DE3111519C2

DE3111519C2 - Mikrometerantrieb

Info

Publication number: DE3111519C2
Application number: DE3111519A
Authority: DE
Inventors: Arthur Jamaica N.Y. Edelstein
Original assignee: Oriel Corp
Current assignee: Newport Stratford Inc
Priority date: 1980-03-24
Filing date: 1981-03-24
Publication date: 1986-09-04
Also published as: FR2478844B1; FR2478844A1; GB2072342A; GB2072342B; CA1152613A; US4335516A; DE3111519A1

Abstract

Es wird ein Mikrometer mit einer Antriebseinrichtung beschrieben, das mit einer Schraubenspindel an der Oberfläche eines Werkstücks angreifen kann, welche Spindel durch einen Motor angetrieben wird. Die Spindel und der Motor sind aneinander befestigt, so daß die daraus gebildete Einheit in Längsrichtung verschiebbar ist. Die Spindel ist mit einer als Stützeinrichtung dienenden Mutter verschraubt, die an dem Gehäuse des Mikrometers angeordnet ist. Ein Querstück verhindert eine Drehung des Motors relativ zu dem Gehäuse und ermöglicht eine Längsverschiebung des Motors relativ zu dem Gehäuse.

Description

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Die Erfindung betrifft einen Mikrometerantrieb mit einem von einem Gehäuse vorragenden Angriffselement zum Einjustieren der Lage eines Objekts sowie mit einer durch eine Gewindehülse geführten Schraubspindel, die mit der Abtriebswelle eines Antriebsmotors gekoppelt ist.

Es sind bereits Mikrometerantriebe bekannt, mit denen beispielsweise der Objektträger eines Mikroskops entlang eines genau bestimmbaren Abstands entlang einer Achse oder entlang von zwei Achsen verschiebbar ist. Für den Objektträger ist eine Federvorspannung vorgesehen, so daß das Angriffselement immer am Objektträger angreift, wenn dieses vorgedreht oder zu- 5trückgedreht wird. In gewissen Fällen ist es ferner zweckmäßig, einen Antriebsmotor für den Antrieb der Schraubspindel vorzusehen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn ein zu vermessendes Objekt sich an einem unzugänglichen Ort befindet oder wenn eine Fernmessung durchgeführt werden soli. Es sind auch Mikrometerantriebe bekannt, die ein Verschwenken eines Werkstücks oder einer Bühne ermöglichen.

Es ist ferner bereits ein Mikrometerantrieb der eingangs genannten Art bekannt, bei dem der Antriebsmotor an einem Gehäuse befestigt ist und einen Antrieb der Schraubspindel über eine flexible Kupplung ermöglicht (GB-PS 14 90 742). Dabei ist eine aus mehreren Elementen zusammengesetzte Gewindehülse vorgesehen, die an einem inneren, längsverschiebbaren Rohrelement befestigt ist, an dessen nach außen durch ein äußeres Gehäuse vorragendem Ende das Antriebselement vorgesehen ist. Dabei wird als nachteilig angesehen, daß die eine flexible Kupplung umfassende Konstruktion verhältnismäßig aufwendig ist und daß insbesondere wegen der erforderlichen zahlreichen Einzelelemente eine Miniaturisierung und kostensparende Herstellung nicht ohne weiteres möglich ist

Auch bei anderen üblichen Mikrometerantrieben mit einem Antriebsmotor wird die Abtriebswelle des ortsfest angeordneten Antriebsmotors über eine flexible Kupplung mit der Schraubspindel verbunder, damit Fehlausrichtungen aufgrund eines vorhandenen Spiels oder dergleichen aufgenommen werden können, ohne daß ein Verklemmen erfolgt Die Verbindung zwischen der Abtriebswelle und der Schraubspindel enthält meist eine Keilverzahnung zwischen der Schraubspindel und der flexiblen Kupplung, um Gelenkbewegungen der Schraubspindel relativ zur flexiblen Kupplung und zur Abtriebswelle des Motors aufnehmen zu können. Da der Antriebsmotor, dessen Abtriebswelle, die flexible Kupplung, die Keilverzahnung und die Schraubspindel alle entlang der Achse der Abtriebswelle angeordnet sind, ergibt sich auch hierbei die erwähnte Schwierigkeit, daß verhältnismäßig viele Einzelteile erforderlich sind, so daß nicht nur die Herstellung sondern auch die Wartung verhältnismäßig teuer und schwierig sind.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen Mikrometerantrieb der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß die Konstruktion weniger Raum und Einzelteile erfordert und trotzdem vielseitiger verwendbar ist Diese Aufgabe wird bei einem Mikrometerantrieb der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist deshalb darin zu sehen, daß nicht nur das freie Ende der sich drehenden Schraubspindel als Antriebselement zum Einjustieren der Lage eines Objekts benutzt werden kann sondern auch ein Ansatz des Führungselements, das eine Drehung des Antriebsmotors verhindert und deshalb im Gegensatz zur Schraubspinäei nur eine Längsbewegung ausführt. Ferner kann auch das freie Ende der sich drehenden Schraubspindel mit dem betreffenden Objekt in Eingriff gebracht werden, so daß einjustierende Drehbewegungen des Objekts verursacht werden können. Für eine vielseitigere Verwendbarkeit trägt auch bei, daß das längsverschiebbare Angriffselement auch als Anzeigeeinrichtung für die axiale Verschiebungslage der Einheit aus Antriebsmotor und Schraubspindel verwendbar ist

