DE3528343C2 - Handbetriebener Antrieb für einen Kreuztisch - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen handbetriebenen Antrieb für Kreuztische, insbesondere für Mikroskoptische mit großem Bewegungsbereich.

Es sind Antriebe für Kreuztische an Mikroskopen bekannt, bei denen aus Gründen der feinfühligen zügigen Einstell­ barkeit Reibbremsen vorgesehen sind.

Speziell bei der mikroskopischen Untersuchung von Objekten mit großer flächenhafter Ausdehnung setzt sich eine Grob­ positionierung von Hand durch. Dabei ist es vorteilhaft, wenn während der Grobpositionierung die Reibkraft der Reib­ bremsen ausgeschaltet oder vermindert wird.

Zum Ausschalten dieser Bremswirkung sind Lösungen mit aus­ schaltbaren Zahnrädern bekannt. Dabei werden in der Regel über zusätzliche Bedienelemente, wie zum Beispiel Kipphebel, Ritzel und Zahnstange für eine Koordinate oder auch zwei Koordinaten zur Grobpositionierung außer Eingriff gebracht. Beim Wiedereinschalten der Bremswirkung kommt es unter Umständen zu einer unerwünschten Objektverschiebung und in einem weiteren Falle erfolgt kein Eingriff von Ritzel und Zahnstange. In diesem Fall ist der Tisch von Hand so lange zu verschieben, bis das Ritzel zum Eingriff kommt.

Dieser Transporteffekt beim Einschalten wirkt störend, weil dabei die interessierende Objektstelle aus dem Ge­ sichtsfeld des Mikroskopes springen kann.

In der DE 30 37 741 A1 wird eine Antriebsvorrichtung für einen Schlitten beschrieben, bei der zur Grobpositionierung eines Objektes mittels eines Kipphebels eine Welle mit Betätigungsknopf und Reibrad in axialer Richtung verschieb­ bar ist, so daß das Reibrad außer Anlage an der ihm zuge­ ordneten Reibbahn gerät. Der Kipphebel wird über eine Rastvorrichtung während der Grobpositionierung in seiner Arbeitsstellung gehalten. Nach einer besonderen Betätigung wird der Kipphebel wieder freigegeben. Gemäß dieser Lösung tritt obengenannter Transporteffekt beim Einschalten der Reibglieder nicht auf. Nachteilig ist jedoch, daß in­ folge der Verwendung von Reibrad und Reibbahn hohe Anfor­ derungen an die Oberfläche der reibenden Teile bestehen. Aufgrund des unvermeidlichen Abriebes in der Reibpaarung wäre zudem diese Lösung bei der Untersuchung staubempfind­ licher Objekte, wie etwa Masken und Wafer bei der Her­ stellung mikrolithografischer Strukturen im Mikrometer­ bereich, nicht anwendbar. Ein weiterer Nachteil betreffs Bedienkomfort besteht in der Verwendung nichteinheitlicher Bedienelemente wie Betätigungsknöpfe für die Tischver­ schiebung und Kipphebel zum Ein- und Ausschalten der Reib­ wirkung.

