DE1921707C - Grob- und Feineinsteil vorrichtung - Google Patents

Description

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worden, daß als erstes Schraubelement eine Fig. 4 einen Schnitt in der Linie4-4 der Fig. 2.

mit Längsnuten versehene erste Gewindekülse vor- In der in Fig. 1 dargestellten Positioniereinrich-

gesehen ist, die mittels einer auf ihr gelagerten, axial tung 24 ist ein Werkstück 20 dargestellt, das in der

verschieblichen Betätigungshülse über in die Längs- x-/y-Ebene in eine vorgegebene Position eingestellt

nuten ragende Mitnehmerstifte verdrehbar ist, und 5 werden soll. Bei dem Werkstück 20 kann es sich um

daß die von t«n Mitnehmerstiften gehaltene Kupp- ein Halbleiterplättchen für eine integrisrte Schaltung

lung als Reibkonuskupplung ausgebildet und grgen handeln, das relativ zu einer Maske genau aus-

die Kraft einer sich gegen die erste Gewindehülse gerichtet werden muß. Die Positioniereinrichtung 24

abstützenden Druckfeder ausrückbar ist und so die besteht gemäß Fig. 1 aus einer in der x-Richtung

als zweites Schraubelement dienende zweite Ge- io verschiebbaren Trägerplatte 21 und einer in der

windehülse zur Grobeinstellung von der ersten lös- y-Richtung verschiebbaren weiteren Trägerplatte 22.

^bar '^st- Die Verstellung in den genannten Richtungen erfolgt

Bei dieser Lösung der gestellten Aufgabe kann der mittels je einer Grob- und Feineinstellvorrichtung 23, Bediener die anfängliche Grobverstellung zum Vor- im folgenden verkürzt als Einstellvorrichtung beeinstellen des Werkstückes und dir anschließende 15 zeichnet. Die beiden dargestellten Einstellvorrichtun-Feinverstellung für die Endeinstellung des Werk- gen 23 sind mittels je eines Fußes 25 auf einer Stückes mit einer Hand ausführen, so daß uie andere · Grundplatte bzw. auf der Trägerplatte 22 befestigt Hand für weitere Tätigkeiten bzw. Betätigungen, und in je einem Lagerring 26 gehalten.
7· B. die gleichzeitige Bedienung einer weiteren Be- Gemäß Fig. 2 besteht die Einstellvorrichtung23 tätigungshülse, frei ist. Wird bei der erfindungs- ao aus einem einseitig geschlossenen zylindrischen Gegemäß ausgebildeten Vorrichtung die Betätigungs- häuse 5, das entweder mit dem Lagerring 26 verhülse nur gedreht, so befindet sich die Reibkonus- bunden oder mit diesem aus einem Stück hergestellt kupplung in ausgerücktem Zustand, und es kann die ist, wie in der Zeichnung dargestellt. In das Innen-(irobeinstellung vorgenommen werden. Zur nach- gewinde des Gehäuses 5 ist eine erste Gewindefolgenden Feineinstellung wird sodann die Be- 35 hülse 4, einen Grobschraubtrieb bildend, eingetiitigungshülse in axialer Richtung eingedrückt und schraubt, nahe deien linkem Ende sich eine durch sodann gedreht, so daß bei nun eingerückter Reib- radiale Ringflächen 29 und 30 begrenzte Ringnut 28 konuskupplung die Drehbewegung sowohl auf die befindet. Die Ringnut 28 begrenzt im Zusammenerste Gewindehülse als auch auf die zweite Gewinde- wirken mit einem in sie ragenden Stift 13 die Axialhülse wirksam wird. Es ist somit bei der erfindungs- 30 verstellbewegung der Gewindehülse 4. Über das Gegemäßen Grob- und Feineinstellvorrichtung der eine häuse 5 ist eine Hülse 31 geschoben, die Teil einer der beiden Schraubtriebe stets wirksam, während der . Betätigungshülse8 ist. Der in den Fig. 2 und 2 A andere, sich in seiner Steigung vorzugsweise nur rechts gezeigte Teil der Betätigungshülse 8 ist als geringfügig davon unterscheidende Schraubtrieb gerändelter Hülsengriff 47 ausgebildet und dient zur mittels der Reibkonuskupplung wahlweise zu- ₃₅ Handhabung des dargestellten Differentialschraubgeschaltet oder überbrückt wird, je nachdem, ob eine triebes. Die Gewindehülse 4 ist in einer axialen Feineinstellung oder eine Grobeinstellung erforder- Bohrung der Betätigungshülse 8 geführt und am lieh ist. rechten Ende mit einem Gewindestopfen 9 ver-

