DD231143A1 - DRIVE FOR A CROSS-TABLE - Google Patents
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Abstract
Antrieb fuer einen Kreuztisch, insbesondere fuer Mikroskoptische mit grossem Bewegungsbereich, welcher bei hohen Bedienkomfort eine abriebfreie und feinfuehlige Einstellbarkeit gewaehrleistet, wobei ueber Bedienelemente eine reibungsarme Grobpositionierung von Hand einschaltbar sein soll und die Antriebsmittel staendig im Eingriff bleiben. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass koaxial zu den zwei vorhandenen Bedienknoepfen ueber Rotation eines weiteren Bedienknopfes ein ebenfalls koaxiales Reibgehemme ein- und ausgeschaltet wird. FigurDrive for a mechanical stage, especially for microscope tables with a large range of motion, which ensures a high ease of use abrasion-free and feinfuehlige adjustability, with over a low-friction coarse positioning by hand should be switched on and the drive means remain constantly engaged. According to the invention, the object is achieved by coaxially with the two existing control buttons via rotation of a further control button also a coaxial Reibgehemme on and off. figure
Description
Antrieb für einen KreuztischDrive for a cross table
Die Erfindung betrifft einen handbetriebenen Antrieb für Kreuztische, insbesondere für Mikroskoptische mit großem Bewegungsbereich.The invention relates to a hand-operated drive for cross tables, in particular for microscope tables with a large range of motion.
Es sind Antriebe für Kreuztische an Mikroskopen bekannt, bei denen aus Gründen der feinfühligen zügigen Sinstellbarkeit Reibbremsen vorgesehen sind.There are drives for cross tables on microscopes are known in which friction brakes are provided for the sake of sensitive fast Sinstellbarkeit.
Speziell bei der mikroskopischen Untersuchung von Objekten mit großer flächenhafter-Ausdehnung setzt sich eine Grob positionierung von Hand durch« Dabei ist es vorteilhaft, wenn während der Grobpositionierung die Reibkraft der Reibbremsen ausgeschaltet oder vermindert wird.Especially in the microscopic examination of objects with large areal expansion is a coarse positioning by hand through «It is advantageous if during coarse positioning, the frictional force of the friction brakes is turned off or reduced.
Zum Ausschalten dieser Bremswirkung sind Lösungen mit ausschaltbaren Zahnrädern bekannt. Dabei werden in der Regel über zusätzliche Bedienelemente, wie zum Beispiel Kipphebel, Ritzel und Zahnstange für eine Koordinate oder auch zwei Koordinaten zur Grobpositionierung außer Eingriff gebracht.To turn off this braking effect solutions are known with disengageable gears. In this case, additional control elements, such as rocker arms, pinions and rack for a coordinate or two coarse positioning are disengaged usually.
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Beim Wiedereinschalten der Bremswirkung kommt es unter Umständen zu einer unerwünschten Objektverschiebung und in einem weiteren Falle erfolgt kein Singriff von Ritzel und Zahnstange. In diesem Fall ist der Tisch von Hand solange zu verschieben, bis das Ritzel zum Eingriff kommt. Dieser Transporteffekt beim Einschalten wirkt störend, weil dabei die interessierende Objektstelle aus dem Gesichtsfeld des Mikroskopes springen kann. In DE 3 037 741 A1 wird eine Antriebsvorrichtung für einen Schlitten beschrieben, bei der zur Grobpositionierung eines Objektes mittels eines Kipphebels eine Welle mit Betätigungsknopf und Reibrad in axialer Richtung verschiebbar ist, so daß das Reibrad außer Anlage an der ihm zugeordneten Reibbahn gerät. Der Kipphebel wird über eine Rastvorrichtung während der Grobpositionierung in seiner Arbeitsstellung gehalten. JTach einer besonderen Betätigung wird der Kipphebel wieder freigegeben. Gemäß dieser Lösung tritt oben genannter Transporteffekt beim Einschalten der Reibglieder nicht auf. Nachteilig ist jedoch, daß infolge der Verwendung von Reibrad und Reibbahn hohe Anforderungen an die Oberfläche der reibenden Teile bestehen. Aufgrund des unvermeidlichen Abriebes in der Reibpaarung wäre zudem diese Lösung bei der Untersuchung staubempfindlicher Objekte, wie etwa Masken und Wafer bei der Herstellung mikrolithografischer Strukturen im Mikrometerbereich, nicht anwendbar. Sin weiterer Nachteil betreffs Bedienkomfort besteht in der Verwendung nichteinheitlicher Bedienelemente wie Betätigungsknöpfe für die Tischverechiebung und Kipphebel zum Ein- und Ausschalten der Re ibwirkung.When switching on the braking effect may cause an undesirable object shift and in another case, there is no Squeeze of pinion and rack. In this case, move the table by hand until the pinion engages. This transport effect when switching is disturbing because it can jump the object of interest from the field of view of the microscope. In DE 3 037 741 A1, a drive device for a carriage is described, in which for coarse positioning of an object by means of a rocker arm, a shaft with actuating button and friction wheel is displaceable in the axial direction, so that the friction wheel gets out of engagement with the Reibbahn assigned to it. The rocker arm is held by a locking device during coarse positioning in its working position. After a special operation, the rocker arm is released again. According to this solution, the above-mentioned transport effect does not occur when the friction members are turned on. The disadvantage, however, is that high demands on the surface of the rubbing parts exist as a result of the use of friction and Reibbahn. Moreover, due to the unavoidable abrasion in the friction pairing, this solution would not be applicable to the inspection of dust-sensitive objects such as masks and wafers in the manufacture of microlithographic structures in the micrometer range. Sin further disadvantage in terms of ease of use is the use of non-uniform controls such as operation buttons for Tischverechiebung and rocker arm for switching on and off the Re ibwirkung.