Ziel der Erfindung ist es, den Bedienkomfort bei einem Antrieb für einen Kreuztisch bei der Untersuchung von Objekten mit großer flächenhafter Ausdehnung zu erhöhen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb für einen Kreuztisch zu entwickeln, welcher eine abrieb­ freie, feinfühlige zügige Einstellbarkeit gewährleistet, wobei mittels einheitlicher Bedienelemente eine Umschal­ tung auf eine reibungsarme Grobpositionierung von Hand erfolgen soll und die Antriebsmittel ständig im Eingriff bleiben.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Antrieb für einen Kreuztisch mit Antriebsmitteln zur Ver­ schiebung eines ersten gerade geführten Schlittens, be­ stehend aus einer am ersten Schlitten befestigten Zahn­ stange und einem Ritzel, das fest auf einer Vollwelle sitzt, mit der ein erster Betätigungsknopf fest verbun­ den ist, mit Antriebsmitteln zur Verschiebung eines zweiten gerade geführten Schlittens, bestehend aus einer am zweiten Schlitten befestigten Zahnstange und einem Ritzel, das fest auf einer Hohlwelle sitzt, mit der ein zweiter Betätigungsknopf fest verbunden ist, wobei die Vollwelle und die Hohlwelle koaxial auf einer zwischen beiden Wellen befindlichen, am zweiten Schlitten befestigten Hülse geführt werden, weiterhin mit einer Reibscheibe, die zur Hülse koaxial verdrehgesichert auf der Vollwelle angeordnet ist und gegen die Stirnflächen der mit den Betätigungsknöpfen verbundenen Antriebsmittel kraftschlüssig an je einer Seite anliegen, wobei sich Flächen der Antriebsmittel für den ersten Schlitten über die Vollwelle und gegebenenfalls über weitere Bauteile einerseits an der ritzelseitigen Stirn­ fläche der Hülse und andererseits an der Reibscheibe ab­ stützen, und wobei die Flächen der Antriebsmittel für den zweiten Schlitten über die Hohlwelle einerseits an einem Absatz der Hülse und andererseits auf der anderen Seite der Reib­ scheibe abstützen, so gestaltet ist, daß koaxial zu den beiden Betätigungsknöpfen ein dritter Betätigungsknopf mit Innengewinde vorgesehen ist, der über ein auf der Hülse aufgebrachtes Gewinde eine Axialverschiebung einer Druckscheibe bewirkt, die verdrehgesichert zur Hülse koaxial auf der Vollwelle gelagert ist und die sich einer­ seits auf der Stirnfläche des dritten Betätigungsknopfes und andererseits auf der Stirnfläche des Ritzels abstützt. Vorteilhaft hinsichtlich eines weichen Anstellens der Bremswirkung und hinsichtlich des Verschleißes ist es, wenn zwischen Druckscheibe und der Stirnfläche des Ritzels koaxial ein federndes Element angeordnet ist. Über die Drehung des dritten Betätigungsknopfes wird ent­ sprechend der Steigung des Gewindes eine Axialver­ schiebung der Druckscheibe bewirkt, die je nach Lage eine kraftschlüssige Auflage der Stirn­ flächen der Antriebsmittel auf den Flächen der Reibscheibe herstellt beziehungsweise aufhebt. Der dritte Betätigungs­ knopf ist dabei griffgünstig in der Nähe der beiden ersten Betätigungsknöpfe angeordnet.

Dadurch, daß die Druckscheibe und die Hülse als Verdreh­ sicherung gestaltet sind, wird beim Ein- und Ausschalten der Bremswirkung eine ungewollte Verschiebung des Tisches verhindert.

In der Zeichnung ist eine zweckmäßige Form der Realisie­ rung der Erfindung dargestellt.

Der Antrieb ist speziell für einen in zwei senkrechten Koordinaten beweglichen Kreuztisch eines Mikroskopes aus­ geführt.

Der Antrieb besteht aus Antriebsmitteln zur Verschiebung eines nicht dargestellten ersten Schlittens, an dem eine Zahnstange 1 befestigt ist.

Über ein Ritzel 2, das fest auf einer Vollwelle 3 sitzt, wird durch Rotation des mit der Vollwelle 3 verbundenen Betätigungsknopfes 4 die Verschiebung eingeleitet. Des weiteren sind Antriebsmittel zur Verschiebung eines nicht dargestellten zweiten Schlittens vorgesehen. Eine Zahnstange 5 ist fest mit diesem Schlitten verbunden und bewirkt über ein Ritzel 6, das auf einer Hohlwelle 7 angebracht ist, durch Rotation des Betätigungsknopfes 8 die Verschiebung des zweiten Schlittens.

Die Vollwelle 3 und die Hohlwelle 7 werden jeweils am Innendurchmesser beziehungsweise Außendurchmesser einer Hülse 9 geführt. Die Hülse 9 ist über ein Gewinde 10 fest mit einem Koppelglied 11 verschraubt, welches wiederum mit dem nicht dargestellten zweiten Schlitten fest ver­ bunden ist.

Zwischen der Stirnfläche 12 des mittels Mutter 13 und Schraube 14 fest auf der Vollwelle 3 angebrachten Be­ tätigungsknopfes 4 und der Stirnfläche 15 der Hohlwelle 7 ist eine Reibscheibe 16 angeordnet.

Auf das Gewinde 10 der Hülse 9 ist ein weiterer Betäti­ gungsknopf 17 aufgeschraubt, der eine durch Anschläge begrenzte Drehung um etwa 20° ausführen kann, wobei der Betätigungsknopf 17 aus Montagegründen aus zwei Teilen 17.1 und 17.2 ausgeführt ist.