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der schlossen. Der Gewindestopfen 9 ist mit einem zenerfindungsgemäßen Einstellvorrichtung kann der eine 40 trischen Anschlag 32 versehen, dessen Stirnfläche 33 Teil der Reibkonuskupplung als mit der Betätigungs- _a|_s Auflage tür eine als Drucklager wirkende Kugel hülse verbundene Kupplungshülse und der andere 12 konkav ausgebildet ist. Im Innern der Gewinde-Teil der Reibkonuskupplung als mit einem Mutter- _hüi_se 4 befindet sich weiterhin eine becherförmige gewinde versehene, unmittelbar auf den einstellbaren Kupplungshülse 7, in deren geschlossenem Ende 35 Teil wirkende Gewindehülse mit einem Konusteil _{45 e}ine Bohrung 36 zur Aufnahme des zentrischen ausgebildet werden. Weiterhin ist es vorteilhaft, die stößeis 32 des Gewindestopfens 9 vorgesehen ist. erste Gewindehülse als Schraubelement für den Die Innenseite des offenen Endes der Kupplungs-Grobschraubtrieb und die zweite Gewindehülse als hülse 7 ist konisch ausgebildet und wirkt mit einem Schraubelement für den Feinschraubtrieb auszu- entsprechenden Konusteil 39 einer zweiten Gewindebilden, da der zweite, zwischen der Betätigungshülse ₅₀ hülse 3 zusammen, die mittels Ringen 40 an ihrer und dem Stellglied wirksame Schraubtrieb bei der Außenseite drehbar und längsverschiebbar in der Grobeinstellung unwirksam ist. Gewindehülse 4 geführt ist. Zwischen dem Konusteil

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der 39 der Gewindehülse 3 einerseits und der becher-

Zeichnungen in einem Ausführungsbeispiel erläutert. förmigen Kupplungshülse 7 andererseits kann eine

^^{s ze}'S' 55 Reibungsmitnehmerverbindung hergestellt werden,

Fig. 1 eine schaubildliche Ansicht einer Positio- _zu welchem Zweck die zusammenwirkenden

niereinrichtung für ein Werkstück zum Einstellen in Reibungsllächen eine entsprechende Rauhigkeit auf-

der x- und y-Richtung mittels je einer Clrob- und weisen und die Kupplungshülse 7 aus einem Werk-

Feineinstellvorrichtung, stolf mit höherem Reibungskoeffizienten hergestellt

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Grob- und 60 sein Kann.

Fcincinstcllvorrichtung der Einrichtung gemäß F ig. I Eine Druckfeder 41 zwischen dem geschlossenen

mit wirksam eingeschaltetem Schraubtrieb für die Ende 35 der Kupplungshülse 7 und dem Gewinde-

Feineinslellung, ■ stopfen 9 bewirkt in der in Fi g. 2 gezeigten Stellung

Fig. 2 A einen Teillängsschnitt der Vorrichtung der Teile die Reibungsverbindung zwischen der

nach Fig. 2 mit unwirksamem Dilrerentinlschraub- 65 Kupplungshülse 7 und der zweiten Gewindeinil.se 3.

trieb für die Grobeinstellung, Eine weitere Druckfeder ΛΙ ist auf einem Druck-

Fig. 3 einen Schnitt in der Linie 3-3 tier Fig. 2 ring43 am entgegengesetzten linde 14 der Ciewintlc-

iind hülse 3 wirksam und sliit/i sich mit ihivm iiinli-ri'ii

Ende an der Innenseite des geschlossenen Endes des Wenn sich die Gcwindehülse 3 und die Kupp-

GehäusesS ab, wie Fig. 2 zeigt. lungshülse 7, wie in Fig. 2 dargestellt, im Reibungs-

Die Drehverbindung zwischen der Betätigungs- eingriff befinden, so wird die Drehbewegung der Be-

hülse 8 und der Gewindehülse 4 unabhängig von tätigungshülse 8 sowohl auf die erste Gewindehülse 4

deren Axiallage wird durch radiale Mitnehmerstifte 5 als auch auf die zweite Gewindehülse 3 übertragen.