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Ziel der Erfindung ist es, den Bedienkomfort bei einem Antrieb für einen Kreuztisch, bei der Untersuchung von Objekten mit großer flächenhafter Ausdehnung zu erhöhen.The aim of the invention is to increase the ease of use in a drive for a mechanical stage, in the investigation of objects with large areal extent.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb für einen Kreuztisch zu entwickeln, welcher eine abriebfreie, feinfühlige zügige Einstellbarkeit gewährleistet, wobei mittels einheitlicher Bedienelemente eine Umschaltung auf eine reibungsarme Grobpositionierung von Hand erfolgen soll und die Antriebsmittel ständig im Eingriff bleiben.The invention has for its object to develop a drive for a mechanical stage, which ensures abrasion-free, sensitive rapid adjustability, by means of uniform controls switching to a low-friction coarse positioning by hand and the drive means are constantly engaged.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Antrieb für einen Kreuztisch mit Antriebsmitteln zur Ver-Schiebung eines ersten gerade geführten Schlittens, bestehend aus einer am ersten Schlitten befestigten Zahnstange und einem Ritzel, das fest auf einer Vollwelle sitzt, mit der ein erster Betätigungsknopf fest verbunden ist,According to the invention the object is achieved in that the drive for a mechanical stage with drive means for Ver-shift a first straight guided carriage consisting of a toothed rack mounted on the first rack and a pinion, which sits firmly on a solid shaft, with a first operating knob fixed connected is,
mit Antriebsmitteln zur Verschiebung eines zweiten gerade geführten Schlittens, bestehend aus einer am zweiten Schlitten befestigten Zahnstange und einem Ritzel, das fest auf einer Hohlwelle sitzt, mit der ein zweiter Betätigungsknopf fest verbunden ist, wobei die Vollwelle und die Hohlwelle koaxial auf einer zwischen beiden Wellen befindlichen, am zweiten Schlitten befestigten Hülse geführt werden,with drive means for displacing a second carriage being guided, consisting of a rack mounted on the second carriage and a pinion firmly seated on a hollow shaft to which a second operating knob is fixedly connected, the solid shaft and the hollow shaft coaxial with one another between the two shafts be guided, mounted on the second carriage sleeve,
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weiterhin mit einer Reibscheibe, die zur Hülse koaxial verdrehgesichert auf der Vollwelle angeordnet ist und gegen die Stirnflächen der mit den Betätigungsknöpien verbundenen Antriebsmittel kraftschlüssig an je einer Seite anliegen,Furthermore, with a friction disc, which is arranged coaxially against the sleeve on the solid shaft and frictionally abut against the end faces of the actuation knobs connected to the drive means on one side,
wobei sich Flächen der Antriebsmittel für den ersten Schlitten über die Vollwelle und gegebenenfalls über weitere Bauteile einerseits an der ritzelseitigen Stirnfläche der Hülse und andererseits an der Reibscheibe abstützen,wherein surfaces of the drive means for the first carriage are supported by the solid shaft and optionally by further components on the one hand on the pinion-side end face of the sleeve and on the other hand on the friction disc,
und wobei sich Flächen der Antriebsmittel für den zweiten Schlitten über die Hohlwelle einerseits an einem Absatz der Hülse und andererseits auf der anderen Seite der Reibscheibe abstützen, so gestaltet ist, daß koaxial zu den beiden Betätigungsknöpfen ein dritter Betätigungsknopf mit Innengewinde vorgesehen ist, der über ein auf der Hülse aufgebrachtes Gewinde eine Achsialverschiebung einer Druckscheibe bewirkt, die verdrehgesichert zur Hülse koaxial auf der Vollwelle gelagert ist und die sich einerseits auf der Stirnfläche des dritten Betätigungsknopfes und andererseits auf der Stirnfläche des Ritzels abstützt. Vorteilhaft hinsichtlich eines weichen Anstellens der Bremswirkung und hinsichtlich des Verschleißes ist es, wenn zwischen Druckscheibe und der Stirnfläche des Ritzels koaxial ein federndes Element angeordnet ist.and wherein surfaces of the drive means for the second carriage via the hollow shaft on the one hand supported on a shoulder of the sleeve and on the other hand on the other side of the friction disc, designed so that coaxially to the two operating knobs, a third operating knob is provided with internal thread, via a Thread applied to the sleeve causes an axial displacement of a thrust washer, which is mounted against rotation to the sleeve coaxially on the solid shaft and which is supported on the one hand on the end face of the third operating knob and on the other hand on the end face of the pinion. It is advantageous with respect to a smooth adjustment of the braking effect and with respect to the wear, if a resilient element is arranged coaxially between the thrust washer and the end face of the pinion.
