DE10245865A1

DE10245865A1 - Positionier- und Verriegelungsvorrichtung

Info

Publication number: DE10245865A1
Application number: DE2002145865
Authority: DE
Inventors: Werner Huber
Original assignee: Esmo AG
Current assignee: Esmo AG
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2002-09-30
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2022-10-01
Also published as: DE10245865B4

Abstract

Positionier- und Verriegelungsvorrichtung (1), welche an der einerseitigen Vorrichtung mehrere Zentrierstifte (5) umfaßt, die in an der anderseitigen Vorrichtung angebrachte Positionier- und Verriegelungseinrichtungen (6) eingreifen, wobei jeder Zentrierstift (5) eine oder mehrere Querstreben (9) aufweist, deren Längsachsen (10) in einem rechten Winkel zur Längsachse (11) des jeweiligen Zentrierstiftes (5) stehen und wobei in der zu dem jeweiligen Zentrierstift gehörenden Positionier- und Verriegelungseinrichtung (6) die Querstrebe (9) einseitig oder beidseitig in eine Kulissenführung (12) eingreift, wobei diese Kulissenführung (12) oder das Mittel (24) zur Aufnahme dieser Kulissenführung (12) um eine rechtwinklig zur Längsachse (11) des in die Positionier- und Verriegelungseinheit (6) eingeführten Zentrierstiftes (5) ausgerichtete Drehachse (17) oder um die Längsachse (11) des in die Positionier- und Verriegelungseinrichtung (6) eingeführten Zentrierstiftes (5) mittelbar oder unmittelbar rotativ antreibbar ist und während der rotativen Bewegung die Querstrebe (9) zusammen mit dem Zentrierstift (5) einzieht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine beispielsweise zwischen einer Meß- und Prüfeinrichtung für elektronische Bauteile und einer Handhabungseinrichtung für elektronische Bauteile oder einer Befestigungsplatte zu Zentrierungs-, Zusammenziehungs- und Verriegelungszwecken beziehungsweise zu Andockzwecken einsetzbare Vorrichtung (sogenannte docking-Vorrichtung) mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, voneinander getrennte, großvolumige Zentrierungsvorrichtungen und Verriegelungsvorrichtungen bei der Verbindung von Meß- und Prüfeinrichtungen elektronische Bauteile einerseits und Handhabungseinrichtungen für elektronische Bauteile andererseits zu verwenden.
Diese bekannten, voneinander separaten Zentrierungsvorrichtungen und Verriegelungsvorrichtungen sind insbesondere deswegen nachteilig, weil sie aufgrund ihrer großen Raumerfordernisse äußerst sperrig sind.
Oftmals können Meß- und Prüfeinrichtungen für elektronische Bauteile nicht an bestimmte Handhabungsvorrichtungen für elektronische Bauteile angedockt werden, da für die Anbringung der erforderlichen großen Zentrierungsvorrichtungen und Verriegelungsvorrichtungen an den konstruktionsseitig vorgegebenen Orten nicht ausreichend Montageraum zur Verfügung steht und die großen Zentriervorrichtungen und Verriegelungsvorrichtungen mit den zu verbindenden Gerätschaften oder deren Aufbauten kollidieren.
Ein besonders schwerwiegender Nachteil der bekannten separaten Zentriervorrichtungen und Verriegelungsvorrichtungen ist ferner in deren niedrigen Zusammenziehungskräften (contacting forces) zu sehen, welche lediglich etwa 1500 Newton betragen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Bereitstellung einer Positionier- und Verriegelungsvorrichtung, insbesondere für die Verbindung von Meß- und Prüfeinrichtungen für elektronische Bauteile mit Handhabungseinrichtungen für elektronische Bauteile oder Befestigungsplatten, welche über ein besonders geringes Raumerfordernis und eine besonders kleine Anbringungsfläche verfügt und welche besonders große Zusammenziehungskräfte entfaltet.
Erfindungsgemäß wir diese Aufgabe bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung durch die im kennzeichnenden Teil des Schutzanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Besonders bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine schematische, perspektivische Ansicht einer Handhabungsvorrichtung für elektronische Bauteile, an welche eine Meß- und Prüfeinrichtung für elektronische Bauteile unter Zwischenschaltung einer Befestigungsplatte mit Hilfe mehrerer erfindungsgemäßer Positionier- und Verriegelungseinrichtungen angedockt ist;
2 einen schematischen Querschnitt durch einen erfindungsgemäß verwendeten Zentrierstift;
3 einen schematischen vertikalen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Positionier- und Verriegelungseinrichtung mit zwei gegenüberliegenden, rotativ antreibbaren Kulissenscheiben;
4 einen schematischen horizontalen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Positionier- und Verriegelungsvorrichtung mit zwei gegenüberliegenden, rotativ antreibbaren Kulissenscheiben;
5 einen schematischen vertikalen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Positionier- und Verriegelungsvorrichtung mit einer rotativ antreibbaren Kulissenhülse, deren Längsachse in etwa der Längsachse des in die Kulissenhülse eingeführten Zentrierstiftes entspricht;
6 eine schematische, perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Positionier- und Verriegelungsvorrichtung mit zwei gegenüberliegenden, rotativ antreibbaren Kulissenscheiben.
