DE102017106468A1

DE102017106468A1 - Rotatives Beaufschlagen einer Herstellungsplatte zum additiven Herstellen

Info

Publication number: DE102017106468A1
Application number: DE102017106468.0A
Authority: DE
Inventors: Tiffany Muller Craft; Steven John BARNELL; Archie Lee Swanner Jr; Steven Charles Woods
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Technology GmbH
Priority date: 2016-04-12
Filing date: 2017-03-27
Publication date: 2017-10-12
Also published as: US20170291804A1; JP2017214649A; CN107282922B; US10011469B2; CN107282922A; JP6937599B2

Abstract

Aspekte der Offenbarung enthalten Vorrichtungen (100) und Systeme zum drehenden Beaufschlagen einer Herstellungsplatte (102) zum additiven Herstellen. Eine Vorrichtung (100) entsprechend Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung kann aufweisen: Eine höheneinstellbare Plattform (110); ein drehbares Element (120), das mit der höheneinstellbaren Plattform (110) gekoppelt ist; ein Ausrichtelement (130), das mit einem ersten Ende des drehbaren Elements (120) gekoppelt ist; ein erstes und ein zweites Koppelelement (132), die sich jeweils von dem ersten radialen Ende des Ausrichtelements (130) weg erstrecken, wobei das erste und das zweite Koppelelement (132) im Wesentlichen parallel zu dem drehbaren Element (120) ausgerichtet sind.

Description

HINTERGRUND
Die Offenbarung bezieht sich allgemein auf das Beaufschlagen und Manipulieren von Herstellungsplatten zum additiven Herstellen („Herstellungsplatten“). Genauer stellen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung Vorrichtungen und Systeme zur Bereitstellung einer rotativen Beaufschlagung einer Herstellungsplatte bereit.
Die Geschwindigkeit von Veränderungen und Verbesserungen in den Bereichen der Energieerzeugung, Luftfahrt und anderen Gebieten wurde begleitet von umfassender Forschung zur Herstellung von Komponenten, die in diesen Gebieten verwendet werden. Konventionelle Herstellung von metallischen Komponenten umfasst allgemein das Wegfräsen oder Wegschneiden von Bereichen von einer Metallplatte, bevor das geschnittene Metall behandelt und modifiziert wird, um ein Teil zu erhalten, das unter Verwendung von Computermodellen, z.B. in Entwicklungssoftware, simuliert worden sein könnte. Hergestellte Komponenten, die aus Metall gebildet werden können, können z.B. Flügelkomponenten zur Installation in einer Turbomaschine, wie etwa einem Flugzeugantrieb oder einem Energieerzeugungssystem enthalten. Die Entwicklung der additiven Herstellung, die auf dem Gebiet auch als „3D-Drucken“ bekannt ist, kann die Herstellungskosten reduzieren, indem es ermöglicht wird, solche Komponenten schneller zu bilden, soweit erforderlich ohne Abweichungen von Einheit zu Einheit, durch direkte Anwendung von computererzeugten Modellen und mit weniger teurer Ausrüstung und/oder weniger teuren Ausgangsmaterialien.
Additive Herstellung kann es einer Komponente ermöglichen, aus einem Vorrat von auf einer Herstellungsplatte angeordnetem feinem Metallpulver gebildet zu werden, das durch einen Elektronenstrahl oder Laser (z.B. unter Verwendung von einer Wärmebehandlung wie etwa Sintern) verarbeitet wird, um eine Komponente oder Subkomponente zu bilden. Additive Herstellungsausrüstung kann auch Komponenten bilden, z.B. unter Verwendung eines dreidimensionalen Modells, das mit einer Software erzeugt wurde, die in der Herstellungsausrüstung enthalten und/oder extern davon ist. Einige Einrichtungen, die mittels additivem Herstellen hergestellt wurden, können ursprünglich als mehrere separate Komponenten bei jeweiligen Herstellungsstufen gebildet werden, bevor sie in einem nachfolgenden Prozess montiert werden. Wie auch immer es implementiert wird, eine Herausforderung, die mit additivem Herstellen in Zusammenhang steht, umfasst das Entfernen von verschiedenen Arten von Abfallmaterial und anderen Rückständen von einer Herstellungsplatte nach dem Herstellen einer bestimmten Komponente. Zum Beispiel können Teile, die aus metallischen Materialien gebildet wurden, physisch mit der Herstellungsmatte über eine Gruppe von Trägern verbunden sein, die eventuell nach dem Herstellen der fertiggestellten Komponente entfernt werden müssen. Diese Träger und vergleichbare Komponenten können in einer großen Vielfalt von Stellen positioniert werden, abhängig von der oder den herzustellenden Komponenten.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein erster Aspekt der Offenbarung stellt eine Vorrichtung bereit, aufweisend: eine höheneinstellbare Plattform; ein drehbares Element, das mit der höheneinstellbaren Plattform gekoppelt ist und eine Axialrichtung von der höheneinstellbaren Plattform definiert; ein Ausrichtelement, das mit dem ersten Ende des drehbaren Elements gekoppelt ist und relativ zu der Axialrichtung radial ausgerichtet ist, wobei das Ausrichtelement ein erstes radiales Ende und ein entgegengesetztes zweites radiales Ende aufweist; ein erstes Koppelelement, das sich von dem ersten radialen Ende des Ausrichtelements in Axialrichtung erstreckt und dazu eingerichtet ist, eine erste Seitenwand einer Platte mechanisch zu beaufschlagen, wobei das erste Koppelelement im Wesentlichen parallel zu dem drehbaren Element ausgerichtet ist; und ein zweites Koppelelement, das sich von dem zweiten Ende des Ausrichtelements in Axialrichtung erstreckt und dazu eingerichtet ist, eine zweite Seitenwand der Platte mechanisch zu beaufschlagen, wobei die zweite Seitenwand radial gegenüber der ersten Seitenwand angeordnet ist, wobei das zweite Koppelelement im Wesentlichen parallel zu dem drehbaren Element angeordnet ist.
Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung kann es vorteilhaft sein, dass sowohl das erste als auch das zweite Koppelelement außerdem einen Radialvorsprung aufweist, der geformt ist, um in einen entsprechenden Schlitz in der ersten oder der zweiten Seitenwand der Platte passend einzugreifen.
Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung kann es vorteilhaft sein, dass die höheneinstellbare Plattform außerdem aufweist: eine Säule; und eine Halterung, die gleitend mit der Säule über ein Lager verbunden ist, wobei die Halterung gegenüber einer Lagerfläche der Säule höheneinstellbar ist, wobei das drehbare Element mit der Halterung der höheneinstellbaren Plattform verbunden ist.
Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung kann es vorteilhaft sein, dass die Vorrichtung außerdem ein Winkeleinstellmittel aufweist, das zwischen der Säule und der höheneinstellbaren Plattform angeordnet ist, wobei das Winkeleinstellmittel einen Winkel der Halterung gegenüber der Lagerfläche der Säule einstellt.
Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung kann es vorteilhaft sein, dass das Winkeleinstellmittel ein Verlängerungselement zur Einstellung des Winkels der Halterung relativ zu der Lagerfläche der Säule aufweist.
Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung kann es vorteilhaft sein, dass die Vorrichtung außerdem eine Klemme aufweist, die mit dem ersten und dem zweiten Koppelelement verbunden ist, wobei die Klemme dazu eingerichtet ist, eine axiale Bewegung der Platte relativ zu dem drehbaren Element zu unterbinden.
Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung kann es vorteilhaft sein, dass die Vorrichtung außerdem eine Steuereinrichtung aufweist, die mit der höheneinstellbaren Plattform und dem drehbaren Element gekoppelt ist, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, eine Höhe der einstellbaren Plattform und eine Drehposition des drehbaren Elements einzustellen.
Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung kann es vorteilhaft sein, dass die Vorrichtung außerdem eine Verriegelung aufweist, die mit der höheneinstellbaren Plattform benachbart zu dem drehbaren Element verbunden ist, wobei die Verriegelung dazu eingerichtet ist, das drehbare Element wahlweise in einer von einer Mehrzahl von Drehpositionen zu beaufschlagen.
Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung kann es vorteilhaft sein, dass die Vorrichtung außerdem eine Bremse aufweist, die mit der höheneinstellbaren Plattform gekoppelt und dazu eingerichtet ist, mit einer drehbaren Fläche des drehbaren Elements wahlweise in Kontakt zu gelangen.
