DE954122C - Getriebe fuer Messvorrichtungen u. dgl. - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 13. DEZEMBER 1956

L 1794.6 XII147 h

Bei Meßvorrichtungen ergibt sich häufig die Notwendigkeit, einen Support od. dgl. mit großer Genauigkeit um sehr kleine Längen-- oder Winkelmaße zu bewegen. Man benutzt zu diesem Zweck häufig von Hand drehbare Spindeln, die über ein Getriebe zur Übersetzung ins Langsame den zu verstellenden Support bewegen. Der Umfang der Spindeln wird dann meist mit einer Skala versehen, an der man die Größe der Bewegung des Supports ablesen kann.

Der Ausdruck »Meßvorrichtungen« wird hier im allgemeinsten Sinne gebraucht und gilt insbesondere auch für Feineinstellvorrichtungen für Werkzeugmaschinen.

Ein Zweck der Erfindung ist, ein solches Getriebe außerordentlich zu vereinfachen und dabei außerordentlich hohe Übersetzungen ins Langsame und Zustellgenauigkeiten von V₁₀₀₀ mm und weniger zu erreichen. Gemäß der Erfindung besteht dieses Getriebe, bei. dem durch Drehen einer Welle, beispielsweise von Hand, eine andere Welle um einen wesentlich geringeren Winkel gedreht wird, darin, daß die erstgenannte Welle mit einem Gewinde versehen ist, dessen Gegengewindestück mit der zweitgenannten Welle derart verbunden ist, daß sie nicht axial gegeneinander bewegt werden können und die erstgenannte Welle ferner mit einem mit Steilgewinde versehenen Teil so gekuppelt ist, daß sich die Welle gegenüber diesem Teil drehen aber nicht axial verschieben kann, wobei der mit Steilgewinde versehene Teil mit einem entsprechenden Steilgewinde im Eingriff steht, der mit der zweit-

genannten Welle gekuppelt ist. Vorzugsweise sind die beiden Wellen und der mit Steilgewinde versehene Teil koaxial angeordnet. Die mit dem Feingewinde versehene Mutter der erstgenannten Welle kann dabei auf ihrer Außenseite das Steilgewinde tragen, dadurch ergibt sich eine besonders kompakte Anordnung.

In manchen Fällen ist es zweckmäßig, die Anordnung so zu treffen, daß man die erstgenannte ίο Welle, also in der Regel die von Hand drehbare Spindel, so anordnet, daß sie mit der zweitgenannten Welle, also der in der Regel mit großer Übersetzung ins Langsame zu drehenden Spindel unmittelbar kuppeln kann. Nach einer solchen Kupplung kann man dann von Hand eine unmittelbare Schnellverstellung bewirken. Vorzugsweise ist zu diesem Zweck die erstgenannte Spindel, die bei Feinverstellung sich gegenüber der Steilgewindemutter drehen kann, mit der Steilgewindemutter kuppelbar, so daß sie sich also gegenüber der Steilgewindemutter nicht mehr drehen kann. Es empfiehlt sich in diesem Fall, die Steilgewindemutter, gegebenenfalls mit dem sie führenden Teil, gegenüber dem Gehäuse drehbar zu machen, so daß bei der Schnellverstellung die gesamten mit Fein- und Steilgewinde versehenen Teile mit der von Hand drehbaren Spindel starr gekuppelt sind und einfach im Gehäuse mitlaufen. Weitere Einzelheiten ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung.

Fig. ι zeigt die Ansicht eines Getriebes gemäß der Erfindung;

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch dieses Getriebe;

Fig. 3 zeigt einen Schnitt nach Linie III-III der Fig. 2;

Fig. 4 zeigt einen Schnitt nach Linie IV-IV der Fig. 2;

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch ein etwas abgeändertes Getriebe.

