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PATENTANSPRÜCH E 1. Luftgelagerter Messtisch, umfassend einen Lagergrundkörper, der an seiner oberen Fläche Einströmöffnungen für die Luftlagerung besitzt, eine Tischplatte, die auf dem Lagergrundkörper luftgelagert und in der Ebene beweglich angeordnet ist, und Mittel zum Verschieben, Schwenken und Drehen der Tischplatte in dieser Ebene, dadurch gekennzeichnet, dass an der Unterseite der Tischplatte und in eine Aussparung des Lagergrundkörpers hineinragend zwei zur Führung bildende Leisten vorgesehen sind, zwischen denen ein luftgelagertes Führungslineal angeordnet ist, welches in einem kardanischen Lager auf einer im Lagergrundkörper in Gleitführungen verschiebbaren Achse gelagert ist, und dass in einem an der Achse befestigten Mitnehmer eine Gewindespindel gelagert ist,
die unter der Wirkung einer am Mitnehmer befestigten Feder mit dem Führungslineal verbunden ist.
2. Messtisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Führungslineal Luftkanäle und Einströmöffnungen für eine Luftlagerung vorgesehen sind.
3. Messtisch nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das kardanische Lager einen kugelzonenförmigen, an der Achse befestigten Körper und eine kugelzonenförmige Fläche im Führungslineal umfasst.
4. Messtisch nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Leisten gebildete Führung orthogonal zur Richtung der Achse angeordnet ist.
BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft einen luftgelagerten Messtisch, insbesondere einen in mehreren Koordinaten bewegbaren, schwimmend gelagerten Messtisch für Feinmessgeräte mit horizontaler Messachse gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Die bisher bekannten Messtische für Messgeräte mit horizontaler Messachse sind so aufgebaut, dass die Drehbewegung, Parallelverschiebung und Schwimmbewegung durch gesonderte Wälzkörperführungen verwirklicht wird, die in verschiedenen, übereinanderliegenden Ebenen angeordnet sind. Ein solcher schwimmender Tisch ist im Universal-Längenmesser vorhanden (Lehmann., Leitfaden der Längenmesstechnik, Verlag Technik, Berlin 1960, Seite 216). Diese Tische besitzen den Nachteil, dass die Reibung in den Führungen sehr stark von der Belastung derselben durch die Messobjekte abhängt. Hervorgerufen durch den Ablauf und durch Schlagfehler der Führungselemente tritt bei Bewegungsumkehr eine Hysterese bzw. Umkehrspanne auf.
Nachteilig ist ferner eine relativ grosse Bauhöhe, da die Lager für die Drehung in einer ersten, für die Parallelverschiebung in einer zweiten und für die Schwimmbewegung in einer dritten Ebene übereinander angeordnet sind.
Zur Bewegung eines Tisches in den beiden Koordinaten der Ebene sind auch Luftlagerungen bekannt, bei denen auf einer Längsgleitbahn ein luftgelagerter Längsschlitten und auf diesem ein luftgelagerter Querschlitten vorgesehen sind (Wiemer: Luftlagerung , Verlag Technik Berlin 1969, Seiten 201-205). Ferner ist aus Lehmann, Seite 205, ein luftgelagerter Schiebe-Dreh-Tisch bekannt, der von einem Stirnlager getragen und von einem Zylinderlager zentriert wird.
Zum Verschieben sind in den Ecken des Schiebetisches Luftlager vorgesehen.
Neben der lastunabhängigen Leichtbeweglichkeit und des Fehlens von Hysterese besitzen diese Tische jedoch eine grosse Bauhöhe, da auch hier die Luftlagerungen für die unterschiedlichen Bewegungen in mehreren Ebenen übereinander angeordnet sind. Auch können diese Tische nicht in der Ebene verschoben und zusätzlich gedreht werden.
Es ist der Zweck der Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und einen konstruktiv einfachen Messtisch hoher Zuverlässigkeit zu schaffen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen luftgelagerten Messtisch zu schaffen, mit welchem bei geringer Bauhöhe und mit geringem technischen Aufwand gleichzeitig Parallel-, Dreh- und Schwimmbewegungen ausführbar sind.
Erfindungsgemäss wird die Aufgabe bei einem eingangs erwähnten Messtisch dadurch gelöst, dass an der Unterseite der Tischplatte und in eine Aussparung des Lagergrundkörpers hineinragend zwei zur Führung bildende Leisten vorgesehen sind, zwischen denen ein luftgelagertes Führungslineal angeordnet ist, welches in einem kardanischen Lager auf einer im Lagergrundkörper in Gleitführungen verschiebbaren Achse gelagert ist, und dass in einem an der Achse befestigten Mitnehmer eine Gewindespindel gelagert ist, die unter der Wirkung einer am Mitnehmer befestigten Feder mit dem Führungslineal verbunden ist.