Anhand der Zeichnungen soll die Erfindung beispielsweise näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht eines Mikrometers gemäß der Erfindung;

F i g. 2 eine Schnittansicht im wesentlichen entlang der Linie 2-2 in F i g. 1;

Fig.3 eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 in Fig.3;

Fig.4 eine auseinandergezogene isometrische Darstellung der Komponenten des Mikrometers in Fig. 1-3.

Das in F i g. 1 und 2 dargestellte Ausfuhrungsbeispiei eines Mikrometers 10 gemäß der Erfindung enthält als Stützeinrichtung ein hohlzylindrisches Gehäuse 12. Beispielsweise mit einem Paßsitz ist am vorderen Ende des Gehäuses 12 als Gewindehülse eine T-förmige Mutter 14 mit einem innengewinde befestigt Das hintere Ende des Gehäuses 12 ist durch eine Kappe 16 verschlossen, die an dem Gehäuse mit Stiften 18 befestigt ist. Die

Kappe 16 weist zwei sich nach innen erstreckende elektrische Kontakte 20, 22 auf, die in üblicher Weise mit einem Stecker 24 verbunden sind, der von der Außenseite der Kappe 16 zugänglich ist und einen nicht dargestellten Stecker aufnehmen kann, um die Kontakte 20, 22 mit einer Spannungsquelle zu verbinden.

In der Nähe des vorderen Endes weist das Gehäuse 12 einen schmalen Längsschnitt 26 auf, entlang dessen Länge Markierungen 28 vorgesehen sind, wie im folgenden noch näher erläutert werden soll.

Wie aus den Fig. 2 bis 4 ersichtlich ist, ist im Gehäuse 12 zwischen der Kappe 16 und der Mutter 14 ein Motor 30 angeordnet, der üblicherweise für angetriebene Mikrometer Verwendung findet Vorzugsweise findet ein Gleichspannungsmotor für niedrige Spannung Verwendung, der mit unterschiedlichen Drehzahlen antreibbar ist In gewissen Anwendungsfällen ist es ferner zweckmäßig, einen Motor mit einem integralen Stirnrad oder einen Schrittmotor zu verwenden. Ein Querstück 32 ist als Führungselement an der Stirnseite des Motors 30 beispielsweise durch zwei Schrauben 34 befestigt und weist einen Ansatz 36 auf, der sich in den Läng-jschlitz 26 im Gehäuse 12 erstreckt und deshalb von der Außenseite des Gehäuses 12 sichtbar ist Die Lage des Ansatzes 36 relativ zu den Markierungen 26 auf der Oberfläche des Gehäuses 12 kennzeichnet die relative Lage des Motors 30 in Längsrichtung im Gehäuse 12. Das Querstück 32 ist ein einfach ausgebildetes starres ebenes Glied, das öffnungen zur Aufnahme der Schrauben 34 und der Motorwelle 40 aufweist Um einen Eintritt von Staub in das Gehäuse 12 zu verhindern, kann über dem Schlitz 26 ein Fenster aus lichtdurchlässigem Kunststoff angeordnet werden.

An dem durch das Querstück 32 vorragenden Ende der Welle 40 des Motors 30 greift eine starre Schraubspindel 42 an, an der ein Feingewinde ausgebildet ist das mit dem Innengewinde der Mutter 14 verschraubt ist Die Schraubspindel 42 und die Motorwelle 40 sind durch an sich bekannte Befestigungsmittel zu einer Einheit verbunden, so daß sich diese Teile gemeinsam drehen und in Längsrichtung vorgeschoben werden können.

Da die Mutter 14 mit der Schraubspindel 42 verschraubt ist und diese trägt, wird auch die Welle 40 und damit der Motor 30 durch die Mutter 14 getragen. Der Durchmesser des Motors 30 und dei Gehäuses 12 wird so ausgewählt, daß die Außenwand des Motors 30 in einem ausreichenden Abstand von der Innenward des Gehäuses 12 angeordnet ist. Dadurch trägt die Mutter 14 den Motor 30 innerhalb des Gehäuses in einem Abstand von dessen Innenwand. Der Zwischenraum zwischen dem Motoi 30 und aer Innenwand des Gehäuses 12 wird derart ausgewählt, daß eine Lagerabnutzung oder andere Fehlausrichtungen ohne eine Berührung des Motors mit der Innenwand aufgenommen werden können.

