DE3430086C2

DE3430086C2 -

Info

Publication number: DE3430086C2
Application number: DE19843430086
Authority: DE
Inventors: Gerhard Band; Guenter 7238 Oberndorf De Berger; Kurt 7297 Alpirsbach De Walter
Original assignee: Mauser Werke Oberndorf GmbH
Current assignee: Mauser Werke Oberndorf GmbH
Priority date: 1984-08-16
Filing date: 1984-08-16
Publication date: 1991-10-02
Also published as: DE3430086A1; JPH0446364B2; JPS6148712A

Description

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung für eine im Querschnitt rechteckförmige, insbesondere quadratische Führungsflächen aufweisende Pinole für Koordinatenmeßma schinen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a bearing arrangement for a Cross-section rectangular, in particular square Quill with guide surfaces for coordinate measurement machines according to the preamble of claim 1.

Pinolen der vorgenannten Art sind allgemein bekannt und auch bereits in der DE-OS 31 07 783 in der Eingangsbe schreibung offenbart. Um nun bei solchen Pinolen das Gewicht zu reduzieren, hat man nach der DE-OS 31 07 783 vorgeschlagen, von der im Querschnitt quadratischen Pinole abzugehen und stattdessen eine im Querschnitt dreieckför mige Pinole anzufertigen. Bei einer solchen Querschnitts gestaltung ist eine - im Vergleich zum Quadrat und auch im Vergleich zu der allgemein bekannten kreisrunden Zylinder form - geringere Fläche vorhanden, wodurch eine ent sprechende Gewichtsreduzierung erreicht wird. Nach den neuen VDI-Abnahmerichtlinien für 3-Koordinatenmeßgeräte ist eine Prüfung auf Pinolenverdrehung vorgesehen, wobei eine Genauigkeit für den Verdrehwinkel bzw. den Rollwinkel von max. 2 Winkelsekunden erlaubt ist. Quills of the aforementioned type are generally known and also in DE-OS 31 07 783 in the entrance area writing reveals. To now with such quills To reduce weight, according to DE-OS 31 07 783 proposed from the quill, which is square in cross section to go off and instead a triangular cross section to manufacture custom quill. With such a cross-section design is one - in comparison to the square and also in Comparison to the well-known circular cylinder shape - less space available, which creates an ent talking weight reduction is achieved. After the new VDI acceptance guidelines for 3-coordinate measuring machines there is a test for quill rotation, whereby an accuracy for the twist angle or the roll angle by Max. 2 arc seconds is allowed.

Diese außerordentlich hohe Genauigkeit ist mit den be kannten Pinolenausführungen mit dreieckförmigen oder rundem Querschnitt nicht oder nur mit einem extrem hohen Aufwand für die Montage und Justage möglich. Die Einhal tung der verlangten Genauigkeit ist vor allen Dingen dann problematisch, wenn die Pinole bei großen Meßmaschinen in der Z-Richtung über eine große Strecke von bspw. 2 Metern oder mehr ausgefahren werden soll.This extremely high accuracy is with the be known quill designs with triangular or round cross section not or only with an extremely high Effort for assembly and adjustment possible. The Einhal Above all, the required accuracy is then determined problematic if the quill in large measuring machines in the Z direction over a large distance of, for example, 2 meters or more should be extended.

In der FR 23 97 266 wird eine Pinole in einem Führungsge häuse gezeigt, die von insgesamt acht Lagerkörpern geführt ist. Diese acht Lagerkörper sind auf zwei Ebenen zu je weils vier Lagerkörpern aufgeteilt und auf den vier Sei tenflächen der im Querschnitt rechteckigen Pinole angeord net. Die dort angewendete Lageranordnung weist ebenfalls nicht immer, wie oben dargestellt, die geforderte Ge nauigkeit der Führung bzw. Sicherung gegen Verdrehen auf.In FR 23 97 266 a quill is in a guide housing shown, led by a total of eight bearing bodies is. These eight bearing bodies are on two levels each because four bearing bodies are divided and on the four sides the rectangular quill cross section net. The bearing arrangement used there also points not always, as shown above, the required Ge accuracy of the guide or securing against twisting.