Ein zweiter Aspekt der Offenbarung stellt eine Vorrichtung bereit, aufweisend: ein drehbares Element aufweisend einen darin vorhandenen Aktuator und mechanisch gekoppelt mit einer höheneinstellbaren Plattform, wobei das drehbare Element eine Axialrichtung definiert; ein Paar von Koppelelementen, die mit dem drehbaren Element gekoppelt sind, wobei sich jedes von dem Paar von drehbaren Elementen axial und im Wesentlichen parallel mit dem drehbaren Element erstreckt; eine Steuereinrichtung, die mit dem drehbaren Element antriebsverbunden und dazu eingerichtet ist, das Paar von Koppelelementen mit einer Herstellungsplatte drehbar zu beaufschlagen durch das Ausführen von Aktionen, aufweisend: Drehen des Paars von Koppelelementen, um im Wesentlichen mit einem betreffenden Paar von gegenüberliegenden Seitenwänden einer Herstellungsplatte ausgerichtet zu sein, lineares Betätigen des Paars von Koppelelementen, um das Paar von gegenüberliegenden Seitenwänden der Herstellungsplatte zu beaufschlagen und Einstellen einer Position der Herstellungsplatte mit dem Paar von Koppelelementen, die in dem Paar von gegenüberliegenden Seitenwänden derselben angreifen.
Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung kann es vorteilhaft sein, dass die Steuereinrichtung außerdem dazu eingerichtet ist, das Paar von Koppelelementen zu einer ausgewählten Winkelausrichtung gegenüber einer vertikalen Bezugsachse zu drehen.
Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung kann es vorteilhaft sein, dass die Steuereinrichtung außerdem dazu eingerichtet ist, eine Höhe der höheneinstellbaren Plattform einzustellen, bevor das Paar von Koppelelementen gedreht wird.
Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung kann es vorteilhaft sein, dass die Steuereinrichtung außerdem dazu eingerichtet ist, das Paar von Koppelelementen mit einem Paar von Schlitzen im Wesentlichen auszurichten, von denen jeder innerhalb einer von den gegenüberliegenden Seitenwänden der Herstellungsplatte ausgebildet ist.
Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung kann es vorteilhaft sein, dass die Vorrichtung außerdem ein Ausrichtelement aufweist, das zwischen dem Paar von Koppelelementen und dem drehbaren Element gekoppelt ist, wobei sich das Ausrichtelement im Wesentlichen radial gegenüber dem drehbaren Element und dem Paar von Koppelelementen erstreckt.
Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung kann es vorteilhaft sein, dass die Vorrichtung außerdem ein Winkeleinstellmittel aufweist, das dazu eingerichtet ist, einen Winkel des Paars von Koppelelementen relativ zu einer horizontalen Bezugsfläche einzustellen, und wobei die Steuereinrichtung außerdem dazu eingerichtet ist, dem Winkel des Paars von Koppelelementen gegenüber der horizontalen Bezugsfläche einzustellen, bevor das Paar von Koppelelementen der Vorrichtung gedreht wird.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein System, aufweisend: eine höheneinstellbare Plattform; ein drehbares Element, das mit der höheneinstellbaren Plattform gekoppelt ist und eine Axialrichtung der höheneinstellbaren Plattform definiert, wobei das drehbare Element darin einen Aktuator aufweist; ein Ausrichtelement, das mit dem ersten Ende des drehbaren Elements gekoppelt ist und sich radial relativ zu der Axialrichtung erstreckt, wobei das Ausrichtelement ein erstes radiales Ende und ein entgegengesetztes zweites radiales Ende aufweist; ein erstes Koppelelement, das sich axial von dem ersten radialen Ende des Ausrichtelementes erstreckt und dazu eingerichtet ist, eine erste Seitenwand einer Herstellungsplatte mechanisch zu beaufschlagen, wobei das erste Koppelelement im Wesentlichen parallel zu dem drehbaren Element ausgerichtet ist; ein zweites Koppelelement, das sich axial von dem zweiten Ende des Ausrichtelements erstreckt und dazu eingerichtet ist, eine zweite Seitenwand der Herstellungsplatte mechanisch zu beaufschlagen, wobei die zweite Seitenwand radial gegenüberliegend der ersten Seitenwand ist, wobei das zweite Koppelelement im Wesentlichen parallel zu dem drehbaren Element ausgerichtet ist; und eine Steuereinrichtung, die kommunikationsverbunden ist mit dem Aktuator des drehbaren Elements, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, Aktionen auszuführen, aufweisend: Drehen des drehbaren Elements, um im Wesentlichen mit einem betreffenden Paar von gegenüberliegenden Seitenwänden der Herstellungsplatte ausgerichtet zu sein; lineares Betätigen des drehbaren Elements, so dass das erste und das zweite Koppelelement die erste und die zweite Seitenwand der Herstellungsplatte beaufschlagen; und Drehen des drehbaren Elements, um die Herstellungsplatte mit dem ersten und dem zweiten Koppelelement, die in der ersten und der zweiten Seitenwand derselben angreifen, zu bewegen.
Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel des Systems kann es vorteilhaft sein, dass die höheneinstellbare Plattform außerdem aufweist: eine Säule; eine Halterung, die gleitend mit der Säule über ein Lager verbunden ist, wobei die Halterung höheneinstellbar gegenüber einer Lagerfläche der Säule ist, wobei das drehbare Element mit der Halterung der höheneinstellbaren Plattform gekoppelt ist.
Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel des Systems kann es vorteilhaft sein, dass das System außerdem einen Antriebsmechanismus aufweist, der zwischen der Halterung und der Lagerfläche gekoppelt ist, wobei die Steuereinrichtung kommunikationsverbunden ist mit dem Antriebssystem und außerdem dazu eingerichtet ist, eine Höhe der Halterung relativ zu der Lagerfläche der Säule einzustellen.
Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel des Systems kann es vorteilhaft sein, das System außerdem ein Winkeleinstellmittel aufweist, das zwischen der Säule und der höheneinstellbaren Plattform gekoppelt ist, wobei das Winkeleinstellmittel einen Winkel der Halterung relativ zu der Lagerfläche der Säule einstellt.
Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel des Systems kann es vorteilhaft sein, dass das Winkeleinstellmittel ein Verlängerungselement enthält zur Einstellung des Winkels der Halterung relativ zu der Lagerfläche der Säule.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Diese und andere Merkmale der Erfindung werden von der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der verschiedenen Aspekte der Erfindung, in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gebracht, besser verstanden werden, die verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellen, in denen:
1 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung entsprechend Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung bereitstellt.
2 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung entsprechend Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung bereitstellt.
3 eine Seitenansicht einer Vorrichtung entsprechend Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung bereitstellt.
4 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung bereitstellt, die eine Herstellungsplatte drehbar beaufschlagt, entsprechend Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung.
5 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung bereitstellt, die eine Herstellungsplatte drehbar beaufschlagt und damit geklemmt ist, entsprechend Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung.
6 eine Seitenansicht einer Klemme bereitstellt, die mit einem Koppelelement entsprechend Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung verwendet wird.
7 eine Seitenansicht einer alternativen Klemme für eine Koppelelement und eine Herstellungsplatte entsprechend Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung bereitstellt.
Es ist zu bemerken, dass die Zeichnungen der Erfindung nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind. Die Zeichnungen sind dazu bestimmt, nur typische Aspekte der vorliegenden Erfindung darzustellen und sollten daher nicht als den Schutzbereich der Erfindung beschränkend angesehen werden. In den Zeichnungen stellen gleiche Nummern gleiche Elemente zwischen den Zeichnungen dar.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
In der nachfolgenden Beschreibung wird Bezug genommen auf die beigefügten Zeichnungen, die einen Teil davon darstellen, und in denen zur Veranschaulichung spezifische beispielhafte Ausführungsbeispiele gezeigt sind, in denen die vorliegenden Lehren ausgeführt werden können. Diese Ausführungsbeispiele sind in ausreichendem Detail erläutert, um Fachleute auf dem Gebiet in die Lage zu versetzen, die vorliegenden Lehren auszuführen, und es versteht sich, dass andere Ausführungsbeispiele verwendet werden können und dass Änderungen gemacht werden können, ohne vom Schutzbereich der vorliegenden Lehren abzuweichen. Die nachfolgende Beschreibung ist daher lediglich exemplarisch.
