DE3635884A1

DE3635884A1 - Ein auf einem festen grundkoerper einstellbar gelagerter tisch

Info

Publication number: DE3635884A1
Application number: DE19863635884
Authority: DE
Inventors: Holmer Dipl Ing Dangschat
Original assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Current assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Priority date: 1986-10-22
Filing date: 1986-10-22
Publication date: 1988-05-05
Also published as: DE3786634D1; EP0264561B1; EP0264561A2; EP0264561A3; DE3635884C2

Description

Die Erfindung betrifft einen auf einem festen Grundkör per einstellbar gelagerten Tisch gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE-OS 28 13 407 ist ein auf einem festen Grundkörper einstellbar gelagerter Tisch zum Verkippen von Instrumenten oder von Meßeinrichtungen bekannt. Dieser einstellbare Tisch ist auf dem festen Grundkör per mittels dreier Verstellelemente gelagert, die rotationssymmetrisch zur Mitte des einstellbaren Tisches an dessen Peripherie angeordnet sind. Diese drei Ver stellelemente sind mit dem festen Grundkörper über jeweils eine tangential angeordnete Blattfeder als Drehgelenk mit tangentialer Drehachse und mit dem einstellbaren Tisch als räumliches Gelenk über jeweils eine Kugelfläche verbunden, die in eine entsprechende konkave Aussparung des einstellbaren Tisches eingreift. Jedes Verstellelement besteht aus einem Trägerkör per mit einem mittig angeordneten prismatischen Ein schnitt, der durch eine Grundplatte begrenzt ist. An der Außenfläche dieser Grundplatte ist parallel zum prismatischen Einschnitt die Blattfeder befestigt, die mit dem festen Grundkörper in tangentialer Richtung fest verbunden ist. An der Innenfläche dieser Grund platte ist parallel zum prismatischen Einschnitt eine Gewindespindel angebracht, die in eine entsprechende Gewindebohrung eines zylindrischen Stellbolzens ein greift, dessen Außenfläche die Flächen des prisma tischen Einschnittes spielfrei tangiert und dessen freies Ende mit der Kugelfläche versehen ist, die in die entsprechende konkave Aussparung des einstellbaren Tisches eingreift. Zur Einstellung des einstellbaren Tisches ist in der Kugelfläche des Stellbolzens ein Innen sechskant vorgesehen, in den ein Einstellwerkzeug durch eine Aussparung im einstellbaren Tisch eingreift. Zur Erhöhung der Steifigkeit wird die Außenfläche des Stellbolzens mit einer weiteren Blattfeder an die Fläche des prismatischen Einschnitts angedrückt. In einer anderen Ausführungsform sind zwei Wälzkörper in der Außenfläche der Grundplatte des Trägerkörpers befestigt, die in entsprechende kegelförmige Aussparungen eingreifen, die im festen Grundkörper in tangentialer Richtung angeordnet sind und ein Drehgelenk mit tangen tialer Drehachse bilden. In einer weiteren Ausführungs form eines Drehgelenks mit tangentialer Drehachse ist ein Zylinderstift in der Außenfläche der Grundplatte des Trägerkörpers befestigt, der in eine entsprechende prismatische Aussparung eingreift, die im festen Grund körper in tangentialer Richtung angeordnet ist. Weiter hin können die drei Verstellelemente mit dem einstell baren Tisch über jeweils ein Drehgelenk mit tangentialer Drehachse und mit dem festen Grundkörper über jeweils eine Kugelfläche und eine entsprechende konkave Aus sparung als räumliches Gelenk verbunden sein. Bei diesem auf dem festen Grundkörper einstellbar gelagerten Tisch sind die aus mehreren Elementen zusammengesetzten Verstellelemente relativ aufwendig aufgebaut und weisen eine größere Bauhöhe zwischen dem einstellbaren Tisch und dem festen Grundkörper auf; zudem müssen die kon kaven Aussparungen des einstellbraen Tisches exakt mit den Befestigungsnuten für die Blattfedern bzw. mit den kegelförmigen Aussparungen oder den prismatischen Aussparungen im festen Grundkörper fluchten, was einen höheren Fertigungsaufwand bedingt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem auf einem festen Grundkörper einstellbar gelagerten Tisch die Verstellelemente einfacher und mit kleinerer Bauhöhe auszubilden sowie die Steifigkeit des einstell baren Tisches weiter zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeich nenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen ins besondere darin, daß durch die einfacher aufgebauten Verstellelemente eine preiswertere Fertigung und Mon tage und durch die kleinere Bauhöhe der Verstellele mente ein geringerer Abstand zwischen dem einstellbaren Tisch und dem festen Grundkörper ermöglicht werden. Dieser einstellbare Tisch unterliegt keinem Verschleiß durch Punktberührungen, erfährt weder beim Einstellen noch bei Temperaturänderungen eine Dezentrierung und/oder Verdrehung und weist eine statisch bestimmte Auflage und eine erhöhte Steifigkeit auf.

