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Die Erfindung betrifft eine Verstellvorrichtung mit
einer Basiseinheit und mit einer Lastaufnahmeeinheit, die durch
ein Getriebe gekoppelt sind, das eine Bewegung der Lastaufnahmeeinheit
relativ zu der Basiseinheit in zwei unterschiedlichen Richtungen
ermöglicht.
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Eine derartige Verstellvorrichtung
ist aus der
DE 198
56 696 A1 bekannt. Dort ist eine Verstellvorrichtung zum
Anschluss an ein Stativ für
Operationsmikroskope beschrieben, mit der ein am Stativ aufgenommenes
Operationsmikroskop in einer horizontalen Ebene verfahren werden
kann. Diese Verstellvorrichtung hat eine Basiseinheit, welche an
einem Trägerarm
des Stativs angeschlossen ist. Mit dieser Basiseinheit ist ein Gehäuse verbunden,
in dem eine als Lastaufnahmeeinheit fungierende Gleitscheibe gelagert
ist. Diese Gleitscheibe hält
ein am Stativ aufgenommenes Operationsmikroskop und kann ittels zweier
Spindeltriebe in einer horizontalen Ebene bewegt werden.
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Die
DE 31 47 863 A1 offenbart ein Operationsmikroskop
mit einer Verstellvorrichtung, die ein Bewegen des am Stativ aufgenommenen
Operationsmikroskopes in horizontaler Richtung ermöglicht. Die
Verstellvorrichtung hat eine Basiseinheit, die von einem Stativarm
getragen wird und über
eine Kreuzschlittenführung
mit einer Lastaufnahmeeinheit gekoppelt ist. Diese Lastaufnahmeeinheit
trägt das Operationsmikroskop.
Zum Antrieb der Kreuzschlittenführung
sind Spindeltriebe vorgesehen.
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Aus der
EP 1 222 986 A1 ist eine
Werkzeugmaschine bekannt, die einen Maschinentisch aufweist, der
entlang zweier, zueinander orthogonaler Bewegungsachsen verstellt
werden kann. Für
die Bewegung dieses Maschinentisches in einer horizontalen Ebene
ist als Längstrieb
ein Zahnstangenmechanismus vorgesehen, der mit einem als Quertrieb dienenden
Spindelmechanismus kombiniert ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine
einfach und kompakt aufgebaute Verstellvorrichtung bereitzustellen,
die ein exaktes Bewegen einer aufgenommenen Last in einer Ebene
ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch eine Verstellvorrichtung
mit den Merkmalen der Ansprüche
1, 14, 25, 37, 60, 70, 73 und 82 gelöst.
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Bei einer solchen Verstellvorrichtung
ist ein Getriebe vorgesehen, welches eine Basiseinheit mit einer
Lastaufnahmeeinheit derart koppelt, dass eine Bewegung der Lastaufnahmeeinheit
relativ zu der Basiseinheit vorzugsweise in zwei unterschiedlichen Richtungen
möglich
ist. Das Getriebe hat eine Koppelplatte, die mit zwei Kraftübertragungselementen
in Wirkverbindung steht. Bei einer Bewegung der Lastaufnahmeeinheit
relativ zu der Basiseinheit rollt sich wenigstens eines der Kraftübertragungselemente
an der Koppelplatte ab. Auf diese Weise wird eine XY-Verstellvorrichtung
geschaffen, welche sich insbesondere für das Bewegen von Maschinentischen bei
Werkzeugmaschinen eignet.
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In Weiterbildung der Erfindung sind
die Kraftübertragungselemente
als sich an der Koppelplatte abrollende Ketteneinheiten oder Riemeneinheiten ausgebildet.
Auf diese Weise wird eine Verstellvorrichtung geschaffen, mit der
besonders große
Kräfte übertragen
werden können.
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In Weiterbildung der Erfindung umfassen
die Kraftübertragungselemente
zwei an Drehachsen gelagerte Radelemente. Auf diese Weise wird eine
mit geringen Kräften
bewegbare Verstellvorrichtung bereitgestellt.
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In Weiterbildung der Erfindung ist
die Richtung der Drehachsen der Radelemente zueinander orthogonal.
Auf diese Weise wird eine leichte Gängigkeit der Verstellvorrichtung
gewährleistet.
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In Weiterbildung der Erfindung ist
eine weitere Koppelplatte vorgesehen, die mit den Kraftübertragungselementen
in Wirkverbindung steht. Auf diese Weise wird ein Übersetzungsmechanismus
geschaffen, der bewirkt, dass bei einer einfachen Umdrehung eines
Kraftübertragungselementes
die weitere Koppelplatte relativ zu der ersten Koppelplatte um das doppelte
des Umfangs des Kraftübertragungselementes
bewegt wird.
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In Weiterbildung der Erfindung ist
eine als Zahnplatte ausgebildete Koppelplatte vorgesehen. In Weiterbildung
der Erfindung sind als Zahnrad ausgebildete Radelemente vorgesehen.
Auf diese Weise wird eine reibungsarme Verstellvorrichtung geschaffen,
mittels der hohe Kräfte übertragen
werden können.
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In Weiterbildung der Verstellvorrichtung
ist den Radelementen ein Antrieb zugeordnet. Auf diese Weise kann
eine gewünschte
Stellung der Lastaufnahmeeinheit zu der Basiseinheit präzise justiert werden.
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In Weiterbildung der Erfindung ist
der Antrieb als elektrischer Antrieb ausgebildet. Auf diese Weise wird
eine leicht steuerbare Verstellvorrichtung bereitgestellt.
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In Weiterbildung der Erfindung weist
wenigstens eine Koppelplatte eine Ausnehmung zum Durchführen von
Kabeln auf. Auf diese Weise wird eine Verstellvorrichtung geschaffen,
durch die hindurch Versorgungsstränge für ein mit der Verstellvorrichtung
aufgenommenes Gerät
geführt
werden können.
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In Weiterbildung der Erfindung ist
eine Koppelplatte mit der Basiseinheit fest verbunden. Auf diese
Weise verstärkt
die Koppelplatte die mechanische Steifheit der Basiseinheit, so
dass eine mit großen Kräften belastbare
Verstellvorrichtung geschaffen wird.
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In Weiterbildung der Erfindung ist
eine Koppelplatte mit der Lastaufnahmeeinheit fest verbunden. Auf
diese Weise kann die Belastbarkeit der Lastaufnahmeeinheit erhöht werden.
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In Weiterbildung der Erfindung sind
die Radelemente in einer mit der Basiseinheit fest verbundenen Lagereinheit
gelagert. Auf diese Weise kann das Gewicht von Baugruppen, die in
der Verstellvorrichtung transversal verschoben werden, reduziert
werden.
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Das Getriebe der Verstellvorrichtung
kann auch eine erste Viergelenkkette aufweisen, die an einem ersten
Halteteil mit einem ersten Drehgelenk und einem zweiten Drehgelenk
gelagert ist und über ein
drittes Drehgelenk mit einer Basiseinheit in Wirkverbindung steht.
In einem solchen Getriebe ist eine zweite Viergelenkkette vorgesehen,
die an einem zweiten Halteteil mit einem ersten Drehgelenk und einem
zweiten Drehgelenk gelagert ist und über ein drittes Drehgelenk
mit einer Lastaufnahmeeinheit in Wirkverbindung steht. Dabei ist
die erste Viergelenkkette mit der zweiten Viergelenkkette fest verbunden. Eine
solche Verstellvorrichtung ermöglicht
ein geringes Gewicht und gestattet eine schlanke Bauform bei vergleichsweise
geringem Durchmesser.
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In Weiterbildung einer solchen Verstellvorrichtung
ist zum Bewegen einer Viergelenkkette ein Antrieb vorgesehen. Auf
diese Weise wird ein präzises
Bewegen der Verstellvorrichtung ermöglicht.
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Vorzugsweise ist der Antrieb als
Spindeltrieb mit Elektromotor ausgebildet. Auf diese Weise können mit
der Verstellvorrichtung große
Kräfte
erzeugt werden.
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Indem an der Basiseinheit ein Haltearm
angeordnet ist kann ein Anschlussbereich an ein Stativ für ein Operationsmikroskop
geschaffen werden.
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In Weiterbildung einer solchen Verstellvorrichtung
ist an der Lastaufnahmeeinheit ein Anschlussarm angeordnet. Auf
diese Weise wird ein Anschlussbereich für ein Operationsmikroskop geschaffen.
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In Weiterbildung einer solchen Verstellvorrichtung
ist das erste Halteteil als Deckelteil ausgebildet und vorzugsweise
auch das zweite Halteteil entsprechend als Bodenteil gehalten. Auf
diese Weise wird eine kompakte Bauform der Verstellvorrichtung ermöglicht.
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In Weiterbildung einer solchen Verstellvorrichtung
ist die Basiseinheit mit einem Gleitlager an dem Deckelteil geführt. Auf
diese Weise werden Reibungskräfte
in der Verstellvorrichtung minimiert.
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In Weiterbildung der Verstellvorrichtung weist
das Deckelteil eine Aussparung für
den Haltearm auf. Auf diese Weise wird ein großer Verstellweg der Verstellvorrichtung
ermöglicht.
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In Weiterbildung der Verstellvorrichtung
ist die Lastaufnahmeeinheit mit einem Gleitlager am Bodenteil geführt. Auch
dies trägt
dazu bei, Reibungskräfte
in der Verstellvorrichtung zu verringern.
