DE3514628A1 - Stelleinrichtung zur feinjustierung - Google Patents

Description

• "Stelleinrichtung zur Feinjustierung"
• Die Erfindung betrifft eine Stelleinrichtung zur Feinjustierung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.
• Zur Ausführung kleinster Stellbewegungen, wie sie beispielsweise bei der Feinjustierung meßtechnischer Geräte erforderlich sind, finden häufig Schrauben mit Feingewinde Verwendung.
• Um die im Feinbereich begrenzte Einstellbarkeit der Schraubenlängsbewegung weiter zu verbessern, kann die Feingewindeschraube zweckmäßigerweise mit einem als bewegungsuntersetzendes Getriebe wirkenden, biegesteifen Hebel kombiniert werden. Dieser Hebel ist hierfür an seinem einen Ende spielfrei drehbar am ersten Maschinenteil gelagert und an seinem anderen, frei ausladenden Ende von der als Stellglied wirkenden Feingewindeschraube aus seiner Ruhelage auslenkbar.
• Die von der Schraube eingeleitete Bewegung des Hebels wird zwischen dem Drehlager des Hebels und dem Angriffspunkt der Schraube am Hebelende abgegriffen und auf das zweite Maschinenteil übertragen, wobei dieUntersetzung um so größer und damit die Einstellbarkeit um so feiner ist, je größer der Abstand zwischen Angriffspunkt der Schraube und Abgriffspunkt der Justierbewegung am Hebel ist. Zur Realisierung kleinster Stellbewegungen wäre der Hebel demnach idealerweise möglichst lange auszuführen und die Justierbewegung möglichst nahe am Drehlager des Hebels ab zugreifen. Mit einer derartigen Stelleinrichtung, die u.U. auch spielfrei arbeitet und kaum einem Verschleiß unterliegen mag, sind Stellbewegungen im -Bereich bei akzeptablen Abmessungen der Stelleinrichtung jedoch nicht durchführbar.
• Aufgabe der Erfindung ist es, eine Stelleinrichtung zur Feinjustierung mit geringen Abmessungen zu schaffen, die ohne weiteres Stellbewegungen im Mikrometerbereich ermöglicht.
• Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches gelöst.
• Die Betätigung des Stellgliedes bewirkt eine mehr oder minder starke Durchbiegung des zugstarren Elementes, wodurch sich der Abstand zwischen beiden Einspannungen verkürzt. Diese Durchbiegung legt das Untersetzungsverhältnis des als Getriebe wirkenden zugstarren Elementes fest, wobei eine geringe Durchbiegung eine große Untersetzung und eine starke Durchbiegung eine geringe Untersetzung bewirken.
• Das Untersetzungsverhältnis ist demnach über die Durchbiegung des zugstarren Elementes frei wählbar. Bei weiterer Durchbiegung des zugstarren Elementes ergibt sich eine weitere Verkürzung des Abstandes zwischen den beiden Einspannungen, die als Stellweg abgegriffen werden kann. Dieser Stellweg ist dabei umgekehrt analog zum Untersetzungsverhältnis, verkürzt sich also mit steigender Untersetzung.
• Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen und nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele in den Zeichnungen dargestellt. Dabei zeigen: Figur 1 eine Stelleinrichtung mit einer Blattfeder als zugstarres Element im Längss£hnitt, Figur 2 eine Stelleinrichtung mit einem Kniehebelpaar als zugstarres Element im Längsschnitt, Figur 3 eine mit einer Biegezunge als zweites Maschinenteil versehene Stelleinrichtung in Draufsicht, und Figur 4 eine Stelleinrichtung zur zweidimensionalen Feinjustierung in Draufsicht.
• Bei der in Figur 1 dargestellten. Stelleinrichtung 1 sind das Maschinenteil 2 und das beweglich auf ihm angeordnete Maschinenteil 3 über eine zwischen den Einspannungen 4 und 5 eingespannte und eine Eigensteifigkeit aufweisende Blattfeder 6 spielfrei und zugfest miteinander verbunden. Ein nicht dargestelltes Stellglied greift übcr einen Stößel 7 mittig an der Blattfeder 6 an und biegt diese unter Verkürzung des Abstandes zwischen beiden Einspannungen 4 und 5 durch. Hierbei ist der vom Maschinenteil 3 vollzogene Stellweg um so kleiner, je kleiner die Durchbiegung der Blattfeder 6 ist.
