DE1002178B - Bewegungsschraube fuer feinmechanische Praezisionsgeraete - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Bewegungsschraube für feinmechanische Präzisionsgeräte, bei der die Drehbewegung zwischen zwei Teilen durch Gewinde in eine Translationsibewegung umgewandelt wird.

Bei einer Bewegungsschraube von hoher Präzision, wie sie z. B. in einer Liniiermaschine, einer Meßmaschine vom Mikrometertyp oder einer Elektronenentladungsvorriehtung mit einem Hohlraumresonator, der durch Einstellung eines Kolbens abgestimmt wird, benötigt wird, ist es erforderlich, daß die Steigungen der Schraube und Mutter sehr fein sind. Jede kleine Unregelmäßigkeit in der Steigung der Schraube gibt Anlaß zu Fehlern in der mechanischen Übertragung. Ein Verfahren, um die obenerwähnten Fehler zu vermeiden, besteht darin, eine Mutter von verhältnismäßig großer Achsenlänge zu verwenden, so daß sie in eine übernormal große Anzahl von Gängen der zugehörigen Schraube faßt. Indessen erfordert dieser Ausweg die Herstellung eines erheblichen Gewindespiels zwischen Schraube und Mutter, das mindestens gleich der Summe der axialen Größen aller Unregelmäßigkeiten sein muß. Ein derartiges Spiel bringt infolge des toten Ganges selbst Fehler in die Übertragung, und, die Anordnung kann nicht verwendet werden, wenn die Mutter eine kurze Baulänge haben muß. Der Zweck der Erfindung besteht darin, bei einer Bewegungsschraube für feinmechanische Präzisionsgeräte den Einfluß der erwähnten Unregelmäßigkeiten unter gleichzeitiger Aufrechterhaltung einer hohen Präzision in der mechanischen Übertragung herabzusetzen.

Gemäß der Erfindung ist eine Bewegungsschraube für feinmechanische Präzisionsgeräte zur Umwandlung einer drehenden Bewegung in eine genau proportionale Translatiotisbewegung vorgesehen, wobei der eine Gewindeteil aus mindestens drei Gewindeeinzelteilen zusammengestellt ist, die an einer Verdrehung gehindert werden, während begrenzte axiale gegenseitige Verschiebungen der Gewindeeinzelteile durch Zwischenschaltung elastischer Abstandsstücke ermöglicht sind, so daß Ungleichmäßigkeiten des mit den Gewindeeinzelteilen im Eingriff befindlichen Gewindes ausgeglichen werden können.

Gemäß der Erfindung werden die Gewindeeinzelteile mit den elastischen, zum Auseinanderhalten der Gewindeeinzelteile untereinander vorgesehenen Abstandsstücken in einem Gehäuse zusammengehalten. Das Gehäuse wird durch Trennwände in einzelne Abteilungen für die Gewindeeinzelteile und die dazugehörigen Abstandsstücke eingeteilt.

Gemäß der Erfindung kann ferner die Bewegungsschraube so ausgeführt werden, daß die Schraubenmutter nicht unterteilt ist, wobei die Gewindeeinzelteile und die elastischen Abstandsstücke zwischen f est-Bewegungsschraube für feinmechanische Präzisionsgeräte

Anmelder:

Electric & Musical Industries Limited,
Hayes, Middlesex (Großbritannien)

Vertreter: Dipl.-Ing. W. Bischoff, Patentanwalt,
Hannover, Hainhoelzerstr. 3

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 18. August 1950 und 7. August 1951

Herbert Edward Holman,

West Drayton, Middlesex (Großbritannien),

ist als Erfinder genannt worden

liegenden, mit der Achse des Bolzens starr verbundenen Scheiben eingespannt sind.

Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnungen, in denen Fig. 1 und 2 zum Teil im Schnitt zwei Ausführungsformen einer Be wegungs schraube gemäß der Erfindung darstellen, beispielsweise näher erläutert.

In Fig. 1 ist ein Gewindebolzen 1 mit einer Gewindesteigung von beispielsweise 18 Umdrehungen pm Zoll dargestellt. Der Gewindebolzen 1 ist so gelagert, daß er eine Drehung um seine Achse, aber keine axiale Bewegung ausführen kann.