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In Weiterbildung der Verstellvorrichtung weist
das Bodenteil eine Aussparung für
den Anschlussarm auf, um so einen großen Verstellweg für ein daran
angeschlossenes Operationsmikroskop zu ermöglichen.
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In der Verstellvorrichtung kann auch
ein Getriebe mit einem Hebelelement vorgesehen sein, das mit einem
Gelenk an einem Halteteil gelagert ist und mit der entsprechenden
Basiseinheit und der Lastaufnahmeeinheit in Wirkverbindung steht.
Vorzugsweise ist dieses Gelenk als Kugelgelenk ausgebildet. Eine
solche Verstellvorrichtung ermöglicht
einen vergleichsweise großen
Verstellweg.
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Zum Bewegen der Verstellvorrichtung
kann ein Antrieb vorgesehen werden, um so präzise Verfahrwege zu ermöglichen.
Vorzugsweise hat die Verstellvorrichtung zwei Spindeltriebe mit
Elektromotor. Auf diese Weise können
mit der Verstellvorrichtung große
Kräfte
bereitgestellt werden.
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Vorzugsweise ist dabei die Wirkverbindung von
Hebelelement und Basiseinheit als Kugelgelenk ausgebildet und möglichst
auch die Wirkverbindung von Hebelelement und Lastaufnahmeeinheit
als Kugelgelenk gehalten. Eine solche Verstellvorrichtung eignet
sich zur Aufnahme großer
Kräfte.
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In Weiterbildung einer solchen Verstellvorrichtung
ist die Basiseinheit mit einem Gleitlager an einem Deckelteil eines
Gehäuses
geführt
und vorzugsweise auch ein entsprechendes Gleitlager an einem Bodenteil
des Gehäuses
vorgesehen. Auf diese Weise können
in der Verstellvorrichtung Reibungskräfte minimiert werden.
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Vorzugsweise ist in dem Deckelteil
eine Ausnehmung zur Bewegung eines Haltearms vorgesehen und das
entsprechende Bodenteil hat eine Ausnehmung zur Bewegung eines Anschlussarms.
Auf diese Weise werden große
Verfahrwege für
die Verstellvorrichtung ermöglicht.
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Die Verstellvorrichtung kann auch
ein Getriebe mit wenigstens einem Bandelement enthalten, wobei das
Bandelement eine Bewegung der Basiseinheit mit einer Bewegung der
Lastaufnahmeeinheit koppelt. Auf diese Weise kann eine Verstellvorrichtung
mit vergleichsweise geringem Lagerspiel bereitgestellt werden.
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Vorzugsweise umfasst das Getriebe
einer solchen Verstellvorrichtung ein erstes Bandelementpaar und
ein zweites Bandelementpaar, wobei das erste und das zweite Bandelementpaar
möglichst
zueinander orthogonal geführt
sind.
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Um Reibungskräfte zu minimieren sind wiederum
an der Basiseinheit und an der Halteeinheit Gleitlager vorgesehen.
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In Weiterbildung hat eine solche
Verstellvorrichtung einen Antrieb, der einen ersten Elektromotor mit
einem ersten Spindeltrieb und einen zweiten Elektromotor mit einem
zweiten Spindeltrieb umfasst. Der erste Spindeltrieb und der zweite
Spindeltrieb sind vorzugsweise an der ersten Halteeinheit gelagert.
Um die Basiseinheit zu bewegen hat der Antrieb ein erstes Lenkerelement,
das auf einer an dem ersten Spindeltrieb geführten Mutter und an der Basiseinheit
anglenkt ist. Indem der Antrieb auch ein zweites Lenkerelement hat,
das ebenfalls auf den ersten Spindeltrieb mit einer Mutter geführt ist
und auch an der Basiseinheit angelenkt ist, wird eine stabile Bewegungsübertragung
auf die Basiseinheit ermöglicht.
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Vorzugsweise ist in einer solchen
Verstellvorrichtung in dem Antrieb auch ein drittes Lenkerelement
vorgesehen, das auf einer auf dem zweiten Spindeltrieb geführten dritten
Mutter und an der Basiseinheit angelenkt ist, wobei das erste Lenkerelement
und das dritte Lenker zueinander parallel sind.
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Vorzugsweise ist in der Verstellvorrichtung weiter
das Bandelement mit einer Gleitbuchse auf einer mit der Basiseinheit
fest verbundenen Führungswelle
geführt.
Dabei ist dieses Bandelement mit einer Gleitbuchse möglichst
auch auf einer mit der Lastaufnahmeeinheit fest verbundenen Führungswelle
gelagert. Auf diese Weise können
Reibungskräfte
in der Verstellvorrichtung minimiert werden.
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In einer solchen Verstellvorrichtung
sind weiter Umlenkrollen vorgesehen, über die ein Bandelement geführt ist.
Diese Umlenkrollen sind in Lagerungen aufgenommen, welche relativ
zu der ersten Halteeinheit festliegen. Diese Umlenkrollen können auch an
der zweiten Halteeinheit befestigt werden.
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Indem an der Basiseinheit ein Haltearme
und an der Lastaufnahmeeinheit ein Anschlussarm ausgebildet ist
eignet sich die Verstellvorrichtung zum Einbau in ein Operationsmikroskop.
Um große
Verstellwege zu gewährleisten,
haben sowohl die erste Halteeinheit als auch die zweite Halteeinheit
eine Ausnehmung für
Haltearm bzw. Anschlussarm.
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Es ist auch möglich als Getriebe in der Gestellvorrichtung
ein Gelenkparallelogramm vorzusehen, das ein erstes Lenkerelement,
ein zweites Lenkerelement, ein drittes Lenkerelement und ein viertes Lenkerelement
umfasst. Dabei ist das Gelenkparallelogramm mit einem ersten Gelenk
an der Basiseinheit und mit einem zweiten Gelenk an der Lastaufnahmeeinheit
gelagert. Vorzugsweise ist das erste Gelenk und das zweite Gelenk
als Kugelgelenk ausgebildet. Auf diese Weise wird eine Verstellvorrichtung
mit besonders geringem Eigengewicht bereitgestellt.
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Indem in einer solchen Verstellvorrichtung ein
Antrieb vorgesehen ist, kann diese präzise bewegt werden. Vorzugsweise
hat ein solcher Antrieb drei Spindeltriebe mit Elektromotor.
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Um so einen leichten Einbau in ein
Stativ für Operationsmikroskope
zu ermöglichen
ist an der Basiseinheit ein Haltearm angeordnet und es befindet sich
an der Lastaufnahmeeinheit ein Anschlussarm.
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Um ein reibungsarmes Verstellen zu
ermöglichen,
hat eine solche Verstellvorrichtung wiederum Gleitlager. Große Verstellwege
werden erzielt, indem in Boden- und Deckelteil eines Gehäuses Aussparungen
für Haltearm
und Anschlussarm vorgesehen werden.
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Es ist auch möglich, bei der Verstellvorrichtung
die Basiseinheit mit der Lastaufnahmeeinheit über ein erstes Drehglied und
ein zweites Drehglied zu koppeln, wobei das erste Drehglied um eine
Drehachse drehbar an der Basiseinheit aufgenommen ist und das zweite
Drehglied um eine zweite Drehachse drehbar an dem ersten Drehglied
liegt und gleichzeitig die Lastaufnahmeeinheit um eine dritte Drehachse
drehbar an dem zweiten Drehglied befestigt ist. Dabei sind die erste
Drehachse und die zweite Drehachse sowie die zweite Drehachse und
die dritte Drehachse zueinander versetzt. Das erste Drehglied und
das zweite Drehglied sind als Zylinder, vorzugsweise als Schrägzylinder
ausgebildet.
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Zum Antrieb wenigstens eines Drehgliedes kann
ein Elektromotor vorgesehen werden. Eine hohe Stabilität der Verstellvorrichtung
wird erzielt, indem die Drehglieder eine wabenförmige Profilstruktur aufweisen.
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Es ist ferner möglich, das Getriebe der Verstellvorrichtung
mit einem ersten Gelenkarm und einem zweiten Gelenkarm auszubilden,
die drehbeweglich mit der Lastaufnahmeeinheit verbunden sind. Dabei
ist wenigstens ein Gelenkarm mit einem Drehgelenk an einer Verschiebeeinheit
angelenkt, mit der ein Anlenkpunkt dieses Gelenkarms an der Basiseinheit
verschoben werden kann, um so die Lastaufnahmeeinheit relativ zu
der Basiseinheit zu bewegen.
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Vorzugsweise ist diese Verschiebeeinheit
als Linearführung
ausgebildet und umfasst eine Antriebsspindel. Diese Antriebsspindel
kann dann mit einem Elektromotor angetrieben werden.
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In Weiterbildung einer solchen Verstellvorrichtung
ist dem betreffenden Gelenkarm ein Koppelmechanismus zugeordnet,
der eine Drehbewegung des Drehgelenks an der Verschiebeeinheit auf
die Lastaufnahmeeinheit überträgt. Dieser
Koppelmechanismus kann einen Zahnriemen aufweisen. Um das Getriebe
abzudecken, ist ein Gehäuse
vorgesehen, das mit der Basiseinheit fest verbunden ist. Die Lastaufnahmeinheit
ist in diesem Gehäuse
gelagert. Vorzugsweise ist dabei auch die Verschiebeeinheit mit
dem Gehäuse
fest verbunden.
