DE2657651A1

DE2657651A1 - High precision micrometer screw gauge - with alignment of micrometer screw maintained by centring winding and counter plate

Info

Publication number: DE2657651A1
Application number: DE19762657651
Authority: DE
Inventors: Robert Collard
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-12-22
Filing date: 1976-12-20
Publication date: 1977-06-23
Also published as: BE836986A

Abstract

The alignment of the micrometer screw is maintained by supporting it in a pre-constrained centring bearing and an alignment counter plate. The latter bearing is located in a rear button which is fixed within the body of the instrument by means of a resilient element with adjustable pressure. The alignment counter plate is adjustable in position, to ensure that the sensing and measuring axis defined by the micrometer screw is straight. The screw nut has an auto-compensating effect and comprises a screw cage with a conical profile, 'Teflon' (RTM) runners, a spacing cage fixed relative to the screw cage and a push button.

Description

Mikrometereinheit hoher Präzision mit einerHigh precision micrometer unit with a

selbstkompensierenden kinematischen Mutter Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Mikrometereinheit hoher Präzision mit einer selbstkompensierenden kinematischen Mutter.self-compensating kinematic nut The present invention refers to a high precision micrometer unit with a self-compensating one kinematic nut.

Bei sehr hoher Präzision ist die konventionelle Verbindung von Schraube und Futter durch Abstützung auf den Flanken des Gewindes illusorisch, weil diese Flanken immer einen nicht einwandfreien Oberflächenzustand haben.With very high precision, the conventional connection is by screw and lining by support on the flanks of the thread illusory because this Flanks always have an imperfect surface condition.

Um diesem Nachteil abzuhelfen ist es gemäß der Erfindung vorteilhaft erschienen, eine Mutter ihrer Schraube perfekt und genau zuzuordnen, indem die Abstützung nicht auf den Blanken des Gewindes, sondern auf den Spitzen desselben erfolgt, wobei es selbstverständlich ist, daß es sich hier einzig um das Gewinde der Mikrometerschraube handelt. Diese Spitzen sind an einer zylindrischen Oberfläche vorgesehen, bei der es in der Tat leicht ist, die geometrischen, mechanischen und physischen Charalçteristika oder Merkmale zu beherrschen.In order to remedy this disadvantage, it is advantageous according to the invention appeared, a nut of her screw perfect and to be assigned exactly, by not placing the support on the blanks of the thread, but on the tips of the same takes place, whereby it goes without saying that it is all about that Thread of the micrometer screw. These tips are on a cylindrical Surface provided that is in fact easy to make geometrical, mechanical and to master physical characteristics or traits.

Gemäß der Erfindung stellt man auch das Respektieren der verlangten Bedingungen hinsichtlich der Beibehaltung eines einzigen Freiheitsgrades mit Bezug auf die Drehung der Schraube und auf die Translationsbewegung der Mutter sicher, indem man die Anzahl der störenden Kontaktpunkte auf ein Minimum reduziert.According to the invention, there is also the respect of what is requested Conditions related to maintaining a single degree of freedom with reference on the rotation of the screw and on the translational movement of the nut, by reducing the number of interfering contact points to a minimum.

Die Mikrometereinheit ist dadurch gekennzeichnet, daß die fundamentale Ausrichtung der Mikrometerschraube durch Unterstützung durch ein vorgespanutes Zentrier-Wälzlager und durch eine Gegenplatte bewirkt wird.The micrometer unit is characterized in that the fundamental Alignment of the micrometer screw through the support of a pre-machined centering roller bearing and is effected by a counter-plate.

Die Nikrometereinheit ist weiterhin gekennzeichnet durch die Feststellung des hinteren Stopfens im Eörper des Gerätes mit Hilfe einer elastischen Dichtung, die an drei Punkten mit einstellbarem Druck zusammengedrückt wird.The nikrometer unit is further characterized by the determination the rear plug in the body of the device with the help of an elastic seal, which is compressed at three points with adjustable pressure.