Vorteilhafte Ausbildungen entnimmt man den Unteran sprüchen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläuert. Es zeigt

Fig. 1 einen auf einem festen Grundkörper einstellbar gelagerten Tisch in ei ner Seitenansicht und

Fig. 2 in einer Draufsicht und

Fig. 3 ein Verstellelement in einem Längs schnitt.

In Fig. 1 ist ein auf einem festen Grundkörper G 1 ein stellbar gelagerter Tisch T 1 in einer Seitenansicht und in Fig. 2 in einer Draufsicht dargestellt. Der ein stellbare Tisch T 1 weist rotationssymmetrisch zur Mitte an seiner Peripherie drei gleiche Verstellelemente V 1 auf, die einerseits fest mit dem einstellbaren Tisch T 1 und andererseits über jeweils ein räumliches Gelenk mit dem festen Grundkörper G 1 verbunden sind.

Jedes Verstellelement V 1 besteht aus einem Gewindebol zen GB 1, an dessem einen Ende eine konvexe Kugelfläche FV 1 und an dessem anderen Ende ein Schlitz S zum Ein griff eines nicht gezeigten Einstellwerkzeuges vorge sehen sind. Die Gewindebolzen GB 1 befinden sich in durchgehenden Gewindebohrungen BB 1, die im einstellbaren Tisch T 1 rotationssymmetrisch zu seiner Mitte an der Peripherie vorgesehen sind; dieses Eingreifen des Gewindebolzens GB 1 in die Gewindebohrung BB 1 bildet die feste Verbindung zwischen dem Verstellelement V 1 und dem einstellbaren Tisch T 1. Ferner weist jedes Ver stellelement V 1 ein scheibenförmiges Stützelement SE 1 auf.

Die konvexen Kugelflächen FV 1 der drei Gewindebolzen GB 1 greifen jeweils in konkave Kugelflächen FS 1 der drei scheibenförmigen Stützelemente SE 1 ein, die auf der Oberfläche OG 1 des festen Grundkörpers G 1 aufliegen und in der Ebene dieser Oberfläche OG 1 frei verschieb bar sind. Die konvexe Kugelfläche FV 1 des Verstellele ments V 1 und die konkave Kugelfläche FS 1 des Stützele ments SE 1 bilden das räumliche Gelenk zwischen dem Ver stellelement V 1 und dem festen Grundkörper G 1. Die freie Verschiebbarkeit der Stützelemente SE 1 senkrecht zur Verstellrichtung der Verstellelemente V 1 auf der Ober fläche OG 1 des festen Grundkörpers G 1 schließt das Ein wirken von Zwangskräften auf den einstellbaren Tisch T 1 nach dessen Einstellung aus, so daß die Ebenheit sei ner Oberlfäche OT 1 zur Aufnahme von Instrumenten oder Meßeinrichtungen nicht beeinträchtigt wird.

Neben jedem Verstellelement V 1 in radialer Richtung ist eine Zugfeder Z vorgesehen, die in beliebiger Weise im festen Grundkörper G 1 befestigt ist, im einstellbaaren Tisch T 1 eine Bohrung BT durchragt und mittels eines die Bohrung BT überspannenden Haltestiftes HS gehaltert ist. Die Zugfedern Z sollen die Auflagekraft des einstell baren Tisches T 1 zusätzlich zu seinem Eigengewicht ver stärken. Die feste Verbindung der Verstellelemente V 1 mit dem einstellbaren Tisch T 1 erhöht die Steifigkeit des einstellbaren Tisches T 1, die durch das Vorsehen der Zugfedern Z weiter vergrößert wird, wodurch ein even tuell vorhandenes Gewindespiel zwischen den Gewindebol zen GB 1 der Verstellelemente V 1 und den Gewindebohrungen BB 1 des einstellbaren Tisches T 1 weiter reduziert wird.

