DE3430086C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung für eine im Querschnitt rechteckförmige, insbesondere quadratische Führungsflächen aufweisende Pinole für Koordinatenmeßma­ schinen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Pinolen der vorgenannten Art sind allgemein bekannt und auch bereits in der DE-OS 31 07 783 in der Eingangsbe­ schreibung offenbart. Um nun bei solchen Pinolen das Gewicht zu reduzieren, hat man nach der DE-OS 31 07 783 vorgeschlagen, von der im Querschnitt quadratischen Pinole abzugehen und stattdessen eine im Querschnitt dreieckför­ mige Pinole anzufertigen. Bei einer solchen Querschnitts­ gestaltung ist eine - im Vergleich zum Quadrat und auch im Vergleich zu der allgemein bekannten kreisrunden Zylinder­ form - geringere Fläche vorhanden, wodurch eine ent­ sprechende Gewichtsreduzierung erreicht wird. Nach den neuen VDI-Abnahmerichtlinien für 3-Koordinatenmeßgeräte ist eine Prüfung auf Pinolenverdrehung vorgesehen, wobei eine Genauigkeit für den Verdrehwinkel bzw. den Rollwinkel von max. 2 Winkelsekunden erlaubt ist.

Diese außerordentlich hohe Genauigkeit ist mit den be­ kannten Pinolenausführungen mit dreieckförmigen oder rundem Querschnitt nicht oder nur mit einem extrem hohen Aufwand für die Montage und Justage möglich. Die Einhal­ tung der verlangten Genauigkeit ist vor allen Dingen dann problematisch, wenn die Pinole bei großen Meßmaschinen in der Z-Richtung über eine große Strecke von bspw. 2 Metern oder mehr ausgefahren werden soll.

In der FR 23 97 266 wird eine Pinole in einem Führungsge­ häuse gezeigt, die von insgesamt acht Lagerkörpern geführt ist. Diese acht Lagerkörper sind auf zwei Ebenen zu je­ weils vier Lagerkörpern aufgeteilt und auf den vier Sei­ tenflächen der im Querschnitt rechteckigen Pinole angeord­ net. Die dort angewendete Lageranordnung weist ebenfalls nicht immer, wie oben dargestellt, die geforderte Ge­ nauigkeit der Führung bzw. Sicherung gegen Verdrehen auf.

Ausgehend von dem genannten Stand der Technik und den ge­ stellten Anforderungen ist die Aufgabe der Erfindung, eine Lageranordnung für eine Pinole der eingangs genannten Art zu schaffen, die mit relativ einfachen Mitteln auch in der Serienherstellung eine Genauigkeit für den Verdrehwinkel von unterhalb 2 Winkelsekunden ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Lagerkörper auf insgesamt drei Querschnittsebenen im oberen, mittleren und unteren Bereich des Führungsgehäuses aufgeteilt sind, von denen drei Lagerkörper der oberen und drei der unteren Querschnittsebene zugeordnet sind, während der mittleren Querschnittsebene die zwei verblei­ benden Lagerkörper zugeordnet sind, und daß jeweils die drei der oberen bzw. unteren Querschnittsebene zugeordne­ ten Lagerkörper V-förmig zueinander angeordnet sind, daß jeweils zwei Lagerkörper über Eck bezogen auf eine Kante an den um 90° zueinander benachbarten Führungsflächen der Pinole eingesetzt sind und der jeweils dritte Lagerkörper bei der zur Kante diagonal gegenüberliegenden Kante vorge­ sehen ist, wobei die der mittleren Querschnittsebene zuge­ ordneten Lagerkörper auf den gleichen Führungsflächen wie die jeweils zwei zueinander benachbarten, über Eck ange­ ordneten Lagerkörper jedoch in dem der Kante abgewandten Bereich angeordnet sind.

In erfindungsgemäßer Ausbildung können die über Eck und mittig angeordneten Lagerkörper jeweils an bzw. nahe an den Außenkanten der Führungsflächen eingebaut sein. Ferner können die zwei auf dem Eck liegenden Lagerkörper und eines der mittig angeordneten Lagerkörper in der Horizon­ talebene federnd ausgebildet sein.

