DE102009037091A1 - Bearing device for use in measuring device utilized for measuring dimension and/or contour and/or roughness of test specimen, has axial-air bearing axially mounting rotor at stator, and radial air bearing over which rotor is mounted - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Lagerungseinrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.The The invention relates to a storage device in the preamble of claim 1 type.
Durch
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lagerungseinrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art anzugeben, die insbesondere im Hinblick auf eine Verwendung der Lagerungseinrichtung in einer Meßvorrichtung zur Messung der Form eines Prüflings verbessert ist.Of the Invention is based on the object, a storage device specify the type mentioned in the preamble of claim 1, the in particular with regard to a use of the storage device in a measuring device for measuring the shape of a test piece is improved.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.These The object is achieved by the invention defined in claim 1.
Die Erfindung sieht vor, daß die Lagerungseinrichtung zur axialen Lagerung des Rotors an dem Stator ein Axial-Luftlager aufweist. Erfindungsgemäß ist der Rotor somit sowohl in Radialrichtung als auch in Axialrichtung über ein Luftlager an dem Stator gelagert. Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ergeben sich sowohl ausgezeichnete Rundlaufeigenschaften als auch ausgezeichnete Planlaufeigenschaften. Aufgrunddessen ist die erfindungsgemäße Lagerungseinrichtung dazu geeignet, in einer Präzisions-Meßvorrichtung zur Messung der Form eines Prüflings, beispielsweise zur Durchführung von Dimensions-, Kontur- bzw. Rauheitsmessungen verwendet werden, bei denen an die Rundlauf- und Planlaufeigenschaften der Lagerungseinrichtung hohe Anforderungen gestellt werden, um Präzisions-Messungen zu ermöglichen. Damit ist die erfindungsgemäße Lagerungseinrichtung besonders gut in Meßvorrichtungen zur Messung der Form eines Prüflings verwendbar. Die erfindungsgemäße Lagerungseinrichtung ist jedoch auch für andere Verwendungen geeignet.The Invention provides that the storage device for axial Storage of the rotor on the stator has an axial air bearing. According to the invention, the rotor is thus both in Radial direction as well as in the axial direction via an air bearing stored on the stator. Due to the invention Design results in both excellent concentricity properties as well as excellent run-flat properties. Because of that the storage device according to the invention thereto suitable in a precision measuring device for Measurement of the shape of a specimen, for example, to carry out be used by dimension, contour or roughness measurements, in which the concentricity and run-flat properties of the storage device high Requirements are made to precision measurements to enable. This is the invention Storage device particularly good in measuring devices suitable for measuring the shape of a test object. The inventive However, storage equipment is also for other uses suitable.
Erfindungsgemäß kann wenigstens eines der Luftlager als dynamisches Luftlager ausgebildet sein, bei dem sich ein zur Bildung des Luftlagers erforderliches Luftpolster während des Betriebes der Lagerungseinrichtung selbständig aufbaut, ohne daß eine Druckluftzufuhr erforderlich ist. Nachteilig ist hierbei jedoch, daß bei einem dynamischen Luftlager die Lagerflächen während des Anlaufes des Lagers miteinander in Kontakt sind und damit einem Verschleiß unterworfen sind. Zur Vermeidung eines Verschleißes an den Lagerflächen sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, daß wenigstens eines der Luftlager als statisches Luftlager ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform wird ein für den Betrieb des Luftlagers erforderliches Luftpolster zwischen den Lagerflächen durch Druckluft aufgebaut.According to the invention at least one of the air bearings is designed as a dynamic air bearing, in which a required for the formation of the air bearing air cushion independently during operation of the storage device builds up without a compressed air supply is required. The disadvantage here, however, that in a dynamic Air bearing the bearing surfaces during startup of the bearing are in contact with each other and thus subject to wear are. To avoid wear on the bearing surfaces provides an advantageous development of the invention that at least one of the air bearings is designed as a static air bearing. at This embodiment becomes one for the operation the air bearing required air cushion between the storage areas built by compressed air.
Grundsätzlich können die Lagerflächen des Axial-Luftlagers in beliebiger geeigneter Weise geformt sein. Um die Planlaufeigenschaften der erfindungsgemäßen Lagerungseinrichtung weiter zu verbessern, sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, daß das Axial-Luftlager an dem Stator und an dem Rotor gebildete Planflächen aufweist. Die Planflächen des Stators und des Rotors bilden bei dieser Ausführungsform Lagerflächen, zwischen denen sich bei Betrieb der erfindungsgemäßen Lagerungseinrichtung und damit bei sich drehendem Rotor ein Luftpolster befindet.in principle can the bearing surfaces of the axial air bearing in be shaped as appropriate. To the run characteristics the storage device according to the invention on to improve, provides an advantageous embodiment of the invention before that the axial air bearing on the stator and on the rotor having formed planar surfaces. The plane surfaces of the stator and the rotor form in this embodiment Storage areas, between which during operation of the invention Storage device and thus with rotating rotor an air cushion located.
Um den Aufbau des Stators besonders zweckmäßig zu gestalten, insbesondere hinsichtlich einer einfachen Wartung, sieht eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, daß der Stator ein vorzugsweise lösbar mit dem Unterteil verbundenes Oberteil aufweist, wobei der Rotor zwischen dem Unterteil und dem Oberteil aufgenommen ist.Around the construction of the stator particularly useful design, especially with regard to easy maintenance Another advantageous embodiment of the invention that the Stator a preferably releasably connected to the lower part Upper part, wherein the rotor between the lower part and the Upper part is added.
