DE1938771C3 - Einrichtung zur Lageeinstellung von Geräten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Einstellung der Lage oder Stellung von Geräten auf einem von zwei geradlinig und winklig, vorzugsweise rechtwinklig, zueinander geführten und verfahrbaren Schlitten, von denen der erste Schlitten in einer ortsfesten Führung und der zweite Schlitten in einer an oder auf dem ersten Schlitten vorgesehenen Führung gelagert ist, mit je einem jedem Schlitten zugeordneten Antriebselemcnt und einem zwischen diesem sowie dem jeweils zugeordneten Schlitten wirksamen Kraftiibertragungsglied.

Bei bekannten Antrieben der erwähnten Art, z. B. an Mikroskop-Kreuztischen gemäß der USA.-Patentschrift 2 474 163. ist zur Vermeidung einer gegenseitigen Beeinflussung der Einstellungen der beiden Schlitten das Antriebseiemcnt für den zweiten Schlitten nebst dem zugeordneten Kraftübcrtragungsglied nicht ortsfest, sondern unmittelbar auf einem der beiden Schlitten angebracht bzw. geführt. Dies wiederum bedingt eine entsprechende Auslegung der Führungen und der Stabilität der beiden Schlitten im Hinblick auf das gegebenenfalls relativ hohe Gewicht des Antriebselementes sowie des Kraftübertragungsgliedes. Dies gilt insbesondere in dem Fall, wenn das Antriebselement ein Elektromotor und das Kraftübertragungsglied eine Schraubspindel, beispielsweise Mikrometerschraubspindel, ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Koordinaten-Präzisionsantriebes, bei dem während der Betätigung eines der einen Koordinate zugeordneten Antriebselementes eine unkontrollierbare Rückwirkung auf die Einstellung der anderen Koordinate vermieden wird.

Erreicht wird dies bei einer Einrichtung der erwähnten Gattung durch zwei an dem zweiten Schlitten vorgesehene, einander gegenüberliegende, hinsichtlich ihrer Längsachsen parallel zu der Verfahrebene verlaufende Führungsbahnen mit einer der maximalen Verfahrsttecke des ersten Schlittens mindestens entsprechenden Länge, von denen zumindest die erste parallel zu der Verfahrrichtiing des ersten Schlittens verläuft, einen gegenüber den Schlitten unabhängig gelagerten bzw. geführten, mit seinem freien Ende geizen die erste Führungsbahn anliegenden Arm von einer die maximale Verfahrstrecke des ersten Schiit-

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tens übersteigenden Länge, welcher mit dem Kraftübertragungsglied führ den zweiten Schütten verbunden ist, und ein ebenfalls gegenüber den Schlitten unabhängig gelagertes bzw. geführtes, gegen die Führungsbahn elastisch anliegendes Vorspnnnuncsglied.

Da das Vorspannungsglied den zweiten Schlitten stets gegen den Arm drückt, so dau dessen freies Ende gegen die zugeordnete geradlinige Führungsbahn anliegt, ist die jeweilige Einstellung des zweiten Schlittens in einer von zwei Koordinaten ausschließlich und unabhängig von der jeweiligen Einstellung des ersten Schlittens durch die Einstellung des Armes eindeutig bestimmt. In jeder beliebigen Einstellung des Armes und damit des zweiten Schlittens läßt sich der erste Schlitten beliebig verfahren, ohne daß dies die Einstellung des gegenüber den beiden Schlitten unabhängig gelagerten oder geführten Armes bzw. des zweiten Schlittens in unkontrollierbarer Weise beeinflußt.

Als Kraftübertragungsglied können z. B. eine Schraubspindel, eine Zahnstange in Verbindung mit einem Ritzel, ein Seii oder eine Kette in Verbindung mit einem Kettenritzel verwendet ν erden.

Obgleich die erfindung-.uciiiaße Einrichtung, wie bereits erwähnt, vorzugsweise mit rechtwinklig zueinander geführten und \erfahrbaron Schlitten ausgebildet ist, kann auch eine vom rechten Winkel abweichende Führung und Verfahrbarkeit beider Schulten \oreesehen sein, wobei in diesem Fall der /weite Schlitten jeweils bei ausschließlicher Betätigung eines der beiden Antriebselemente entweder parallel zur Abszisse oder zur Ordinate verfahrbar ist, ohne daß sich hierbei an der Einsteihmg der Ordinate bzw. Abszisse etwas ändert. Es ist damit die Verfahrbarkeil des Schlittens entsprechend den Achsen eines schiefwinkligen affinen Koordinatensystems möglich.