Die Drehung bewirkt eine axiale Verschiebung einer Druckscheibe 18. Bei Verschiebung dieser Druckscheibe 18 in Richtung des Ritzels 2 werden durch Kraftübertra­ gung über ein federndes Element 19, einen Ring 20, der sich an einer Stirnfläche 21 des Ritzels 2 abstützt und über die Vollwelle 3 die Normalkräfte, die über die Stirnflächen 12 und 15 auf die Reibscheibe 16 wirken, er­ höht. In diesem Zustand kann die zügige Feineinstellung der Schlitten über die Betätigungsknöpfe 4 und 8 vorge­ nommen werden. In dem anderen Fall wird über den Betäti­ gungsknopf 17 die Druckscheibe 18 vom Ritzel 2 axial weg­ bewegt, so daß die Normalkräfte, die über die Stirnflächen 12 und 15 auf die Reibscheibe 16 wirken, stark vermindert werden und eine leichtgängige Grobpositionierung der Schlitten von Hand möglich ist. Die Antriebsmittel, Ritzel 2 und Zahnstange 1 sowie Ritzel 6 und Zahnstange 5 blei­ ben unabhängig von der Betriebsart Grobpositionierung be­ ziehungsweise Feinpositionierung ständig im Eingriff. Beim Ein- und Ausschalten der Reibkräfte an der Reibschei­ be 16 erfolgt keine unerwünschte Verstellung der Schlit­ ten, da die Reibscheibe 16 und auch die Druckscheibe 18 bezüglich der Hülse 9 verdrehgesichert ausgeführt sind. Selbstverständlich kann man das Reibgehemme für die Be­ dienknöpfe 4 und 8 so stark ausbilden, daß eine vollstän­ dige Festhaltung der Schlitten erfolgt. In diesem Fall wäre die Drehbewegung des Betätigungsknopfes 17 über eine Drehrastung in drei Stufen denkbar, eine Stellung für Grobpositionierung, die zweite Stellung zur Feinpositio­ nierung mit Reibhemmung der Betätigungsknöpfe 4 und 8 und die dritte Stellung mit noch erhöhten Reibkräften bis zur vollständigen Festhaltung.

Die Ausführung der Antriebsmittel als Zahnstange 1 und 5 sowie Ritzel 2 und 6 müssen einen spielfreien und abriebfreien Betrieb der Tischverstellung gewährleisten.

Claims (2)

1. Handbetriebener Antrieb für einen Kreuztisch, insbesondere für Mikroskop­ tische mit großem Bewegungsbereich, mit Antriebsmitteln zur Verschiebung eines ersten ge­ rade geführten Schlittens, bestehend aus einer am ersten Schlitten befestigten Zahnstange und einem Ritzel, das fest auf einer Vollwelle sitzt, mit der ein erster Betätigungsknopf fest verbunden ist, mit Antriebsmitteln zur Verschiebung eines zweiten gerade geführten Schlittens, bestehend aus einer am zweiten Schlitten befestigten Zahnstange und einem Ritzel, das fest auf einer Hohlwelle sitzt mit der ein zweiter Betätigungsknopf fest verbunden ist, wobei die Vollwelle und die Hohlwelle koaxial auf einer zwischen beiden Wellen befindlichen, am zweiten Schlitten befestigten Hülse geführt werden, weiterhin mit einer Reibscheibe, die zur Hülse koaxial verdrehgesichert auf der Vollwelle angeordnet ist und gegen die Stirnflächen der mit den Betätigungsknöpfen verbundenen Antriebsmittel kraftschlüssig an je einer Seite anliegen, wobei sich Flächen der Antriebsmittel für den ersten Schlitten über die Vollwelle und über weitere Bauteile einerseits an der ritzelseitigen Stirnfläche der Hülse und andererseits an der Reib­ scheibe abstützen, und wobei sich Flächen der Antriebsmittel für den zwei­ ten Schlitten über die Hohlwelle einerseits an einem Absatz der Hülse und andererseits auf der anderen Seite der Reibscheibe abstützen, dadurch gekennzeichnet, daß koaxial zu den beiden Betätigungsknöpfen (4; 8) ein dritter Betätigungsknopf (17) mit Innengewinde (10) vor­ gesehen ist, der über ein auf der Hülse (9) aufgebrach­ tes Gewinde (10) eine Axialverschiebung einer Druck­ scheibe (18) bewirkt, die verdrehgesichert zur Hülse (9) koaxial auf der Vollwelle (3) gelagert ist und die sich einerseits auf der Stirnfläche des dritten Betätigungs­ knopfes (17) und andererseits auf der Stirnfläche (21) des Ritzels (2) abstützt.

2. Handbetriebener Antrieb für einen Kreuztisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Druckscheibe (18) und der Stirnfläche (21) des Ritzels (2) koaxial ein federndes Element (19) angeordnet ist, das über einen gleichfalls koaxial angeordneten Ring (20) auf die Stirnfläche (21) des Ritzels (2) drückt.