DE4307974C1 - Vorrichtung zur hochgenauen Drehung rotationssymmetrischer Bauteile, insbesondere von Lichtwellenleitern - Google Patents
Vorrichtung zur hochgenauen Drehung rotationssymmetrischer Bauteile, insbesondere von LichtwellenleiternInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur hochgenauen Drehung rotationssymmetrischer
Bauteile, insbesondere von Lichtwellenleitern, gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
Die Erfindung findet insbesondere bei Positioniersystemen für Lichtwellenleiter (LWL)
Anwendung. Die Erfindung ermöglicht eine Drehbewegung um einen vordefinierten
Mittelpunkt und realisiert kleinste Winkelverstellungen hochgenau, um eine notwendige
Zuordnung der Faserenden von LWL zu erreichen.
Der Stand der Technik wird durch Positioniersysteme der folgenden Firmen
repräsentiert:
- Firma Newport: LWL Positionierer der Serie MFP, Katalog S.J-24;
- Firma Photon Control, Katalog Expert Micro Positioners 2;
- Firma Melles Griot, Fiber Optic Chuck No. 07 HFC 003; Katalog S. 23-17;
- Firma FOSTEC, Faserchuckhalterung 25, Best. Nr. 40.04.02; Katalog S. G-26;
- Firma Physik Instrumente, (PI) LWL Positionierer F-102; Katalog S. 6.9.
- Firma Photon Control, Katalog Expert Micro Positioners 2;
- Firma Melles Griot, Fiber Optic Chuck No. 07 HFC 003; Katalog S. 23-17;
- Firma FOSTEC, Faserchuckhalterung 25, Best. Nr. 40.04.02; Katalog S. G-26;
- Firma Physik Instrumente, (PI) LWL Positionierer F-102; Katalog S. 6.9.
Die bekannten Vorrichtungen beruhen auf folgender Wirkungsweise:
Der LWL bzw. der zu drehende Gegenstand wird in einer Halterung fixiert. Diese Halterung ist drehbar gelagert. Eine gezielte Drehung kann z. B. über einen äußeren Zahnkranz und ein Schneckengetrieb realisiert werden. Da eine formschlüssige Übertragung stattfindet, läßt sich Spiralfreiheit nicht (kaum) erreichen. Die Drehbewegung erfolgt um den mechanischen Mittelpunkt der Anordnung. Da dieser praktisch nicht mit dem Mittelpunkt des LWL zusammenfällt, wird der LWL immer eine Bewegung um den Drehmittelpunkt ausführen. Dies führt zwangsläufig zur Dejustage des LWL, da die x-, y- und z-Lage des LWL im µm-Bereich eingestellt werden müssen. Wird der Antrieb rein mechanisch (z. B. Spindel) realisiert, so wirkt während der Drehbewegung immer eine Kraft (menschliche Hand) auf den gesamten Aufbau. Ist der Drehvorgang abgeschlossen, so wird der Aufbau durch Wegnahme der Krafteinwirkung verstimmt.
Der LWL bzw. der zu drehende Gegenstand wird in einer Halterung fixiert. Diese Halterung ist drehbar gelagert. Eine gezielte Drehung kann z. B. über einen äußeren Zahnkranz und ein Schneckengetrieb realisiert werden. Da eine formschlüssige Übertragung stattfindet, läßt sich Spiralfreiheit nicht (kaum) erreichen. Die Drehbewegung erfolgt um den mechanischen Mittelpunkt der Anordnung. Da dieser praktisch nicht mit dem Mittelpunkt des LWL zusammenfällt, wird der LWL immer eine Bewegung um den Drehmittelpunkt ausführen. Dies führt zwangsläufig zur Dejustage des LWL, da die x-, y- und z-Lage des LWL im µm-Bereich eingestellt werden müssen. Wird der Antrieb rein mechanisch (z. B. Spindel) realisiert, so wirkt während der Drehbewegung immer eine Kraft (menschliche Hand) auf den gesamten Aufbau. Ist der Drehvorgang abgeschlossen, so wird der Aufbau durch Wegnahme der Krafteinwirkung verstimmt.