In dem Gehäuse 1 einer MeßvOTrichtung oder einer Werkzeugmaschine ist eine Spindel 2 gelagert, die fein verstellt werden soll. Durch die Spindel wird beispielsweise der Support der Werkzeugmaschine oder der Support eines Mikroskopes bewegt. Ein Lager 3 definiert die axiale Lage der Spindel 2. In eine Bohrung der Spindel 2 ist eine kurze Steilgewindespindel 4 angeordnet, deren Steilgewinde mit 4_a bezeichnet und die durch einen So Keil 5 mit der Spindel 2 starr verbunden ist. Die mit Steilgewinde versehene Spindel 4 weist beispielsweise eine Steigung von 270 mm auf. Die Spindel 4 ist außerdem im Innern mit einer Bohrung mit einem Feingewinde versehen, das auf ein entsprechendes Feingewinde 6_a einer. Spindel 6 aufgeschraubt ist. Die Spindel 6 ist an einem Ende mit einem Handrad 7 verbunden.

Auf dem Steilgewinde 4_a sitzt eine mit Steilgewinde versehene Mutter 8, die mittels eines Ansatzes 8_a über einen Bund 6j der Spindel 6 greift, so daß die Spindel 6 gegenüber der Mutter 8 zwar um die Achse der Spindel 6 gedreht, aber nicht axial verschoben werden kann. Mit der Spindel 6 ist ein Zylinder 9 verbunden, der eine Skala 10 von beispielsweise 100 Teilstrichen trägt.

Die Mutter 8 ist umgeben von einer Buchsen, die mit der Mutter 8 durch achsparallel liegende Keile 12 oder Kerbverzahnung oder Keilwelle so verbunden ist, daß die Mutter 8 sich zwar in Achsrichtung bewegen, aber nicht drehen kann. Auf der Buchse 11 sitzt ein Ring 13, der gegenüber der Buchse 11 von Hand mit einiger Mühe gedreht werden kann. Um die Drehung des Ringes 13 zu erleichtern, ist er auf einem Teil mit einer Kordelung i3_a. versehen. Der Ring 13 trägt einen Zeiger i-3₆, der zur Ablesung der Skala- ig dient. Auf der Buchse 11 ist ein weiterer Ring 14 angebracht, der gegenüber der Buchse 11 von Hand mit einiger Mühe gedreht werden kann und eine Skaleneinteilung 15 trägt, die auf der Zunge ΐζ_α abgelesen wird. Die Buchse 11 sitzt in einem vorspringenden zylindrischen Teil 16 des Gehäuses 1. Auch der Zylinder 9 ist von Hand drehbar. In dem zylindrischen Teil 16 des Gehäuses 1 befindet sich eine achsparallele Nut 17, die sich nach beiden Seiten hin keilförmig erweitert. In dieser Nut liegen zwei achsparallele gehärtete Stahlbolzen 18, von denen jeder durch eine Feder 19 zum Innern der Keilnut 17 gedruckt wird, und zwar so weit, daß jeder dieser Bolzen zwischen der sich keilförmig verjungenden Wand des zylindrischen Teiles 16 und der. Buchse 11 festgeklemmt wird. In dieser Stellung ist die Buchse 11 mit dem Zylinder 16 fest verbunden. Diese Verbindung kann dadurch gelöst werden, daß man eine Schraube von Hand einschraubt und dadurch die beiden Stahlbolzen 18 entgegen den Federn 19 auseinanderdrückt.

Das äußere Ende der Spindel 6 weist eine Bohrung auf, in die eine Schraube 21 eingeschraubt ist. Das vordere Ende dieser Schraube ist kegelig und drückt gegen zwei radial angeordnete Stifte 22, so daß diese Stifte durch ein weiteres Einschrauben der Schraube 21 radial nach außen gedrückt werden. Durch eine solche Bewegung dieser Stifte 22 legen sich die ebenfalls keilförmigen Enden dieser Stifte gegen gehärtete Stahlbolzen 23, die in keilförmigen Nuten 25 des Außenrandes des Bundes 6₆ liegen. Jeder Stahlbolzen 23 wird durch eine Feder 24 in das schmale Ende dieser Nut 25 gedruckt, so daß sie dann den Bund 6_b mit dem Ansatz 8_a der Mutter 8 kuppeln. Diese Kupplung kann gelöst werden, wenn die Bolzen 23 durch die Stifte 22 in den weiteren Teil der Keilnut 25 gedrückt werden. Die Schraube 21 weist zu diesem Zweck einen gerändelten Schraubenkopf 21₀ auf.

Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Wenn der auf der Spindel 2 sitzende Support durch Drehen des Handrades 7 langsam vorgeschoben werden soll, so wird zunächst die Schraube 21 so weit eingeschraubt, daß die Blockierung zwischen dem Bund 6_b der Spindel 6 und dem Ansatz 8_a der Steilgewindemutter 8 aufgehoben wird. Ferner wird die Schraube 20 gelöst, so daß die Buchse 11 mit dem zylindrischen Teil 16 des Gehäuses blockiert wird. Bei Drehung des Handrades 7 wird die Spindel 6 mittels des Feingewindes 6_a in die Spin-

del 4 verschraubt und gleichzeitig die mit Steilgewinde versehene Mutter. 8 entsprechend der Steigung des Feingewindes 6_a in Richtung auf die Spindel 2 bewegt und durch diese Bewegung eine Drehung der miteinander verbundenen Spindeln 4 und 2 entsprechend der Steigung des Steilgewindes bewirkt. Man erreicht somit eine Drehung der Spindel 2 mit einer Übersetzung ins Langsame, die im wesentlichen gleich dem Unterschied der Stei-.

gungen von Feingewinde und Steilgewinde ist. Benutzt man ein Feingewinde 6_a von einer Steigung von 1,5 mm und für die Mutter mit Steilgewinde die erwähnte Steigung von 270 mm, so ergibt sich ein Übersetzungsverhältnis ins Langsame von 270 : i,5 = 180, d. h. bei 180 Umdrehungen des Handrades 7 ergibt sich eine Umdrehung der Spindel 2. Wenn die Spindel 2 eine Steigung von 9 mm hat, so ergibt sich bei einer Umdrehung des Handrades ein Vorschub von 0,05 mm. Bei einem Durchmesser des Zylinders 9 von 80 mm ergibt sichein Skalenstrichabstand von 2,5 mm; eine Drehung des Handrades 7 um einen Skalenstrich bedeutet dann einen Vorschub von 0,0005 mm. Das Übersetzungsverhältnis ins Langsame ist noch um den Wert -)- ι oder — 1 zu korrigieren, weil sich wäh-■ rend der Drehung der Spindel 6 die als Mutter zu dieser Spindel dienende Zwischenspindel 4 ebenfalls ändert, und zwar je nachdem, ob es sich um ein rechts- oder- linksgängiges Gewinde handelt, im positiven oder negativen Sinne.

'Wird die Schraube 20 eingeschraubt und die Schraube 21 gelöst, so wird die Buchse 11 von dem Gehäuseteil 16 entkuppelt und die Spindel 6 mit dem Ansatz 8„ und dadurch über die Mutter 8 mit der Spindel 2 verbunden. Man kann dann durch Drehen des Handrades 7 die Spindel 2 unmittelbar ohne Übersetzung ins Langsame drehen.

Die beschriebene Anordnung kann entsprechend den Bedürfnissen erheblich abgeändert werden.

Beispielsweise kann das Feingewinde in ein mit dem Gehäuse 1 fest verbundenes Teil verlegt werden, dessen Mutterteil als eine Hülse ausgebildet ist, die von Hand drehbar ist. Die Feineinstellung erfolgt dann dadurch, daß die mit Feingewinde versehene Hülse gedreht wird, wobei diese Hülse gekuppelt ist mit der Mutter, die mit Steilgewinde versehen ist, einer Spindel, die mit der Werkzeugmaschinenspindel 2 fest verbunden ist oder sogar aus einem Teil dieser Werkzeugmaschinenspindel besteht.

