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Die Erfindung betrifft eine optische Fassung mit einem Innenring zur Aufnahme eines zu fassenden optischen Elementes und einem zum Innenring koaxial angeordneten Außenring, wobei der Innenring in einer Justierebene senkrecht zur Achse des Außenringes justierbar ist. Im Unterschied zu den aus dem Stand der Technik bekannten Fassungen dieses Typs weist die erfindungsgemäße Fassung zusätzlich zu Manipulatoreinheiten, über welche die Justierung erfolgt, davon unabhängig betätigbare Klemmeinheiten auf.
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Fassungen eines derartigen Typs werden vorzugsweise monolithisch hergestellt. Das heißt, die in einen Innenring und einen Außenring unterteilte Fassung wurde durch Einbringen von Schlitzen in einen Grundkörper hergestellt, wobei zwischen dem Innenring und dem Außenring Verbindungen bestehen bleiben. Eine Vielzahl solcher aus dem Stand der Technik bekannten Fassungen unterscheiden sich insbesondere in der Ausführung dieser verbleibenden Verbindungen, die im Wesentlichen durch die Lage, die Geometrie und die Dimensionierung der Schlitze festgelegt wird, und stellen grundsätzlich Stege bzw. Steganordnungen dar. An wenigstens zwei dieser Verbindungen greifen im Außenring gelagerte Stellelemente, z. B. eingeschraubte Stellschrauben, an. Mit der Einleitung eines Stellweges mittels eines der Stellelemente in einer der Verbindungen wird der Innenring und damit die Achse des Innenrings (Innenringachse) gegenüber dem Außenring und damit der Außenringachse um einen Verschiebeweg bewegt. Da das optische Element und damit die optische Achse eines im Innenring gefassten optischen Elementes eine feste Lage zur Innenringachse hat, kann so die Lage der optischen Achse justiert werden.
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In Abhängigkeit von der Ausführung der Verbindungen und der Richtung eines eingeleiteten Stellweges sind die Richtung des resultierenden Verschiebeweges und die Feinfühligkeit der Umsetzung des Stellweges in den Verschiebeweg bestimmt. Die Ausführung und Anzahl der Verbindungen ist auch bestimmend für die Steifheit bzw. Nachgiebigkeit der Verbindung zwischen Innen- und Außenring senkrecht zur Justierebene.
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Die Offenlegungsschrift
DE 199 01 295 A1 offenbart eine optische Baugruppe mit einer monolithischen typgleichen Fassung, bestehend aus einem Außenring (dort Außenfassung) und einem Innenring sowie unterschiedlich gestalteten Verbindungen zwischen dem Innenring und dem Außenring. Die unterschiedlich ausgeführten Verbindungen stellen Festkörpergelenkkoppeln bzw. Getriebe aus Festkörpergelenkkoppeln dar.
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Gemäß der vorgenannten
DE 199 01 295 A1 greifen an den Verbindungen einer Ausführung jeweils ein radial wirkendes Stellglied (hier Stellschraube) an. Im Sinne der Erfindung stellt jeweils eine der Verbindungen in Zusammenwirkung mit jeweils einem Stellglied eine Manipulatoreinheit dar. Die jeweils durch die beiden Stellschrauben eingeleiteten Stellwege werden in voneinander unabhängige Verschiebewege feinfühlig untersetzt. Dabei ist die Feinfühligkeit jeweils durch die Übersetzung der Stellschraube, die Übersetzung des Hebelgetriebes und die Umsetzung der translatorischen Bewegung in eine Drehbewegung um einen Drehpol bestimmt.
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Diese Fassung ist für einen sehr kleinen Justierbereich, vermutlich von 10–20 m, und eine sehr feinfühlige Justierung, vermutlich mit einer Auflösung höher als 2 m, ausgelegt, was sich durch das sehr geringe Übersetzungsverhältnis (auch als hohes Untersetzungsverhältnis bezeichnet) der über die Verstellhebel eingeleiteten Stellwege zu den sich daraus ergebenden Verschiebewegen erklärt. Die Verbindungen sind in axialer Richtung steif und in radialer Richtung weich ausgelegt, um die Justierung mit einem nur geringen Kraftaufwand vornehmen zu können.