In der DE 33 29 293 C2 wird eine Einrichtung zum Ausrichten eines Lichtwellenleiters für
Spleißzwecke beschrieben, die aus zwei V-förmigen Lagern zur Lagerung des
Lichtwellenleiters aufgebaut ist. Diese V-Lager sind fluchtend auf einer Grundplatte
angeordnet. Zwischen den zwei V-Lagern wird der Lichtwellenleiter durch am Umfang
wirkende Auflageplatten angetrieben, die den Lichtwellenleiter um seine Achse drehen.
Die Einrichtung verwendet drei dicht aneinanderliegende Stellen, an denen der
Lichtwellenleiter gelagert wird: das erste V-Lager, die Auflageplatten und das zweite
V-Lager. Sie ist daher relativ aufwendig in der Herstellung und Justage und benötigt
relativ viel Raum. Die Lagerung des Lichtwellenleiters ist überbestimmt. Durch die eng
aneinanderliegenden Lagerstellen können die Toleranzen auch durch den relativ
flexiblen Lichtwellenleiter nur ungenügend ausgeglichen werden. Die Anordnung ist nur
für einen bestimmten Durchmesser des Lichtwellenleiters optimal geeignet.
Als Beispiel soll die Problematik auf dem Gebiet der Positionierung von
Lichtwellenleitern erläutert werden: Moderne optische Nachrichtenübertragungsstrecken
werden immer häufiger mit sogenannten Monomodefasern
realisiert. Diese LWL ermöglichen sehr hohe Übertragungskapazitäten. Technisch
besteht eine entsprechende Übertragungsstrecke aus einem Sendeelement, dem
Übertragungselement (LWL) und dem Empfänger bzw. vor- und nachgeschalteter
Ansteuer- und Auswertetechnik.
Es besteht nun das Problem, den LWL an seine vor- oder nachgeschalteten Bauelemente
anzukoppeln und dabei eine optimale Lichtübertragung zu gewährleisten.
Monomodefasern haben Kerndurchmesser (im Kern wird das Licht geführt) im Bereich
von 3 bis 10 µm, die notwendige Ummantelung besitzt einen Durchmesser im Bereich von
125 bis 250 µm. Um einen LWL an ein anderes Bauelement (z. B. auch ein LWL)
anzukoppeln, werden Justiergenauigkeiten im sub-µm-Bereich benötigt.
Eine Entwicklung auf dem Gebiet der optischen Nachrichtenübertragung sind
sogenannte polarisationserhaltende LWL. Bei diesen bleibt die Schwingungsrichtung
des Lichtes in dem LWL erhalten. Voraussetzung ist eine Einstrahlung in den LWL
unter ganz bestimmten Winkeln. Die notwendige definierte Einkopplung in den
sogenannten Hauptachsen des LWL erfordert eine hochgenaue Winkelausrichtung
durch Drehung des LWL.
Die Erfindung soll das Problem lösen, zusätzlich zu einer hochgenauen x-, y- und z-
Positionierung eine hochgenaue Winkelausrichtung eines Bauelements bezüglich
einer Körperachse zu erreichen.
LWL sollen bezüglich der Schwingungsrichtung im LWL hochgenau ausgerichtet
werden. Das Ende des LWL soll mit dem anzukoppelnden Element dauerhaft
verbunden werden können (z. B. durch Kleben), wobei die einfache Möglichkeit der
Entfernung des LWL aus dem Positioniersystem gegeben sein muß.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur hochgenauen Drehung
rotationssymmetrischer Bauteile, insbesondere von Lichtwellenleitern, erfindungsgemäß
durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.
Ein zylindrisches Bauteil (z. B. der LWL) ist in einem Abstand von einer Justagestelle an seinem
Umfang zwischen lösbaren Backen eingespannt. Die Backen sind so gelagert, daß
durch ihre Bewegung am Umfang des Bauteils eine Drehbewegung des Bauteils
ausführbar ist. Das Bauteil ist unmittelbar an der Justagestelle auf seiner
Umfangsfläche in einem Lager drehbar gelagert.
Bei der Positionierung eines starren, stabförmigen Bauteils ist die
Drehachse der Drehbewegung an der Einspannstelle durch die Backen gleich der
Drehachse des Bauteils in dem Lager an der Justagestelle. Bei einem
biegeelastischen Bauteil kann die Drehachse der Drehbewegung an der Einspannstelle
durch die Backen verschieden von der Drehachse des Bauteils in dem Lager an der
Justagestelle sein.
