JP2006510021A - センタリング装置 - Google Patents

Abstract

本発明によってはセンタリング装置、特に探査測定装置（１）のためのセンタリング装置（１１）が提案されている。このセンタリング装置は装置軸線（７）を規定する装置保持体（３）と、シャフト軸線（４３）を規定する保持シャフト（４１）と、装置保持体をシャフト軸線に対し平行な装置軸線でシャフト軸線に対し半径方向に移動可能ではあるがしかし固定可能に保持シャフトに保持するセンタリング保持装置とを有している。センタリング保持装置（４５）はシャフト軸線（４３）と装置軸線（７）を中心として分配された、前記軸線（７，４３）に沿って延びる１つの平行四辺形リンク領域（５９）又は複数の平行四辺形リンク領域を有する平行四辺形案内装置として構成されている。このような平行四辺形案内装置は保持シャフト（４１）及び／又は装置保持体（３）に一体に統合されて成形されることができる。これは製作費用を低下させる。平行四辺形案内装置の周方向に分配された調節ねじ（６９）はシャフト軸線（４３）を装置軸線（７）に対して調整することを可能にする。

Description

本発明はセンタリング装置、特に探査測定装置のためのセンタリング装置に関する。

例えばドイツ国特許公開明細書ＤＥ−Ａ−４１００３２３号、ＤＥ−Ａ−１９５０２８４０号及びＤＥ−Ａ−１００１４６３０号からは探査アームが、ケーシングの案内によって規定された主座標軸の方向に移動可能でかつユニバーサルジョイントで前記主座標軸に対し横方向に変位可能である多座標式探査測定装置が公知である。ケーシングはシャフト軸線が使用状態で主座標軸に対し同軸に延びる保持シャフトに保持されている。ケーシングの主座標軸をシャフト軸線に対し相対的にセンタリングできるためにはケーシングは保持シャフトに向いた側に保持シャフトのために軸直交の案内面を備え、ピンで保持シャフトとピンとの間に半径方向の遊びを許す保持シャフトの切欠きに係合する。これによりケーシングは保持シャフトに対し軸平行に移動可能で、保持シャフトに保持された、ピンに向かって調節可能な複数の調節ねじを用いてセンタリングされることができる。固定のためには軸方向の緊締ねじが設けられている。この緊締ねじで保持シャフトはケーシングとねじ結合される。このように保持シャフトとケーシングとによって形成されたセンタリング装置は比較的に高い製作費用を、特にそこで使用される案内面と係止手段とに基づき必要とする。

本発明の課題は特に探査測定装置に適したセンタリング装置であって、従来よりも安く製造できるものを提供することである。

本発明の特徴は、
−装置軸線を規定する装置保持体
−シャフト軸線を規定する保持シャフト
−シャフト軸線に対し平行な装置軸線を有する装置保持体をシャフト軸線に対し半径方向に移動可能ではあるがしかし固定可能に保持シャフトに保持するセンタリング保持装置
を有するセンタリング装置、特に探査測定装置のためのセンタリング装置において、
センタリング保持装置がシャフト軸線と装置軸線を中心として分配された、これら軸線に沿って延びる平行四辺形リング領域を有する平行四辺形案内装置として構成されていることである。

このようなセンタリング装置は軸直交の案内面を必要とせず、したがって従来のセンタリング装置に較べて著しく簡単に、ひいては費用的に好適に製作することができる。本発明によるセンタリング装置は有利には、例えばドイツ国特許公開明細書ＤＥ−Ａ−４１００３２３号、ＤＥ−Ａ−１９５０２８４０又はＤＥ−Ａ−１００１４６３０号に記載されているような探査測定装置に使用されると有利ではあるが、このようなセンタリング装置は他の使用分野でも利点を持って使用することができる。例えばセンタリング装置は回転工具、例えばドリル、フライス又はそれに類似したものを工作機械のスピンドルの回転軸に対し同軸的に保持する工具保持体の構成部分であることもできる。これには特に回転工具を例えば誘導加熱で熱膨張可能なスリーブ区分に収縮嵌めで保持する工具保持体が当て嵌まる。このような工具保持体は工作機械主軸に接続するために基準連結部、例えば急勾配円錐又はそれに類似した形の基準連結部を有している。この場合、本発明によるセンタリング装置は工具保持体と回転工具を保持するスリーブ区分との間の力伝達路に配置される。このような場合には本発明によるセンタリング装置の保持シャフトは基準連結部としてかつ装置保持体はスリーブ区分として構成されている。