10 bewirkt, die durch Längsnuten 45 hindurchragen. Dabei wird die Drehbewegung der Gewindehülse 4

Die Mitnehmerstifte 10 sind in den Hülsengriff 47 in eine axiale Verstellbewegung der Betätigungs-

der Betätigungshülse 8 eingeschraubt und greifen mit hülse 8 relativ zum Lagerring 26 und zum Gehäuse 5

ihren Enden in entsprechende Aussparungen 46 in umgewandelt. Da jedoch gleichzeitig eine Drehung

der Kupplungshülse 7 ein. Aus der Darstellung io des Stellgliedes 1 durch den Stift 53 verhindert ist,

gemäß den F i g. 2 und 2 A wird deutlich, daß in- bewirkt die Drehbewegung der Gewindehülse 3 eine

folge der Längsnuten 45 ohne Beeinträchtigung der entsprechende lineare Verstellbewegung des Stell-

Drehverbindung zwischen der Betätigungshülse 8 und gliedes 1 in axialer Richtung. Da, wie erwähnt, der

der Gewindehülse 4 eine Axialverstellung der beiden Grobschraubtrieb und der Feinschraubtrieb unter-

Teile gegeneinander möglich ist. 15 schiedliche Steigungen aufweisen und einander

Bei einer solchen axialen Verstellung der Be- gleichgerichtet sind, kommt beim gleichzeitigen

tätigungshülse 8 nach rechts wird mittels der Mit- Wirksamwerden beider Schraubtriebe eine Differen-

nehmerstifte 10 gleichzeitig die Kupplungshüise 7 tialbewegung zustande.

mitgenommen und dadurch die Reibungsverbindung Ist dagegen die Betätigungshülse, wie in F i g. 2 A zwischen dieser und der Gewindehülse 3 gelöst. Ein 20 dargestellt, in ihrer zurückgezogenen Stellung, so ist, Stopfen 6 in der Gewindehülse 3 verhindert dabei wie bereits beschrieben, die Reibungsverbindung durch das Zusammenwirken mit der Kugel 12 und zwischen der Kupplungshülse 7 und der Gewindedem zentrischen Anschlag 32, daß die Gewinde- hülse 3 unterbrochen, so daß der Feinschraubtrieb hülse 3 eine solche axiale Verstellbewegung mit- nicht wirksam werden und die Grobeinstellung vormacht. Die Drehbewegung der Betätigungshülse 8 95 genommen werden kann. In der praktischen Anbei gelöster Kupplung zwischen Gewindehülse 3 und wendung wird im allgemeinen zuerst diese Grob-Kupplungshülse 7 wird somit nur auf die erste Ge- einstellung vorgenommen, um die ungefähre Positiowindehülse 4 übertragen, wie aus F i g. 2 ersichtlich nierung des auszurichtenden Werkstückes zu erist. Denn durch die Kugel 12 wird von dem Ge- reichen, während anschließend die Betätigungswindestopfen 9 kein Drehmoment auf die Gewinde- 30 hülse 8 zur Rückstellung in ihre in F i g. 2 dargehülse 3 übertragen. Die Axiallage der zweiten Ge- stellte Stellung freigegeben wird, wodurch sodann windehülse 3 in der ersten Gewindehülse 4 bleibt so- die Feineinstellung vorgenommen werden kann.
mit unverändert, unabhängig davon, ob die Reibungs- Durch Kombination geeigneter Gewindesteigungen verbindung zwischen der Gewindehülse 3 und der für den Differentialschraubtrieb, der durch den Kupplungshülse 7 aufrechterha'ten oder gelöst ist 35 Grobschraubtrieb und den Feinschraubtrieb gebildet

