DE2141713B2

DE2141713B2 - Adjusting table for heavy loads

Info

Publication number: DE2141713B2
Application number: DE19712141713
Authority: DE
Inventors: Guenter 7501 Spoeck Friesinger
Original assignee: Gesellschaft fuer Kernforschung mbH
Current assignee: Gesellschaft fuer Kernforschung mbH
Priority date: 1971-08-20
Filing date: 1971-08-20
Publication date: 1975-03-13
Also published as: DE2141713C3; DE2141713A1; FR2151247A5; CH556592A

Description

Die Erfindung betrifft einen Justiertisch für schwere Lasten, bestehend aus einem Gestell und einem relativ zum Gestell in allen Freiheitsgraden beweglichen Rahmen zur Aufnahme der Last, wobei zwirnen Rahmen und Gestell zur Feinverstellung mehrere Hub- und Drehelemente eingeschaltet sind.The invention relates to an adjustment table for heavy Loads, consisting of a frame and a frame that can be moved in all degrees of freedom relative to the frame to take up the load, being twisted frame and frame for fine adjustment several lifting and rotating elements are switched on.

Tische der genannten Art werden zur Feinpositionierung von schweren Lasten immer dann benötigt, wenn zur Feinjustierung nur noch ein relativ geringer Weg erforderlich ist. Solche Feinjustierungen sind z. B. bei schweren Magneten aus den Strahlführungssystemen von Beschleunigern notwendig, oder wenn an solchen Magneten Messungen vorgenommen werden sollen. Bei diesen Magneten halten sich die Verstellwege in gewissen Grenzen.Tables of the type mentioned are always required for the fine positioning of heavy loads when only a relatively short distance is required for fine adjustment. Such fine adjustments are z. B. at Heavy magnets from the beam guidance systems of accelerators are necessary, or if on such Magnet measurements are to be made. With these magnets, the adjustment paths are kept in certain limits.

Es ist im Maschinenbau seit langem bekannt, an solchen Tischen Schlitten- bzw. Kulissenführungen für jede der in Frage kommenden Richtungen zum Teil auch in Kombination mit kardanischer Aufhängung vorzusehen. Diese Einstellvorrichtungen der Tische sind jedoch aufwendig und teuer, vorallem dann, wenn lediglich kleine Verstellwege verlangt sind. 5jIt has long been known in mechanical engineering to use slide or link guides for such tables each of the directions in question partly also in combination with cardanic suspension to be provided. However, these adjustment devices for the tables are complex and expensive, especially when only small adjustment paths are required. 5y

Aus der DT-AS 1 231 441 ist ein Justiertisch bekannt, bei dem die Einrichtung zur Lageeinstellung des Tisches gegenüber dem Gestell aus drei unabhängig voneinander betätigbaren Hubeinrichtungen und mehreren unabhängig voneinander betätigbaren Drehelementen besteht, wobei für diese hydraulische Hubzylinder zur Anwendung gelangen. Der Apparat bzw. der Justiertisch dient der Aufnahme eines leichten Prüfinstrumentes, das zwar auch in allen Freiheitsgraden bewegt werden soll, jedoch keine große Beanspruchung der Halterung verursacht. Die beschriebene Vorrichtung ist eine Konstruktion mit sehr langen Hebelarmen, die ungünstige schwingungstechnische Eigenschaften aufweist und dazu noch biegeweich ist Auf einer solchen, auch verstärkten Konstruktion läßt sich eine möglichst schwingungsfreie und starre Halterung von schweren Objekten nicht erzielen, zumal die Funktionen von Drehen und Heben nicht sauber voneinander getrennt sind, d. h. ein Drehen Rückwirkungen auf das Heben hat und umgekehrt Dadurch wird zusätzlich zu den ungünstigen geometrischen Verhältnissen auch die Feineinstellung erschwert Bei dem angegebenen Justiertisch sind nur eine Art von Elementen vorhanden, deren Hub über Hebel in Dreh- und Schwenkbewegungen umgeformt wird. Dabei wird um horizontale Achsen gedreht, wodurch die Hebel eine schräge Kurvenbewegung ausführen und durch horizontale Drehungen immer Hübe verursacht werden bzw. umgekehrt Um die VerstellbeweguDgen erzielen zu können sind bei dieser Konstruktion nicht weniger als 21 Gelenke notwendig. Die vielen Gelenke verursachen zwangläufig erhebliches Spiel und eine vergrößerte Biegeweichheit, die bei schweren Objekten zu einer Positionierungsge nauigkeit durch Schwingungen führen kann.From DT-AS 1 231 441 an adjusting table is known in which the device for setting the position of the table compared to the frame of three independently operable lifting devices and several independently operable rotary elements consists, for this hydraulic lifting cylinder for Application. The apparatus or the adjustment table serves to accommodate a light test instrument that can be moved in all degrees of freedom should, but does not cause any great stress on the bracket. The device described is a Construction with very long lever arms with unfavorable vibration properties and is also pliable. On such a reinforced construction, a vibration-free and rigid mounting of heavy objects cannot be achieved, especially since the functions of Turning and lifting are not properly separated from each other, d. H. a twisting repercussions on the lifting has and vice versa difficult The specified adjusting table only has one type of element, its Stroke is converted into rotating and swiveling movements via levers. It is about horizontal axes rotated, causing the levers to curve obliquely and by rotating them horizontally strokes are always caused or vice versa this construction requires no fewer than 21 joints. The many joints inevitably cause considerable play and increased flexibility, which in the case of heavy objects leads to positioning problems Accuracy can result from vibrations.

