DE2349680A1

DE2349680A1 - Vorrichtung zur halterung eines ersten koerpers an einem zweiten koerper in einer solchen weise, dass eine relativbewegung zwischen den beiden koerpern nur in drei aufeinander senkrecht stehenden richtungen moeglich ist

Info

Publication number: DE2349680A1
Application number: DE19732349680
Authority: DE
Inventors: Stafford Malcolm Ellis
Original assignee: Elliott Brothers London Ltd
Current assignee: Allard Way Holdings Ltd
Priority date: 1972-10-04
Filing date: 1973-10-03
Publication date: 1974-04-11
Also published as: NO138668B; GB1409806A; NO138668C; IT1004593B; US3865340A; SE394318B; FR2202576A5; JPS4994059A

Description

Γτ.-ing. t.iiüLia Leichtöl
Dipl-Ing. Woligang Beiciiel

6 Frankfurt a. M. 1
Parksfraße 13

7665

ELLIOTT.BROTHERS (LONDON) LIMITED, Chelmsford, Essex, England

Vorrichtung zur Halterung eines ersten Körpers an einem zweiten Körper in einer solchen Weise, daß eine Relativbewegung zwischen den beiden Körpern nur in drei aufeinander senkrecht stehenden Richtungen möglich ist

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Halterung eines ersten Körpers an einem zweiten Körper in einer solchen Weise, daß eine Relativbewegung zwischen den beiden Körpern nur in drei aufeinander senkrecht stehenden Richtungen möglich ist, also auf eine Vorrichtung zur Verhinderung einer relativen Drehbewegung zwischen den beiden Körpern.

Eine derartige Vorrichtung ist nach der Erfindung gekennzeichnet durch ein erstes Parallelbewegungs-Verbindungsgestänge mit mindestens- zwei parallelen Teilen, die mit ihren einen Enden an dem ersten Körper derart angelenkt sind, daß sie um voneinander beabstandete Achsen schwenkbar sind, durch ein zweites Parallelbewegungs-Verbindungsgestänge mit mindestens zwei

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parallelen Teilen, die mit ihren einen Enden an dem zweiten Körper derart angelenkt sind, daß sie tun entsprechende voneinander beabstandete Achsen schwenkbar sind, wobei diese Achsen alle parallel zueinander verlaufen, und durch ein drittes Parallelbewegungs-Verbindungsgestänge mit zwei parallelen Teilen, die mit den anderen Enden von den Teilen des ersten und zweiten Parallelbewegungs-Verbindungsgestänges derart verbunden sind, daß an -jeder Verbindungsstelle zwischen einem Teil des dritten Parallelbewegungs-Verbindungsgestänges und einem Teil des ersten oder zweiten Parallelbewegungs- Verbindungsgestänges eine relative Schwenkbewegung um eine Achse möglich ist, die zu der ersten und zweiten Verbindungsachse parallel verläuft, und um eine weitere Achse möglich ist, die senkrecht zu der ersten Schwenkachse verläuft und parallel zu einer Ebene liegt, die die ersten bzw. zweiten Verbindungsachsen enthält.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung findet überall dort Anwendung, wo es erforderlich ist, zwischen zwei Körpern eine Relativbewegung in drei senkrecht aufeinanderstellenden Achsenrichtungen zuzulassen, jedoch eine relative Drehbewegung zwisehen den beiden Körpern zu verhindern. Als Anwendungsbeispiel werden das Gebiet der optischen Vermessung und das Gebiet der Werkzeugmaschinen genannt.

Einen bevorzugten Anwendungsbereich findet die erfindungsgemäße Vorrichtung in Anordnungen, bei denen ein erster Körper gegenüber Stoßen und Vibrationen, die einem zweiten Körper mitgeteilt werden, geschützt sein soll und gleichzeitig zwischen den beiden Körpern eine stabile Winkellage aufrechterhalten bleiben soll.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist zwischen den beiden Körpern eine Dämpfungseinrichtung angeordnet, die eine Stoß- und Vibrationsschutzanordnung darstellt.

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Das erste und das zweite Parallelbewegungs-Verbindungsgestänge enthalten nach der Erfindung vorzugsweise Platten, von denen zwei mit je einer Öffnung ausgerüstet sind, durch die sich jeweils eine der beiden anderen Platten erstreckt, so daß die Platten zwei X-Anordnungen bilden.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand von Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Halterungsvorrichtung,

Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Linie Y-Y der Fig. 3 und

Fig. 3 eine Schnittansicht längs der Linie X-X der Fig. 2.