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Es ist auch möglich, in der Verstellvorrichtung
als Getriebe ein Exzentergetriebe vorzusehen. Diese Getriebe hat
ein erstes Drehzentrumn und ein zweites Drehzentrum, das zu dem
ersten Drehzentrum versetzt angeordnet ist. Die Lastaufnahmeeinheit
ist dabei sowohl relativ zu der Basiseinheit um das erste Drehzentrum
als auch um das zweite Drehzentrum bewegbar.
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Vorzugsweise ist das erste Drehzentrum durch
die Achse eines ersten Zahnkranzes gebildet, der mit der Basiseinheit
fest verbunden ist, und es ist das zweite Drehzentrum durch die
Achse eines zweiten Zahnkranzes gebildet, der mit Mitteln zum Halten der
Lastaufnahmeeinheit verbunden ist.
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Vorzugsweise ist auch ein Getriebezwischenglied
vorgesehen, an dem ein erstes Zahnrad gelagert ist, das in den ersten
Zahnkranz eingereift und an dem ein zweites Zahnrad gelagert ist,
das in den zweiten Zahnkranz eingereift.
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Zum Antrieb des ersten Zahnrades
und des zweiten Zahnrades kann wiederum ein Elektromotor vorgesehen
werden.
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Die Lastaufnahmeeinheit ist möglichst
an den Mitteln zum Halten der Lastaufnahmeeinheit drehbar gelagert.
Indem dort ein weiteres Getriebe als Koppelgetriebe vorgesehen ist,
das eine Drehung des Getriebezwischengliedes um das zweite Drehzentrum
auf die Lastaufrialuneeinheit überträgt, kann bei
Bewegung der Verstellvorrichtung eine gleichbleibende Orientierung
einer an der Lastaufnahmeeinheit aufgenommenen Last gewährleistet
werden.
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In Weiterbildung einer solchen Verstellvorrichtung
umfasst dieses Koppelgetriebe einen Zahnriemen. Auf diese Weise
wird ein einfach aufgebautes Koppelgetriebe bereitgestellt. Es ist
jedoch auch möglich,
in dem weiteren Getriebe einen Elektromotor mit zugeordneter Steuereinheit
vorzusehen, um eine gleichbleibende Orientierung einer an der Lastaufnahmeeinheit
aufgenommenen Last zu ermöglichen.
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In Weiterbildung einer solchen Verstellvorrichtung
sind die Achsen von erstem Drehzentrum und von zweitem Drehzentrum
zueinander parallel. Vorzugsweise ist in der Verstellvorrichtung
eine Durchführung
von Kabeln bzw. Versorgungssträngen vorgesehen.
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Ein Stativ mit einem Trägerarm zur
Aufnahme einer Last, an dem eine erfindungsgemäße Verstellvorrichtung vorgesehen
ist, ermöglicht
ein präzises
Bewegen dieser Last in einer horizontalen Ebene. Wird beispielsweise
an einem solchen Stativ ein Operationsmikroskop aufgenommen, so
kann ein Benutzer die genaue Lage eines Beobachtungsfeldes einstellen
oder den Schwerpunkt des Operationsmikroskopes in eine gewünschte Stellung
verfahren.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung
sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben.
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Es zeigen:
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1 ein
Stativ mit einer erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung,
an dem ein Operationsmikroskop aufgenommen ist;
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2 eine
perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform für eine Verstellvorrichtung aus 1 bei abgenommenen Gehäuse;
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3 eine
als Koppelplatte dienende Zahnplatte der Verstellvorrichtung;
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4 eine
weitere perspektivische Ansicht der Verstellvorrichtung bei abgenommenen
Gehäuse;
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5 eine
Ansicht von Gehäuse
und Getriebe der Verstellvorrichtung;
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6 und 7 eine Koppelplatte mit Ketteneinheiten
bzw. Riemeneinheiten als Kraftübertragungselement
in der Verstellvorrichtung;
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8 und
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9 perspektivische
Ansichten einer zweiten Ausführungsform
für eine
Verstellvorrichtung aus 1 bei
abgenommenen Gehäuse;
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10 und
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11 perspektivische
Ansichten einer dritten Ausführungsform
für eine
Verstellvorrichtung aus 1 bei
abgenommenem Gehäuse;
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12 bis
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17 perspektivische
Ansichten einer vierten Ausführungsform
für eine
Verstellvorrichtung aus 1 bei
abgenommenen Gehäuse;
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18 und
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19 perspektivische
Ansichten einer fünften
Ausführungsform
für eine
Verstellvorrichtung aus 1 bei
abgenommenen Gehäuse;
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20 einen
Ausschnitt eines Stativs mit einer sechsten alternativen Ausführungsform
für eine Verstellvorrichtung
mit daran aufgenommenem Operationsmikroskop;
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21 in
schematischer Darstellung eine Baugruppe der Verstellvorrichtung
aus 20;
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22 und
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23 sowie
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24 verschiedene
perspektivische Ansichten von Baugruppen der Verstellvorrichtung
aus 20;
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25 einen
Schnitt einer siebten Ausführungsform
für eine
Verstellvorrichtung;
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26 und
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27 perspektivische
Ansichten der siebten Ausführungsform
für eine
Verstellvorrichtung;
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28 eine
Teilansicht der Verstellvorrichtung aus 25;
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29 einen
Schnitt einer achten Ausführungsform
für eine
Verstellvorrichtung;
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30 eine
perspektivische Ansicht einer neunten Ausführungsform für eine Verstellvorrichtung;
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31 eine
Teilansicht der neunten Ausführungsform
für eine
Verstellvorrichtung;
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32 eine
Seitenansicht der neunten Ausführungsform
für eine
Verstellvorrichtung;
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33 eine
perspektivische Ansicht einer zehnten Ausführungsform für eine Verstellvorrichtung;
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34 eine
Teilansicht der zehnten Ausführungsform
für eine
Verstellvorrichtung; und
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35 eine
weitere Teilansicht der zehnten Ausführungsform für eine Verstellvorrichtung.
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Die 1 zeigt
ein Stativ 1, an dem ein Operationsmikroskop 2 mit
einer Verstellvorrichtung 3 aufgenommen ist. Das Stativ 1 hat
einen drehbar gelagerten Stativfuß 4 mit beweglichen
Gelenkarmen 5 und 6, die es ermöglichen,
das Operationsmikroskop 2 mit der Verstellvorrichtung 3 an
einer beliebigen Stelle im Raum zu positionieren. Die Verstellvorrichtung 3 wird
von dem Stativ 1 mit einem Haltearm 7 getragen.
Die Verstellvorrichtung 3 ermöglicht es, das Operationsmikroskop 2 in
einer zur optischen Achse 8 des Operationsmikroskopes 2 senkrechten Ebene 9 in
zwei zueinander senkrechten Richtungen transversal zu bewegen.
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Das Funktionsprinzip einer ersten
Ausführungsform
für eine
Verstellvorrichtung 3 aus 1 wird
anhand der 2 bis 5 näher erläutert. Soweit diese Figuren
die gleichen Baugruppen zeigen, sind sie mit den selben Bezugszeichen
kenntlich gemacht.
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Die 2 zeigt
eine Ansicht auf Baugruppen der Verstellvorrichtung 3 aus 1 bei abgenommenen Gehäuse. Die
Verstellvorrichtung 1100 hat eine Basiseinheit 1101,
die an den Haltearm 7 des Stativs 1 aus 1 angeschlossen ist. Auf
der Basiseinheit 1101 ist mit einem Gleitlager ein Deckelteil 1102 eines
Gehäuses
geführt,
dessen Seitenwandung in der 2 nicht
dargestellt ist. Dieses Gehäuse
ist durch ein Bodenteil 1103 abgeschlossen.
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Die Verstellvorrichtung 1100 umfasst
weiter eine Getriebebaugruppe 1104. Diese Getriebebaugruppe 1104 wird
von einem in der 2 nicht
dargestellten Halterahmen getragen, welcher an der ebenfalls nicht
dargestellten Seitenwandung des Gehäuses festgelegt ist.
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Die Basiseinheit 1101 ist
mit einer ersten Koppelplatte in Form einer Zahnplatte 1105 fest
verbunden. Die Koppelplatte steht mit einem ersten Paar Radelementen
in Form von Zahnrädern 1106, 1107 in Wirkverbindung,
die als Kraftübertragungselemente fungieren.
Diese Zahnräder 1106, 1107 greifen
in die Zahnplatte 1105 ein. Weiter umfasst die Verstellvorrichtung
eine Zahnplatte 1108, die ebenfalls in Eingriff mit den
Zahnrädern 1106 und 1107 steht.
Diese Zahnplatte 1108 ist mit einer Lastaufnahmeeinheit 1109 fest
verbunden, an der ein Anschlussarm 1110 zur Aufnahme einer
Last ausgebildet ist. Die Lastaufnahmeeinheit 1110 ist
mit einem Gleitlager auf dem Bodenteil 1103 des Gehäuses gelagert.
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An einer zu den Drehachsen der Zahnräder 1106, 1107 senkrechten
Achse 1111 ist ein Zahnrad 1112 angeordnet, dem
ein weiteres Zahnrad 1113 gegenüber liegt. Auch dieses Zahnrad 1112 und
das Zahnrad 1113 kämmen
mit den Zahnplatten 1105 und 1108 und wirken als
Kraftübertragungselemente.
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Bei einer Bewegung der Zahnräder 1106 und 1107 entsprechend
der mit dem Pfeil 1114 angedeuteten Drehrichtung wird die
Lastaufnahmeeinheit 1109 der Verstellvorrichtung 1100 in
Richtung des Pfeils 1115 verschoben.
