CS270734B1

CS270734B1 - Precision Linear Feed Device

Info

Publication number: CS270734B1
Application number: CS884517A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Blazek; Drahomir Ing Hubner; Vaclav Jagr
Original assignee: Zdenek Blazek; Drahomir Ing Hubner; Vaclav Jagr
Priority date: 1988-06-27
Filing date: 1988-06-27
Publication date: 1990-07-12
Also published as: CS451788A1

Abstract

Řešení se týká způsobu přesného lineárního posuvu vozíku souřadnicových zapisovačů, registračních přístrojů a podobných zařízení s cílem udržení dlouhodobé přesnosti při minimálních nárocích na údržbu. Ve vidlicovitém vybrání tělesa vozíku, volně posuvného po vodící ose je uložen pohybový šroub do jehož závitu zapadá odpružený závitový segment. Řešení tvaru závitové výseče vytvořené v dutině závitového segmentu stejně jako volba materiálu a povrchová úprava pohybového šroubu a závitového segmentu splňují požadavky na míru přesnosti, životnosti a minimální hmotnost zařízení. .The solution concerns a method of precise linear movement of the carriage of coordinate recorders, registration devices and similar devices with the aim of maintaining long-term accuracy with minimal maintenance requirements. In the fork-shaped recess of the carriage body, freely sliding along the guide axis, a moving screw is placed, into the thread of which a spring-loaded threaded segment fits. The solution of the shape of the threaded sector created in the cavity of the threaded segment, as well as the choice of material and surface treatment of the moving screw and threaded segment, meet the requirements for the degree of accuracy, service life and minimum weight of the device. .

Description

Vynález se týká zařízení pro přesný lineární posuv vozíku, používaného například pro XY zapisovače, registrační přístroje, řádkové tiskárny a podobně.The invention relates to a device for precise linear movement of a carriage, used for example for XY recorders, recording devices, line printers and the like.

Ve stávajících zařízeních, sloužících pro přesný lineární posuv vozíku je v současnosti využíváno řady řešení, závislých na požadovaném stupni přesnosti zařízení, na žádané ekonomické náročnosti a v neposlední řadě i na požadované rychlosti zařízení.A number of solutions are currently used in existing devices for precise linear movement of the trolley, depending on the required degree of accuracy of the device, on the required economic demands and, last but not least, on the required speed of the device.

Jsou to například zařízení, u kterých je vozík, sloužící k upevnění záznamového zařízení jako je písátko, rydlo, kapilární pero, tiskací jednotka nebo obdobné zařízení lineárně posouváno pomocí lanka. Tato zařízení mívají obvykle dosti složitý systém vedení lanka pomocí kladek a navíjecích bubnů. Proměnné odpory pohyblivých členů mechanismů a dopružování obvykle dlouhého a pružného lanka značně ovlivňují míru přesnosti zařízení.These are, for example, devices in which a carriage used to mount a recording device such as a writing pad, a spade, a capillary pen, a printing unit or a similar device is linearly moved by means of a cable. These devices usually have a rather complex system of guiding the cable by means of pulleys and winding drums. The variable resistances of the moving members of the mechanisms and the springing of the usually long and flexible cable greatly affect the degree of accuracy of the device.

Jiným způsobem řešení je zařízení, u kterého je k přesnému lineárnímu posuvu vozíku použito ozubeného řemínku a ozubené řemenice. I v tomto případě je však míra přesnosti takového zařízení podmíněna přesností roztečí použitého ozubeného řemínku, nezbytnou zubovou vůlí ozubení řemenice a konečně i dopružování ozubeného řemene.Another solution is a device in which a toothed belt and a toothed pulley are used for precise linear displacement of the carriage. Even in this case, however, the degree of accuracy of such a device is conditioned by the accuracy of the pitch of the toothed belt used, the necessary tooth play of the pulley toothing and finally the springing of the toothed belt.