Da die erfindungsgemäße Einrichtung normalerweise von einem bereits vorhandenen Mikroskop-Kreuztisch ausgeht, bei welchem die Seitenkanten des zweiten Schlittens geradlinig sowie parallel zueinander verlaufend ausgebildet sind, werden gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einrichtung beide Führungsbahnen in vorteilhafter Weise geradlinig sowie parallel zueinander verlaufend ausgebildet. Aus den gleichen Gründen erweist es sich dann auch als vorteilhaft, wenn beide Führungsbahnen in einer parallel zu der Verfahrebene verlaufenden Ebene liegen.

Um eine Kraftübertragung in Richtung der Führungsbahnen zur Vermeidung von unkontrollierbaren Schlittenbewcgungen des ersten Schlittens weitgehend auszuschließen, werden gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel das gegen die erste Führungsbahn anliegende freie Ende des Annes sowie ein gegen die zweite Führungsbahn anliegender Arm des Vorspannungsgliedes als Anlageelement, vorzugsweise mit Rollen versehen, ausgebildet.

Besonders in dem Fall, wenn die erfindungsgemäße Einrichtung durch Motorstellglieder, insbesondere Elektromotoren, angetrieben werden soll, ist gemäß einem besonderen Ausführungsbeispiel der gegen die erste Führungsbahn anliegende Arm mil einem winklig hierzu etwa in Verfahrrichtuna des zweiten Schlittens verlaufenden Träger fest verbunden, und das Vorspannungsglied ist in Form eines gegen die zweite Führungsbahn anliegenden Hilfsarmes ausgebildet, dessen eines Ende an den Träger federnd angelenkt ist. Der Träger kann hierbei in einer ortsfesten Führung gelagert sein, die parallel zu der Verfahrrichtung des zweiten Schlittens verläuft, wobei der Träger mit einem Kraftübertragungsglied in Form einer Schraubspindel im Eingriff steht. Dies ermöglicht bei geeigneter Auslegung des Gewindes eine präzise Verstellung des zweiten Schlittens in der einen Koordinatenrichtung.

Bei Antrieb der erfindungsgemäßen Einrichtung von Hand hat sich eine andere Ausführungsform als günstig erwiesen, bei welcher das Vorspannungsglicd

ίο in Form eines Hilfsarmes im wesentlichen entsprechend dem Arm ausgebildet ist, wobei der Arm sowie der Hilfsarm mit je einem Ende außerhalb des Verfahrbereiches um senkrecht zu der Verfahrebene verlaufende Achsen schwenkbar gelagert ist. Das Kraft-Übertragungsglied ist in an sich bekannter Weise ein Ssil. dessen Enden an den freien Enden des Armes sowie des Hilfsarmes verankert sind, und das Seil ist unter Bildung einer Seiischleife über außerhalb des Verfahrbereiches ortsfest gelagerte Seilrollen geführt, von

ao denen eine als Antriebselement ausgebildet ist. Zur Aufrechterhaltung der Seilspannung ist ein zwischengeordnetes elastisches Element vorgesehen.

Bei diesem Ausführungsbeispiel erreicht man eine \erhäl!nismäßig grobe Verstellmöglichkeit der in der einen. Koordinatenrichtung auf den zweiten Schlitten zu übertiagenden Bewegung, wobei die Übersetzung durch eine der beiden Seilrollen bestimmt ist, welche gleichzeitig als von Hand zu betätigender Bedienungsknopf ausgebildet sein kann. Zu beachten ist jedoch.

daß hei diesem Ausführungsbeispiel beide Führungsbahnen geradlinig sowie parallel zueinander verlaufen müssen.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. I ein erstes Ausführungsbeispiel einer Einrichtung gemäß der Erfindung unter Verwendung einer Schraubspindel als Kraftübertragungsglied für den zweiten Schlitten in Draufsicht sowie in vereinfachter und schematischer Darstellung,

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Einrichtung gemäß der Erfindung unter Verwendung eines Seiles als Kraftübertragungsglied für den zweiten Schlitten in Draufsicht sowie in einer Darstellung ähnlich Fig. 1, wobei jedoch der Übersicht halber Iediglich der zweite Schlitten, nicht jedoch der erste Schlitten nebst zugeordnetem Antriebselement und Kraftübertragungsglied veranschaulicht sind.