Die Art der Bewegung der Backen kann verschieden sein. Die Backen sind in einem
Fall parallel und gleichmäßig gegeneinander verschiebbar. In einem
anderen Fall sind die Backen zueinander feststehend, klemmen das Bauteil und sind selbst um die
Längsachse des Bauteils drehbar. In einem weiteren Fall steht eine erste Backe fest
und eine zweite Backe ist parallel zur ersten Backe verschiebbar.
Sind die Backen parallel und gleichmäßig gegeneinander verschiebbar, ergibt sich eine
vorteilhafte Lösung dadurch, daß die Backen gegenüberliegende Schenkel eines
Parallelogramms sind. Eine erste Backe ist ein Antriebs-Schieber mit einer Deck-Backe
und eine zweite Backe ist ein Gegenkraft-Schieber mit einer Auflage-Backe, die mit
einem antriebseitigen Hebel und mit einem zweiten Hebel das Parallelogramm bilden.
Der antriebseitige Hebel ist mittig an einem Träger gelagert, und der zweite Hebel ist mittig an
einem Gegenlager gelagert. Der Träger und das Gegenlager sind mit der Tragfläche
eines Gestells fest verbunden. Am Gestell ist ein Antrieb so befestigt, daß die Hebel
um ihre mittigen Lager drehbar sind und das Parallelogramm verschiebbar ist. Am
Gestell ist weiterhin ein gegenkrafterzeugendes Element so befestigt, daß eine
Gegenkraft FG der Auslenkung des Antriebes entgegenwirkt. Der Antriebs-Schieber ist
in dem öffenbaren Parallelogramm-Drehpunkt im rechten Winkel zur Auslenkung so
beweglich, daß ein andruckerzeugendes Element eine Andruckkraft F auf den Antriebs-Schieber
in Richtung auf den Gegenkraft-Schieber einleitet, so daß das zwischen der
Deck-Backe und der Auflage-Backe eingelegte Bauteil klemmbar und bei Auslenkung
des Antriebes um den Verstellweg A zwischen den gegenläufigen Backen um den
Winkel β drehbar ist.
Der Antrieb ist vorzugsweise am Träger gelagert und mit dem antriebseitigen Hebel so
befestigt, daß dieser um sein mittiges Lager drehbar ist. Das gegenkrafterzeugende
Element ist vorzugsweise ebenfalls am Träger gelagert und mit dem antriebseitigen
Hebel so befestigt, daß die Gegenkraft FG der Auslenkung des antriebseitigen Hebels
(Verstellweg A) entgegenwirkt.
Die Vorrichtung zur Klemmung und Bewegung durch die Backen und das
Lager sind in x-, y- und z-Richtung justierbar.
Das Lager ist vorzugsweise als Drei-Punkt-Auflage, besonders günstig als V-Lager,
ausgebildet. Das Lager hat eine V-Nut, die zwei Lagerstellen für die Lagerung des
Bauteils liefert. Die dritte Lagerstelle ist gegenüber dem V-Grund durch eine mit dem
Lager verbundene Klemmung realisiert. Die Klemmung erfolgt vorzugsweise durch eine
Blattfeder, deren Längenausdehnung im rechten Winkel zur Achse des Bauteils
angeordnet ist. Die Blattfeder wird dabei mittels am Körper des Lagers
befestigter Magnete fixiert. Damit ist ein einfaches Einlegen und Entnehmen des
Bauteils gewährleistet.
Die Erfindung realisiert eine exakte Drehung eines zylinderförmigen langgestreckten
Körpers um den Mittelpunkt seiner Querschnittsfläche. Durch die kraftschlüssige
Bewegungsübertragung und die Art der Lagerung an der Justagestelle wird eine
spielfreie Drehung realisiert, bei der die Justage des Mittelpunktes der Justagestelle
nicht dejustiert wird.
Biegeelastische zylindrische Körper, die justiert werden sollen, können außerhalb des
zu justierenden Endpunktes (z. B. Koppelstelle) gedreht werden. Zum Beispiel wird
dies durch die biegeelastischen Eigenschaften bei LWL ermöglicht.