Die erfindungsgemäße Positionier- und Verriegelungsvorrichtung (1) dient vorzugsweise zur Positionierung und Verriegelung von zwei zueinander mittelbar oder unmittelbar benachbarten Vorrichtungen oder Gegenständen.
Bei den miteinander zu verbindenden Vorrichtungen oder Gegenständen kann es sich grundsätzlich um beliebige Vorrichtungen und Gegenstände handeln.
Vorzugsweise handelt es sich bei den miteinander zu verbindenden Vorrichtungen oder Gegenständen beispielsweise einerseits um eine Meß- und Prüfeinrichtung (2) für elektronische Bauteile und andererseits beispielsweise um eine Befestigungsplatte (3) oder eine Handhabungseinrichtung (4) für elektronische Bauteile.
In der Regel umfaßt die erfindungsgemäße Positionier- und Verriegelungsvorrichtung (1) auf oder an der einen Vorrichtung oder dem einen Gegenstand ein, zwei, drei, vier oder mehrere Zentrierstifte (5).
Im Allgemeinen greifen diese einerseitigen Zentrierstifte (5) in verriegeltem Zustand in korrespondierend und gegenüberliegend zu den Zentrierstiften (5) vorgesehene, anderseitige – das heißt an der anderen Vorrichtung oder an dem anderen Gegenstand angebrachte – Positionier- und Verriegelungseinrichtungen (6) ein.
Wie insbesondere aus 2 hervorgeht, verfügt jeder Zentrierstift (5) vorzugsweise über eine oder mehrere Querstreben (9), deren Längsachsen (10) in einem rechten Winkel zur Längsachse (11) des jeweiligen Zentrierstiften (5) stehen.
In besonders bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Positionier- und Verriegelungsvorrichtung (1) greift jede Querstrebe (9) in der zu dem jeweiligen Zentrierstift (5) gehörenden Positionier- und Verriegelungseinrichtung (6) einseitig oder beidseitig in eine Kulissenführung (12) ein.
Die Kulissenführung (12) oder das sie aufnehmende Mittel (24) kann beispielsweise um eine rechtwinklig zur Längsachse (11) des in die Positionier- und Verriegelungseinrichtung (6) eingeführten Zentrierstiften (5) ausgerichtete Drehachse (17) mittelbar oder unmittelbar rotativ antreibbar sein und während ihrer rotativen Bewegung die Querstrebe (9) zusammen mit dem Zentrierstift (5) in die Positionier- und Verriegelungseinrichtung (6) einziehen [ siehe 3 und 4 mit jeweils zwei gegenüberliegenden, rotativ antreibbaren Kulissen-Scheiben (16) ].
Bei einer Betrachtung entlang der Längsachse (11) des in die Positionier- und Verriegelungseinrichtung (6) eingeführten Zentrierstiftes (5) kann die Drehachse (17) der Kulissenführungen (12) insbesondere von gegenüberliegenden Kulissenscheiben (16) beispielsweise vertikal oder horizontal oder schräg ausgerichtet sein.
Alternativ hierzu kann die Kulissenführung (12) oder das sie aufnehmende Mittel (24) beispielsweise um die Längsachse (11) des in die Positionier- und Verriegelungseinrichtung (6) eingeführten Zentrierstiftes (5) mittelbar oder unmittelbar rotativ antreibbar sein und während ihrer rotativen Bewegung die Querstrebe (9) zusammen mit dem Zentrierstift (5) in die Positionier- und Verriegelungseinrichtung (6) einziehen [ siehe 5 mit einer rotativ antreibbaren Kulissen-Hülse (25) ].
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfaßt die erfindungsgemäße Positionier- und Verriegelungsvorrichtung (1) beispielsweise auf der einer Meß- und Prüfeinrichtung (2) zugewandten Seite einer Handhabungseinrichtung (4) oder auf der einer Meß- und Prüfeinrichtung (2) zugewandten Seite einer Befestigungsplatte (3) oder auf Seiten einer Meß- und Prüfeinrichtung (2) angebracht ein, zwei, drei, vier oder mehrere Zentrierstifte (5).
Diese einerseitigen Zentrierstifte (5) greifen gegebenenfalls über ihre Querstreben (9) in verriegeltem Zustand vorzugsweise in korrespondierend und gegenüberliegend zu den Zentrierstiften (5) vorgesehene, anderseitige Positionier- und Verriegelungseinrichtungen (6) ein.
Diese anderseitigen Positionier- und Verriegelungseinrichtungen (6) können beispielsweise an einer Meß- und Prüfeinrichtung (2) für elektronische Bauteile selbst und/oder an der oder den Aufnahmen (7) eines Meß- und Prüfeinrichtungs-Manipulators (8) oder an einer zwischen einer Handhabungseinrichtung (4) und einer Meß- und Prüfeinrichtung (2) vorgesehenen Befestigungsplatte (3) und/oder an einer Handhabungseinrichtung (4) für elektronische Bauteile reversibel oder irreversibel sowie mittelbar oder unmittelbar angebracht sein.