Demgegenüber hat nun die Erfindung die Aufgabe gestellt, mit möglichst geringem baulischem Aufwand und Verwendung von handelsüblichen Bauelementen bei geringem Raumbedarf einen mit höchster Genauigkeit fein einstellbaren Justiertisch für schwere Lasten zu schaffen, wobei der Tisch die Last über lange Zeit sicher und genau aufnehmen soll. Die Feineinstellung des Tisches sollte mit geringen Kräften erfolgen.In contrast, the invention has now set the task with the least possible structural effort and use of commercially available components with little space requirement one with the highest accuracy Finely adjustable adjustment table to create heavy loads, whereby the table holds the load for a long time should record safely and accurately. The fine adjustment of the table should be done with little force.

Die Lösung dieser Aufgabenstellung erfolgt bei einem Tisch der eingangs beschriebenen Art gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch, daß
a( als Hubelemente drei unabhängig voneinander betätigbare, auf dem Gestell befestigte mechanische Getrieoe vorgesehen sind, bei deren Antrieb je eine Hubstange vertikal bewegbar ist, die über je ein Kugelgelenk mit je einer Auflageplatte verbunden sind, auf welcher der Rahmen lose aufliegt,This object is achieved in a table of the type described at the outset according to the present invention in that
a (three independently operable mechanical gears are provided as lifting elements, which are fastened to the frame and each drive has a lifting rod that can be moved vertically, each of which is connected via a ball joint to a support plate on which the frame rests loosely,

b) mindestens zwei unabhängig voneinander betätigbare Drehelemente vorgesehen sind, die ebenfalls aus je einem mechanischen Getriebe und je einem über ein Kugelgelenk am Getriebe bzw. an der Auflageplatte angelenkten Schubgestänge bestehen undb) at least two independently operable rotary elements are provided, which also from a mechanical gear and one via a ball joint on the gear or on the Support plate articulated push rods exist and

c) zwischen Gestell und Rahmen druckmittelbetätigte Hubfederbälge angeordnet sind, mittels derer während des jüstiervorganges die Hub- und Drehelemente von der abzustützenden Last entlastet werden können.c) between the frame and the frame pressure-actuated lifting bellows are arranged, by means of which During the adjustment process, the lifting and rotating elements are relieved of the load to be supported can be.