Die Elastizität ermöglicht einen außeraxialen Antrieb, wobei aber eine Weitergabe der
Drehbewegung gewährleistet wird. Vorteilhaft ist die mögliche räumliche Trennung des
Justageortes (Stirnfläche des Bauteils) vom Dreh-Angriffspunkt der Backen.
Besonders vorteilhaft ist die Möglichkeit der einfachen, reproduzierbaren Entnahme und
des Wiedereinlegens des zu justierenden, zylinderförmigen Bauteils in die Vorrichtung
zum hochgenauen Drehen und/oder zum Zwecke der Justage.
Mit Hilfe der Erfindung ist eine sehr kompakte Bauweise der Vorrichtung möglich, die
einen Transport ohne Verstimmung der Justierung ermöglicht.
Ist das Bauteil ein LWL, wird der LWL in unmittelbarer Nähe seiner Justagestelle in
dem Lager spielfrei drehbar gelagert. Vorzugsweise wird der LWL in eine V-förmige Nut
eingelegt und mit einer definierten Federkraft in die V-Nut eingedrückt. Die
Drehbewegung wird direkt über den Umfang des LWL realisiert. Die Lagerung des
LWL wird selbst nicht gedreht. Da der LWL einen kreisförmigen Querschnitt aufweist,
erfolgt die Drehung um den Mittelpunkt des LWL in dem Lager an der Justagestelle.
Durch die Art der Lagerung in der unbeweglichen Nut des Lagers ist ein Auswandern
aus dem Mittelpunkt unmöglich.
Die Übertragung der Bewegung des Antriebselements auf den LWL erfolgt direkt durch
eine kraftschlüssige Bewegung der Backen. Aufgrund der Haftreibung im Lager, die
durch die Wahl verschiedener Materialien eingestellt wird, wird eine spielfreie
Bewegung des Bauteils erreicht. Durch die Spielfreiheit können hochgenaue Antriebe
(z. B. insbesondere ein piezoelektrischer Antrieb) eingesetzt werden. Damit werden die
Positionierbewegungen mit der hohen Genauigkeit dieser Antriebe über den Umfang in
hochgenaue Winkeldrehungen umgesetzt. Die technischen Möglichkeiten dieser
hochgenauen Antriebe werden dadurch voll nutzbar.
Vorteilhaft ist, daß zur Justage nicht eine mit dem LWL verbundene Halterung gedreht
werden muß. Die Erfindung ermöglicht, den LWL aus der Vorrichtung zu entnehmen,
ohne daß ein freies Ende des LWL zur Verfügung stehen muß.
Speziell bei der Positionierung von LWL ist es vorteilhaft, daß der Drehpunkt am LWL
und der zu justierende Endpunkt des LWL räumlich getrennt werden können, da LWL
aus flexiblem Material bestehen. Durch die räumliche Trennung wird selbst mit einem
rein mechanischen Verstellelement Spannungsfreiheit (mechanisch) erreicht. Am
Ende des Justiervorgang erfolgt keine Verstimmung.
Das Anwendungsgebiet dieser Vorrichtung ist jedoch nicht auf das Gebiet der Justage
von LWL beschränkt. Es können alle Justierprobleme, bei denen es auf die
hochgenaue Justierung, insbesondere Drehung von (nicht zugänglichen) Mittelpunkten
ankommt, bearbeitet werden. Dies betrifft insbesondere die Justierung aller
Aufnahmen, Faserhalterungen, optischer Chips und optischer Steckverbinder.
Voraussetzung ist nur eine zentrische Anordnung des Mittelpunktes zum drehenden
Umfang. Diese Voraussetzung ist im Fall von LWL mit höchster Genauigkeit gegeben.
Abweichende Geometrien von der Kreisform lassen sich einem vorausgehenden
Arbeitsschritt korrigieren, indem zum Beispiel das zu justierende Teil in eine
kreisförmige äußere Hülle (z. B Hohlzylinder) justiert eingebettet wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sollen anhand von Figuren erläutert werden.