Za nejpřesnější zařízení pro přesný lineární posuv vozíku lze považovat přesně broušený šroub, opatřený maticí s obíhajícími kuličkami. Tato varianta sice zabezpečuje minimální třecí odpory, avšak pro svoji robustnost a nákladnost se hodí pro velká a vysoce náročná měřicí a technologická zařízení. Pro drobná kancelářská a registrační zařízení je proto tento způsob lineárního posuvu vozíku pomocí šroubu různými způsoby zjednodušován. Je to například použití normální kluzné matice, opatřené shodným profilem závitu jako má šroub. Zde je však velmi obtížné zajistit výrobu matice s minimální vůlí, zvláště při strmém stoupání závitu. Ještě jednodušším způsobem řešení zařízení je případ, kdy do drážky šroubu zapadá buď pevný vodicí čep, nebo pružina kruhového průřezu upevněná' a vedená v tělese vozíku. V obou uvedených případech je podstatnou nevýhodou nepatrná dotyková plocha a velké tření, které mezi otáčejícím se šroubem a posuvným čepem nebo pružinou vzniká, čímž dochází i k rychlému opotřebení těchto dílů i při dostatečném mazání.The most accurate device for precise linear movement of the trolley can be considered a precision ground screw, provided with a nut with rotating balls. Although this variant ensures minimal frictional resistances, due to its robustness and cost, it is suitable for large and highly demanding measuring and technological devices. For small office and registration devices, therefore, this method of linear movement of the carriage by means of a screw is simplified in various ways. This is, for example, the use of a normal sliding nut, provided with the same thread profile as the screw. Here, however, it is very difficult to ensure the production of a nut with minimal play, especially with a steep pitch of the thread. An even simpler way of solving the device is the case where either a fixed guide pin or a spring of circular cross-section fixed and guided in the body of the carriage fits into the groove of the screw. In both cases, a significant disadvantage is the small contact area and the large friction that arises between the rotating screw and the sliding pin or spring, which also results in rapid wear of these parts even with sufficient lubrication.

Jmenované nedostatky, včetně omezení potřeby mazání při zachování poměrné jednoduchosti zařízení odstraňuje zařízení pro přesný lineární posuv vozíku pomocí šroubu podle vynálezu. Jeho podstatou je použití závitového segmentu, který je ve své půlválcové výduti opatřen výsečemi závitu lichoběžníkového průřezu. Tento závitový segment je s malou vůlí uložen suvně ve vybrání tělesa vozíku. Tlakem ploché pružiny upevněné ve dně vybrání tělesa vozíku je závitový segment dotlačován na povrch závitů pohybového šroubu, kam dosedají pouze boky lichoběžníkového závitu. Těleso vozíku je lehce posuvné na vodicí ose a svým vidlicovým vybráním obepíná rovnoběžně s vodicí osou orientovaný pohybový šroub. Tím, že závitový segment dosedá do závitů a v ostatních válcových plochách zůstává zachován znatelný odstup, je zajištěn přenos lineárního posuvu z pohybového šroubu na těleso vozíku trvale s minimální vůlí, která se nezvětšuje ani postupným opotřebováním závitových výseíí při dlouhodobém provozu zařízení. Aby bylo dosaženo minimálního opotřebení, dobrých kluzných vlastností a snížena hmotnost pohybového šroubu je pohybový šroub vyroben z lehké hliníkové slitiny a jeho povrch je opatřen velmi tvrdou vrstvou, vytvořenou anodickou oxidací. Závitový segment je s východou realizován jako zástřik z lehké a odolné plastické hmoty typu polyamid.Said drawbacks, including the reduction of the need for lubrication while maintaining the relative simplicity of the device, are eliminated by the device for precise linear displacement of the carriage by means of the screw according to the invention. Its essence is the use of a threaded segment, which is provided in its half-cylindrical bulge with thread sections of trapezoidal cross-section. This threaded segment is slidably mounted in the recess of the carriage body with a small play. By the pressure of a flat spring fixed in the bottom of the recess of the carriage body, the threaded segment is pressed against the surface of the threads of the moving screw, where only the sides of the trapezoidal thread rest. The body of the trolley is easily slidable on the guide axis and with its fork recess encircles the moving screw oriented parallel to the guide axis. By the threaded segment abutting the threads and maintaining a noticeable distance in the other cylindrical surfaces, the transmission of the linear displacement from the moving screw to the carriage body is ensured permanently with a minimum play, which does not increase even by gradual wear of the threaded heights during long-term operation. In order to achieve minimal wear, good sliding properties and reduce the weight of the moving screw, the moving screw is made of a light aluminum alloy and its surface is provided with a very hard layer formed by anodic oxidation. The threaded segment is realized with the exit as an injection from a light and durable plastic of the polyamide type.

