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Die
Erfindung betrifft eine Handhabungsvorrichtung, die insbesondere
zum Positionieren eines Testkopfs an einer Prüfeinrichtung
dient und mit einem Positionierungsmittel versehen ist, durch das der
Testkopf im Raum positionierbar ist. Die Handhabungsvorrichtung
ist ferner mit einer Halterung versehen, an welcher der Testkopf
befestigbar ist und die mit dem Positionierungsmittel verbunden
ist. Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Nachgiebigkeitsmodul,
das insbesondere für eine solche Handhabungsvorrichtung
Anwendung findet.
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Eine
Handhabungsvorrichtung oder Manipulator zum Positionieren eines
Messkopfs verfügt üblicherweise über
mehrere Translations- und Rotationsfreiheitsgrade, die es ermöglichen,
den Testkopf exakt im Raum zu positionieren. Anwendung findet eine solche
Handhabungsvorrichtung daher in der Regel bei der Prüfung
von elektronischen Bauelementen, wie beispielsweise integrierte
Schaltungen (IC) oder Wafer. Um die Funktionsfähigkeit
oder Qualität der elektronischen Bauelemente testen zu
können, ist es erforderlich, den verhältnismäßig
schweren Testkopf präzise an eine Prüfeinrichtung
heranzufahren. Die Prüfeinrichtung, beispielsweise ein
so genannter Handler, stellt die durch den Testkopf zu prüfenden elektronischen
Bauelemente bereit. Ein unverfälschtes Messergebnis bei
der Prüfung der elektronischen Bauelemente setzt ein genaues
Andocken des Testkopfs an der Prüfeinrich tung voraus. Aus
diesem Grund ist eine präzise und leichtgängige
Verstellung der den Testkopf positionierenden Handhabungsvorrichtung
unerlässlich.
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Eine
Handhabungsvorrichtung, die sich durch eine exakt wiederholbare
Bewegung des Testkopfs auszeichnet, wird in der
DE 101 32 489 B4 beschrieben.
Die Handhabungsvorrichtung weist ein den Testkopf im Raum positionierendes
Positionierungsmittel auf, das in einer horizontalen Ebene schwenkbare
Gelenkarme aufweist. Die Gelenkarme sind mit in horizontaler Richtung
verfahrbaren Schlitten gekoppelt, so dass sich eine beliebige Bewegung des
Testkopfs in eine Translationsbewegung der Schlitten und eine Rotationsbewegung
der Gelenkarme aufteilen lässt. Auf diese Weise ergibt
sich eine reproduzierbare Verstellung des Positionierungsmittels,
die eine zuverlässige Positionierung des Testkopfs sicherstellt.
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Neben
der für eine reproduzierbare Verstellung erforderlichen
Präzision des Positionierungsmittels hat es sich als zweckmäßig
erwiesen, die Position des Testkopfs beim Andocken an eine Prüfeinrichtung
durch ein geringfügiges Hin- und Herbewegen zu korrigieren.
Eine derartige Korrektur der Position des Testkopfs, die das Andocken
erleichtert, erfordert eine gewisse Nachgiebigkeit des Positionierungsmittels
oder der Halterung.
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Eine
Handhabungsvorrichtung, die eine solche Nachgiebigkeit oder Compliance
ermöglicht, wird in der
DE 10 2004 008 487 B4 beschrieben. Die Handhabungsvorrichtung
weist ein Nachgiebigkeitsmodul auf, mittels dem eine bewegbar gelagerte
Befestigungsplatte sich entgegen der Wirkung einer Rückstellkraft
zwischen einer Ausgangsstellung und einer Endstellung hin- und herbewegen
lässt, um der Befestigungsplatte eine gewisse Nachgiebigkeit
zu verleihen. Die durch ein Federelement hervorgerufene Rückstellkraft
bewirkt, dass trotz der Nachgiebigkeit der beispielsweise den Testkopf
hal tenden Befestigungsplatte eine präzise und reproduzierbare Bewegung
des Testkopfs gewährleistet ist.
