DE3121363C2

DE3121363C2 - Antriebseinrichtung an einer Koordinatenmeßmaschine

Info

Publication number: DE3121363C2
Application number: DE3121363A
Authority: DE
Inventors: Gerhard 7238 Oberndorf Band
Original assignee: Mauser Werke Oberndorf GmbH
Current assignee: Mauser Werke Oberndorf GmbH
Priority date: 1981-05-29
Filing date: 1981-05-29
Publication date: 1983-11-10
Also published as: JPS57200801A; DE3121363A1; IT8221382A0; JPH0622904U; FR2506991A1; IT1151181B; FR2506991B1; IT8221944V0

Abstract

Bei einer Antriebseinrichtung einer Koordinatenmeßmaschine ist zur Bewegung einer Pinole (14) in Z-Richtung an einer Gewindespindel (3) ein mit der Pinole (14) drehfest verbundenes Mutterstück (6) geführt. Um einen Radialschlag der Gewindespindel (3) nicht auf die Pinole (14) zu übertragen, weist das Mutterstück (6) eine oberseitige Lagerfläche (9) auf und die Pinole (14) sitzt mit einer Stützfläche (20) über Wälzkörper (13) auf der Lagerfläche (9) auf. Die Wälzkörper (13) geben der Stützfläche (20) ein Bewegungsspiel (21) ra dial zur Drehachse der Gewindespindel (3).

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung an einer Koordinatenmeßmaschine zur Bewegung einer Pinole in Z-Richtung mit einer Gewindespindel, an der ein drehfest mit der Pinole verbundenes Mutterstück geführt ist.

Bei bekannten Koordinatenmeßmaschinen ist die Pinole als Meßkopfträger in den horizontalen X und K-Richtungen sowie in vertikaler Z-Richtung über einem Meßtisch verfahrbar. Zum Heben und Senken (Z-Richtung) der Pinole ist die motorisch angetriebene Gewindespindel vorgesehen. Ein Radialschlag der Gewindespindel überträgt sich über die Pinole auf den Meßkopf, was ungünstig ist. Der Radialschlag läßt sich durch entsprechend genaue Fertigung der Gewindespindel zwar klein haken, jedoch nicht vermeiden. Bei einem Meßbereich in Z-Richtung bis zu etwa 1 m ist es möglich, den Radialschlag so klein zu halten, daß sein Einfluß auf den Meßkopf vernachlässigbar ist. Bei einem Meßbereich in Z-Richtung über 1 m wirkt sich der unvermeidliche Radialschlag auf die Meßkopfbewegung merklich aus.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei der sich ein •o Radialschlag der Gewindespindel nicht auf die Pinole überträgt.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einer Antriebseinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das Mutterstück eine oberseitige Lagerfläche aufweist, daß die· Pinole mit einer Stützfläche über Wälzkörper auf der Lagerfläche aufsitzt und daß die Wälzkörper der Stützfläche ein Bewegungsspiel radial zur Drehachse der Gewindespindel geben.

Dabei folgt zwar das Mutterstück einem etwaigen Radialschlag der Gewindespindel. Von diesem überträgt sich der Radiaischiag jedoch nicht auf die Pinoie. Denn die Lagerfläche des Mutterstücks ist in horizontaler Ebene über die Wälzkörper gegenüber der Stützfläche der Pinole versetzbar. Die Starrheit der Pinole gegenüber dem Mutterstück in Z-Richtung ist durch die Beweglichkeit in horizontaier Ebene nicht beeinträchtigt

Um die Pinole sowohl beim Heben als auch beim Senken des Mutterstücks diesem gegenüber in Z-Richtung festzulegen, ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung eine unterseitige Lagerfläche am Mutterstück ausgebildet und zwischen dieser Fläche und einer weiteren mit der Pinole verbundenen Lagerfläche sind weitere Wälzkörper gelagert.

Zur Vermeidung eines axialen Spiels zwischen Mutterstück und Pinole sind in bevorzugter Weiterbildung der Erfindung die Stützflächen mittels eines Distanzrings beabstandet, der die Stützflächen an die Wälzkörper und diese an die Lagerkäch.en spannt.