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Eine ähnliche Fassung mit einem vergleichsweise größeren Justierbereich ist aus der
DE 10 2013 109 605 B3 bekannt. Die Manipulatoreinheiten unterscheiden sich hier zu denen der vorgenannten
DE 199 01 295 A1 dadurch, dass die sie bildenden Verbindungen durch eine geometrisch andere Schlitzführung gebildet sind. Vorteilhaft sind weitere Verbindungen vorhanden, an denen keine Stellschrauben angreifen und die daher keine Manipulatoreinheiten bilden. Sie dienen lediglich einer axialen Versteifung der Fassung und können in beliebiger Anzahl und an beliebigen Positionen angeordnet sein.
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Die zu den Manipulatoreinheiten gehörenden Verbindungen werden aus Stegen gebildet, die eine über ihre Länge verteilte Nachgiebigkeit aufweisen. Die Stege können aber auch über ihre Länge dicker ausgeführt und damit verhältnismäßig steif sein, wenn sie an den Übergängen zum Innenring bzw. Außenring Verjüngungen aufweisen, sodass diese Übergänge eine hohe Nachgiebigkeit aufweisen und Festkörpergelenke bilden. Unabhängig von ihrer Ausführung sind die so gebildeten Verbindungen in radialer Richtung weich.
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Eine Fassung gemäß der vorgenannten
DE 10 2013 109 605 B3 ist gegenüber der ebenfalls vorgenannten
DE 199 01 295 A1 durch eine vergleichsweise geringe Untersetzung der eingeleiteten Stellwege in Verschiebewege weniger feinfühlig. Die Auflösung liegt hier bei 1–2 m. Sie ist jedoch für einen größeren Justierbereich bis ca. 100 m geeignet und kann so ausgeführt werden, dass sie zur Justierung von nur einer Seite her zugängig sein muss.
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In der
WO 99/67683 A2 ist eine Fassung beschrieben, die zur gezielten Deformation von aufgenommenen optischen Elementen verwendet wird. Die Fassung besteht aus einem Außenring und einem Innenring, die über mindestens zwei gelenkige Verbindungen verbunden sind. Die zwei gelenkigen Verbindungen sind sich gegenüberliegend angeordnet und können auch monolithisch ausgebildet sein. Die Deformation erfolgt über zwei radial oder auch axial auf den Innenring wirkende Stellschrauben, die sich diametral gegenüberliegend im Außenring aufgenommen sind und die Biegekräfte in den Innenring einleiten können. Die jeweils zwei gelenkigen Verbindungen und Stellschrauben sind um 90° zueinander versetzt an der Fassung angeordnet.
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Aus der
US 7 916 408 B2 ist ein Beispiel für eine nicht-monolithische Fassung bekannt, ebenfalls bestehend auch einem Außenring und einem hierzu koaxial angeordneten und radial justierbaren Innenring. Zur Justierung sind im Außenring in radialer Richtung einen rechten Winkel miteinander einschließende Stellschrauben eingeschraubt, die jeweils mittelbar über eine Kugel auf einen Stift wirken, der mittelbar über eine zweite Kugel am Innenring anliegt. Eine solche Anordnung stellt im Sinne der Erfindung eine Manipulatoreinheit dar. Über das Einschrauben der Stellschrauben wird der Innenring in einer radialen Ebene verschoben. Eine den Stellschrauben entgegenwirkende Rückstellkraft wird durch ein tangential am Innenring anliegendes gefedertes Element bewirkt. Ebenso wie bei den aufgezeigten monolithischen Fassungen sind die Manipulatoreinheiten in der radialen Ebene weich, also elastisch.