Auf dem Gewindebolzen 1 ist eine Anordnung 2 angebracht, die drei Gewindeeinzelteile 3 mit Innengewinde von gleicher Bauart enthält; die Gewindeeinzelteile greifen mit je drei Gewindegängen in den Gewindebolzen 1 ein. Ein Gehäuse 4 mit Endwandungen 6 ist als Mittel zur koaxialen und in Abständen zueinander befindlichen Befestigung der Gewindeeinzelteile vorgesehen, wobei der Abstand zwischen den Gewindeeinzelteilen 3 vorzugsweise von der Größenordnung von sechs Umdrehungen des Gewindes· auf dem Gewindebolzen 1 ist, d. h. einer Entfernung, die gleich der doppelten axialen Länge des Innengewindes von jedem Gewindeeinzelteil 3 ist. Das Gehäuse 4 ist von zylindrischer Bauart mit einem röhrenförmigen Teil 5 irgendeiner geeigneten Querschnittsform, z. B. einer kreisförmigen oder polygonalen Form, zwischen den Endwandungen 6 angeordnet. Die Endwandungen 6 sind mit zentralen Öffnungen 7 von einem Durchmesser, der den ungehinderten Durchgang

60S 769/137

3 4

des Gewindebolzens 1 gestattet, versehen. Außerdem sein würde, wenn die Gewindeeinzelteile die Form

ist das Gehäuse 4 durch Zwischenwandteile 8, die in von Halbmuttern haben.

ähnlicher Weise wie die Endwandungen 6 mit Öffnun- In der Ausführungsform der Erfindung, wie sie in gen versehen sind, in Abteilungen unterteilt. Die Zahl Fig. 2 dargestellt ist, wird eine zylindrische Muffe 11 der Abteilungen entspricht der Anzahl der Gewinde- 5 mit einem Innengewinde an Stelle des Gewindeeinzelteile 3. bolzens 1 der Fig. 1 verwendet, und die mit Innen-Zwischen den Endflächen jedes Gewindeeinzelteiles 3 gewinde versehenen Gewindeeinzelteile 3 sind durch und den benachbarten Abteil wandungen sind elastische drei Gewindeeinzelteile 13 in der Form von Scheiben Abstandsstücke vorgesehen, die als Druckfedern 9 ersetzt, von denen jede mit einem Außengewinde verausgebildet sind. So sind in der Ausführungsform, io sehen ist, das sich im Eingriff mit einigen Gängen wie sie in der Fig. 1 dargestellt ist, insgesamt sechs des Innengewindes der Muffe 11 befindet. Die Ge-Druckfedern angeordnet, die dazu dienen, alle Ge- windeeinzelteile 13 befinden sich in einem Gehäuse \vindeeinzelteile3 in einer mittleren Lage zwischen zwischen Scheiben 14,15,, die parallel zueinander fest den Wandungen ihres Abteils im Gehäuse 4 zu halten. mit der Welle 12 verbunden sind. Die Welle 12 geht Ein Stift 10, dessen Enden an den Endwandungen 6 15 durch zentrale Löcher der Gewindeeinzelteile 13 hindes Gehäuses 4 befestigt sind, ragt durch Öffnungen durch. Auf diese Weise sind die Gewindeeinzelteile 13 in den Federn 9 und Gewindeeinzelteilen 3, so daß koaxial auf der Welle 12 befestigt; die Anordnung eine Winkelbewegung der Gewindeeinzelteile 3 gegen- ist so getroffen, daß die Gewindeeinzelteile eine beeinander und gegen das- Gehäuse verhindert wird, grenzte Bewegung im Verhältnis zueinander in der wobei aber den Teilen eine begrenzte Bewegungs- 20 axialen Richtung ausführen können. Die Gewindefreiheit zueinander und gegenüber dem Gehäuse 4 in einzelteile 13 sind in gleichem Abstand zueinander der axialen Richtung gelassen wird. und zu den Scheiben 14,15 durch Ringgummischeiben Bei der Betätigung erzeugt eine Drehung des 16, deren elastische Rückstellkraft sich gegenseitigen Gewindebolzens 1 eine gleichzeitige axiale Bewegung axialen Bewegungen der Gewindeeinzelteile 13 widerdier Gewindeeinzelteile 3 und damit des Gehäuses 4. 25 setzt, gehalten.