Die Pinole ist an der Meßmaschine um die Z-Achse nicht drehbar geführt. Um das Mutterstück entsprechend drehfest anzuordnen, sind in Ausgestaltung der Erfindung zwischen Pinole und Mutterstück Zapfen vorgesehen. Vorzugsweise sind diese mit einem Dämpfungsglied versehen.

Das mögliche horizontale Bewegungsspiel zwischen dem Mutterstück und der Pinole braucht nur so groß zu sein wie der Radiaischiag der jeweiligen Gewindespindel. Ein wesentlich größeres Spiel könnte zu einem Aufschaukeln der Pinole führen. Um dies zu vermeiden sind einstellbare Begrenzungsstifte vorgesehen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung

ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung und den Unteransprüchen. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine Pinolen-Antriebseinrichtung für die Z-Richtung im Schnitt und

Fig.2 eine Schnittansicht längs der Linie 11-11 nach Fig. !,vergrößert.

Ein Gehäuse 1 ist an einem nicht näher dargestellten Wagen einer Koordinatenmeßmaschine befestigt. An dem Gehäuse 1 ist über Axial-Radial-Zylinderrollenlager 2 eine Gewindespindel 3 gelagert. Zum Antrieb der Gewindespindel 3 ist ein mit einem Ritzel 4 gekuppeltes Zahnrad 5 vorgesehen. Das Ritzel 4 wird von einem nicht näher dargestellten Motor angetrieben.

Die Gewindespindel 3 hängt in dem Gehäuse 1 frei. An ihr ist ein Mutterstück 6 gelagert. Unten ist die

Gewindespindel 3 mit einer Sicherungsscheibe 7 versehen. Die Länge der Gewindespindel 3 beträgt beispielsweise 1,5 m.

Das Mutterstück 6 weist an seinem Außenumfang einen Aufnahmebund 8 auf, welcher eine oberseitige Lagerfläche 9 und eine unterseitige Lagerfläche 10 bildet. Bei den Lagerflächen 9 und 10 sind Radial-RHIenkugelkäfige 11 bzw. 12 mit Kugeln 13 angeordnet Die Kugeln 13 liegen auf der Lagerfläche & bzw. Lagerflächen 10 auf. Diese Flächen 9,10 sind gehärtet. ^IC

Eine rohrförmige Pinole 14, an der unten ein nicht näher dargestellter Me3kopf angeordnet ist, ist an einem Muttergehäuse 15 befestigt. Die Pinole 14 ist an dem Gehäuse 1 in Z-Richtung verschieblich geführt, jedoch nicht um die Z-Achse drehbar. Das Muttergehäuse 15 ragt in die Pinole 14. Unten am Muttergehäuse 15 ist eine untere Gegenscheibe 16 befestigt die eine Stützfläche 17 für die Kugeln 13 des Käfigs 12 bildet

An die Gegenscheibe 16 ist ein Distanzring 18 angeschraubt. An diesen ist eine obere Gegenscheibe 19 geschraubt. Die obere Gegep.seheibe i9 bildet eine Stützfläche 20 für die Kugeln 13 des Käfig:; 11. Der Distanzring 18 ist so bemessen und befestigt, daß die Gegenscheiben 16 und 19 eine Vorspannung auf die Kugeln 13 ausüben, so daß die Pinole 14 mit dem Mutterstück 6 axial spielfrei verbunden ist.

Zwischen den Gegenscheiben 16, 19 sowie dem Distanzring 18 und dem Mutterstück 6 bzw. dem Aufnahmebund 8 besteht ein Spielraum 21, der wenig größer ist als ein höchsten zu erwartender Radialschlag der Gewindespindel 3. In den Distanzring 18 sind vier Begrenzungsstifte 22 radial zum Mutterstück 6 geschraubt. Mit diesen Begrenzungsstiften 22 läßt sich die Bewegungsfreiheit des Aufnahmebundes 8 im Distanz-

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ring 18 einstellen. Die Einstellung erfolgt so, daß die Bewegungsfreiheit ebenso groß ist wie der tatsächliche Radialschlag der jeweils verwendeten Gewindespindel 3.