Über die Drehung des dritten Betätigungsknopfes wird entsprechend der Steigung des Gewindes eine Achsialverschiebung der Druckscheibe bewirkt,About the rotation of the third actuating knob is effected in accordance with the pitch of the thread an axial displacement of the pressure plate,
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die je nach Lage eine kraftschlüssige Auflage der Stirnflächen der Antriebsmittel auf den Flächen der Reibscheibe herstellt beziehungsweise aufhebt. Der dritte Betätigungsknopf ist dabei griffgünstig in der Nähe der beiden ersten Betätigungsknöpfe angeordnet.which, depending on the position, establishes or releases a non-positive support of the end faces of the drive means on the surfaces of the friction disk. The third operating knob is conveniently located in the vicinity of the two first operating knobs.
Dadurch, daß die Druckscheibe und die Hülse als Verdrehsicherung gestaltet sind, wird beim Ein- und Ausschalten der Bremswirkung eine ungewollte Verschiebung des Tisches verhindert.Characterized in that the thrust washer and the sleeve are designed as anti-rotation, an unwanted displacement of the table is prevented when switching on and off the braking effect.
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In der Zeichnung ist eine zweckmäßige Form der Realisierung der Erfindung dargestellt.In the drawing, an expedient form of realization of the invention is shown.
Der Antrieb ist speziell für einen in zwei senkrechten Koordinaten beweglichen Kreuztisch eines Mikroskopes ausgeführt.The drive is specially designed for a cross table of a microscope that can be moved in two vertical coordinates.
Der Antrieb besteht aus Antriebsmittel zur Verschiebung eines nicht dargestellten ersten Schlittens an dem eine Zahnstange 1 befestigt ist.The drive consists of drive means for displacing a first carriage, not shown, on which a rack 1 is mounted.
Über ein Ritzel 2, das fest auf einer Vollwelle 3 sitzt, wird durch Rotation des mit der Vollwelle 3 verbundenen Betätigungsknopfes 4 die Verschiebung eingeleitet. Desweiteren sind Antriebsmittel zur Verschiebung eines nicht dargestellten zweiten Schlittens vorgesehen.About a pinion 2, which sits firmly on a solid shaft 3, the rotation is initiated by the connected to the solid shaft 3 actuator button 4, the shift. Furthermore, drive means for shifting a second carriage, not shown, are provided.
Eine Zahnstange 5 ist fest mit diesem Schlitten verbunden und bewirkt über ein Ritzel 6, das auf einer Hohlwelle 7 angebracht ist, durch Rotation des Betätigungsknopfes 8 die Verschiebung des zweiten Schlittens. Die Vollwelle 3 und die Hohlwelle 7 werden Jewells am Innendurchmesser beziehungsweise Außendurchmesser einer Hülse 9 geführt. Die Hülse 9 ist über ein Gewinde 10 fest mit einem Koppelglied 11 verschraubt, welches wiederum mit dem nicht dargestellten zweiten Schlitten fest verbunden ist.A rack 5 is fixedly connected to this carriage and causes via a pinion 6 which is mounted on a hollow shaft 7, by rotation of the actuating knob 8, the displacement of the second carriage. The solid shaft 3 and the hollow shaft 7 are guided Jewells on the inner diameter or outer diameter of a sleeve 9. The sleeve 9 is screwed by a thread 10 fixed to a coupling member 11, which in turn is fixedly connected to the second carriage, not shown.