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Sowohl die aufgezeigten monolithischen Fassungen als auch die aufgezeigte nicht-monolithische Fassung sind nur beispielhaft gezeigt und könnten durch eine Vielzahl weiterer typgleicher Fassungen ergänzt werden. Sie alle haben gemeinsam, dass die Fassung in einer Ebene senkrecht zur Fassungsachse, welche durch die Achse des Außenringes gebildet wird, elastisch ist. Das heißt, in dieser Ebene wirkende Kräfte können temporär zu einer grundsätzlich reversiblen Auslenkung des Innenrings aus seiner Justierlage führen. In der Regel sind die bei der Rückkehr in die Justierlage entstehenden Lageabweichungen des in der Fassung gefassten optischen Elementes gegenüber der Justierlage so gering, dass sie innerhalb einer akzeptablen Toleranz liegen. Bei sehr hohen Genauigkeits- und Stabilitätsanforderungen an ein optisches System können diese Lageabweichungen jedoch außerhalb der Toleranz liegen, weshalb es bei sehr hohen Genauigkeits- und Stabilitätsanforderungen von Interesse ist, das einjustierte optische Element in der Justierlage zu sichern. Dabei kommt es insbesondere darauf an, dass die Lagesicherung nicht selbst zu einer Dejustage führt und dass sie lösbar ist.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Fassung mit einem Außenring und einem hierzu koaxial angeordneten und radial mittels Manipulatoreinheiten justierbaren Innenring zum Halten eines optischen Elementes zu finden, bei welcher der Innenring gegenüber dem Außenring von den Manipulatoreinheiten unabhängig lösbar lagegesichert werden kann. Vorteilhaft soll bei der Lagesicherung die Übertragung eines Drehmomentes auf den Innenring vermieden werden.
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Diese Aufgabe wird für eine optische Fassung mit wenigstens einer Klemmeinheit mit einer Zugschraube, aufweisend einen Außenring mit einer Fassungsachse, einen hierzu koaxial angeordneten Innenring und wenigstens zwei den Außenring und den Innenring verbindende Manipulatoreinheiten, mittels derer der Innenring gegenüber dem Außenring in einer zur Fassungsachse senkrechten Justierebene justierbar ist, gelöst. Dabei ist wenigstens eine innerhalb des Außenringes angeordnete Klemmeinheit vorhanden, die zu einer Symmetrieachse spiegelsymmetrisch ausgebildet ist. Sie weist einen Klemmkörper auf, mit zwei Klemmbacken, die jeweils über einen inneren Verbindungssteg, eine innere Stegachse aufweisend, mit einem Ende einer biegesteifen Brücke und über einen äußeren Verbindungssteg, eine äußere Stegachse aufweisend, mit dem Außenring in Verbindung stehen. Zwischen den Klemmbacken ist ein mit dem Innenring fest verbundenes Klemmklötzchen angeordnet. Die Zugschraube ist entlang der Symmetrieachse durch den Außenring hindurch in die Brücke geschraubt, sodass mit einem weiteren Einschrauben der Zugschraube die Brücke von der Fassungsachse unter gleichzeitiger Deformation der jeweiligen inneren und äußeren Verbindungsstege weg gezogen wird, womit die Klemmbacken aufeinander zu bewegt werden und das Klemmklötzchen geklemmt wird. Die inneren Stegachsen schließen mit der Symmetrieachse jeweils einen zweiten Winkel ein, der größer/gleich 0° und kleiner 90° ist. Ebenso schließen die äußeren Stegachsen mit der Symmetrieachse jeweils einen dritten Winkel ein, der größer/ gleich 0° und kleiner 90° ist. Dabei ist der zweite Winkel kleiner/gleich dem dritten Winkel, und die Symmetrieachse schließt mit einer radialen Richtung zur Fassungsachse einen ersten Winkel ein, der ebenfalls größer/gleich 0° und kleiner 90° ist.