Wo auf ein Element oder eine Schicht Bezug genommen wird, das bzw. die „auf“, „in Eingriff mit“, „außer Eingriff von“, „verbunden mit“ oder „gekoppelt mit“ einem anderen Element oder Schicht ist, kann es oder sie unmittelbar auf, in Eingriff mit, verbunden oder gekoppelt sein mit dem anderen Element oder der anderen Schicht, oder es können Zwischenelemente oder Zwischenschichten vorhanden sein. Wenn im Unterschied dazu auf ein Element Bezug genommen wird als „unmittelbar auf“, „unmittelbar in Eingriff mit“, „unmittelbar verbunden mit“ oder „unmittelbar gekoppelt mit“ einem anderen Element oder einer anderen Schicht, können dort keine Zwischenelemente oder Zwischenschichten vorhanden sein. Andere Worte, um die Beziehung zwischen Elementen zu beschreiben, sollten auf gleiche Weise interpretiert werden (z.B. „zwischen“, „gegenüber“, „unmittelbar zwischen“, „benachbart“, „gegenüber“, „unmittelbar benachbart“, usw.). Wie es hierin verwendet wird, enthält der Begriff „und/oder“ irgendeine oder alle Kombinationen von einem oder mehreren der betreffenden aufgelisteten Punkte.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung enthalten Vorrichtungen und Systeme zum drehbaren Beaufschlagen einer Herstellungsplatte zum additiven Herstellen („Herstellungsplatte“), z.B. unter Verwendung eines Paars von Koppelelementen, die mechanisch mit einem drehbaren Element gekoppelt sind. Bezugnehmend auf die 1–3 insgesamt, ist eine Vorrichtung 100 entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung in einer Perspektive bzw. Seitenansicht bzw. Draufsicht gezeigt. Während des Betriebs kann die Vorrichtung 100 externe Komponenten, wie etwa Herstellungsplatten 102 drehend beaufschlagen, um Funktionen, wie etwa Heben, Laden, Entladen und Bewegen zwischen individuellen Verfahrensstationen bereitzustellen. Insbesondere können Ausführungsbeispiele der Vorrichtung 100 die Herstellungsplatte 102 drehbar beaufschlagen, um überschüssige oder nicht verwendete Ausgangsmaterialien (z.B. Metallpulver, das nach dem Herstellen auf der Herstellungsplatte zurückbleibt) davon zu entfernen, bevor die Herstellungsplatte 102 und/oder hergestellte Komponenten darauf zu anderen Stationen transportiert werden. Zum Beispiel kann die Vorrichtung 100 in einem Herstellungsverfahren verwendet werden, das umfasst: Herstellen einer Komponente auf einer Herstellungsplatte 102, Ausrichten der Vorrichtung 100 im Wesentlichen mit der Herstellungsplatte 102, drehbares Angreifen der Vorrichtung 100 an der Herstellungsplatte 102, und Bewegen, Drehen und/oder anderweitiges Betätigen der Herstellungsplatte 102 mit hierin erläuterten Elementen der Vorrichtung 100. Wie es hierin verwendet wird, können sich die Begriffe „im Wesentliche Ausrichtung“ und „im Wesentlichen ausgerichtet“ auf irgendeine Ausrichtung beziehen, mittels derer bewegbare Komponenten der Vorrichtung 100 betätigt werden, um sich im Wesentlichen entlang einer Achse (z.B. Achse Z der 1–3) zu bewegen, um ein oder mehrere strukturelle Elemente der Herstellungsplatte 102 zu erreichen. Strukturelle Details der Vorrichtung 100 werden hierin erläutert, um die verschiedenen Funktionen des Beaufschlagens, Positionierens und/oder Ausrichtens relativ zu der hierin beschriebenen Herstellungsplatte 102 darzustellen.
Obwohl Vorrichtungen, Systeme und Verfahren der vorliegenden Offenbarung hierin mit Bezug auf die Ausführungsbeispiele der Herstellungsplatte 102 beschrieben sind, versteht es sich, dass die vorliegende Offenbarung auch auf andere Situationen anwendbar ist, beinhaltend z.B. Stufen der Herstellung, der Modifizierung und des sonstigen Einwirkens auf Teile einer Ausrüstung in einer Stufe eines größeren Verfahrens beinhalten. In den 1–3 ist ein beispielhafter Satz von Achsen (X, Y und Z) zum Zwecke der Klarheit und Veranschaulichung bereitgestellt. Die Z-Achse definiert auch eine Axialrichtung in den nachfolgenden Beispielen, wobei eine „Radial“-Richtung definiert ist als Pfad, der sich von der Z-Achse nach außen erstreckt. Verschiedene Arten von Bewegungen relativ zu den Achsen X, Y und Z werden erläutert, um die verschiedenen Arten der hierin bereitgestellten Bewegung zu illustrieren. Jedoch versteht es sich, dass Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung das Neuausrichten irgendeiner gegebenen Bezugsachse enthalten, um dadurch verschiedene Situationen und Auslegungsüberlegungen zu adaptieren.
Einige Komponenten der Vorrichtung 100 können andere Komponenten tragen und/oder ausrichten, die dazu eingerichtet sind, die Herstellungsplatte 102 zu beaufschlagen und zu manipulieren. Die Vorrichtung 100 ist beispielhaft als eine höheneinstellbare Plattform 110 enthaltend gezeigt. Die höheneinstellbare Plattform 110 kann genauer eine Halterung 112 enthalten, die gleitend mit einer Säule 114 gekoppelt ist, so dass eine Halterung 112 vertikal relativ zu der Säule 114 bewegt werden kann (d.h. entlang einer Richtung des Pfeils A), um die vertikale Position der höheneinstellbaren Plattform 110 und/oder anderer Komponenten, die mit der höheneinstellbaren Plattform 110 verbunden sind, einzustellen. Die gleitende Verbindung zwischen der Halterung 112 und der Säule 114 kann durch eine oder mehrere Lager 116, z.B. Rollenlager, Kugellager, Gleitlager, usw. bereitgestellt werden, um die Halterung 112 gleitend mit der Säule 114 zu verbinden, um eine vertikale Bewegung der Halterung 112 zu ermöglichen, wie sie durch den Pfeil A angegeben ist. Die Halterung 112 kann zusätzlich oder alternativ mit der Säule 114 unter Verwendung irgendeiner anderen Art einer hierin erläuterten, gleitenden Kopplung gekoppelt werden, zusätzlich zu anderen momentan bekannten oder später entwickelten. Unabhängig von der Art der verwendeten Lager 116, kann die Säule 114 der höheneinstellbaren Plattform 110 ein oder mehrere Bahnen 117 aufweisen, die dazu eingerichtet sind, an den Lagern 116 anzugreifen. Jede Bahn 117 kann eine Lagerfläche, Wälz- oder Gleitfläche, Laufbahn, usw. zur Aufnahme der Lager 116 bilden, um es der Halterung 112 zu ermöglichen, sich relativ zu der Säule 114 zu bewegen. Das Angreifen zwischen den Lagern 116 und der Bahn 117 kann es einem Bediener der Vorrichtung 100 ermöglichen, die höheneinstellbare Plattform 110 in einer gewünschten Höhe einzustellen. Außerdem können eine oder mehrere Stützen 118 (nur 3) verwendet werden, um wahlweise die Halterung 112 mit der Säule 114 in einer gewünschten Position in Eingriff zu bringen. Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann jede Stütze 118 als ein Stift, eine Klammer, ein Stab und/oder eine andere mechanische Komponente ausgeführt sein, um eine Bewegung zwischen zwei Komponenten zu unterbinden, z.B. dadurch, dass sie innerhalb angeordnet und/oder befestigt ist mit den zwei Komponenten. Wie es in 3 veranschaulicht ist, kann der bzw. können die Stütze(n) 118 als eine mechanische Klammer ausgeführt sein, um die Säule 114 und die höheneinstellbare Plattform 110 bei festgelegten Positionen davon zu beaufschlagen, um die Bewegung von einem Lager bzw. Lagern 116 entlang der Bahn 117 zu verhindern. Die Stützen 118 können es einem Bediener erlauben, wahlweise die höheneinstellbare Plattform 110 in einer festen Position während des Betriebs der Vorrichtung 100 zu halten, wie es hierin erläutert ist.
Um die Halterung 112 relativ zu der Säule 114 zu bewegen, kann ein Antriebsmechanismus 119 mit der höheneinstellbare Plattform 110 gekoppelt werden (z.B. mechanisch, pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch). Außerdem kann der Antriebsmechanismus 119 mit der Halterung 112 oder der Säule 114 oder einer anderen Komponente der Vorrichtung 100 gekoppelt werden. Der Antriebsmechanismus 119 kann ausgeführt sein z.B. als mit der Halterung 112 verbundener Linearaktuator, mit einer Gewindeantriebswelle, einer Handgriff-Getriebe-Anordnung, einem oder mehreren Motoren, usw., um mechanische Energie zu vermitteln, um es den Lagern 116 der Halterung 112 zu ermöglichen, sich vertikal in Richtung des Pfeils A zu bewegen. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann der Antriebsmechanismus 119 eine Gewindewelle, ein Kolben und/oder eine Schiene sein, die in der Lage ist, sich im Wesentlichen entlang der Lager 116 zu bewegen, z.B. entlang der Richtung von Pfeil A. Unabhängig vom verwendeten Ausführungsbeispiel kann der Antriebsmechanismus 119 eine Leistung, eine mechanische Kraft, usw. vermitteln, um es der Halterung 112 zu ermöglichen, sich vertikal relativ zu der Säule 114 zu bewegen.