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In entsprechender Weise führt eine
Bewegung des Zahnrades 1112 und des gegenüberliegenden
Zahnrades 1113 bei einer mit dem Pfeil 1116 angedeuteten
Drehrichtung zu einer Verstellung der Lastaufnahmeeinheit 1109 in
Richtung des Pfeils 1117 aus der Zeichnungsebene heraus.
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Bei einer Bewegung der Zahnräder 1106 und 1107 werden
die Zähne
der Zahnplatten 1105 und 1108 relativ zu den Zähnen des
Zahnrades 1112 und denjenigen des gegenüberliegenden Zahnrades 1113 bewegt.
In entsprechender Weise bewegen sich bei einem sich drehenden Zahnrad 1112 und
dem gegenüberliegenden
Zahnrad 1113 die Zahnplatten 1105 und 1108 relativ
zu den Zahnrädern 1106 und 1107.
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Zum Antrieb der Zahnräder 1106, 1107, 1112 sowie
des Zahnrades 1113 sind Elektromotoren 1118 und 1119 vorgesehen.
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Die 3 zeigt
die Zahnplatte 1108 aus 2.
Die Zahnplatte 1108 weist eine Vielzahl von in einer Ebene
mit einem Kreuzmuster angeordneten Zähnen 1120 auf, deren
Form auf die Form der Zahnräder 1106, 1107, 1112 und 1113 aus 2 abgestimmt ist. Die Zahnplatte 1108 hat
eine Aussparung 1121 durch welche elektrische Kabel oder
Versorgungsstränge
für eine
an der Verstellvorrichtung aufgenommene medizinisch-optische Ausrüstung geführt werden
können.
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In 4 ist
die Verstellvorrichtung 1100 mit dem Halterahmen 1122 für die Getriebebaugruppe 1104 dargestellt.
Der Halterahmen 1122 ist in einer in der 4 nicht gezeigten Seitenwandung eines
Gehäuses
festgelegt. Bei einem Antrieb der Zahnräder 1106 und 1112 mittels
der Elektromotoren 1118 und 1119 wird das von
der nicht dargestellten Seitenwandung, dem Deckelteil 1102 sowie
dem Bodenteil 1103 gebildete Gehäuse in der mit den Pfeilen 1123 und 1124 angedeuteten
Ebene bewegt. Dabei wird der Halterahmen 1122 mit dem Gehäuse relativ
zu der Basiseinheit 1101 verfahren und gleichzeitig die
Lastaufnahmeeinheit 1109 bezüglich des Gehäuses bewegt.
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Die 5 zeigt
die Getriebebaugruppe 1104 der in den 2 und 4 gezeigten
Verstellvorrichtung 1100. Die Getriebebaugruppe 1104 ist
mit den Halterahmen 1122 in die Seitenwandung 1125 eines
Gehäuses
eingesetzt. Die in die Zahnplatte 1108 eingreifenden Zahnräder 1106 und 1107 sind
für einen Gleichlauf
mit Zahnrädern 1126 und 1127 gekoppelt, welche über eine
starre Welle 1128 verbunden sind. Der Elektromotor 1118 treibt
das Zahnrad 1126 über ein
Kegelradgetriebe 1129 an. In entsprechender Weise steht
das Zahnrad 1112 mit einem Zahnrad 1130 in Wirkverbindung,
das wiederum über
eine starre Welle 1131 mit einem Zahnrad 1132 gekoppelt ist.
Das Zahnrad 1132 kämmt
mit dem Zahnrad 1113, welches dem Zahnrad 1112 gegenüberliegt.
Auf diese Weise wird auch ein Gleichlauf der ebenfalls in die Zahnplatte 1108 eingreifenden
Zahnräder 1112 und 1113 gewährleistet.
Der als Antrieb für
die Zahnräder 1112 und 1113 dienende
Elektromotor 1119 ist wiederum mittels eines Kegelradgetriebes 1133 in
entsprechender Weise an das Zahnrad 1132 gekoppelt.
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Die Anordnung der Getriebebaugruppe 1104 in
dem Halterahmen 1122 gewährleistet einen Freiraum 1134 zur
Durchführung
von nicht weiter dargestellten elektrischen Kabeln, Versorgungssträngen oder
auch Lichtleitern durch die Verstellvorrichtung hindurch.
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In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist
die Verstellvorrichtung mit zwei Zahnplatten ausgeführt. Es
ist jedoch genauso gut möglich,
lediglich eine Zahnplatte vorzusehen. Dabei kann die Zahnplatte
fest an die Basiseinheit angeschlossen sein und die Getriebebaugruppe
mit einer daran angeschlossenen Lastaufnahmeeinheit relativ zu dieser Zahnplatte
bewegt werden. Umgekehrt kann aber auch die Getriebebaugruppe mit
der Basiseinheit fest verbunden sein und in entsprechender Weise
die Lastaufnahmeeinheit über
eine mit ihr fest verbundene Zahnplatte verfahren werden. Darüber hinaus
ist auch denkbar, mehrere Zahnplatten mit Getriebebaugruppe miteinander
zu einer Sandwichanordnung zu kombinieren, um so aufgrund von miteinander
wirkenden Getrieben eine Verstellrichtung für große Verstellwege zu erhalten.
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Bei der anhand der Figuren beschriebenen Verstellvorrichtung
ist es im übrigen
grundsätzlich auch
möglich,
die in dem Halterahmen 1122 aufgenommene Getriebebaugruppe 1104 als
mehrstufiges Getriebe auszubilden, das heißt eine erste Zahnradgruppe
kämmt mit
einer ersten Zahnplatte, diese Zahnradgruppe treibt dann entsprechende
Zahnräder
an, welche wiederum mit einer zweiten Zahnplatte kämmen.
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Wie in 6 gezeigt,
können
anstatt Zahnrädern
oder Rollen bei der Verstellvorrichtung auch Ketteneinheiten 1140 vorgesehen
werden, die in Zähne
einer Koppelplatte 1141 eingreifen und entsprechend einem
Zahnrad mit der Koppelplatte 1141 formschlüssig in
Wirkverbindung stehen. Vorzugsweise sind hierfür wenigstens zwei Ketteneinheiten senkrecht
zueinander orientiert, so dass bei Bewegen der einen Ketteneinheit
diese auf eine Koppelplatte wirkt, wogegen die andere Ketteneinheit
an dieser Koppelplatte entlanggleitet und umgekehrt. Eine Verstellvorrichtung
mit Ketteneinheiten hat nur vergleichsweise wenig Spiel.
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7 zeigt
einen Ausschnitt aus einer entsprechenden Verstellvorrichtung, in
der als Kraftübertragungselement
eine Riemeneinheit 1150 vorgesehen ist, die reibschlüssig auf
eine Koppelplatte 1151 wirkt.
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Weiter ist es möglich, bei der anhand der Figuren
beschriebenen Verstellvorrichtung nicht Zahnräder vorzusehen, sonder die
Zahnräder
durch Rollen zu ersetzen und die Zahnplatten durch entsprechend
glatte Scheiben zu ersetzen. Dabei muss jedoch die Oberfläche der
Rollen und der Platten so aufeinander abgestimmt sein, dass eine
reibschlüssige
Kraftübertragung
gewährleistet
ist.
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Die 8 und 9 erläutern das Funktionsprinzip
einer zweiten möglichen
Ausführungsform 2100 für eine Verstellvorrichtung 3 aus 1. Die Verstellvorrichtung 2100 ist
dabei ohne ein Gehäuse
dargestellt, das ein Getriebe 2101 der Verstellvorrichtung 2100 abdeckt.
Soweit in den 8 und 9 identische Baugruppen der
Verstellvorrichtung gezeigt sind, tragen sie die gleichen Bezugszeichen.
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Die Verstellvorrichtung 2100 hat
eine Basiseinheit 2102, die an einem Haltearm 2103 des
Stativs 1 aus 1 angeschlossen
ist. An der Basiseinheit 2102 ist mit einem Gleitlager
ein erstes Halteteil 2104 geführt, das mit dem nicht dargestellten
Gehäuse
der Verstellvorrichtung 2100 fest verbunden ist. Dieses Gehäuse ist
durch ein zweites Halteteil 2105, das als Bodenteil fungiert,
abgeschlossen. Das Getriebe 2101 umfasst eine erste Viergelenkkette 2106 und eine
zweite Viergelenkkette 2107. Die erste Viergelenkkette 2106 weist
eine Dreiecksstruktur mit einem Stirnbalken 2108 auf, die über Drehgelenke 2109 und 2110 mit
Lenkereinheiten 2111 und 2114 verbunden ist.
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Die erste Viergelenkkette 2106 ist über die erste
Lenkereinheit 2111 mit einem ersten Drehgelenk 2113 und über die
zweite Lenkereinheit 2114 mit einem zweiten Drehgelenk 2115 an
das erste Halteteil 2104 angelenkt. Über ein drittes Drehgelenk 2116 ist
die Dreiecksstruktur der ersten Viergelenkkette 2106 mit
der Basiseinheit 2102 verbunden.
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Die zweite Viergelenkkette 2107 ist
mit einem ersten Drehgelenk 2117 und einem zweiten Drehgelenk 2118 an
dem zweiten Halteteil 2105 angelenkt. Über ein drittes Drehgelenk 2119 ist
die zweite Viergelenkkette 2107 mit der Lastaufnahmeeinheit 2120 verbunden.
