DE19860566C1 - Verfahren und Vorrichtung zum Ausgleichen von Nichtparallelitäten zwischen benachbarten Flächen zweier Körper - Google Patents

Abstract

Es gibt verschiedene technologische Anwendungen, bei denen Flächen zweier Körper parallel ausgerichtet und in ihrer Position zueinander verändert werden müssen, ohne daß sich die Flächen dabei berühren. DOLLAR A Beispielsweise bei der lithografischen Bearbeitung von elektronischen Bauelementen oder Leiterplatten oder bei der Herstellung optischer Kopplungen zwischen einem Lichtwellenleiter und einem optischen Bauelement, die mittels Laser-Schweißen dauerhaft verbunden werden. DOLLAR A Der Ausgleich einer Nichtparallelität erfolgt dadurch, daß ein erster Körper auf einem Grundkörper 1 positioniert ist, der gegenüber einer ortsfesten Grundplatte 8 kardanisch aufgehängt ist und ein zweiter Körper 3 in einer Verschieberichtung, die in einem geringen Winkelbereich von der Senkrechten auf der auszurichtenden Fläche des ersten Körpers 2.1 abweicht, verschoben werden kann. Der zweite Körper 3.1 wird in der Verschieberichtung auf den ersten Körper 2.1 zu bewegt, bis sich die auszurichtenden Flächen an mindestens einer Stelle berühren. DOLLAR A Anschließend wird diese Bewegung fortgesetzt, so daß der auf dem Grundkörper 1 gehalterte erste Körper 2.1, in der kardanischen Aufhängung um seine beiden Drehachsen (x-Achse, y-Achse), ausgelenkt wird, bis beide gegenüberstehende Flächen parallel aneinander anliegen. In dieser Stellung wird der Grundkörper mit dem auf ihm gehalterten ersten Körper arretiert. Anschließend wird der zweite Körper in der Verschieberichtung von dem ersten Körper weg bewegt, bis ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausgleichen von Nichtparallelitäten zwischen benachbarten Flächen zweier Körper durch Krafteinwirkung zwischen den Körpern, wobei mindestens ein Körper wenigstens in zwei Richtungen beweglich gelagert ist und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Es gibt verschiedene technologische Anwendungen, bei denen Flächen zweier Körper parallel ausgerichtet und gegeneinander in ihrer Position verändert werden müssen.

Beispielsweise ist bei der lithografischen Bearbeitung von elektronischen Bauelementen oder Leiterplatten eine Parallelausrichtung und exakte Positionierung von Masken erforderlich, wobei sich die Flächen, zumindest während der Positionierung, nicht berühren sollten.

Auch beim Zusammenfügen von Körpern, insbesondere beim Laser- Schweißen ist die Parallelität der zu verschweißenden Flächen eine notwendige Voraussetzung.

Bei dem Zusammenfügen von faserförmigen Lichtwellenleitern, die in der Datenübertragung als Übertragungsleitungen verwendet werden, müssen diese möglichst verlustarm mit Ein- oder Ausgängen von optischen Bauelementen gekoppelt werden. Zur Gewährleistung einer optimalen Übertragungsqualität mit geringen Übertragungsverlusten ist eine sehr präzise räumliche Justierung der Lichtwellenleiter relativ zu den optischen Bauelementen erforderlich. Eine dauerhafte Verbindung wird üblicherweise mittels Laser-Schweißen hergestellt. Bei dem Zusammenfügen von faserförmigen Lichtwellenleitern mit optischen Bauelementen mittels Laser- Schweißen tritt ein Schweißverzug auf, wenn Schweißspalte überbrückt werden müssen, die zu groß oder nicht gleichmäßig stark sind. Dadurch treten hohe Dämpfungsverluste bei der Signalübertragung auf. Ein ungleichmäßiger Schweißspalt entsteht beispielsweise dadurch, daß die zu verbindenden Teile nicht völlig parallel zusammengeführt werden.

In der US 5,555,331 ist eine Vorrichtung zur Verbindung von Glasfasern mit den Wellenleitern eines Chips beschrieben. Bei dieser Vorrichtung werden die optischen Wellenleiter gegenüber den optischen Fasern dadurch ausgerichtet, daß die auszurichtenden Teile mittels Federdruck in allen drei Raumrichtungen gegen Anschläge gedrückt werden. Eine parallele Ausrichtung der einzelnen Faserenden gegenüber den Wellenleitern erfolgt nicht.

Ein Verfahren zum Ausgleich von Nichtparallelitäten und eine entsprechende Vorrichtung ist in DE 41 02 411 A1 beschrieben, bei der die Flächen von Teilen und die Flächen von Körpern kraftschlüssig derart zueinander positioniert werden, daß kein unkontrollierter Spalt zwischen beiden Flächen entsteht. Dies wird dadurch erreicht, daß eines der beiden Teile mechanisch schwimmend in Kraftrichtung angeordnet ist und das zweite Teil unter einer ständigen Krafteinwirkung gegen das erste Teil gepreßt wird.

Der bekannten Vorrichtung haftet der Nachteil an, daß die Parallelität der Flächen nur während der kraftschlüssigen Verbindung beider Teile gewährleistet ist. Da die Feinjustage beispielsweise eines faserförmigen Lichtwellenleiters mit einem optischen Bauelement im Sub-Mikrometerbereich erfolgt, würden Justierbewegungen, auch bei polierten Oberflächen durch die verbleibende Restrauhigkeit, erheblich beeinträchtigt werden, wenn die zu positionierenden Flächen für die Justage in Kontakt zueinander verschoben werden müßten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zum Ausgleich von Nichtparallelitäten zwischen benachbarten Flächen zweier Körper anzugeben, das es gestattet, eine Parallelausrichtung von Flächen zu gewährleisten und eine Feinjustage der zu positionierenden Körper ohne Berührung der Flächen zu ermöglichen und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens vorzuschlagen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst, indem ein erster Körper auf einem Grundkörper positioniert ist, der gegenüber einer ortsfesten Grundplatte kardanisch aufgehängt ist und ein zweiter Körper in einer Verschieberichtung, die in einem geringen Winkelbereich von der Senkrechten auf der auszurichtenden Fläche des ersten Körpers abweicht, verschoben werden kann. Der zweite Körper wird in der Verschieberichtung auf den ersten Körper zu bewegt, bis sich die auszurichtenden Flächen der beiden Körper an mindestens einer Stelle berühren. Anschließend wird unter geringer Krafteinwirkung diese Bewegung fortgesetzt, so dass der auf dem Grundkörper gehalterte erste Körper aus seiner Ruhestellung, in der kardanischen Aufhängung um seine beiden Drehachsen, ausgelenkt wird, bis beide gegenüberstehende Flächen parallel aneinander anliegen. In dieser Stellung wird der Grundkörper mit dem auf ihm gehalterten ersten Körper arretiert. Anschließend wird der zweite Körper in der Verschieberichtung von dem ersten Körper weg bewegt, bis sich die parallel ausgerichteten Flächen nicht mehr berühren. In dieser Stellung erfolgt die Fein-Justierung der zu positionierenden Körper.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 2 charakterisiert und besteht aus einem Grundkörper, auf dem der erste Körper positioniert ist und ein zweiter Körper gegenüber dem ersten Körper verschiebbar angeordnet ist, wobei die Verschieberichtung senkrecht bzw. in einem geringen Winkelbereich davon abweichend zur auszurichtenden Fläche des ersten Körpers verläuft. Der Grundkörper ist fest auf einer beweglichen Grundplatte angeordnet, die über zwei Halbachsen gegenüber einer Zwischenplatte um eine Achse (x-Achse) auslenkbar angeordnet ist, und die Zwischenplatte ist ihrerseits über zwei weitere Halbachsen, die gegenüber den beiden ersten Halbachsen um 90° versetzt sind, um eine andere Achse (y-Achse) gegenüber einer ortsfesten Grundplatte auslenkbar angeordnet. Die bewegliche Grundplatte sowie die Zwischenplatte sind in jeweils beliebigen Stellungen (Raumrichtungen) gegenüber der ortsfesten Grundplatte arretierbar.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der erste Körper auf dem Grundkörper in einer Ebene mit den beiden Drehachsen (x-Achse, y-Achse), die durch die vier Halbachsen gebildet werden, angeordnet.

Der Schwerpunkt der beweglichen Grundplatte mit dem Grundkörper ist vorteilhafterweise unmittelbar unter dem Schnittpunkt der beiden Drehachsen (x-Achse, y-Achse) angeordnet.

Die Lager der Halbachsen für die Drehbewegung der beweglichen Grundplatte und der Zwischenplatte weisen geringe Reibungsverluste auf. Vorteilhafterweise werden Luftlager vorgesehen.

In einer Ausführungsvariante sind die Halbachsen für die Drehbewegung der beweglichen Grundplatte und der Zwischenplatte in den Lagern arretierbar.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die bewegliche Grundplatte sowie die Zwischenplatte kraftschlüssig bzw. formschlüssig gegenüber der ortsfesten Grundplatte arretierbar.

Die Arretierung der Halbachsen gegen Drehbewegungen erfolgt durch Spannelemente, die an den Lagerböcken angeordnet sind.

Die Betätigung der Spannelemente bzw. der Arretiereinrichtungen erfolgt vorzugsweise hydraulisch bzw. pneumatisch bzw. elektromechanisch bzw. elektromagnetisch.

Eine weitere Ausgestaltung der Vorrichtung sieht vor, daß die bewegliche Grundplatte aus einer zur z-Achse konzentrisch angeordneten Kreisfläche gebildet ist und die Zwischenplatte aus einer konzentrisch zur ortsfesten Grundplatte angeordneten, kreisringförmigen Fläche gebildet ist und die ortsfeste Grundplatte einen kreisförmigen Ausschnitt aufweist, der konzentrisch zur beweglichen Grundplatte sowie der Zwischenplatte angeordnet ist. Vorteilhafterweise sind alle drei Flächen in einer Ebene angeordnet.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Die zugehörigen Zeichnungen stellen dar:

Fig. 1: eine schematische Darstellung des Verfahrens und

Fig. 2: eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens (ohne Arretiereinrichtungen)

Die einzelnen Verfahrensschritte der Erfindung werden anhand der Fig. 1a-d beschrieben.

Der erste Körper 2 ist auf einem Grundkörper 1 positioniert, der fest mit der beweglichen Grundplatte 6 verbunden ist. Die bewegliche Grundplatte 6 ist gegenüber einer ortsfesten Grundplatte 8 (siehe Fig. 2) kardanisch aufgehängt und somit um zwei gegeneinander um 90° versetzte Drehachsen (x-Achse, y-Achse) drehbar gelagert. Der zweite Körper 3 ist in einer nicht dargestellen Halterung derart gehaltert, daß sich die auszurichtenden Flächen gegenüberliegen und sowohl die Verschieberichtung des zweiten Körpers als auch die Senkrechte, die auf der auszurichtenden Fläche des zweiten Körpers 3 steht (Flächennormale 4 der auszurichtenden Fläche des zweiten Körpers 3), nahezu senkrecht auf der Fläche des ersten Körpers 2 steht, die durch die x-Achse und die y-Achse bestimmt wird. Die Verschieberichtung und die Flächennormale 4 müssen nicht übereinstimmen, sondern können ebenfalls in einem geringen Winkelbereich voneinander abweichen. Die z-Achse der Vorrichtung steht senkrecht auf dem Schnittpunkt der x-Achse und der y- Achse. In der Ausgangsstellung fällt die Senkrechte (Flächennormale 5 der auszurichtenden Fläche des ersten Körpers 2), die auf der auszurichtenden Fläche des ersten Körpers 2 steht, die durch die x-Achse und die y-Achse bestimmt wird, in die z-Achse.

Die schräge Orientierung der auszurichtenden Fläche des zweiten Körpers, wie sie in Fig. 1a dargestellt ist, ist bedingt durch Fertigungstoleranzen des zweiten Körpers 3 selbst sowie durch Justagetoleranzen bei der Halterungs- und Bewegungsmechanik für den zweiten Körper 3. Die Flächennormale 4 des zweiten Körpers 3 weicht von der z-Achse ab.

Die parallele Ausrichtung der Flächen beider Körper 2, 3 beginnt mit der Annäherung des zweiten Körpers 3 in Verschieberichtung auf den ersten Körper 2 zu, bis sich die Fläche des zweiten Körpers 3 und die Fläche des ersten Körpers 2 an mindestens einem Punkt berühren, gemäß Fig. 1b.

Bei weiterer Bewegung des zweiten Körpers 3 in der gleichen Richtung wird auf den ersten Körper 2 und damit über den Grundkörper 1 auf die bewegliche Grundplatte 6 ein Drehmoment ausgeübt, so daß der Grundkörper 1 und damit der erste Körper 2 jeweils um die x-Achse und um die y-Achse ausgelenkt werden, bis beide Flächen parallel aneinander anliegen, wie es in Fig. 1c dargestellt ist. Die Flächennormale 4 der auszurichtenden Fläche des zweiten Körpers 3 fällt jetzt mit der Flächennormale 5 der auszurichtenden Fläche des ersten Körpers 2 zusammen.

In dieser Stellung wird die bewegliche Grundplatte 6 arretiert und der zweite Körper 3 wird mittels der Halterung in seiner Verschieberichtung vom ersten Körper 2 wegbewegt, bis sich die Flächen nicht mehr berühren, ohne daß sich dabei die eingestellte Parallelität verändert, wie es in Fig. 1d dargestellt ist.

In dieser Stellung kann beispielsweise die optische Kopplung (Feinjustierung) eines faserförmigen Lichtwellenleiters (zweiter Körper 3) mit einem optischen Bauelement (erster Körper 2) vorgenommen werden, da die erforderlichen Justierbewegungen nicht mehr durch die vorhandene Oberflächenrauhigkeit beeinträchtigt werden. Nach erfolgter Fein-Justierung wird der faserförmige Lichtwellenleiter durch die Halterung in seiner Verschieberichtung zum optischen Bauelement hinbewegt, bis sich die zu verschweißenden Flächen wieder völlig parallel berühren und anschließend mit einer Kraft von mehr als 10 N gegeneinandergepreßt. Die Parallelstellung wird durch die Andruckkraft nicht verändert, da die Kraftrichtung genau senkrecht auf die beiden Drehachsen wirkt.

Durch Laser-Schweißen können jetzt der zweite Körper 3 und das optische Bauelement 2 dauerhaft miteinander verbunden werden.

Anhand der Fig. 2 wird eine vorteilhafte Ausgestaltung einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens am Beispiel einer optischen Kopplung zwischen einem faserförmigen Lichtwellenleiter mit einem optischen Bauelement näher beschrieben.

Das optische Bauelement ist in einem Schweißflansch 2.1 gehaltert; dieser entspricht dem ersten Körper 2 und ist auf dem Grundkörper 1 positioniert. Der faserförmige Lichtwellenleiter ist in einer Ferrule 3.1 geführt; diese entspricht dem zweiten Körper 3.

Der Grundkörper 1, auf dem der Schweißflansch 2.1 mit dem optischen Bauelement derart positioniert ist, daß sich seine Oberfläche im Schnittpunkt der x- Achse und der y-Achse befindet, ist mittig auf einer kreisförmigen beweglichen Grundplatte 6 fest montiert. Im Randbereich der beweglichen Grundplatte 6 sind zwei, sich gegenüber in Richtung der x-Achse liegende Achshalter 6.1, 6.2 befestigt, an denen jeweils eine Halbachse 6.11 bzw. 6.21 derart befestigt ist, daß die Halbachsen 6.11 und 6.21 in der x-Achse verlaufen und somit wie eine durchgehende Achse wirken.

Außerhalb der beweglichen Grundplatte 6 ist eine konzentrisch angeordnete kreisringförmige beweglich gelagerte Zwischenplatte 7 angeordnet. Auf dieser Zwischenplatte 7 sind zwei sich gegenüber liegende Lagerböcke 7.1, 7.2 befestigt, deren Lager jeweils eine Halbachse 6.11 bzw. 6.21 aufnehmen. Dadurch ist die bewegliche Grundplatte 6 gegenüber der Zwischenplatte 7 um die x-Achse auslenkbar. Die Lager sind in den Lagerböcken 7.1 und 7.2 derart angeordnet, daß sich im montierten Zustand die Zwischenplatte 7 und die bewegliche Grundplatte 6 in einer Ebene befinden.

Auf der Zwischenplatte 7 sind weiterhin zwei sich gegenüber liegende Achshalter 7.3, 7.4 befestigt, die zu den Lagerböcken 7.1 und 7.2 um 90° versetzt angeordnet sind und in Richtung der y-Achse liegen. An den beiden Achshaltern 7.3, 7.4 ist jeweils eine Halbachse 7.31 bzw. 7.41 derart befestigt, daß die Halbachsen 7.31 und 7.41 in der y-Achse verlaufen und ebenfalls wie eine durchgehende Achse wirken.

Außerhalb der Zwischenplatte 7 ist eine ortsfeste Grundplatte 8 angeordnet, die einen konzentrischen kreisförmigen Ausschnitt aufweist, in dem die Zwischenplatte 7 mittig angeordnet ist.

Auf dieser ortsfesten Grundplatte 8 sind zwei sich gegenüber liegende Lagerböcke 8.1, 8.2 befestigt, deren Lager jeweils eine Halbachse 7.31 bzw. 7.41 aufnehmen. Dadurch ist die Zwischenplatte 7 gegenüber der ortsfesten Grundplatte 8 um die y-Achse auslenkbar. Die Lager sind in den Lagerböcken 8.1 und 8.2 derart angeordnet, daß sich im montierten Zustand die Zwischenplatte 7 und die ortsfeste Grundplatte 8 in einer Ebene befinden.

Somit sind die ortsfeste Grundplatte 8, die Zwischenplatte 7 und die bewegliche Grundplatte 6 alle in einer Ebene angeordnet und die bewegliche Grundplatte 6 ist gegenüber der ortsfesten Grundplatte 8 sowohl um die x- Achse als auch um die y-Achse auslenkbar.

Die Lager in den Lagerböcken 7.1 und 7.2 sowie 8.1 und 8.2 sollten vorteilhafterweise sehr geringe Reibungsverluste aufweisen, so daß für eine Auslenkung nur geringe Kräfte erforderlich sind.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Schwerpunkt der Vorrichtung nur geringfügig unter dem Schnittpunkt der x- Achse und der y-Achse und damit unmittelbar unter dem Schweißflansch 2.1 mit dem optischen Bauelement liegt, wodurch die erforderlichen Kräfte für eine Auslenkung des optischen Bauelements klein gehalten werden können.

In der Fig. 2 ist der Zustand entsprechend der Darstellung von Fig. 1c dargestellt.

Nachfolgend werden konkrete Verfahrensschritte mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Fig. 2 beschrieben.

Die Ferrule 3.1, die den faserförmigen Lichtwellenleiter umschließt, wird durch eine nicht dargestellte Ferrulenhalterung über dem Schweißflansch 2.1 mit dem optischen Bauelement positioniert und in Richtung ihrer Verschieberichtung auf den Schweißflansch 2.1 zu bewegt. Der Schweißflansch 2.1 mit dem optischen Bauelement befindet sich auf dem Grundkörper 1 zu diesem Zeitpunkt in Ausgangsposition, d. h. die Flächennormale 5 des Schweißflansches 2.1 fällt mit der z-Achse der Vorrichtung zusammen. Nachdem die Ferrule 3.1 mit dem faserförmigen Lichtwellenleiter in einem Punkt den Schweißflansch 2.1 berührt und nun in ihrer bisherigen Richtung weiterbewegt wird, wird durch die Krafteinwirkung und auf Grund der geringen erforderlichen Kräfte der Schweißflansch 2.1 über den Grundkörper 1, die bewegliche Grundplatte 6, die beiden Halbachsen 6.11 und 6.21, die in den Lagern der Lagerböcke 7.1 und 7.2 gelagert sind, um die x-Achse sowie über die beiden Halbachsen 7.31 und 7.41, die in den Lagern der Lagerböcke 8.1 und 8.2 gelagert sind, um die y-Achse ausgelenkt, bis die Stirnfläche der Ferrule 3.1 und die Fläche des Schweißflansches 2.1 des optischen Bauelements völlig parallel verlaufen. Die neue Raumrichtung des Schweißflansches 2.1 wird durch die Raumrichtung der Stirnfläche der Ferrule 3.1 vorgegeben. In dieser Stellung sind die Stirnfläche der Ferrule 3.1 und die Fläche des Schweißflansches 2.1 des optischen Bauelements jeweils in ihren Raumrichtungen zu fixieren. Dies wird dadurch erreicht, daß die Positionen der beweglichen Grundplatte 6 sowie der Zwischenplatte 7 gegenüber der ortsfesten Grundplatte 8 arretiert werden.

Nachdem die Stellung des Schweißflansches 2.1 arretiert wurde, wird die Ferrule 3.1 mit dem faserförmigen Lichtwellenleiter mittels der Ferrulenhalterung in Verschieberichtung von dem Schweißflansch 2.1 wegbewegt, bis sich die Stirnfläche der Ferrule 3.1 und die Fläche des Schweißflansches 2.1 des optischen Bauelements nicht mehr berühren. Die Parallelität der Flächen wird dabei nicht verändert. In dieser Position erfolgt die optische Kopplung des faserförmigen Lichtwellenleiters mit dem optischen Bauelement durch entsprechende Fein-Justierung.

Nach erfolgter Fein-Justierung wird die Ferrule 3.1 mit dem faserförmigen Lichtwellenleiter mittels der Ferrulenhalterung in Verschieberichtung wieder auf den Schweißflansch 2.1 des optischen Bauelements zu bewegt, bis sich die Stirnfläche der Ferrule 3.1 und die Fläche des Schweißflansches 2.1 des optischen Bauelements wieder berühren und parallel aneinander anliegen. Die parallelen Flächen werden nunmehr mit einem Anpressdruck von mehr als 10 N gegeneinander gepresst und können in dieser Position mittels Laser- Schweißung dauerhaft verbunden werden.

Die Arretierung kann durch an sich bekannte Maßnahmen in verschiedener Art und Weise erfolgen.

In einer Ausgestaltung werden die Halbachsen 6.11, 6.21, 7.31, 7.41 über die Lager in den Lagerböcken 7.1, 7.2, 8.1, 8.2 hinausgeführt. Nicht dargestellte Bremseinrichtungen werden an den Lagerböcken 7.1, 7.2, 8.1, 8.2 befestigt und umschließen die Achsenstümpfe. Die Bremseinrichtungen können in diesem Fall die Halbachsen gegen Drehbewegungen arretieren. Durch Arretierung der Halbachsen 6.11, 6.21 in den Lagern der Lagerböcke 7.1, 7.2 wird eine Drehbewegung um die x-Achse verhindert, d. h. die bewegliche Grundplatte 6 wird gegenüber der Zwischenplatte 7 arretiert. Durch Arretierung der Halbachsen 7.31, 7.41 in den Lagern der Lagerböcke 8.1, 8.2 wird eine Drehbewegung um die y-Achse verhindert, d. h. in diesem Falle wird die Zwischenplatte 7 gegenüber der ortsfesten Grundplatte 8 arretiert.

Derartige Bremseinrichtungen können beispielsweise gebildet werden durch auf die Halbachsen 6.11, 6.21, 7.31, 7.41 wirkende Bremsplatten, Spannbänder, Spannzangen oder Konus und Gegenkonus.

Eine andere Variante besteht darin, daß Bremseinrichtungen, beispielsweise Pendel, die starr an den verlängerten Halbachsen 6.11, 6.21, 7.31, 7.41 angebracht sind, gegenüber den entsprechenden Lagerböcken durch Anpressen von Bremsklötzen arretiert werden, wodurch ebenfalls eine Drehbewegung der Halbachsen verhindert wird.

Eine weitere Variante sieht vor, daß die Lagerböcke 7.1, 7.2, 8.1, 8.2 durch Arretiereinrichtungen, beispielsweise ausfahrbare Bremsklötze, gegenüber dem entsprechenden Achshalter 6.1, 6.2, 7.3, 7.4 arretiert werden.

Die Betätigung der Arretiereinrichtungen kann beispielsweise pneumatisch, hydraulisch, elektromechanisch, elektromagnetisch oder piezoelektrisch erfolgen.

Claims (11)

1. Verfahren zum Ausgleichen von Nichtparallelitäten zwischen benachbarten Flächen zweier Körper durch Krafteinwirkung zwischen den Körpern, wobei mindestens ein Körper wenigstens in zwei Richtungen beweglich gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Körper (2), der durch kardanische Aufhängung um zwei Drehachsen (x-Achse, y-Achse) ausgelenkt werden kann, und ein zweiter Körper (3), der in einer Verschieberichtung, die in einem geringen Winkelbereich von der Senkrechten auf der auszurichtenden Fläche, der Flächennormale (5), des ersten Körpers (2) abweicht, verschoben werden kann, in der Verschieberichtung auf den ersten Körper (2) zu bewegt wird, bis sich die benachbarten Flächen der beiden Körper (2, 3) an mindestens einer Stelle berühren, anschließend diese Bewegung unter geringer Krafteinwirkung fortgesetzt wird, so daß der erste Körper (2) aus seiner Ruhestellung um seine beiden Drehachsen ausgelenkt wird, bis beide sich gegenüberstehenden Flächen parallel aneinander anliegen, dann in dieser Stellung der erste Körper (2) in seiner Raumrichtung arretiert wird, anschließend der zweite Körper (3) in seiner Verschieberichtung von dem ersten Körper (2) weg bewegt wird, bis sich die parallel ausgerichteten Flächen nicht mehr berühren, und in dieser Stellung die Feinjustierung der beiden Körper (2, 3) zueinander erfolgen kann.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Körper (2) auf einem Grundkörper (1) gehaltert ist und ein zweiter Körper (3) derart angeordnet ist, daß er in einer Verschieberichtung, die in einem geringen Winkelbereich von der Senkrechten auf der auszurichtenden Fläche, der Flächennormale (5), des ersten Körpers (2) abweicht, verschiebbar ausgebildet ist, wobei der Grundkörper (1) fest auf einer beweglichen Grundplatte (6) angeordnet ist, die über zwei Halbachsen (6.11, 6.21) gegenüber einer Zwischenplatte (7) um eine Achse (x-Achse) auslenkbar angeordnet ist, und die Zwischenplatte (7) über zwei weitere Halbachsen (7.31, 7.41), die gegenüber den beiden ersten Halbachsen (6.11, 6.21) um 90° versetzt sind, um eine andere Achse (y-Achse) gegenüber einer ortsfesten Grundplatte (8) auslenkbar angeordnet ist und die bewegliche Grundplatte (6) sowie die Zwischenplatte (7) in jeweils beliebigen Stellungen gegenüber der ortsfesten Grundplatte (8) arretierbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Körper (2) auf dem Grundkörper (1) in einer Ebene mit den beiden Drehachsen (x-Achse, y-Achse), die durch die vier Halbachsen (6.11, 6.21, 7.31, 7.41) gebildet werden, angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwerpunkt der beweglichen Grundplatte (6) mit dem Grundkörper (1) unmittelbar unter dem Schnittpunkt der beiden Drehachsen (x- Achse, y-Achse) liegt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager der Halbachsen (6.11, 6.21, 7.31, 7.41) für die Drehbewegung der beweglichen Grundplatte (6) und der Zwischenplatte (7) geringe Reibungsverluste aufweisen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager der Halbachsen (6.11, 6.21, 7.31, 7.41) als Luftlager ausgebildet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbachsen (6.11, 6.21, 7.31, 7.41) für die Drehbewegung der beweglichen Grundplatte (6) und der Zwischenplatte (7) in den Lagern arretierbar sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbachsen (6.11, 6.21, 7.31, 7.41) durch Spannelemente, die an den Lagerböcken (7.1, 7.2, 8.1, 8.2) befestigt sind, gegen Drehbewegungen arretierbar sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Grundplatte (6) gegenüber der Zwischenplatte (7) und die Zwischenplatte (7) gegenüber der ortsfesten Grundplatte (8) kraftschlüssig bzw. formschlüssig arretierbar sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannelemente bzw. Arretiereinrichtungen hydraulisch bzw. pneumatisch bzw. elektromechanisch bzw. elektromagnetisch betätigbar sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Grundplatte (6) aus einer zur z-Achse konzentrisch angeordneten kreisförmigen Platte gebildet ist, die Zwischenplatte (7) kreisringförmig ausgebildet und konzentrisch zur beweglichen Grundplatte (6) angeordnet ist und die ortsfeste Grundplatte (8) einen kreisförmigen Ausschnitt aufweist, der konzentrisch zur beweglichen Grundplatte (6) sowie der Zwischenplatte (7) angeordnet ist, und die drei Platten (6, 7, 8) in einer Ebene angeordnet sind.