Ein drehbares Element 120 kann mit der höheneinstellbaren Plattform 110 gekoppelt werden, z.B. an der Oberfläche der Halterung 112, und wie es beispielhaft hierin gezeigt ist, im Wesentlichen in der Form eines zylindrischen Elements, das dazu eingerichtet ist, innerhalb der Koppelkomponenten 122 zu rotieren, die an dem drehbaren Element 120 befestigt sind. Das drehbare Element 120 kann dazu eingerichtet sein, sich um eine definierte radiale Achse (d.h. Z-Achse) zu drehen, z.B. in der Richtung, die durch den Pfeil B in 1 angegeben ist. Das drehbare Element 120 kann mit einer oder mehreren Komponenten gekoppelt sein, die eine Drehbewegung auferlegen können, z.B. eine mechanisch oder elektrisch angetriebene Handhabe (nicht dargestellt), ein Motor (nicht dargestellt), usw. Die Vorrichtung 100 kann einen Aktuator 124 enthalten, der z.B. mit dem drehbaren Element 120 gekoppelt ist, um das drehbare Element 120 auszufahren und einzufahren, z.B. in der Z-Achse entlang der Richtung des Pfeils C. Der Aktuator 124 kann in der Nähe von und/oder innerhalb irgendeines gewünschten Abschnitts des drehbaren Elements 120 angeordnet sein und bei einem alternativen Ausführungsbeispiel als ein Abschnitt der Koppelkomponente 122 bereitgestellt sein.
Der Aktuator 124 kann bereitgestellt werden als irgendeine aktuell bekannte oder später entwickelte Einrichtung zur Bereitstellung einer variablen Länge, eines variablen Volumens, einer variablen Fläche usw. Zum Beispiel kann der Aktuator 124 als einer oder mehrere von z.B. einem Linearaktuator, einem piezoelektrischen Aktuator, einem pneumatischen Aktuator, einem Servoaktuator, einem Nanoaktuator, einem hydraulischen Aktuator, einem motorangetriebenen Aktuator und/oder irgendeinem anderen aktuell bekannten oder später entwickelten Mechanismus zur Einstellung einer Komponentenlänge ausgeführt sein. Der Aktuator 124 kann mechanisch zwei Abschnitte des drehbaren Elements 120 mit unterschiedlichen Querschnittsflächen verbinden, so dass das drehbare Element 120 eine linear variable Länge haben kann basierend auf der Bewegung der Position des Aktuators 124. Obwohl der Aktuator 124 hierin beispielhaft als in der Lage beschrieben ist, das drehbare Element 120 z.B. entlang der Richtung des Pfeils B auszufahren oder einzufahren, versteht es sich, dass unterschiedliche Arten der Bewegung passend auf eine bestimmte Ausführung des Aktuators 124 auch anwendbar sein können und dieselben Effekte haben können. Als solche soll den Begriffen „ausfahren“, „einfahren“, usw., wie sie auf den Aktuator 124 angewandt werden, keine beschränkende Interpretation zugeordnet werden.
Das drehbare Element 120 kann an einer oder mehreren Stellen mit der höheneinstellbaren Plattform 110 gekoppelt sein, eingerichtet zur ungefähren Ausrichtung mit der Herstellungsplatte 102. Zum Beispiel kann das drehbare Element 120 mit der Säule 114 und/oder einem sich vertikal erstreckenden Abschnitt 126 der höheneinstellbaren Plattform 110 nach Art eines Auslegers gekoppelt sein. Die Halterung 112 kann sich in Richtung der Z-Achse erstrecken, um das drehbare Element 120 bei oder nahe seines Schwerpunkts abzustützen. Die höheneinstellbare Plattform 110 kann dabei das drehbare Element 120 in eine vorherbestimmte Richtung ausrichten, so dass andere Elemente, die mit dem drehbaren Element 120 gekoppelt sind, im Wesentlichen mit der Herstellungsplatte 102 ausgerichtet sein können.
Die Vorrichtung 100 kann ein oder mehrere Ausrichtelemente 130 aufweisen, die mit dem drehbaren Element 120 an dessen erstem Ende gekoppelt sind. Jedes Ausrichtelement 130 kann sich radial relativ zu der Axialrichtung (z.B. im Wesentlichen entlang der Richtung der X-Achse, rechtwinklig zu und innerhalb derselben Ebene der Z-Achse) erstrecken. Um die Ausrichtelemente 130 und/oder irgendeine damit gekoppelte Komponente strukturell zu stützen, kann ein zweites axiales Ende des drehbaren Elements 120 ein Gegengewicht daran (nicht gezeigt) aufweisen. Zum Beispiel kann die drehbare Komponente 120 eine größere Massekonzentration an dem axialen Ende entgegengesetzt zu dem bzw. den Ausrichtelement(en) 130 und anderen Komponenten aufweisen, die axial mit dem drehbaren Element 120 gekoppelt sind. Ein Paar von Koppelelementen 132 kann mit dem bzw. den Ausrichtelement(en) 130 an entgegengesetzten Enden verbunden sein. Jedes Koppelelement 132 kann individuell als erstes Koppelelement 132a und ein zweites Koppelelement 132b identifiziert werden, die durch ihr entsprechendes radiales Ende des Ausrichtelements 130 unterschieden werden. Um die Koppelelemente 132 im Wesentlichen mit der Herstellungsplatte 102 auszurichten, kann die radiale Spanne des Ausrichtelements 130 zwischen den Koppelelementen 132 im Wesentlichen gleich sein wie eine entsprechende radiale Spanne zwischen den entgegengesetzten Seitenwänden der Herstellungsplatte 102. 3 veranschaulicht ein einzelnes Koppelelement 132, das als erstes und/oder zweites Koppelelement 132a, 132b ausgeführt sein kann. Das drehbare Element 120, das bzw. die Ausrichtelement(e) 130 und die Koppelelemente 132 können aus einem starren Material zusammengesetzt sein, z.B. einem Metall, Plastik, Verbundmaterial, usw., das in der Lage ist, die Herstellungsplatte 102 zu beaufschlagen und zu tragen. Außerdem können sich das erste und das zweite Koppelelement 132a, 132b axial erstrecken (d.h. im Wesentlichen entlang der Richtung der Z-Achse), im Wesentlichen parallel zueinander und zum drehbaren Element 120.
Jedes Koppelelement 132 kann ein oder mehrere Elemente aufweisen, die dazu eingerichtet sind, die Herstellungsplatte 102 zu beaufschlagen. Zum Beispiel kann jedes Koppelelement geformt sein, um einen Radialvorsprung 134 aufzuweisen, der sich radial nach innen erstreckt (d.h. im Wesentlichen entlang der X-Achse), um einen Angriffspunkt zu kontaktieren, der z.B. an einer Seitenwand der Herstellungsplatte 102 angeordnet ist, wie es an anderer Stelle hierin erläutert ist. Z.B. kann die Herstellungsplatte 102 entsprechende Merkmale (Schlitze, Nuten, Bahnen, usw.) aufweisen, um die Radialvorsprünge 134 darin aufzunehmen und/oder andere Komponenten der Koppelelemente 132, die geformt sind, um die Herstellungsplatte 102 zu beaufschlagen. Jeder Radialvorsprung 134 kann strukturell durchgängig mit dem übrigen des Koppelelements 132 sein, so dass keine Verbindungsstellen oder Elemente für einen Beobachter erkennbar sind, oder die Radialvorsprünge 134 können als separate Komponenten hergestellt sein, um mit dem oder den Koppelelement(en) 132 in einem separaten Vorgang verbunden zu werden.