Um beim Einstellen des einstellbaren Tisches T 1 auf einen bestimmten Abstand und/oder auf eine bestimmte Winkel lage bezüglich des festen Grundkörpers G 1 mittels des in die Schlitze S der Verstellelemente V 1 ein greifenden Einstellwerkzeuges eine Verdrehung und/oder Dezentrierung des einstellbaren Tisches T 1 bezüglich des festen Grundkörpers G 1 ausschließen, sind zwi schen den drei Verstellelementen V 1 tangential an der Peripherie des einstellbaren Tisches T 1 zwischen dem einstellbaren Tisch T 1 und dem festen Grundkörper G 1 pa rallel zur Oberfläche OG 1 des festen Grundkörpers G 1 drei Streben ST 1 jeweils mit dem einen Ende über ein Distanzelement D 1 an der Unterseite UT 1 des einstell baren Tisches T 1 und mit dem anderen Ende über ein Distanzelement D 1 an der Oberfläche OG 1 des festen Grundkörpers G 1 befestigt. Nahe den Befestigungspunkten weisen die Streben ST 1 an beiden Enden jeweils ein Biegegelenk BG 1 mit parallel zur Oberfläche OG 1 des festen Grundkörpers G 1 verlaufenden Drehachsen auf, um das Einstellen des Abstandes und/oder der Winkel lage des einstellbaren Tisches T 1 bezüglich des festen Grundkörpers G 1 zwangskräftefrei zu ermöglichen. Die drei Streben ST 1 werden jeweils durch eine Blattfeder gebildet, die an beiden Enden seitliche Querschnitts verminderungen als Biegegelenke BG 1 besitzen; in nicht gezeigter Weise können die Streben ST 1 auch aus Flach stäben bestehen.

In Fig. 3 ist ein Verstellelement V 2 in einem Längs schnitt als bevorzugte Variante des Verstellelementes V 1 nach Fig. 1 dargestellt. Jedes dieser drei Verstell elemente V 2 besteht aus einem Gewindebolzen GB 2, an dessem einen Ende eine konkave Kugelfläche FV 2 und an dessem anderen Ende zwei axial verlaufende Ein senkungen E symmetrisch zur Mittelachse vorgesehen sind. Der Gewindebolzen GB 2 befindet sich in einer durchgehenden Gewindebohrung BB 2, von denen drei im einstellbaren Tisch T 2 rotationssymmetrisch zu seiner Mitte an der Peripherie vorgesehen sind; dieses Ein greifen des Gewindebolzens GB 2 in die Gewindeboh rung BB 2 bildet die feste Verbindung zwischen dem Ver stellelement V 2 und dem einstellbaren Tisch T 2. Ferner weist jedes Verstellelement V 2 ein scheibenförmiges Stützelement SE 2 auf.

Die konkaven Kugelflächen FV 2 der drei Gewindebolzen GB 2 greifen jeweils in konvexe Kugelflächen FS 2 der drei scheibenförmigen Stützelemente SE 2 ein, die auf der Oberfläche OG 2 des festen Grundkörpers G 2 auf liegen und in der Ebene dieser Oberfläche OG 2 frei ver schiebbar sind. Die konkave Kugelfläche FV 2 des Ver stellelements V 2 und die konvexe Kugelfläche FS 2 des Stützelements SE 2 bilden das räumliche Gelenk zwischen dem Verstellelement V 2 und dem festen Grundkörper G 2.

Das Verstellelement V 2 enthält noch eine Gewindeschei be GS, die in einem Abstand über dem Gewindebolzen GB 2 in der Gewindebohrung BB 2 des einstellbaren Tisches T 2 angeordnet ist und zwei axial verlaufende Bohrungen B symmetrisch zur Mittelachse aufweist, die mit den Ein senkungen E des Gewindebolzens GB 2 fluchten. Mitnehmer stifte MS greifen in die unteren Hälften der beiden Boh rungen B der Gewindescheibe GS und in die Einsenkungen E des Gewindebolzens GB 2 zur gegenseitigen Kopplung ein. Die oberen Hälften der beiden Bohrungen B der Gewinde scheibe GS dienen zum Eingriff eines nicht gezeigten Einstellwerkzeugs zum Einstellen des Abstandes und/oder der Winkellage des einstellbaren Tisches T 2 bezüglich des festen Grundkörpers G 2; die freie Verschiebbarkeit der Stützelemente SE 2 senkrecht zur Verstellrichtung der Verstellelemente V 2 auf der Oberfläche OG 2 des festen Grundkörpers G 2 schließen das Einwirken von Zwangskräf ten auf den einstellbaren Tisch T 2 nach dessen Einstel lung aus, so daß die Ebenheit seiner Oberfläche OT 2 zur Aufnahme von Instrumenten oder Meßeinrichtungen nicht beeinträchtigt wird.

