Anordnung zum Gewichtsausgleich, insbesondere bei feinmechanischoptischen Geräten
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Gewichts ausgleich, insbesondere bei feinmechanischoptischen Geräten, bei der ein längs einer Führung an einem Gehäuse vertikal verschiebbares Geräteteil mit Hilfe einer in ihrer Spannkraft einstellbaren Feder durch Zwischenschaltung einer Kurvenscheibe und einer mit dieser gleichachsig verbundenen Zylindertrommel, an deren Umfängen sich Bänder aufund abwickeln, in allen Lagen im Gleichgewicht gehalten wird.
Es ist eine Vorrichtung zum Gewichtsausgleich von vertikal verschiebbaren Maschinenteilen bekannt, bei der eine auf dem ganzen Verschiebewege gleichbleibende Gegenkraft mit Hilfe einer federbelasteten Wickelscheibe und einer mit dieser gleichachsig verbundenen spiralförmigen Kurvenscheibe bewirkbar ist. Ferner ist bei Werkzeugmaschinen mit senkrecht geführten Auslegern ein Getriebe bekannt, bei dem zur Umwandlung einer linear mit dem Wege zunehmenden Kraft, z. B. einer Federkraft, in eine gleichbleibende, in ihrer Grösse jedoch einstellbare Kraft, eine Kurve und eine mit dieser gleichachsig verbundene Zylindertrommel dienen, auf deren Umfängen sich Bänder auf- und abwickeln. Bei diesen bekannten Vorrichtungen und Getrieben sind die den Gewichtsausgleich bewirkenden Elemente direkt in dem die Führung für das vertikal verschiebbare Teil tragenden Gehäuse gelagert.
Durch eine derartige Lagerung werden zwangläufig die von der Feder ausgeübten veränderbaren Spannkräfte auf das Gehäuse und die mit diesem fest verbundene Führungsbahn übertragen, so dass Deformationen derselben unvermeidbar sind. Bei feinmechanisch-optischen Geräten müssen die Führungsbahnen zwecks Erzielung optimaler Messergebnisse jedoch auf tausendstel Millimeter genau hergestellt sein, so dass schon geringe Deformationen die Genauigkeit der Messergebnisse untragbar beeinträchtigen können.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum Gewichtsausgleich eines vertikal verschiebbaren Teiles zu schaffen, bei der die nachteilige Übertragung der veränderbaren Spannkräfte der Feder auf das Gehäuse und die mit diesem verbundene Führungsbahn vermieden ist.
Eine befriedigende Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch erzielt, dass die den Gewichtsausgleich bewirkenden Elemente auf einem zur Aufnahme der veränderbaren Spannkräfte der Feder dienenden Tragkörper angeordnet sind, der in dem Gehäuse gesondert gelagert ist.
Eine vorteilhafte Ausbildung des Gegenstandes der Erfindung ergibt sich ferner, wenn die Spannkraft der mit ihrem einen Ende im Tragkörper befestigten und mit ihrem anderen Ende an der Zylindertrommel angreifenden Feder durch eine Relativdrehung der auf einer im Tragkörper drehbar gelagerten Welle sitzenden Zylindertrommel zur Kurvenscheibe veränderbar ist.
Vorteilhaft ist es schliesslich, wenn die Kurvenscheibe mit der Welle über eine drehrichtungsabhängige Freilaufkupplung verbunden ist.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung ist in der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch im Schnitt dargestellt.
Mit 1 ist ein Teil eines Gehäuses eines feinmechanisch-optischen Gerätes bezeichnet, in dem ein Tragkörper 2 von U-förmigem Querschnitt an einem Lagerbock 3 und einer Kugelzapfenlagerung 4 statisch eindeutig gelagert ist. In den Tragkörper 2 ist an einem Bolzen 5 ein Ende einer Feder 6 befestigt, deren anderes Ende über ein mit einem Tragbügel 7 versehenes Antriebsband 8 an einer Zylindertrommel 9 angreift. Die Zylindertrommel 9 ist auf einer im Tragkörper 2 drehbar gelagerten Welle 10 befestigt, mit der eine Kurvenscheibe 11 über eine nicht dargestellte drehrichtungsabhängige Freilaufkupplung verbunden ist. Am Umfang der Kurvenscheibe 11 greift ein Abtriebsband 12 an, das über eine am Gehäuse 1 drehbar gelagerte Leitrolle 13 mit einem längs einer vertikalen Führungsbahn 14 auf einer Kugellagerung 15 verschiebbaren Geräteteil 16 verbunden ist.
Der Gewichtsausgleich des vertikal verschiebbaren Geräteteiles 16 wird durch eine entsprechende Spannkraft der Feder 6 bewirkt, die durch eine Relativdrehung der Zylindertrommel 9 zur Kurvenscheibe 11 veränderbar ist. Zu diesem Zwecke ist ein Ende der Welle 10 mit einer nicht dargestellten Drehhandhabe, z. B. Vierkant mit Steckschlüssel oder dergleichen, versehen, mit deren Hilfe die Drehung der auf der Welle 10 sitzenden Zylindertrommel 9 bewirkbar ist, ohne gleichzeitig die Stellung der mit der Welle 10 über die nicht dargestellte Freilaufkupplung verbundenen Kurvenscheibe 11 zu verändern, sofern die Drehung in Richtung des Freilaufes erfolgt. In der entgegengesetzten Richtung ist der Freilauf gesperrt, so dass mit der Zylindertrommel 9 zwangläufig auch die Kurvenscheibe 11 gedreht wird.