Wie bereits ausgeführt, kann die erfindungsgemäße Positionier- und Verriegelungsvorrichtung (1) insbesondere zur Positionierung und Verriegelung einer einerseitigen Meß- und Prüfeinrichtung (2) für elektronische Bauteile gegenüber beziehungsweise mit einer anderseitig zwischengeschalteten, starren oder gegeneinander verschiebbare Einzelplatten umfassenden Befestigungsplatte (3) oder einer anderseitigen Handhabungseinrichtung (4) für elektronische Bauteile dienen.
2 zeigt, daß der Zentrierstift (5) sich in seinem Spitzenbereich hinsichtlich seines Durchmessers beispielsweise konisch aufweitet und daß sich vorzugsweise an diesen Spitzenbereich abwechselnd zylindrische und sich nochmals konisch aufweitende Bereiche anschließen.
Dieses wechselweise Vorsehen von zylindrischen Abschnitten und sich konisch aufweitenden Abschnitten führt insbesondere zu dem Vorteil, daß noch in einem sicheren Abstand beispielsweise zwischen einer Handhabungsvorrichtung (4) für elektronische Bauteile und einer Meß- und Prüfvorrichtung (2) für elektronische Bauteile aufgrund des gegenüber der Vorzentrierungseinrichtung (13) noch deutlich kleine ren Durchmessers des Zentrierstiftes (5) eine besonders effektive, schnelle, einfache und sichere Vorzentrierung durchführbar ist.
Mit abnehmender Distanz zwischen den aneinanderzudockenden Gerätschaften findet insbesondere dank der konischen Aufweitungen des Zentierstiftes (5) dann bis zur spielfreien Zentrierung eine genauere Ausrichtung statt.
Wie ebenfalls 2 zu entnehmen ist, nimmt der Durchmesser des Zentrierstiftes (5) ausgehend von der Spitze des Zentrierstiftes (5) in Richtung seines entgegengesetzten, verankerten Endes vorzugsweise zu.
Alternativ zu der Ausgestaltung mit abwechselnd sich konisch aufweitenden und zylindrischen Abschnitten kann der Zentrierstift (5) hinsichtlich seines Durchmessers von seiner Spitze bis zu seinem entgegengesetzten Ende beispielsweise sich kontinuierlich aufweitend ausgebildet sein.
2 zeigt ferner, daß die Querstrebe (9) des Zentrierstiftes (5) an einem oder beiden freien Enden jeweils eine Walze, Scheibe, Rad oder Rolle (21) zur möglichst widerstandsarmen und störungssicheren Führung der Querstrebe (9) innerhalb der rotativ antreibbaren Kulissenführung (12) aufweisen kann.
Vorzugsweise entsprechen die Breite und die Tiefe der Kulissenführung (12) etwa den Abmessungen der Querstrebe (9) oder den daran angebrachten Rollen, Rädern, Scheiben oder Walzen (21) .
In besonders bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Positionier- und Verriegelungsvorrichtung (1) kann das die Kulissenführung (12) für die eine oder die mehre ren Querstreben (9) tragende und rotativ antreibbare Mittel (24) beispielsweise in Form einer den Zentrierstift (5) zumindest abschnittsweise umfassenden Kulissen-Hülse (25) oder eines Kulissen-Rohres – jeweils mit einer oder mehreren wendelartigen Kulissenbahnen (15) – ausgebildet sein.
Alternativ hierzu kann das die Kulissenführung (12) für die eine oder die mehreren Querstreben (9) tragende und rotativ antreibbare Mittel (24) beispielsweise in Form einer oder mehrerer Kulissen-Scheiben (16) oder Kulissen-Platten mit darin integrierten, kontinuierlichen oder abgestuften, bogenförmigen Kulissenbahnen (15) ausgebildet sein.
Vorzugsweise verfügt die erfindungsgemäße Positionier- und Verriegelungseinrichtung (6) im Eingangsbereich für den Zentrierstift (5) über eine Vorzentrierungseinrichtung (13) und im Bereich der Spitze des vollständig in die Verriegelungseinrichtung (6) eingeführten Zentrierstiftes (5) über eine Feinzentrierungseinrichtung (14).
In der Regel sind die Vor- und Feinzentrierung (13, 14) in Form von austauschbaren Modulen ohne Spiel gegenüber dem Zentrierstift (5) oder mit unterschiedlichem Spiel gegenüber dem Zentrierstift (5) ausgebildet.
Das Vorsehen solcher spielartigen Maßunterschiede führt zu dem Vorteil, daß ein mechanisch überbestimmtes System sicher vermieden werden kann.
Durch die vorzugsweise modulartige, auswechselbare Gestaltung der Vorzentrierungseinrichtung (13) und der Feinzentrierungseinrichtung (14) ergibt sich der Vorteil, daß die Genauigkeit der Zentrierung -beziehungsweise ihr Spielentsprechend den Anwenderanforderungen spezifisch exakt realisierbar ist.
