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Einrichtung zum spielfreien Verschieben eines auf einem Träger geführten
Teiles Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum spielfreien Verschieben
eines auf einem Träger geführten Teiles. Solche Einrichtungen, die beispielsweise
bei Werkzeugmaschinen, Meßinstrumenten u. dgl. Anwendung finden können, verlangen,
wenn sie tatsächlich hohen Anforderungen hinsichtlich der Spielfreiheit genügen
sollen, eine sorgfältige Herstellung und Präzisionsausführung, so daß sie im allgemeinen
kostspielig und verwickelt sind. Angestrebt wird demgegenüber eine Einrichtung,
die unter Einhaltung der üblichen Präzisionsgenauigkeit einfach herstellbar ist
und eine praktisch völlig spielfreie Bewegung des zu verschiebenden Teiles gewährleistet.
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Gemäß der Erfindung ist eine solche Einrichtung gekennzeichnet durch
zwei mit ihren Achsen parallel zueinander liegende, allseitig bewegliche Rollen,
die je aus zwei durch eine Spindel fest miteinander verbundenen Scheiben mit teilweise
kegeliger Oberfläche bestehen und die mittels vorzugsweise verstellbarer, an den
Spindeln angreifender und an dem verschiebbaren Teil abgestützter Druckmittel mit
ihrer kegeligen Oberfläche gegen eine längs des Trägers verlaufende Führung und
mit ihrer Umfangsfläche gegen eine Welle angedrückt werden, die zwischen den Rollen
parallel zu den Rollenachsen angeordnet und von außen anzutreiben ist, wobei die
Oberfläche der Führung und der Welle so gestaltet ist, daß zwischen den Rollen und
der Führung bzw. der Welle Punktberührung besteht.
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Vorzugsweise bestehen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung die
Druckmittel aus einer Feder, die an beiden Spindeln in gegenüber einer senkrecht
zur Führung liegenden Ebene symmetrischen Punkten angreift.
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Es ist vorteilhaft, wenn der Winkel zwischen der durch den Rollenmittelpunkt
und den Angriffspunkt der Feder an der Rollenspindel gehenden Geraden und der Senkrechten
durch den Mittelpunkt der Rolle zum Träger und auch der Winkel zwischen der durch
den Rollenmittelpunkt gehenden, zur Wellenachse senkrechten Geraden und jener Senkrechten
zum Träger etwa 120° beträgt. Auf dieses Weise ergibt sich für jede Rolle eine Art
von Dreipunktlagerung, wodurch die Lage der Rolle genau bestimmt wird.
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Die Führung kann aus zwei zueinander parallelen Schienen rechteckigen
Querschnitts, die von außen an der Rolle anliegen, oder aus nur einer Schiene rechteckigen
Querschnitts bestehen, die in die Rollen eingreift.
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Die von außen her drehbare Welle ist vorzugsweise so gelagert, daß
innerhalb bestimmter Grenzen eine geringe axiale Verschiebung möglich ist. Dies
ist mit Rücksicht auf die allseitige Beweglichkeit der Rollen und auf eine etwaige
Unparallelität der Führung und des Trägers vorteilhaft. Die Rollen und die Welle
stellen sich dabei selbsttätig an jeder Stelle in die richtige Lage ein.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert,
und zwar zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Einrichtung mit
zwei Führungsschienen gemäß der Linie I-I der Fig. 2, in der Pfeilrichtung gesehen,
Fig.2 einen Schnitt durch die Einrichtung nach Fig. 1 gemäß der Linie II-11 in Fig.
1, Fig. 3 eine Untenansicht der Einrichtung nach Fig. 2 und Fig. 4 eine Ausführungsform
mit nur einer Führungsschiene.
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Der in den Figuren mit 1 bezeichnete Träger, der aus einem Hohlrohr
rechteckigen Querschnitts besteht, kann beispielsweise als Hohlleiter bei einem
Fernmeldegerät dienen. Über diesen Träger soll ein Teil 2 spielfrei beweglich sein,
der aus einem U-förmigen Gehäuse mit zwei Schenkeln 3 und 4 besteht.
Der
Träger 1 ist mit zwei Ansätzen 5 und 6 versehen, an denen mittels Schraubenbolzen
9 und 10 zwei Schienen 7 und 8 befestigt sind, die, wie aus Fig. 2 ersichtlich,
einen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Weiter sind zwei Rollen 11 und 12 vorgesehen.