Eine andere Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß der Stator eine zentrische Öffnung aufweist, in der ein freiliegender Teil des Rotors aufgenommen ist. Der freiliegende Teil des Rotors kann insbesondere bei Verwendung einer erfindungsgemäßen Lagerungseinrichtung in einer Meßvorrichtung einen Drehtisch bilden oder drehfest mit einem Drehtisch verbunden sein, an dem eine Halterung für den Prüfling angeordnet ist.A Another embodiment of the invention provides that the stator has a central opening in which an exposed Part of the rotor is included. The exposed part of the rotor can in particular when using an inventive Storage device in a measuring device a turntable form or rotatably connected to a turntable on which a holder for the specimen is arranged.
Eine andere zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß in dem Stator Zuführkanäle zur Zuführung von Druckluft zu den Luftlagern gebildet sind.A other expedient development of the invention provides that in the stator feed channels for Supply of compressed air to the air bearings are formed.
Eine erfindungsgemäße Meßvorrichtung zur Messung der Form eines Prüflings ist im Anspruch 7 angegeben. Eine solche Meßvorrichtung weist einen durch einen Rotor gebildeten oder mit dem Rotor verbundenen Drehtisch auf, an dem eine Halterung für den Prüfling angeordnet ist und der über eine Lagerungseinrichtung mit einem Stator verbunden ist. Die Meßvorrichtung weist ferner wenigstens einen Meßtaster auf, der in Meßposition mit dem Prüfling in Verbindung steht zur Aufnahme von die Form des Prüflings repräsentierenden Meßwerten und der mit einer nachgeordneten Auswertungseinrichtung in Meßwertübertragungsverbindung steht. Die erfindungsgemäße Meßvorrichtung weist eine erfindungsgemäße Lagerungseinrichtung auf. Aufgrund der durch Verwendung der erfindungsgemäßen Lagerungseinrichtung erreichten ausgezeichneten Rundlauf- und Planlaufeigenschaften des Drehtischs ist die erfindungsgemäße Meßvorrichtung besonders gut zur Durchführung von Präzisions-Messungen geeignet, beispielsweise für eine hochpräzise Messung der Rundheit eines Prüflings.A Measuring device according to the invention for measurement the shape of a specimen is specified in claim 7. A such measuring device has a rotor formed by a or rotary table connected to the rotor, on which a holder is arranged for the examinee and the over a storage device is connected to a stator. The measuring device further comprises at least one probe, in the measuring position with the examinee is in connection with the recording of the Form of the test sample representing measured values and with a downstream evaluation device in Meßwertübertragungsverbindung stands. The measuring device according to the invention has a storage device according to the invention on. Due to the use of the invention Storage equipment achieved excellent concentricity and run-flat properties the turntable is the measuring device according to the invention especially good for performing precision measurements suitable, for example, for a high-precision Measurement of the roundness of a test object.
Eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung sieht vor, daß die Meßvorrichtung zur Messung der Dimension und/oder der Kontur und/oder der Rauheit des Prüflings ausgebildet ist.A Further development of the measuring device according to the invention provides that the measuring device for measuring the dimension and / or the contour and / or the roughness of the test piece is trained.
Erfindungsgemäß ist es grundsätzlich ausreichend, wenn die Meßvorrichtung einen einzigen Meßtaster aufweist. Es ist erfindungsgemäß jedoch entsprechend den jeweiligen Anforderungen auch möglich, wenigstens zwei Meßtaster zu verwenden.According to the invention it is basically sufficient if the measuring device has a single probe. However, it is according to the invention accordingly the respective requirements also possible, at least two Probe to use.
Erfindungsgemäß kann der Meßtaster den Prüfling entsprechend einem beliebigen geeigneten Meßprinzip vermessen, beispielsweise berührungslos, insbesondere auf optischem Wege. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht insoweit vor, daß der Meßtaster ein taktil arbeitender Meßtaster ist. Entsprechende Meßtaster stehen als relativ kostengünstige Bauteile mit hoher Genauigkeit zur Verfügung.According to the invention the probe the test specimen according to a measure any suitable measuring principle, for example contactless, in particular by optical means. An advantageous Further development of the invention provides that the Probe is a tactile working probe. Corresponding probe are relatively inexpensive Components with high accuracy available.
Eine
Verwendung einer erfindungsgemäßen Lagerungseinrichtung
in einer Meßvorrichtung zur Messung der Form eines Prüflings,
insbesondere einer erfindungsgemäßen Meßvorrichtung,
ist im Anspruch 10 angegeben.A
Use of a storage device according to the invention
in a measuring device for measuring the shape of a test object,
in particular a measuring device according to the invention,
is specified in
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert, in der stark schematisiert ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist. Dabei bilden alle beschriebenen, in der Zeichnung dargestellten und in den Patentansprüchen beanspruchten Merkmale für sich genommen sowie in beliebiger Kombination miteinander den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen und deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Beschreibung bzw. Darstellung in der Zeichnung.The Invention will now be described with reference to the accompanying drawings explained in more detail, in the highly schematized one Embodiment of the invention is shown. there form all described, shown in the drawing and in the claims claimed for features taken as well as in any combination with each other the object of the invention, regardless of their summary in the claims and their dependency as well regardless of their description or presentation in the Drawing.
Es zeigt:It shows:
In den Figuren der Zeichnung sind gleiche bzw. sich entsprechende Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.In the figures of the drawing are the same or corresponding components denoted by the same reference numerals.
In
Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Stator
Wie
aus
Erfindungsgemäß weist
die Lagerungseinrichtung
In
Die
erfindungsgemäße Meßvorrichtung weist
bei diesem Ausführungsbeispiel einen taktil arbeitenden
Meßtaster
Die
Funktionsweise der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung
ist wie folgt:
Zur Messung der Form des Prüflings
For measuring the shape of the
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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