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Vorteilhaft verläuft die Symmetrieachse in radialer Richtung zur Fassungsachse, die Stegachsen sind zur Symmetrieachse parallel angeordnet und das Klemmklötzchen ist von einem Quader gebildet, wenn wie üblich die Fassung eine konstante Dicke aufweist. Geometrische Abweichungen von einem Quader aufgrund einer nicht konstanten Dicke, das heißt die Ausdehnung in Richtung der Fassungsachse ändert sich radiusabhängig, werden hierbei vernachlässigt.
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Alternativ ist es vorteilhaft, wenn der zweite Winkel größer 0° ist und das Klemmklötzchen von einem vierseitigen geraden Prisma gebildet ist, dessen Querschnitt ein gleichschenkliges Trapez mit einem Trapezwinkel von 90° minus den zweiten Winkel ist.
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Es ist von Vorteil, wenn der dritte Winkel gleich dem zweiten Winkel ist, sodass die jeweils mit einer Klemmbacke in Verbindung stehenden äußeren und inneren Stegachsen jeweils zueinander parallel verlaufen.
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Alternativ kann der dritte Winkel größer als der zweite Winkel sein.
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Vorteilhaft kann der Innenring monolithisch mit dem Klemmklötzchen und / oder die Klemmbacken monolithisch mit dem Außenring verbunden sein.
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Alternativ kann das Klemmklötzchen an einer ersten Platte ausgebildet sein, die auf einer von zwei Stirnflächen des Innenrings befestigt ist.
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Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Zuhilfenahme von Zeichnungen näher erläutert werden. Hierzu zeigen:
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1 ein mechanisches Ersatzschaltbild für eine Klemmeinheit,
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2a ein erstes Ausführungsbeispiel einer Klemmeinheit, bei dem das Klemmklötzchen und die Klemmbacken monolithisch hergestellt sind und die Symmetrieachse radial zur Fassungsachse verläuft,
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2b ein zweites Ausführungsbeispiel einer Klemmeinheit, bei dem das Klemmklötzchen und die Klemmbacken monolithisch hergestellt sind und die Symmetrieachse einen ersten Winkel mit einer radialen Richtung zur Fassungsachse einschließt,
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2c ein drittes Ausführungsbeispiel einer Klemmeinheit, bei dem das Klemmklötzchen und die Klemmbacken monolithisch hergestellt sind und die innere Stegachse bzw. die äußere Stegachse mit der Symmetrieachse einen zweiten bzw. dritten Winkel einschließen, wobei der zweite und der dritte Winkel gleich groß sind,
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2d ein viertes Ausführungsbeispiel einer Klemmeinheit, bei dem das Klemmklötzchen und die Klemmbacken monolithisch hergestellt sind und die innere Stegachse bzw. die äußere Stegachse mit der Symmetrieachse einen zweiten bzw. dritten Winkel einschließen, wobei der zweite und der dritte Winkel ungleich groß sind,
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3 ein fünftes Ausführungsbeispiel einer Klemmeinheit, bei dem die Klemmbacken monolithisch hergestellt sind und das Klemmklötzchen an einer diskret hergestellten Platte ausgebildet ist,
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4 ein sechstes Ausführungsbeispiel einer Klemmeinheit, bei dem die Klemmbacken an einem diskret hergestellten Klemmkörper ausgebildet sind und das Klemmklötzchen an einer diskret hergestellten Platte ausgebildet ist,
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5a eine Prinzipskizze einer Fassung, bei welcher die Symmetrieachsen der drei Klemmeinheiten entlang einer radialen Richtung verlaufen,
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5b eine Prinzipskizze einer Fassung, bei welcher die Symmetrieachsen der drei Klemmeinheiten jeweils einen ersten Winkel mit einer radialen Richtung einschließen,
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5c eine Prinzipskizze einer Fassung, bei welcher die Symmetrieachsen der drei Klemmeinheiten jeweils entlang einer radialen Richtung verlaufen und mit den Stegachsen jeweils einer der Klemmeinheiten einen zweiten Winkel einschließen, und
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5d eine Prinzipskizze einer Fassung, bei welcher die Symmetrieachsen der drei Klemmeinheiten jeweils einen ersten Winkel mit einer radialen Richtung einschließen und mit deren Stegachsen einen zweiten Winkel einschließen.