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Das
Nachgiebigkeitsmodul weist ein Gehäuse auf, in dem eine
durch das Federelement in einer axialen Richtung beaufschlagte Innenhülse
verschiebbar gelagert ist. Das Nachgiebigkeitsmodul weist ferner
einen mit einem Gewindeabschnitt versehenen Bolzen auf, der in ein
Innengewinde der Innenhülse eingreift. Der Bolzen hat einen
Kopf, der die Innenhülse entgegen der Wirkung des Federelements
in dem Gehäuse positioniert und einen Anschlag in axialer
Richtung bildet. Die Innenhülse weist ein freies Ende auf,
das an die Befestigungsplatte angrenzt. Wird die Befestigungsplatte
von einer Ausgangsstellung in eine Endstellung bewegt, so wird die
Innenhülse entgegen der Wirkung des Federelements in axialer
Richtung verschoben, wodurch die Rückstellkraft hervorgerufen
wird, die gewährleistet, dass die Befestigungsplatte von
der Endstellung selbsttätig in die Ausgangsstellung zurückkehrt.
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Das
Nachgiebigkeitsmodul der bekannten Handhabungsvorrichtung wirkt
in einer Richtung. Um eine bidirektionale Nachgiebigkeit zu erreichen,
ist es demzufolge erforderlich, zwei Nachgiebigkeitsmodule gegensinnig
an der Befestigungsplatte angreifen zu lassen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Handhabungsvorrichtung
zu schaffen, bei der sich eine bidirektionale Nachgiebigkeit auf
einfache Weise erreichen lässt.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Handhabungsvorrichtung gemäß Anspruch
1 und ein Nachgiebigkeitsmodul gemäß Anspruch
20 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung
werden in den Ansprüchen 2 bis 19 definiert.
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Die
erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung beruht
auf der Erkenntnis, eine bidirektionale Nachgiebigkeit durch ein
einziges Nachgiebigkeitsmodul zu erreichen, das mit der Befestigungsplatte
gekoppelt ist und ein Gehäuse, eine Achse, zwei Gleithülsen
und ein Federelement umfasst. Das Gehäuse ist mit der Befestigungsplatte
verbunden, die an dem Positionierungsmittel oder der Halterung angeordnet
sein kann. Die Gleithülsen sind zwischen zwei Anschlägen
verschiebbar auf der sich in einer axialen Richtung in dem Gehäuse
erstreckenden Achse angeordnet. Das Federelement ist zwischen den
relativ zu dem Gehäuse bewegbaren Gleithülsen angeordnet
und beaufschlagt diese in der axialen Richtung. Das Nachgiebigkeitsmodul
ermöglicht es, die Befestigungsplatte entgegen der Wirkung
einer durch das Federelement hervorgerufenen Rückstellkraft
zwischen sowohl einer Ausgangsstellung und einer ersten Endstellung
als auch der Ausgangsstellung und einer zweiten Endstellung zu bewegen
und damit die bidirektionale Nachgiebigkeit zu schaffen.
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Dies
ist darauf zurückzuführen, dass in der Ausgangsstellung
die Gleithülsen durch das zweckmäßigerweise
als Druckfeder ausgestaltete Federelement gegen die Anschläge
gedrückt werden. Wird die Befestigungsplatte von der Ausgangsstellung
in eine der Endstellungen bewegt, dann wird das mit der Befestigungsplatte
verbundene Gehäuse über die in Bewegungsrichtung
vordere Gleithülse geschoben und zugleich die in Bewegungsrichtung
hintere Gleithülse in Richtung auf die vordere Gleithülse bewegt.
Das zwischen den Gleithülsen eingespannte Federelement
wird dabei zusammengedrückt. Wird die Befestigungsplatte
von der diese in die Endstellung bewegenden und beispielsweise manuell
erzeugten Kraft entlastet, dann kehrt die hintere Gleithülse
und das Gehäuse sowie die mit dem Gehäuse verbundene
Befestigungsplatte aufgrund der durch das Zusammendrücken
des Federelements hervorgerufenen Rückstellkraft selbsttätig
in die Ausgangsstellung zurück. Wird die Befestigungsplatte
in die andere Endstellung bewegt, dann wird das Gehäuse über
die bislang hintere und nun in Bewegungsrichtung vordere Gleithülse
geschoben und zugleich die bislang vordere und nun hintere Gleithülse
in Richtung auf die nun vordere Gleithülse bewegt. Das
zwischen den Gleithülsen eingespannte Federelement wird
aufgrund der Bewegung der hinteren Gleithülse in Richtung
auf die an dem Anschlag anliegende und damit feststehende vordere
Gleithülse zusammengedrückt und erzeugt damit
die Rückstellkraft, durch welche die Befestigungsplatte
selbsttätig in die Ausgangsstellung zurückkehren
kann.
