Koaxialer Grob- und Feintrieb für optische Geräte mit Präzisionseinstellung Im allgemeinen ist es üblich, dass bei opti schen Geräten mit Präzisionseinstellung, ins besondere bei 1Tikroskopen, für die Einstell bewegung je ein Grob- und ein Feintrieb vor handen sind;
wobei dann meist der Grobtrieb auf eine erste Führung und der Feintrieb auf eine zweite Führung wirkt. In diesem Fall sind beide Teile völlig unabhängig vonein- ander. Die Nachteile dieser Konstruktion be stehen darin, dass eventuell zwei sehr präzise Führungen erforderlich sind, und dass unver meidliche kleine Fehler der Einzelführungen sich in der Gesamtbewegung durch Addition zusammensetzen.
Wenn Grob- und Feintrieb bei gewissen Instrumenten (z. B. Winkelmessgeräten) beide auf eine einzige Führung wirken, so ist die Handhabung insofern umständlich, a\Is beim Übergang vom Grob- zum Feintrieb erst eine besondere K'lemmung vorgenommen werden muss, die den Feintrieb in die Wirkstellung bringt.
Umgekehrt muss bei Wiederbetätigung des Grobtriebes die Klemmung gelöst werden, was aber häufig vergessen wird., so dass dann die Lagerung bei Gewaltanwendung des Grob triebes beschädigt wird.
Um diese Nachteile zu vermeiden, ist es bereits bekannt, die Feintriebachse in der Crobtriebachse zu lagern, zwischen den Achsen ein Kugelreibgetriebe anzuordnen, sowie die Grobtriebäehse als Kugelkäfig auszubilden.
Diese bekannten Ausbildungen genügen aber noch nicht den Anforderungen, welche an Prä- zisionsführungen gestellt werden, nämlich einerseits die Übertragung der Bewegung von einer Achse zur andern möglichst leichtgängig auszubilden, und insbesondere jegliches Spiel zwischen diesen Achsen zu vermeiden,
weil die Kugeln im Kugelkäfig nicht spielfrei gelagert sind und zum andern für die Übertragung der Drehbewegung von der einen auf die andere Achse entweder nur zwei oder vier Anlagepunkte der Kugeln vorgesehen sind, so dar ein toter Gang,
insbesondere bei Zug oder Drück auf eine der Achsen nicht vermieden wird. Die Erfindung löst diese Aufgabe da durch, dass -zur Vermeidung eines Spiels der Kugeln in der als Kugelkäfig ausgebildeten Grobtriebachse elastische Mittel vorgesehen sind,
welche die Kugeln in bestimmter Lage im Kugelkäfig halten, und dass ferner nix Ver meidung eines toten Ganges zwischen. der Fein.- triebachse und der Grobtriebachse die Kugeln zwischen einer konisehen Fläche eines Lagers für die Grobtrlebachse sowie einem unter Fe- derdruck stehenden
Ring mit konischem In nenmantel angeordnet sind. Bei dieser Ausbil- dung rollen die Kugeln zwischen der Fein- triehachse, der konischen Fläche der Lager Buchse und der angefederten Fläche, so, dass mit Sicherheit stets drei für das übertragbare Drehmoment massgebende und wirksame An- lagestelfen vorhanden sind, welche bewirken, dass auch im, Falle,
d'ass auf eine der Achsen in Richtung dieser Achse ein Zug oder Druck ausgeübt wird, stets ein sicheres Abrollen der Kugeln gewährleistet ist. Da. die Kugeln dar über hinaus spielfrei in der Grobtriebachse gelagert. sind, wird zwangläufig jeder tote Gang zwischen der Grob- und. Feintriebachse vermieden.
Die Mittel zur Vermeidung des Spiels der Kugeln in der als Kugelkäfig ausgebildeten Grobtriebachse bestehen vorteilhaft aus achsen- parallelen, prismatischen Ausfräsungen der Grobtriebachse und V-förmigen Federn, wel che derart ausgebildet und angeordnet sind, dass die Kugeln gegen die Ausfräsungen ge drückt werden.
Die V-förmigen Federn haben vorteilhaft eine derartige Vorspannimg, dass die Kugeln um die Eckpunkte der Ausfräsung bei Drehrichtungsänderung nicht kippen.
Selbstverständlich können, wie für andere Reibgetriebe bekannt, mehrere der erfindilngs- gemässen Getriebe zur Erzielung einer grö sseren Übersetzung hintereinander geschaltet sein.
In der Zeichnung ist Fig.1 ein Längs schnitt durch ein. Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 2 zeig ,eine Einzelheit, Fig. 3 und 4 sind Längsschnitte durch je ein wei teres Beispiel.