Die Spiele (Maßunterschiede) der Vorzentrierungseinrichtung (13) und der Feinzentrierungseinrichtung (14) gegenüber dem Zentrierstift (5) können gleich oder voneinander verschieden sein.
Vorzugsweise ist das Spiel der Vorzentrierungseinrichtung (13) gegenüber dem Zentrierstift (5) zumindest etwas größer als das Spiel der Feinzentrierungseinrichtung (14) gegenüber dem Zentrierstift (5) ist, wobei das Spiel der Feinzentrierungseinrichtung (14) gegenüber dem Zentrierstift (5) in der Regel möglichst gering ist.
Wie insbesondere den 3 und 4 zu entnehmen ist, kann die erfindungsgemäße Positionier- und Verriegelungseinrichtung (6) ein oder zwei oder mehrere gegenüberliegende, parallel zueinander ausgerichtete und rotativ antreibbare Kulissenscheiben (16) oder ovale oder runde Kulissenplatten umfassen.
Wie bereits ausgeführt, kann die gemeinsame Drehachse (17) dieser beiden Kulissenscheiben (16) in einem rechten Winkel zur Längsachse (11) des in die Verriegelungseinrichtung (6) eingeführten Zentrierstiftes (5) stehen.
Der Abstand zwischen den gegenüberliegenden Kulissenscheiben (16) entspricht vorzugsweise mindestens dem größten Durchmesser des Zentrierstiftes (5).
In besonders bevorzugten Ausführungsformen dienen die nicht von den Kulissenführungen (12) in Anspruch genommenen, unversehrten Innenseitenbereiche der gegenüberliegen den Kulissenscheiben (16) als Führungen für den Zentrierstift (5) während seines Einführvorganges in seine zugehörige Positionier- und Verriegelungseinrichtung (6).
Im Allgemeinen sind auf den einander zugewandten Innenseiten der Kulissenscheiben (16) nutenförmige oder schlitzförmige Kulissenbahnen (15) vorgesehen.
Diese Kulissenbahnen (15) führen beispielsweise in der Art von auf die Querstreben (9) des Zentrierstiftes (5) wirkenden Steuerkurven vom äußeren Umfang der Kulissenscheiben (16) in Form eines kontinuierlichen oder abgestuften Bogens mit einem oder mehreren Wendepunkten sowie mit einheitlichem Radius oder mit abschnittsweise unterschiedlichen Radien in Richtung von Endpunkten.
Diese Endpunkte der Kulissenbahnen (15) liegen vorzugsweise näher an der Drehachse (17) der Kulissenscheiben (16) als die am außenliegenden Umfang der Kulissenscheiben (16) befindlichen Ausgangspunkte der Kulissenbahnen (15).
Auf diese Art und Weise verkürzt sich der Hebelarm zwischen der in Richtung der Drehachse (17) wandernden Querstrebe (9) und der gegebenenfalls rotativ angetriebenen Drehachse (17) der Kulissenscheiben (16) während einer rotativen Umdrehung der Kulissenscheiben (16), so daß besonders hohe Kräfte auf die Querstrebe (9) einwirken können und der Zentrierstift (5) sogar mit Kräften im Bereich von 3000 Newton bis 6000 Newton in Richtung seiner Positionier- und Verriegelungseinrichtung (6) einziehbar und dort verriegelbar ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Kulissenbahn (15) in ihrem Anfangsabschnitt im Bereich des äußeren Umfanges der Kulissenscheibe (16) oder im zentrier stifteinführungsseitigen Bereich der Kulissenhülse (25) zunächst einen stufenförmigen Anschlag (18) für die Querstrebe (9) zur tiefendefinierten Aufnahme des frontwärtigen Abschnittes des Zentrierstiftes (5) in die Positionier- und Verriegelungseirichtung (6) auf.
In der Regel ist dieser stufenförmige Anschlag (18) von der in der Kulissenbahn (15) geführten Querstrebe (9) erst durch eine abschnittsweise Rotation der Kulissenscheibe (16) um ihre Drehachse (17) oder der Kulissenhülse (25) um die Längsachse (11) des in sie eingeführten Zentrierstiftes (5) in Richtung des weiteren Verlaufs der bogenförmigen oder wendelförmigen Kulissenbahn (15) überwindbar.
Das Vorsehen eines solchen stufenförmigen Anschlages (18) im Anfangsbereich der Kulissenbahn (15) führt insbesondere zu dem Vorteil, daß zu Vorzentrierungszwecken zunächst von allen an den aneinanderzudockenden Gerätschaften vorgesehenen Zentrierstiften (5) eine erste, exakt definierte Einrastposition unter Kontrolle des Bedieners eingenommen wird.
Vorzugsweise übernehmen erst daran anschließend die erfindungsgemäßen Zentrier- und Verriegelungseinrichtungen (6) selbst die Kontrolle über den Andockvorgang und führen dabei selbständig eine Feinzentrierung sowie die Verriegelung durch.