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Alle Ausführungen einer erfindungsgemäßen Fassung, siehe 5a bis 5d, weisen einen Außenring 1 mit einer Achse, nachfolgend Fassungsachse 1.1 genannt, einen hierzu koaxial angeordnetem Innenring 2 und wenigstens zwei den Außenring 1 und den Innenring 2 verbindende Manipulatoreinheiten 3 auf, mittels derer der Innenring 2 gegenüber dem Außenring 1 in einer zur Fassungsachse 1.1 senkrechten Justierebene justierbar ist. Die Ausführung der Manipulatoreinheiten 3 ist beliebig, solange über sie der Innenring 2 innerhalb des Außenringes 1 justierbar ist. Beispiele für mögliche Ausführungen der Manipulatoreinheiten 3 sind in den in der Beschreibung des Standes der Technik gewürdigten Publikationen offenbart.
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Über diese genannten Merkmale, welche eine erfindungsgemäße Fassung mit typgleichen Fassungen des Standes der Technik gemeinsam hat, hinaus beinhaltet eine erfindungsgemäße Fassung zusätzlich wenigstens eine, vorteilhaft drei räumlich innerhalb des Außenrings 1 angeordnete Klemmeinheiten 0, die von den Manipulatoreinheiten 3 unabhängig wirken. Die wenigstens eine Klemmeinheit 0 ist zwischen benachbarten Manipulatoreinheiten 3 angeordnet. Mit ihr kann, nachdem über die Manipulatoreinheiten 3 der Innenring 2 in eine Justierlage gegenüber dem Außenring 1 gebracht wurde, der Innenring 2 in dieser Justierlage reversibel fixiert werden.
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Unabhängig davon, ob der Innenring 2 und der Außenring 1 über die Manipulatoreinheiten 3 monolithisch verbunden oder nicht monolithisch verbunden sind, können die Bestandteile der Klemmeinheit 0, ausgenommen einer Zugschraube 7, am Innenring 2 bzw. Außenring 1 monolithisch ausgebildet sein oder an diskret hergestellten Bauteilen angeordnet sein, die mit dem Innenring 2 bzw. Außenring 1 fest verbunden sind. Wenn nachfolgend von einer monolithischen Verbindung geschrieben ist, dann ist darunter eine monolithische Verbindung innerhalb der Klemmeinheit 0 zu verstehen.
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In allen Ausführungen der Klemmeinheiten 0 sind diese spiegelsymmetrisch zu einer Symmetrieachse 4 ausgeführt. Die Symmetrieachse 4 liegt in einer senkrecht auf der Fassungsachse 1.1 stehenden Ebene. Sie schließt mit einer radialen Richtung 1.2 zur Fassungsachse 1.1 einen ersten Winkel α ein, wobei sich die radiale Richtung 1.2 und die Symmetrieachse 4 bevorzugt auf einer Innenumfangslinie 2.2 schneiden, wobei 0° ≤ α < 45° ist. Bevorzugt ist der erste Winkel α gleich 0°, sodass die Symmetrieachse 4 mit der radialen Richtung 1.2 zusammenfällt.
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In allen Ausführungen weist eine Klemmeinheit 0 ein zur Symmetrieachse 4 spiegelsymmetrisch ausgebildetes, in radialer Richtung 1.2 steifes Klemmklötzchen 5 auf, welches mit dem Innenring 2 fest verbunden ist und mit einem freien Ende 5.1 in den Außenring 1 ragt. Im Falle, dass das Klemmklötzchen 5 mit dem Innenring 2 nicht monolithisch verbunden ist, kann die Klemmeinheit 0 vorteilhaft ein weiteres Klemmklötzchen 11 aufweisen, was an später Stelle anhand eines konkreten Ausführungsbeispiels erläutert wird.
