DE3515685C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung für eine Pinole für Koordinaten-Meßmaschinen nach dem Oberbegriff des Pa­ tentanspruches 1.

Eine dieser Kategorie angehörende Pinole für Koordinaten-Meß­ maschinen ist in der deutschen Patentanmeldung P 34 30 086.4 beschrieben. Mit ihr wird die Aufgabe gelöst, mit relativ einfachen Mitteln auch in der Serienherstellung eine Genauig­ keit für den Verdrehwinkel von unterhalb zwei Winkelsekunden zu ermöglichen. Mit der beschriebenen Lösung wurde ein si­ cheres Einhalten und Erreichen der gewünschten maximalen Pinolenverdrehung durch eine größere Führungsbasis der Vier­ kantform der Pinole und der entsprechenden Anordnung der Füh­ rungselemente gewährleistet.

Mit der Drei-Punkt-Lagerung auf einer Querschnittsebene wurde darüberhinaus eine präzise Führung der Pinole erzielt. Wenn­ gleich diese Lösung auch in der Praxis befriedigen konnte, so hat sich dennoch herausgestellt, daß die Anordnung von Lager­ körpern über Eck der Vierkantpinole aus Platzgründen nicht immer durchführbar ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Lager­ anordnung für eine Pinole für Koordinaten-Meßmaschinen der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der eine gute Ver­ drehsicherheit auch dann erreicht wird, wenn einzelne Lager­ körper nicht über Eck des Pinolenkörpers angeordnet sind und die bei kleinstmöglicher Menge von Lagern gute Gleichlaufer­ gebnisse gewährleistet. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Weiterbil­ dungen sind den Unteransprüchen 2 bis 6 zu entnehmen.

Bei der Konstruktion nach den Merkmalen des Patentanspruches 1 kann von einem handelsüblichen Vierkantrohr ausgegangen werden, dessen Außenseiten spanabhebend bearbeitet werden, um so das notwendige Außenmaß für den Einsatz der Pinole in den Führungskörper zu ermöglichen.

Im Zuge der technischen Weiterentwicklung von Pinolen für Ko­ ordinaten-Meßmaschinen hat es sich gezeigt, daß die bisher verwendeten Pinolen zu schwer sind. Sie weisen ein Gewicht von ca. 100 kg auf. Bei den geforderten hohen Meßgeschwindig­ keiten und den damit verbundenen hohen Verfahrgeschwindigkei­ ten liegt es auf der Hand, daß es immer schwieriger wird, die entstehenden Kräfte abzufangen. Aus diesem Grund wurden Pino­ len aus einem Vierkantrohr entwickelt, deren Gewicht etwa nur noch halb so groß ist.

Bei solchen Pinolen erlaubten die dort möglichen Fasen über Eck keinen Ansatz für das Lager auf einer Kante. Aus diesem Grunde mußte eine Lageranordnung gefunden werden, die bei kleinstmöglicher Lagerzahl gleich gute Ergebnisse in bezug auf den Gleichlauf bietet. Ebenso konnten die Lager, bedingt durch die Vorspannung, nicht mittig der Pinole angesetzt wer­ den, da das Hohlprofil der Pinole bei den auftretenden Kräf­ ten eingedrückt würde. Deshalb werden die Lager nach dem Hauptpatent in jeweils zwei Lager aufgeteilt, wodurch im übertragenen Sinn auch die V-förmige Zuordnung gegeben ist.

In der DE 28 29 715 A1 ist eine Meßmaschine mit einer mitti­ gen Lageranordnung für die Pinole gezeigt. Auf eine spezifi­ sche Lageranordnung ist dieser Druckschrift ein Hinweis nicht zu entnehmen.

Das US-Patent 41 38 822 vermittelt dem Fachmann die Lehre, daß zur Abstützung des Schlittens ein zusätzliches Lager ein­ gesetzt werden muß. Die Problemstellung liegt dort darin, daß das Durchbiegen der waagerecht laufenden Schiene verhindert werden soll. Die gesamte Lageranordnung mit 14 Lagerkörpern stellt einen hohen technischen Aufwand dar.