Ein Winkeleinstellmittel 140 kann zwischen der Halterung 112 und einer im Wesentlichen vertikalen Bezugsfläche (z.B. vertikaler Abschnitt 126 der höheneinstellbaren Plattform 110, wo die Lager 116 angeordnet sind) gekoppelt sein, um eine Winkeleinstellung des drehbaren Elements 120 und der Koppelelemente 132 relativ zu einer Bezugsfläche (z.B. die X-Z-Ebene) bereitzustellen. Das Winkeleinstellmittel 140 kann in der Form einer mechanischen neigbaren Verbindung, wie etwa z.B. eines industriellen Gelenks oder mechanisch einstellbaren Schräge sein, eingerichtet, um sich in Richtung des Pfeils D zu bewegen. Wenn es gewünscht ist, kann das Winkeleinstellmittel 140 durch ein Verlängerungselement 142 angetrieben sein, z.B. einen Aktuator, ein verzahntes Schraubeinstellmittel und/oder andere einstellbare mechanische Elemente, die durch eine Leistungsquelle, wie etwa einen Antriebsmechanismus 119 und/oder andere Komponenten, wie etwa einen elektrischen, hydraulischen oder pneumatischen Motor angetrieben werden. Die Position der Halterung 112, die mit dem Winkeleinstellmittel 140 an einem Ende verbunden ist, kann es erlauben, die Ausrichtung des drehbaren Elements 120 und der Koppelelemente 132 einstellbar in mehrere Winkelpositionen zu bewegen, wodurch es der Vorrichtung 100 ermöglicht wird, die Herstellungsplatten 102 in einer Vielzahl von Einstellungen zu beaufschlagen. Die höheneinstellbare Plattform 110 kann dazu eingerichtet sein, die Bewegung des Winkeleinstellmittels 140 zu beinhalten, z.B. durch das Enthalten einer Schwenkkopplung 144 darin. Die Schwenkkopplung 144 kann die Halterung 112 drehbar mit dem vertikalen Abschnitt 126 der höheneinstellbaren Plattform 110 verbinden, wodurch es dem drehbaren Element 120, den Koppelelementen 132, usw. ermöglicht wird, eine variierende Winkelausrichtung zu haben, wenn sich das Winkeleinstellmittel 140 in Richtung des Pfeils D bewegt. Außerdem kann das Winkeleinstellmittel 140 unmittelbar mit dem vertikalen Abschnitt 126 der höheneinstellbaren Plattform 110 mittels eines Gelenks 146 verbunden sein. Das Gelenk 146 kann es dem vertikalen Abschnitt 126 der höheneinstellbaren Plattform 110 ermöglichen, in einer festen Position zu bleiben, wenn das Winkeleinstellmittel 140 den Winkel der Halterung 112 relativ zu dem vertikalen Abschnitt 126 manipuliert, z.B. durch Bewegen in Richtung des Pfeils D.
Die Vorrichtung 100 kann einen Mechanismus zur Begrenzung und/oder weiteren Steuerungen der verschiedenen Arten der hierin beschriebenen Bewegung enthalten, aufweisend Komponenten zur Beschränkung oder Steuerung der Bewegung entlang der Richtung der Pfeile A, B, C, D. Zum Beispiel kann es ein Benutzer wünschen, die Drehung oder lineare Bewegung des drehbaren Elements 120 und der Koppelelemente 132 entlang der Richtung der Pfeile B, C abzubremsen, um eine genauere Ausrichtung zwischen den Koppelelementen 132 und den Seitenwänden der Halteplatte 102 bereitzustellen. Eine Bremsanordnung 150 kann auf der höheneinstellbaren Plattform 110 (z.B. an einer oberen Fläche der Halterung 112) in der Nähe des drehbaren Elements 120 angeordnet sein, so dass die Bremsanordnung 150 betrieben werden kann, um eine drehende und/oder lineare Bewegung des drehbaren Elements 120 zu hemmen. Die Bremsanordnung 150 kann einen Bremsbelag 152 enthalten, der betätigt werden kann, z.B. durch eine Stange, einen Kolben, einen Hebel und/oder andere mechanische Instrumente, um den Bremsbelag 152 zu veranlassen, wahlweise in Kontakt mit dem Umfang des drehbaren Elements 120 zu gelangen, während es sich dreht. Der Bremsbelag 152 kann aus einem abrasiven Material oder einer anderen Substanz zusammengesetzt sein, um eine Reibkraft zu vermitteln, die der Bewegung des drehbaren Elements 120 entgegengesetzt ist. Ohne Beschränkung kann der Bremsbelag 152 z.B. metallische Materialien, keramische Materialien, halbmetallische Materialien, usw. aufweisen. Die Bremsanordnung 150 kann es dabei einem Benutzer der Vorrichtung 100 erlauben, die Bewegung des drehbaren Elements 120 zu verlangsamen oder zu verhindern, wenn es sich einer gewünschten Ausrichtung annähert. Ein Benutzer kann die Bremsanordnung 150 manuell steuern, um den Bremsbelag 152 in Kontakt mit dem drehbaren Element 120 zu bringen, oder eine mit der Bremsanordnung 150 verbundene Steuereinrichtung 170 kann den Bremsbelag 152 wahlweise in Angriff oder außer Angriff bringen, wie es an anderer Stelle hierin erläutert ist.
Ein Benutzer der Vorrichtung 100 kann wünschen, dass das drehbare Element 120 und die Koppelelemente 132 stationär in einer festen Position bleiben, nachdem sie im Wesentlichen mit der Herstellungsplatte 102 ausgerichtet sind. Um die Drehung des drehbaren Elements 120 nach der ungefähren Ausrichtung der Koppelelemente 132 mit der Herstellungsplatte 102 zu verhindern, kann die Vorrichtung 100 eine Verriegelung 160 aufweisen, die mit der höheneinstellbaren Plattform 110 benachbart zu dem drehbaren Element 120 gekoppelt ist. Die Verriegelung 160 kann in der Form von irgendeiner aktuell bekannten oder später entwickelten mechanischen Einrichtung zum wahlweisen Verhindern der Drehbewegung bereitgestellt werden. Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann die Verriegelung 160 als ein starrer Stift zum Eingreifen in eine Vertiefung 162 ausgeführt sein, die z.B. unmittelbar innerhalb des drehbaren Elements 120 oder an einem in Umfangsrichtung um das drehbare Element 120 befestigten Ring positioniert ist. Der Eingriff zwischen der Verriegelung 160 und der Vertiefung 162 kann verhindern, dass das drehbare Element 120 sich in Richtung der Pfeile A und B bewegt, bis ein Bediener die Verriegelung 160 außer Eingriff mit der Vertiefung 162 bringt. Es versteht sich, dass die Verriegelung 160 andere Mechanismen zum wahlweisen Erlauben und Verhindern der Bewegung des drehbaren Elements 120 enthalten kann.
Die Vorrichtung 100 kann aufweisen und/oder interagieren mit einer Steuereinrichtung 170 zum Steuern des Betriebs der Bewegung von Komponenten davon. Die Steuereinrichtung 170 kann eine Höhe der höheneinstellbaren Plattform 110 und/oder eine Drehposition des drehbaren Elements 120 einstellen. Insbesondere kann die Steuereinrichtung 170 mit dem Antriebsmechanismus 119, dem Aktuator 124 und/oder anderen Komponenten zur Einstellung der Vorrichtung 100 kommunikationsverbunden sein, wie es hierin beschrieben ist. Die Steuereinrichtung 170 kann mit dem Antriebsmechanismus 119, dem Aktuator 124 und/oder anderen Elementen kommunikationsverbunden sein, wie etwa der Bremsanordnung 150 oder der Verriegelung 160. Die Verbindungen zwischen der Steuereinrichtung 170 und den Komponenten der Vorrichtung 100 kann es der Steuereinrichtung 170 ermöglichen, verschiedene Aktionen zur Automatisierung der Vorrichtung 100 auszuführen, um die hierin erläuterten mechanischen Einstellungen bereitzustellen. Zum Beispiel kann die Steuereinrichtung 170 den Antriebsmechanismus 119 und/oder den Aktuator 124 betätigen, um die Vorrichtung 100 ungefähr mit der Herstellungsplatte 102 auszurichten, wie es hierin beschrieben ist. Die Steuereinrichtung 170 kann den Antriebsmechanismus 119 und/oder den Aktuator 124 als Antwort auf die Eingaben antreiben, die manuell durch einen Benutzer und/oder automatisch durch andere Systeme, Recheneinrichtungen, usw. bereitgestellt werden. Die Steuereinrichtung 170 kann eine rechnergestützte, mechanische oder elektromechanische Einrichtung sein, die in der Lage ist, die einstellbaren Komponenten und Mechanismen, die damit gekoppelt sind, (z.B. den Antriebsmechanismus 119 und/oder den Aktuator 124) zu manipulieren.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Steuereinrichtung 170 eine rechnergestützte Einrichtung sein, die in der Lage ist, Betriebsbefehle für den Antriebsmechanismus 119 und/oder den Aktuator 124 bereitzustellen. In diesem Fall kann eine Gruppe von Sensoren 172 die Position der Herstellungsplatte 102 und von Elementen der Vorrichtung 100 durch das direkte oder indirekte Überwachen von Positionen, Betriebsgeschwindigkeiten, Ausrichtungen, usw. überwachen, um Betriebsbefehle für den Antriebsmechanismus 119 und/oder den Aktuator 124 bereitzustellen. Die Steuereinrichtung 170 kann unter bestimmten Betriebsbedingungen Betriebsbefehle an den Aktuator 124 senden (z.B. zum Drehen oder zum Ausfahren des drehbaren Elements 120). Der Antriebsmechanismus 119 und/oder der Aktuator 124 können elektromechanische Komponenten enthalten, die in der Lage sind, Betriebsbefehle (elektrische Signale) von der Steuereinrichtung 170 zu empfangen und eine mechanische Bewegung (z.B. Bewegung der Halterung 112 relativ zu der Säule 114) zu erzeugen. Die Sensoren 172 können an verschiedenen Positionen der Vorrichtung 100 angeordnet sein, um verschiedene Eigenschaften der Vorrichtung 100 während des Betriebs zu messen und/oder zu bestimmen. Jeder Sensor 172 kann mit der Steuereinrichtung 170 kommunikationsverbunden sein, so dass die Steuereinrichtung 170 den Antriebsmechanismus 119, den Aktuator 124 und/oder andere Komponenten der Vorrichtung 100 manipulieren kann, um zu einer gewünschten Einstellung zu gelangen. Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann der bzw. können die Sensor(en) 172 gekoppelt sein mit und/oder enthalten sein im Antriebsmechanismus 119, Aktuator 124 und/oder können an bewegten Komponenten der Vorrichtung 100 (z.B. der höheneinstellbaren Plattform 110) positioniert sein, um Eigenschaften, wie etwa Position, Geschwindigkeit, Verlagerung von einer ursprünglichen Position, usw. zu sensieren. Daher kann jeder Sensor 172 als ein Positionssensor ausgeführt sein, enthaltend ohne Beschränkung einen Näherungssensor, ein Potenziometer, einen optischen Sensor, einen induktiven nicht berührenden Positionssensor, einen Linearencoder und/oder irgendeine andere Art von Sensor, der betrieben werden kann, um die Position von einem oder mehreren Komponenten zu detektieren. Obwohl drei Sensoren 172 in den 1–3 gezeigt sind, versteht es sich, dass ein Sensor oder mehrere Sensoren 172 weggelassen und/oder zu der Vorrichtung 100 hinzugefügt werden können, um die Position von irgendeiner bewegbaren Komponente davon zu detektieren.