Dieser von der Zentrier- und Verriegelungseinrichtung (6) durchgeführte, automatische Andockvorgang verläuft vorzugsweise langsam und kontinuierlich, wodurch eine Beschädigung der elektronischen Schnittstellen zwischen den aneinanderzudockenden Gerätschaften sicher vermieden wird.
In besonders bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Positionier- und Verriegelungsvorrichtung (1) weist die Kulissenbahn (15) zur sicheren Verriegelung der Querstrebe (9) in ihrem Endabschnitt im Falle eines hülsenförmigen Mittels (24) zur Aufnahme der Kulissenführung (12) keine Steigung mehr auf.
Im Falle eines oder mehrerer scheibenförmiger Mittel (24) zur Aufnahme von Kulissenführungen (12) nehmen die Kulissenbahnen (15) zur sicheren Verriegelung der Querstrebe (9) des Zentrierstiftes (5) in ihrem Endabschnitt vorzugsweise einen gleichbleibenden Radius um die zentrale Drehachse (17) des oder der scheibenförmigen Mittel (24) zur Aufnahme von Kulissenführungen (12) ein, wobei die Steuerkurve dann nicht mehr in Richtung der zentralen Drehachse (17) ausgerichtet ist, sondern diese in Form eines Kreisabschnittes umläuft.
3 zeigt, daß jede Verriegelungseinrichtung (6) mindestens einen Sensor (19) zur Anzeige der Position des in die Verriegelungseinrichtung (6) eingeführten Zentrierstiftes (5) umfassen kann.
Dieser mindestens eine Sensor (19) der Positionier- und Verriegelungseinrichtung (6) kann beispielsweise in Form einer oder mehrerer Lichtschranken, Schalter oder Drucksensoren ausgebildet sein.
Vorzugsweise setzt der rotative Antrieb des oder der Kulissenscheiben (16) oder der Kulissenhülse (25) erst ein, wenn sämtliche Zentrierstifte (5) aller zusammengeschalteten Positionier- und Verriegelungseinrichtungen (6) in ihre zugehörige Positionier- und Verriegelungseinrichtung (6) jeweils bis zur Auslösung des Sensors (19) eingeführt oder eingezogen sind.
In besonders bevorzugten Ausführungen der erfindungsgemäßen Positionier- und Verriegelungsvorrichtung (1) können mehrere in unterschiedlich platzierten Positionier- und Verriegelungseinrichtungen (6) zum rotativen Antrieb der Kulissenscheiben (16) oder der Kulissenhülsen (25) vorgesehene Einrichtungen (22) oder die unterschiedlich platzierten Positionier- und Verriegelungseinrichtungen (6) selbst miteinander synchronisiert sein, um ein paralleles, verkantungsfreie Aneinanderziehen und Verriegeln der miteinander zu verdockenden Vorrichtungen oder Gegenstände zu gewährleisten.
Vorzugsweise sind die Positionier- und Verriegelungseinrichtungen (6) und/oder die Zentrierstifte (5) jeweils in x- und/oder y- und/oder z-Richtung verstellbar und in verschiedenen Positionen fixierbar.
In der Regel ist der rotative Antrieb (22) der einen oder der mehreren Kulissenscheiben (16) oder der Kulissenhülse (25) hydraulisch, pneumatisch, mechanisch oder elektrisch -beispielsweise in Form eines Stellmotors- ausgestaltet.
Insbesondere zu Entriegelungszwecken -beispielsweise im Störungsfall- kann eine manuelle Betätigung dieses rotativen Antriebes (22) – gegebenenfalls mittels einer aufsetzbaren, einsteckbaren oder permanent vorhandenen Handkurbel oder eines entsprechenden Stellrades – vornehmbar sein.
Erfindungsgemäß kann der rotative Antrieb (22) auf die Kulissen-Scheiben oder Kulissen-Platten (16) über deren gemeinsame Drehachse (17) und/oder über den äußeren Umfang der Kulissenscheiben (16) mittelbar oder unmittelbar einwirken.
Sofern anstelle von Kulissenscheiben (16) eine den Zentrierstift (5) zumindest abschnittsweise umgebende Kulissenhülse (25) zum Einsatz kommt, kann der rotative Antrieb (22) beispielsweise auf den äußeren Umfang der Kulissenhülse (25) mittelbar oder unmittelbar einwirken.
Zusammenfassend ist festzustellen, daß im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Positionier-, Zentrierungs- und Verriegelungsvorrichtung (1) bereitgestellt wird, welche beispielsweise für die Verbindung einer Meß- und Prüfeinrichtung für elektronische Bauteile einerseits mit einer Handhabungseinrichtung für elektronische Bauteile oder einer Befestigungsplatte andererseits geeignet ist.
Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Positionier-, Zentrierungs- und Verriegelungsvorrichtung (1) liegt darin, daß sie aufgrund des Vorsehens einer rotativ antreibbaren Kulissenführung (12) besonders kompakt ist und lediglich eine geringe Anbringungsfläche sowie Höhe aufweist.