Um nun den Einsatz der Pinole nach spanender Bearbeitung zu ermöglichen, wird dazu an den vier Ecken des Pinolenkörpers eine Fase angebracht. Diese Fase reicht nun in der Regel nicht aus, um einen Lagerkörper aufzunehmen und damit in einfacher Weise eine Drei-Punkt-Lagerung auf einer einzigen Querschnittsebene zu erreichen. Erst mit dem erfindungsgemäßen Merkmal, im oberen und such im unteren Bereich der Pinole jeweils vier Lagerkörper an den vier seitlichen Führungs­ flächen anzubringen und zusätzlich jedem Festlager gegenüberliegend einen federnd ausgebildeten Lagerkörper zuzuordnen, wird die aus­ reichende Führung der Pinole erreicht. Diese erfinderische Ausbil­ dung erlaubt ferner, daß handelsübliche Vierkantrohre eingesetzt werden, wodurch der technische Aufwand einer speziell herzustellenden Pinole wesentlich verringert wird. Durch die über 90° zueinander angeordneten mittleren Lagerkörper wird eine gute Verdrehsicherheit bei exakt definierter Pinolenführung erzielt.

In der Zeichnung ist ein Beispiel der Erfindung dargestellt. Darin zeigt

Fig. 1 die Längsansicht der Pinole, teilweise im Längsschnitt;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Pinole nach Fig. 1.

Eine Pinole 1 ist in einem Führungskörper 13 einer nicht näher dar­ gestellten Koordinaten-Meßmaschine geführt. An dem unteren Stirn­ ende der Pinole 1 ist ein ebenfalls nicht näher dargestellter Meß­ taster befestigt. Die Pinole 1 ist in der Z-Richtung 14 bewegbar. Die Bewegungen des Meßtasters in die Y-Richtung erfolgen über einen eingebauten Wagen, während die Verfahrbarkeit in die X-Richtungen durch das gesamte Portal der Meßmaschine erfolgen.

Die Pinole 1 besitzt nun entsprechend ihrem quadratischen Querschnitt vier seitliche Führungsflächen 9, 10, 11 und 12.

Dabei ist an der einen Führungsfläche der Z-Maßstab 15 angebracht.

Sowohl im oberen als auch im unteren Endbereich der Pinole 1 bzw. des Führungskörpers 13 sind die als Luftlager ausgebildeten Lager­ körper 3, 4, 5, 6, 7 und 8 als Drei-Punkt-Lagerung auf jeweils einer Querschnittsebene vorgesehen. Dsbei befinden sich sowohl im oberen als auch im unteren Endbereich des Führungskörpers 13 an den vier seitlichen Führungsflächen 9, 10, 11 und 12 der Pinole 1 insgesamt jeweils vier Lagerkörper 3, 4, 5 und 6. Einem Festlager 3, 4 ist hier jeweils ein federnd ausgebildeter Lagerkörper 5, 6 zugeordnet. Die Festlager 3 und 4 sowie die federnd ausgebildeten Lagerkörper 5 und 6 sind dabei immer gegenüberliegend auf den Seitenflächen der Pinole 1 angeordnet. Diese Anordnung von jeweils vier Lagerkörpern 3, 4, 5 und 6 im oberen und im unteren Bereich des Führungskörpers 13 ersetzt die Anordnung von Lagerkörpern über Eck. Wenn jedoch ein handelsübliches Vierkantrohr zur Herstellung der Pinole 1 eingesetzt wird, welches bspw. auf seiner Oberfläche spanabhebend bearbeitet werden muß, um in den Führungskörper 13 eingesetzt werden zu können, so reichen die bei diesem Pinolenkörper 1 angebrachten Fasen 2 an den vier Ecken nicht aus, einen Lagerkörper unterzubringen. Soll dennoch die technisch und wirtschaftlich günstige Lösung eines handelsüblichen Vierkantrohres verwendet werden, so schafft hier die Erfindung trotz des Wegfalls von Lagerkörpern über Eck die Möglichkeit einer präzisen Führung der Pinole 1 im Führungskörper 13 und eine gute Verdrehsicherheit der Pinole 1. Für diese Verdrehsicher­ heit der Pinole 1 sind im wesentlichen die beiden mittleren Lager­ körper 7 und 8 verantwortlich, die auf zwei um 90° zueinander stehende Führungsflächen 10 und 11 der Pinole angeordnet sind. Auch hier bildet ein Lagerkörper 8 wiederum ein Festlager, während das um 90° zu diesem ersten Lagerkörper versetzt angeordnete Lager wieder einen federnd ausgebildeten Lagerkörper 7 darstellt.