Die Mikrometereinheit ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Mutter mit konischer rammer, aus drei Schuhen aus Teflon oder dergleichen, aus einem Abstandskäfig, aus einem Druckstopfen, und aus einem Fühler besteht, der mit der Mutter entweder durch Eindrücken in eine axiale Bohrung oder durch Verbindung mit der Mutter mit Hilfe einer tangierenden Kugel und Re.gulierschraube verbunden ist.The micrometer unit is further characterized in that it from a nut with a conical rammer, from three shoes made of Teflon or the like, consists of a spacer cage, a pressure plug, and a sensor that with the nut either by pressing into an axial bore or by connection connected to the nut with the help of a tangent ball and regulating screw is.

In der Zeichnung ist ein AusführungsbeispieL des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine Mikrometereinheit gemäß der Erfindung in einer Seitenansicht im Schnitt, Fig. 2A und Fig. 23 einen Abstands- und Druckkäfig der Anordnung nach Fig. 1 in einer Seitenansicht bzw. in einer Vorderansicht, Fig. 3A und Fig. 3B das Bearbeitungsverfahren für die Herstellung der Schuhe für die Kompensationsschraube, Fig. 4 und Fig. 5 einen Einstellstopfen für eine Anõrdung gemäß der Erfindung in einer Seitenansicht im Schnitt bzw. in einer Vorderansicht, Fig. 6 und Fig. 7 die Mutter zum Blockieren des Zentrierkugel lagers im Einstellstopfen in einer Seitenansicht im Schnitt bzw. in einer Vorderansicht, Fig. 8 bis Fig. 1 den Fühlerträger und die zur Aufnahme der Schuhe dienende konische kammer in einer Draufsicht bzw. in einer Seitenansicht im Schnitt bzw. in einer Ansicht von hinten bzw. in einer Ansicht von vorne und Fig. 12 die Abschlußkappe die zum Regulieren des Druckes der Schuhe für die Schraube in der konischen Kammer dient, in einer Seitenansicht im Schnitt.In the drawing is an exemplary embodiment of the subject matter of FIG Invention shown. 1 shows a micrometer unit according to the invention in a side view in section, FIGS. 2A and 23 show a spacer and pressure cage the arrangement according to FIG. 1 in a side view or in a front view, FIG. 3A and 3B show the processing method for producing the shoes for the Compensation screw, Fig. 4 and Fig. 5 an adjustment plug for an arrangement according to the invention in a side view in section or in a Front view, Fig. 6 and Fig. 7, the nut for blocking the centering ball bearing in the adjusting plug in a side view in section or in a front view, 8 to 1 show the sensor carrier and the conical one used to hold the shoes chamber in a plan view or in a side view in section or in a View from the rear or in a view from the front and FIG. 12 the end cap those for regulating the pressure of the shoes for the screw in the conical chamber serves, in a side view in section.

Wie man aus der Zeichnung in Fig. 1 sieht, wird das Ausrichten der Mikrometerschraube 1 mit Hilfe von zwei Grundelementen realisiert: einem Zentrierkugellager 2, das vorgespannt ist und in hinteren Stopfen 3 untergebracht ist, und einer Gegenplatte 4 mit glatter Bolzllnb, deren Stellung regu.-lierbar ist, um die Geradheit der Fühler- und Meßachse sicherzustellen, die durch die Mikrometerschraube 1 und die Schrauben-Fühler-Einheit definiert wird, wie weiter unten beschrieben ist. Die Einstellung des hinteren Stopfens 3 im Körper oder Gehäuse des Gerätes wird mit Hilfe einer elastischen Dichtung 5 erzielt, die in einstellbarer Weise in drei Punkten 6 zusammengedrückt wird.As can be seen from the drawing in Fig. 1, the alignment of the Micrometer screw 1 realized with the help of two basic elements: a centering ball bearing 2, which is biased and is housed in the rear plug 3, and a counter plate 4 with a smooth bolt, the position of which can be regulated, to ensure the straightness of the feeler and measuring axis, which is determined by the micrometer screw 1 and the screw-probe unit is defined as described below is. The adjustment of the rear plug 3 in the body or casing of the device is achieved with the help of an elastic seal 5, which is adjustable in a manner is compressed in three points 6.

