DE19503787A1 - Verbesserungen an und in Bezug auf eine Arretiervorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Arretiervorrichtung, insbesondere, aber nicht ausschließlich, eine Arretier­ vorrichtung für die Verwendung bei optischen Präzisionsin­ strumenten.

Das herkömmliche Verfahren zum Justieren optischer Präzisions­ instrumente und Arretieren entsprechender Einstellungen be­ steht darin, das zu justierende Teil auf einem Bauteil, das zwei konkave Kegelflächen definiert, zu befestigen und das Bauteil zwischen Halterungen, die entgegengesetzte Teilkugel­ flächen definieren, einzuspannen. Das Bauteil und die Halterungen sind so auf einem stationären Bolzen ange­ bracht, daß das Bauteil um den Bolzen gedreht und in der gewünschten Position arretiert werden kann, indem die Flächen mit Hilfe einer Haltemutter verspannt werden. Das seitliche und diagonale Justieren erfolgt mit Hilfe der oberen Halterung, deren Position relativ zu dem Bolzen verändert werden kann. Bei einer typischen Anordnung wird nach dem Arretieren der Flächen in der gewünschten Position die justierbare obere Halterung, z. B. unter Ver­ wendung eines Klebers, auf dem Bolzen gesichert. Aller­ dings läßt sich die zweite Halterung in gewissem Umfang noch seitlich bewegen. Wenn also eine Kraft seitlich auf das Bauteil einwirkt, kann die zweite Halterung seitlich verschoben werden, wodurch zwischen der Oberfläche des Bau­ teils und der unteren Halterung ein Spalt entsteht und eine Verschiebung auftreten kann.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, diesen Nach­ teil zu beseitigen oder zu minimieren.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Arretiervorrichtung mit den im Anspruch 1 bzw. Anspruch 7 angegebenen Merkmalen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Bei Gebrauch und sofern sich die Klemmvorrichtung in Arretierstellung befindet, verhindert die Form der in­ einandergreifenden Flächen das Drehen des Bauteils um eine zweite Achse, die rechtwinklig zu der genannten ersten Achse, die durch die Flächen führt, verläuft und sie verhindert ebenso die lineare Bewegung des Bauteils entlang einer dritten Achse, die im rechten Winkel zu der genannten ersten und zweiten Achse verläuft, d. h., es ergibt sich eine geometrische Sperre zwischen dem Bauteil und den Halterungen. Dadurch werden das Bauteil und jedes auf dem Bauteil befestigtes Teil relativ zu den Halterungen fest arretiert. Die Erfindung ist vor allem für Anwendungen im Zusammenhang mit der Feineinstellung optischer Präzisionsinstrumente von Bedeutung. Wie bereits oben genannt, definieren die Halterungen in herkömmlichen Vor­ richtungen entgegengesetzte, konvexe Teilkugelflächen, während das Bauteil konkave Kegelflächen definiert. Wenn bei dieser herkömmlichen Vorrichtung eine Kraft auf das Bauteil einwirkt, dreht sich das Bauteil, wenn irgend eine der Halterungen sich seitlich verschiebt. Bereits eine kleine Lageveränderung des Bauteils kann das optische Instrument unbrauchbar machen.

Es ist vorteilhaft, für die konkaven Flächen eine Kegel­ form und für die konkaven Flächen die Gestalt eines Teils einer Kugelfläche zu wählen. Allerdings sollte darauf geachtet werden, daß die Teilkugelflächen nicht den gleichen Mittelpunkt aufweisen, d. h., daß sie nicht Teil derselben Kugelfläche sind, da dies nicht die erforderliche geometrische Sperre ergeben würde.

Darüber hinaus ist es vorteilhaft, die Halterungen und das Bauteil um einen feststehenden Stift anzuordnen, der von einer Bezugsfläche ausgehend parallel zu der genannten ersten Achse verläuft, und die erste Halterung so anzupassen, daß sie an dem genannten Stift befestigt werden kann. Besonders vorteilhaft ist es, den Stift mit einem Gewinde zu versehen, so daß eine Haltemutter darauf befestigt werden kann und die Flächen damit gegeneinander verspannt werden.

Darüberhinaus ist es vorteilhaft, wenn die erste Halterung über eine mit einer Öffnung versehene Platte verfügt, welche auf dem Stift angeordnet ist, wobei Öffnung und Stift paßgenau zueinander sind.