Um eine Korrosion im Falle der Ausbildung der Lagerkörper als Luft­ lager zu verhindern, sind die Führungsflächen 9, 10, 11 und 12 der Pinole 1 chemisch vernickelt.

Für den Fall, daß die Lagerkörper 3, 4, 5, 6, 7 und 8 Kugelumlauf­ schuhe sind, werden die Führungsflächen 9, 10, 11 und 12 der Pinole 1 gehärtet.

Claims (6)

1. Lageranordnung für eine in Querschnitt rechteckförmige, insbesondere quadratische, Führungsflächen aufweisende Pinole für Koordinatenmeßmaschinen, die an ihrem unteren Ende einen Meßtester aufnimmt und in der Z-Richtung in einem Führungsgehäuse beweglich in acht Lagerkörpern geführt ist, die in unterschiedlichen Querschnittsebenen des Führungsgehäuses angeordnet sind, wobei
die Lagerkörper auf insgesamt drei Querschnittsebenen im oberen, mittleren und unteren Bereich des Führungs­ gehäuses aufgeteilt sind, von denen drei Lagerkörper der oberen und drei der unteren Querschnittsebene zu­ geordnet sind, während der mittleren Querschnittsebene die zwei verbleibenden Lagerkörper zugeordnet sind, und jeweils die drei der oberen bzw. unteren Quer­ schnittsebene zugeordneten Lagerkörper V-förmig zu­ einander angeordnet sind, daß jeweils zwei Lagerkörper über Eck bezogen auf eine Kante an den um 90° zueinan­ der benachbarten Führungsflächen der Pinole eingesetzt sind und der jeweils dritte Lagerkörper bei der zur Kante diagonal gegenüberliegenden Kante vorgesehen ist, und
die der mittleren Querschnittsebene zugeordneten Lagerkör­ per auf den gleichen Führungsflächen wie die jeweils zwei zueinander benachbarten, über Eck angeordneten Lagerkörper jedoch in dem der Kante abgewandten Bereich angeordnet sind, nach Patent DE 34 30 086, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweils auf der Kante vorgesehene dritte Lagerkör­ per der oberen und unteren Querschnittebene in zwei den über Eck angeordneten Lagerkörpern (3, 4) gegenüber­ liegende Lagerkörper (5, 6) aufgeteilt ist.

2. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pinole (1) an ihren vier Ecken jeweils eine Fase (2) aufweist.

3. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die über Eck angeordneten Lagerkörper (3, 4) der obe­ ren und unteren Querschnittsebene als Festlager und die ihnen gegenüberliegenden Lagerkörper (5, 6) als federnd ausgebildete Lagerkörper eingerichtet sind, während einer der der mittleren Querschnittsebene zugeordneten Lager­ körper als Festlager und der andere als federnd ausgebil­ deter Lagerkörper (7) eingerichtet sind.

4. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsflächen (9, 10, 11, 12) der Pinole (1) chemisch vernickelt sind.

5. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Lagerkörper (3, 4, 5, 6, 7, 8) Luftlager einge­ setzt sind.

6. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Lagerkörper (3, 4, 5, 6, 7, 8) Kugelumlaufschuhe eingesetzt sind, die auf gehärteten Führungsflächen (9, 10, 11, 12) der Pinole (1) geführt sind.