Bei einer Einrichtung gemäß Fig. 1 ist auf einer Grundplatte 1 eine ortsfeste Führung la, 2 b für einen ersten, in y-Richtung verfahrbaren Schlitten 3 vorgesehen. Auf dem ersten Schlitten 3 ist eine Führung 4 a. 4 b für einen gegenüber dem ersten Schütten 3 in einer Λ-Richtung verfahrbaren zweiten Schlitten 5 vorgesehen.

Dem ersten Schlitten S ist ein an sich bekannter Antrieb zugeordnet, dessen Antriebselerncnt au? einer ortsfest gelagerten Rolle 6 und dessen Kraftübertragungsglied aus einem Seil 7 besteht. Das Seil 7 ist an einem Vorsprung8 des ersten Schlittens 3 verankert.

um zwei kleine Umlenkrollen 9, 10 geführt und mitte's einer Schraubenfeder Il dauernd unter Spannung gehalten. Durch Drehung der Rolle 6 läßt sich der er-' te Schlitten 3 in y-Richtung verfahren, wie dies durch den Doppelpfeil neben dem Vorsprung8 angedeutet

(■-, ist.

In zwei auf der Grundplatte i angebrachten La gern 12, 13 ist eine als Amtriebselement für den zweiten Schlitten 5 dienende Schr.iuhsninHpl 14 nphst

Rändeleinstellknopf 15 gelagert. Die Schraubspindel 14 verläuft durch einen auf der Grundplatte 1 geführten Träger 16, mit dem ein rechtwinklig hierzu verlaufender Arm 17 starr verbunden ist. An den Träger 16 ist ein Vorspannungsglied in Form eines Hilfsarmes 18 um einen Zapfen 19 drehbar angelenkt, welcher durch eine Blattfeder 30 gegen den zweiten Schlitten 5 vorgespannt wird. Die freien Enden des Armes 17 sowie des Hilfsarmes 18 sind mit Rollen 20 bzw. 21 versehen und liegen gegen voneinander abgewendete, parallel zu der Verfahrebene sowie parallel zueinander geradlinig verlaufende Führungsbahnen 22,23 an. Da der zweite Schlitten 5 in jeder beliebigen Einstellung des ersten Schlittens 3 mittels des durch die Feder 20 vorgespannten Hilfsarmes 18 gegen das Rollenlager 20 des Armes 17 gedrückt wird, ist die Einstellung des zweiten Schlittens 5 eindeutig und ausschließlich durch die jeweilige Einstellung des Trägers 16 bestimmt, wobei mittels der Schraubspindel 14 bzw. des Einstellknopfes 15 eine x-Koordinate gemäß dem oberhalb des Trägers 16 veranschaulichten Doppelpfeil einstellbar ist. An Stelle des Einstellknopfes 15 kann selbstverständlich auch ein Antriebsmotor, insbesondere Elektromotor, vorgesehen sein.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind ein Arm 17' und ein Hilfsarm 18' im wesentlichen gleich ausgebildet und mit je einem Ende außerhalb des Verfahrbereiches der Schlitten um senkrecht zu der Verfahrebene verlaufende Achsen 24 bzw. 19' gelagert. Ein Kraftübertragungsglied in Form eines Seiles 25 ist

ίο mit seinen Enden an dem freien Ende des Armes 17' bzw. des Hilfsarmes 18' verankert und wird durch eine Schraubenfeder 28 gespannt gehalten. Das Seil 25 verläuft ausgehend von dem Arm 17' um die Antriebsrolle 26 und eine Umlenkrolle 27 zum Hilfsarm