Zwischen der Stirnfläche 12 des mittels Mutter 13 und Schraube 14 fest auf der Vollwelle 3 angebrachten Betätigungsknopf 4 und der Stirnfläche 15 der Hohlwelle 7 ist eine Reibscheibe 16 angeordnet. Auf das Gewinde 10 der Hülse 9 ist ein weiterer Betätigungsknopf 17 aufgeschraubt, der eine durch AnschlägeBetween the end face 12 of the nut 13 and screw 14 fixedly mounted on the solid shaft 3 actuator button 4 and the end face 15 of the hollow shaft 7, a friction disc 16 is arranged. On the thread 10 of the sleeve 9, another operating knob 17 is screwed, the one by stops
begrenzte Drehung um etwa 20° ausführen kann, wobei der Betätigungsknopf 17 aus Montagegründen aus zwei Teilen 17.1 und 17-2 ausgeführt ist.limited rotation can perform by about 20 °, wherein the operating knob 17 is executed for assembly reasons of two parts 17.1 and 17-2.
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Die Drehung bewirkt eine axiale Verschiebung einer Druckscheibe 18. Bei Verschiebung dieser Druckscheibe 18 in Richtung des Ritzels 2 werden durch Kraftübertra-' gung über ein federndes Element 19, einen Ring 20, der sich an einer Stirnfläche 21 des Ritzels 2 abstützt und über die Vollwelle 3 die Normalkräfte, die über die Stirnflächen 12 und 15 auf die Reibscheibe 16 wirken,erhöht. In diesem Zustand kann die zügige Peineinstellung der Schlitten über die Betätigungsknöpfe 4 und 8 vorgenommen werden. In dem anderen Fall wird über den Betätigungsknopf 17 die Druckscheibe 18 vom Ritzel 2 axial wegbewegt, so daß die Normalkräfte, die über die Stirnflächen 12 und 15 auf die Reibscheibe 16 wirken, stark vermindert werden und eine leichtgängige Grobpositionierung der Schlitten von Hand möglich ist. Die Antriebsmittel, Ritzel 2 und Zahnstange 1 sowie Ritzel 6 und Zahnstange 5 bleiben unabhängig von der Betriebsart Grobpositionierung beziehungsweise Feinpositionierung ständig im Singriff. Beim Ein- und Ausschalten der Reibkräfte an der Reibscheibe 16 erfolgt keine unerwünschte Verstellung der Schlitten, da die Reibscheibe 16 und auch die Druckscheibe 18 bezüglich der Hülse 9 verdrehgesiGhert ausgeführt sind. Selbstverständlich kann man das Reibgehemme für die Bedienknöpfe 4 und 8 30 stark ausbilden, daß eine vollständige Festhaltung der Schlitten erfolgt. In diesem Fall wäre die Drehbewegung des Betätigungsknopfes 17 über eine Drehrastung in drei Stufen denkbar, eine Stellung für Grobpositionierung, die zweite Stellung zur Feinpositionierung mit Reibhemmung der Betätigungsknöpfe 4 und 8 und die dritte Stellung mit noch erhöhten Reibkräften bis zur vollständigen Festhaltung.The rotation causes an axial displacement of a pressure plate 18. Upon displacement of this thrust washer 18 in the direction of the pinion 2 are by Kraftübert- 'tion via a resilient element 19, a ring 20 which is supported on an end face 21 of the pinion 2 and the solid shaft 3, the normal forces acting on the friction plate 16 via the end faces 12 and 15, increases. In this state, the speedy Peineinstellung the carriage via the operation buttons 4 and 8 can be made. In the other case, the pressure plate 18 is axially moved away from the pinion 2 via the actuating knob 17, so that the normal forces acting on the friction plate 16 via the end faces 12 and 15 are greatly reduced and a smooth coarse positioning of the carriage by hand is possible. The drive means, pinion 2 and rack 1 and pinion 6 and rack 5 are constantly independent of the operating mode coarse positioning or fine positioning in the pitch. When switching the frictional forces on and off the friction disc 16, there is no undesired adjustment of the carriages, since the friction disc 16 and also the pressure disc 18 are made to rotate relative to the sleeve 9. Of course, you can train the Reibgehemme 4 and 8 strong for the control buttons that a complete detention of the carriage takes place. In this case, the rotational movement of the actuating knob 17 via a rotational engagement in three stages would be conceivable, a position for coarse positioning, the second position for fine positioning with Reibhemmung the operation buttons 4 and 8 and the third position with even increased frictional forces to the complete detention.
Die Ausführung der Antriebsmittel als Zahnstange 1 und 5 sowie Ritzel 2 und 6 müssen einen spielfreien und abriebfreien Betrieb der Tischverstellung gewährleisten.The design of the drive means as a rack 1 and 5 and pinion 2 and 6 must ensure a backlash-free and abrasion-free operation of the table adjustment.
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Claims (2)
Pud/Mü/ 10.84For this a sheet drawing
Pud / Mü / 10.84
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