Die Steuereinrichtung 170 kann eine mechanische Einrichtung enthalten, die zur Verwendung durch einen Bediener eingerichtet ist. In diesem Fall kann der Bediener die Steuereinrichtung 170 physisch manipulieren (z.B. durch das Ziehen eines Hebels), der den Antriebsmechanismus 119 und/oder den Aktuator 124 betätigen kann. Zum Beispiel kann der Hebel der Steuereinrichtung 170 mechanisch mit dem Antriebsmechanismus 119, dem Aktuator 124 und/oder anderen hierin beschriebenen Komponenten verbunden sein, so dass das Ziehen des Hebels den Antriebsmechanismus 119 und/oder den Aktuator 124 veranlasst, sich zwischen einer oder mehreren auswählbaren Positionen und/oder Betriebszuständen zu bewegen. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Steuereinrichtung 170 eine elektromechanische Einrichtung sein, die in der Lage ist, Parameter, die von dem bzw. den Sensor(en) 172 erhalten werden, elektrisch zu überwachen (z.B. mit Sensoren), die die Position der Vorrichtung 100, Komponenten davon, den aktuellen Status des Antriebsmechanismus 119 und/oder des Aktuators 124, usw. angeben. Während sie in verschiedenen Ausführungsbeispielen hierin beschrieben ist, kann die Steuereinrichtung 170 den Antriebsmechanismus 119, Aktuator 124 und/oder andere einstellbare Komponenten durch irgendwelche anderen konventionellen Mittel betätigen.
Die Steuereinrichtung 170 kann irgendeine Allzweckrecheneinrichtung zur Ausführung eines Computerprogrammcodes enthalten, der durch einen Bediener installiert ist (z.B. einen Personal Computer, Server, eine in der Hand haltbare Einrichtung usw.). Insoweit kann die Steuereinrichtung 170 in anderen Ausführungsbeispielen irgendeine Recheneinrichtung für einen bestimmten Zweck enthalten, aufweisend Hardware und/oder Computerprogrammcode zur Ausführung bestimmter Funktionen, irgendwelche Recheneinrichtungen, die eine Kombination von Hardware/Software für spezifische Zwecke oder allgemeine Zwecke aufweist oder dergleichen. In jedem Fall können der Programmcode und die Hardware unter Verwendung von Standardtechniken des Programmierens bzw. Entwickeln hergestellt sein. In einem Ausführungsbeispiel kann die Steuereinrichtung 170 ein Programmprodukt aufweisen, das auf einer computerlesbaren Speichereinrichtung gespeichert ist, die betrieben werden kann, um automatisch die Vorrichtung 100 (z.B. durch den Antriebsmechanismus 119 und/oder den Aktuator 124) zu steuern, wenn es ausgeführt wird.
In einem Ausführungsbeispiel kann die Steuereinrichtung 170 ein Programmprodukt aufweisen oder als Programmprodukt ausgeführt sein, das auf einem computerlesbaren Speichermedium gespeichert ist, das betrieben werden kann, um das Angreifen der Vorrichtung 100 mit der Herstellungsplatte 102 zu bewirken, wenn es ausgeführt wird. Insbesondere kann das Programmprodukt einen Programmcode enthalten, um den Aktuator 124 und/oder andere Komponenten der Vorrichtung 100 zu veranlassen, das drehbare Element 120 und die Koppelelemente 132 der Vorrichtung zu drehen, so dass die Koppelelemente 132 im Wesentlichen ausgerichtet sind mit entgegengesetzten Seitenwänden der Herstellungsplatte 102. In einigen Fällen kann die Steuereinrichtung 170 einen Programmcode enthalten, der eine Mehrzahl von Winkelpositionen (z.B. relativ zu der Bezugsachse Z) für die Koppelelemente 132 definiert und eine der Mehrzahl von Winkelpositionen auswählt, bevor die Koppelelemente 132 veranlasst werden, sich zu drehen. Um eine genauere Ausrichtung mit der Herstellungsplatte 102 bereitstellen, kann die Steuereinrichtung 170 dazu eingerichtet sein, den Antriebsmechanismus 119 zu betätigen, um eine Höhe der höheneinstellbaren Plattform 110 einzustellen, bevor die Koppelelemente 132 gedreht werden. Zusätzlich oder alternativ kann die Steuereinrichtung 170 Programmcode enthalten zur Einstellung einer Winkelausrichtung der höheneinstellbaren Plattform 110 durch das Manipulieren des Antriebsmechanismus 119, um das Winkeleinstellmittel 140 und/oder das Verlängerungselement 142 einzustellen. Die Steuereinrichtung 170 kann den Aktuator 124 auch instruieren, die Koppelelemente 132 linear zu betätigen (d.h. in Richtung des Pfeils C zu bewegen), um die entgegengesetzten Seitenwände der Herstellungsplatte 102 zu beaufschlagen. Nach dem Beaufschlagen der Herstellungsplatte 102 mittels der Vorrichtung 100, kann die Steuereinrichtung 170 den Aktuator 124 manipulieren, um eine Position der Herstellungsplatte 102 einzustellen, durch weiteres Steuern des Aktuators 124 und/oder des Antriebsmechanismus 119, um die Koppelelemente 132 einzustellen.
Zuwendend den 4–5 ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 100 gezeigt, die die Herstellungsplatte 102 mechanisch beaufschlagt. Die Koppelelemente 132 können im Wesentlichen mit betreffenden Schlitzen 232 ausgerichtet sein, die jeweils in den Seitenwänden 234 der Herstellungsplatte 102 eingebettet sind. In einigen Fällen kann die Steuereinrichtung 170 (1–3) dazu eingerichtet sein, die Koppelelemente 132 und/oder die radialen Vorsprünge 134 mit den Schlitzen 232 auszurichten, bevor das drehbare Element 120 und/oder die Koppelelemente 132 betätigt werden, um die Herstellungsplatte 102 zu beaufschlagen. Wo es anwendbar ist, kann die höheneinstellbare Plattform 110 in eine gewünschte Höhe und/oder in einem gewünschten Winkel (z.B. unter Verwendung der Lager 116 (1–3) und des Winkeleinstellmittels 140 (1–3)) bewegt werden, bevor die Koppelelemente 132 mit der Herstellungsplatte 102 in Eingriff gebracht werden. Das drehbare Element 120 kann bewegt werden (z.B. unter Verwendung des Aktuators 124), um die Koppelelemente 132 gleitend in Eingriff zu bringen in die Schlitze 232. Die Vorrichtung 100 kann dann die Herstellungsplatte 102 mit den daran angreifenden Koppelelementen 132 manipulieren, um eine oder mehrere Funktionen bereitzustellen. Zum Beispiel kann das drehbare Element 120 die Herstellungsplatte 102 mittels der Koppelelemente 132 drehen, wenn überschüssiges Abfallmaterial auf der Oberfläche 240 der Herstellungsplatte 102 vorhanden ist, um das Abfallmaterial zu entfernen. Das Drehen der Herstellungsplatte 102 mit der darin eingreifenden Vorrichtung 100 kann andere technische Vorteile bereitstellen, z.B. das Bewegen von Trägern, Ankern und/oder anderen Herstellungsüberresten in Positionen, in denen sie einfach entfernt werden können. Wenn die Vorrichtung 100 als ein Teil einer bewegbaren Anordnung, wie etwa einem Wagen bereitgestellt ist, kann die Vorrichtung 100 die Herstellungsplatte 102 nach dem Beaufschlagen der Herstellungsplatte 102 mit den Koppelelementen 132, z.B. unter Verwendung der Radialvorsprünge 134, zu einer anderen Stelle transportieren.