Die Anschlüsse 60, 62 am hinteren Ende des Motors 30 in F i g. 2 sind mit den Kontakten 20,22 an der Kappe 16 durch Drähte 64 verbunden. Die Länge jeden Drahts 64 wird derart ausgewählt, daß der Abstand zwischen der Mutter 14 und der Kappe 16 der Längsverschiebungen des Motors im Gehäuse verfügbar ist, ohne daß die vorzugsweise wendelförmig ausgebildeten Drähte 64 gespannt werden.

Im folgenden so" die Arbeitsweise des Mikrometers 10 näher erläutert werden, das über einen nicht dargestellten Stecker mit der 3'.eckdose 24 am Ende der Kappe 16 verbunden wird, so daß eine Stromversorgung des Motors über die Kontakte 20 und 22, die Drähte 64 und die Anschlüsse 60 und 62 erfolgen kann. Dadurch wird die Welle 40 und damit die Spindel 42 gedreht während der Motor 30 sich wegen des Eingriffs des Ansatzes 35 mit dem Schlitz 26 nicht drehen kann. Bei der Drehung der Spindel 42 in der Mutter 14 wird eine Längsverschiebung des Motors 30 im Gehäuse 12 verursacht, die gleich der Längsverschiebung der Stirnfläche der Spindel 42 ist

Da die Spindel 42 über die Welle 40 starr mit dem Motor 30 verbunden ist, kennzeichnet die Lage der Stirnfläche der Spindel 42 die Lage des vorderen Endes des Motors 30, so daß mit Hilfe eines einfachen Eichvorgangs eine direkte Ablesung erfolgen kann, bei welcher der Ansatz 36 in Verbindung mit der Markierung 28 als Anzeigeeinrichtung dient

Die Stirnfläche der Spindel 42 kann als Mikrometerspindel verwendet werden, und die Stirnfläche wird derart ausgebildet und bemessen, daß sie unter Federspannung gegen ein Werkstück anliegt, beispielsweise gegen der. Objektträger eines Mikroskops. Wahlweise kann das Vorderteil der Spindel 42 mit einem Zahnrad oder Ritzel verschraubt sein, so daß eine Drehung der Spindel 42 eine Drehung des Zahnrads oder des Ritzels verursacht, so daß die Drehung des Zahnrads oder des Ritzels über einen an sich bekannten Getriebezug verwendet werden kann, die Lage eines Werkstücks einzujustieren. Wenn aus irgendeinem Grunde das vordere Ende des Mikrometers nicht zugänglich ist oder wenn räumliche Begrenzungen es nicht ermöglichen, das Werkstück entlang der Achse der Spindel und der Motorwelle auszurichten, kann ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel verwendet werden, bei dem der Ansatz 36 verlängert ist so daß er nicht nur in die Ebene des Schlitzes 26 vorragt sondern sich zur Außenseite hin entlang einer solchen Länge erstreckt, daß ein direkter Eingriff mit dem Werkstück möglich ist

Das beschriebene Mikrometer enthält deshalb weniger Einzelteile als bekannte Mikrometer mit einer Antriebseinrichtung und ist deshalb einfacher herzustellen uni^: zu warten und ermöglicht insbesondere eine Miniaiurisierung. Ferner ist eine einfach ausgebildete und leicht ablesbare Anzeigeeinrichtung vorgesehen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Mikrometerantrieb mit einem von einem Gehäuse vorragenden Angriffselement zum Einjustieren der Lage eines Objekts, mit einer durch eine Gewindehülse geführten Schraubspindel, die mit der Abtriebswelle eines Antriebsmotors gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubspindel (42) den Antriebsmotor (30) freitragend haitert und starr an dessen Abtriebswelle (40) befestigt ist, daß die Gewindehülse (Ϊ4) am Gehäuse (12) befestigt ist und daß am Antriebsmotor (30) ein Führungselement (32) vorgesehen ist, das in einen parallel zur Achsrichtung der Schraubspindel (42) im Geiiäuse (12) vorgesehenen Längsführungsschlitz (26) vorragt

2. Mikrometerantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende der Schraubspindel (42) oder ein durch den Längsführungsschlitz (26) vorragender Ansatz (36) des Führungselements (32) als Angriffselement vorgesehen ist

3. Mikrometerantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (36) des Führungselements (32) als Anzeigeelement für die axiale Ver- schiebungslage der Einheit aus Antriebsmotor (30) und Schraubspindel (42) vorgesehen ist

4. Mikrometerantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) zylindrisch ausgebildet ist und daß dessen eines Ende durch die mit einem Befestigungsflansch versehene Gewindehülse (14) abgeschlossen ist