Es zeigt
Fig. 1 das Prinzip der Vorrichtung zur hochgenauen Drehung
rotationssymmetrischer Bauteile;
Fig. 2 das Prinzip der Vorrichtung zur hochgenauen Drehung
rotationssymmetrischer Bauteile mittels Parallelogramm-Backen;
Fig. 3 eine konstruktive Ausführung der Vorrichtung zur hochgenauen Drehung
rotationssymmetrischer Bauteile mittels Parallelogramm-Backen; und
Fig. 4 eine Ausführung des Lagers als V-Lager.
Gemäß Fig. 1 spannen Backen 5 und 6 mit Hilfe einer Blattfeder 24 ein rotationssymmetrisches Bauteil 19 an
seinem Umfang in einem Abstand von der Justagestelle 20 ein, die sich an einer Stirnfläche
des Bauteils 19 befindet. Das Bauteil 19 ist unmittelbar an der Justagestelle 20 drehbar
in einem Lager 21 gelagert.
In Fig. 1a ist die Achse im Angriffsbereich der Backen 5, 6 identisch mit der
Drehachse des Bauteils 19 an der Justagestelle 20.
In Fig. 1b ist die Achse im Angriffsbereich der Backen 5, 6 gegenüber der Drehachse
des Bauteils 19 an der Justagestelle 20 verschieden. Dieser Achsversatz wird durch
biegeelastische Eigenschaften des zu justierenden Bauteils 19 ermöglicht.
Die Vorrichtung zur hochgenauen Drehung rotationssymmetrischer Bauteile mittels
Parallelogramm-Backen besteht gemäß der Fig. 2 und 3 aus einem Gestell
7, welches in x-, y- und z-Richtung justierbar ist (nicht dargestellt). An der einen Seite
ist auf einer Tragfläche des Gestells 7 ein Träger 1 und an der gegenüberliegenden
Seite ein Gegenlager 2 befestigt. Der Träger 1 dient zur Aufnahme eines Antriebes 13
und eines gegenkrafterzeugenden Elementes 14. Er bildet eine erste Lagerstelle 12.
Das Gegenlager 2 bildet eine zweite Lagerstelle 16.
Die erste Lagerstelle 12 dient der drehbaren Halterung eines antriebsseitigen Hebels 8,
und die zweite Lagerstelle 16 dient der drehbaren Lagerung eines zweiten Hebels 9.
Die Hebel 8 und 9 haben ihre Drehpunkte in der Mitte der Hebellänge H. Die
Hebellänge H ist gleich und durch die Parallelogramm-Drehpunkte 10, 11, 17 und 18
an den Hebelenden bestimmt.
An den gegenüberliegenden Parallelogramm-Drehpunkten 10 und 11 ist ein Antriebs-Schieber
3 an den jeweiligen Hebeln 8 und 9 drehbar gelagert. An den
gegenüberliegenden Parallelogramm-Drehpunkten 17 und 18 ist ein Gegenkraft-Schieber
4 an den jeweiligen Hebeln 8 und 9 drehbar gelagert.
In Flächen die parallel zu der Ebene sind, die durch die Achsen der Lagerstellen 12 und 16
gegeben ist, liegt eine Fläche einer Deck-Backe 5 des Antriebs-Schiebers 3 einer
Fläche einer Auflage-Backe 6 des Gegenkraft-Schiebers 4 gegenüber.
Ein Parallelogramm-Drehpunkt 10 ist so ausgebildet, daß der Antriebs-Schieber
3 um den Parallelogramm-Drehpunkt 11 aus dem Parallelogramm-Drehpunkt
10 aufklappbar ist. Dies ermöglicht das einfache Einlegen des zylindrischen Bauteils 19
in die Vorrichtung und sein problemloses Entfernen aus der Vorrichtung.
Die Entnahme des LWL aus der Klemmung ist dadurch problemlos möglich, auch wenn
ein freies Ende des LWL nicht zur Verfügung steht.
Der Parallelogramm-Drehpunkt 10 erlaubt weiterhin eine freie Bewegung des
Antriebs-Schiebers 3 in Richtung auf den Gegenkraft-Schieber 4, um das zylindrische
Teil 19 zu klemmen.
Ein andruckerzeugendes Element 15 wirkt mit der Andruckkraft F auf den Antriebs-Schieber
3 in Richtung Gegenkraft-Schieber 4 ein. Diese Kraft F preßt das zylindrische
Teil 19 zwischen den gegenüberliegenden Flächen der Deck-Backe 5 des Antriebs-Schiebers
3 und der Auflage-Backe 6 des Gegenkraft-Schiebers 4 ein.