Die Gewindescheibe GS weisen noch eine Mittenbohrung MBS, der Gewindebolzen GB 2 eine Mittenbohrung MBB und das Stützelement SE 2 eine Mittenbohrung MBE auf, durch die eine Spannschraube SS hindurch in eine Gewindeboh rung R des festen Grundkörpers G 2 eingreift. Nach dem Einstellen des einstellbaren Tisches T 2 bezüglich des festen Grundkörpers G 2 wird die Spannschraube SS an gezogen, so daß ein eventuell vorhandenes Gewindespiel zwischen der Gewindescheibe GS und der Gewindeboh rung BB 2 sowie zwischen dem Gewindebolzen GB 2 und der Gewindebohrung BB 2 des einstellbaren Tisches T 2 aus geschaltet wird. Die feste Verbindung der Verstell elemente V 2 mit dem einstellbaren Tisch T 2 erhöht die Steifigkeit des einstellbaren Tisches T 2, die durch das Anziehen der Spannschrauben SS weiter vergrößert wird. Die Durchmesser der Mittenbohrung MBS der Gewinde scheibe GS, der Mittenbohrung MBB des Gewindebolzens GB 2 und der Mittenbohrung MBE des Stützelementes SE 2 sind so bemessen, daß die Innenwände dieser Mittenbohrungen MBS, MBB, MBE weder beim Einstellen des einstellbaren Tisches T 2 noch nach dem Anziehen der Spannschraube SS in Kontakt mit dem Schaft der Spannschraube SS stehen. Die Spannschrauben SS nach Fig. 3 ersetzen die Zugfedern Z nach Fig. 1.

Um beim Einstellen des einstellbaren Tisches T 2 auf einen bestimmten Abstand und/oder auf eine bestimmte Winkel lage bezüglich des festen Grundkörpers G 2 mittels des in die beiden Bohrungen B der Gewindeschraube GS ein greifenden Einstellwerkzeuges eine Verdrehung und/oder Dezentrierung des einstellbaren Tisches T 2 bezüglich des festen Grundkörpers G 2 auszuschließen, sind zwi schen den drei Verstellelementen V 2 tangential an der Peripherie des einstellbaren Tisches T 2 zwischen dem einstellbaren Tisch T 2 und dem festen Grundkörper G 2 parallel zur Oberfläche OG 2 des festen Grund körpers G 2 drei Streben ST 2 jeweils mit dem einen Ende über ein Distanzelement D 2 an der Unterseite UT 2 des einstellbaren Tisches T 2 und mit dem anderen Ende über ein Distanzelement D 2 an der Oberfläche OG 2 des festen Grundkörpers G 2 befestigt. Nahe den Befesti gungspunkten weisen die Streben ST 2 an beiden Enden jeweils ein Biegegelenk BG 2 mit parallel zur Oberflä che OG 2 des festen Grundkörpers G 2 verlaufenden Dreh achsen auf, um das Einstellen des Abstandes und/oder der Winkellage des einstellbaren Tisches T 2 bezüglich des festen Grundkörpers G 2 zwangskräftefrei zu er möglichen. Die drei Streben ST 2 werden jeweils durch eine Blattfeder gebildet, die an beiden Enden seit liche Querschnittsverminderungen als Biegegelenke BG 2 besitzen; in nicht dargestellter Weise können die Streben ST 2 auch aus Flachstäben bestehen.

Die Querschnittsverminderungen an den beiden Enden der Streben ST 1, ST 2 erlauben jeweils auch Winkelbeweglich keiten der Streben ST 1, ST 2 mit einer Drehachse senkrecht zur Oberfläche OG 2 des festen Grundkörpers G 2 sowie um eine Drehachse in Längserstreckung der Streben ST 1, ST 2.

Weiterhin können in nicht gezeigter Weise die drei Verstellelemente V 1, V 2 in kinematischer Umkehrung mit dem festen Grundkörper G 1, G 2 fest verbunden und mit dem einstellbaren Tisch T 1, T 2 über ein räum liches Gelenk verbunden sein, wobei das räumliche Gelenk mit der Unterseite UT 1, UT 2 des einstellbaren Tisches T 1, T 2 senkrecht zur Verstellrichtung der Verstellelemente V 1, V 2 frei verschiebbar verbunden ist.

In nicht dargestellter Weise können auch mehr als drei Verstellelemente zwischen dem festen Grundkörper und dem einstellbaren Tisch vorgesehen sein; der einstell bare Tisch kann eine beliebige Form aufweisen.