In den Aufnahmebund 8 sind vier Zapfen 23 geschraubt, deren Kopfteile in Bohrungen des Distanzrings 18 ragen. Die Kopfteile der Zapfen 23 sind von Dämpfungsringen 24 umschlossen. Die Zapfen 23 erlauben einerseits eine horizontale Versetzung des Mutterstücks 6 infolge eines Radialschlags gegenüber der Pinole 14. Andererseits halten sie das Mutterstück 6 gegenüber der Pinole 14 drehfest.

Die Arbeitsweise der beschriebenen Antriebseinrichtung ist etwa folgende:

Dreht sich die Gewindespindel 3, dann wandert das Mutterstücke 6 je nach der Drehrichtung an dieser aufwärts oder abwärts. Ober den Auinahmebund 8, die Kugeln 13, die Gegenscheiben 16, 19 und das Muttergehäuse 15 wird die Pinole 14 spielfrei mitgenommen. Sie verhindert über r'fe Zapfen 23 ein Drehen des Mutterstücks 6.

Ein Radialschlag der Gewindespindel 3 führt zu einer Versetzung des Mutterstücks 6 ind X- bzw. V-Richtung. Über die Kugeln 13 wird im Spielraum 21 diese Versetzung aufgefangen, so daß die Gegenscheiben 16, 19 und aamit die Pinole 14 dieser Versetzung nicht folgt.

Durch das in die Pinole 14 gezogene Muttergehäuse 15 und die Anordnung der Lagerung des Mutterstücks 6 unten am Muttergehäuse 15 ist die Aufhängung der Pinole 14 in die Nähe deren Schwerpunkte gerückt. Das System neigt damit nicht zu Schwingungen in der X- K-Ebene. Im übrigen sind solche Schwingungen auch durch das Anliegen der Dämpfungsringe 24 in den Bohrungen des Distanzrings 18 gedämpft.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Antriebseinrichtung an einer Koordinatenmeßmaschine zur Bewegung einer Pinole in Z-Richtung: mit einer Gewindespindel, an der ein drehfest mit einer Pinole verbundenes Mutterstück geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Mutterstück (6) eine oberseitige Lagerfläche (9) aufweist, daß die Pinole (14) mit einer Stützfläche (20) über Wälzkörper (13) auf der Lagerfläche (9) aufsitzt und daß die Wälzkörper (12,13) der Stützfläche (20) ein Bewegungsspiel radial zur Drehachse der Gewindespindel (3) geben.

2. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine unterseitige Lagerfläche (10) am Mutterstück (6) ausgebildet ist und daß zwischen dieser Fläche (10) und einer weiteren mit der Pinole (14) verbundenen Stützfläche (16) weitere Wälzkörper (13,12) gelagert sind.

3. Antriebseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützflächen (17,20) mittels eines Distanzrings (18) beabstandel sind, der die Stützflächen (17, 20) an die Wälzkörper (13) und diese an die Lagerflächen (9,10) spannt.

4. Antriebseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Mutterstück (6) ein Bund (8) vorgesehen ist, an dem die Lagerflächen (9, 10) ausgebildet sind und die Stützflächen (17,20) von ringförmigen Gegenscheiben (16, 19) gebildet sind, zwischen denen der Distanzring (18) angeordnet ist.

5. Antriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansp TJche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Pinole (1.4) und dem Mutterstück (6) Zapfen (23) zur drehfesten Verbindung des Mutterstücks (6) mit der Pinole (14J vorjnsehen sind.

6. Antriebseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen (23) mit Dämpfungsgliedern (24) versehen sind.

7. Antriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung des Bewegungsspiels (21) Begrenzungsstifte (22) vorgesehen sind.

8. Antriebseinrichtung nach einem der vorherge henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkörper in einem Radial-Rillenkugellagerkäfig (11,12) gelagerte Kugeln (13) sind.

9. Antriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Mutterstück (6) unten an einem in die Pinole (14) ragenden Muttergehäuse (15) gelagert ist.