Am Parallelogramm-Drehpunkt 11 wird ein Verstellweg A in Richtung Gegenlager 2
eingeleitet, der von einem Antrieb 13, der am Träger 1 befestigt ist, erzeugt wird.
Am Parallelogramm-Drehpunkt 18 wirkt eine Gegenkraft FG in Richtung
Parallelogramm-Drehpunkt 17, die durch ein im Träger 1 befestigtes
gegenkrafterzeugendes Element 14 erzeugt wird. Das gegenkrafterzeugende Element
14 ist eine Feder, die im Träger 1 gegengelagert ist. Diese bewirkt die Rückstellung des
Parallelogramms bei Rücknahme des Verstellweges A und die Spielfreiheit des
Parallelogrammgelenkes.
Wird der Antrieb 13 in Richtung Parallelogramm-Drehpunkt 11 um den Verstellweg A
ausgelenkt, bewegen sich der Antriebs-Schieber 3 und der Gegenkraft-Schieber 4
gegenläufig um die Strecke B.
Das zwischen den Flächen des Antriebs-Schiebers 3 und des Gegenkraft-Schiebers 4
eingeklemmte zylindrische Teil 19 wird an seinem Umfang um die Strecke 2*B
abgerollt, was eine Drehung des zylindrischen Bauteils 19 um einen Winkel β bewirkt.
Die Deck-Backe 5 und die Auflage-Backe 6 sind vorzugsweise aus magnetischem
Material hergestellt. Die Backen 5, 6 wirken dann als andruckerzeugendes Element 16
zur definierten Klemmung des zylindrischen Teils 19 mit der Andruckkraft F. Durch die
Wirkung des Magnetfeldes auf die Backen 5, 6 wird die kraftschlüssige Bewegung des
LWL gesichert.
Besonders vorteilhaft ist, daß sich nämlich feste Lager 21 unmittelbar an dem zu
justierenden Endpunkt des zylindrischen Bauteils 19, der Justagestelle 20, befindet und
der eigentliche Drehmechanismus in einer Entfernung von diesem Lager 21
angeordnet ist.
Damit wird eine Hauptforderung bei der Justage von LWL gelöst, die darin besteht,
eine Drehung exakt um den Mittelpunkt des LWL zu erreichen. In Fig. 4 ist eine
Ausführung des Lagers 21 dargestellt. Das zu drehende zylindrische Bauteil 19 (der
LWL) liegt an zwei Stellen des Umfanges in einer V-Nut 22. Der Körper der V-Nut 22
hat jeweils neben den V-Schenkeln Einrichtungen, die zum Vorspannen eines
Federelementes dienen. Vorzugsweise eine Blattfeder 24 steht vorzugsweise in ihrer
Längsrichtung im rechten Winkel zur Achse des zylindrischen Bauteils 19 und bildet
eine dritte Lagerstelle, die das zylindrische Bauteil 19 mit einer definierten Federkraft
FF so in die V-Nut 22 drückt, daß eine leichtgängige, spielfreie Drehung des
zylindrischen Bauteils 19 gewährleistet ist. Diese dritte Lagerstelle ist leicht entfernbar,
um das Bauteil 19 (LWL) problemlos einzulegen oder zu entfernen.
Beispielsweise wird die Blattfeder 24 mittels Schrauben an den Körper des Lagers 20
angeschraubt (nicht dargestellt). Vorzugsweise sind neben den V-Schenkeln in dem
Körper des Lagers 21 Magnete 23 eingearbeitet, die die Blattfeder 24 beim Auflegen
auf die V-Nut 22 fixieren. Die Magnete können als Permanentmagnete oder als
Elektromagnete ausgeführt sein. Durch einfaches Wegnehmen der Blattfeder 24 kann
das Bauteil 19 aus dem Lager 21 entnommen werden.
Typische Werte für LWL sind ein LWL-Durchmesser von 125 µm und ein kreisrunder
Umfang von etwa 0,4 mm.