Diese Rollen bestehen je aus zwei durch eine Spindel 13 bzw. 14 fest miteinander
verbundenen Scheiben mit teilweise kegeliger Oberfläche. Die Rollen sind allseitig
beweglich so angeordnet, daß sie mit ihren einander abgewendeten kegeligen Oberflächenteilen
zwischen die Schienen 7 und 8 eingreifen. Eine Feder, die zwei durch ein Kupplungsstück
21 fest miteinander verbundene Arme 15 und 16 aufweist, drückt die Rollen gegen
die Führungsschienen 7, 8 und gegen eine von außen drehbare, zwischen den Rollen
angeordnete Welle 22 an, wobei der Druckarm 15 der Feder an der Spindel 13 der einen
Rolle und der Druckarm 16 an der Spindel 14 der anderen Rolle angreift. Der Winkel,
den die durch den Mittelpunkt der Rolle und den Angriffspunkt der Feder an der Spindel
hindurchgehende Gerade mit der durch den Rollenmittelpunkt gelegten, zum Träger
senkrechten Geraden einschließt, beträgt etwa 120°. Die Schenkel des U-förmigen
Trägers 2 sind durch eine Platte 17 miteinander verbunden, die mittels Schrauben
18 und 19 an den Schenkeln 3, 4 befestigt ist. Diese Platte 17 ist mit einer Druckschraube
20 versehen, gegen die sich die Feder mit ihrem Kupplungsstück 21 abstützt, so daß
die Federspannung einstellbar ist.
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Die Welle 22 ist in den Schenkeln 3 und 4 gelagert und kann, beispielsweise
durch nicht dargestellte Stellschrauben od. dgl., eine geringe Axialverschiebung
ausführen. Sie weist einen verjüngten Teil 23 auf, in den die Rollen 11 und 12 eingreifen.
Die durch den Rollenmittelpunkt gehende, zur Wellenachse senkrecht stehende Gerade
schließt mit der durch den Rollenmittelpunkt gelegten, zum Träger senkrechten Geraden
wieder einen Winkel von 120° ein. Es ergibt sich so eine Art von Dreipunktlagerung
der Ralle. Es ist nicht notwendig, daß die Schienen oder die Welle 22 besonders
genau hergestellt sind, weil infolge der allseitigen Beweglichkeit der Rollen stets
die richtige Einstellung der letzteren selbsttätig erzielt wird. Weiterhin ergibt
sich eine verzögernde Übertragung zwischen der Bewegung der Welle 22 und der Bewegung
der Rollen, wodurch eine genaue Einstellung des Trägers ermöglicht wird. Einer der
Schenkel 3 oder 4 kann mit einer Öffnung versehen sein, und auf der infolgedessen
sichtbaren Seitenwand des Trägers 1 kann eine Skalenteilung vorgesehen sein, so
daß die Lage des geführten Teiles zum Träger stets abgelesen werden kann.
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Anstatt der zwei Schienen 7 und 8 kann, wie dies in Fig. 4 dargestellt
ist, auch eine einzige Schiene 24, z. B. rechteckigen Querschnitts, Verwendung finden.
Die Schiene greift dann in die Rallen 24, 25 ein, deren Kegelflächen im Gegensatz
zu den Rollen der ersten Ausführung einander zugewendet sind. Das Übertragungsverhältnis
zwischen Wellenrotation und Längsverschiebung des geführten Teiles kann jedoch bei
der Ausführungsform mit zwei Führungsschienen gemäß Fig. 1, 2 und 3 größer als bei
der Ausführungsform nach Fig. 4 sein. Wird für die Führungsschiene ein von der Rechteckform
abweichender Querschnitt gewählt, so ist darauf zu achten, daß sich zwischen den
Führungen und den Kegelflächen der Rollen stets nur eine punktförmige Berührung
ergibt. Bei .dem in den Fig. 1 bis 3 dargestellten. Ausführungsbeispiel ist die
Verschiebung des geführten Teiles durch Anschläge begrenzt. Die Anschläge sind durch
Muttern 26 und 27 gebildet, die auf den Bolzen 9 und 10 angeordnet sind. Soll der
geführte Teil eine unbegrenzte Bewegung ausführen können, so werden die Anschläge
weggelassen.
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Mit der beschriebenen Vorrichtung können Einstellgenauigkeiten leicht
bis auf 0,01 mm erreicht werden; mit einiger Mühe ist selbst eine Einstellgenauigkeit
von 1 Mikron erzielbar. Eine Rechtsdrehung der Bedienungswelle bewirkt eine Bewegung
des geführten Teiles nach rechts (und umgekehrt), wie dies in der Praxis erwünscht
ist. Die Einrichtung ist stabil, und eine Neigung des geführten Teiles zum Kippen
besteht nicht. Auch ist es bei Anordnung von Anschlägen als Vorschubbegrenzung vorteilhaft,
daß der Antriebsmechanismus einen Schlupf zuläßt, wenn der geführte Teil gegen den
Anschlag stößt.
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Bei angenähert senkrechter Anordnung ist die Vorrichtung selbsthemmend,
so daß der geführte Teil sich infolge seines eigenen Gewichtes gegenüber dem Träger
nicht selbsttätig verschiebt.
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Infolge der allseitigen Beweglichkeit der Rollen wird erreicht, daß
diese sich stets in der richtigen Weise einstellen und daß stets eine gute Berührung
mit den Führungsschienen und der Welle erzielt wird, unabhängig von der mehr oder
weniger großen Präzision, mit der die Vorrichtung hergestellt ist.
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Daß die Antriebswelle innerhalb bestimmter Grenzen eine geringe Axialverschiebung
ausführen kann, ist mit Rücksicht auf eine etwaige nicht völlig richtige Parallelität
der Führungen und des Trägers vorteilhaft und trägt somit zu einer billigen Herstellung
der Vorrichtung bei.