Nach den Zeichnungen ist ein erster Körper in Form einer rechteckförmigen oberen Plattform 1 und ein zweiter Körper in Form einer rechteckförmigen unteren Plattform 2 vorgesehen. Die einander entsprechenden Oberflächen der beiden Plattformen verlaufen parallel zueinander. Ein erster Parallelbewegungsmechanismus in Form eines Verbindungsgestänges enthält zwei gleich lange Platten 3 und 4, die in an den Längsseiten der Plattform 1 befestigten Ansätzen 6 und 7 derart schwenkbar gelagert sind, daß die Platten um jeweils eine parallel zu den Schmalkanten der Plattform 1 verlaufende Achse drehbar sind.Ein zweiter Parallelbewegungsmechanismus in Form eines Verbindungsgestänges enthält ebenfalls zwei gleich lange Platten 8 und 9, die in an den Längskanten der Plattform 2 befestigten Ansätzen 10 und 11 derart schwenkbar gelagert sind* daß sie um je eine parallel zu den Schmalkanten der Plattform 2 verlaufende Achse drehbar sind. Die vier Drehachsen der vier Platten verlaufen somit parallel zueinander. Die Platten 8 und 9 weisen jeweils eine Öffnung 12 auf, durch die sich die Platten 3 und 4 er-

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strecken, und zwar derart, daß die Platten 3 und 8 sowie die Platten 4 und 9 jeweils eine X-Anordnung bilden. Ein dritter Parallelbewegungsmechanismus in Form eines Verbindungsgestänges enthält zwei etwa rechteckförmige Platten 14 und 15, die an ihrem einen Ende mit den Platten 3 und 3 und an ihrem anderen Ende mit den Platten 4 und 9 derart verbunden sind, daß sie zwischen den Längsseiten der Plattformen 1 und 2 parallel zu den Längskanten der Plattformen verlaufen.

Die Verbindungen zwischen den Platten 14 und 15 und den Platten 3, 4, 8 und 9 werden von Lagern gebildet, die zwischen den miteinander verbundenen Teilen eine Schwenkbewegung um zwei senkrechte Achsen zulassen, beispielsweise von Kugellagern 16. Die Verbindungen zwischen den Platten 3, 4, 8 und 9 und den Ansätzen 6, 7, 10 und 11 können ebenfalls der Einfachheit halber aus solchen Lagern gebildet werden. Allerdings sei erwähnt, daß im letzten Fall eine Schwenkbewegung um lediglich eine Achse erforderlich ist.

Unter der Annahme, daß die untere Plattform 1 feststehend ist, gestatten die Platten 3 und 4 zusammen mit den Platten 8 und eine Vertikalbewegung und eine in Richtung des in der Fig. 1 eingezeichneten Pfeils 5 verlaufende Horizontalbewegung der oberen Plattform 1. Eine Horizontalbewegung in Richtung des in der Fig. 1 eingezeichneten Pfeils 20 wird von den Platten 14 und 15 zugelassen, die infolge der Kugellager 16 eine parallele Schrägstellung einnehmen können, was am besten der Fig. 3 entnommen werden kann. Die Öffnungen 12 sind hinreichend groß, um den erforderlichen Bewegungstoereich sicherzustellen.

Eine Drehbewegung der oberen Plattform ura irgendeine der drei aufeinander senkrecht stehenden Achsen tritt lediglich auf, wenn die angreifende Kraft derart groß ISt₅, daß die Platten 3, 4, 8 und 9 selbstverdreht oder durchgebogen werden. Eine Drehbewegung kann man demnach dadurch vermeiden, daß die Platten 3, 4, 8 und 9 hinreichend steif ausgebildet werden, um den auftretenden Kräften zu widerstehen,

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Mit nur sechs bewegbaren Teilen wird erreicht, daß die obere Plattform eine dreiachsige Translationsbewegiing ausführen kann, während eine Winkelbewegung der oberen Plattform gegenüber der unteren Plattform um diese drei Achsen wirksam unterbunden ist.

Da die oben beschriebene Halterung oder Aufhängung lediglich eine relative Längsbewegung zwischen den beiden Körpern zuläßt und eine relative Drehbewegung verhindert, kann man die beschriebene Lagerung mit großem Vorteil in Anordnungen einsetzen, bei denen die obere Plattform gegenüber Stoßen, Erschütterungen und Vibrationen, die der unteren Plattform mitgeteilt werden, geschützt sein soll. Vorzugsweise ist zwischen den beiden Plattformen 1 und 2 noch eine Dämpfungseinrichtung 21 angeordnet, die der besseren Übersicht halber lediglich in der Fig. 2 dargestellt ist. Eine besonders geeignete Dämpfungseinrichtung besteht aus einer sog. X-Halterung aus einem zweilagigen FederStahlband, zwischen dessen beiden Lagen sich ein Dämpfungswerkstoff befindet. Das FederStahlband kann in Längsrichtung in allen drei Achsen verdreht oder verbogen werden.

Stöße, die der unteren Plattform 2 in Richtung der vertikalen Achse und in Richtung der beiden horizontalen Achsen mitgeteilt werden, werden von der oberen Plattform 1 durch die Platten 3, 4, 8, 9, 14 und 15 abgehalten, die sich in der oben beschriebenen Weise gegen den Widerstand der Dämpfungseinrichtung 21 verschwenken.

Ein besonderer Vorteil der beschriebenen Halterungs- und Lagerungsvorrichtung besteht darin, daß die Federeinrichtung nicht zentral angeordnet zu sein braucht, wie es in der Fig.2 dargestellt ist. Die Parallelbewegungsmechanismen verhindern nämlich eine relative Drehbewegung, so daß die bewegungshindernden Kräfte, beispielsweise die dämpfenden Federkräfte, auch gegenüber der Mittelachse versetzt an den Plattformen

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angreifen können, ohne daß es dabei zu Winkelbewegungen kommt. Dadurch, ist es möglich, daß an den Kanten der Plattformen weitere Feder- und Dämpfungseinrichtungen angebracht werden können, falls dies bei einer besonderen Anwendung erforderlich ist.