Bei der vorliegenden Erfindung sind die Funktionen von Hub und Drehung streng getrennt. Von Vorteil ist es, daß die Tischplatte bei der Justierung mittels der momentfrei angreifenden Hubfederbälge nahezu entlastet wird, so daß sie sich auf den Platten durch geringe Seitkräfte verschieben bzw. verdrehen läßt. Nach der Justierung wird der Druck abgelassen, die Last ruht nun ganz auf den dafür ausgelegten, steifen Hubelementen, die um senkrechte Achsen drehenden Drehelemente sind entlastet. Auf diese Weise können die großen Lasten, nämlich schwere Magneten von Beschleunigern, einerseits sehr genau in Positon gebracht werden und andererseits kann aber auch diese Position dann über lange Zeit genau und schwingungsfrei eingehalten werden. Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Justiertisches bestehen insbesondere in dem geringen baulichen Aufwand unter Verwendung von handelsüblichen Bauelementen wie Gelenkstangen, Gewindespindeln, pneumatischen Gummibälgen usw., einem geringen Raum-In the present invention, the functions of stroke and rotation are strictly separated. Is beneficial it is that the table top is almost relieved during the adjustment by means of the lifting bellows acting without torque so that it can be moved or rotated on the plates by low lateral forces. After Adjustment, the pressure is released, the load now rests entirely on the rigid lifting elements designed for this purpose, the rotating elements rotating around vertical axes are relieved. In this way the great burdens namely, heavy magnets from accelerators, on the one hand, are very precisely positioned and on the other hand, however, this position can then also be maintained precisely and vibration-free over a long period of time. Further advantages of the adjusting table according to the invention are in particular the small structural size Effort using commercially available components such as articulated rods, threaded spindles, pneumatic Rubber bellows etc., a small space

bedarf und damit zusammenhängenden geringen Herstellungskosten. In dieser Hinsicht stellt die erfindungsgemäße Konstruktion in bezug auf ihre Aufgabenstellung, schwere Lasten kleine Wege in beliebiger Raumrichtung zu drehen, einen technischen Fortschritt dar.needs and the associated low manufacturing costs. In this regard, the construction according to the invention in relation to its task, Turning heavy loads small distances in any spatial direction is a technical advance.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigtIn the following the invention will be described with reference to an embodiment shown in the drawings explained in more detail. It shows

F i g. 1 die Seitenansicht des Justiertisches gemäß der Erfindung undF i g. 1 shows the side view of the adjustment table according to the invention and

F i g. 2 eine Vorderansicht desselben Tisches im Winkel von 90° zu der F ig. 1.F i g. 2 is a front view of the same table at an angle of 90 ° to FIG. 1.

Das Gestell 1 ist an dem nicht näher dargestellten Boden befestigt Ober dem Gestell 1 befindet sich der Rahmen 2, der die Last 3 — in der gezeichneten Ausführungsform eine Quadropolmagnet für einen Teilchenbeschleuniger mit einem Gewicht von 3.5 Tonnen — trägt. Dieser Magnet 3 is« starr mit dem Rahmen 2 verbunden. Zwischen dem Gestell 1 und dem Rahmen 2 befindet sich die Einrichtung zur Feinverstellung des belasteten Rahmens gegenüber dem Gestell. Diese Einrichtung besteht aus verschiedenen Elementen, welche zum Anheben, Verdrehen und Kippen des Rahmens 2 gegenüber dem Gestell 1 dienen.The frame 1 is attached to the bottom, not shown in detail. Above the frame 1 is the Frame 2, which holds the load 3 - in the illustrated embodiment a quadrupole magnet for a particle accelerator weighing 3.5 tons - carries. This magnet 3 is rigid with the frame 2 tied together. The device for fine adjustment of the is located between the frame 1 and the frame 2 loaded frame compared to the frame. This facility consists of various elements which are used to lift, rotate and tilt the frame 2 with respect to the frame 1.