Als Lagerkörper können gemäß dem erfinderischen Gedanken entweder Kugelumlaufschuhe oder Luftlager eingesetzt sein.

Mit diesen erfindungsgemäßen Merkmalen ist ein sicheres Einhalten und Erreichen der gewünschten maximalen Pinolen­ verdrehung durch eine größere Führungsbasis der Vierkant­ form der Pinole und der entsprechenden Anordnung der Führungselemente gewährleistet. Die Verwendung von Kugelum­ laufschuhen oder Luftlagern verhindert in vorteilhafter Weise eine Erwärmung der Pinole. Mit der 3-Punkt-Lagerung auf einer Querschnittsebene wird eine präzise Führung der Pinole erzielt. Die sichere Bestimmung der Pinolendrehung wird erreicht, indem bspw. ein Kugelumlaufschuh fest und der andere Kugelumlaufschuh jeweils in der Horizontalebene gefedert ist.

Durch den Einbau der Lagerkörper nahe am Rand der Führungsflächen wird eine breite Auflage und damit eine erhöhte Genauigkeit erzielt. Der Einsatz der Federn er­ laubt durch die Federschichtung oder den Einsatz beson­ derer Federn das Bereitstellen der Andrückkraft der Lager an die Pinole. Wenn statt der Kugelumlaufschuhe Luftlager eingesetzt werden, ist ferner eine Gewichtsreduzierung möglich.

In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Beispiel dar­ gestellt. Es zeigen:

Fig. 1 die Längsansicht der Pinole und deren Lageran­ ordnung, teilweise im Längsschnitt;

Fig. 2 eine Draufsicht nach Fig. 1 und

Fig. 3 die Pinole mit erfindungsgemäßer Lageranordnung im Einsatz in einer Meßmaschine.

Eine Pinole 1 ist in einem Führungskörper 2 einer Koor­ dinatenmeßmaschine 3 geführt. An dem unteren Stirnende der Pinole 1 ist ein Meßtaster 4 befestigt. Durch einen am oberen Ende und hier nicht näher gezeigten Antrieb, ist die Pinole 1 in der Z-Richtung 5 bewegbar. Die Bewegung des Meßtasters 4 in die Y-Richtung erfolgt über den einge­ bauten Wagen 6, während die Verfahrbarkeit in die X-Rich­ tung durch das gesamte Portal 7 der Meßmaschine 3 erfolgt.

Die Pinole 1 weist nun entsprechend dem quadratischen Querschnitt vier Seitenflächen 8, 9, 10 und 11 auf, die auch gleichzeitig Führungsflächen darstellen. An der einen Seitenfläche 9 ist der Z-Maßstab 12 vorgesehen.

Die Darstellung der Lagerkörper erfolgt schematisch. Sowohl im oberen als auch im unteren Endbereich des Führungskörpers 2 sind die in Form von Kugelumlaufschuhen ausgebildeten Lagerkörper 13, 14 und 15 als 3-Punkt-La­ gerung auf jeweils einer Querschnittsebene dargestellt. Die Lagerkörper 13 und 14 sind dabei bezogen auf eine Kante 16 über Eck an zwei um 90° zueinander benachbarten Führungsflächen 10 und 11 sowohl im oberen als auch im unteren Endbereich des Führungskörpers 2 angebracht. Dia­ gonal gegenüberliegend der Kante 16 der Pinole ist auf der dort angebrachten Kante 17 in gleicher Höhe wie die Lager­ körper 13 und 14 ein weiterer Lagerkörper 15 angeordnet. Dieser Lagerkörper 15 im oberen wie auch im unteren Endbe­ reich des Führungskörpers besitzt horizontal wirkende Federn 18.

In der Z-Richtung 5, etwa mittig zwischen den oberen und unteren Lagerkörper 13, 14 und 15, befinden sich zwei weitere Lagerkörper 19 und 20. Der Lagerkörper 19 ist auf der gleichen Führungsfläche 11 wie der Lagerkörper 14 wirksam. Er liegt jedoch an der dem Lagerkörper 14 gegen­ überliegenden Kante 21 der Pinole 1 an. Dieser Lagerkörper 19 ist ebenso wie der Lagerkörper 15 durch eine horizon­ tal wirkende Feder 18 unterstützt. Der Lagerkörper 20 be­ findet sich auf der Führungsfläche 10, die auch den Lager­ körper 13 aufnimmt. Auch hier ist der Lagerkörper 20 wiederum an der dem Lagerkörper 13 entgegengesetzten Kante 22 der Pinole angeordnet.

