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Schneidenlager mit im Winkel koaxial zueinander angeordneten justierbaren
Schneiden Lagerungen, die den hohen Ansprüchen in bezug auf Empfindlichkeit genügen
sollen, wie sie etwa bei Feinwaagen gestellt werden, müssen als Schneidenlager mit
Planpfannen ausgeführt sein. V-Pfannen an Stelle von Planpfannen ergeben eine weit
größere Reibung und damit eine um Zehnerpotenzen geringere Empfindlichkeit. Lagerungen
mit V-Pfannen lassen sich außerdem nur schwer und unvollkommen so parallel justieren,
wie es für hohe Genauigkeitsansprüche unumgänglich ist.
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Während aber bei der Lagerung der Schneide in der V-Pfanne die gegenseitige
Lage sich selbständig immer wieder einstellt, muß die räumliche Zuordnung von Planpfannen
zu Schneiden durch besondere, mehr oder weniger komplizierte Justiervorrichtungen
nach jeder Bewegung wiederhergestellt werden. Bei größeren Ausschlägen ist mit einem
Rutschen zwischen Schneide und Planpfanne zu rechnen, weshalb der Anschlag bei Planpfannenlagerungen
eng begrenzt werden muß.
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Es ist bereits auf verschiedene Weise versucht worden, die hohe Empfindlichkeit
des Planpfannenlagers mit der Formschlüssigkeit des V-Pfannenlagers zu verbinden.
So sind beispielsweise Lagerungen beschrieben worden, bei denen eine Schwingachse
zwischen mehreren, unter vorbestimmten Winkeln zueinander angeordneten Schneiden
gehalten wird. Bei einigen Ausführungen dieser Art sind die Auflageflächen der Schneiden
hierbei als Planflächen einer aus einem vollen Stück herausgearbeiteten Achse ausgeführt.
Hierbei lassen sich die Schneidenlinien nur angenähert in einer gemeinsamen Fluchtlinie
justieren. Eine ungenaue Justierung führt aber entweder zu Zwangskräften - und damit
zu einer verringerten Empfindlichkeit - oder zu einem Lagerspiel -und damit zu ungenauerer
Lagerung. Beide Nachteile schließen die Verwendung für Feinwaagen aus.
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Eine andere bekannte Ausführung ordnet auf einem ortsfesten Teil
eine Mehrzahl von Planpfannen und ein Paar einander entgegengesetzt angeordneter
Schneiden mit koaxialen Schneidenlinien an, wobei der ortsfeste Teil des Lagers
mit einem beweglichen Teil zusammenwirkt, indem dessen - wiederum koaxialesSchneidenpaar
durch die Planpfannen des ortsfesten Teiles getragen wird, während die Schneiden
des ortsfesten Teiles auf entsprechend angeordneten Planpfannen des beweglichen
Teiles aufsitzen. Da hierbei in der technischen Ausführung praktisch acht Schneiden
in einer Flucht, d. h. koaxial, jedoch mit Längsspiel zueinander aufzubauen sind,
ergibt sich eine äußerst komplizierte Konstruktion mit einer Vielzahl genau und
daher schwierig herzustellender Einzelteile.
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Da bei den praktisch in Frage kommenden Fällen der Anwendung derartiger
Lager, d. h. bei Waagen, insbesondere bei Feinwaagen, die Hauptbelastung durchweg
in einer bestimmten Richtung erfolgt, ist bei dieser bekannten Ausführung das in
diese Richtung fallende Funktionspaar Schneide-Planpfanne entweder überbeansprucht,
oder die übrigen drei Funktionspaare Schneide-Planpfanne sind überdimensioniert.
Außerdem muß es als Nachteil angesehen werden, daß die Schneiden unsymmetrisch auf
den Planpfannen aufsitzen.
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Die im folgenden beschriebene Erfindung, die ebenso wie diese bekannten
Ausführungen eine eindeutig definierte Lage der Schneidenlinie gegenüber dem Lagerstein
(Formschlüssigkeit) mittels im Winkel zueinander versetzten Funktionspaaren Schneide
Planpfanne bezweckt, vermeidet deren Nachteile.