Der Aufbau der zweiten Viergelenkkette 2107 entspricht
demjenigen der ersten Viergelenkkette 2106. Die zweite
Viergelenkkette umfasst ebenfalls eine Dreiecksstruktur mit einem Stirnbalken 2121,
der über
Drehgelenke 2122 und 2123 mit Lenkereinheiten 2124 und 2125 verbunden ist.
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Die erste Viergelenkkette 2106 und
die zweite Viergelenkkette 2107 sind an Stirnbalken 2108 und 2121 zueinander
festgelegt.
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Der ersten Viergelenkkette 2106 ist
ein Antrieb 2126 zugeordnet. Dieser Antrieb 2126 umfasst einen
Elektromotor 2127, der eine Spindel 2128 antreibt.
Diese Spindel 2128 wirkt auf eine nicht weiter dargestellte
Mutter, die mit der ersten Viergelenkkette 2106 verbunden
ist. Durch Drehen der Spindel wird diese Mutter translatorisch bewegt,
um so eine Schwenkbewegung der ersten Viergelenkkette 2106 und
die Drehgelenke 2113 und 2115 hervorzurufen.
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Der zweiten Viergelenkkette 2107 ist
ein Antrieb 2129 zugeordnet. Dieser Antrieb umfasst ebenfalls
einen Elektromotor 2130, der auf eine Spindel 2131 wirkt. Über eine
Mutter kann durch Drehen der Spindel 2131 die zweite Viergelenkkette 2107 um das
erste Drehgelenk 2117 und das zweite Drehgelenk 2118 für eine Schwenkbewegung
ausgelenkt werden.
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Die Basiseinheit 2102 ist
mit dem Haltearm 2103 fest verbunden. In entsprechender
Weise ist der Lastaufnahmeeinheit 2119 ein Anschlussarm 2132 zugeordnet.
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Um bei einer mittels der Elektromotoren 2127 und 2130 angetriebenen
Bewegungen von erster und zweiter Viergelenkkette eine Verfahrbewegung
von Haltearm 2103 bzw. Anschlussarm 2132 relativ
zu dem ersten Halteteil 2104 und zu dem zweiten Halteteil 2105 zu
ermöglichen,
ist in dem ersten Halteteil 2104 eine Aussparung 2133 vorgesehen und
es befindet sich an dem zweiten Halteteil 2105 eine Aussparung 2134.
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Die 10 und 11 erläutern das Funktionsprinzip
einer weiteren Ausführungsform 3100 für eine in
der 1 gezeigte Verstellvorrichtung 3.
Die dargestellte Verstellvorrichtung 3100 ist dabei ohne
ein Gehäuse
abgebildet, um eine entsprechende Sicht auf Getriebebaugruppen in
der Verstellvorrichtung zu ermöglichen.
Soweit in den 10 und 11 identische Baugruppen
der Verstellvorrichtung gezeigt sind, tragen sie die gleichen Bezugszeichen.
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In der Verstellvorrichtung 3100 aus 10 ist ein Hebelgetriebe 3101 vorgesehen.
Die Verstellvorrichtung 3100 umfasst eine Basiseinheit 3102,
die mit einer Lastaufnahmeeinheit 3103 durch das Hebelgetriebe 3101 gekoppelt
ist. Das Hebelgetriebe 3101 hat ein Hebelelement 3104,
welches mittels eines Kugelgelenks 3105 in einem Halteteil 3106 gelagert
ist. Dieses Hebelelement 3104 steht mit der Basiseinheit 3102 und
der Lastaufnahmeeinheit 3103 in Wirkverbindung. Hierzu
ist an der Basiseinheit 3102 ein Kugelgelenk 3107 vorgesehen.
In entsprechender Weise befindet sich an der Lastaufnahmeeinheit 3103 ein
Kugelgelenk 3208.
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Über
das in den 10 und 11 nicht dargestellte Gehäuse ist
der Halteteil 3106 mit eir ein Deckelteil 3108 und
einem Bodenteil 3109 fest verbunden. So ist der Halteteil 3106 relativ
zu dem Deckelteil 3108 der Verstellvorrichtung bzw. dem
Bodenteil 3109 der Verstellvorrichtung festgelegt. Es versteht
sich, dass auch eine andere Form der Verbindung von Deckelteil 3108,
Halteteil 3106 und Bodenteil 3109 als über eine
Gehäusewandung
möglich ist.
So ist beispielsweise auch das Festlegen dieser Baugruppen mittels
Verbindungsstäben
denkbar.
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Zum Bewegen des Hebelelements 3104 gibt es
in der Verstellvorrichtung 3100 Antriebe 3110 und 3111.
Diese Antriebe umfassen jeweils Elektromotoren 3112 und 3113 mit
einer Spindel 3114 bzw. 3115. Der Elektromotor 3112 ist
an dem Halteteil 3106 für das
Kugelgelenk 3105 abgestützt.
Seine Spindel 3114 wirkt auf eine Muttereinheit 3116,
die mit einem Schlitten 3117 an der Lastaufnahmeeinheit 3103 geführt ist.
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In entsprechender Weise ist der Elektromotor 3113 an
dem Halteteil 3106 abgestützt. Er wirkt mit seiner Spindel 3115 auf
eine Muttereinheit 3118, die mit einem Schlitten 3119 an
der Basiseinheit 3102 geführt ist. Durch Bewegen der
Spindeln 3114 bzw. 3115 können die Lastaufnahmeeinheit 3103 und
die Basiseinheit 3102 relativ zu dem Halteteil 3106 für das Kugelgelenk 3105 des
Hebelelements 3104 bewegt werden.
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Um eine Bewegung eines mit der Lastaufnahmeeinheit 3103 verbundenen
Anschlussarmes 3123 relativ zu dem Bodenteil 3109 zu
ermöglichen, ist
in den Deckelteil 3108 eine Ausnehmung 3122 vorgesehen.
In entsprechender Weise gibt es in dem Deckelteil 3108 eine
Ausnehmung 3121 zur Bewegung eines Haltearms 3120.
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Die 12 bis 17 erläutern das Funktionsprinzip
einer weiteren Ausführungsform 4100 für eine in
der 1 gezeigte Verstellvorrichtung 3.
Die dargestellte Verstellvorrichtung 4100 ist dabei ohne
ein Gehäuse
abgebildet, um eine entsprechende Sicht auf Getriebebaugruppen in
der Verstellvorrichtung zu ermöglichen.
Soweit in den Figuren 12 bis 17 identische Baugruppen
vorgesehen sind, tragen sie die gleichen Bezugszeichen.
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Die Verstellvorrichtung 4100 umfasst
eine Basiseinheit 4101, die mit einer Lastaufnahmeeinheit 4102 durch
ein Getriebe 4103 gekoppelt ist. Dieses Getriebe 4103 ermöglicht eine
Bewegung der Lastaufnahmeeinheit 4102 relativ zu der Basiseinheit 4101 in
zwei unterschiedlichen Richtungen, die mit Pfeilen 4104 und 4105 angedeutet
sind.
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In dem Getriebe 4103 sind
Bandelemente 4106, 4107, 4108, und 4109 vorgesehen,
die eine Bewegung der Basiseinheit 4101 mit einer Bewegung
der Lastaufnahmeeinheit 4102 koppeln. Die Bandelemente 4106 und 4107 bilden
ein erstes Bandelementpaar und die Bandelemente 4108 und 4109 eine
zweites Bandelementpaar. Diese beiden Bandelementpaare sind zueinander
orthogonal gefühlt.
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Das Bandelement 4106, 4107, 4108, 4109 ist jeweils
mit einer Gleitbuchse 4123, 4124, 4125, 4126 auf
einer mit der Basiseinheit 4101 fest verbundenen Führungswelle 4127,
4128, 4129, 4130 geführt. Den Bandelementen 4106, 4107, 4108, 4109 ist
jeweils eine Umlenkrolle 4131, 4132, 4133, 4134 zugeordnet, über die
sie gelegt sind.
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Die Umlenkrollen 4131, 4132, 4133, 4134 sind
jeweils in einer Lagerung aufgenommen, welche relativ zu der ersten
Halteeinheit 4110 festliegt. Alternativ hierzu wäre natürlich auch
eine feste Lagerung relativ zu der zweiten Halteeinheit 4111 möglich.
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An die Lastaufnahmeeinheit 4102 ist
das Bandelement 4106, 4107, 4108, 4109 über Gleitbuchsen 4135, 4136, 4137, 4138 angeschlossen. Diese
Gleitbuchsen 4135, 4136, 4137, 4138 sind
auf Führungswellen 4139, 4140, 4141, 4142 geführt, die mit
der Lastaufnahmeeinheit 4102 fest verbunden sind.
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Die Basiseinheit 4101 wiederum
ist mit einem Gleitlager an einer ersten Halteeinheit 4110 geführt. Diese
erste Halteeinheit 1008 ist als Deckelteil eines Gehäuses ausgebildet.
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In entsprechender Weise ist die Lastaufnahmeeinheit 4102 mit
einem Gleitlager an einer zweiten Halteeinheit 4111 geführt. Diese
zweite Halteeinheit 4111 ist als Bodenteil eines Gehäuses ausgebildet.
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Um die Lastaufnahmeeinheit 4111 relativ
zu der Basiseinheit 4102 zu bewegen, ist ein Antrieb 4112 vorgesehen.