• Die Blattfeder 6 weist eine gewisse Eigensteifigkeit auf, die sie dazu in die Lage versetzt, den vom zweiten, beweglichen Maschinenteil 3 erzeugten und der Stellbewegung entgegengesetzten Widerstand zu überwinden. Es ist auch möglich, die Blattfeder 6 teilweise plastisch vorzuformen oder zu verformen, solange sie im Anwendungsbereich noch biegeelastisch arbeitet. Als zugstarre Elemente können anstelle von Blattfedern auch federvorgespannte Stahldrähte oder Seile verwendet werden. Das den Stößel 7 betätigende Stellglied kann manuell, elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch betrieben werden und beispielsweise als Schraube mit Feingewinde, hydraulischer Stößel oder elektrisch betriebene Kurvenscheibe ausgeführt sein. Das Stellglied kann aber auch direkt auf die Blattfeder 6 einwirken. Die Stelleinrichtung 1 im Zustand mit entspannter Blattfeder 6 ist in Figur 1 gestrichelt eingezeichnet, wobei der seitliche Versatz des Stößels 7 nicht zwingend erforderlich ist. Demgegenüber könnte der Stößel 7 auch geradegeführt sein und die hierdurch verstärkt auftretende Reibung durch Verwendung eines als Pendelstütze ausgebildeten Stößels wieder reduziert werden.
• Figur 2 zeigt eine Stelleinrichtung 1, deren zugstarres Element als Kniehebelpaar 8 ausgebildet ist wobei die Gelenkpunkte 9 spielfrei arbeiten. Eine Zugfeder 10, die zwischen den Maschinenteilen 2 und 3 in Bewegungsrichtung angeordnet ist, dient dem Entgegenwirken der von dem Stellglied einleiteten Durchbiegung und der Spielbeseitigung durch Streckung des Kniehebelpaares, wie es in gestrichelten Linien dargestellt ist. Hierdurch wird das Kniehebelpaar 8 über den Stößel 7 in ständigem Kontakt mit dem nicht dargestellten Stellglied gehalten. Zur anderweitigen und noch besser spielfreien Ausgestaltung der Gelenkpunkte 9 können die Verbindungen zwischen den starren Kniehebeln untereinander und mit den Maschinenteilen 2 und 3 auch über fest eingespannte Blattfedern hergestellt werden oder durch blattfederartige Querschnittverjüngungen an den Verbindungsstellen bewerkstelligt werden. Für den Fall, daß das Kniehebelpaar 8 nie seine Strecklage einnimmt, ist es auch möglich, daß anstatt der Zugfeder 10 eine Druckfeder Verwendung findet. Die hierbei auftretende Kräfteverteilung würde gleichfalls das gesamte System spielfrei halten.
• Figur 3 zeigt eine Stelleinrichtung 1 mit einem zweiten Maschinenteil 3, das -als Biegezunge 11 ausgebildet und in seinem Basisbereich über einen federnden Steg 12 fest mit dem ersten Maschinenteil 2 verbunden ist. Eine Schraube 13 mit Feingewinde ist durch ein Gewinde im ersten Maschinenteil 2 hindurchgedreht und wirkt auf die Blattfeder 6, die in ihren Einspannungen 4 und 5 fest mit den beiden Maschinenteilen 2 und 3 verbunden ist. Beim Durchbiegen der Blattfeder 6 wird die Biegezunge 11 in Richtung auf das erste Maschinenteil 2 hinbewegt, wobei der federnde Steg 12 dieser Bewegung entgegenwirkt. Mit Ausführung der erfindungsgemäßen Stelleinrichtung nach Figur 3 läßt sich eine sehr kompakte Bauweise realisieren.