Im Innern der Gewindehülse 3 ist ein Stellglied 1 wird, sind infolge der Differentialwirkung beider mittels eines Feingewindes 2 eingeschraubt und in Gewinde außerordentlich feine Einstellungen mögseinem vorderen Teil (in F i g. 2 links) mit einer lieh. Für den anfangs genannten Anwendungsfall der Längsnut 51 versehen, in die ein Stift 53 ragt, wo- Positionierung von Halbleiterplättchen für integrierte durch das Stellglied 1 gegen Verdrehung gesichert *o Schaltungen eignet sich beispielsweise ein Grobist. Zur Drehsicherung 14 gehört weiterhin eine gewinde von 0,65 mm Steigung, und durch Kom-Schraube 52 im Gehäuse 5, mittels derer der aus bination mit einem Feingewinde leicht unterschiedeinem Werkstoff mit geringem Reibungskoeffizienten licher Steigung können Verstellwege des Stellhergestellte Stift 53 relativ zur Längsnut 51 im Stell- gliedes 1 in der Größenordnung von 2 bis 3 μτη pro glied 1 einstellbar ist 45 Umdrehung der Betätigungshülse 8 erreicht werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

zahl verschiedener Feineinstellvorrichtungen bePatentansprüche: kanntgeworden, z. B. für die Objektiveinstellung bei optische« Geräten, wie Kameras und Mikroskopen,

1. Grob- und Feineinstellvorrichtung mit oder auch für Meßzwecke. Dabei werden in vielen Differentialschraubtrieb, zwischen dessen mit 5 dieser Anwendungsfälle die gestellten Genauigkeitsdem feststehenden Teil verschraubtem erstem anforderungen durch die bekannten Mikrometer-Schraubelement und dessen mit dem einstell- schrauben erfüllt

baren Teil verschraubtem, koaxial im ersten ge- Eine weitere Anwendung, bei der höchste Anlagertem zweitem Schraubelement eine lösbare sprüche an die Genauigkeit der Einstellvorrichtung Kupplung angeordnet ist, dadurch gekenn- io gestellt werden, ist die Herstellung von integrierten zeichnet, daß als erstes Schraubelement eine Schaltungselementen, die als Bausteine für elekmit Längsnuten (45) versehene erste Gewinde- irur.ische Schaltungen dienen. Derartige integrierte hülse (4) vorgesehen ist, die mittels einer auf ihr Schaltungselemente werden im Verlauf des Hergelagerten, axial verschieblichen Betätigung*- Stellprozesses einer größeren Anzahl aufeinanderhülse (8) über in die Längsnuten (45) ragende 15 folgender Bearbeitungsstufen ausgesetzt, wobei es Mitnehmerstifte (10) verdrehbar ist, und daß die darauf ankommt, daß das Schaltungselement in jeder von den Mitnehmerstiften gehaltene Kupplung einzelnen Bearbeitungsstation erneut genau ausals Reibkonuskupplung (7, 39) ausgebildet und gerichtet wird. Hierbei beruhen die sehr hohen Angegen die Kraft einer sich gegen die erste Ge- sprüche an die erzielbare Einstellgenauigkeit darauf, windehülse abstützenden Druckfeder (41) aus- 20 daß im Zuge der fortschreitenden Miniaturisierung rückbar ist und so die als zweites Schraubelement solcher Schaltungselemente deren Abmessungen dienende zweite Gewindehülse (3) zur Grob- ständig kleiner werden. Die genaue Ausrichtung einstellung von der ersten lösbar ist. eines Halbleiterplättchens auf dem Schaltungsmuster

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- der Trägerplatte setzt beispielsweise eine Einstellkennzeichnet, daß der eine Teil der Reibkonus- 35 genauigkeit voraus, die in der Größenordnung von kupplung als mit der Betätigungshülse (8) ver- 1 ^m liegt.

