DE976680C

DE976680C - Stufenlos arbeitende elektrische Fuehlersteuerung

Info

Publication number: DE976680C
Application number: DESCH3697D
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Schmid
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1944-06-30
Filing date: 1944-11-18
Publication date: 1964-02-27

Description

Das Hauptpatent hat eine Fühlersteuerung zum Gegenstand, deren Besonderheit in der Verwendung von Potentiometern besteht, die in Abhängigkeit von der Fühlerauslenkung verstellt werden und zwei Motore beeinflussen, die den Fühlerträger bewegen und die zu steuernden Antriebe beherrschen. Der eine Motor bewirkt die An- und Abbewegung, der zweite die Vorschubbewegung des Fühlerträgers. Die Steuerung ist in folgender Weise eingerichtet: Bei freiem Fühler läuft der erste Verstellmotor zur Anbewegung mit größter Drehzahl, während der zweite Motor stillsteht; bei mittlerem Tastdruck bzw. mittlerer Auslenkung des Fühlers steht der erste Motor still, der den Vorschub bewirkende zweite Motor läuft mit größter Drehzahl; bei stärkstem Tastdruck bzw. stärkster Auslenkung läuft wieder der erste Motor mit größter Drehzahl, aber im Sinne der Abbewegung des Fühlers, während der zweite Motor stillsteht. Der Übergang von Stillstand zur vollen Drehzahl erfolgt bei beiden Motoren allmählich, d. h. praktisch stufenlos. Diese Steuerung hat sich gut bewährt. In Anbetracht der notwendigen großen Übersetzung zwischen Fühlerauslenkung und Verstellweg des Potentiometers

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sind aber dieBelastungen des Fühlers erheblich. Demgegenüber ist es erwünscht, den Auslenkwiderstand des Fühlers möglichst klein zu halten und dadurch die Empfindlichkeit der Steuerung zu erhöhen. Die Erfindung entspricht dieser Forderung durch Verwendung eines Kollektors, an den die Motore angeschlossen sind und der symmetrisch zu der bei mittlerem Tastdruck des Fühlers bestehenden Bürstenstellung angeordnete Widerstände aufweist, ίο In ihrer weiteren Ausbildung empfiehlt die Erfindung, die Stufen der Kollektorwiderstände derart zu bemessen, daß der Fühler unabhängig von der Bewegungsrichtung praktisch stets mit gleicher Geschwindigkeit bewegt wird. Das ist insbesondere bei Werkzeugmaschinen von besonderer Bedeutung, weil damit auch die Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs praktisch unverändert bleibt.

Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung noch näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt Abb. ι eine Schnittdarstellung der Fühlereinrichtung,

Abb. 2 eine Seitenansicht der Fühlereinrichtung, Abb. 3 das Schaltbild der die Steuerung vermittelnden Anordnung.

Nach Abb. ι und 2 ist die Fühlerspindel ι unter Vermittlung des Ringes 2 kardanisch im Fühlerträger 3 gelagert. Die obere konische Spitze des Fühlers greift in eine entsprechende Vertiefung des in der Büchsenführung 4 angeordneten Gleit-Stückes 5 ein, das eine Zahnstange6 trägt. Die Bewegungen der Zahnstange werden über ein Zahnradübersetzungsgetriebe 7, 8, 9, 10 auf einen Kollektor 11 übertragen. Für die Betätigung des Kollektors könnte auch jede andere geeignete Über-Setzung vorgesehen sein, insbesondere ein Hebel, der an einem Ende in eng beieinanderliegenden Schneiden gelagert und mit seinem freien Ende an den Kollektor angeschlossen ist.

Der Kollektor und seine Schaltung sind in Abb. 3 dargestellt. Er besteht aus einem Lamellenkörper 12, einer zu letzterem konzentrisch angeordneten Kontaktbahn 13 und drei Bürsten 14, 15, 16. Die Bürsten sind, wie nicht näher dargestellt ist, an einem um die Achse des Kollektors drehbaren Träger befestigt, auf den die Auslenkungen der Fühlerspindel übertragen werden. Der Lamellenkörper 12 und die Kontaktbahn 13 stehen fest.

Der Lamellenkörper 12 trägt vier Widerstände 17, 18, 19, 20, die in Stufen unterteilt und an die einzelnen Lamellen je eines Quadranten angeschlossen sind. Dabei sind die Scheitellamelle 21 und die beiden seitlichen Lamellen 22, 23 frei gelassen; an die untere Lamelle 24 sind die Enden der Widerstände 19 und 20 angeschlossen. Die Kontaktbahn 13 umfaßt zwei seitliche Sektoren 25, 26 und ein isoliertes Mittelstück 27. Der Sektor 25 und das untere Ende des Widerstandes 18 sind an den Pluspol, der Sektor 26 und das untere Ende des Widerstandes 17 an den Minuspol einer Spannungsquelle 28 angeschlossen.

