DE2613995A1

DE2613995A1 - Lagerbaugruppe fuer messgeraete

Info

Publication number: DE2613995A1
Application number: DE19762613995
Authority: DE
Inventors: Sture Berglund
Original assignee: Alfredeen Production AB
Current assignee: Alfredeen Production AB
Priority date: 1975-04-03
Filing date: 1976-04-01
Publication date: 1976-10-21
Also published as: IT1058928B; US4040685A; FR2306431A1; SE7503837L; JPS51123452A; SE389552B; CH606844A5

Description

PATENTANWALT DlPL ING. GERHARD STÄHL

D-8 MÜNCHEN 71
HEILMANNSTRASSE 10 1. APR.

Alfredeen Production AB
Bandhagen / Schweden

Lagerbaugruppe für Meßgeräte

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lagerbaugruppe zum
Übertragen von kleinen oder extrem kleinen Bewegungen von
einem gemessenen Gegenstand zu einem Meßgerät, mit einer verdrehbaren Welle und mindestens zwei auf der Welle angeordneten Lagereinheiten, die jeweils aus einem Außenring und einem Innenring und aus Druckverteilungselementen bestehen, die zwischen dem Innen- und dem Außenring angeordnet sind und eine
Relativbewegung derselben ermöglichen_o

Die Herstellung derartiger Lagerbaugruppen erfordert ein hohes Maß an Präzision, und der Zusammenbau einer solchen Lagerbaugruppe erfordert die größtmögliche Genauigkeit.

Die Lagerbaugruppe erfordert besonders ausgebildete Be-

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ORIGINAL INSPECTED

festigungseinrichtungen, Werkzeuge und Spannungs-Anzeigeinstrumente, wenn eine konstante spielfreie Übertragung der im Bereich von Bogenminuten liegenden Bewegungen der Lagerbaugruppe erzielt werden solle Trotz der Genauigkeit und Präzision, mit der die Lagerbaugruppe hergestellt sein mag» ist es beim Einbau der Lagerbaugruppe in der Praxis schwierig, eine konstante spielfreie Übertragung der Bewegung zu der Lagerwelle zu erzielen, wobei diese Bewegung an mindestens einen Bewegungsübertragungsarm übermittelt werden soll, der eine Anzeigeeinrichtung entweder mittelbar oder unmittelbar betätigt.

Die Mehrheit dieser Nachteile kann durch Schaffung einer Lagerbaugruppe vermieden werden, die aus einem System von Bausteinen besteht, das die Montagearbeit beim Anordnen der Bausteine der Lagerbaugruppen in ihren zugeordneten Stellungen verringert. Weiterhin ist die Herstellung von Lagerbaugruppen gemäß dem Baukastensystem durch Zentralisierung der Produktionsstufen möglich, wobei die Präzisionsarbeit mit fortgeschrittenen technischen Einrichtungen durchgeführt werden kann, wenn die einzelnen Elemente der Lagerbaugruppe zusammengebaut werden.

Es wurden bereits Lagerbaugruppen vorgeschlagen, die für eine kurze Zeitdauer eine spielfreie Übertragung von im Bereich von Bogenminuten liegenden Bewegungen erlauben, wobei diese Lagerbaugruppen kreuzweise angeordnete Blattfedern umfassen, deren Aufgabe es ist, ein Zentrum für die Drehbewegung der Lagerwelle zu schaffen. Dieses Zentrum wird jedoch innerhalb der Grenzen des Toleranzbereiches der Blattfedern bewegt und gibt Anlaß zu einem unzuverlässigen Meßvorgang. Ein gewisses Spiel tritt auch dadurch auf» daß das Material, aus dem das Lager hergestellt ist, altert» und beim Messen von großen Bewegungen neigen die Blattfedern infolge Ermüdung zum Brechen_o Heben diesem unzuverlässigen Ergebnis ist der Zu-

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sammenbau einer solchen Lagerbaugruppe überaus zeitraubend und muß mit höchster Präzision ausgeführt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lagerbaugruppe zu schaffen, die zumindest einige der vorstehend genannten Nachteile überwindet.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe mit einer Lagerbaugruppe der eingangs genannten Bauart gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Lagereinheiten mit Preßsitz in einer mit einem Außengewinde versehenen Hülse angeordnet sind, daß zwischen der Hülse und dem Außenring einer jeden Lagereinheit eine die Bewegung begrenzende Anschlagfläche ausgebildet ist, um die Axialstellung der Lagereinheiten in der Hülse festzulegen, und daß die Lagereinheiten mit Mitteln versehen sind, die eine variable Verspannungswirkung zwischen den Innenringen oder den Außenringen der Lagereinheiten ermöglichen.