Ausgehend von dem genannten Stand der Technik und den ge stellten Anforderungen ist die Aufgabe der Erfindung, eine Lageranordnung für eine Pinole der eingangs genannten Art zu schaffen, die mit relativ einfachen Mitteln auch in der Serienherstellung eine Genauigkeit für den Verdrehwinkel von unterhalb 2 Winkelsekunden ermöglicht.Based on the state of the art and the ge posed requirements is the object of the invention, a Bearing arrangement for a quill of the type mentioned to create that with relatively simple means in the Series production an accuracy for the twist angle enabled from below 2 arc seconds.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Lagerkörper auf insgesamt drei Querschnittsebenen im oberen, mittleren und unteren Bereich des Führungsgehäuses aufgeteilt sind, von denen drei Lagerkörper der oberen und drei der unteren Querschnittsebene zugeordnet sind, während der mittleren Querschnittsebene die zwei verblei benden Lagerkörper zugeordnet sind, und daß jeweils die drei der oberen bzw. unteren Querschnittsebene zugeordne ten Lagerkörper V-förmig zueinander angeordnet sind, daß jeweils zwei Lagerkörper über Eck bezogen auf eine Kante an den um 90° zueinander benachbarten Führungsflächen der Pinole eingesetzt sind und der jeweils dritte Lagerkörper bei der zur Kante diagonal gegenüberliegenden Kante vorge sehen ist, wobei die der mittleren Querschnittsebene zuge ordneten Lagerkörper auf den gleichen Führungsflächen wie die jeweils zwei zueinander benachbarten, über Eck ange ordneten Lagerkörper jedoch in dem der Kante abgewandten Bereich angeordnet sind.This object is achieved in that the Bearing body on a total of three cross-sectional levels in upper, middle and lower area of the guide housing are divided, of which three bearing bodies of the upper and three are assigned to the lower cross-sectional plane, the two lead during the middle cross-sectional plane Benden bearing body are assigned, and that each three assigned to the upper or lower cross-sectional plane th bearing body are arranged V-shaped to each other that two bearing bodies each in a corner related to an edge on the guide surfaces adjacent to one another by 90 ° Quill are used and the third bearing body at the edge diagonally opposite the edge can be seen, which is the middle of the cross-sectional plane arranged bearing bodies on the same guide surfaces as the two adjacent to each other, corner ordered bearing body, however, in that facing away from the edge Area are arranged.

In erfindungsgemäßer Ausbildung können die über Eck und mittig angeordneten Lagerkörper jeweils an bzw. nahe an den Außenkanten der Führungsflächen eingebaut sein. Ferner können die zwei auf dem Eck liegenden Lagerkörper und eines der mittig angeordneten Lagerkörper in der Horizon talebene federnd ausgebildet sein.In the inventive training, the corner and centrally arranged bearing body at or close to the outer edges of the guide surfaces. Further can the two bearing bodies lying on the corner and one of the centrally located bearing bodies in the horizon valley level be resilient.

Als Lagerkörper können gemäß dem erfinderischen Gedanken entweder Kugelumlaufschuhe oder Luftlager eingesetzt sein.As a bearing body can according to the inventive concept either recirculating ball shoes or air bearings are used.

Mit diesen erfindungsgemäßen Merkmalen ist ein sicheres Einhalten und Erreichen der gewünschten maximalen Pinolen verdrehung durch eine größere Führungsbasis der Vierkant form der Pinole und der entsprechenden Anordnung der Führungselemente gewährleistet. Die Verwendung von Kugelum laufschuhen oder Luftlagern verhindert in vorteilhafter Weise eine Erwärmung der Pinole. Mit der 3-Punkt-Lagerung auf einer Querschnittsebene wird eine präzise Führung der Pinole erzielt. Die sichere Bestimmung der Pinolendrehung wird erreicht, indem bspw. ein Kugelumlaufschuh fest und der andere Kugelumlaufschuh jeweils in der Horizontalebene gefedert ist. With these features of the invention is a safe Observe and achieve the desired maximum quills twisting through a larger guide base of the square shape of the quill and the corresponding arrangement of the Guiding elements guaranteed. The use of Kugelum Prevents running shoes or air bearings Way a warming of the quill. With the 3-point bearing on a cross-sectional level, precise guidance of the Quill achieved. The reliable determination of the quill rotation is achieved, for example, by using a recirculating ball shoe and the other recirculating ball shoe in the horizontal plane is sprung.

Durch den Einbau der Lagerkörper nahe am Rand der Führungsflächen wird eine breite Auflage und damit eine erhöhte Genauigkeit erzielt. Der Einsatz der Federn er laubt durch die Federschichtung oder den Einsatz beson derer Federn das Bereitstellen der Andrückkraft der Lager an die Pinole. Wenn statt der Kugelumlaufschuhe Luftlager eingesetzt werden, ist ferner eine Gewichtsreduzierung möglich.By installing the bearing body close to the edge of the Guide areas will be a wide circulation and therefore one increased accuracy achieved. The use of the springs he leaves due to the spring layering or the use whose springs provide the pressing force of the bearings to the quill. If air bearings instead of the recirculating ball shoes are used is also a weight reduction possible.

In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Beispiel dar gestellt. Es zeigen:In the drawing, the invention is illustrated using an example posed. Show it:

Fig. 1 die Längsansicht der Pinole und deren Lageran ordnung, teilweise im Längsschnitt; Figure 1 shows the longitudinal view of the quill and their Lageran arrangement, partially in longitudinal section.

