Lineal (66) die ßelätigungselemente (38) derart auf die einzustellenden Sebaitpunkte eingerichtet werden können, daß die Betätigungselemente nacll Einrichtung der beiden Schaltteile auf die jeweils zu steuernde Strecke an das Lineal herangeschoben und festgestellt werden können.
17. 17. Scllaltgerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der eie Schaltteil (24) mit einem profil nach Art eines Gewindes (25) oder bei flacher Ausführung des einen Scilaltteils (24) mit einem Profil nach Art eines abgewickelten Gewindes derart ausgestattet ist, daß die iii dem anderen Schaltteil (11) angeordneten Impulsgebe (32) bei achsialer Bewegung des ersten Schaltteils (24) nacheinander derart bestätigt werden, daß die zu steuernde Strecke in Einzelimpulse aufgelöst wird.

    L e e r s e i t e