Dieser Antrieb umfasst einen ersten Elektromotor 4113 mit
einem ersten Spindeltrieb 4114 und einen zweiten Elektromotor 4115 mit
einem zweiten Spindeltrieb 4116. Der erste Spindeltrieb 4114 und
der zweite Spindeltrieb 4116 ist an der ersten Halteeinheit 4110 gelagert.
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Der Antrieb 4112 weist weiter
ein erstes Lenkerelement 4117 auf, das an einer auf dem
ersten Spindeltrieb 4114 geführten ersten Mutter 4118 und an
der Basiseinheit 4101 angelenkt ist. Weiter enthält der Antrieb
ein zweites Lenkerelement 4119, das auf einer auf dem Spindeltrieb 4114 geführten zweiten Mutter 4120 und
an der Basiseinheit 4101 angelenkt ist. Das erste Lenkerelement 4117 und
das zweite Lenkerelement 4119 könnten aber auch an einer einzigen
Mutter an dem Spindeltrieb 4114 geführt werden.
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Als Teil des Antriebs 4112 ist
ferner ein drittes Lenkerelement 4121 vorgesehen, das auf
einer auf dem zweiten Spindeltrieb 4116 geführten dritten Mutter 4122 und
an der Basiseinheit 4101 drehbeweglich befestigt ist.
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Das erste Lenkerelement 4117 und
das zweite Lenkerelement 4119 sind zueinander parallel.
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An der Basiseinheit 4101 ist
ein erster Haltearm 4143 und an der Lastaufnahmeeinheit 4102 ist ein
Anschlussarm 4144 ausgebildet.
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Die erste Halteeinheit 4110 weist
eine Ausnehmung 4145 für
den ersten Haltearm 4143 auf. Entsprechend hat die zweite
Halteeinheit 4111 hat eine Ausnehmung 4146 für den Anschlussarm 4144.
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Wird die Basiseinheit 4101 mittels
des Antriebs 4112 bewegt, so überträgt sich diese Bewegung gegenläufig auf
die Lastaufnahmeeinheit 4102, die so in der mit den Pfeilen 4104 und 4105 angedeuteten
Ebene bewegt werden kann.
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Die 18 und 19 erläutern das Funktionsprinzip
einer weiteren Ausführungsform 5100 für eine in
der 1 gezeigte Verstellvorrichtung 3.
Die Verstellvorrichtung 5100 ist dabei ohne ein Gehäuse abgebildet,
um eine entsprechende Sicht auf Getriebebaugruppen in der Verstellvorrichtung
zu ermöglichen.
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In der Verstellvorrichtung 5100 aus 18 ist ein Rautengetriebe 5101 mit
einem Gelenkparallelogramm 5102 vorgesehen. Dieses Gelerkparallelogramm
hat ein erstes Lenkerelement 5103, das über ein erstes Drehgelenk 5104 mit
einem zweiten Lenkerelement 5105 verbunden ist. Dieses
zweite Lenkerelement 5105 ist über ein Kugelgelenk 5106 mit einem
dritten Lenkerelement 5107 verbunden. An dieses dritte
Lenkerelement 5107 ist mit einem Drehgelenk 5108 ein
viertes Lenkerelement 5109 angelenkt. Über ein Kugelgelenk 5110 ist
dieses vierte Lenkerelement 5109 mit dem ersten Lenkerelement 5103 verbunden.
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Das Gelenkparallelogramm 5102 wiederum ist über das
Kugelgelenk 5110 an eine Basiseinheit 5111 und über das
Kugelgelenk 5106 mit einer Lastaufnahmeeinheit 5112 verbunden.
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Die Basiseinheit ist mit einem nicht
weiter dargestellten Gleitlager an einem Deckelteil 5113 geführt. In
entsprechender Weise liegt die Lastaufnahmeeinheit mit einem Gleitlager
an einem Bodenteil 5114 an.
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An dem Basisteil 5111 ist
ein Haltearm 5115 angeordnet. Dieser Haltearm 5115 ragt
durch eine Ausnehmung 5116 in dem Deckelteil 5113.
An der Lastaufnahmeeinheit 5112 befindet sich ein Anschlussarm 5117.
Entsprechend dem Haltearm 5115 ragt dieser Anschlussarm 5117 durch
eine Ausnehmung 5118 im Bodenteil 5114.
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Der Deckelteil 5113 und
der Bodenteil 5114 sind über das nicht dargestellte
Gehäuse
starr verbunden.
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Zum Bewegen der Verstellvorrichtung
sind Antriebe 5119, 5120 und 5121 vorgesehen.
Der Antrieb 5119 umfasst einen Elektromotor 5122,
der eine Spindel 5123 antreibt. Diese Spindel 5124 wirkt
auf eine Mutter 5125, die an dem ersten Drehgelenk 5104 angeordnet
ist. Der Antrieb 5120 hat einen Elektromotor 5126,
mit dem eine Spindel 5127 bewegt wird. Diese Spindel 5127 wirkt
auf eine Mutter 5128 an dem Drehgelenk 5108.
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Der Antrieb 5121 ist mit
einer Schlittenführung 5129 an
dem Bodenteil 5114 aufgenommen und dort in einer Richtung
parallel zu den Spindeln 5123 und 5127 verschiebbar.
Dem Antrieb 5121 ist weiter ein Elektromotor 5130 zugeordnet,
der eine Spindel 5131 antreibt, welche auf ein Gewinde
in dem Kugelgelenk 5106 wirkt.
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Die Antriebe 5119, 5120 und 5121 sind
an dem Bodenteil 5114 der Verstellvorrichtung 5100 abgestützt. Mittels
der Antriebe 5119 und 5120 kann der Anschlussarm 5117 relativ
zu dem Haltearm 5115 in Richtung der Spindeln 5123 und 5127 der
Elektromotoren 5122 und 5126 bewegt werden. Senkrecht
zu dieser Bewegungsrichtung ermöglicht
in entsprechender Weise der Antrieb 5121 eine Relativbewegung
von Anschlussarm 5117 und Haltearm 5115.
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Entsprechend kann mittels der Antriebe 5119 und 5120 der
Anschlussarm 5117 relativ zu dem Haltearm 5115 in
einer Richtung parallel zu den Spindeln 5123 und 5127 bewegt
werden. Der Antrieb 5121 gewährleistet eine Relativbewegung
von Anschlussarm 5117 und Haltearm 5115 senkrecht
zu dieser Richtung, indem das Gelenkparallelogramm 5102 verkippt
wird. Das für
eine solche Bewegung erforderliche Strecken des Gelenkparallelogramms 5102 wird dann über die
Antriebe 5119 und 5120 gewährleistet.
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Die 20 zeigt
einen Ausschnitt eines Stativs 6000 mit einer weiteren
alternativen erfindungsgemäßen Ausführungsform
für eine
Verstellvorrichtung 6100, an dem ein Operationsmikroskop
aufgenommen ist. Das Stativ 6000 hat einen Tragarm 6200 mit
einer Basiseinheit 6101. An dieser Basiseinheit 6101 ist
mit einer ersten Drehachse 6102 ein erstes Drehglied 6103 angelenkt.
Dieses erste Drehglied 6103 trägt ein um eine zweite Drehachse 6104 drehbewegliches
zweites Drehglied 6105. Mit einer dritten Drehachse 6106 ist
an dem zweiten Drehglied 6105 eine Lastaufnahmeeinheit 6107 mit
Operationsmikroskop 6108 angeordnet.
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Bei der Verstellvorrichtung 6100 sind
die erste Drehachse 6102 und die zweite Drehachse 6104 zueinander
versetzt angeordnet. Ebenso sind die zweite Drehachse 6104 und
die dritte Drehachse 6106 zueinander versetzt.
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Das erste Drehglied 6103 und
das zweite Drehglied 6105 sind als Schrägzylinder ausgebildet, die
vorzugsweise eine elliptische Querschnittsfläche aufweisen. Diese Form der
Drehglieder ermöglicht, dass
auch bei verdrehter Verstellvorrichtung keine scharfen Kanten auftreten,
die eine Verletzungsgefahr hervorrufen könnten. Darüber hinaus sind solche Oberflächen leicht
reinigbar und sterilisierbar. Grundsätzlich könnten die betreffenden Drehglieder
auch als Zylinder oder in einer anderen geometrischen Form ausgebildet
werden.
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Die 21 zeigt
eine Schnittansicht der Drehglieder 6103 und 6105 aus 20 mit darin vorgesehenen
Antrieben in Form von Elektromotoren 6110 und 6111.
Die Elektromotoren 6110 und 6111 bewegen Antriebswellen 6112 und 6113,
denen ein Antriebsritzel 6114 und 6115 zugeordnet
ist. Diese Antriebsritzel 6114 und 6115 kämmen mit
nicht weiter dargestellten Zahnkränzen. Die Antriebswelle 6112 steht
unter einem Winkel zu einer Anschlussfläche 6116 des ersten
Drehgliedes 6103 zur Basiseinheit 6101 aus 20. In entsprechender Weise
steht die Antriebswelle 6113 unter einem Winkel zur Anschlussfläche 6117 des
zweiten Drehgliedes 6105. Vorzugsweise ist die Orientierung
der Antriebswellen 6112 und 6113 parallel zu der
Mantelfläche 6118 und 6119 des
ersten Drehgliedes 6103 und des zweiten Drehgliedes 6105.
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Um eine besonders hohe Stabilität der Drehglieder 6103 und 6105 aus 20 und 21 zu gewährleisten, haben diese die
in den 22 bis 24 gezeigte wabenförmige Profilstruktur.