平行四辺形リンク領域は互いに別個に保持−もしくは装置軸線を中心として配置されたあらゆる側へ変向可能な多数のリンク、特にこの平行四辺形リンク領域がセグメント化された、軸平行な円形シリンダ形のスリーブ区分の形式で配置されているとロッドの形の多数のリンクであることができる。しかし、より正確に調整可能でかつより簡単に製作可能であるのはスリーブ区分が周方向に壁の閉じたスリーブ区分として構成されている実施例である。

有利な構成では、センタリング保持装置は、シャフト軸と装置軸とを取り囲む、保持シャフトを装置保持体に結合する結合フランジを有している。この結合フランジは軸方向で互いに離反する側に互いに同心的な円形の溝を有している。これらの溝は軸方向でオーバラップし、半径方向で間にスリーブ区分を制限している。このような溝は結合フランジに問題なく加工しかつその軸方向の深さと相互間の半径方向の間隔でスリーブ区分の半径方向の変位特性を決定する。溝を超えて半径方向内方と半径方向外方へ突出する結合フランジのリング領域はセンタリング保持装置を補強するので平行四辺形運動はもっぱらスリーブ区分の変形に起因する。平行四辺形リンク領域が単個ロッドから形成されている実施例においても、閉じられたスリーブ区分として構成された平行四辺形領域を有する実施例においても、有利には少なくとも１つの平行四辺形リンク領域は軸方向の一端でセンタリング保持装置の第１のリング区分と結合されかつ軸方向で他方の端部でセンタリング保持装置の第２のリング区分と結合されており、これらのリング区分の一方が少なくとも１つの、しかし有利には少なくとも３つの周方向に分配された調節ねじを有し、該調節ねじが前記リング区分の他方に半径方向で支えられていると有利である。共通の区分は平行四辺形領域の軸方向の端部を互いに相対的に補強する。この場合、両方のリング区分の間で支える調節ねじはリンク領域の一様な変位に役立つ。合目的的であるのは両方のリング区分を互いに同軸的に配置することである。この場合、外側のリング区分は調節ねじを半径方向にねじ込み可能に保持している。これは調節ねじの調節を簡便にする。

センタリング保持装置は保持シャフトとケーシングとは別個の構成部分であることができる。有利な、製作の簡易化された実施例では平行四辺形リンク領域はその軸方向の端部で保持シャフト又は／及び装置保持体と一体に統合されて構成されていることができる。

以下、本発明の１実施例を図面に基づき説明する。

図１は本発明によるセンタリング装置を有する探査測定装置の軸方向の縦断面図である。

図２はセンタリング保持装置を軸方向から見た図である。

図１にて全体を符号１で示された探査測定装置はケーシング３を有し、該ケーシング３には全体として符号５で示された探査レバーがケーシング３によって規定された測定軸線の方向に移動可能に案内されている。探査レバー５はさらにユニバーサルジョイント、ここではボールジョイント９によって測定軸線７の上にある旋回点１１を中心として全方向に旋回可能にケーシング３にて案内され、戻しばね１３により、以下に詳細に説明した形式で、図示された静止位置へばね弾性的に緊定されている。探査レバー５はケーシングから突出した探査アーム１５を有し、該探査アーム１５の球によって形成された自由な探査端部１７は探査レバー５の静止位置にて測定軸線７の上にある探査基準点１９を規定する。旋回点１１に関し、探査レバー５の連結アーム２１が探査アーム１５とは反対方向へ、測定軸線７に対し中心的にケーシング３に形成された円筒形の案内開口２３内へ延び込んでいる。案内開口２３内にはほぼスリーブ状の連結片２５が測定軸線７の方向に案内スリーブ２７、例えばＤＥ−Ａ−１００１４６３０号明細書にて説明されている球案内ブッシュを用いて移動可能に案内されている。ケーシング３に保持されたデジタル距離測定装置２９はデジタル距離センサ３１でケーシング３に対する連結片２５の位置を測定し、図１に示した探査レバー５の静止位置に対する変位をディスプレー３３に表示する。デジタル式の距離測定装置２９の代わりにメカニック式の長さ測定計が設けられていることもできる。