J5 18' unter Zwischenschaltung der Schraubenfeder 28. In jeder beliebigen Einstellung des Schlittens 5 bleibt die Gesamtlänge des Seiles 25 konstant.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig.2 eignet sich bevorzugt für Handbetätigung, wobei indessen die erzielbaren Vorteile denjenigen des Ausführungsbeispiels nach F i g. 1 entsprechen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   !. Einrichtung zur Einstellung der Lage oder Stellung von Geräten auf einem von zwei geradlinig und winklig, vorzugsweise rechtwinklig, zueinander geführten und verfahrbaren Schlitten, von denen der erste Schlitten in einer ortsfesten Führung und der zweite Schlitten in einer an oder auf dem ersten Schlitten vorgesehenen Führung gelagen ist, mit je einem jedem Schlitten zugeordneten Annriebselement und einem zwischen diesem sowie dem jeweils zugeordneten Schlitten wirksamen Kraftübertragungsglied, gekennzeichnet durch zwei an dem zweiten Schlitten (S) vorgesehene, einander gegenüberliegende, hinsichtlich ihrer Längsachsen paiallel zu der Verfahrebene verlaufende Führungsbahnen (22, 23) mit einer der maximalen Verfahrstrecke des ersten SchJiitens (3) mindestens entsprechenden Länge, ao von denen zumindest die erste (22) parallel zu der Verfahrrichtung des ersten Schlittens (3) verläuft, einen gegenüber den Schlitten (3, 5) unabhängig gelagerten bzw. geführten, mit seinem freien !Ende gegen die erste Führungsbahn (22) anliegenden as Arm (17 bzw. 17') von einer die maximale Verfahrstrecke des ersten Schlittens (3) übersteigenden Länge, welcher mit dem Kraftübertragungsglied (14 bzw. 25) für den zweiten Schlitten (5) verbunden ist. und ein ebenfalls gegenüber den Schlitten (3, 5) unabhängig gelagertes bzw. geführtes, gegen die zweite Führungsbahn (23) eiatisch anliegendes Vorspan η ungsglied (Arm 18 bzw. 18).
2. 2. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zveite Führungsbahn (22, 23) parallel zueinander verlaufen.
3. .1. Einrichtung nach einem der Ansprüclic ! und 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachsen beider Führungsbahnen (22. 23) in einer parallel zu der Verfahrebene verlaufenden Ebene liegen.
4. 4. Einrichtung nach e^:nem der Ansprüche I bis .1, dadurch gekennzeichnet, daß das gegen die erste Führungsbahn (22) anliegende freie Ende des Armes (17) sowie ein gegen die zweite Führungsbahn (23) anliegender Teil des Vorspannungsgliedes (Arm 18 bzw. 18') als Anlageelement, vorzugsweise mit Rollen (20. 21) versehen, ausgebildet sind.
5. 5. Einrichtung nach einem der Ansprüche I bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß der gegen die erste Führungsbahn (22) anliegende Arm (17 bzw. 17') mit einem winklig hierzu etwa in Verfahre ichtung des zweiten Schlittens (5) verlaufenden Träger (16) fest verbunden ist und daß das Vorspannungsglied in Form eines gegen die zweite Führungsbahn (23) anliegenden Hiifsarmes (18) ausgebildet ist. dessen eines Ende am Träger (16) federnd angelenkt ist.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (16) in einer ortsfesten Führung gelagert ist, die parallel zu der Verfahrrichtung des zweiten Schlittens (5) verläuft.
7. 7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5, 6. dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (16) mit einem Kraftübertragungsglied in Form einer Schraubspindel (14) im Eingriff steht.

   S. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorspannungsglied in Form eines Hilfsarmes (18') im wesentlichen entsprechend dem Arm (17') ausgebildet ist, daß der Arm (17') sowie der Hilfsarm (18') mit je einem Ende außerhalb des Verfahrbereiches um senkrecht zu der Verfahrebene verlaufende Achsen (24, Ii^) schwenkbar gelagert ist, daß das Kraftübertragungsglied in an sich bekannter Weise ein Seil (25) ist, dessen Enden an den freien Enden des Armes (17') sowie des Hiifsarmes (180 verankert sind, daß das Seil (25) unter Bildung einer Seilschleife über außerhalb des Verfahrbereiches ortsfest gelagerte Seilrollen (26, 27) geführt ist, von denen eine (Seilrolle 26) als Antricbseiement ausgebildet ist, und daß zur Aufrechterhaltung der Seilspannung ein zwischengeordnetes elastisches Element (28) vorgesehen ist.