Diese wabenförmige
Profilstruktur ermöglicht
insbesondere eine leichte Kabeldurchführung durch ein entsprechend ausgerüstetes Stativ
für Operationsmikroskope.
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Die 25 zeigt
eine weitere Ausführungsform
für eine
Verstellvorrichtung 3 aus 1.
Die Verstellvorrichtung 7100 hat eine Basiseinheit 7101, die
an den Haltearm 7 des Stativs 1 aus 1 angeschlossen werden kann.
Weiter ist bei der Verstellvorrichtung 7100 eine Lastaufnahmeeinheit 7102 vorgesehen,
die mit der Basiseinheit 7101 durch ein Getriebe 7103 gekoppelt
ist. Dieses Getriebe 7103 ermöglicht eine Bewegung der Lastaufnahmeeinheit 7102 relativ
zu der Basiseinheit 7101 in zwei unterschiedlichen Richtungen.
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Das Getriebe 7103 hat einen
ersten Gelenkarm 7104 und einen zweiten Gelenkarm 7105.
Diese Gelenkarme 7104 und 7105 sind drehbeweglich mit
der Lastaufnahmeeinheit 7102 verbunden. Der Gelenkarm 7104 ist
mit einem Drehgelenk 7106 an einer ersten Verschiebeeinheit 7108 angelenkt.
Der Gelenkarm 7105 ist entsprechend mit einem Drehgelenk 7107 an
einer zweiten Verschiebeeinheit 7109 befestigt.
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Die Lastaufnahmeeinheit 7102 selbst
ist an Lagern 7119 und 7120 in einem Gehäuse 7118 geführt, das
fest mit der Basiseinheit 7101 verbunden ist. Dieses Gehäuse 7118 umgibt
das Getriebe 7103 der Verstellvorrichtung.
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In den 26 und 27 sind perspektivische Ansichten
der Verstellvorrichtung aus 25 ohne einen
die Verschiebeeinheit 7109 umgebenden Gehäuseabschnitt
abgebildet, um deren Funktion zu erläutern. Soweit die genannten
Figuren die gleichen Baugruppen zeigen, sind sie mit identischen
Bezugszeichen kenntlich gemacht.
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Die Verschiebeeinheiten 7108 und 7109 umfassen
jeweils einen Elektromotor 7114, 7115, der eine
Antriebsspindel 7112, 7113 antreibt. Auf diesen Antriebsspindeln
sind Verschiebemuttern 7112a, 7113a geführt. Der
Gelenkarm 7104 aus 25 ist an
die Mutter 7112a angelenkt und mit einem weiteren Gelenkpunkt
an der Lastaufnahmeeinheit 7102 befestigt.
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In entsprechender Weise ist der Gelenkarm 7105 an
der Lastaufnahmeeinheit 7102 und an der Verschiebemutter 7113a angelenkt.
Der Gelenkarm 7105 wirkt ebenfalls auf die Lastaufnahmeeinheit 7102 aus 25. Durch Bewegen der Verschiebemutter 7112a und 7113a kann
ein Anlenkpunkt 7110 und 7111 der Gelenkarm 7104 und 7105 auf
den Antriebsspindeln 7112 und 7113 verschoben
und damit relativ zu der Basiseinheit 7101 verstellt werden.
Eine Verstellbewegung der Verschiebemuttern 7112a und 7113a wirkt
damit auf die Lastaufnahmeeinheit 7102, die somit wie mit
den Pfeilen 7121 und 7122 angedeutet in einer
zur Zeichnungsebene senkrechten Ebene bewegt werden kann.
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Um eine Drehbewegung der Lastaufnahmeeinheit 7102 bei
einem solchen Verstellen auszugleichen ist dem Gelenkarm 7105 ein
Koppelmechanismus 7116 zugeordnet, der eine Drehbewegung
des Drehgelenks 7107 an der Verschiebeeinheit auf die Lastaufnahmeeinheit 7102 überträgt. Dieser
Koppelmechanismus 7116 hat einen Zahnriemen 7117,
der um entsprechende Zahnriemenführungen
bei dem Drehgelenk 7107 und der Lastaufnahmeeinheit 7102 geführt ist.
Es versteht sich, dass der Koppelmechanismus 7116 grundsätzlich auch
als Zahnradgetriebe ausgebildet werden könnte.
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Die 28 zeigt
eine Teilansicht der Verstellvorrichtung 7100 aus 25 in einer mit dem Pfeil XXVI
angedeuteten Blickrichtung.
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Eine weitere Ausführungsform für eine Verstellvorrichtung
zum Einsatz in einem Stativ 1 für ein Operationsmikroskop 2 aus 1 ist in der 29 gezeigt. Die Verstellvorrichtung 8100 hat
eine Basiseinheit 8101, die wiederum mit einer Lastaufnahmeeinheit 8102 durch
ein Getriebe 8103 gekoppelt ist. Dieses Getriebe ermöglicht eine
Bewegung der Lastaufnahmeeinheit 8102 relativ zu der Basiseinheit 8101 in
zwei unterschiedlichen Richtungen.
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Das Getriebe 8103 ist als
Exzenteranordnung ausgebildet und hat ein erstes Drehzentrum 8104 und
ein zweites Drehzentrum 8105. Das zweite Drehzentrum 8105 ist
zu dem ersten Drehzentrum 8104 versetzt angeordnet.
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Mit dem Getriebe kann die Lastaufnahmeinheit 8102 relativ
zu der Basiseinheit 8101 sowohl um das erste Drehzentrum 8104 als
auch um das zweite Drehzentrum 8105 bewegt werden. Hierzu
ist das erste Drehzentrum 8104 durch die Achse 8106 eines ersten
Drehlagers 8201 gebildet. Die Achse 8106 des Drehlagers 8201 entspricht
der Achse eines ersten Zahnkranzes 8107. Dieser Zahnkranz 8107 ist
mit der Basiseinheit 8101 fest verbunden. Das zweite Drehzentrum 8105 ist
das Zentrum der Achse 8108 eines zweiten Drehlagers 8202.
Die Achse 8108 entspricht der Achse eines zweiten Zahnkranzes 8109. Dieser
zweite Zahnkranz 8109 ist mit Mitteln 8110 zum
Halten der Lastaufnahmeeinheit 8102 fest verbunden.
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Das Getriebe 8103 hat weiter
ein Getriebezwischenglied 8111, an dem ein erstes Zahnrad 8112 gelagert
ist. Dieses erste Zahnrad 8112 greift in den ersten Zahnkranz 8107 ein.
Weiter ist an dem Getriebezwischenglied 8111 ein zweites
Zahnrad 8113 gelagert, das mit dem zweiten Zahnkranz 8109 kämmt.
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Zum Antrieb des ersten Zahnrades 8112 und zum
Antrieb des zweiten Zahnrades 8113 ist ein Elektromotor 8114, 8115 vorgesehen.
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An den Mitteln 8110 zum
Halten der Lastaufnahmeeinheit 8102 ist die Lastaufnahmeeinheit 8102 in
einem Lager 8203 drehbar gelagert.
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In dem Getriebe 8103 ist
weiter ein Koppelgetriebe 8116 vorgesehen, dass eine Drehung
des Getriebezwischengliedes 8111 um das erste Drehzentrum 8104 und
um zweite Drehzentrum 8105 auf die Lastaufnahmeeinheit 8102 überträgt. Hierzu
ist in dern Getriebe 8116 ein Zahnriemen 8117a und
ein Zahnriemen 8117b vorgesehen, die um entsprechende Zahnriemenführungen
gelegt sind.
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Die Achsen 8106 und 8108 des
ersten Drehzentrums 8104 und des zweiten Drehzentrums 8105 sind
zueinander parallel.
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Durch Antreiben des Zahnrades 8112 mit dem
Elektromotor 8114 kann die Lastaufnahmeeinheit 8102 um
die Achse 8106 des ersten Drehzentrums 8104 auf
einer Kreisbahn bewegt werden.
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Wird mit dem Elektromotor 8115 das
Zahnrad 8113 angetrieben, so bewegt sich die Lastaufnahmeeinheit 8102 um
die Achse 8108 des zweiten Drehzentrums 8105.
Da die Achsen 8105, 8108 der Drehzentren 8105, 8106 zueinander
versetzt angeordnet sind, ist es durch entsprechendes Steuern der Elektromotoren 8114 und 8115 möglich, die
Lastaufnahmeeinheit 8102 in der mit den Pfeilen 8118 und 8119 angedeuteten
Ebene zu bewegen. Bei einer Bewegung der Lastaufnahme 8102 wird
durch das Koppelgetriebe 8116 gewährleistet, dass die Lastaufnahmeeinheit 8102 ihre
Orientierung beibehält,
also relativ zu einem ortsfesten Punkt insgesamt nicht verdreht
wird.
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Eine zur Ausführungsform für eine Verstellvorrichtung
nach 29 leicht modifizierte
Verstellvorrichtung ist anhand der 30 bis 32 erläutert. Die Verstellvorrichtung 9100 hat
eine Basiseinheit 9101, die wiederum mit einer Lastaufnahmeeinheit 9102 durch
ein Getriebe 9103 gekoppelt ist. Dieses Getriebe ermöglicht eine
Bewegung der Lastaufnahmeeinheit 9102 relativ zu der Basiseinheit 9101 in zwei
unterschiedlichen Richtungen.