Die abgeänderte Getriebeform nach Fig. 5 bezieht sich im wesentlichen nur auf die Verriegelungsvorrichtung, durch die-ermöglicht wird, wahlweise die Spindel 2 mit großer oder sehr kleiner Übersetzung durch Drehen des Handrades 7 zu bewegen.

In Fig. 5 ist diese Anordnung unter Fortlassung aller für die Herstellung in Betracht kommenden Einzelheiten dargestellt. Die Teile sind mit Bezugs-

zeichen versehen, die mit den Bezugszeichen der Fig. 2 übereinstimmen und nur durch einen zusätzlichen Strich gekennzeichnet sind. Die wahlweise Verriegelung für die große oder kleine Übersetzung erfolgt hier durch eine in axialer Richtung von Hand verschiebbare Buchse 24', die mit einer Kerbverzahnung 23' mit entsprechenden Verzahnungen der Buchsen' im Eingriff steht, die mit der mit Steilgewinde versehenen Mutter 8' durch Keile 12' oder einer entsprechenden Kerbverzahnung gekuppelt ist. Durch Axialbewegung der Buchse 24' kann ihre Kerbverzahnung in Eingriff gebracht werden mit der entsprechenden Kerbverzahnung 17' des Gehäuseteiles i6' oder der entsprechenden Kerbverzahnung 25' eines weiteren Bundes 16" der . Spindel 6'.

Verschiebt man die Buchse 24' so weit, daß ihre Kerbverzahnung 23' in die entsprechende Kerbverzahnung 17' des Gehäuseteiles i6' eingreift, so wird gleichzeitig die Kupplung zwischen Kerbverzahnung 23' und 25' gelöst. Beim Drehen der Spindel 6' erfolgt dann die Bewegung der Spindel 2' mit der großen Übersetzung ins Langsame, die sich aus den Verhältnissen von Feingewinde und Steilgewinde ergibt.

Verschiebt man die Buchse 24' so weit, daß die Kupplung zwischen ,den Kerbverzahnungen 23' und 17' gelöst wird'und die Kerbverzahnung 23' in die Kerbverzahnung 25' eingreift, so wird die Spindel 6' mit der Spindel 2' unmittelbar gekuppelt.

Auf der Außenseite der Buchse 24' ist Vorzugsweise auf einer darauf von Hand mit einiger Mühe drehbaren Hülse 24/ eine Skala· 10' vorgesehen, die an einem Nullzeiger abgelesen werden kann, die auf dem Ansatz 13' einer Hülse 9' angebracht ist, die mit einem Bund 6" der Spindel 6' fest verbunden ist. Der Ansatz 13' kann ebenfalls gegenüber der Hülse 9' zwecks Einstellung des Nullzeigers drehbar sein. Das äußere Ende der Buchse 24' kann mit einem Ansatz 14' versehen sein, der eine Skala für die Grobeinstellung trägt, während der zügehörige Nullzeiger auf dem Gehäuse 16' angebracht ist. Infolge des großen Durchmesser dieser Skalen io' und 15' ergibt sich eine große Ablesegenauigkeit'. · -

Für die Möglichkeit weiterer Abwandlungen des i°5 Erfindungsgedankens sei beispielsweise noch auf folgendes hingewiesen: Unter den Begriff eines Steilgewindes fällt selbstverständlich auch eine Anordnung, bei der eine schräg in den Mantel eines drehbaren Zylinders eingesetzte Leiste ihren no Anschlag findet in einer Nut oder gegenüber einem Gegenanschlag, wobei zwischen dem Zylinder und diesem Anschlag eine Längsbewegung in Richtung der Zylinderachse oder mit einer Komponente, die in dieser Richtung liegt, erfolgt.