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Bei parallel verlaufenden Stirnseiten der Fassung kann das Klemmklötzchen 5 einen Quader oder ein vierseitiges gerades Prisma mit zwei Stirnflächen 5.3, die ein gleichschenkliges Trapez bilden, darstellen. Zwei Seitenkanten 5.2 des Klemmklötzchens 5 verlaufen im Falle eines Quaders parallel zur Symmetrieachse 4 und schließen im Falle eines Prismas mit der Symmetrieachse 4 einen zweiten Winkel β, 0° < β < 90°, bevorzugt < 45°, ein. Das Klemmklötzchen 5 muss radial steif sein. In hierzu senkrechter Richtung kann es ganz oder teilweise biegeweich sein. Es kann deutlich dünner als in den Figuren dargestellt ausgeführt sein.
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Des Weiteren gehört zu einer Klemmeinheit 0 grundsätzlich ein zur Symmetrieachse 4 siegelsymmetrisch ausgebildeter Klemmkörper 14, der zwei Klemmbacken 6, eine biegesteife Brücke 15 und pro Klemmbacke 6 zwei Verbindungsstege 16.1, 16.2 aufweist. Jeweils einer der zwei Verbindungsstege pro Klemmbacke 6 verbindet als innerer Verbindungssteg 16.2 die eine der beiden Klemmbacken 6 mit der Brücke 15 und jeweils der andere der zwei Verbindungsstege pro Klemmbacke 6 verbindet als äußerer Verbindungssteg 16.1 die andere der beiden Klemmbacken 6 mit dem Außenring 1. Der innere Verbindungssteg 16.2 hat eine innere Stegachse 16.2.1 und der äußere Verbindungssteg 16.1 hat eine äußere Stegachse 16.1.1. Diese können zueinander und zur Symmetrieachse 4 parallel verlaufen, können aber auch einen zweiten Winkel β bzw. einen dritten Winkel γ mit ihr einschließen, wobei der zweite Winkel β und der dritte Winkel γ gleich groß oder auch unterschiedlich groß sein können.
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Darüber hinaus gehört zu jeder der Klemmeinheiten 0 eine entlang der Symmetrieachse 4 durch ein im Außenring 1 vorgesehenes Bohrloch 8 geführte und in eine Gewindebohrung 12 in der Brücke 15 eingreifende Zugschraube 7. Bevorzugt ist das Bohrloch 8 zweistufig und der Schraubenkopf der Zugschraube 7 in eine obere Stufe des Bohrloches 8 abgesenkt. Mit einem zunehmenden Einschrauben bzw. Anziehen der Zugschraube 7 wird die Brücke 15, und damit die mit ihr verbundenen Klemmbacken 6, nach außen gezogen und die Klemmbacken 6 werden dabei aufeinander zu bewegt, womit das Klemmklötzchen 5 zwischen ihnen und damit mittelbar gegen den Außenring 1 geklemmt wird.
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In allen Ausführungen einer Klemmeinheit 0 können die äußeren Verbindungsstege 16.1 und die inneren Verbindungsstege 16.2 entweder über ihre Länge verteilt über ihre gesamte Länge und / oder um lokal durch geometrische Verjüngungen ausgebildete Gelenke an den Verbindungsstellen gegenüber einer spannungsfreien unausgelenkten Lage ausgelenkt und damit deformiert werden. Einen gleichen zweiten Winkel β, wie ihn die inneren Stegachsen 16.2.1 mit der Symmetrieachse 4 einschließen, schließen auch die Seitenkanten 5.2 des Klemmklötzchens 5 mit der Symmetrieachse 4 ein. Die Seitenkanten 5.2 des Klemmklötzchens 5 verlaufen somit jeweils auf einer Seite der Symmetrieachse 4 parallel zu der dort angeordneten Innenkantenfläche 13 der Klemmbacke 6. Nachfolgend wird die Fassung an verschiedenen Ausführungsbeispielen erläutert. Die beispielbezogenen Beschreibungen schließen hierbei jeweils die vorangestellte allgemeine Beschreibung ein und sind auf das Aufzeigen der Unterschiede zu den Ausführungen der Klemmeinheiten 0 beschränkt.