Pokrok dosažený vynálezem spočívá v dosažení dostatečně vysoké úrovně míry přesnosti i při dlouhodobém provozu zařízení, snížení požadavků na mazání, snížení hmotnosti pohybového šroubu a odtud vyplývající možnost zvýšení rychlosti zařízení. Tyto přednosti jsou navíc zvýrazněny poměrnou jednoduchostí a technologicky ekonomickou možností jeho výroby.The progress achieved by the invention consists in achieving a sufficiently high level of accuracy even during long-term operation of the device, reducing the lubrication requirements, reducing the weight of the moving screw and the consequent possibility of increasing the speed of the device. In addition, these advantages are highlighted by the relative simplicity and technologically economical possibility of its production.

Na připojených výkresech je zobrazeno provedení zařízení podle vynálezu, kde na obr. la je zařízení v řezu, na obr. 1b je v bokorysu, na obr. 1c je v půdorysu a na obr. 2 je v řezu zobrazen detail závitu pohybového šroubu a závitového segmentu.The accompanying drawings show an embodiment of the device according to the invention, where Fig. 1a is a sectional view, Fig. 1b is a side view, Fig. 1c is a plan view and Fig. 2 is a sectional detail of a thread of a moving screw and a threaded thread. segment.

Pohybový šroub 2 podle obr. 1 je uložen na vidlicovém vybrání tělesa vozíku 2, které je volně posuvné na vodicí ose 2· ^v dutině tělesa vozíku 2 je nasunut závitový segment 2> který trvale je dotlačován tlakem ploché pružiny 2 upevněné v dutině tělesa vozíku 2 do záběru se závitem pohybového šroubu.The power screw 2 of FIG. 1 is mounted on a fork recess of the body of the carriage 2 which is freely slidable on the guide axis 2 · ⁱⁿ the body cavity of the carriage 2 is shifted thread segment 2> which is permanently pressed by the pressure of the leaf spring 2 mounted in a cavity of the body of the carriage 2 into engagement with the thread of the moving screw.

CS 270734 BlCS 270734 Bl

Záběr závitu vytvořeného v dutině závitového segmentu £ jako nejméně jedna závitová výseč se závitem pohybového šroubu £ je zobrazen na obr. 2, z něhož je patrné, že stykovými plochami jsou pouze boky 6 a 7 lichoběžníkového průřezu závitu a že mezi válcovou výdutí závitového segmentu £ a válcovým povrchem pohybového šroubu £ stejně jako mezi dnem závitu pohybového šroubu £ a plochým vrcholem závitové výseče závitového segmentu £ je zachován odstup £.The engagement of the thread formed in the cavity of the threaded segment £ as at least one threaded section with the thread of the moving screw £ is shown in Fig. 2, from which it can be seen that the contact surfaces are only the sides 6 and 7 of the trapezoidal thread cross-section. and the distance of the cylindrical surface of the movement screw £ as well as between the thread bottom of the movement screw £ and the flat apex of the thread section of the thread segment £ is maintained.

Zařízení podle vynálezu lze s výhodou použít pro přesný lineární posuv vozíků malých stolních grafických zařízení, registračních přístrojů, tiskáren a podobných zařízení.The device according to the invention can advantageously be used for precise linear movement of the carriages of small desktop graphics devices, recording devices, printers and similar devices.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

1. A device for precise linear displacement of a zigzag is slidably mounted with a small clearance, the threaded segment (4) provided in the carriage by means of a screw, by means of a flat spring / 5 / fixed at the bottom of the carriage body recess / 2 / supported on inclined sides / 6 /, / 7 / of the threads of the moving screw / 1 / rotatable in the fork recess of the carriage / 2 /, oriented parallel to the guide axis / 3 /, on which the carriage body / 2 / is sliding.

2. A device for precise linear displacement of a carriage by means of a screw according to claim 1, characterized in that the moving screw (1) is made of a light aluminum alloy and its surface is provided with a very hard layer of oxide formed by anodic oxidation.

3. A device for precise linear displacement of a carriage by means of a screw according to claim 1, characterized in that the threaded segment (4) is made as an injection molding from a light and durable plastic, most suitably of the polyamide type.