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Das Getriebe 9103 hat eine
erste Drehachse 9104 und eine zweite Drehachse 9105.
Die zweite Drehachse 9105 ist zu der ersten Drehachse 9104 versetzt
angeordnet.
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Mit dem Getriebe kann die Lastaufnahmeeinheit 9102 relativ
zu der Basiseinheit 9101 sowohl um die erste Drehachse 9104 als
auch um die zweite Drehachse 9105 bewegt werden. Hierzu
ist die erste Drehachse 9104 durch die Achse eines ersten Drehlagers 9201 gebildet.
Diese Achse entspricht der Achse eines Schneckenrades 9107.
Das Schneckenrad 9107 ist mit der Basiseinheit 9101 fest
verbunden. Die zweite Drehachse 9105 entspricht der Achse
eines zweiten Drehlagers 9202. Diese Achse ist das Drehzentrum
eines Zahnkranzes 9109. Der Zahnkranz 9109 ist
mit Mitteln 9110 zum Halten der Lastaufnahmeeinheit 9102,
die das Getriebe teilweise ummanteln, fest verbunden.
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Das Getriebe 9103 hat weiter
ein Getriebezwischenglied 9111 mit einer Schnecke 9112.
Diese Schnecke 9112 greift in das Schneckenrad 9107 ein. Ein
solches Schneckengetriebe ermöglicht
eine Selbsthemmung des Systems gegen Verschieben. Weiter ist an
dem Getriebezwischenglied 9111 ein Zahnrad 9113 gelagert,
das mit dem Zahnkranz 9109 kämmt.
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Zum Antrieb der Schnecke 9112 und
zum Antrieb des Zahnrades 9113 ist jeweils ein Elektromotor 9114, 9115 vorgesehen.
Die Drehachsen 9114a und 9115a der Elektromotoren 9114 und 9115 sind
zueinander parallel ausgerichtet. Grundsätzlich könnten die Drehachsen der Elektromotoren
aber auch in einem Winkel zueinander stehen. An den Mitteln 9110 zum
Halten der Lastaufnahmeeinheit 9102 in einem Lager 9203 ist
die Lastaufnahmeeinheit 9102 drehbar gelagert.
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In dem Getriebe 9103 ist
weiter ein Koppelgetriebe 9116 vorgesehen, das eine Drehung
des Getriebezwischengliedes 9111 um die erste Drehachse 9104 und
die zweite Drehachse 9105 auf die Lastaufnahmeeinheit 9102 überträgt. Hierzu
ist dem Getriebe 9116 ein Zahnriemen 9117a und
ein Zahnriemen 9117b vorgesehen, die um entsprechende Zahnriemenführungen
gelegt sind.
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Die Drehachsen 9104 und 9105 sind
zueinander parallel.
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Durch Antreiben des Zahnrades 9112 mit dem
Elektromotor 9114 kann die Lastaufnahmeeinheit 9102 um
die Drehachse 9104 auf einer Kreisbahn bewegt werden.
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Wird mit dem Elektromotor 9115 das
Zahnrad 9113 angetrieben, so bewegt sich die Lastaufnahmeeinheit 9102 um
die Drehachse 9105. Da die Drehachsen 9104, 9105 zueinander
versetzt angeordnet sind, ist es durch entsprechendes Steuern der Elektromotoren 9114 und 9115 möglich, die
Lastaufnahmeeinheit 9102 in der mit den Pfeilen 9118 und 9119 angedeuteten
Ebene zu bewegen. Bei einer Bewegung der Lastaufnahmeeinheit 9102 wird
durch das Koppelgetriebe. 9116 gewährleistet, dass die Lastaufnahmeeinheit 9102 ihre
Orientierung beibehält
also relativ zu einem ortsfesten Punkt insgesamt nicht verdreht
wird.
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Eine weiter Ausführungsform für eine Verstellvorrichtung
zum Einsatz in einem Stativ 1 für ein Operationsmikroskop 2 aus 1 wird nachfolgend anhand
der 33 bis 35 beschrieben. Die Verstellvorrichtung 10100 hat
eine Basiseinheit 10101, die wiederum mit einer Lastaufnahmeeinheit 10102 durch
ein Getriebe 10103 gekoppelt ist. Diese Getriebe ermöglicht eine
Bewegung der Lastaufnahmeeinheit 10102 relativ zu der Basiseinheit 10101 in
zwei unterschiedlichen Richtungen.
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Das Getriebe 10103 hat entsprechend
der anhand der 29 bis 32 erläuterten Verstellvorrichtungen
eine erste Drehachse 10104 und eine zweite Drehachse 10105.
Die zweite Drehachse 10105 ist zu der ersten Drehachse 10104 versetzt
angeordnet.
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Mit dem Getriebe kann die Lastaufnahmeeinheit 10102 relativ
zu der Basiseinheit 10101 sowohl um die erste Drehachse 10104 als
auch um die zweite Drehachse 10105 bewegt werden. Hierzu
ist die Drehachse 10105 durch die Achse eines nicht weiter
dargestellten Zahnkranzes gebildet, der an der Innenumfangseite
eines Gehäuses
angeordnet ist, das als Mittel 10110 zum Halten der Lastaufnahmeeinheit
fungiert. In diesen Zahnkranz greift ein Zahnrad 10107,
das über
ein als Kegelrad 10107a ausgebildetes Zahnrad von einem
Elektromotor 10112 mit Zahnrad 10113 angetrieben
wird. Dieses Gehäuse
ist in einem Lager 10202 drehbar gelagert. Die Drehachse 10104 ist
die Achse eines Schneckenrades 10109. Das Schneckenrad 10109 ist
mit der Basiseinheit 10101 fest verbunden. In einem Lager 10201 wird
das Gehäuse
als Mittel 10110 zum Halten der Lastaufnahmeeinheit an
der Basiseinheit 10101 gehalten.
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Das Getriebe 10103 hat weiter
einen zweiten Elektromotor 10114, der eine Schnecke 10115 bewegt,
die auf das Schneckenrad 10109 wirkt.
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An den Mitteln 10110 zum
Halten der Lastaufnahmeeinheit 10102 ist die Lastaufnahmeeinheit 10102 mit
einem Lager 10203 drehbar gelagert.
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Durch Antreiben des Zahnrades 10107 mit dem
Elektromotor 10112 kann die Lastaufnahmeeinheit 10102 um
die Drehachse 10105 auf einer Kreisbahn bewegt werden.
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Wird mit dem Elektromotor 10114 die
Schnecke 10115 angetrieben, so bewegt sich die Lastaufnahmeeinheit 10102 um
die Drehachse 10104. Da die Drehachsen 10104, 10105 zueinander
versetzt angeordnet sind, ist es durch entsprechendes Steuern der
Elektromotoren 10114 und 10115 möglich, die
Lastaufnahmeeinheit 10102 in der mit Pfeilen 10130 und 10131 angedeuteten
Ebene zu bewegen.
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Bei der Verstellvorrichtung 10100 ist
weiter ein Getriebe 10116 vorgesehen, das eine Drehung des
Getriebezwischengliedes 10111 um die erste Drehachse 10104 und
um die zweite Drehachse 10105 auf die Lastaufnahmeeinheit 10102 überträgt.
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Anstatt jedoch wie bei den anhand
der 29 bis 32 erläuterten Ausführungsformen
ein Riemengetriebe vorzusehen, das bei bewegen der Verstellvorrichtung
eine unerwünschte Änderung
der Orientierung von Lastaufnahmeeinheit 10102 relativ zu
der Basiseinheit 10101 ausgleicht, gibt es hier einen Elektromotor 10117,
der eine Schnecke 10118 antreibt, die in ein mit der Lastaufnahmeeinheit 10102 fest
verbundenes Schneckenrad 10119 eingreift.
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Die in der Verstellvorrichtung 10100 vorgesehenen
Schneckenbetriebe bewirken aufgrund ihrer Selbsthemmung, dass die
Verstellvorrichtung durch Krafteinwirkung von außen nicht oder nur sehr schwer
bewegt werden kann.
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Dem Elektromotor 10117 ist
eine nicht weiter dargestellte Steuereinheit mit einem Steuerprogramm
zugeordnet, welches gewährleistet,
dass bei einer Bewegung der Lastaufnahmeeinheit 10102 relativ
zu der Basiseinheit 10101 diese ihre Orientierung beibehält, also
relativ zu einem ortsfesten Punkt insgesamt nicht verdreht wird.
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Die Basiseinheit 10101 ist
als Hohlkörper ausgebildet,
der mit einem trichterförmigen
Abschlusselement 10120 in das Getriebe 10103 hineinragt.
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In entsprechender Weise ist die Lastaufnahmeeinheit 10102 als
Hohlkörper
mit einem trichterförmigen
Abschlusselement 10121 ausgeführt.
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Wie in der 35 gezeigt ermöglicht die trichterförmigen Abschlusselemente 10120 und 10121 eine
gute Führung
von Kabeln und Versorgungssträngen 10122 durch
die Verstellvorrichtung 10100, mit der ein Knicken und
Brechen von geführten
Versorgungssträngen
bzw. Kabeln vermieden werden kann.
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Es sei bemerkt, dass sich die beschriebenen Verstellvorrichtungen
grundsätzlich
nicht nur für
das Bewegen von an einem Stativ aufgenommener medizinisch optischer
Ausrüstung
eignet, sondern genauso gut für
das Einstellen und Verfahren eines Maschinentisches bei Werkzeugmaschinen
eingesetzt werden kann.