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Bevorzugt
ist das Gehäuse durch wenigstens einen Gehäusedeckel
verschlossen. Der vorzugsweise an einer Stirnseite des Gehäuses
lösbar befestigte Gehäusedeckel ist zweckmäßigerweise mit
einer Öffnung versehen, durch die sich die Achse hindurch
erstreckt. Die lösbare Befestigung des Gehäusedeckels
ermöglicht es, auf einfache Weise die Gleithülsen
in dem Gehäuse anzuordnen. Der Gehäusedeckel dient
bei der Bewegung von der Ausgangsstellung in die Endstellung als
Mitnehmer, der sicherstellt, dass die in Bewegungsrichtung hintere Gleithülse
zusammen mit dem Gehäuse bewegt wird. Je nach Anwendungsfall
kann die Funktion des Mitnehmers auch durch einen Absatz des Gehäuses verwirklicht
werden.
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Weiterhin
ist es vorteilhaft, wenn wenigstens eine der Gleithülsen,
vorzugsweise beide Gleithülsen, mit einem Absatz versehen
ist, an dem das Federelement abgestützt ist. Der Absatz
ermöglicht ein zuverlässiges Einspannen des Federelements
zwischen den Gleithülsen. Darüber hinaus kann
der Absatz einen Anschlag bilden, an dem die beiden Gleithülsen
in der Endstellung aneinanderstoßen, um zu vermeiden, dass
das Federelement übermäßig zusammengedrückt
wird.
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Bevorzugt
ist wenigstens eine der Gleithülsen, vorzugsweise beide
Gleithülsen, mit einer Gleitfläche versehen, die
an dem Gehäuse abgestützt ist. Die Gleitfläche
stellt eine reibungsarme Relativbewegung von Gleithülse
und Gehäuse sicher. In diesem Zusammenhang hat es sich
ferner als zweckmä ßig erwiesen, die Achse mit
einem Gleitabschnitt zu versehen, auf dem die Gleithülsen
verschiebbar angeordnet sind.
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Bevorzugt
ist die Achse mit einem Ansatz versehen, der den ersten Anschlag
bildet. Der Ansatz weist zweckmäßigerweise einen
Durchmesser auf, der geringer ist als der Durchmesser der Öffnung
des Gehäusedeckels. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass
bei der Bewegung von der Ausgangsstellung in die Endstellung das
Gehäuse über den Anschlag hinaus bewegt werden
kann.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Handhabungsvorrichtung ist die Achse mit einem ersten Gewindeabschnitt
versehen, auf dem eine Einstellmutter angeordnet ist. Die vorzugsweise
den zweiten Anschlag bildende und von einer Kontermutter fixierte
Einstellmutter ermöglicht es, den Abstand zwischen dem
ersten Anschlag und dem zweiten Anschlag zu justieren. Der Abstand
zwischen den Anschlägen wird zweckmäßigerweise
so eingestellt, dass in der Ausgangsstellung die der Gleithülse
zugewandte Fläche der Einstellmutter mit der Innenfläche
des Gehäusedeckels fluchtet, so dass die dem Federelement
abgewandte Fläche der Gleithülse in der Ausgangsstellung
zugleich an der Innenfläche des Gehäusedeckels
und an der Einstellmutter anliegt. Auf diese Weise wird ein axiales Spiel
zwischen dem Gehäuse und der Achse vermieden und damit
eine präzise Funktionsweise des Nachgiebigkeitsmoduls sichergestellt.
Der Durchmesser von sowohl der Einstellmutter als auch der Kontermutter
ist zweckmäßigerweise geringer als der Durchmesser
der Öffnung des Gehäusedeckels, so dass sichergestellt
ist, dass bei der Bewegung von der Ausgangsstellung in die Endstellung
das Gehäuse über die Einstellmutter und die Kontermutter
hinaus bewegt werden kann.
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Eine
besonders praxisgerechte Ausgestaltung ergibt sich, wenn das zwischen
den Gleithülsen eingespannte Federelement vorgespannt ist.
Denn die Vorspannung des Federelements bietet den Vorteil, dass
die Bewegung von der Ausgangsstellung in die Endstellung nur dann
möglich ist, wenn an der Befestigungsplatte eine die Vorspannung übersteigende
Kraft angreift.