Die Position für die Öffnung kann so gewählt werden, um damit den Versatz zwischen der ersten Achse und dem Stift zu verändern.

Darüberhinaus ist es vorteilhaft, einen Abstandhalter vorzusehen, mit dem der Abstand des Bauteils von der Bezugsfläche justiert werden kann. Der Abstandhalter kann als separates Teil oder als Bestandteil der zweiten Halterung ausgeführt werden.

Diese und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden im folgenden anhand von Beispielen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei

Fig. 1 einen schematischen Aufriß einer herkömm­ lichen Arretiervorrichtung zeigt,

Fig. 2 eine Seitenansicht der herkömmlichen Arretier­ vorrichtung zeigt,

Fig. 3 einen schematischen Aufriß einer Arretier­ vorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt, und

Fig. 4 einen Aufriß einer Arretiervorrichtung gemäß der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt.

Zunächst wird Bezug genommen auf Fig. 1 der Zeichnungen, die in schematischer Form eine herkömmliche Arretier­ vorrichtung 10 darstellt, die in optischen Präzisions­ instrumenten zum Einsatz kommt und die relativ zu einem Teil 12, das eine feststehende Bezugsfläche 14 definiert, befestigt wird. Die Vorrichtung 10 umfaßt eine erste und eine zweite Halterung 16, 18, von denen jede jeweils einen Teil einer Kugelfläche 20, 22 definiert. Ein Bau­ teil 24 mit einer Befestigungsmöglichkeit für eine zu justierende Komponente wird zwischen den Halterungen 16, 18 angebracht und definiert einander entgegengesetzte konkave Kegelflächen 26, 28. Ein von dem Teil 12 abstehen­ der Bolzen oder Stift 32 (Fig. 2) ist an seinem oberen Ende mit einem Gewinde versehen, und zwar derge­ stalt, daß eine Haltemutter 34 (Fig. 2) gegen die erste Halterung 16 hin festgezogen werden kann und das Bauteil 24 in die gewünschte Position gedrückt wird. Bei Lockerung der Schraube kann das Bauteil 24 um die Z-Achse gedreht werden.

Das Justieren des Bauteils 24 relativ zur X-Achse und zur Y-Achse geschieht mit Hilfe einer Buchse 17, die Bestand­ teil der ersten Halterung 16 ist, eine Öffnung 19 definiert und paßgenau zu dem Stift 32 ist. Die Öffnung 19 ist exzentrisch bzw. versetzt, damit sich die Halterung 16 relativ zur X-Achse und zur Y-Achse bewegen kann. Damit sich die zweite Halterung 18 und das Bauteil 24 dieser Justierung anpassen können, sind die jeweiligen Innendurch­ messer der Halterung 18 und des Bauteils 24 größer als der Außendurchmesser des Stifts 32.

Das Justieren des Bauteils 24 entlang der Z-Achse erfolgt durch einen ringförmigen Abstandhalter 21, der auf dem Stift 32 angebracht ist und zwischen der Bezugsfläche 14 und der zweiten Halterung 18 liegt.

Wenn die zu justierende Komponente sich in der gewünschten Position befindet, kann die Mutter 34 festgezogen werden, damit das Bauteil 24 seine Stellung nicht verändert; die obere erste Halterung 16, die genau auf den Stift paßt, wird dann, z. B. mit Hilfe eines Klebers oder eines zusätzlichen Paßstiftes, relativ zum Stift ausgerichtet und fixiert.

Wenn bei Gebrauch eine seitliche Kraft auf das Bauteil 24 in Richtung der Y-Achse ausgeübt wird, d. h. von links nach rechts, wie in Fig. 1 dargestellt, wirken seit­ liche Kräfte auf die Halterungen 16, 18 ein. Wie bereits oben beschrieben, ist die Halterung 16 fest mit dem Stift verbunden, und trotzdem kommt die untere zweite Halterung 18 ggfs. auf der Fläche 14 ins Rutschen (Pfeil A). Eine solche Bewegung der zweiten Halterung 18 kann durch eine Drehbewegung des Bauteils 24 entgegen dem Uhrzeigersinn um die X-Achse (Pfeil B) ausgeglichen werden und das gemeinsame Gleiten des Bauteils 24 und der Halterung zwi­ schen den Flächen 20, 14 verursachen. Bereits eine derart geringe Bewegung kann zur Unbrauchbarkeit des optischen Gerätes führen. Außerdem bewirkt jede seitliche Ver­ schiebung der Halterung 18 oder des Bauteils 24 ein deutliches Nachlassen der Kräfte, die das Bauteil 24 in seiner Position halten.