Wie es in 5 gezeigt ist, können weitere Elemente der Vorrichtung 100 das Beaufschlagen zwischen den Koppelelementen 132 und den Schlitzen 232 der Herstellungsplatte 102 verbessern. Zum Beispiel können die Koppelelemente 132 jeweils eine Klemme 250 enthalten. Um die Herstellungsplatte 102 in einer festen Position mit den Koppelelementen 132 zu halten, kann sich jede Klemme 250 radial durch das Koppelelement 132 zu der Seitenwand bzw. den Seitenwänden 234 der Herstellungsplatte 102 hin erstrecken. Außerdem kann die Herstellungsplatte 102 auch eine Vertiefung, ein Gewindebefestigungsmittel, usw. enthalten, um die Klemme 250 darin aufzunehmen und weiter eine Bewegung der Herstellungsplatte 102 relativ zur Vorrichtung 100 zu verhindern. Um die Herstellungsplatte 102 mit der Vorrichtung 100 in einer gewünschten Position mechanisch zu verbinden, kann die Klemme 250 zwischen einer klemmenden Position und einer nicht klemmenden Position wählbar sein, wie es hierin erläutert ist, z.B. mittels der in den 6 und 7 gezeigten Komponenten und an anderer Stelle hierin erläutert. Die Klemme 250 kann alternativ als eine oder mehrere andere mechanische Kopplungskomponenten ausgeführt sein (z.B. pneumatische Verriegelungen, Stifte, Nieten, Bolzen, usw.), um wahlweise eine Axialbewegung der Koppelelemente 132 relativ zu der Herstellungsplatte 102 zu verhindern.
Bezugnehmend auf 6 ist ein Ausführungsbeispiel einer Klemme 250 gezeigt zum Aufrechterhalten der Koppelelemente 132 in einer festen Position relativ zu der Seitenwand bzw. den Seitenwänden 234 der Herstellungsplatte 102. Die Klemme 250 kann ein Befestigungsmittel 252 enthalten, das z.B. als Bolzen, als Schraube, als Niet, usw. ausgeführt, das ein Gewinde an einer äußeren Oberfläche davon enthalten kann.
Um ein mechanisches Beaufschlagen zwischen den befestigten Körpern (z.B. Koppelelement 132 und Seitenwand 234 der Herstellungsplatte 102) bereitzustellen, kann das Befestigungsmittel 252 eine oder mehrere Muttern 254 aufweisen, die in Umfangsrichtung um das Befestigungsmittel 252 angeordnet sein können. Jede Mutter 254 kann ein Paar von Flügeln 256 aufweisen, um ein Moment auf die Mutter (m) 254 zu vermitteln, wobei es der Mutter 254 ermöglicht wird, sich entlang der Gewindeoberfläche des Befestigungsmittels 252 zu bewegen. In einigen Fällen können die Mutter 254 und die Flügel 256 als eine einheitliche Flügelmutter, Gegenmutter oder ähnliche Komponente ausgebildet sein, die zur Verwendung mit dem Befestigungsmittel 252 eingerichtet ist. Zum Beispiel können zwei Muttern 254 mit und/oder relativ zu dem Befestigungsmittel 252 bewegt werden, um miteinander in Kontakt zu gelangen, um das Koppelelement 132 gegen die Seitenwand 234 der Herstellungsplatte 102 zu drücken. Bei alternativen Ausführungsbeispielen können die Mutter(n) 254 und die Flügel 256 durch andere mechanische Einrichtungen zur Befestigung einer Komponente an einer anderen ersetzt sein. Das Befestigungsmittel 252 kann sich durch eine Öffnung 258 des Koppelelements 132 und außerdem zu einer Vertiefung 260 innerhalb der Seitenwand 234 der Herstellungsplatte 102 erstrecken. Wenn das Befestigungsmittel 252 ein Gewinde an seiner Umfangsfläche aufweist, können die Öffnung 258 und die Vertiefung 260 jeweils eine Gewindeinnenfläche aufweisen, z.B., um eine nicht drehende Bewegung des Befestigungsmittels 252 zu verhindern. Die Klemme 250, wie sie in 6 gezeigt ist, kann das bzw. die Koppelelement(e) 132 mechanisch mit der Herstellungsplatte 102 an ihrer Seitenwand 234 verbinden, so dass die Vorrichtung 100 (1–3) die Herstellungsplatte 102 während des Betriebs halten und/oder bewegen kann.
Zuwendend der 7 ist eine alternative Ausführungsform der Klemme 250 für das Koppelelement 132 und die Herstellungsplatte 102 gezeigt. Anstatt unmittelbar mit der Seitenwand 234 der Herstellungsplatte 102 (z.B. durch die Öffnung 260) gekoppelt zu sein, kann das Befestigungsmittel 252 der Klemme 250 einen Klemmkörper 270 beaufschlagen, der dazu eingerichtet ist, das Befestigungsmittel 252 darin aufzunehmen. Der Klemmkörper 270 kann außerdem innerhalb des Koppelelements 132 (z.B. dadurch, dass es sich durch die Öffnung 258 (6) erstreckt) angeordnet sein. Der Klemmkörper 270 kann mechanisch mit einem Hebeblock 272 verbunden sein, der geformt ist, um in die Vertiefung 260 der Herstellungsplatte 102 einzugreifen, wodurch eine seitliche Trennung zwischen dem Koppelelement 132 und der Seitenwand 234 der Herstellungsplatte 102 bereitgestellt wird. Das Befestigungsmittel 252 kann sich durch den Klemmkörper 270 und den Hebeblock 272 erstrecken, um die Vertiefung 260 der Herstellungsplatte 102 zu beaufschlagen. Obwohl ein Ausführungsbeispiel der Klemme 250, das einen Klemmkörper 270 und einen Hebeblock 272 aufweist in 7 gezeigt ist, versteht es sich, dass alternative Formen der Klemme 250 (aufweisend z.B. andere Klemmmechanismen und/oder Elemente der Klemme 250, die in 6 gezeigt sind) ersetzt und/oder kombiniert werden können mit solchen, die hierin erläutert sind, um die Herstellungsplatte 102 mechanisch mit dem bzw. den Koppelelement(en) 132 während des Betriebs zu koppeln.
Die hierin verwendete Terminologie ist nur zum Zwecke der Beschreibung bestimmter Ausführungsbeispiele und ist nicht dazu bestimmt, die Offenbarung zu beschränken. Wie es hierin verwendet wird, sind die Singularformen „ein/eine/einer“ und „der/die/das“ dazu bestimmt, die Mehrzahlformen auch zu beinhalten, solange im Kontext nicht deutlich etwas anderes angegeben ist. Es versteht sich außerdem, dass die Begriffe „aufweisen“ und/oder „aufweisend“, wenn sie in dieser Beschreibung verwendet werden, das Vorhandensein der angegebenen Merkmale, Zahlen, Schritte, Befehle, Elemente und/oder Komponenten angeben, aber nicht das Vorhandensein oder das Hinzufügen von einer oder mehreren anderen Merkmalen, Zahlen, Schritten, Befehlen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen.
Die schriftliche Beschreibung verwendet Beispiele, um die Erfindung zu offenbaren, einschließlich des bevorzugten Ausführungsbeispiels, und um irgendeinen Fachmann auf dem Gebiet in die Lage zu versetzen, die Erfindung auszuführen, einschließlich des Herstellens und des Verwendens irgendwelcher Einrichtungen oder Systeme und des Ausführens irgendwelcher beinhalteter Verfahren. Der patentierbare Schutzbereich der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert und kann andere Beispiele enthalten, die den Fachleuten auf dem Gebiet offenbar werden. Solche anderen Beispiele sind dazu bestimmt, innerhalb des Schutzbereichs der Ansprüche zu liegen, wenn sie strukturelle Elemente aufweisen, die nicht vom Wortlaut der Patentansprüche aufweisen, oder wenn sie äquivalente strukturelle Elemente enthalten ohne substantielle Unterschiede zum Wortlaut der Ansprüche.
Aspekte der Offenbarung enthalten Vorrichtungen 100 und Systeme zum drehenden Beaufschlagen einer Herstellungsplatte 102 zum additiven Herstellen. Eine Vorrichtung 100 entsprechend Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung kann aufweisen: Eine höheneinstellbare Plattform 110; ein drehbares Element 120, das mit der höheneinstellbaren Plattform 110 gekoppelt ist; ein Ausrichtelement 130, das mit einem ersten Ende des drehbaren Elements 120 gekoppelt ist; ein erstes und ein zweites Koppelelement 132, die sich jeweils von dem ersten radialen Ende des Ausrichtelements 130 weg erstrecken, wobei das erste und das zweite Koppelelement 132 im Wesentlichen parallel zu dem drehbaren Element 120 ausgerichtet sind.