Eine solche Lagerbaugruppe vereinfacht den Zusammenbau eines Meßgerätes ganz wesentlich, weil der mit einem Gewinde versehene Bereich der Hülse mit einer vorgefertigten Gewindebohrung in einer Bodenplatte od. dgl. eines Meßgerätes zusammenwirken kann« Infolge der erfindungsgemäßen Ausbildung der Lagerbaugruppe wird eine spielfreie Übertragung von kleinen Winkelbewegungen der Lagerwelle durch die Mittel erhalten, die dazu dienen, die variable Verspannungswirkung zwischen den Innenringen oder den Außenringen der Lagereinheiten zu ermöglichen, d.h., daß es diese Verspannungswirkung ermöglicht, ein ortsfestes Zentrum zu bestimmen, um das sich die Lagerwelle verdreht. Nicht zuletzt wird eine Einrichtung geschaffen, mit der große oder kleine, mehr oder weniger komplizierte Meßgeräte für verschiedene Zwecke leicht konstruiert werden können.

Zum Zweck der axialen Festlegung der Lagereinheiten in

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der mit dem Außengewinde versehenen Hülse sind die Außenringe der Lagereinheiten jeweils mit einem Ringflansch versehen, der an der Seitenfläche der Hülse anliegt. Bei einer Ausführungsform der Erfindung ragt die Welle lediglich in einer Richtung aus der Lagerbaugruppe heraus, und zur Erzielung einer Verspannungswirkung zwischen den Innenringen der Lagereinheiten ist vorgesehen, daß ein Ende der Welle mit einer axialen Gewindebohrung versehen ist, in die eine von außen her betätigbare Schraube eingeschraubt ist, die lediglich am Innenring der einen Lagereinheit anliegt, und daß der Innenring der anderen Lagereinheit mit einer Anschlagfläche derart zusammenwirkt, daß die Innenringe der Lagereinheiten bei einer Betätigung der Schraube gegenüber den zugeordneten Aussenringen axial verschoben werden.

Wie leicht einzusehen ist, können stattdessen auch die beiden Außenringe der Lagereinheiten so angeordnet werden, daß sie gegenüber den Innenringen verlagert werden.

Die Welle der Lagerbaugruppe kann auch so ausgebildet sein, daß sie in beiden Richtungen aus derselben herausragt, wobei zumindest ein Ende der Lagerwelle mit einer Ringscheibe versehen ist, die sich unter Zwischenfügung eines Federrings mit einer vorbestimmten Druckkraft an der Seitenfläche eines Innenrings abstützt.

Die erfindungsgemäße Lagerbaugruppe ist derart ausgebildet, daß ihre äußere Hülse in eine Gewindebohrung eingeschraubt werden kann, die beispielsweise in der Bodenplatte eines Meßgerätes angeordnet ist, und daß ihre Welle mit einem Ende von mindestens einem Bewegungsübertragungsarm zusammenwirken kann, dessen anderes Ende entweder mittelbar oder unmittelbar eine Anzeigeeinrichtung betätigt, die von bekannter Bauart sein kann.

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Der Bewegungsübertragungsarm kann geradlinig oder abgewinkelt sein.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zwei in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen vertikalen Schnitt durch eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lagerbaugruppe in vergrößertem Maßstab,

Fig_o 2 einen schematischen vertikalen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lagerbaugruppe in vergrößertem Maßstab,

Fig. 3, 4 und 5 schematische Darstellungen verschiedener Bauarten von Meßgeräten, die mit einer erfindungsgemäßen Lagerbaugruppe ausgerüstet sind, und

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Lagerbaugruppe, die in die Bodenplatte eines solchen Meßgerätes eingebaut ist_o

Die in Fig. 1 gezeigte Lagerbaugruppe ist allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet und umfaßt eine Hülse 12, die mit einem Außengewinde 11 versehen ist. In die Hülse 12 sind mindestens zwei Lagereinheiten mit Preßsitz eingesetzt, die jeweils aus einem Außenring 13 bzw. 13' und aus einem mit dem Außenring zusammenwirkenden Innenring 14 bzw. 14· sowie aus einer Anzahl von Druckübertragungselementen, wie z.B. Kugeln 19, 20 bestehen, die in Laufrillen 15, 16, 17, 18 der Lagerringe angeordnet sind. Die Lagerringe 13, 14 und 13*, 14^f sind auf bekannte Weise relativ zueinander beweglich. Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ist eine Lagerwelle 21 vorgesehen, auf der die Lager 13, 14 und 13*, 14« mit Preßsitz an-