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Die Klemmeinheiten 0 der ausgewählten Ausführungsbeispiele lassen sich im Wesentlichen auf das in 1 dargestellte mechanische Ersatzschaltbild reduzieren.
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Ein erstes Ausführungsbeispiel ist in 2a gezeigt. Das Klemmklötzchen 5 ist mit dem Innenring 2 und die beiden Klemmbacken 6 sind mit dem Außenring 1 und der Brücke 15 über die Verbindungsstege 16.1, 16.2 monolithisch verbunden. Die Fassung ist, ausgenommen der Zugschraube 7, aus einem Stück bevorzugt durch ein Elektroerosionsverfahren hergestellt. Die dabei entstandenen Schlitze haben vorzugsweise eine konstante gleiche Breite. Die Verbindungsstege 16.1, 16.2 und damit deren Stegachsen 16.1.1 und 16.2.1 verlaufen zueinander und zur Symmetrieachse 4 parallel. Die Symmetrieachse 4 verläuft entlang einer radialen Richtung 1.2.
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Ein in 2b dargestelltes zweites Ausführungsbeispiel unterscheidet sich zu dem ersten dadurch, dass die Symmetrieachse 4 unter einem ersten Winkel α von ca. 45° zu der radialen Richtung 1.2 verläuft. Eine solche Ausführung kann von Vorteil sein, wenn für ein radiales Ansetzen eines Werkzeugs zur Betätigung der Zugschraube 7 kein ausreichender Platz bzw. Zugänglichkeit von außen vorhanden ist.
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Ein drittes Ausführungsbeispiel, in 2c dargestellt, unterscheidet sich von den beiden vorgenannten Ausführungsbeispielen dadurch, dass der innere Verbindungssteg 16.2 und der äußere Verbindungssteg 16.1 und damit die innere Stegachse 16.2.1 und die äußere Stegachse 16.1.1 nicht parallel zur Symmetrieachse 4 verlaufen, sondern einen gleich großen zweiten Winkel β bzw. dritten Winkel γ mit dieser einschließen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel liegen diese bei ca. 30°. In diesem Fall stellt das Klemmklötzchen 5 ein Prisma mit einem Trapezwinkel δ dar, wobei 90° – β = γ ist. Eine solche Ausführung ist vorteilhaft für den Kräftefluss zwischen dem Innenring 2 und dem Außenring 1, insbesondere dann, wenn der Schnittpunkt der inneren Stegachse 16.2.1 des inneren Verbindungssteges 16.2 und der Symmetrieachse 4 im Schnittpunkt einer gedachten Tangente an dem Außendurchmesser des Innenrings 2 liegt.
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Noch günstiger für den Kräftefluss ist ein viertes Ausführungsbeispiel, gezeigt in 2d, bei dem der zweite Winkel β und der dritte Winkel γ so gewählt wurden, dass sich die innere Stegachse 16.2.1 und die äußere Stegachse 16.1.1 jeweils auf der Symmetrieachse 4 schneiden. Vorteilhaft liegt dieser Schnittpunkt, einen Drehpunkt P bildend, am Übergang des Klemmklötzchens 5 zum Innenring 2, der bevorzugt verjüngt ausgeführt ist.