Gemäß der Erfindung wird eine kinematische Mutter aus drei Schuhen 7 aus Teflon oder aus einem ähnlichen geeigneten Stoff zu dem vorgenannten Zweck gebildet. Diese Schuhe stützen sich einerseits auf den Spitzen des Gewindes der Schraube 1 und.andererseits auf einer konischen Oberfläche der Mutter oder Hülse 8 ab. Die Stellung der Schuhe in 1200 Abstand voneinander wird sichergestellt durch einen Abstands- und Druckkäfig 9, gegen den sich ein Druckstopfen oder eine SchlieB- und Regulierkappe lo abstützt.According to the invention, a kinematic nut is made up of three shoes 7 made of Teflon or a similar suitable material for the aforementioned purpose educated. These shoes are based on the one hand on the tips of the thread of the Screw 1 and the other on a conical surface of the nut or sleeve 8 from. The position of the shoes at a distance of 1200 from each other is ensured by a distance and pressure cage 9, against which a pressure plug or a closing and regulating cap lo supported.

Diese Kappe erzeugt das feste Aneinanderliegen (Aneinandergreifen) von Schraube und Schuhen. Der Käfig 9 und die Hülse oder Futter 8 werden einander gegenüber mit Hilfe einer Nut und eines Vorsprungs derart eingestellt, daß die mögliche Rotation eines der Elemente gegenüber dem anderen vermieden wird.This cap creates the tight fit (clenching) of screw and shoes. The cage 9 and the sleeve or chuck 8 become one another opposite set with the help of a groove and a projection so that the possible Rotation of one of the elements relative to the other is avoided.

Die Mutter-Fühler-Einheit wird durch die Hülse oder Mutter ß mit konischer Kammer, durch die drei Schuhe aus Teflon, den Abstandskäfig 9, der Druckstopfen 10 und den Fühler 11 gebildet, der durch Eindrücken in eine axiale Bohrung der Mutter o oder durch Verbindung mit der Mutter mit Hilfe einer tangierenden Kugel sowie der Regulierschraube fest verbunden ist. Diese Einheit wird durch einen Zylinder 12 zwischen zwei Präzisions-Wälzlagern (evtl. zwei Zylindern und vier Präzisions-Wälzlagern) geführt; auf diese Weise verstellt sich der Fühler ohne Drehung und ohne Spiel.The nut / sensor unit is tapered through the sleeve or nut ß Chamber, through the three shoes made of Teflon, the spacer cage 9, the pressure plug 10 and the sensor 11 formed by pressing into an axial bore of the nut o or by connecting to the nut with the help of a tangent sphere as well the regulating screw is firmly connected. This unit is made up of a cylinder 12 between two precision rolling bearings (possibly two cylinders and four precision rolling bearings) guided; in this way the feeler moves without turning and without play.

Man sieht noch gemäß der Erfindung eine gestreckte Millimeterskala vor, die das grobe Ablesen der Verstellbewegungen ermöglicht und die jeweilige Einstellung einander gegenüber jeweils um 1/4- mm gestattet, wobei auf diese Weise die Relation zum Schritt der Millimeterschraube hergestellt wird.According to the invention, you can still see an elongated millimeter scale that enables a rough reading of the adjustment movements and the respective setting in relation to each other by 1 / 4- mm, whereby in this way the relation to the step of the millimeter screw is made.

Diese Skala ist auf einem Zylinder 13 aufgezeichnet, der durch die Gegenplatte 4 und die unterteilte Trommel 14 gestützt wird; ihre Bewegung wird durch einen elastischen Ring 15 gesteuert, dessen Wälzlager 16 sich auf den Flanken einer schneckenförmigen Rinne oder Rille abstützt.This scale is recorded on a cylinder 13 which extends through the Counter plate 4 and the divided drum 14 is supported; their movement is through controlled an elastic ring 15, the roller bearing 16 on the flanks of a Helical groove or groove is supported.