Bei Anwendung des Erfindurigsgedankens auf wissenschaftliche Instrumente, wie Mikroskope, können zur Verriegelung, für welche in den obigen . Beispielen Klemmkupplungen und Kerbverzahnungen angegeben wurden, einfache Klemmschrauben iao oder Exzenter verwendet werden. Selbstverständ-' Hch können Einzelheiten, die in den Ausführungsbeispielen dargestellt sind, fortgelassen werden, soweit sie sich nicht auf den wesentlichen Erfindungsgedanken beziehen, insbesondere ist'es mög- i«5 Hch, die Steilgewindemutter mit der Vorschub-

spindel 2 aus einem Stück herzustellen, die Mittel für eine unmittelbare Kupplung zwischen den Spindeln 6 und 2 fortzulassen und ganz allgemein dort, wo in den Ausführungsbeispielen Spindeln und Muttern vorgesehen sind, die Verhältnisse umkehren, so daß also diejenigen Teile als Muttern wirken, die in den Ausführungsbeispielen als Spindeln dargestellt sind.

Claims (10)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Getriebe für Meß vorrichtungen u. dgl., bei dem durch Drehen einer Welle (6) eine Welle (2) um einen wesentlich geringeren Winkel gedreht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (6) mit einem Gewinde (6_a) versehen ist, dessen Mutter (4) mit der Welle (2) derart verbunden is.t, daß sie nicht axial gegeneinander bewegt werden können und die Welle (6) ferner mit einem mit Steilgewinde versehenen Teil (8) so gekuppelt ist, daß sich die Welle (6) gegenüber diesem Teil (8) drehen, aber nicht axial verschieben kann, wobei der mit Steilgewinde versehene Teil (8) mit einer mit Steilgewinde versehenen Spindel (4) im Eingriff steht, die mit der Welle.(2) gekuppelt ist.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Wellen (6, 2)· und der mit Steilgewinde versehene Teil (8) koaxial angeordnet sind.

3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit dem Feingewinde (6₀) versehene Spindel (4) der Welle (6) außen das Steilgewinde (4_a) trägt.

4. Getriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (6) gegen Drehen gegenüber der Steilgewindemutter (8) durch eine Kupplung sicherbar ist. ■

5. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein gegenüber der mit Steilgewinde versehenen Mutter (8) nicht drehbarer Teil (ii) in einem Gehäuseteil (16) gegen Drehen sicherbar ist, das unverdrehbar mit dem Lager der Wellen (6, 2) verbunden ist. •

6. Getriebe nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet,, daß die Sicherung gegen Drehen aus zwei am Umfange des- zu sichernden Teiles anliegenden, in einer sich in radialer Richtung keilförmig erweiternden Nut (17, 25) des damit zu kuppelnden Teiles (16,6₆) liegenden Rundbolzen (i8,23) besteht, die durch ein von Hand bewegbares Glied (20, 21) entgegen einer Feder (19, 24) in den weiteren Teil der Keilnut (17, 25); bewegbar sind.

7. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der aus einem gegenüber der mit Steilgewinde versehenen Mutter (8') gegen Drehen gesicherte Teil (11') mit einem Teil (24') im Eingriff steht, der in Achsrichtung beweglich ist und wahlweise in gleichzeitigem Eingriff mit einem mit dem Gehäuse fest verbundenen Teil (16') und mit der Welle (6') gebracht werden kann, so daß wahlweise der eine oder der andere Teil (16' bzw. 6') mit dem axial verschiebbaren Teil (24') so gekuppelt ist,. daß eine gegenseitige Drehbewegung nicht möglich ist.

8. Getriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der axial bewegliche Teil die Form einer von Hand in axialer Richtung verschiebbaren Hülse aufweist, welche mit den genannten Teilen (16', 6') durch Kerbverzahnung gekuppelt ist. "

9. Getriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Welle (6) ein zylindrischer Teil fest verbunden ist, der über den genannten axial beweglichen Teil greift.

10. Getriebe nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mit der erstgenannten Welle (6) eine Skaleneinteilung (10) und mit dem Gehäuse ein dazu feststehender, vorzugsweise von Hand verstellbarer Zeiger (i3₆) verbunden ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deufsche Patentschrift Nr. 304 503.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

© 609530/263 6.56 (609 705 12.56) '