Infolge der Toleranz der beschriebenen Halterung und Aufhängung gegenüber nicht mittigen Kräften ist es auch unwichtig, ob die benutzte Federeinrichtung isoelastisch ist, d.h. in allen drei Achsenrichtungen die gleiche Steifigkeit aufweist. Es mag sogar bei einigen Anwendungsmöglichkeiten erwünscht sein, daß die Federeinrichtung absichtlich derart konstruiert ist, daß ihre Steifigkeit für die einzelnen Achsen verschieden ist.

Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Vorrichtung ist darin zu sehen, daß die Platten 14 und 15 zwischen ihren Lagern lediglich Zug- und Druckkräften ausgesetzt sind^ so daß diese Platten einen verhältnismäßig geringen Querschnitt haben und damit gewichtsmäßig leicht ausgebildet sein können. Dies ist deswegen von großem Vorteil, weil sich die Platten 14 und 15 während einer Vertikalbewegung der Plattform 1 oder beim Auftreten eines Vertikal stoß es an der Plattform 2 in ihrer Längsrichtung bewegen. Je geringer die Masse der Platten 14 und 15 ist, um so geringer ist nämlich die zu ihrer Bewegung erforderliche Kraft und um so besser arbeitet die beschriebene Halterungs- und Aufhängungsvorrichtung.

Die beschriebene abgefederte Halterungsvorrichtung eignet sich insbesondere als winkelmäßig stabiler Grundkörper für eine Kreiselplattform auf See, wo große Linearverschiebungen mit Stoßen auftreten können.

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Claims

Patentansprüche

ί 1,y Vorrichtung zur Halterung eines ersten Körpers an einem

^-zweiten Körper in einer solchen Weise, daß eine Relativbewegung zwischen den beiden Körpern nur in drei aufeinander senkrecht stehenden Richtungen möglich ist, gekennzeichnet durch ein erstes Parallelbewegungs-Verbindungsgestange mit mindestens zwei zueinander parallelen Teilen (3, 4), die mit ihren einen Enden an dem ersten Körper (i) derart angelenkt sind, daß sie um voneinander beabstandete Achsen schwenkbar sind, durch ein zweites Parallelbewegungs-Verbindungsgestänge mit mindestens zwei parallelen Teilen (8, 9)ι die mit ihren einen Enden an dem zweiten Körper (2) derart angelenkt sind, daß sie um entsprechende voneinander beabstandete Achsen schwenkbar sind, wobei diese Achsen alle parallel zueinander verlaufen, und durch ein drittes Parallelbewegungs-Verbindungsgestange mit zwei parallelen Teilen (14, 15), die mit den anderen Enden von den Teilen des ersten und zweiten Verbindungsgestänges derart verbunden sind, daß an jeder Verbindungsstelle zwischen einem Teil des dritten Verbindungsgestänges und einem Teil des ersten oder zweiten Verbindungsgestänges eine relative Schwenkbewegung um eine Achse möglich ist, die parallel zu der ersten und zweiten Verbindungsachse verläuft, und um eine weitere Achse möglich ist, die senkrecht zu der ersteh Schwenkachse verläuft und parallel zu einer Ebene liegt, die die ersten Verbindungsachsen bzw.. die zweiten Verbindungsachsen enthält.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1_?
dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Parallelbewegungs-Verbindungsgestänge Platten (3, 4,. 8, 9) enthält und daß die eine Hälfte der Platten (8, 9) mit je einer Öffnung (12) versehen ist, durch die sich die zugeordnete Platte (3, 4) der anderen Hälfte erstreckt, so daß die Platten X-Anordnungen bilden»

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3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Parallelbewegungs-Verbindungsgestänge Platten (Ί4, 15) aufweist, die im Vergleich zu den Platten des ersten und zweiten Parallelbewegungs-Verbindungsgestänges eine beträchtlich geringere Masse und Stärke haben.
4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen zwischen dem dritten Parallelbewegungs-Verbindungsgestange und dem ersten sowie zweiten Parallelbewegung s-Verbindungsgestange durch Lager (16) gebildet sind, die eine Bewegung um zwei senkrecht zueinander verlaufende Achsen zulassen, und daß die Verbindungen zwischen dem ersten und zweiten Parallelbewegungs-Verbindungsgestänge und dem ersten und zweiten Körper durch Lager gebildet sind, die eine Bewegung um mindestens eine Achse zulassen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß alle Verbindungen durch Kugellager gebildet sind.
6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Körpern eine Dämpfungseinrichtung . . (21) angeordnet ist, die eine Stoß- und Vibrationsschutzanordnung darstellt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung ein zweilagiges FederStahlband (21) mit einem Dämpfungswerkstoff enthält, der sich schichtartig zwischen den Federstahllagen befindet.

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