Fig. 2 eine Draufsicht nach Fig. 1 und Fig. 2 is a plan view of FIG. 1 and

Fig. 3 die Pinole mit erfindungsgemäßer Lageranordnung im Einsatz in einer Meßmaschine. Fig. 3 shows the sleeve with the bearing arrangement according to the invention in use in a measuring machine.

Eine Pinole 1 ist in einem Führungskörper 2 einer Koor dinatenmeßmaschine 3 geführt. An dem unteren Stirnende der Pinole 1 ist ein Meßtaster 4 befestigt. Durch einen am oberen Ende und hier nicht näher gezeigten Antrieb, ist die Pinole 1 in der Z-Richtung 5 bewegbar. Die Bewegung des Meßtasters 4 in die Y-Richtung erfolgt über den einge bauten Wagen 6, während die Verfahrbarkeit in die X-Rich tung durch das gesamte Portal 7 der Meßmaschine 3 erfolgt.A quill 1 is guided in a guide body 2 of a Koor dinatenmeßmaschine 3 . At the lower end of the quill 1 , a probe 4 is attached. The quill 1 can be moved in the Z direction 5 by a drive at the upper end and not shown here. The movement of the probe 4 in the Y direction takes place via the built-in carriage 6 , while the movability in the X-Rich direction takes place through the entire portal 7 of the measuring machine 3 .

Die Pinole 1 weist nun entsprechend dem quadratischen Querschnitt vier Seitenflächen 8, 9, 10 und 11 auf, die auch gleichzeitig Führungsflächen darstellen. An der einen Seitenfläche 9 ist der Z-Maßstab 12 vorgesehen. The sleeve 1 now has four side surfaces 8 , 9 , 10 and 11 corresponding to the square cross section, which also represent guide surfaces at the same time. The Z scale 12 is provided on one side surface 9 .

Die Darstellung der Lagerkörper erfolgt schematisch. Sowohl im oberen als auch im unteren Endbereich des Führungskörpers 2 sind die in Form von Kugelumlaufschuhen ausgebildeten Lagerkörper 13, 14 und 15 als 3-Punkt-La gerung auf jeweils einer Querschnittsebene dargestellt. Die Lagerkörper 13 und 14 sind dabei bezogen auf eine Kante 16 über Eck an zwei um 90° zueinander benachbarten Führungsflächen 10 und 11 sowohl im oberen als auch im unteren Endbereich des Führungskörpers 2 angebracht. Dia gonal gegenüberliegend der Kante 16 der Pinole ist auf der dort angebrachten Kante 17 in gleicher Höhe wie die Lager körper 13 und 14 ein weiterer Lagerkörper 15 angeordnet. Dieser Lagerkörper 15 im oberen wie auch im unteren Endbe reich des Führungskörpers besitzt horizontal wirkende Federn 18.The bearing bodies are shown schematically. Both in the upper and in the lower end region of the guide body 2 , the bearing bodies 13 , 14 and 15 , which are designed in the form of recirculating ball shoes, are shown as 3-point storage on a cross-sectional plane in each case. The bearing bodies 13 and 14 are attached with respect to an edge 16 over a corner to two guide surfaces 10 and 11 adjacent to one another by 90 ° both in the upper and in the lower end region of the guide body 2 . Dia gonal opposite the edge 16 of the quill is on the edge 17 attached there at the same height as the bearing body 13 and 14 a further bearing body 15 is arranged. This bearing body 15 in the upper and in the lower Endbe rich of the guide body has horizontally acting springs 18th

In der Z-Richtung 5, etwa mittig zwischen den oberen und unteren Lagerkörper 13, 14 und 15, befinden sich zwei weitere Lagerkörper 19 und 20. Der Lagerkörper 19 ist auf der gleichen Führungsfläche 11 wie der Lagerkörper 14 wirksam. Er liegt jedoch an der dem Lagerkörper 14 gegen überliegenden Kante 21 der Pinole 1 an. Dieser Lagerkörper 19 ist ebenso wie der Lagerkörper 15 durch eine horizon tal wirkende Feder 18 unterstützt. Der Lagerkörper 20 be findet sich auf der Führungsfläche 10, die auch den Lager körper 13 aufnimmt. Auch hier ist der Lagerkörper 20 wiederum an der dem Lagerkörper 13 entgegengesetzten Kante 22 der Pinole angeordnet.In the Z direction 5 , approximately in the middle between the upper and lower bearing bodies 13 , 14 and 15 , there are two further bearing bodies 19 and 20 . The bearing body 19 is effective on the same guide surface 11 as the bearing body 14 . However, it rests on the edge 21 of the sleeve 1 that lies opposite the bearing body 14 . This bearing body 19 is supported, like the bearing body 15, by a horizon tal spring 18 . The bearing body 20 be found on the guide surface 10 , which also receives the bearing body 13 . Here too, the bearing body 20 is in turn arranged on the edge 22 of the sleeve opposite the bearing body 13 .