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geordnet sind, wobei die Welle 21 lediglich in einer Richtung aus der Lagerbaugruppe 10 herausragt_o Die Außenringe 13, 13' haben einen Flanschbereich 13" bzw_o 13^(ίί. Die Hülse 12 ist zwischen diesen Flanschen angeordnet, die eine Anschlagfläche für die Hülse bilden_o Ein Ende der Welle 21 ist mit einer Axialbohrung versehen, in die eine Schraube 23 eingeschraubt werden kann_e Der Schraube 23 ist eine gesonderte oder integrierte Ringscheibe 24 zugeordnet, die lediglich an dem Innenring 14 der Lagereinheit 13, 14, 19 anliegt» Dem Innenring 14^r der anderen Lagereinheit 13*, 14^r, 20 ist eine Ringscheibe 25 zugeordnete Wenn die Schraube 23 angezogen wird, so wird der Innenring 14 gegenüber dem Außenring 13 axial verschoben, und in gleicher Weise wird der Innenring 14' gegenüber dem zugehörigen Außenring 13' axial verschoben,» Infolge dieser axialen Verlagerung bewegen sich die Kugeln 19, 20 innerhalb der Laufrillen 15, 16 und 17, 18 von einer Stellung A zwangsweise in eine Stellung B, wobei bei einer Betätigung der Welle 21 in der letztgenannten Stellung der Kugeln diese Axialbewegung über mindestens einen mit der Lagerwelle 21 verbundenen Bewegungsübertragungsarm 26 ohne Spiel auf ein Meßgerät übertragen wird_o

Aus der vorstehenden Beschreibung dürfte ersichtlich sein, daß sich die gezeigte Lagerbaugruppe besonders einfach zusammenbauen läßt _o

Die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform der Lagerbaugruppe unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 1 lediglich dadurch, daß die Lagerwelle 21 in beiden Richtungen herausragt_o Mit der Ausführungsform nach Fig_o 2 soll ein festes Zentrum für die Welle 21 geschaffen werden, um ähnlich wie mit der Lagerbaugruppe 10 nach Fig. 1 eine spielfreie Übertragung der Wellenbewegung zu erhalten, zu welchem Zweck eine Ringscheibe 40 vorgesehen ist, unter deren Einfluß ein Federring 41 mit einer vorbestimmten Kraft an dem Innenring 14 anliegt_o

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Diese Kraft wird ähnlich wie die von der Schraube 23 in Fig. ausgeübte Kraft durch ein vorbestimmtes Drehmoment bei der Herstellung der Lagerbaugruppe festgelegt.

Die in den Fig. 1 und 2 gezeigten Lagerbaugruppen können in Verbindung mit Meßgeräten einer Bauart verwendet werden, wie sie beispielsweise in den Fig. 3, 4 und 5 gezeigt ist, bei denen eine Bodenplatte 28 mit einer Halterung 29 für einen Meßwertanzeiger versehen ist. Ein Bewegungsübertragungsarm_e der in den Fig. 3 und 4 mit 30 und in Fig. 5 mit 3Oa₁ 30b bezeichnet ist, ist mit Hilfe der Lagerwelle 21 der in den Fig. und 2 gezeigten Lagerbaugruppe in der Bodenplatte 28 drehbar gelagert. Die Welle 21 ist in eine Bohrung des Arms 30 eingesetzt, und der Arm wird mit Hilfe einer Feststellschraube 31 an der Welle 21 befestigt. Ein Ende des Arms 30 ist mit einem Berührungsbauteil, wie z.B. einem Anschlag 32 versehen, der mit einem zu messenden Gegenstand in Berührung gebracht wird, um Bewegungen dieses Gegenstandes auf das Ende des Arms 30 zu übertragen. Diese Bewegungen werden durch den Arm entweder unmittelbar oder mittelbar unter Zwischenschaltung eines an dem anderen Ende des Arms 30 angeordneten Bauteils 33 auf die (nicht gezeigte) Anzeigeeinrichtung übertragen. Die Bewegung des letztgenannten Endes des Arms 30 ist in einer Bewegungsrichtung durch einen Anschlag 34 und in der entgegengesetzten Bewegungsrichtung durch einen Anschlag 35 begrenzt. Eine zwischen dem Anschlag 35 und dem Arm 30 angeordnete Druckfeder 36 drückt den Arm gegen den Anschlag 34.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform ist der Bewegungsübertragungsarm 30 geradlinig und über der Bodenplatte 28 angeordnet, und in Fig_o 4 ist der Arm 30 abgewinkelt und gleichfalls über der Bodenplatte 28 angeordnet, wogegen in Fig_o 5 die eine Hälfte 30a des Arms über der Bodenplatte 28 und die andere Hälfte 30b des Arms unter der Bodenplatte an-

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geordnet ist_e Der in Fig_o 4 gezeigte abgewinkelte Arm 30 kann ebenfalls in einen oberen Armbereich und einen unteren Armbereich unterteilt werden. Sowohl der geradlinige Arm der Ausführungsform nach Fig. 3 als auch der abgewinkelte Arm der Ausführungsform nach Fig_o 4 kann in seiner Gesamtheit auch unter der Bodenplatte 28 angeordnet werden_o Die Anordnung des Arms 30 und der Bodenplatte 28 kann gegenüber der gezeigten Anordnung auch spiegelbildlich ausgeführt sein.