Fig. 2 zeigt ein Gerät, bei dem die beschriebene Vor­ richtung 10 zum Einsatz kommt. Im Interesse der Kurz­ fassung werden in Fig. 2 zum Hinweis auf die Komponenten der Vorrichtung die gleichen Bezugszahlen wie in Fig. 1 verwendet. Fig. 2 zeigt den feststehenden Stift 32 und die Haltemutter 34, und es sei auch darauf hingewiesen, daß das Bauteil 24 über einen Arm 36 verfügt, der die neben der benachbarten optischen Achse 40 befindliche Be­ festigungsgrundlage 38 für die am Bauteil 24 festge­ machte Komponente darstellt, welche auf die optische Achse 40 ausgerichtet wird.

Die Fig. 3 und 4 der Zeichnungen stellen eine Arretier­ vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Fig. 3 ist eine schematische Darstellung der Vorrichtung. Die Vorrichtung 50 befindet sich auf einem festen Bauteil 52, welches eine Bezugsfläche 54 definiert und umfaßt eine erste und zweite Halterung 56, 58, die jeweils eine erste und zweite, einander gegenüberliegende konkave Kegelfläche 60, 62, definieren. Ein zwischen den Halterungen 56, 58 be­ findliches Bauteil 64 definiert entgegengesetzt gerichtete Teilkugelflächen 66, 68. Wie in Fig. 4 dargestellt, um­ schließen die Halterungen 56, 58 und das Bauteil 64 einen feststehenden Stift 72 und werden mit Hilfe einer Mutter 74, die auf dem mit einem Gewinde versehenen oberen Stiftende sitzt, auf dem Stift gehalten. Fig. 4 zeigt außerdem den Arm 70 des Bauteils 24, der eine Befestigungsmöglich­ keit für einen Bestandteil eines optischen Gerätes bietet.

Das Justieren des Bauteils 64 entlang der Z-Achse geschieht mit Hilfe einer Paßscheibe 80, die sich zwischen der Bezugs­ fläche 54 und der Unterseite der Halterung 58 befindet. Das Justieren des Bauteils 64 relativ zur X-Achse und zur Y-Achse erfolgt mit Hilfe einer Platte 82, die mit der ersten Halterung 56 verbunden ist. Wie aus Fig. 4 her­ vorgeht, verfügt die Platte über eine Öffnung 84, deren Lage bzw. Exzentrizität so gewählt wird, daß eine richtige Positionierung relativ zur X-Achse und zur Y-Achse möglich ist, wobei die Öffnung 84 und der Stift 72 paßgenau zu­ einander sind.

Die Justierung der Drehlage um die Z-Achse erfolgt durch Lockerung der Mutter 74 und Drehung des Bauteiles 64 relativ zu den Halterungen 56, 58. Wenn die gewünschte Position erreicht ist, wird die Mutter 74 festgezogen und das Bau­ teil 64 zwischen den Flächen 60, 62 eingeklemmt. Nach vollzogener Justierung werden die Platten 82 und die obere erste Halterung 56 relativ zum Stift 72 mit Hilfe eines Klebers fixiert.

Nach dem Einstellen der Vorrichtung 50 ist bei Einwirkung einer Kraft auf das Bauteil 64, z. B. in Richtung der Y-Achse, jede Möglichkeit ausgeschaltet, daß sich das Bauteil 64 relativ zu dem feststehenden Teil 52 und der feststehenden
Halterung 56 bewegt; jede Bewegung des Bauteils 64, ent­ weder als seitliche Bewegung in Richtung der Y-Achse oder Drehbewegung um die X-Achse, wäre nur durch eine Verschiebung der Flächen 60, 62 der Halterungen 56, 58 möglich, wird jedoch durch die Sperrwirkung der Mutter 74 verhindert. Die Gestaltung und Anordnung der Flächen 60, 62, 66, 68 stellt, mit anderen Worten, eine geometrische Sperre dar, weil es lediglich eine einzige Relativlage des Bauteils 64 und der Halterung 58 gibt, die genau in den Zwischenraum zwischen der Fläche 60 der Halterung 56 und der Oberseite der Paßscheibe 80 paßt. Jede Bewegung des Bauteils 64 verstärkt also die Kräfte, die das Bauteil 64 in seiner Position halten.

Für Fachleute ist klar, daß die in bezug auf die vorliegende Erfindung genannte Ausführung lediglich ein Anwendungsbei­ spiel darstellt und daß verschiedene Abwandlungen und Ver­ besserungen möglich sind, ohne daß der Rahmen der vorliegen­ den Erfindung verlassen wird.

Claims (7)

1. Arretiervorrichtung,
gekennzeichnet durch eine erste und eine zweite Halterung (56, 58) ,die sich gegenüberliegende erste und zweite konkave Flächen (60, 62) definieren;
ein Bauteil (64), das zwischen den Halterungen (56, 58) liegt und zu diesen entgegengesetzte, konvexe Flächen (66, 68) zur Aufnahme der jeweiligen konkaven Fläche (60, 62) definiert; sowie
eine Klemmvorrichtung (50) mit einer Justierstellung, in der sich das Bauteil (64) um eine erste Achse, die durch die genannten Flächen (60, 62, 66, 68) führt, drehen läßt, und einer Arretierstellung, in der die genannte erste Halterung (56) fest in ihrer Position gehalten wird und die genannte zweite Halterung (58) gegen eine Bewegung entlang der genannten Achse festgelegt ist, indem die genannten Flächen in einem sperrenden Eingriff gehalten sind.

2. Arretiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die konkaven Flächen (60, 62) kegelförmig und die konvexen Flächen ballig, insbesondere Teilkugelflächen sind.

3. Arretiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungen (56, 58) und das Bauteil (64) auf einem feststehenden Stift (72) angebracht sind, der von einer Bezugsfläche ausgehend sich parallel zu der genannten ersten Achse erstreckt, und daß die erste Halterung (56) so angepaßt ist, daß sie auf dem genannten Stift (72) befestigt werden kann.

4. Arretiervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (72) über ein Ge­ winde verfügt, so daß die Flächen (60, 62, 66, 68) mit Hilfe einer Haltemutter (74) zusammengeklammert werden können.

5. Arretiervorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Halterung (56) eine mit einer Öffnung (84) versehene Platte (82) umfaßt, die auf dem Stift (72) angeordnet ist, wobei die Öffnung (84) und der Stift (72) paßgenau zueinander sind und die Stelle, an der sich die Öffnung (84) befindet, gewählt wird, um den Versatz der genannten ersten Achse zu dem genannten Stift (72) zu ändern.

6. Arretiervorrichtung nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie über ein Distanzstück (80) verfügt, mit dessen Hilfe der Abstand des Bauteils (64) von der Bezugsfläche (54) justierbar ist.

7. Arretiervorrichtung, gekennzeichnet durch eine erste und eine zweite Halterung (56, 58), die sich gegenüberliegende erste und zweite Flächen (60, 62) definieren,
ein Bauteil (64), das zwischen den Halterungen (56, 58) liegt und zu diesen entgegengesetzte Flächen (66, 68) zum Eingriff mit den jeweiligen Flächen (60, 62) der Halte­ rungen (56, 58) definiert, sowie
eine Klemmvorrichtung (50) mit einer Justierstellung in der sich das Bauteil (64) um eine erste Achse, die durch die genannten Flächen (60, 62, 66, 68) führt, drehen läßt, und einer Arretierstellung, in der sich die genannten Flächen mit Hilfe einer Druckkraft, die entlang der ge­ nannten ersten Achse wirkt , in einer Sperrstellung be­ finden, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß - wenn die genannte erste Halterung (56) festgehalten wird, die genannte zweite Halterung gegen eine Bewegung längs der genannten Achse in eine feste Lage gebracht ist und sich die genannte Klemmvorrichtung (50) in der genannten Sperr­ stellung befindet - die genannten Flächen (60, 62, 66, 68) in einer Weise ineinandergreifen, daß jede Drehbewegung des genannten Bauteils (64) um eine zweite Achse, die senk­ recht zu der genannten ersten Achse verläuft, und jede lineare Bewegung der genannten zweiten Halterung (58) entlang einer dritten Achse, die senkrecht zu der genannten ersten und zweiten Achse verläuft, verhindert wird.