In Fig. 1 ist der Grobtriebknopf 8 mit der Grobtriebachse 7 fest verbunden. Durch Dre hen am Knopf 8 wird die Achse 7 angetrie ben und .die Drehbewegung über die Zahnrad übersetzung 9 und die Zahnstange 10 auf die Führung übertragen. Dabei ist die Feintrieb achse 6 in der Grobtriebachse 7 gelagert. Letz tere dient gleichzeitig als Kugelkäfig für das Kugelreibgetriebe. Die drei Kugeln 1 werden durch die Feder 3 über den losen Kegelring 4 gegen die feste Kegelfläche 5 gedrückt.
Durch die Keilwirkung werden die Kugeln 1 gegen die Reibflächen der Feintriebachse 6 gedrückt und dienen damit gleichzeitig zur Lagerung der Achse 6. Durch Drehen am Feintrieb knöpf 11 wird durch die Reibung zwischen den Kugeln 1, der Feintriebachse 6 und den Kegelflächen 4 und 5 gleichzeitig die Grob triebachse 7 bewegt. Die Verdrehung der Grob triebachse erfolgt im Verhältnis des Anlage- durchmessers der Kugeln an der Achse 6 zum Anlagedurchmesser .der Kugeln am Kegel 5.
Bei den bekannten Kugelreibgetrieben lie gen die Kugeln in zylindrischen Bohrungen des Kugelkäfigs. Sollen die Kugeln ohne Spiel. laufen, so da.ss auch bei Drehriehtimgsände- rung ein präzises Folgen erreicht wird, so müs sen die Bohrungen ausserordentlich genau ge fertigt werden. Trotzdem wird nach längerem Gebrauch durch die bohrende Bewegung der KugeTn eine erhebliche Abnutzung und da durch ein Spiel in den Kugelkäfigen auftre ten. Damit ist jedoch das normale Reibgetriebe für Geräte mit Präzisionseinstellung nicht brauchbar.
Um diese Nachteile der bekannten Kugelreibgetriebe zu beheben, ' ist der Kugel käfig besonders ausgebildet (Fig. 2). Die Boh rungen im Kugelkäfig sind grösser gehalten als der Durchmesser der Kugeln 1. Durch V- förmige Federn 12 werden die Kugeln 1 in eine schmale Ausfräsung 13 des Kugelkäfigs gedrückt. Dadurch ist die Lage der Drehachse der Kugeln genau bestimmt. Etwaiger auftre tender Materialverschleiss wird durch die Vor spannung der Federn 12 ausgeglichen.
In folgedessen tritt auch nach längeren Zeiträu men keine Verschlechterung der Übertrag ing der D.rehbewegiingen auf.
Man kann nun nach diesem Prinzip auch mehrere Kugelreibgetriebe hintereinandei- schalten, indem man einen Feintrieb zunächst auf einen Mittelfeintrieb und diesen erst auf den Grobtrieb einwirken lässt. Hierdurch ver grössert sich das Übersetzungsverhältnis. Es ist dabei gleichgültig, ob Grobtrieb, Mittelfein- trieb und Feintrieb alle auf derselben Seite oder auf verschiedenen Seiten des Antriebes liegen. Man kann z.
B. einen Mittelfeintrieb und einen Grobtrieb auf der einen Seite (z. B. links), einen Mittelfeintrieb und einen Fein trieb auf der andern Seite (z. B. rechts) an ordnen. Man kann aber auch einen Grobtrieb und Feintrieb auf der einen Antriebsseite, einen Grobtrieb und einen Mittelfeintrieb auf der andern Seite anordnen.
Bei Fig. 3 liegen die hintereinandergeschal- teten Kugelreibgetriebe auf der linken. Seite. Der Feintrieb 16 wirkt über die Kugeln 17 auf den Mitteltrieb 18 und dieser' über die Kugeln 19 auf die Grobtriebaehse r.
In Fig. 4 sind rechts der Feintrieb 15 und der Mittelfeintrieb 14c, links der Mittelfein trieb 14 und der Grobtrieb 8 angeordnet, wobei das Prinzip der Kugelreibung genau so befolgt ist wie oben beschrieben.
Coaxial coarse and fine drive for optical devices with precision adjustment In general, it is common for optical devices with precision adjustment, in particular in 1 microscopes, to have a coarse and a fine drive for the adjustment movement;
the coarse drive then usually acts on a first guide and the fine drive acts on a second guide. In this case both parts are completely independent of one another. The disadvantages of this construction are that two very precise guides may be required, and that inevitable small errors in the individual guides are added together in the overall movement.
If the coarse and fine drive in certain instruments (e.g. angle encoders) both act on a single guide, the handling is cumbersome in that a special clamping must first be carried out at the transition from the coarse to the fine drive brings the fine drive into the operative position.
Conversely, when the coarse drive is actuated again, the clamping must be released, but this is often forgotten, so that the bearing is damaged when the coarse drive is used.