Mit der Verschiebung um die Stecke B von 0,2 mm wird eine Drehung von 360 Grad
erreicht. Mit vergleichsweise geringem technischen Aufwand wird bei einer
Verschiebung von 10 nm eine Winkelverstellung von 60′′ erreicht.
Bezugszeichen
1 Träger
2 Gegenlager
3 Antriebs-Schieber
4 Gegenkraft-Schieber
5 Deck-Backe
6 Auflage-Backe
7 Gestell
8 antriebseitiger Hebel
9 Hebel
10 öffenbarer Parallelogramm-Drehpunkt
11 Parallelogramm-Drehpunkt
12 Lager
13 Antrieb
14 gegenkrafterzeugendes Element
15 andruckkrafterzeugendes Element
16 Lager
17 Parallelogramm-Drehpunkt
18 Parallelogramm-Drehpunkt
19 zylindrisches Bauteil (Lichtwellenleiter LWL)
20 Justagestelle
21 Lager
22 V-Nut
23 Magnet
24 Blattfeder
A Verstellweg
B Strecke
H Hebellänge
FG Gegenkraft
F Andruckkraft
FF Federkraft
β Drehwinkel
2 Gegenlager
3 Antriebs-Schieber
4 Gegenkraft-Schieber
5 Deck-Backe
6 Auflage-Backe
7 Gestell
8 antriebseitiger Hebel
9 Hebel
10 öffenbarer Parallelogramm-Drehpunkt
11 Parallelogramm-Drehpunkt
12 Lager
13 Antrieb
14 gegenkrafterzeugendes Element
15 andruckkrafterzeugendes Element
16 Lager
17 Parallelogramm-Drehpunkt
18 Parallelogramm-Drehpunkt
19 zylindrisches Bauteil (Lichtwellenleiter LWL)
20 Justagestelle
21 Lager
22 V-Nut
23 Magnet
24 Blattfeder
A Verstellweg
B Strecke
H Hebellänge
FG Gegenkraft
F Andruckkraft
FF Federkraft
β Drehwinkel
Claims (13)
1. Vorrichtung zur hochgenauen Drehung rotationssymmetrischer Bauteile,
vorzugsweise von Lichtwellenleitern (LWL), bestehend aus einem steuerbaren Weg-
oder Winkelantrieb und einer Übertragungseinrichtung, die die Bewegung auf den
Umfang des Bauteils überträgt, dadurch gekennzeichnet, daß
das Bauteil (19) in einem Abstand von einer Justagestelle (20) an seinem Umfang
zwischen Backen (5, 6) eingespannt ist, wobei die Backen so gelagert sind, daß
durch ihre Bewegung am Umfang des Bauteils (19) eine Drehbewegung des Bauteils
ausführbar ist und das Bauteil (19) unmittelbar an der Justagestelle (20) auf seiner
Umfangsfläche in einem Lager (21) drehbar gelagert ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Positionierung
eines starren, stabförmigen Bauteils (19) die Drehachse der Drehbewegung an der
Einspannstelle durch die Backen (5, 6) gleich der Drehachse des Bauteils in dem Lager
(21) an der Justagestelle (20) ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem
biegeelastischen Bauteil (19) die Drehachse der Drehbewegung an der Einspannstelle
durch die Backen (5, 6) verschieden von der Drehachse des Bauteils (19) in dem Lager
(21) an der Justagestelle (20) sein kann.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Backen (5, 6)
parallel und gleichmäßig gegeneinander verschiebbar sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Backen (5, 6)
zueinander feststehen, das Bauteil (19) klemmen und selbst um die Längsachsen des
Bauteils (19) drehbar sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Backe (6)
feststeht und die zweite Backe (5) parallel zur ersten Backe (6) verschiebbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Backen (5, 6) gegenüberliegende Schenkel eines Parallelogramms sind (Antriebs-Schieber
3 mit Deck-Backe 5 und Gegenkraft-Schieber 4 mit Auflage-Backe 6), die mit
einem antriebseitigen Hebel (8) und mit einem zweiten Hebel (9) das Parallelogramm bilden,
der antriebseitige Hebel (8) mittig an einem Träger (1) gelagert ist und der zweite Hebel (9)
mittig an einem Gegenlager (2) gelagert ist, der Träger (1) und das Gegenlager (2) mit
der Trägerfläche eines Gestells (7) verbunden sind,
am Gestell (7) ein Antrieb (13) so befestigt ist, daß die Hebel (8, 9) um ihre mittigen Lager (12, 16) drehbar sind und das Parallelogramm dadurch verschiebbar ist,
am Gestell (7) weiterhin ein gegenkrafterzeugendes Element (14) so befestigt ist, daß eine Gegenkraft (FG) der Auslenkung des Antriebes (13) entgegenwirkt,
der Antriebs-Schieber (3) in dem Parallelogramm-Drehpunkt (10) im rechten Winkel zur Auslenkung so beweglich ist, daß ein andruckerzeugendes Element (15) eine Andruckkraft (F) auf den Antriebs-Schieber (3) in Richtung auf den Gegenkraft-Schieber (4) einleitet, so daß das zwischen der Deck-Backe (5) und der Auflage-Backe (6) eingelegte Bauteil (19) klemmbar und bei Auslenkung des Antriebes (13) um den Verstellweg (A) zwischen den gegenläufigen Backen (5, 6) drehbar ist.