Entsprechend der sich dabei durch die Drehung der Zylindertrommel 9 verändernden Spannkraft der Feder 6 gelangt in diesem Falle ein jeweils verhältnisgleicher Hebelarm der Kurvenscheibe 11 zur Wirkung, an dem das Abtriebsband 12 angreift, so dass auch bei verschiedenen Federspannungen das vertikal verschiebbare Geräteteil 16 in allen Lagen im Gleichgewicht gehalten wird.
Da die veränderbaren Spannkräfte der Feder 6 restlos von dem gesondert gelagerten Tragkörper 2 aufgenommen werden, stehen das Gehäuse 1 und die mit diesem verbundene vertikale Führungsbahn 14 unter einem stets gleichbleibenden Belastungsdruck, der keinerlei schädliche Deformationen dieser für genaue Messergebnisse entscheidenden Teile verursachen kann. Darüber hinaus bietet eine solche erfindungsgemässe Anordnung auch noch den Vorteil einer raum- und gewichtssparenden Ausführungsform, die insbesondere bei feinmechanisch-optischen Geräten von grosser Bedeutung ist.
Arrangement for weight compensation, especially with precision mechanical optical devices
The invention relates to an arrangement for weight compensation, in particular in precision mechanical-optical devices, in which a device part which can be vertically displaced along a guide on a housing with the aid of a spring whose tensioning force is adjustable through the interposition of a cam disk and a cylinder drum coaxially connected to this, at whose circumferences Winding and unwinding the tapes, keeping them in balance in all positions.
A device for counterbalancing vertically displaceable machine parts is known, in which a counterforce constant over the entire displacement can be brought about with the aid of a spring-loaded winding disk and a spiral cam disk coaxially connected to it. Furthermore, in machine tools with vertically guided booms, a transmission is known in which to convert a linearly increasing force with the path, z. B. a spring force, in a constant, but adjustable in size force, a curve and a cylinder drum coaxially connected to this serve, on the circumference of which tapes wind up and unwind. In these known devices and transmissions, the elements causing the weight compensation are mounted directly in the housing carrying the guide for the vertically displaceable part.
Such a mounting inevitably transmits the variable tension forces exerted by the spring to the housing and the guide track firmly connected to it, so that deformations of the same are unavoidable. In the case of precision mechanical-optical devices, however, the guideways must be produced with an accuracy of one thousandth of a millimeter in order to achieve optimal measurement results, so that even minor deformations can unduly impair the accuracy of the measurement results.
The invention is therefore based on the object of creating an arrangement for balancing the weight of a vertically displaceable part in which the disadvantageous transmission of the variable tension forces of the spring to the housing and the guide track connected to it is avoided.
A satisfactory solution to this problem is achieved according to the invention in that the elements effecting the weight compensation are arranged on a supporting body which is used to absorb the variable tensioning forces of the spring and which is separately mounted in the housing.
An advantageous embodiment of the subject matter of the invention is also obtained when the clamping force of the spring, which is fastened with one end in the support body and engages the cylinder drum with its other end, can be changed by a relative rotation of the cylinder drum seated on a shaft rotatably mounted in the support body to the cam disc.
Finally, it is advantageous if the cam disc is connected to the shaft via a direction-of-rotation-dependent freewheel clutch.
To further explain the invention, an exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown schematically in section in the drawing.
1 with a part of a housing of a precision mechanical-optical device is referred to, in which a support body 2 of U-shaped cross-section on a bearing block 3 and a ball pivot bearing 4 is statically clearly supported. In the support body 2, one end of a spring 6 is attached to a bolt 5, the other end of which engages on a cylinder drum 9 via a drive belt 8 provided with a support bracket 7. The cylinder drum 9 is attached to a shaft 10 which is rotatably mounted in the support body 2 and to which a cam disk 11 is connected via an overrunning clutch which is not shown and which is dependent on the direction of rotation. A drive belt 12 engages on the circumference of the cam disk 11 and is connected via a guide roller 13 rotatably mounted on the housing 1 to a device part 16 that can be displaced along a vertical guide track 14 on a ball bearing 15.
The weight compensation of the vertically displaceable device part 16 is brought about by a corresponding tensioning force of the spring 6, which can be changed by rotating the cylinder drum 9 relative to the cam disk 11. For this purpose, one end of the shaft 10 is provided with a rotary handle, not shown, e.g. B. square with socket wrench or the like, with the help of which the rotation of the cylinder drum 9 seated on the shaft 10 can be brought about without simultaneously changing the position of the cam 11 connected to the shaft 10 via the overrunning clutch, not shown, provided that the rotation is in Direction of the freewheel takes place. In the opposite direction, the freewheel is blocked, so that the cam 11 is inevitably rotated with the cylinder drum 9.
Corresponding to the tension force of the spring 6, which changes as a result of the rotation of the cylinder drum 9, in this case a lever arm of the cam disk 11 with the same ratio comes into effect, on which the output belt 12 engages, so that the vertically displaceable device part 16 in all positions even with different spring tensions is kept in balance.
Since the variable tension forces of the spring 6 are completely absorbed by the separately mounted support body 2, the housing 1 and the vertical guide track 14 connected to it are always under a constant load pressure that cannot cause any harmful deformation of these parts, which are crucial for accurate measurement results. In addition, such an arrangement according to the invention also offers the advantage of a space-saving and weight-saving embodiment, which is of great importance in particular in precision mechanical-optical devices.