Die in den Fig_o 1 und 2 gezeigten Lagerbaugruppen für den Bewegungsubertragungsarm 30 werden in eine Gewindebohrung 37 der Bodenplatte 28 eingeschraubt (Fig_o 6), und die mit einem Außengewinde versehene Hülse sollte einen Anschlagbereich 38 aufweisenο

Es ist erkennbar, daß alle Lagebezeichnungen, wie "über¹¹, "unter" usw_e sich auf die in den Zeichnungen gezeigte Stellung der einzelnen Bauteile beziehen,, oder wenn sich die Lagerbaugruppe oder das Meßgerät, dem sie zugeordnet ist, in der Gebrauchsstellung befindete

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Claims

Patentansprüche

Lagerbaugruppe zum Übertragen von kleinen oder extrem kleinen Bewegungen von einem gemessenen Gegenstand zu einem Meßgerät, mit einer verdrehbaren Welle und mindestens zwei auf der Welle angeordneten Lagereinheiten» die jeweils aus einem Außenring und einem Innenring und aus Druckverteilungselementen bestehen, die zwischen dem Innen- und dem Aussenring angeordnet sind und eine Relativbewegung derselben ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerexnhexten (13, 14, 19? 13', 14*, 20) mit Preßsitz in einer mit einem Außengewinde (11) versehenen Hülse (12) angeordnet sind, daß zwischen der Hülse (12) und dem Außenring (13? 13») einer jeden Lagereinheit eine die Bewegung begrenzende Anschlagfläche (13^ffr 13^flt) ausgebildet ist, um die Axialstellung der Lagerexnhexten in der Hülse (12) festzulegen, und daß die Lagerexnhexten mit Mitteln (23, 25? 40, 41) versehen sind, die eine variable Verspannungswxrkung zwischen den Innenringen (14, 14^r) oder den Außenringen (13, 13^r) der Lagerexnhexten ermöglichen.
2. Lagerbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenringe (13, 13^f) der Lagerexnhexten jeweils mit einem Ringflansch (13**, 13^flt) versehen sind, der an den Seitenflächen der Hülse (12) anliegt.
3. Lagerbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (21) lediglich in einer Richtung aus der Lagerbaugruppe (10) herausragt.

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4. Lagerbaugruppe nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende der Welle (21) mit einer axialen Gewindebohrung versehen ist, in die eine von außen her betätigbare Schraube (23) eingeschraubt ist, die lediglich am Innenring (14) der einen Lagereinheit anliegt, und daß der Innenring (14^r) der anderen Lagereinheit mit einer Anschlagfläche (25) derart zusammenwirkt, daß die Innenringe (14, 14·) der Lagereinheiten bei einer Betätigung der Schraube (23) gegenüber den zugeordneten Außenringen (13, 13*) axial verschoben werden und daß eine Verspannungswirkung zwischen der Schraube (23) und der Anschlagfläche (25) erzielt wird.
5. Lagerbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (21) in beiden Richtungen aus der Lagerbaugruppe herausragt.
6. Lagerbaugruppe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Ende der Lagerwelle (21) mit einer Ringscheibe (40) versehen ist, die sich unter Zwischenfügung eines Federrings (41) mit einer vorbestimmten Druckkraft an der Seitenfläche eines Innenrings (14) abstützt.
7. Lagerbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (12) in eine Gewindebohrung (37) eingeschraubt werden kann, die in der Bodenplatte (28) eines Meßgerätes angeordnet ist, und daß die Welle (21) mit einem Ende von mindestens einem Bewegungsübertragungsarm (30, 30a) zusammenwirken kann, dessen anderes Ende (33) entweder mittelbar oder unmittelbar eine Anzeigeeinrichtung betätigt.
8. Lagerbaugruppe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewegungsübertragungsarm (30) geradlinig ist.
9. Lagerbaugruppe nach Anspruch 7, dadurch gekeÄnzeichnet, daß der Bewegungsübertragungsarm (30) abgewinkelt ist.

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