Mit der obengeschilderten Anordnung der Lagerkörper 13, 14, 15, 19 und 20 sind insgesamt 8 Führungselemente vorge sehen. With the above arrangement of the bearing body 13 , 14 , 15 , 19 and 20 , a total of 8 guide elements are seen easily.

In dem oberen und unteren Endbereich des Führungskörpers 2 befinden sich jeweils 3 Lagerkörper 13, 14 und 15, von denen die auf der abgeflachten Kante 17 angeordneten Lagerkörper 15 gefedert ausgeführt sind. Die zwei weiteren Lagerkörper 19 und 20 befinden sich in der Mitte der Senk rechten der Führungsebene, wovon wiederum ein Lagerkörper 19 durch eine Feder 18 unterstützt ist. Die so erhaltene 3-Punkt-Lagerung für jede obere und untere Führungsfläche gewährleistet eine hohe Genauigkeit der Führung. Die Be stimmung der Pinolendrehung erfolgt durch die Lagerkörper 19 und 20, von denen ein Lagerkörper fest und der andere Lagerkörper gefedert ausgeführt ist. Die Andrückkräfte der Lagerkörper an die Führungsflächen der Pinole 1 sind über die eingesetzten Federn 18 regelbar.In the upper and lower end region of the guide body 2 there are 3 bearing bodies 13 , 14 and 15 , of which the bearing bodies 15 arranged on the flattened edge 17 are of spring-type design. The two further bearing bodies 19 and 20 are located in the middle of the vertical of the guide plane, of which in turn a bearing body 19 is supported by a spring 18 . The 3-point bearing thus obtained for each upper and lower guide surface ensures high accuracy of the guide. Be the determination of the sleeve rotation is carried out by the bearing body 19 and 20 , of which one bearing body is fixed and the other bearing body is spring-loaded. The pressing forces of the bearing bodies on the guide surfaces of the sleeve 1 can be regulated via the springs 18 used .

Wenn eine Gewichtsreduzierung gewünscht wird, können statt der eingesetzten Kugelumlaufschuhe als Lagerkörper auch Luftlager eingesetzt werden.If weight loss is desired, instead the ball recirculation shoes used as the bearing body too Air bearings are used.

Claims

1. Bearing arrangement for a quill which is rectangular in cross section, in particular square, has guide surfaces for coordinate measuring machines, which receives a measuring probe at its lower end and is guided in the Z direction in a guide housing so as to be movable in eight bearing bodies which are arranged in different cross-sectional planes of the guide housing , characterized ,

a) that the bearing body ( 13 , 14 , 15 , 19 , 20 ) on a total of three cross-sectional levels in the upper, middle and lower region of the guide housing ( 2 ) are divided, of which three bearing bodies are assigned to the upper and three to the lower cross-sectional level , while the two remaining bearing bodies ( 19 , 20 ) are assigned to the middle cross-sectional plane,
b) that the three of the upper and lower cross-sectional plane associated bearing bodies are arranged in a V-shape to each other, that two bearing bodies ( 13 , 14 ) in a corner with respect to an edge ( 16 ) on the 90 ° adjacent guide surfaces ( 10 , 11 ) of the sleeve are inserted and the third bearing body ( 15 ) is seen at the edge ( 17 ) diagonally opposite the edge ( 16 ),
c) that the center cross-sectional plane associated bearing body ( 19 , 20 ) on the same guide surfaces ( 10 , 11 ) as the two adjacent to each other, arranged corner arrangement bearing body ( 13 , 14 ), but in which the edge ( 16 ) Be facing away are arranged rich.

2. Bearing arrangement according to claim 1, characterized in that the arranged around the corner and associated with the central cross-sectional plane bearing body ( 13 , 14 , 19 , 20 ) each on or near the edges ( 16 , 21 , 22 ) of the guide surfaces ( 10 , 11 ) are installed.

3. Bearing arrangement according to claims 1 to 2, characterized in that the two lying on the edge ( 17 ) bearing body ( 15 ) and one of the central cross-sectional plane to the bearing body ( 19 ) are resilient in the horizontal plane.

4. Bearing arrangement according to claims 1 to 3, characterized in that ball bearings are used as the bearing body ( 13 , 14 , 15 , 19 , 20 ).

5. Bearing arrangement according to claims 1 to 3, characterized in that air bearings are used as the bearing body ( 13 , 14 , 15 , 19 , 20 ).