• In dem Ausführungsbeispiel nach Figur 4 sind zwei Stelleinrichtungen 1 mit Blattfedern 6 zu beiden Seiten der Maschinenteile 2 und 3 angeordnet und über die Einspannungen 4 am ersten Maschinenteil 2 und über die Einspannungen 5 am zweiten Maschinenteil 3 befestigt. In die Einspannungen 4 sind Haltearme 14 für die als Stellglieder wirkenden Feingewindeschrauben 13 mit angeschraubt. Das Maschinenteil 2 ist über federnde, als Federgelenke dienende Stege 12 und über das starre Zwischenglied 15 mit dem Maschinenteil 3 verbunden. Das starre Zwischenglied 15 und die federnden Stege 12 erfüllen die Funktion eines Pendeltürscharnieres und ermöglichen eine zweidimensionale Verstellbarkeit. Am Maschinenteil 3 sind Anschläge 16 zur Begrenzung der Auslenkung der Blattfedern 6 und eine Bohrung 17 zur Aufnahme des zu justierenden Meßgerätes vorgesehen.
• Im Unterschied zu dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel können die Stelleinrichtungen 1 mit den Blattfedern 6 auch unter einen Winkel zueinander am Maschinenteil 3 angreifen.
• Ein Herausdrehen der Feingewindeschrauben 13 aus den Haltearmen 14 führt zu einer Streckung der Blattfedern 6, wobei das Maschinenteil 3 um den der jeweils betätigten Schraube 13 zugeordneten-federnden Steg 12 ausgelenkt wird. Hierdurch ist eine beschränkte Verstellbarkeit des Maschinenteiles 3 in zwei Dimensionen möglich.
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Claims (8)

1. Patentansprüche 1. Stelleinrichtung zur Feinjustierung eines gegenüber einem ersten Maschinenteil beweglichen zweiten Maschinenteiles mittels eines bewegungsuntersetzenden und über ein Stellglied betätigten Getriebes, wobei die Feinjustierung in Richtung der von dem Stellglied eingeleiteten Bewegung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegungsuntersetzende Getriebe ein kniehebelartig wirkendes, biegeelastisches, zugstarres Element (6, 8) enthält, welches das erste und zweite Maschinenteil (2, 3) in Bewegungsrichtung miteinander verbindet und bei beiden spielfrei und zugfest eingespannt ist, wobei das zugstarre Element (6, 8) unter Vorspannungsteht oder eine Eigens*eifigkeit aufweist, und das Stellglied (13) quer zur Verbindungslinie zwischen beiden Einspannungen (4, 5) und vorzugsweise mittig auf das zugstarre Element (6, 8) einwirkt.
2. 2. Stelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zugstarre Element als Blattfeder (6) ausgebildet ist.
3. 3. Stelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zugstarre Element als Kniehebelpaar (8) ausgebildet ist, dessen beide Hebelarme spielfrei gelenkig miteinander verbunden sind.
4. 4. Stelleinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zugstarre Element (6,8) durch eine Feder (10) unter Zug- oder Druckspannung gehalten ist.
5. 5. Stelleinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied als eine Schraube (13) mit Feingewinde ausgebildet ist.
6. 6. Stelleinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gek e nn zeichne t, daß das zweite Maschinenteil (3) als die Spitze einer sich quer zur Bewegungsrichtung erstreckenden Biegezunge (11) ausgebildet ist, die mit ihrem Basisbereich fest mit dem ersten Maschinenteil (2) verbunden ist.
7. 7. Stelleinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß am ersten oder zweiten Maschinenteil (2, 3) ein Anschlag (16) zur Begrenzung der Auslenkung des zugstarren Elementes (6, 8) vorgesehen ist.
8. 8. Verwendung der Stelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Maschinenteil (3) um zwei durch ein Zwischenglied (15) starr miteinander verbundene und in Abstand gehaltene Schwenkachsen oder Federgelenke nach Art einer Pendeltür gegenüber dem ersten Maschinenteil (2) schwenkbar und zweidimensional verstellbar ist, wobei zwei Stelleinrichtungen (1) in Abstand zueinander und/oder unter einem Winkel an dem zweiten Maschinenteil (3) angreifen und der oder die Angriffspunkte in Abstand zu den Schwenkachsen oder Federgelenken stehen.