Die Einheit der Mutter mit selbstkompensierendem Effekt kann an jedem Mikrometersystem angewendet werden, wie dieses auch sei, sowie bei jeder Verstellvorrichtung, welche die Übertragung einer Drehbewegung eines schneckenförmigen oder helikoidalen Profils in eine Translationsbewegung hoher Präzision bewirkt.The unity of the mother with self-compensating effect can apply to everyone Micrometer system can be used, however this may be, as well as with every adjustment device, which is the transmission of a rotary motion of a helical or helicoidal Profile causes a translational movement of high precision.

Statt der gestreckten millimetrischen Skala kann man gemäß der Erfindung auch jede Zählvorrichtung mit digitaler anzeige setzen, ebenfalls kann man stat-t des Prinzips für die Montage und die Führung des normalen kühlers selbstverständlich einen Fühler setzen, der für die Anwendung von Messungen mit konstanten Druck geeignet ist.Instead of the stretched millimetric scale, according to the invention any counting device with a digital display can also be set, it is also possible to stat of the principle for the assembly and the management of the normal cooler, of course Put a probe suitable for the application of measurements with constant pressure is.

kann Die Mikrometereinheit gemäß der Brtindung/in j jedem geeigneten Gehäuse untergebracht werden.The micrometer unit can be any suitable according to the bond / in j Housing can be accommodated.

Gegenüber der oben beschriebenen Mikrometereinheit verbleibt die Vorrichtung mit hoher Sensibilität (Empfiodsamkeit) gemäß dem belgischen Patent 798 1o4 unabhängig und "schwimmende", wobei auf diese Weise das zufällige Einführen von immer störenden Pressungen und Kontraktionen vermieden wird. Diese Steuervorrichtung bewirkt nur Bewegungen von Oberflächen, die aufeinander rollen und sich gegeneinander verschwenken; man erzielt auf diese Weise eine besondere Sanftheit und eine extreme Leichtigkeit für die Steuerung der langsamen Bewegung mit hoher Sepfindsamkeit, wobei man eine Selbstbegrenzung des Antriebsmomentes gegenüber dem Meßdruck beibehält. Diese Sanftheit der Bewegung gestattet gegebenenfalls die Steuerung durch einen Mikromotor oder durch einen Schrittmotor.The device remains opposite the micrometer unit described above with high sensitivity (susceptibility) according to the Belgian patent 798 1o4 independent and "floating", in this way the accidental introduction of always disturbing Pressing and contractions is avoided. This control device only works Movements of surfaces that roll and pivot against each other; in this way a special gentleness and extreme lightness is achieved for the control of the slow movement with high sensitivity, whereby one Maintains self-limitation of the drive torque compared to the measuring pressure. This gentleness the movement may be controlled by a micromotor or by a stepper motor.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

A n p r ü c h e 1. micrometer unit, characterized in that Ueketn shows that the alignment of the micrometer screw through the support of a preloaded Centering roller bearing and is effected by a counter plate.

2. micrometer unit according to claim 1, characterized in that the centering ball bearing is housed in a rear cleat in the body of the device is determined with the help of an elastic seal, which is adjustable Kind of squeezed.

3. micrometer unit according to claim 1, characterized in that the counter plate is adjustable in position to maintain the straightness of the ibliler and ensure the measuring axis passing through the micrometer screw and through the mother-feeler unit is determined.

4. micrometer unit according to claim 1, characterized in that which has a mother system with a self-compensating effect, that of shoes made of Teflon or the like, from a nut with a conical profile, from a spacer cage, which is set or localized in relation to the mother is and consists of a pressure plug.

5. micrometer unit according to claim 4, characterized in that it has a mother-feeler unit that comes from the mother system with compensating Effect and consists of a feeler firmly connected to the mother, which is with her either by pressing into an axial bore or with the help of a tangential one Ball and a regulating screw is connected.

6. micrometer unit according to claim 1, characterized in that it contains an elongated millimeter scale recorded on a cylinder supported by the counter plate and the divided drum, and whose movement is controlled by an elastic ring whose roller bearings are supported on the flanks of a helicoidal groove.

7. Mother system with self-compensating effect according to claim 4, characterized in that it is applied to each micrometric system and to each adjustment device is applicable, which is the conversion of a rotational movement of a helicoidal profile caused in a translational movement of high precision.