連結片２５は軸方向でその旋回点１１の領域に遠い端部に、円錐台面の形をした内側制御面３５を有している。この円錐台面は連結片２５が連結アーム２１の自由端部に形成された、探査レバー５のコンベックスな外側制御面３７に接触する直線的な母線を有している。内側制御面３５は測定軸７に対し回転対称的であるのに対し、外側制御面３７は探査レバー５の静止位置で測定軸線７と合致する、探査基準点１９と旋回点１１とを通る直線に対し回転対称的である。外側制御面３７は円弧区分形の母線を有している。戻しばね１３は連結片２５を探査端部１７に向かって緊締し、同時に互いに接触する制御面３５，３７の接触圧を発生させるためにも役立つ。

稼働中には探査測定装置１は符号３９で示されている、測定軸線７に対し同軸的な基準連結部、例えば急勾配円錐シャフトを介して、工作機械又は測定装置又はそれに類似したものに保持される。測定運転にて探査端部１７が測定軸線７の方向に調節運動させられると連結アーム２１は連結片２５を連行する。この連結片２５自体は距離測定装置２９を調節する。探査端部１７が測定軸線７に対し横方向に調節運動された場合、連結アーム２１はボールジョイント９によって規定された旋回点１１を中心として旋回する。連結アーム２１の前記旋回運動に際してその母線に沿って摺動しあう制御面３５，３７は探査レバー５の旋回運動をスリーブ状の連結片２５の軸方向の運動に変換し、距離測定装置２９が測定軸線７からの探査基準点１９の半径方向の間隔を測定する。このような探査測定装置のさらなる詳細についてもＤＥ−Ａ−１００１４６３０号明細書を参照されたい。

探査測定装置１は保持シャフト４１を備え、この保持シャフト４１で探査測定装置１は工作機械のその他の工具受容部に緊締されることができる。正確な測定のためにはケーシング３もしくは探査レバー５によって規定された測定軸線７が保持シャフト４１によって規定された中心のシャフト軸線４３と同軸に延びていることが必要である。半径方向の整合誤差を補整できるためには、ケーシング３はセンタリング保持装置４５を介して保持シャフトに保持されている。センタリング保持装置４５はシャフト軸線４３に対して相対的に軸平行に測定軸線７を調整することを可能にする。このためにはセンタリング保持装置４５は保持シャフト４１に統合的に一体に成形された、半径方向に突出する結合フランジ４７を有している。この結合フランジ４７は軸線に直行する嵌合面４９に複数の軸方向のねじ５１でねじ結合されている。結合フランジ４７は探査端部１７に向かってセンタリング付加部５３を形成し、このセンタリング付加部５３で結合フランジ４７は遊びなく嵌合して案内開口２３内で半径方向に案内されている。

軸方向で互いに対抗する側に結合フランジ４７はシャフト軸線４３に対して同心的なリング溝５５，５７を備えている。これらのリング溝５５，５７は軸方向でオーバラップし、間に円筒形の軸平行な真っ直ぐなスリーブ区分５９を制限している。半径方向内側のリング溝５５の底によって形成されたリング区分６１はスリーブ区分５９の、探査端部１７とは反対側の軸方向の端部を保持シャフト４１と結合するのに対し、スリーブ区分５９の他方の端部は外側のリング溝５７の底６３により形成されたリング区分によって、ケーシング３にねじ結合された結合フランジ４７の円周領域６５に結合されている。

周方向で分配された少なくとも３つ、この場合には４つの半径方向のねじ孔６７内には半径方向外側からアプローチ可能な調節ねじ６９が配置されている。これらの調節ねじ６９は内側の端部で、軸方向で見て探査端部１７とは反対側の端部の近くでスリーブ区分５９に、ひいてはリング区分６１の領域にてスリーブ区分５９に支えられる。

スリーブ区分５９はシャフト軸線４３に対し横方向にあらゆる方向に変位可能な平行四辺形案内を形成する。この場合、曲げ弾性的に負荷されたスリーブ区分５９はあらゆる方向に変位可能な平行四辺形リンクを形成する。調節ねじ６９の調節によって保持シャフト４１は測定軸線７に対し相対的に平行に移動させられる。この場合。調節ねじ６９は同時に運転固定も行う。それぞれ４つの９０°ずらされた調節ねじ６９が設けられているので調節ねじは対を成して対抗させることができる。