Dank dieser geringen Raumforderung und des geringen Platzbedarfes ist die erfindungsgemäße Positionier-, Zentrierungs- und Verriegelungsvorrichtung (1) -ohne die bei Vorrichtungen aus dem Stand der Technik stets gefürchteten räumlichen Beschränkungen- nahezu an jeder unter dem Gesichtspunkt einer optimalen Kräfteverteilung geeigneten Position schnell und einfach anbringbar.
Die erfindungsgemäße Positionier-, Zentrierungs- und Verriegelungsvorrichtung (1) kann damit – im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten, sperrigen separaten Zentrierungsvorrichtungen und Verriegelungsvorrichtungenlosgelöst von oftmal's ungeeigneten, durch ihr Raumangebot jedoch vordefinierten Stellen, an Orten besserer Kräfteverteilung hochflexibel eingesetzt werden.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Positionier-, Zentrierungs- und Verriegelungsvorrichtung (1) ist darin zu sehen, daß sie aufgrund ihres modularen Aufbaus und der hohen Flexibilität in Bezug auf ihren Anbringungsort sogar ohne einen bei den Vorrichtungen des Standes der Technik ansonsten üblichen und an die Abmessungen der jeweiligen Vorrichtung exakt anzupassenden Montagerahmen auskommt.
Ein besonders gravierender Vorteil der erfindungsgemäßen Positionier-, Zentrierungs- und Verriegelungsvorrichtung ist jedoch in deren enormer Zusammenziehungskraft zu sehen, mit welcher der Zentrierstift (5) in seine zugehörige Positionier- und Verriegelungseinrichtung (6) anhand eines rotativ angetriebenen Mittels (24) zum Tragen der Kulissenführung (12) einziehbar und verriegelbar ist.

Claims

Positionier- und Verriegelungsvorrichtung (1) zur Positionierung und Verriegelung von zwei zueinander mittelbar oder unmittelbar benachbarten Vorrichtungen oder Gegenständen, dadurch gekennzeichnet, daß sie an der einerseitigen Vorrichtung oder an dem einerseitigen Gegenstand ein, zwei, drei, vier oder mehrere Zentrierstifte (5) umfaßt, welche in verriegeltem Zustand in korrespondierend und gegenüberliegend zu den Zentrierstiften (5) vorgesehene und an der anderseitigen Vorrichtung oder an dem anderseitigen Gegenstand angebrachte Positionier- und Verriegelungseinrichtungen (b) eingreifen, wobei jeder Zentrierstift (5) eine oder mehrere Querstreben (9) aufweist, deren Längsachsen (10) in einem rechten Winkel zur Längsachse (11) des jeweiligen Zentrierstiftes (5) stehen und wobei in der zu dem jeweiligen Zentrierstift (5) gehörenden Positionier- und Verriegelungseinrichtung (6) die Querstrebe (9) einseitig oder beidseitig in eine Kulissenführung (12) eingreift, wobei diese Kulissenführung (12) oder das Mittel (24) zur Aufnahme dieser Kulissenführung (12) um eine rechtwinklig zur Längsachse (11) des in die Positionier- und Verriegelungseinheit (6) eingeführten Zentrierstiftes (5) ausgerichtete Drehachse (17) oder um die Längsachse (11) des in die Positionier- und Verriegelungseinrichtung (6) eingeführten Zentrierstiftes (5) mittelbar oder unmittelbar rotativ antreibbar ist und während der rotativen Bewegung die Querstrebe (9) zusammen mit dem Zentrierstift (5) in die Positionier- und Verriegelungseinrichtung (6) einzieht.
Positionier- und Verriegelungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den miteinander zu verbindenden Vorrichtungen oder Gegenständen einerseits um eine Meß- und Prüfeinrichtung (2) für elektronische Bauteile und andererseits um eine Befestigungsplatte (3) und/oder eine Handhabungseinrichtung (4) für elektronische Bauteile handelt und daß das Mittel (24) zur Aufnahme der Kulissenführung (12) in Form einer Scheibe, einer Walze, eines Rades, einer Hülse oder einer Führungsrinne oder Führungsbahn ausgebildet ist.
Positionier- und Verriegelungsvorrichtung (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf der einer Meß- und Prüfeinrichtung (2) zugewandten Seite einer Handhabungseinrichtung (4) oder auf der einer Meß- und Prüfeinrichtung (2) zugewandten Seite einer Befestigungsplatte (3) oder auf Seiten einer Meß- und Prüfeinrichtung (2) angebracht ein, zwei, drei, vier oder mehrere Zentrierstifte (5) umfaßt, welche in verriegeltem Zustand in korrespondierend und gegenüberliegend zu den Zentrierstiften (5) vorgesehene Positionier- und Verriegelungseinrichtungen (6) eingreifen, die an einer Meß- und Prüfeinrichtung (2) und/oder an der oder den Aufnahmen (7) eines Meß- und Prüfeinrichtungs-Manipulators (8) oder an einer zwischen einer Handhabungseinrichtung (4) und einer Meß- und Prüfeinrichtung (2) vorgesehenen Befestigungsplatte (3) und/oder an einer Handhabungseinrichtung (4) für elektronische Bauteile reversibel oder irreversibel sowie mittelbar oder unmittelbar vorgesehen sind.