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Weiterhin
ist es vorteilhaft, die Achse mit einem zweiten Gewindeabschnitt
zu versehen, der in eine Spindelmutter eingreift. Der zweckmäßigerweise
auf der dem Gleitabschnitt abgewandten Seite des Ansatzes der Achse
angeordnete Gewindeabschnitt ermöglicht es, die Achse relativ
zu der Spindelmutter zu bewegen und damit die Lage des Nachgiebigkeitsmoduls
zu justieren. Um die für eine Relativbewegung von Achse
und Spindelmutter erforderliche Drehung der Achse zu erreichen,
ist die Achse zweckmäßigerweise mit einem Betätigungsabschnitt
versehen, der beispielsweise in Form eines Sechskants ausgestaltet
ist, um mittels eines Schraubenschlüssels die Achse drehen
zu können.
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Bevorzugt
ist die Befestigungsplatte linear verschiebbar angeordnet. Auf diese
Weise kann zum Beispiel die Position des an der Befestigungsplatte befestigten
Testkopfs durch ein geradliniges Hin- und Herbewegen korrigiert
werden. Alternativ kann die Befestigungsplatte um eine Rotationsachse schwenkbar
angeordnet sein.
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Die
Befestigungsplatte und das Gehäuse sind zweckmäßigerweise
starr miteinander verbunden, um die Bewegung der Befestigungsplatte
auf das Nachgiebigkeitsmodul zu übertragen. In diesem Zusammenhang
hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Befestigungsplatte und
das Gehäuse einteilig auszugestalten, um auf einfache Weise
eine starre Verbindung zu erreichen. Die Befestigungsplatte und das
Gehäuse können in Anhängigkeit vom jeweiligen Anwendungsfall
jedoch auch gelenkig miteinander verbunden sein. Eine solche Ausgestaltung
bietet sich insbesondere dann an, wenn die Befestigungsplatte um
eine Rotationsachse schwenkbar angeordnet ist. In diesem Zusammenhang
hat es sich als zweckmäßig erwiesen, das Gehäuse und/oder
die Achse mit einer Öse zu versehen, die eine gelenkige Verbindung
ermöglicht. Um bei Bedarf die Befestigungsplatte feststellen
zu können, ist es zweckmäßig, wenn die
Befestigungsplatte mittels eines Arretierungsmittels in einer vorgegebenen
Stellung arretiert werden kann.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Handhabungsvorrichtung weist die Halterung zwei Seitenarme auf,
zwischen denen der Testkopf eingespannt werden kann. Die Seitenarme
gewährleisten eine sichere Befestigung des Testkopfs, und
zwar auch dann, wenn dieser verhältnismäßig
schwer ist. Bevorzugt ist die Befestigungsplatte an wenigstens einem
der Seitenarme angeordnet, so dass der Testkopf an der Befestigungsplatte
befestigt werden kann und damit die durch das Nachgiebigkeitsmodul
erzeugte bidirektionale Nachgiebigkeit erhält.
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Einzelheiten
und weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten
Ausführungsbeispielen. In den die Ausführungsbeispiele
lediglich schematisch darstellenden Zeichnungen veranschaulichen
im Einzelnen:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer Handhabungsvorrichtung, die eine Halterung
aufweist, an der ein Testkopf angeordnet ist;
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2 eine
perspektivische Ansicht eines Seitenarms der Halterung, an dem eine
mit einem Nachgiebigkeitsmodul verbundene Befestigungsplatte angeordnet
ist;
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3 eine
Seitenansicht der Befestigungsplatte und des Nachgiebigkeitsmoduls;
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4 eine
Explosionsdarstellung der Befestigungsplatte und des Nachgiebigkeitsmoduls;
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5a einen
Schnitt gemäß der Linie V-V in 3,
der das Nachgiebigkeitsmodul in einer Ausgangsstellung zeigt;
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5b einen
Schnitt gemäß 5a, der
das Nachgiebigkeitsmodul in einer ersten Endstellung zeigt;
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5c einen
Schnitt gemäß 5a, der
das Nachgiebigkeitsmodul in einer zweiten Endstellung zeigt;
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6a einen
Schnitt gemäß 5a durch eine
zweite Ausführungsform des Nachgiebigkeitsmoduls, der das
Nachgiebigkeitsmodul in der Ausgangstellung zeigt;
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6b einen
Schnitt gemäß 5b, der
das Nachgiebigkeitsmodul in der ersten Endstellung zeigt, und
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6c einen
Schnitt gemäß 5c, der
das Nachgiebigkeitsmodul in der zweiten Endstellung zeigt.