図示の実施例では平行四辺形案内はリング状に閉じたスリーブ付加部で実現されることができる。リング状に閉じたスリーブ付加部の代わりに周方向でセグメント化されたスリーブ付加部を設けるか又はスリーブ付加部を軸方向に延びる棒から成るケージによって形成することもできる。別の変化実施例では結合フランジ４７を保持シャフト４１と一体に結合するだけではなく、ケーシング３とも一体に結合することもできる。特に後者の変化実施例はセンタリング保持装置４５の他の使用分野、例えばケーシング３に相当するコンポーネントが回転工具の工具シャフトを収縮保持するスリーブ区分を形成する使用分野、例えば誘導的に熱膨張可能な工具保持体に適している。この場合には、保持シャフトは基準連結部３９と似たように直接的に基準連結部として構成されていることができる。

本発明によるセンタリング保持装置を有する探査測定装置の軸方向縦断面図。 センタリング保持装置を軸方向で見た図。

符号の説明

１ 探査測定装置
３ ケーシング
５ 探査レバー
７ 測定軸線
９ ボールジョイント
１１ 旋回点
１３ 戻しばね
１５ 探査アーム
１７ 探査端部
１９ 探査基準点
２１ 連結アーム
２３ 案内開口
２５ 連結片
２７ 案内スリーブ
２９ デジタル距離測定装置
３１ デジタル距離センサ
３３ ディスプレー
３５ 内側制御面
３７ 外側制御面
３９ 基準連結部
４１ 保持シャフト
４３ シャフト軸線
４５ センタリング保持装置
４７ 結合フランジ
４９ 嵌合面
５１ ねじ
５３ センタリング付加部
５５，５７ リング溝
５９ スリーブ区分
６１ リング区分
６３ 底
６５ 円周領域
６７ ねじ孔
６９ 調節ねじ

Claims (8)

1. センタリング装置、特に探査測定装置であって、
   −装置軸線（７）を規定する装置保持体（３）と、
   −シャフト軸線（４３）を規定する保持シャフト（４１）と、
   −装置保持体（３）をシャフト軸線（４３）に対し平行な装置軸線（７）でシャフト軸線（４３）に対し半径方向に移動可能ではあるがしかし固定可能に保持シャフト（４１）に保持するセンタリング保持装置（４５）と、
   を有している形式のものにおいて、
   センタリング保持装置（４５）がシャフト軸線（４３）と装置軸線（７）を中心として分配された、これら軸線（７，１３）に沿って延在する１つの平行四辺形リンク領域（５９）又は複数の平行四辺形リンク領域を有する平行四辺形ガイドとして構成されていることを特徴とする、センタリング装置。
2. 平行四辺形リンク領域がシャフト軸線（４３）と装置軸線（７）とに対し軸平行な円筒形のスリーブ区分（５９）によって形成されている、請求項１記載のセンタリング装置。
3. スリーブ区分（５９）が周方向で閉じた壁をもって構成されている、請求項２記載のセンタリング装置。
4. センタリング保持装置（４５）がシャフト軸線（４３）と装置軸線（７）を取り囲む、保持シャフト（４１）を装置保持体（３）に結合する結合フランジ（４７）を有しており、該結合フランジ（４７）が軸方向で互いに離反した側に、互いに同心的で、円形リング状の溝（５５，５７）を有し、該溝（５５，５７）が軸方向でオーバラップしかつ半径方向で溝（５５，５７）の間にスリーブ区分を制限している、請求項２又は３記載のセンタリング装置。
5. 平行四辺形リンク領域が一方の軸方向端部にてセンタリング保持装置（４５）の第１のリング区分（６１）と結合されかつ他方の軸方向端部にてセンタリング保持装置（４５）の第２のリング区分（６３，６５）と結合されており、これらのリング区分の一方（６３，６５）が少なくとも１つの調節ねじ（６９）を有し、該調節ねじが前記リング区分の他方（６１）の領域にて半径方向で支えられている、請求項１から４までのいずれか１項記載のセンタリング装置。
6. 一方のリング区分（６３，６５）が周方向に分配された３つの調節ねじ（６９）を保持している、請求項５記載のセンタリング装置。
7. 両方のリング区分（６１，６３，６５）が同軸に内外に配置され、外側のリング区分（６３，６５）が少なくとも１つの調節ねじ（６９）を半径方向にねじ込み可能に保持している、請求項５又は６記載のセンタリング装置。
8. 平行四辺形リンク領域（５９）が軸方向の端部で保持シャフト（４１）又は／及び装置保持体（３）と一体に統合されて構成されている、請求項１から７までのいずれか１項記載のセンタリング装置。

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