Positionier- und Verriegelungsvorrichtung (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Betrachtung entlang der Längsachse (11) eines in die Positionier- und Verriegelungseinrichtung (6) eingeführten Zentrierstiftes (5) die Drehachse (17) der Kulissenführungen (12) vertikal oder horizontal oder schräg ausgerichtet ist.
Positionier- und Verriegelungsvorrichtung (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrierstift (5) in seinem Spitzenbereich sich hinsichtlich seines Durchmessers konisch aufweitet und sich an diesen Spitzenbereich abwechselnd zylindrische und sich nochmals konisch aufweitende Bereiche anschließen, wobei der Durchmesser des Zentrierstiftes (5) ausgehend von der Spitze des Zentrierstiftes (5) in Richtung seines entgegengesetzten, verankerten Endes zunimmt .
Positionier- und Verriegelungsvorrichtung (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrierstift (5) sich hinsichtlich seines Durchmessers von seiner Spitze bis zu seinem entgegengesetzten Ende kontinuierlich aufweitet.
Positionier- und Verriegelungseinrichtung (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Querstrebe (9) des Zentrierstiftes (5) an einem oder beiden freien Enden jeweils eine Walze, Scheibe, Rad oder Rolle (21) zur Führung der Querstrebe (9) innerhalb der rotativ angetriebenen Kulissenführung (12) aufweist, wobei die Breite und Tiefe der Kulissenführung (12) etwa den Abmessungen der Querstrebe (9) oder den daran angebrachten Rollen, Rädern, Scheiben oder Walzen (21) entsprechen.
Positionier- und Verriegelungsvorrichtung (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das die Kulissenführung (12) für die eine oder die mehreren Querstreben (9) tragende und rotativ antreibbare Mittel (24) in Form einer den Zentrierstift (5) zumindest abschnittsweise umfassenden Kulissen-Hülse (25) oder eines Kulissen-Rohres -jeweils mit einer oder mehreren wendelartigen Kulissenbahnen (15)- oder in Form einer oder mehrerer Kulissen-Scheiben (16) oder Kulissen-Platten mit darin integrierten, kontinuierlichen oder abgestuften, bogenförmigen Kulissenbahnen (15) ausgebildet ist.
Positionier- und Verriegelungsvorrichtung (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht von den Kulissenführungen (12) ausgefüllten Innenseitenbereiche von gegenüberliegenden Kulissenscheiben (16) als Führungen für den Zentrierstift (5) während seines Einführvorganges in seine zugehörige Positionier- und Verriegelungseinrichtung (6) dienen.
Positionier- und Verriegelungsvorrichtung (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionier- und Verriegelungseinrichtung (6) im Eingangsbereich für den Zentrierstift (5) eine Vorzentrierungseinrichtung (13) und im Bereich der Spitze des vollständig in die Verriegelungseinrichtung (6) eingeführten Zentrierstiftes (5) eine Feinzentrierungseinrichtung (14) aufweist, wobei die Vor- und Feinzentrierung (13, 14) in Form von austauschbaren Modulen ohne Spiel gegenüber dem Zentrierstift (5) oder mit unterschiedlichem Spiel gegenüber dem Zentrierstift (5) ausgebildet sind, um ein mechanisch überbestimmtes System zu vermeiden, wobei die Spiele der Vorzentrierungseinrichtung (13) und der Feinzentrierungseinrichtung (14) gegenüber dem Zentrierstift (5) gleich oder voneinander verschieden sind.
Positionier- und Verriegelungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Spiel der Vorzentrierungseinrichtung (13) gegenüber dem Zentrierstift (5) größer als das Spiel der Feinzentrierungseinrichtung (14) gegenüber dem Zentrierstift (5) ist, wobei das Spiel der Feinzentrierungseinrichtung (14) gegenüber dem Zentrierstift (5) möglichst gering ist.
Positionier- und Verriegelungsvorrichtung (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionier- und Verriegelungseinrichtung (6) ein oder zwei oder mehrere gegenüberliegende, parallel zueinander ausgerichtete und rotativ antreibbare Kulissenscheiben (16) oder ovale oder runde Kulissenplatten umfaßt, deren gemeinsame Drehachse (17) in einem rechten Winkel zur Längsachse (11) des in die Verriegelungseinrichtung (6) eingeführten Zentrierstiftes (5) steht, wobei der Abstand zwischen den gegenüberliegenden Kulissenscheiben (16) mindestens dem größten Durchmesser des Zentrierstiftes (5) entspricht, wobei auf den einander zu gewandten Innenseiten der Kulissenscheiben (16) nutenförmige oder schlitzförmige Kulissenbahnen (15) vorgesehen sind, welche in der Art von auf die Querstreben (9) des Zentrierstiftes (5) wirkenden Steuerkurven vom äußeren Umfang der Kulissenscheiben (16) in, Form eines kontinuierlichen oder abgestuften Bogens mit einem oder mehreren Wendepunkten sowie mit einheitlichem Radius oder mit abschnittsweise unterschiedlichen Radien in Richtung von Endpunkten führen, welche näher an der Drehachse (17) der Kulissenscheiben (16) liegen als die am außenliegenden Umfang der Kulissenscheiben (16) befindlichen Ausgangspunkte der Kulissenbahnen (15).