Dabei ist es vorteilhaft, dass im Führungslineal Luftkanäle und Einströmöffnungen für eine Luftlagerung vorgesehen sind. Ferner ist es vorteilhaft, dass das kardanische Lager einen kugelzonenförmigen, an der Achse befestigten Körper, und eine kugelzonenförmige Fläche im Führungslineal umfasst. Bei dem Messtisch ist die durch die Leisten gebildete Führung orthogonal zur Richtung der Achse angeordnet.
Mit dem erfindungsgemässen Messtisch können Drehbewegung, Parallelverschiebung und Schwimmbewegung der Tischplatte in der Ebene platz- und materialsparend realisiert werden. Die Schwimmbewegung, die durch die aerostatischen Lager nahezu reibungsfrei erfolgt, ermöglicht bei den Messungen zwischen Pinole und Gegenpinole des Messgerätes geringe Messkräfte. Unterschiedliche Gewichte der auf der Tischplatte aufgelegten Messobjekte bewirken keine Änderung im Reibungsverhalten und im Führungssystem.
Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden. In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 einen Schnitt durch den Messtisch,
Fig. 2 einen Schnitt A-A durch den Messtisch nach Fig. 1 und
Fig. 3 einen Schnitt B-B nach Fig. 1.
Der luftgelagerte Messtisch umfasst einen Lagergrundkörper 1, der an seiner oberen Fläche Einströmöffnungen 2 für die Luftlagerung besitzt. Auf dem Lagergrundkörper list eine Tischplatte 3 luftgelagert angeordnet, die in der Ebene, d.h. in zwei senkrecht zueinander verlaufenden Richtungen, bewegbar ist.
An der Unterseite der Tischplatte 3 und in eine Aussparung des Lagergrundkörpers 1 hineinragend, sind Leisten 4 und 5, z.B. durch Schrauben 6, befestigt, wobei die Leisten 4 und 5 eine Führung für ein luftgelagertes Führungslineal 7 bilden. Dieses Führungslineal 7 ist auf einer im Lagergrundkörper 1 in Gleitführungen verschiebbaren Achse 8 mit Handhabe 9 kardanisch gelagert, wobei dieses kardanische Lager aus einem kugelzonenförmigen, an der Achse 8 befestigten Körper 10 und einer diesen umschliessenden, kugelzonenförmigen Fläche 11 im Führungslineal 7, besteht.
Durch vorzugsweise elastische Mittel 12 ist spielfreie kardanische Beweglichkeit des Körpers 10 im Führungslineal 7 gewährleistet.
An der Achse 8, durch deren Verschiebung die Tischplatte 3 des Messtisches verschoben wird, ist ein Mitnehmer 13 befestigt, in dem eine Gewindespindel 14 gelagert ist, die mit dem Führungslineal 7 vorteilhaft kraftschlüssig durch eine Feder 15 verbunden ist. Diese Feder 15 ist eine Zugfeder, die mit ihrem einen Ende am Mitnehmer 13 und mit dem anderen Ende am Führungslineal 7 befestigt ist.
Im Führungslineal 7 sind Luftkanäle 16 und Einströmöffnungen 17 vorgesehen. Die durch die Leisten 4 und 5 gebildete Führung verläuft orthogonal zur Richtung der Achse 8.
Die Tischplatte 3 kann somit luftgelagert in zwei senkrechten Richtungen in der Ebene verschoben und um eine durch den Mittelpunkt des Körpers 10 gehende Achse geschwenkt werden. Dabei wird die Parallelbewegung der Tischplatte 3 auf dem Lagergrundkörper 1 durch Verschiebung der Achse 8 bewirkt. Die Schwimmbewegung der Tischplatte 3 wird durch die aus Führungsleisten 4 und 5 und das Führungslineal 7 gebildete Luftführung ermöglicht. Durch Drehen der Gewindespindel 14 im Gewinde des Mitnehmers 13 kann die Tischplatte 3 im kardanischen Lager geschwenkt oder gedreht werden.
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PATENT CLAIMS E 1. Air-bearing measuring table, comprising a bearing base body that has inflow openings for air storage on its upper surface, a table top that is air-supported on the bearing base body and is arranged so as to be movable in the plane, and means for displacing, pivoting and rotating the table top in this Plane, characterized in that on the underside of the table top and into a recess in the bearing base body are provided two strips forming a guide, between which an air-bearing guide ruler is arranged, which is mounted in a gimbal bearing on an axis that can be moved in the bearing base body in sliding guides, and that a threaded spindle is mounted in a driver attached to the axle,
which is connected to the guide ruler under the action of a spring attached to the driver.
2. Measuring table according to claim 1, characterized in that air channels and inflow openings are provided for air storage in the guide ruler.
3. Measuring table according to claim 1 and 2, characterized in that the cardanic bearing comprises a spherical zone-shaped body attached to the axis and a spherical zone-shaped surface in the guide ruler.
4. Measuring table according to claim 1 to 3, characterized in that the guide formed by the strips is arranged orthogonal to the direction of the axis.