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Die
in
1 dargestellte Handhabungsvorrichtung dient zum
Positionieren eines Testkopfs
40 an einer nicht dargestellten
Prüfeinrichtung für elektronische Bauelemente,
wie zum Beispiel integrierte Schaltungen oder Wafer. Zu diesem Zweck
weist die Handhabungsvorrichtung ein Positionierungsmittel
20 auf,
das auf einem Untergestell
10 abgestützt und mit
einer Halterung
30 verbunden ist. Das Positionierungsmittel
20 umfasst
eine sich in der vertikalen Richtung z erstreckende Säule
21,
an der ein Vertikalschlitten
22 angeordnet ist. Der Vertikalschlitten
22 lässt
sich in der vertikalen Richtung z linear bewegen und kann zu diesem
Zweck von Antriebsmitteln angetrieben sein. Die Säule
21 ist
auf einem Horizontalschlitten
23 angeordnet, der in einer
horizontalen Richtung y auf dem Untergestell
10 linear
verschoben werden kann. Je nach Anwendungsfall kann auf dem Horizontalschlitten
23 eine
Drehplatte angeordnet sein, die es ermöglicht, die Säule
21 um
eine sich in der vertikalen Richtung z erstreckenden Rotationsachse
zu drehen, wie es aus der
DE
101 32 489 B4 bekannt ist.
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Das
Untergestell 10 weist zwei sich in der horizontalen Richtung
y erstreckende Tragbalken 11 auf, die von zwei Traversen 12,
die sich in einer horizontalen Richtung x orthogonal zu den Tragbalken 11 erstrecken,
abgestützt werden. Um eine ausreichende Standfestigkeit
der Handhabungsvorrichtung auch bei einem unebenen Boden sicherzustellen, sind
die Tragbalken 11 und die Traversen 12 auf höhenverstellbaren
Tellerfünen 13 gelagert. Auf den Tragbalken 11 sind
Führungsschienen 14 angeordnet, die dazu dienen,
den Horizontalschlitten 23 in der horizontalen Richtung
y zu führen.
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Die
Halterung 30 ist mit dem Vertikalschlitten 22 verbunden.
Je nach Anwendungsfall kann die Halterung 30 drehbar an
dem Vertikalschlitten 22 angeordnet sein, um eine so genannte
Twist-Bewegung φ des Testkopfs 40 zu ermöglichen.
Die Halterung 30 weist zwei Seitenarme 31 auf,
zwischen denen der Testkopf eingespannt ist. Zu diesem Zweck ist
an jedem der Seitenarme 31 eine Befestigungsplatte 50 angeordnet,
die mittels Schlitten 51 und Führungsschienen 52 linear
verschiebbar gelagert ist, wie insbesondere 2 zu erkennen
gibt. Die Befestigungsplatte 50 ist außerdem mit
einer Drehführung 53 versehen, die eine so genannte
Tumble-Bewegung α des Testkopfs 40 ermöglicht.
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Wie
insbesondere die 3 und 4 zu erkennen
geben, ist die Befestigungsplatte 50 mit einem Nachgiebigkeitsmodul 60 gekoppelt.
Die Koppelung wird im vorliegenden Fall durch eine starre Verbindung
von Befestigungsplatte 50 und Nachgiebigkeitsmodul 60 erreicht.
Die starre Verbindung ergibt sich durch eine einteilige Ausgestaltung
der Befestigungsplatte 50 und eines Gehäuses 61 des
Nachgiebigkeitsmoduls 60. Je nach Anwendungsfall können die
Befestigungsplatte 50 und das Nachgiebigkeitsmodul 60 jedoch
auch gelenkig miteinander verbunden sein.
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Das
Nachgiebigkeitsmodul 60 umfasst neben dem Gehäuse 61 eine
Achse 70, die sich in einer axialen Richtung in dem Gehäuse 61 erstreckt.
Die Achse 70 ist mit einem Gleitabschnitt 71 versehen, auf
dem zwei Gleithülsen 63a, 63b verschiebbar
angeordnet sind. Die Bewegung der Gleithülsen 63a, 63b wird
durch zwei Anschläge in der axialen Richtung begrenzt.
Der erste Anschlag wird durch einen Ansatz 74 der Achse 70 gebildet.