Positionier- und Verriegelungsvorrichtung (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulissenbahn (15) in ihrem Anfangsabschnitt im Bereich des äußeren Umfanges der Kulissenscheibe (16) oder im zentrierstifteinführungsseitigen Bereich der Kulissenhülse (25) zunächst einen stufenförmigen Anschlag (18) für die Querstrebe (9) zur tiefendefinierten Aufnahme des frontwärtigen Abschnittes des Zentrierstiftes (5) in die Positionier- und Verriegelungseinheit (6) aufweist, wobei dieser stufenförmige Anschlag (18) von der in der Kulissenbahn (15) geführten Querstrebe (9) erst durch eine abschnittsweise Rotation der Kulissenscheibe (16) um ihre Drehachse (17) oder der Kulissenhülse (25) um die Längsachse (11) des in sie eingeführten Zentrierstiftes (5) in Richtung des weiteren Verlaufs der bogenförmigen oder wendelförmigen Kulissenbahn (15) überwindbar ist.
Positionier- und Verriegelungsvorrichtung (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulissenbahn (15) zur sicheren Verriegelung der Querstrebe (9) in ihrem Endabschnitt im Falle eines hülsenförmigen Mittels (24) zur Aufnahme der Kulissenführung (12) keine Steigung mehr aufweist und im Falle eines oder mehrerer scheibenförmiger Mittel (24) zur Aufnahme von Kulissenführungen (12) einen gleichbleibenden Radius um die zentrale Drehachse (17) des oder der scheibenförmigen Mittel (24) zur Aufnahme von Kulissenführungen (12) einnimmt .
Positionier- und Verriegelungsvorrichtung (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Positionier- und Verriegelungseinrichtung (6) mindestens einen Sensor (19) zur Anzeige der Position des in die Verriegelungseinrichtung (6) eingeführten Zentrierstiftes (5) umfaßt, wobei der rotative Antrieb des oder der Kulissenscheiben (16) oder der Kulissenhülse (25) erst einsetzt, wenn sämtliche Zentrierstifte (5) aller zusammengeschalteten Positionier- und Verriegelungseinrichtungen (6) in ihre zugehörige Positionier- und Verriegelungseinrichtung (6) jeweils bis zur Auslösung des Sensors (19) eingeführt oder eingezogen sind.
Positionier- und Verriegelungsvorrichtung (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (19) der Verriegelungseinrichtung (6) in Form einer Lichtschranke oder eines Schalters oder eines Drucksensors ausgebildet ist.
Positionier- und Verriegelungsvorrichtung (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere in unterschiedlich platzierten Positionier- und Verriegelungseinrichtungen (6) vorgesehene Einrichtungen (22) zum rotativen Antrieb der Mittel (24) zur Aufnahme der Kulissenführung (12), der Kulissenscheiben (16) oder der Kulissenhülsen (25) miteinander synchronisiert sind, um ein paralleles, verkantungsfreies Aneinanderziehen der miteinander zu verdockenden Vorrichtungen oder Gegenstände und ein gleichzeitiges Verriegeln miteinander zu gewährleisten.
Positionier- und Verriegelungsvorrichtung (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionier- und Verriegelungseinrichtungen (6) und/oder die Zentrierstifte (5) jeweils in x- und/oder y- und/oder z-Richtung verstellbar angebracht und fixierbar sind.
Positionier- und Verriegelungsvorrichtung (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der rotative Antrieb (22) des einen oder der mehreren Mittel (24) zur Aufnahme einer Kulissenführung (12) oder der einen oder der mehreren Kulissenscheiben (16) oder der Kulissenhülse (25) hydraulisch, elektrisch, pneumatisch oder mechanisch ausgestaltet ist, wobei zu Entriegelungszwecken eine manuelle Betätigung dieses rotativen Antriebes (22) selbst im Störungsfalle mittels einer aufsetzbaren oder permanent vorgesehenen Handkurbel oder eines Stellrades möglich ist.
Positionier- und Verriegelungsvorrichtung (1) nach einem oder mehreren der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der rotative Antrieb (22) auf das Mittel (24) zur Aufnahme der Kulissenführung (12) oder auf die Kulissen-Scheiben oder Kulissen-Platten (16) über die Drehachse (17) der Kulissenscheiben (16) oder des Mittels (24) zur Aufnahme der Kulissenführung (12) und/oder über den äußeren Umfang der Kulissenscheiben (16) oder des Mittels (24) zur Aufnahme der Kulissenführung (12) mittelbar oder unmittelbar oder auf den äußeren Umfang der Kulissenhülse (25) mittelbar oder unmittelbar einwirkt.