Mit der obengeschilderten Anordnung der Lagerkörper 13, 14, 15, 19 und 20 sind insgesamt 8 Führungselemente vorge­ sehen.

In dem oberen und unteren Endbereich des Führungskörpers 2 befinden sich jeweils 3 Lagerkörper 13, 14 und 15, von denen die auf der abgeflachten Kante 17 angeordneten Lagerkörper 15 gefedert ausgeführt sind. Die zwei weiteren Lagerkörper 19 und 20 befinden sich in der Mitte der Senk­ rechten der Führungsebene, wovon wiederum ein Lagerkörper 19 durch eine Feder 18 unterstützt ist. Die so erhaltene 3-Punkt-Lagerung für jede obere und untere Führungsfläche gewährleistet eine hohe Genauigkeit der Führung. Die Be­ stimmung der Pinolendrehung erfolgt durch die Lagerkörper 19 und 20, von denen ein Lagerkörper fest und der andere Lagerkörper gefedert ausgeführt ist. Die Andrückkräfte der Lagerkörper an die Führungsflächen der Pinole 1 sind über die eingesetzten Federn 18 regelbar.

Wenn eine Gewichtsreduzierung gewünscht wird, können statt der eingesetzten Kugelumlaufschuhe als Lagerkörper auch Luftlager eingesetzt werden.

Claims (5)

1. Lageranordnung für eine im Querschnitt rechteckförmige, insbesondere quadratische, Führungsflächen aufweisende Pinole für Koordinatenmeßmaschinen, die an ihrem unteren Ende einen Meßtaster aufnimmt und in der Z-Richtung in einem Führungsgehäuse beweglich in acht Lagerkörpern geführt ist, die in unterschiedlichen Querschnittsebenen des Führungsgehäuses angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet,

• a) daß die Lagerkörper (13, 14, 15, 19, 20) auf insge­ samt drei Querschnittsebenen im oberen, mittleren und unteren Bereich des Führungsgehäuses (2) aufge­ teilt sind, von denen drei Lagerkörper der oberen und drei der unteren Querschnittsebene zugeordnet sind, während der mittleren Querschnittsebene die zwei verbleibenden Lagerkörper (19, 20) zugeordnet sind,
• b) daß jeweils die drei der oberen bzw. unteren Quer­ schnittsebene zugeordneten Lagerkörper V-förmig zu­ einander angeordnet sind, daß jeweils zwei Lager­ körper (13, 14) über Eck bezogen auf eine Kante (16) an den um 90° zueinander benachbarten Führungs­ flächen (10, 11) der Pinole eingesetzt sind und der jeweils dritte Lagerkörper (15) bei der zur Kante (16) diagonal gegenüberliegenden Kante (17) vorge­ sehen ist,
• c) daß die der mittleren Querschnittsebene zugeordneten Lagerkörper (19, 20) auf den gleichen Führungs­ flächen (10, 11) wie die jeweils zwei zueinander be­ nachbarten, über Eck angeordneten Lagerkörper (13, 14), jedoch in dem der Kante (16) abgewandten Be­ reich angeordnet sind.

2. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die über Eck angeordneten und die der mittleren Querschnittsebene zugeordneten Lagerkörper (13, 14, 19, 20) jeweils an bzw. nahe an den Kanten (16, 21, 22) der Führungsflächen (10, 11) eingebaut sind.

3. Lageranordnung nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei auf der Kante (17) liegenden Lagerkörper (15) und einer der der mittleren Querschnittsebene zu­ geordneten Lagerkörper (19) in der Horizontalebene federnd ausgebildet sind.

4. Lageranordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Lagerkörper (13, 14, 15, 19, 20) Kugelumlauf­ schuhe eingesetzt sind.

5. Lageranordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Lagerkörper (13, 14, 15, 19, 20) Luftlager eingesetzt sind.