Claims

1. Ein auf einem festen Grundkörper einstellbar gela gerter Tisch zur Aufnahme von Instrumenten oder von Meßeinrichtungen mit mehreren gleichen Verstell elementen, die an der Peripherie des einstellbaren Tisches angeordnet und mit dem einstellbaren Tisch oder dem festen Grundkörper fest verbunden sowie mit dem festen Grundkörper oder dem einstellbaren Tisch über jeweils ein räumliches Gelenk verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das räumliche Gelenk (FV 1, FS 1; FV 2, FS 2) mit dem festen Grund körper (G 1; G 2) oder dem einstellbaren Tisch (T 1; T 2) senkrecht zur Verstellrichtung der Verstellelemente (V 1; V 2) verschiebbar verbunden ist.

2. Einstellbar gelagerter Tisch nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß zwischen dem einstell baren Tisch (T 1; T 2) und dem festen Grundkörper (G 1; G 2) mehrere Streben (ST 1; ST 2) mit dem einen Ende am einstellbaren Tisch (T 1; T 2) und mit dem anderen Ende am festen Grundkörper (G 1; G 2) befestigt sind.

3. Einstellbar gelagerter Tisch nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß drei Streben (ST 1; ST 2) tangential an der Peripherie des ein stellbaren Tisches (T 1; T 2) zwischen drei Ver stellelementen (V 1; V 2) vorgesehen sind, die ro tationssymmetrisch zur Mitte des einstellbaren Tisches (T 1; T 2) angeordnet sind.

4. Einstellbar gelagerter Tisch nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß das Verstellelement (V 1) aus einem Gewindebolzen (GB 1) in einer Gewinde bohrung (BB 1) des einstellbaren Tisches (T 1) und aus einem verschiebbar auf dem festen Grundkör per (G 1) aufliegenden Stützelement (SE 1) besteht und daß eine konvexe Kugelfläche (FV 1) am einen Ende des Gewindebolzens (GB 1) in eine konkave Ku gelfläche (FS 1) des Stützelementes (SE 1) eingreift.

5. Einstellbar gelagerter Tisch nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß das Verstellelement (V 2) aus einem Gewindebolzen (GB 2) in einer Gewinde bohrung (BB 2) des einstellbaren Tisches (T 2) und aus einem verschiebbar auf dem festen Grundkörper (G 2) aufliegenden Stützelement (SE 2) besteht und daß ei ne konkave Kugelfläche (FV 2) am einen Ende des Ge windebolzens (GB 2) in eine konvexe Kugelfläche (FS 2) des Stützelementes (SE 2) eingreift.

6. Einstellbar gelagerter Tisch nach Anspruch 4, da durch gekennzeichnet, daß jedem Verstellelement (V 1) in radialer Richtung zwischen dem einstellbaren Tisch (T 1) und dem festen Grundkörper (G 1) eine Zugfeder (Z) zugeordnet ist, die mit dem einen Ende am einstellbaren Tisch (T 1) und mit dem anderen Ende am festen Grundkörper (G 1) befestigt ist.

7. Einstellbar gelagerter Tisch nach Anspruch 4, da durch gekennzeichnet, daß das andere Ende des Ge windebolzens (GB 1) mit einem Schlitz (S) zum Ein griff eines Einstellwerkzeuges versehen ist.

8. Einstellbar gelagerter Tisch nach Anspruch 5, da durch gekennzeichnet, daß das andere Ende des Ge windebolzens (GB 2) zwei Einsenkungen (E) zur Auf nahme zweier Mitnehmerstifte (MS) aufweist, die in die unteren Hälften zweier Bohrungen (B) in einer Gewindescheibe (GS) eingreifen, die in einem Abstand von dem Gewindebolzen (GB 2) in der Gewindebohrung (BB 2) des einstellbaren Tisches (T 2) angeordnet ist, und daß eine Spannschraube (SS) durch eine Mitten bohrung (MBS) der Gewindescheibe (GS), durch eine Mittenbohrung (MBB) des Gewindebolzens (GB 2) und durch eine Mittenbohrung (MBE) des Stützelements (SE 2) in eine Gewindebohrung (R) des festen Grund körpers (G 2) eingreift.

9. Einstellbar gelagerter Tisch nach Anspruch 8, da durch gekennzeichnet, daß die oberen Hälften der beiden Bohrungen (B) in der Gewindescheibe (GS) zum Eingriff eines Einstellwerkzeuges dienen.

10. Einstellbar gelagerter Tisch nach Anspruch 2, da durch gekennzeichnet, daß die Streben (ST 1; ST 2) an beiden Enden jeweils ein Biegegelenk (BG 1; BG 2) in Form einer Querschnittverminderung aufweisen.

11. Einstellbar gelagerter Tisch nach Anspruch 10, da durch gekennzeichnet, daß die Streben (ST 1; ST 2) aus Blattfedern gebildet sind.