In order to avoid these disadvantages, it is already known to mount the fine drive axle in the crocodile drive axle, to arrange a ball friction gear between the axles, and to design the coarse drive axle as a ball cage.
However, these known designs do not yet meet the requirements that are placed on precision guides, namely on the one hand to make the transmission of the movement from one axis to the other as smooth as possible, and in particular to avoid any play between these axes,
because the balls in the ball cage are not supported without play and, on the other hand, only two or four contact points of the balls are provided for the transfer of the rotary movement from one axis to the other, so there is a dead gear,
especially when pulling or pushing one of the axes is not avoided. The invention solves this problem in that elastic means are provided to avoid play of the balls in the coarse drive axis designed as a ball cage,
which keep the balls in a certain position in the ball cage, and that furthermore nothing to avoid a dead corridor between. the fine drive axis and the coarse drive axis, the balls between a conical surface of a bearing for the coarse drive axis and a bearing under spring pressure
Ring with a conical inner jacket are arranged. In this design, the balls roll between the fine trimming axis, the conical surface of the bearing bushing and the spring-loaded surface, so that there are always three effective contact points that are decisive for the torque that can be transmitted and that also cause in the event of,
d'asserting that a tension or pressure is exerted on one of the axes in the direction of this axis, a safe rolling of the balls is always guaranteed. There. the balls are also stored in the coarse drive axis without play. are, inevitably every dead gear between the coarse and. Fine drive axis avoided.
The means for avoiding the play of the balls in the coarse drive axis designed as a ball cage advantageously consist of axially parallel, prismatic millings of the coarse drive axis and V-shaped springs, which are designed and arranged in such a way that the balls are pressed against the millings.
The V-shaped springs advantageously have such a preload that the balls do not tilt around the corner points of the milled recess when the direction of rotation is changed.
Of course, as is known for other friction gears, several of the gears according to the invention can be connected in series in order to achieve a greater ratio.
In the drawing, Fig.1 is a longitudinal section through a. Embodiment of the invention; Fig. 2 shows a detail, Fig. 3 and 4 are longitudinal sections through a respective Wei teres example.
In FIG. 1, the coarse drive button 8 is firmly connected to the coarse drive axis 7. By turning the button 8, the axis 7 is driven and .the rotary movement is transmitted via the gear ratio 9 and the rack 10 to the guide. The fine drive axis 6 is mounted in the coarse drive axis 7. The latter also serves as a ball cage for the ball friction gear. The three balls 1 are pressed by the spring 3 via the loose conical ring 4 against the fixed conical surface 5.
Due to the wedge effect, the balls 1 are pressed against the friction surfaces of the fine drive axle 6 and thus simultaneously serve to support the axle 6. By turning the fine drive knöpf 11, the friction between the balls 1, the fine drive axle 6 and the conical surfaces 4 and 5 simultaneously Coarse drive axis 7 moved. The rotation of the coarse drive axis occurs in the ratio of the contact diameter of the balls on the axis 6 to the contact diameter of the balls on the cone 5.
In the known ball friction gears, the balls lie in cylindrical bores of the ball cage. Shall the balls without play. run, so that precise following is achieved even when the rotation speed changes, the bores must be machined extremely precisely. Nevertheless, after prolonged use, the boring movement of the balls causes considerable wear and tear and there is play in the ball cages. However, this means that the normal friction gears cannot be used for devices with precision adjustment.
To remedy these disadvantages of the known ball friction gears, 'the ball cage is specially designed (Fig. 2). The bores in the ball cage are kept larger than the diameter of the balls 1. By means of V-shaped springs 12, the balls 1 are pressed into a narrow recess 13 in the ball cage. As a result, the position of the axis of rotation of the balls is precisely determined. Any material wear that occurs is compensated for by the tension on the springs 12.
As a result, there is no deterioration in the transmission of the rotary movements even after longer periods of time.
You can now use this principle to switch several ball friction gears one after the other by first allowing a fine drive to act on a middle fine drive and this only to act on the coarse drive. This increases the transmission ratio. It does not matter whether the coarse drive, middle fine drive and fine drive are all on the same side or on different sides of the drive. You can z.
B. a medium fine drive and a coarse drive on one side (z. B. left), a medium fine drive and a fine drive on the other side (z. B. right) to arrange. But you can also arrange a coarse drive and a fine drive on one drive side, a coarse drive and a central fine drive on the other side.
In Fig. 3, the ball friction gears connected in series are on the left. Page. The fine drive 16 acts via the balls 17 on the central drive 18 and this' via the balls 19 on the coarse drive axle r.
In Fig. 4 the fine drive 15 and the medium fine drive 14c are arranged on the right, the medium fine drive 14 and the coarse drive 8 are arranged on the left, the principle of ball friction being followed exactly as described above.