Die Bürsten nehmen die in Abb. 3 gezeigte Lage ein, wenn der Fühler sich in seiner Mittelstellung befindet, d. h. durch Anlage am Modell eine mittelstarke Auslenkung erfährt. Die Anordnung ist so getroffen, daß bei Verkleinerung der Auslenkung die Bürsten entgegen dem Uhrzeigersinn, bei Verstärkung der Auslenkung im Uhrzeigersinn verschwenkt werden, und zwar um maximal je 90°.

Der die An- und Abbewegung des Fühlerträgers bewirkende Motor I ist an die beiden Bürsten 14 und 15 des Kollektors angeschlossen, der die Vorschubbewegung des Fühlerträgers bewirkende Motor II an die Bürste 16 und an die untere Lamelle 24 bzw. an den Verbindungspunkt der Widerstände 19 und 20 des Kollektors.

In der dargestellten Mittelstellung des Fühlers steht der Motor I still, da die Bürste 14 an dem isolierten Mittelstück 27 der Kontaktbahn 13 und die Bürste 15 an der neutralen oberen Lamelle 21 anliegt. Der Motor II hat volle Spannung und läuft demgemäß mit seiner höchsten Drehzahl. Wenn der Tastdruck des Fühlers allmählich bis zur vollen Freigabe des Fühlers nachläßt und demgemäß die Bürsten 14, 15, 16 entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt werden, so wird durch die Bürste 15 der im Stromkreis des Motors I liegende Widerstand 17 allmählich ausgeschaltet und der Widerstand 20 allmählich in den Stromkreis des Motors II eingeschaltet. Die Folge davon ist, daß der Motor I beschleunigt und der Motor II bis zum Stillstand verlangsamt wird. Der Drehsinn des Motors I ist dabei so, daß der Fühler in Richtung zum Modell bewegt wird. Wenn die Auslenkung des Fühlers über die Mittelstellung hinaus verstärkt wird und die Bürsten 14, 15 und 16 im Uhrzeigersinn verschwenkt werden, so wird der Widerstand 18 im Stromkreis des Motors I allmählich kurzgeschlossen, während der Widerstand 19 allmählich in den Stromkreis des Motors II eingeschaltet wird. Die Folge davon ist, daß der Motor I sich beschleunigt, und zwar im Sinne der Fühlerabbewegung, während die Drehzahl des Motors II bis zum Stillstand abnimmt.

Bei noch stärkerer Auslenkung der Fühlerspindel wird ein Sicherheitsfaktor 29 betätigt, der die Abschaltung der Spannungsquelle 28 bewirkt.

Bei voller Freigabe des Fühlers kommt die Bürste 15 auf die Lamelle 22 und die Bürste 16 auf die Lamelle 23 zu liegen. Dadurch wird, wie nicht näher dargestellt ist, der Stromkreis einer Umschalteinrichtung geschlossen, die den Anschluß der Motore I und II an den Kollektor bzw. an die Spannungsquelle derart ändert, daß die Motore ihre Funktion vertauschen. Bei den aufeinanderfolgenden Umschaltungen wird demgemäß die Tastrichtung um jeweils 90⁰ verschwenkt.

Damit der Fühler und damit auch das in seiner Bewegung gesteuerte Organ mit praktisch gleicher Geschwindigkeit bewegt werden, empfiehlt es sich, iao die Anzapfungen der Widerstände 17,18, 19 und 20 so zu wählen, daß die Regelung des Motors I und II sinusförmig verläuft. Dabei ergänzen sich die durch beide Motore bewirkten Bewegungen jeweils zu resultierenden Bewegungen von praktisch konstanter Geschwindigkeit.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

ι. Stufenlos arbeitende elektrische Fühlersteuerung mit in Abhängigkeit von der Fühlerauslenkung arbeitenden und den Fühlerträger bewegenden Verstellmotoren nach Patent 976 589, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellmotore an einen Kollektor mit symmetrisch zu der bei mittlerem Tastdruck des Fühlers bestehenden Bürstenstellung angeordneten Stufenwiderständen angeschlossen sind.
2. Fühlersteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsstufen derart bemessen sind, daß der Fühler unabhängig von der Bewegungsrichtung praktisch stets mit gleicher Geschwindigkeit bewegt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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