Die Vorrichtung zum Anheben besteht aus drei konzentrisch um die Tischmitte angeordneten Hubfederbälgen 4, die nur Axialkräfte aufbringen können und radial zu ihrer Längsachse in gewissen Grenzen leicht beweglich sind Die Hubfederbälge sind an ihren Enden mittels Platten S und 6 abgedichtet, wobei die Platte 6 an ihrer unteren Seite eine Durchführung 7 aufweist, mittels welcher der Innenraum des Hubfederbalges 4 über Druckleitungen 8 mit Innendruck beaufschlagt werden kann. Die untere Platte 6 ist mit dem Gestell 1 und die obere Platte 5 mit dem Rahmen 2 fest verschraubt. Wird nun der Innenraum des Hubfederbalges mit Druck beaufschlagt so dehnt sich der Hubfederbalg axial aus und hebt den Rahmen 2 gegenüber dem Gestell 1 an bzw. entlastet ihn gegenüber seinen Auflageflächen. Wenn der Druck im Hubfederbalg 4 so bemessen ist. daß der Rahmen 2 nur noch lose auf seinen Auflageflächen aufliegt, so läßt sich dieser durch die Beweglichkeit djr Hubfederbälge in gewissen Grenzen gegenüber dem Gestell 1 drehen bzw. kippen.The device for lifting consists of three concentric Lifting bellows 4 arranged around the center of the table, which can only apply axial forces and are easily movable radially to their longitudinal axis within certain limits. The lifting bellows are at their ends sealed by means of plates S and 6, the plate 6 having a passage 7 on its lower side, by means of which the interior of the lifting spring bellows 4 is subjected to internal pressure via pressure lines 8 can be. The lower plate 6 is firmly screwed to the frame 1 and the upper plate 5 to the frame 2. If the interior of the lifting spring bellows is now subjected to pressure, the lifting spring bellows expands axially and lifts the frame 2 with respect to the frame 1 or relieves it with respect to its bearing surfaces. If the pressure in the lifting spring bellows 4 is so dimensioned. that the frame 2 only loosely on his Rests on contact surfaces, this can be limited by the mobility of the lifting bellows Rotate or tilt in relation to the frame 1.

Zum Drehen des Rahmens 2 gegenüber dem Gestell 1 sind drei Drehelemente vorgesehen. Die Drehelemente bestehen aus einem Getriebe 9, welches fest auf dem Gestell 1 verschraubt ist und eine horizontale Drehbewegung in die Axialbewegung einer horizontalen Stange 10 umformt. Das Getriebe 9 ist ein handeisübliches Bauelement. Die Stange 10 ist mittels eines Kugelgelenkes 11 an einer Schubstange 12 angelenkt, die mit einem geringen Winkel gegen die Horizontale geneigt nach oben in Richtung des Rahmens 2 führt Die Schubstange 12 greift an hirem oberen Ende mit einer öse 13 an einem Kugelkopf 14 an, welcher an der Unterseite des Rahmens 2 in der Achse 15 eingeschraubt ist Diese Achse 15 bildet die Angriffsachse 15 der Schubstange 12 am Rahmen 2. Wird nun das Getriebe 9 an der Kurbel 22 betätigt so beginnt die Schubstange 12 den Rahmen 2 gegenüber dem Gestell 1 um eine bestimmte Achse zu verdreheaTo rotate the frame 2 with respect to the frame 1, three rotating elements are provided. The rotating elements consist of a gear 9, which is firmly screwed to the frame 1 and a horizontal Rotary movement is converted into the axial movement of a horizontal rod 10. The gear 9 is a customary one Component. The rod 10 is articulated to a push rod 12 by means of a ball joint 11, which is inclined at a small angle to the horizontal and leads upwards in the direction of the frame 2 The push rod 12 engages hirem upper end with an eyelet 13 on a ball head 14, which on the The underside of the frame 2 is screwed into the axis 15. This axis 15 forms the attack axis 15 the push rod 12 on the frame 2. If the gear 9 is now operated on the crank 22, the starts Push rod 12 to twist the frame 2 relative to the frame 1 about a certain axis

Auf dem Gestell 1 sind insgesamt drei solcher Getriebe 9 mit den entsprechenden Schubstangen 12 und Kugelköpfen 14 vorgesehen. Für zwei der Getriebe 9 sind jedoch die Schubstangen 12 in einem gemeinsamen Kugelkopf 14a zusammengefaßt d.h, beide Schubstangen greifen an demselben Kugelkopf 14a in einem Winkel von 90° zueinander an. Das dritte Getriebe 9a arbeitet mit seiner Schubstange 12a dann parallel zu einer dieser beiden Schubstangen. Mit Hilfe dieser drei Getriebe 9 bzw. 9a ist es nun möglich den Rahmen 2 innerhalb geringer Wege und kürzester Zeit in beliebige Horizontalpositionen zu bringen.On the frame 1 there are a total of three such transmissions 9 with the corresponding push rods 12 and ball heads 14 are provided. For two of the gears 9 However, the push rods 12 are combined in a common ball head 14a, i.e. both Push rods engage the same ball head 14a at an angle of 90 ° to one another. The third gear 9a then works with its push rod 12a parallel to one of these two push rods. With the help of this three gears 9 or 9a, it is now possible in the frame 2 within short distances and in a very short time to bring any horizontal positions.