Bezugszeichenliste

100: Vorrichtung
102: Herstellungsplatte
110: höheneinstellbare Plattform
112: Halterung
114: Säule
116: Lager
117: Bahnen
118: Trägern
119: Antriebsmechanismus
120: drehbares Element
122: Komponenten
124: Aktuator
126: vertikaler Abschnitt
130: Ausrichtelemente
132: Koppelelemente
134: Radialvorsprünge
140: Winkeleinstellmittel
142: Verlängerungselement
144: Schwenkkopplung
146: Gelenk
150: Bremsanordnung
152: Bremsbelag
160: Verriegelung
162: Vertiefung
170: Steuereinrichtung
172: Sensoren
232: jeweilige Schlitze
234: Seitenwand
240: obere Fläche
250: Klemme
252: Befestigungsmittel
254: Motor
256: Flügel
258: Öffnung
260: Vertiefung
270: Körper
272: Hebeblock
132a: erstes Koppelelement
132b: zweites Koppelelement

Claims

Vorrichtung (100) aufweisend: eine höheneinstellbare Plattform (110); ein drehbares Element (120), das mit der höheneinstellbaren Plattform (110) gekoppelt ist, und eine Axialrichtung von der höheneinstellbaren Plattform (110) definiert; ein Ausrichtelement (130), das mit dem drehbaren Element (120) gekoppelt ist und radial relativ zu der Axialrichtung ausgerichtet ist, wobei das Ausrichtelement (130) ein erstes radiales Ende und ein entgegengesetztes zweites radiales Ende aufweist; ein erstes Koppelelement (132a), das sich in Axialrichtung von dem ersten radialen Ende das Ausrichtelements (130) weg erstreckt und dazu eingerichtet ist, eine erste Seitenwand (234) einer Platte mechanisch zu beaufschlagen, wobei das erste Koppelelement (132a) im Wesentlichen parallel zu dem drehbaren Element (120) ausgerichtet ist; und ein zweites Koppelelement (132b), das sich in der Axialrichtung von dem zweiten Ende des Ausrichtelements (130) weg erstreckt und dazu eingerichtet ist, eine zweite Seitenwand (234) der Platte mechanisch zu beaufschlagen, wobei die zweite Seitenwand (234) radial entgegengesetzt zu der ersten Seitenwand (234) ist, wobei das zweite Koppelelement (132b) im Wesentlichen parallel zu dem drehbaren Element (120) ausgerichtet ist.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei jedes von dem ersten und dem zweiten Koppelelement (132) außerdem einen Radialvorsprung (134) aufweist, der dazu geformt ist, in einen jeweiligen Schlitz innerhalb einer der ersten oder der zweiten Seitenwand der Platte passend einzugreifen.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die höheneinstellbare Plattform (110) außerdem aufweist: eine Säule (114); und eine Halterung (112), die durch ein Lager gleitend mit der Säule (114) gekoppelt ist, wobei die Halterung (112) relativ zu einer Lagerfläche der Säule (114) in der Höhe einstellbar ist, wobei das drehbare Element (120) mit der Halterung (112) der höheneinstellbaren Plattform (110) gekoppelt ist.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 3, außerdem aufweisend ein Winkeleinstellmittel (140), das zwischen der Säule (114) und der höheneinstellbaren Plattform (110) gekoppelt ist, wobei das Winkeleinstellmittel (140) einen Winkel der Halterung (112) relativ zu der Lagerfläche der Säule (114) einstellt.
Vorrichtung (100) nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, außerdem aufweisend eine Klemme (250), die mit einem von dem ersten und dem zweiten Koppelelement (132) gekoppelt ist, wobei die Klemme (250) dazu eingerichtet ist, eine axiale Bewegung der Platte relativ zum drehbaren Element (120) zu verhindern.
Vorrichtung (100) nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, außerdem aufweisend eine Verriegelung (160), die mit der höheneinstellbaren Plattform (110) benachbart zu dem drehbaren Element (120) gekoppelt ist, wobei die Verriegelung (160) dazu eingerichtet ist, wahlweise das drehbare Element (120) in einer von einer Mehrzahl von Drehpositionen zu beaufschlagen.
Vorrichtung (100) nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, außerdem aufweisend eine Bremse, die mit der höheneinstellbaren Plattform (110) gekoppelt und dazu eingerichtet ist, wahlweise in Kontakt zu gelangen mit einer drehbaren Oberfläche des drehbaren Elements (120).
Vorrichtung (100) aufweisend: ein drehbares Element (120) aufweisend einen Aktuator (124) darin und mechanisch mit einer höheneinstellbaren Plattform (110) gekoppelt, wobei das drehbare Element (120) eine Axialrichtung definiert; ein Paar von Koppelelementen (132), die mit dem drehbaren Element (120) gekoppelt sind, wobei sich jedes von dem Paar von drehbaren Elementen (120) axial und im Wesentlichen parallel zu dem drehbaren Element (120) erstreckt; eine Steuereinrichtung (170), die mit dem drehbaren Element (120) betriebsverbunden und dazu eingerichtet ist, das Paar von Koppelelementen (132) drehbar mit einer Herstellungsplatte (102) in Eingriff zu bringen durch Ausführen von Aktionen, aufweisend: Drehen des Paars von Koppelelementen (132), um ungefähr mit einem Paar von entgegengesetzten Seitenwänden der Herstellungsplatte (102) ausgerichtet zu sein, lineares Betätigen des Paars von Koppelelementen (132), um das Paar von entgegengesetzten Seitenwänden der Herstellungsplatte (102) anzugreifen, und Einstellen einer Position der Herstellungsplatte (102) mit dem Paar von Koppelelementen (132), die in Eingriff sind mit dem Paar von endgegengesetzten Seitenwänden derselben.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 8, wobei die Steuereinrichtung (170) außerdem dazu eingerichtet ist, um das Paar von Koppelelementen (132) in eine ausgewählte Winkelausrichtung relativ zu einer vertikalen Referenzachse zu drehen; und/oder um eine Höhe der höheneinstellbaren Plattform (110) einzustellen, bevor das Paar von Koppelelementen (132) gedreht wird; und/oder um das Paar von Koppelelementen (132) mit einem Paar von Schlitzen (232), die jeweils in einer von den entgegengesetzten Seitenwänden der Herstellungsplatte (102) gebildet sind, ungefähr auszurichten.
System aufweisend: ein drehbares Element (120), das mit der höheneinstellbaren Plattform (110) gekoppelt ist und eine Axialrichtung von der höheneinstellbaren Plattform (110) definiert, wobei das drehbare Element (120) einen Aktuator (124) darin enthält; ein Ausrichtelement (130), das mit dem drehbaren Element (120) gekoppelt ist und radial relativ zu der Axialrichtung ausgerichtet ist, wobei das Ausrichtelement (130) ein erstes radiales Ende und ein entgegengesetztes zweites radiales Ende aufweist; ein erstes Koppelelement (132a), das sich axial von dem ersten radialen Ende des Ausrichtelements (130) weg erstreckt und dazu eingerichtet ist, eine erste Seitenwand (234) einer Herstellungsplatte (102) mechanisch zu beaufschlagen, wobei das erste Koppelelement (132a) im Wesentlichen parallel zu dem drehbaren Element (120) ausgerichtet ist; ein zweites Koppelelement (132b), das sich axial von dem zweiten Ende des Ausrichtelements (130) weg erstreckt und dazu eingerichtet ist, eine zweite Seitenwand (234) der Herstellungsplatte (102) mechanisch zu beaufschlagen, wobei die zweite Seitenwand (234) radial entgegengesetzt zu der ersten Seitenwand (234) ist, wobei das zweite Koppelelement (132b) im Wesentlichen parallel zu dem drehbaren Element (120) ausgerichtet ist; eine Steuereinrichtung (170), die mit dem Aktuator (124) des drehbaren Elements (120) kommunikationsverbunden ist, wobei die Steuereinrichtung (170) dazu eingerichtet ist, Aktionen auszuführen, aufweisend: Drehen des drehbaren Elements (120), um im Wesentlichen mit einem betreffenden Paar von entgegengesetzten Seitenwänden der Herstellungsplatte (102) ausgerichtet zu sein; lineares Betätigen des drehbaren Elements (120), so dass das erste und das zweite Koppelelement (132a, 132b) an der ersten und der zweiten Seitenwand (234) der Herstellungsplatte (102) angreifen; und Drehen des drehbaren Elements (120), um die Herstellungsplatte (120) mit dem ersten und zweiten Koppelelement (132a, 132b), die in der ersten und zweiten Seitenwand (234) derselben eingreifen, zu bewegen.