Wenn das Gewinde auf dem Gewindebolzen 1 genau Ein Stift 17 ähnlich, dem Stift 10 der Fig. 1 ist mit gleichförmig ist, so bewegen sich die Gewindeeinzel- seinen Enden an den Scheiben 14 und 15 des Gehäuses teile um genau denselben Betrag. Sind indessen befestigt und geht außerdem durch Öffnungen in den Unregelmäßigkeiten in dem Gewinde des Gewinde- Gewindeeinzelteilen 13 und den Gummischeiben 16, bolzens 2, so bewegen sich die Teile 3 axial zueinander, 30 wodurch eine Drehung der Gewindeeinzelteile zuein- und das Gewindeeinzelteil 3, das in den unregelmäßi- ander oder in bezug auf das Gehäuse verhindert wird, gen Teil des Bolzengewindes eingreift, drückt die eine Die Betätigung der Bewegungsschraube gemäß oder die andere der zu ihm gehörenden Federn 9 zu- Fig. 2 ist im wesentlichen dieselbe, wie die der in der sammen. Bei der praktischen Anwendung der Bewe- Fig. 1 dargestellten. Indessen unterscheiden sich die gungsschraube der in Fig. 1 dargestellten Bauart sind 35 zwei Ausführungsformen darin, daß in der Anordnung zueinander bewegliche Teile des Gerätes, mit dem die nach Fig. 1 der Längsdruck vom Gewindebolzen auf Vorrichtung verwendet wird, mit dem Gewinde- das Gehäuse 4 durch eine Anzahl von Federn 9 überbolzen 1 bzw. dem Gehäuse 4 verbunden, so daß das tragen wird, die parallel wirken und stets gleichzeitig Gehäuse bei einer Bewegung längs des Gewinde- an der Kraftübertragung beteiligt sind, während bei bolzens 1 eine entgegenwirkende Kraft zu überwinden 40 der Ausführung gemäß Fig. 2 der Längsdruck, der hat. auf die Welle 12 als Resultat einer Drehung der Gemäß der Erfindung ist die Kraft der Federn 9 Muffe 11 ausgeübt wird, durch eine Anzahl von so bemessen, daß die Translationsbewegung des Ge- hintereinanderliegenden Gummischeiben 16 nacheinhäuseteiles 4 nicht als Folge der axialen Bewegung ander übertragen wird. Aus diesem Grund muß jede von nur einem Gewindeeinzelteil 3 erfolgen kann, 45 Scheibe 16 unter einer zusammendrückenden Kraft sondern sich aus der Bewegung von mindestens zwei stehen, die die Kraft, die sich einer axialen Bewegung der Gewindeeinzelteile 3 ergibt. Wenn eine Unregel- der Welle entgegensetzt, überschreitet. Aus diesem mäßigkeit im Bolzengewinde 1 vorhanden ist und Grund ist diese letzte Anordnung mehr zur Verwendiese Unregelmäßigkeit in axialer Richtung keine dung für kleine Belastungen geeignet, größere Ausdehnung hat, als dem axialen Spiel von 5° Die Anordnung, die in Fig. 2 dargestellt ist, kann einem Gewindeeinzelteil 3 entspricht, so kann der auch in Verbindung mi.t einem Gewindebolzen mit Gewindeeinzelteil 3, der in die Unregelmäßigkeit des Außengewinde ausgebildet werden, indem man die Bolzengewindes eingreift, sich ein wenig in axialer Gewindeeinzelteile mit Innengewinde 3, wie sie in Richtung bewegen, ohne den allgemeinen Betrag der Fig. 1 dargestellt sind, an Stelle der Gewindeeinzel-Translationsbewegung des Gehäuses 4 zu beeinflussen. 55 teile mit Außengewinde 13 einsetzt und indem man Bei einer Bewegungsschraube mit einer Mutter 2 die Teile in einem Gehäuse unterbringt, das dem gemäß Fig. 1 wurde gefunden, daß verhältnismäßig Gehäuse 4 der Fig. 1 ähnlich ist, aber unter Ausgroße Unregelmäßigkeiten in dem Gewinde des Ge- lassung der Trennwände 8. In ähnlicher Weise kann windebolzens durch die relativen axialen Bewegungen die Mutter 2 (Fig. 1) zu einer Muffe mit Innengewinde der Teile 3 zueinander absorbiert werden können und 60 abgewandelt werden, indem man Gewindeeinzelteile daß die resultierende Bewegung des Gehäuses 4 im mit Außengewinde und Druckfedern nach Art der wesentlichen gleichförmig in Übereinstimmung mit Federn 9 (Fig. 1) koaxial auf einer Welle anbringt, der richtigen Steigung des Gewindes auf dem Gewinde- wobei indessen jeder Gewindeeinzelteil und die zubolzen 1 ist. Obwohl in der Anordnung, wie sie in gehörigen Federn durch einen Kragen, der auf der Fig. 1 beschrieben ist, die Gewindeeinzelteile 3 sich 65 Welle 12 fest angebracht ist, getrennt werden, mit dem Gewindebolzen 1 auf seinem ganzen Umfang Im allgemeinen wird die Form der elastischen im Eingriff befinden, so umfaßt die Erfindung auch Mittel, die vorher erwähnt wurden, unter anderem Anordnungen, bei welchen die Gewindeeinzelteile 3 von der Belastung abhängen, die auf der Vorrichtung mit dem Gewindebolzen nur auf einem Teil seines ruht, und wenn man eine der Ausführungsformen, wie Umfanges im Eingriff stehen, wie es z. B. der Fall 70 sie in Fig. 1 und 2 dargestellt sind, oder eine Ab-