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Dies wird dadurch erreicht, daß bei einem Schneidenlager mit im Winkel
koaxial zueinander angeordneten justierbaren Schneiden mit diesen zugeordneten Planpfannen
erfindungsgemäß eine Hauptschneide und zwei Hilfsschneiden, welche mit einer ihrer
beiden Flanken auf der Planpfanne der Hauptschneide aufliegend befestigt sind, angeordnet
sind.
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Hierbei kann jedes Funktionspaar unabhängig von den Abmessungen der
anderen eigens entsprechend seiner Belastung dimensioniert werden. Weiterhin können
hierbei die Schneiden bei einfacher und genauester Justiermöglichkeit als zu ihren
Planpfannen symmetrische bzw. weitgehend symmetrische Schnei-
den
ausgeführt werden, wobei im Interesse einer möglichst einfachen Konstruktion die
Funktionsteile zusammengefaßt sowie genau und leicht montiert werden können. Bei
dieser Ausführung ist auch eine Paralleljustierung mehrerer mittels Schneiden justierbarer
Schneidenlager durchführbar, und es werden schließlich diese Wirkungen mit Einzelteilen
erzielt, bei denen keine hohen maßlichen Genauigkeiten erforderlich sind.
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Es wird somit von der bekannten Ausführung der symmetrischen (gleichschenkligen)
Schneide mit Planpfanne ausgegangen, welche gegenüber der unsymmetrischen Schneide
eine mehrfache stärkere Belastung und einen günstigen Ausschlag gewährleistet. Die
konstruktive Einfachheit ist hierbei dadurch gegeben, daß die beiden anderen Schneiden
auf der - ohnehin genau ebenen - Planfläche der Planpfanne montiert sind, wodurch
ihre Komplanarität mit der ersteren Schneide (Hauptschneide) ohne weiteres gegeben
ist. Die Ausrichtung innerhalb dieser Ebene nach der Hauptschneide erfolgt dann
dadurch, daß sie mit den Gegenflächen zu den Flanken der Hauptschneide bzw. zu einer
dieser Gegenflächen und zur Gegenfläche dieser Gegenfläche selbst zur Berührung
gebracht und in dieser Stellung befestigt werden.
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Der besondere Vorteil eines derartigen Schneidenlagers zeigt sich
überall dort, wo mehrere solcher Lager sehr gut parallel zueinander angeordnet sein
müssen, d. h. bei Waagebalken mit formschlüssigen Lagern, wie etwa bei oberschaligen
Waagen, aber auch bei Feinwaagen mit größeren Aus schlägen.
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Während es keine Schwierigkeit bedeutet, die am Waagebalken angebrachten
Schneiden hinreichend parallel zueinander zu justieren, ist die genaue parallele
Justierung formschlüssiger Lagerpfannen für sich allein praktisch kaum möglich.
Bei dem nachfolgend beschriebenen Schneidenlager wird dagegen jedes Lager für sich
nach der zugehörigen, vorher justierten Schneide in bequemer Weise eingestellt.
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Hohe Genauigkeitsanforderung bei den Einzelteilen besteht aus den
genannten Gründen für den Erfindungsgegenstand nur in bezug auf die Ob erflächengüte
an den Funktionsflächen, jedoch auch nur in dem Grade wie bei den üblichen Schneidenlagern.
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Die Erfindung ist an Hand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel
erläutert. In den Zeichnungen zeigen Abb. 1 bis 3 Schnitte durch ein mit Hilfsschneiden
justierbares Schneidenlager, Abb. 4 eine Teilansicht von oben auf ein solches Lager,
Abb. 5 eine Gesamtansicht von oben auf das - nur zur Hälfte gezeichnete - Lager,
Abb. 6 eine schematische Darstellung für die Anwendung des nach Abb. 1 bis 5 beschriebenen
Lagers in einer oberschaligen Waage.
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In den Abb. 3 und 5 ist die Hauptschneide 1 mit ihrer Planpfanne
2 dargestellt. Die Schneide 1 besitzt abweichend von der üblichen Ausführung nur
einen einseitigen Anschliff3. Eine zweite Fläche 4, die mit dem Anschliff3 zusammen
die Schneidenkante bildet, soll im ganzen geschliffen sein, wobei jedoch zur Erleichterung
für die Bearbeitung Aussparungen 5 vorgesehen werden können.