DESCRIPTION
The invention relates to an air-bearing measuring table, in particular a floating-mounted measuring table that can be moved in several coordinates, for precision measuring devices with a horizontal measuring axis according to the preamble of patent claim 1.
The previously known measuring tables for measuring devices with a horizontal measuring axis are constructed in such a way that the rotary movement, parallel displacement and floating movement are realized by separate rolling element guides which are arranged in different levels one above the other. Such a floating table is available in the universal length meter (Lehmann., Guide to Length Measurement Technology, Verlag Technik, Berlin 1960, page 216). These tables have the disadvantage that the friction in the guides depends very much on the load on the guides by the test objects. Caused by the sequence and by impact errors of the guide elements, a hysteresis or reversal span occurs when the movement is reversed.
Another disadvantage is a relatively large overall height, since the bearings are arranged one above the other for rotation in a first plane, for parallel displacement in a second plane and for swimming in a third plane.
Air bearings are also known for moving a table in the two coordinates of the plane, in which an air-bearing longitudinal slide and an air-bearing cross slide are provided on a longitudinal slide (Wiemer: Luftlagerung, Verlag Technik Berlin 1969, pages 201-205). Furthermore, from Lehmann, page 205, an air-bearing sliding rotary table is known, which is supported by a front bearing and centered by a cylinder bearing.
Air bearings are provided in the corners of the sliding table for moving.
In addition to the load-independent ease of movement and the lack of hysteresis, these tables have a large overall height, since here too the air bearings for the different movements are arranged one above the other on several levels. These tables cannot be moved in the plane and also rotated.
It is the purpose of the invention to eliminate the disadvantages of the prior art and to create a structurally simple measuring table of high reliability.
The invention has for its object to provide an air-bearing measuring table with which parallel, rotating and floating movements can be carried out at the same time with a low overall height and with little technical effort.
According to the invention, the object is achieved in a measuring table mentioned at the outset in that two ledges forming a guide are provided on the underside of the table top and into a recess in the bearing base body, between which an air-bearing guide ruler is arranged, which is arranged in a gimbal bearing on one in the bearing base body is mounted in sliding guides movable axis, and that a threaded spindle is mounted in a driver attached to the axis, which is connected to the guide ruler under the action of a spring attached to the driver.
It is advantageous that air channels and inflow openings for air storage are provided in the guide ruler. It is also advantageous that the cardanic bearing comprises a spherical zone-shaped body fastened to the axis, and a spherical zone-shaped surface in the guide ruler. In the measuring table, the guide formed by the strips is arranged orthogonally to the direction of the axis.
With the measuring table according to the invention, rotary movement, parallel displacement and floating movement of the table top in the plane can be realized in a space-saving and material-saving manner. The floating movement, which is almost frictionless due to the aerostatic bearings, enables low measuring forces when measuring between the sleeve and counter sleeve of the measuring device. Different weights of the measuring objects placed on the table top do not change the friction behavior and the guide system.
The invention will be explained using an exemplary embodiment. Show in the drawing
1 shows a section through the measuring table,
Fig. 2 shows a section A-A through the measuring table of Fig. 1 and
3 shows a section B-B of FIG. 1st
The air-bearing measuring table comprises a bearing base body 1, which has inflow openings 2 for air storage on its upper surface. On the bearing base, a table top 3 is arranged with air bearings, which in the plane, i.e. in two mutually perpendicular directions.
On the underside of the table top 3 and protruding into a recess in the bearing body 1, strips 4 and 5, e.g. fixed by screws 6, the strips 4 and 5 forming a guide for an air bearing guide ruler 7. This guide ruler 7 is gimbal-mounted on an axis 8 in the bearing base body 1 which can be displaced in sliding guides with a handle 9, this gimbal bearing consisting of a spherical zone-shaped body 10 fastened to the axis 8 and a spherical zone-shaped surface 11 in the guide ruler 7 surrounding it.
Gimbal-free mobility of the body 10 in the guide ruler 7 is ensured by means of preferably elastic means 12.
On the axis 8, the displacement of which moves the table top 3 of the measuring table, a driver 13 is fastened, in which a threaded spindle 14 is mounted, which is advantageously non-positively connected to the guide ruler 7 by a spring 15. This spring 15 is a tension spring which is attached at one end to the driver 13 and at the other end to the guide ruler 7.
Air channels 16 and inflow openings 17 are provided in the guide ruler 7. The guide formed by the strips 4 and 5 runs orthogonally to the direction of the axis 8.
The table top 3 can thus be mounted in air in two vertical directions in the plane and pivoted about an axis passing through the center of the body 10. The parallel movement of the table top 3 on the bearing base body 1 is effected by shifting the axis 8. The floating movement of the table top 3 is made possible by the air duct formed from guide strips 4 and 5 and the guide ruler 7. By turning the threaded spindle 14 in the thread of the driver 13, the table top 3 can be pivoted or rotated in the gimbal.