bundene Kupplungshülse (7) und der andere Teil Für solche Einstellvorgänge, die mit dem mensch-

der Reibkonuskupplung als mit einem Mutter- liehen Auge nur noch mittels starker Vergrößerung

gewinde versehene, unmittelbar auf den einstell- beobachtet werden können, werden vorzugsweise die

baren Teil wirkende Gewindehühe (3) mit einem 30 eingangs erwähnten Grob- und Feineinstellvorrich-

Konusteil (39) ausgebildet ist. tungen mit Differentialschraubtricb eingesetzt. Die

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, Differentialwirkung derartiger Schraubtriebe mit dadurch gekennzeichnet, daß die erste Gewinde- unterschiedlichen Gewindesteigungen ermöglicht hülse (4) als Schraubelement für den Grob- trotz der verhältnismäßig großen Steigung jedes Geschraubtrieb und die zweite Gewindehülse (3) als 35 windes feinste Stellwege.

Schraubelement für den Feinschraubtrieb aus- I_n der deutschen Patentschrift 311974 ist eine

gebildet ist. Grob- und Feineinstellvorrichtung der eingangs be-

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- zeichneten Art beschrieben, bei der beiderseits je ein kennzeichnet, daß zur axialen Festlegung der Spindelkopf vorgesehen ist und, solange die Kuppzweiten Gewindehülse (3) unabhängig v_On der 40 lung ausgerückt ist, wahlweise der eine oder der Stellung der Kupplung (7, 39) in der ersten Ge- andere Spindelkopf betätigt werden kann, wobei entwindehülse (4) ein auf die zweite Gewindehülse weder das eine oder das andere Gewinde zur Vergegen die Kraft einer weiteren Druckfeder (42) stellung des einzustellenden Elements, z. B. eines reibungsarm wirkender zentraler Anschlag (32) Schlittens, wirksam wird. Mit dem Einrücken der angeordnet ist. 45 Kupplung kann außerdem durch Überlagerung beider

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, Gewinde die Differentialwirkung erzielt werden, wie gekennzeichnet durch die Anordnung je einer sie zur Feineinstellung benötigt wird. Bei einer Vorrichtung in *-Richtung und in y-Richtung als anderen Ausführungsform dieser Vorrichtung ist Positioniereinrichtung (24) verschiebbarer Träger- zwar nur ein einziger Spindelkopf vorgesehen, jedoch platten (21,22) für in der .r-/y-Ebene einzu- 50 enthält dieser zwei Betätigungselemente, nämlich stellende Werkstücke (20). einen Spindelkopf zur Verstellung der Spindel sowie

eine als Klemmkupplung dienende Rändelschraube. Daher müssen auch bei dieser Ausbildung zwei Be-

tätiiuingselemnte unabhängig voneinander bedient

55 werden, was im allgemeinen eine Zwei-Hand-Bedienung erforderlich macht; eine Ein-Hand-Be-

Die Erfindung betrifft eine Grob- und Feineinstell- dienung dieser Anordnung erscheint zwar grundsätz-

vorrichtung mit Differentialschraubtrieb, zwischen lieh möglich, dürfte aber jedenfalls nur mit Schwierig-

desscn mit dem feststehenden Teil verschraubtem keiten durchzuführen sein.

erstem Schraubelement und dessen mit dem einstell- 60 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bebaren Teil verschraubtem, koaxial im ersten ge- kannte Vorrichtung zu verbessern und eine Grobkigertem zweitem Schraubelement eine lösbare Kupp- und Feineinstellvorrichtung zu schaffen, bei der lung angeordnet ist. wahlweise die Grobeinstellung und die Fein-In den verschiedensten Bereichen der Technik ist einstellung mittels eines einzigen Bctätigungseleinents in zahlreichen Füllen die genaue Einstellung eines 65 bequemer, nütnlich leicht mit einer Hand, bewirkt Gegenstandes, wie z. B. eines Werkstückes, in eine werden können, wodurch eine erhebliche Verein-(lelinicrte Luge erforderlich. Entsprechend d<;n facluing der Iiediciumg erzielt wird,
unterschiedlichen Anforderungen ist eine grolle An- Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch