DE3505217C1 - Antriebsvorrichtung für den Kreuztisch eines Mikroskopes oder ähnlichen Gerätes - Google Patents

Description

• Der Hauptgedanke der Erfindung besteht darin, den ersten und zweiten Schlitten nicht mehr von ihren Antriebselementen abzukuppeln, sondern statt dessen die Verbindung zwischen Ritzeln und Knöpfen stets bestehen zu lassen, aber die die Ritzel tragenden Wellen durch eine Kugellagerung besonders leichtgängig zu machen und außerdem durch Mittel mit in neutraler Richtung wirkender Kraft, die Wellen im Bedarfsfall (Feinpositionierung) abbremsbar zu machen. Damit wird durch eine neutrale Kraft die Leichtgängigkeit bzw. Schwergängigkeit des Tisches (=2. Schlitten) erreicht, so daß letzterer entweder von Hand schnell über größere Strecken verschoben oder mittels der Betätigungsknöpfe feinverstellt werden kann.
• Von besonderer Bedeutung ist dabei die Lagerung der Wellen in Kugellagern, da diese Kugellager eine besonders leichte Drehung der Wellen und somit ein leichtes Verschieben des Tisches ermöglichen, wenn diese Verschiebung von Hand geschieht.
• Die Lagerung von Wellen in Kugellagern ist an sich nicht neu, es ist aber neu, die Antriebswellen der Schlitten eines Mikroskoptisches in solchen Kugellagern zu lagern. Bisher erforderte nämlich die Feineinstellung eines Mikroskoptisches eher eine gewisse Schwergängigkeit des Getriebes, um das Objekt unter dem Objektiv minutiös und vor allem dauerhaft positionieren zu können. Die durch eine Kugellagerung der Wellen gegebene besonders leichte Verstellbarkeit des Tisches war dabei eher hinderlich, weil sie dazu führte, bei der Positionierung des Objektes über die richtige Stellung hinaus zu fahren, und weil die schließlich erreichte richtige Position schon durch leichte Erschütterungen des Tisches wieder verlorengehen konnte. Der erwünschten relativen Schwergängigkeit des Getriebes war mit einer Gleitlagerung der Wellen unter Verwendung mehr oder weniger dicken Fettes wesentlich besser gedient. Es bestand daher ein Vorurteil der Fachwelt gegen die Kugellagerung der Antriebswellen bei Mikroskoptischen.
• Bei der erfundenen Antriebsvorrichtung spielen diese Gesichtspunkte keine Rolle. Die gewünschte Schwergängigkeit der Wellen bei der Feineinstellung wird durch eine besondere Abbremsung der Wellen erreicht.
• Bei der Schnellverstellung von Hand ist dagegen eine leichte Verschiebbarkeit der Schlitten, und damit ein leichtes Mitlaufen der Wellen und Betätigungsknöpfe erwünscht, und dies wird durch die hier verwendete Kugellagerung der Wellen erreicht.
• Der Erfindungsgegenstand besteht somit in der Lehre, einerseits die Antriebswellen durch eine Kugellagerung besonders leichtgängig zu machen (manuelle Tischverstellung über größere Strecken), andererseits aber durch besondere Bremsmittel die Möglichkeit zu schaffen, diese Leichtgängigkeit wahlweise aufzuheben (Feinpositionierung des Tisches).
• In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigt Fig. 1 die Antriebsvorrichtung in perspektivischer Ansicht, F i g. 2 die Antriebsvorrichtung in einem Querschnitt.
• In den Figuren sind ein erster Betätigungsknopf 1 und ein zweiter Betätigungsknopf 2 gezeigt. Knopf 1 sitzt fest auf einer Welle la, an deren anderem Ende ein Ritzel lb fest aufgesetzt ist. Unterhalb des Ritzels 1b sitzt eine Hülse 1c ebenfalls fest auf der Welle 1a. Knopf 1, Welle la, Ritzel 1b und Hülse 1c sind somit als eine Einheit gemeinsam drehbar.
• Die Welle la steckt in einer ersten Hohlwelle 3. Diese Hohlwelle 3 ist bei 4a mit dem ersten Schlitten 4 des Mikroskoptisches fest verbunden.
• Der Knopf 2 sitzt bei 2d fest auf einer zweiten Hohlwelle 2a, die fest ein Ritzel 2b trägt. Knopf 2, Welle 2a und Ritzel 2b sind somit ebenfalls als eine Einheit gemeinsam drehbar.
• Beide Wellen la; 2a sind in je zwei Kugellagern 1a'; 2a' gelagert, die den Wellen eine besonders leichte Drehbarkeit verleihen. Das Ritzel 2b kämmt mit einer Zahnstange 5, die fest an dem stationären Bauteil 6 des Mikroskoptisches angebracht ist. Das Ritzel 1b kämmt mit einer Zahnstange 7, die fest an dem zweiten Schlitten 8 des Tisches angebracht ist.
• Das stationäre Teil 6 des Mikroskoptisches, der erste Schlitten 4 und der zweite Schlitten 8 sind in konventioneller Weise zueinander angeordnet, d. h. der erste Schlitten gleitet in einer Längsführung in einer ersten Koordinatenrichtung x relativ zum stationären Teil und trägt dabei den zweiten Schlitten 8. Letzterer gleitet in einer Längsführung in einer zweiten Koordinatenrichtung y relativ zum ersten Schlitten.4. Diese Anordnung ist allgemein bekannt, daher sind die Bauteile in den Figuren nur bruchstückhaft angedeutet.
• Die Funktion dieser Bauteile ist dabei folgende: Wenn der zweite Betätigungsknopf 2 gedreht wird, rollt das Ritzel 2b auf der Zahnstange 5 ab. Dabei verschieben sich beide Schlitten gemeinsam in der einen Koordinatenrichtung, und zwar senkrecht zur Zeichenebene der F i g. 2. Unbewegt verbleiben in diesem Fall nur die Zahnstange 5 und das Teil 6. Die ganze Baugruppe und beide Schlitten werden dabei gehalten von der Längsführung des ersten Schlittens 4 an dem stationären Teil 6 des Mikroskoptisches, die gewöhnlich aus zwei Kugel-Führungsleisten besteht.
• Wird jedoch der erste Betätigungsknopf 1 gedreht, so bleiben der erste Schlitten 4, der Betätigungsknopf 2 und das Ritzel 2b unbewegt. Es werden dann lediglich die Zahnstange 7 und mit ihr der daran befestigte zweite Schlitten 8 in der anderen Kooordinatenrichtung des Pfeiles A verschoben, wobei der zweite Schlitten 8 in Längsführung, gewöhnlich auch wieder in zwei Kugel-Führungsleisten, auf dem ersten Schlitten gleitet.
• Die Bauteile, mit denen die Erfindung verwirklicht ist, bestehen aus einem ersten Bremsring 10 und einem zweiten Bremsring 11, sowie einem U-förmigen Block 12, dessen U-Schenkel selbst wieder U-förmig gestaltet sind und die Schenkel 12a' 12a" sowie 12b' 12b"besitzen, wobei der Schenkel 12b" nur in F i g. 2 erkennbar ist.
• Die Bremsringe 10 und 11 sind geschlitzt und tendieren daher dazu, auseinander zu federn. Der Ring 10 ist über die Hülse 1c geschoben (die fest mit der Welle la verbunden ist), während der Bremsring 11 über die Hohlwelle 2a geschoben ist. An beiden Bremsringen liegen die Schenkel 12a' 12a" bzw. 12b' 12b" mit je einer schrägen Fläche an, wie dies gut aus F i g. 1 erkennbar ist.
• Der Block 12 wird von einem Stift 13 getragen, der durch eine Bohrung 14 im Grundkörper des Blockes 12 ragt. Dieser Stift ist mit seinem anderen Ende in einem Teil des ersten Schlittens 4 eingeschraubt. Die Bohrung 14 ist eine Gewindebohrung, in die eine Gewindehülse 15 eingeschraubt ist. Der Stift 3 durchgreift daher diese Gewindehülse. Die Gewindehülse 15 ist außen an zwei Seiten abgeflacht (Fig. 1), so daß sie mit einem entsprechenden Maulschlüssel zu Justierzwecken mehr oder weniger weit in den Block 12 eingeschraubt werden kann.
• An seinem äußeren Ende trägt der Stift 13 einen Kipphebel 16, der am Stift 13 um eine Achse 17 schwenkbar ist. Der Kipphebel besitzt an der der Buchse 15 zugekehrten Seite eine erste Arbeitsfläche 16a und eine zweite Arbeitsfläche 16b. deren senkrechter Abstand a bzw. b zum Mittelpunkt der Achse 17 unterschiedlich groß ist, und zwar ist der Abstand a größer als der Abstand b.
• Diese Bauteile funktionieren wie folgt: In der in F i g. 2 gezeigten Stellung des Kipphebels 16 wirkt die Arbeitsfläche 16a, die den größeren Abstand a vom Mittelpunkt der Achse 17 hat, auf die Gewindebuchse 15 und damit auf den Block 12 ein. Die Schenkel 12a' 12a" 12b' 12b"sind in Richtung zu den Bremsringen 10, 11 hin verschoben und drücken diese Ringe mit ihren schrägen Flächen zusammen. Jeder Ring umgreift daher die ihm zugeordnete Welle etwas fester und bremst sie gegen freie Drehung etwas ab. Trotz dieser Abbremsung bzw. Klemmung können die Wellen und mit ihnen die Ritzel mittels der Betätigungsknöpfe noch gedreht werden, so daß eine Feinverschiebung der Schlitten möglich ist. Diese Stellung des Kipphebels ist daher erforderlich, um eine Feineinstellung des Objektes unter dem Mikroskopobjektiv vornehmen zu können.
• Wird dagegen der Kipphebel 16 in die strichpunktiert angedeutete Stellung B gekippt, so wirkt die Arbeitsfläche 16b auf die Gewindebuchse 15 und damit den Block 12 ein.
• Da diese Arbeitsfläche den geringeren Abstand b vom Mittelpunkt der Achse 17 hat, kann sich der gesamte Block 12 mit seinen Schenkeln in der Darstellung der F i g. 2 etwas nach rechts bewegen. Dabei geben die Schenkel 12a' 12a" 1212b' 12die Bremsringe 10, 11 frei, d. h. die Bremsringe öffnen sich auf Grund der in ihnen vorhandenen Spannung und drücken den Block 12 zurück.
• In dieser Stellung sind die Wellen la und 2a frei und nicht mehr abgebremst oder geklemmt. Als Folge hiervon sind die Schlitten frei verschiebbar, und zwar von Hand frei verschiebbar z. B. dadurch, daß man an dem zweiten Schlitten 8 anfäßt und nun über diesen oberen Schlitten, dessen Oberfläche die eigentliche Auflagefläche des Mikroskoptisches und damit auch die Auflagefläche für das Objekt bildet, beide Schlitten leicht in jede der Koordinatenrichtungen verschiebt. Die Ritzel, Wellen und Betätigungsknöpfe drehen sich dabei frei mit.
• Auf diese Weise lassen sich große Vestellwege leicht manuell überbrücken, während zur Feineinstellung, wenn der Tisch wenigstens in die Nähe der gewünschten Stellung gebracht ist, die weitere Verstellung mittes der Betätigungsknöpfe erfolgt.
• Aus dieser Beschreibung wird ganz deutlich, daß das Abbremsen bzw. Freigeben der Antriebsverbindungen nicht mehr, wie bei den Antriebsvorrichtungen nach dem Stand der Technik, durch eine die Höhenlage des Tisches beeinflussende Kraft erreicht wird, sondern durch eine Abbrems- oder Klemmkraft, die völlig neutral in radialer Richtung auf die Wellen la und 2a einwirkt und daher die Tischeinstellung in keiner der drei Koordinatenrichtungen beeinflussen kann.

Claims (9)

1. Patentansprüche: 1. Antriebsvorrichtung für einen in zwei Geradführungen nach zwei Koordinaten richtungen verschiebbaren Kreuztisch eines Mikroskops oder ähnlichen Gerätes mit je einer Antriebsverbindung zwischen dem ersten Schlitten und dem ortsfesten Tischteil und zwischen dem ersten Schlitten und dem zweiten Schlitten, wobei die Antriebsvorrichtung aus zwei koaxial gelagerten Wellen besteht, auf denen an einem Ende je ein Betätigungsknopf befestigt ist, und die Antriebsverbindung aus zwei Ritzeln besteht, von denen je eines auf einer der beiden Wellen befestigt ist und mit je einer Zahnstange an dem ortsfesten Tischteil und an dem zweiten Schlitten kämmt, und mit einer Entriegelungsvorrichtung zur Freigabe der Antriebsvorrichtung zwecks Schnellverstellung der Schlitten, d a d u r c h g e k e n n -zeichnet, daß a) die Entriegelungsvorrichtung aufweist: einen Bremsbacken (10; 11) für jede Welle (1a; 2a), der in eine Offen-Stellung und eine Brems-Stellung bringbar ist und in der Offen-Stellung die ihm zugeordnete Welle zur leichten Drehung freigibt und in der Brems-Stellung diese Welle zu einer schwergängigen Drehung abbremst, und ein Klemmelement (12; 12a'; 12asz 12b'; 12b") für jeden Bremsbacken (10; 11), das mittels eines am ersten Schlitten (4) abgestützten Betätigungselementes (16) in eine die Bremsbacken (10; 11) schließende oder öffnende Stellung überführbar ist.

   und daß b) die Wellen (10; 11) in Kugellagern (1a';2a9 gelagert sind, so daß eine besonders leichte Drehung der Wellen in der Offen-Stellung gewährleistet ist.
2. 2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsbacken an einer Stelle ihres Umfanges aufgeschnittene, in sich federnde Ringe (10; 11) sind, von denen je einer über je eine Welle (1a; 2a) gesteckt ist, und daß die Klemmelemente U-förmige Bauelemente (12; 12a'; 12a"; 12b'; 12b')sind, die etwa senkrecht zu den Wellen (1a;2a) verschiebbar sind und dabei mit ihren U-Schenkeln (12a'; 12aa; 12b'; 12b") die geschlitzten Ringe (10; 11) zusammendrücken bzw. freigeben.
3. 3. Antriebsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die U-förmigen Klemmelemente durch eine Traverse miteinander verbunden sind, mit der zusammen sie ebenfalls einen U-förmigen Block (12) bilden, und daß das Betätigungselement (16) für die Klemmelemente auf den Block (12) einwirkt.
4. 4. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement ein Kipphebel (16) ist, der an einem am ersten Schlitten (4) gelagerten Stift (13) befestigt ist und zwei Arbeitsflächen (16a; l6bjbesitzt, die einen unterschiedlichen Abstand (a; b)zur Drehachse (17) des Kipphebels (16) haben und mit diesen Arbeitsflächen auf den Block (12) einwirken.
5. 5. Antriebsvorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Block (12) ein Justiermittel angebracht ist, mittels dessen der Abstand zwischen dem Block (12) und den Arbeitsflächen des Kipphebels (16) einstellbar ist.
6. 6. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Justiermittel eine in den Block (12) mehr oder weniger weit einschraubbare Gewindehülse (15) ist, die von dem Stift (13) durchgegriffen wird.
7. 7. Antriebsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsbakken (10; 11) aus Kunststoff bestehen.
8. 8. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsbacken (10; 11) mehrfach geschlitzt sind und durch eine Feder zusammengehalten werden.
9. 9. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenform der Bremsbakken (10; 11) von der Kreisform abweicht.

   Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

   Die Erfindung geht aus von einem Stand der Technik, wie er durch die DE-OS 30 27 461 gegeben ist. In dieser Offenlegungsschrift ist eine Antriebsvorrichtung für den Kreuztisch eines Mikroskops offenbart, bei der die beiden Schlitten durch ständig in Eingriff stehende Zahnstangen/Ritzel-Verbindungen verschoben werden, wobei jedes Ritzel von einem ihm zugeordneten Betätigungsknopf gedreht wird.

   Diese Antriebsvorrichtung nach dem Stand der Technik enthält auch eine Entriegelungsvorrichtung zur Außerfunktionsetzung der Antriebsvorrichtung zwecks Schnellverstellung der Schlitten. Zu diesem Zweck ist zwischen den beiden Ritzeln und den ihnen zugeordneten Betätigungsknöpfen je eine Reibkupplung vorgesehen, die beide zusammen entkuppelt werden können, wenn eine Schnellverstellung durchgeführt werden soll.

   Bei dieser bekannten Antriebsvorrichtung ist mithin bei der Schnellverstellung die getriebliche Verbindung zwischen den Ritzeln und ihren Betätigungsknöpfen unterbrochen.

   Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe der der vorliegenden Anmeldung zugrunde liegenden Erfindung darin, eine Antriebsvorrichtung mit einer Entriegelungsvorrichtung zu schaffen, bei deren Betätigung zwecks Schnellverstellung die getriebliche Verbindung zwischen den Ritzeln und ihren Betätigungsknöpfen nicht unterbrochen wird, sondern stets erhalten bleibt.

   Diese Aufgabe ist durch eine Antriebsvorrichtung gelöst, welche die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale aufweist. Spezielle Ausgestaltungen der erfundenen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.