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An die Fläche 4 ist mittels Schrauben 6 eine über die Schneidenlänge
hinaus sich erstreckende Anschlagfiäche 7 angeschraubt. Diese Anschlagfläche
besitzt
an einer Stelle einen Ansatz 8, welcher in eine Aussparung 9 der Planpfanne 2 hineinragt.
Dieser Ansatz 8 dient als Planpfanne für eine Hilfsschneide 10, die mittels Schrauben
11 auf der Planpfanne 2 aufgeschraubt ist.
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Auf der Anschlagfläche 7 ist eine zweite Anschlagfläche 12 mittels
Schrauben 13 befestigt. Sie ragt in eine Aussparung 14 der Planpfanne 2 hinein und
dient als Planpfanne für eine Hilfsschneidel5, die mittels Schrauben 16 so ihr gegenüber
justiert ist, daß die beweglichen Teile - Schneide 1, Anschlagfläche 7 und Anschlagfläche
12 - ohne Spiel um die Schneidenkante der Hauptschneide 1 schwingen können. Die
Hilfsschneide 15 besitzt weiterhin eine Spitze 17, gegen welche sich eine Stoßplatte
18, die mittels Schrauben 19 an der Anschlagfläche 12 befestigt ist, anlegt.
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Die gleiche Anordnung befindet sich an der anderen Stirnseite der
Hauptschneide 1 in spiegelsymmetrischer Ausführung.
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Die Schneidenkanten der Hauptschneide 1 und der Hilfsschneiden 10
und 15 liegen in einer gemeinsamen Geraden.
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Damit ist gewährleistet, daß die beweglichen Teile ohne Zwang und
ohne wesentliche Reibung spielfrei um diese Gerade schwingen können. Da die Bewegung
sich ausschließlich zwischen Schneiden und Planpfannen vollzieht, ist eine für eine
formschlüssige Lagerung optimale Empfindlichkeit gewährleistet bzw. erreichbar.
Entgegen bekannten formschlüssigen Lagerungen zwischen Schneiden und Planpfannen
besteht die Möglichkeit einer einwandfreien, einfachen und genauen Justierung, da
die Hilfsschneiden einfach nur mit ihren Anschlagflächen in Berührung gebracht,
d. h. an sie herangeschoben zu werden brauchen. Da die Bewegung spielfrei erfolgt,
erübrigen sich komplizierte Arretierungen, in vielen Fällen kann auf Abheben der
Hauptschneiden ganz verzichtet werden. Soweit es erforderlich ist, muß es in Richtung
der Berührungsfläche der Anschlagflächen 7 und 12 erfolgen.
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In Abb. 6 ist eine oberschalige Waage mit den Lagern 20 und 21 gemäß
dem oben beschriebenen Prinzip ausgerüstet. Während diese beiden Lager die vertikalen
und horizontalen Kräfte am Balken 22 aufnehmen, wird für die Parallelführung des
mit der Waagschale 23 starr verbundenen Gehänges 24 eine weitere Lagerung erforderlich.
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Da diese nur kleinere horizontale Kräfte aufzunehmen hat, ist sie
als Schneidenlagerung in V-Pfannen ausgeführt. Der Hebel 25 trägt die Schneiden,
die ein Ausschlagen des Gehänges nach der Balkenmitte hin verhindern, der Hebel
26 die Schneiden, durch welche das Ausschlagen des Gehänges von der Balkenmitte
fort verhindert wird.
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Gegenüber den bekannten oberschaligen Waagen besitzt eine nach diesem
Prinzip konstruierte Feinwaage zwei wesentliche Vorteile: An Stelle der V-Pfannen
im Hauptbalken 22 sind Planpfannen getreten, an Stelle von Kugellagern, senkrecht
angeordneten Lagern od. dgl. für die untere Parallelführung sind kleine, waagerecht
angeordnete V-Pfannen zur Aufnahme von geringen Horizontalkräften vorhanden.
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Damit ist die Reproduzierbarkeit und Empfindlichkeit wesentlich gesteigert.
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Eine weitere Ausführung des Erfindungsgedankens besteht darin, auch
die untere Parallelführung
der oberschaligen Waage mit Planpfannenlagern
der beschriebenen Art zu versehen, womit eine weitere Erhöhung der Meßgenauigkeit
erreicht wird.