Wandlung hiervon verwendet, so· können die elastischen Mittel, die als Druckfedern und Gummischeiben dargestellt sind, ausgewechselt oder ersetzt werden durch eine andere Form von elastischen Mitteln, die eine Kraft ausüben, die danach strebt, sich der axialen Bewegung der Teile 3 oder 13 gegeneinander zu widersetzen.

Der Gegenstand der Erfindung ist mit je drei Gewindeeinzeilteilen beschrieben und bildlich dargestellt. Es ist offensichtlich, daß dieses die einfachste Form der Ausführung darstellt. Indessen kann je nach den besonderen Anforderungen auch eine größere Anzahl von Gewindeeinzelteilen verwendet werden. Die gegenseitige axiale Bewegung zwischen dem Gewindebolzen oder der Gewindemuffe einerseits und dem die Translationsbewegung ausführenden Gegengewindeteil andererseits findet in jedem Fall nur statt, wenn sich die Mehrzahl der Gewindeeinzelteile im Verhältnis zu dem die Drehbewegung ausführenden Gewindebolzen oder der Gewindemuffe um im wesentliehen denselben Betrag bewegt.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Bewegungsschraube für feinmechanische Präzisionsgeräte zur Umwandlung einer drehenden Bewegung in eine genau proportionaleTranslationsbewegung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gewindeteil (2, 2') aus mindestens drei Gewindeeinzelteilen (3, 13) zusammengestellt ist, die an der gegenseitigen Verdrehung gehindert werden, während begrenzte axiale gegenseitige Verschiebungen der Gewindeeinzelteile (3,13) durch Zwischenschaltung elastischer Abstandsstücke (9,16) ermöglicht sind, so daß Ungleichmäßigkeiten des mit den Teilen (2, 2') im Eingriff befindlichen Schraubengewindes (1, 11) ausgeglichen werden können.

2. Bewegungsschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindeeinzelteile (3) mit ■den zwischengeschalteten elastischen Abstandsstücken (9,16) in einem Gehäuse (4) zusammengehalten werden.

3. Bewegungsschraubenach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (4) durch Trennwände (8) in einzelne Abteilungen für die Gewindeeinzelteile (3) und die dazugehörigen Abstandsstücke (9) eingeteilt ist.

4. Bewegungsschraube nach Anspruch 1, bei der die Schraubenmutter nicht unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindeeinzelteile (13) und die elastischen Abstandsstücke (16) zwischen festliegenden, mit der Achse des Bolzens (12) starr verbundenen Scheiben (14, 15) eingespannt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Richter, v. Voß : Bauelemente der Feinmechanik, Berlin, 1949, S. 385, 386 und Abb. 1442.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© β09769Λ37 1.57