am Gestell (7) ein Antrieb (13) so befestigt ist, daß die Hebel (8, 9) um ihre mittigen Lager (12, 16) drehbar sind und das Parallelogramm dadurch verschiebbar ist,
am Gestell (7) weiterhin ein gegenkrafterzeugendes Element (14) so befestigt ist, daß eine Gegenkraft (FG) der Auslenkung des Antriebes (13) entgegenwirkt,
der Antriebs-Schieber (3) in dem Parallelogramm-Drehpunkt (10) im rechten Winkel zur Auslenkung so beweglich ist, daß ein andruckerzeugendes Element (15) eine Andruckkraft (F) auf den Antriebs-Schieber (3) in Richtung auf den Gegenkraft-Schieber (4) einleitet, so daß das zwischen der Deck-Backe (5) und der Auflage-Backe (6) eingelegte Bauteil (19) klemmbar und bei Auslenkung des Antriebes (13) um den Verstellweg (A) zwischen den gegenläufigen Backen (5, 6) drehbar ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (13) am
Träger (1) gelagert und mit dem antriebseitigen Hebel (8) so befestigt ist, daß der
antriebseitige Hebel (8) um sein mittiges Lager (12) drehbar ist,
weiterhin das gegenkrafterzeugende Element am Träger (1) gelagert und mit dem
antriebseitigen Hebel (8) so befestigt ist, daß die Gegenkraft (FG) der Auslenkung des
antriebseitigen Hebels (8) (Verstellweg A) entgegenwirkt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Baugruppe zur Bewegung und Klemmung durch die Backen (5, 6) und
das Lager (21) in x-, y- und z-Richtung justierbar sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (21) als
Drei-Punkt-Auflage ausgebildet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß das Lager (21) als V-Lager ausgebildet ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (21) eine
V-Nut (22) hat, die zweit Lagerstellen für die Lagerung des Bauteils (19) liefert, und die
dritte Lagerstelle gegenüber dem V-Grund durch eine mit dem Lager (21) verbundene
Klemmung (Blattfeder 24) hergestellt ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmung durch
eine Blattfeder (24) erfolgt, deren Längenausdehnung im rechten Winkel zur Achse des
Bauteils (19) angeordnet ist und die mittels am Körper des Lagers (21)
befestigter Magnete (23) fixierbar ist.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19934307974 DE4307974C1 (de) | 1993-03-15 | 1993-03-15 | Vorrichtung zur hochgenauen Drehung rotationssymmetrischer Bauteile, insbesondere von Lichtwellenleitern |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19934307974 DE4307974C1 (de) | 1993-03-15 | 1993-03-15 | Vorrichtung zur hochgenauen Drehung rotationssymmetrischer Bauteile, insbesondere von Lichtwellenleitern |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE4307974C1 true DE4307974C1 (de) | 1994-08-25 |
Family
ID=6482680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19934307974 Expired - Fee Related DE4307974C1 (de) | 1993-03-15 | 1993-03-15 | Vorrichtung zur hochgenauen Drehung rotationssymmetrischer Bauteile, insbesondere von Lichtwellenleitern |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE4307974C1 (de) |
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