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Im Unterschied zu den ersten vier Ausführungsbeispielen ist in einem fünften Ausführungsbeispiel, gezeigt in 3, das Klemmklötzchen 5 nicht monolithisch, sondern an einer ersten Platte 9 ausgebildet, welche auf einer Stirnfläche 2.1 des Innenrings 2 befestigt ist. Vorteilhaft ist eine gleich ausgebildete zweite Platte 10, an der ein weiteres Klemmklötzchen 11 ausgebildet ist, auf einer zweiten Stirnfläche 2.1 des Innenrings 2 der ersten Platte 9 gegenüberliegend angebracht.
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In 4 ist ein sechstes Ausführungsbeispiel gezeigt, in dem der Klemmkörper 14 als ein diskretes Bauteil hergestellt wurde und in eine Ausnehmung im Außenring 1 eingesetzt wurde. Auch das Klemmklötzchen 5 ist an einer diskret hergestellten ersten Platte 9 ausgebildet. Diese Ausführung kann für die Herstellung großer Stückzahlen von Vorteil sein, da eine Vielzahl von Klemmkörpern 14 als Block geschnitten und anschließend durch Auftrennung des Blockes vereinzelt werden kann.
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In den 5a–5d sind Prinzipskizzen der erfindungsgemäßen Fassung dargestellt, in denen noch einmal gezeigt ist, wie die Symmetrieachsen 4 der einzelnen Klemmeinheiten 0 in einer zur Fassungsachse 1.1 senkrecht liegenden Ebene und die Stegachsen 16.1.1 und 16.1.2 zur jeweiligen Symmetrieachse 4 angeordnet sein können. Vorteilhaft hat die Fassung drei Manipulatoreinheiten 3, welche hier nur als Blackbox dargestellt wurden, und drei Klemmeinheiten 0. Grundsätzlich muss sie wenigstens zwei Manipulatoreinheiten und zwei Klemmeinheiten aufweisen, und es können jeweils auch mehr als drei sein.
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Die Klemmeinheiten 0 sind zwischen den Manipulatoreinheiten 3 ebenfalls in dem Außenring 1 integriert angeordnet. Diese sollten dann vorteilhaft mit gleichen Winkelabständen zueinander angeordnet sein. Es ist von Vorteil, wenn die Anzahl der Manipulatoreinheiten 3 und die Anzahl der Klemmeinheiten 0 gleich ist und die Klemmeinheiten 0 zu benachbarten Manipulatoreinheiten 3 gleiche Winkelabstände aufweisen.
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Bezugszeichenliste
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- 0
- Klemmeinheit
- 1
- Außenring
- 1.1
- Fassungsachse
- 1.2
- radiale Richtung
- 2
- Innenring
- 2.1
- Stirnfläche (des Innenrings 2)
- 2.2
- Innenumfangslinie
- 3
- Manipulatoreinheit
- 4
- Symmetrieachse (der Klemmeinheit 0)
- 5
- Klemmklötzchen
- 5.1
- freies Ende (des Klemmklötzchens 5)
- 5.2
- Seitenkante (des Klemmklötzchens 5)
- 5.3
- Stirnfläche (des Klemmklötzchens 5)
- 6
- Klemmbacke
- 7
- Zugschraube
- 8
- Bohrloch
- 9
- erste Platte
- 10
- zweite Platte
- 11
- weiteres Klemmklötzchen
- 12
- Gewindebohrung
- 13
- Innenkantenfläche (der Klemmbacke 6)
- 14
- Klemmkörper
- 15
- Brücke
- 16.1
- äußerer Verbindungssteg
- 16.1.1
- äußere Stegachse (des äußeren Verbindungssteges 16.1)
- 16.2
- innerer Verbindungssteg
- 16.2.1
- innere Stegachse (des inneren Verbindungssteges 16.2)
- α
- erster Winkel
- β
- zweiter Winkel
- γ
- dritter Winkel
- δ
- Trapezwinkel
- P
- Drehpunkt