Zusätzlich zu den beschriebenen Einrichtungen zum Drehen bzw. Entlasten des Rahmens 2 befinden sich auf dem Gestell 1 noch Elemente zum Kippen des Rahmens 2. Diese Hubelemente bestehen aus handelsüblichen, mechanischen Getrieben 16. die die horizontale Drehbewegung einer Welle 17 in die Vertikalbewegung einer Stange 18 umformen. An der Stange 18 ist mittels eines Kugelgelenkes 19 eine Auflageplatte 20 befestigt, die durch das Kugelgelenk 19 gegenüber der Stange 18 beliebig gekippt werden kann. Auf dieser Auflageplatte 22 liegt der Rahmen 2 mit dem Magnet 3 lose auf.In addition to the described devices for rotating or relieving the frame 2 are located on the frame 1 still elements for tilting the frame 2. These lifting elements consist of commercially available, mechanical gears 16. which convert the horizontal rotary movement of a shaft 17 into vertical movement form a rod 18. A support plate 20 is attached to the rod 18 by means of a ball joint 19, which can be tilted as desired by the ball joint 19 relative to the rod 18. On this platen 22 is the frame 2 with the magnet 3 loosely.

Auf dem Gestell 1 sind insgesamt drei solcher mechanischen Getriebe 16 verschraubt, so daß sich eine Dreipunktauflagerung des Rahmens 2 ergibt. Die Getriebe 16 können unabhängig voneinander betätigt werden und gestatten es, beim Drehen der Kurbeln 17 den Rahmen 2 gegenüber dem Gestell 1 in gewissen Grenzen in beliebige Kippostionen zu bringen.On the frame 1 a total of three such mechanical gears 16 are screwed so that one Three-point support of the frame 2 results. The gears 16 can be operated independently of one another are and allow when turning the cranks 17, the frame 2 relative to the frame 1 in certain Bringing boundaries into any tilting position.

Soll nun der Magnet 3 ganz genau in das Strahlführungssystem eines Beschleunigers einjustiert werden, so werden Gestell 1, Rahmen 2 und Magnet 3 zunächst so vorpositioniert, daß die Mitte des Magnets 3 etwa mit der Mitte des Strahlsystems 21 übereinstimmt Dann wird das Innere des Hubfederbalges je nach Größe der Last mit Druck beaufschlagt, bis der Rahmen 2 auf den Auflageplatten 20 leicht verschieblich geworden ist. Danach wird der Magnet 3 optisch kontrolliert durch Drehen an den Kurbeln 22 und den Wellen 17 mit Hilfe der Getriebe 9 und 16 genau in die gewünschte Positon gebracht. Die dabei erreichbare Genauigkeit hängt vom Untersetzungsverhältnis der Getriebe ab, sie liegt in der Größenordnung von ± 20 μίτι.If the magnet 3 is now to be precisely adjusted in the beam guidance system of an accelerator, so frame 1, frame 2 and magnet 3 are initially pre-positioned so that the center of the magnet 3 is approximately coincides with the center of the beam system 21 Then the interior of the lifting spring bellows is depending on the size the load is applied with pressure until the frame 2 has become easily displaceable on the support plates 20 is. The magnet 3 is then optically checked by turning the cranks 22 and the shafts 17 brought exactly into the desired position with the help of gears 9 and 16. The accuracy that can be achieved depends on the reduction ratio of the gear, it is in the order of ± 20 μίτι.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

* Claim:

Adjusting table for heavy loads, consisting of a frame and one relative to the frame in all Degrees of freedom movable frame to accommodate the load, being between frame and frame several lifting and rotating elements are switched on for fine adjustment, characterized in that that

a) three mechanical lifting elements that can be actuated independently of one another and fastened on the frame (1) Gearboxes (16) are provided, each of which has a vertical lifting rod (18) when it is driven is movable, which are each connected to a support plate (20) via a ball joint (19), on which the frame (2) rests loosely,

b) at least two independently operable Rotary elements are provided, each consisting of a mechanical gear (9, 9a) and one each via a ball joint (il. 13. 14, 14a) push rods (10, 12, 12a) hinged to the gearbox or to the support plate exist and

c) between the frame and the frame pressure-actuated lifting bellows (4) are arranged, by means of the lifting and rotating elements of the to be supported during the adjustment process Load can be relieved.

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