Der zweite Anschlag wird durch eine Einstellmutter 67 gebildet,
die auf einem Gewindeabschnitt 75 der Achse 70 verstellbar
angeordnet ist, wie insbesondere 5a zuerkennen
gibt. Der Gewindeabschnitt 75 schließt sich auf
der dem Ansatz 74 abgewandten Seite des Gleitabschnitts 71 an
diesen an. Auf dem Gewindeabschnitt 75 ist außerdem
eine Kontermutter 68 angeordnet, mittels der die Einstellmutter 67 und
damit der zweite Anschlag in einer vorgegebenen Position fixiert
werden kann.
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Zwischen
den Gleithülsen 63a, 63b ist ein als Druckfeder
ausgestaltetes Federelement 62 angeordnet, das die Gleithülsen 63a, 63b in
der axialen Richtung beaufschlagt. Die Gleithülsen 63a, 63b sind jeweils
mit einem Absatz 64 versehen, an dem das Federelement 62 abgestützt
ist. Das Federelement 62 ist vorgespannt. Die Vorspannung
wird zum einen durch die Federsteifigkeit des Federelements 62 und zum
anderen durch den Abstand zwischen dem Ansatz 74 und der
Einstellmutter 67 vorgegeben und lässt sich bei
Bedarf durch ein Verändern der Position der Einstellmutter 67 auf
dem Gewindeabschnitt 75 einstellen.
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Die
Gleithülsen 63a, 63b sind relativ zu
dem Gehäuse 61 bewegbar. Um eine reibungsarme
Relativbewegung von Gleithülsen 63a, 63b und
dem Gehäuse 61 sicherzustellen, kann die sich
an dem Gehäuse 61 abstützende Fläche
der Gleithülsen 63a, 63b als Gleitfläche
ausgestaltet sein. Die Bewegung der Gleithülsen 63a, 63b auf
dem Gleitabschnitt 71 findet im Inneren des Gehäuses 61 statt.
Zu diesem Zweck ist das Gehäuse 61 an seinen Stirnseiten durch
jeweils einen Gehäusedeckel 65 verschlossen, der
mit Hilfe von beispielsweise Schrauben lösbar an dem Gehäuse 61 befestigt
ist. Die Einstellmutter 67 ist zweckmäßigerweise
so auf dem Gewindeabschnitt 75 positioniert, dass in einer
Ausgangstellung I des Nachgiebigkeitsmoduls 60 die der
Gleithülse 63b zugewandte Fläche der
Einstellmutter 67 mit der Innenfläche des der
Gleithülse 63b zugeordneten Gehäusedeckels 65 fluchet.
Die Gehäusedeckel 65 weisen jeweils eine Öffnung 66 auf,
durch die sich die Achse 70 hindurch erstreckt. Der Durchmesser
der Öffnung 66 ist so bemessen, dass einerseits
sowohl der Ansatz 74 als auch die Einstellmutter 67 und
die Kontermutter 68 bei einer Relativbewegung von Gehäuse 61 und
Achse 70 in das Innere des Gehäuses 61 gelangen
können. Der Durchmesser der Öffnung 66 ist
ferner so bemessen, dass andererseits die Gleithülsen 63a, 63b nicht
aus dem Gehäuse 61 gelangen können. Bei
einer Relativbewegung von Gehäuse 61 und Achse 70 stellen
die Gehäusedeckel 65 damit einen Mitnehmer dar,
der es ermöglicht, die Gleithülsen 63a, 63b zusammen
mit dem Gehäuse 61 zu bewegen.
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Die
Achse 70 ist auf der dem Gleitabschnitt 71 abgewandten
Seite des Ansatzes 74 mit einem weiteren Gewindeabschnitt 72 versehen,
der in eine Spindelmutter 69 eingreift. Die Spindelmutter 69 ist an
dem Seitenarm 31 befestigt und in Bezug auf die bewegbar
gelagerte Befestigungsplatte 50 stationär angeordnet.
Der Gewindeabschnitt 72 ermöglicht es, die Achse 70 relativ
zu der Spindelmutter 69 zu bewegen und damit die Lage des
Nachgiebigkeitsmoduls 60 in Bezug auf den Seitenarm 31 zu
justieren. Die für eine Relativbewegung von Achse 70 und Spindelmutter 69 erforderliche
Drehung des Gewindeabschnitts 72 wird durch einen Betätigungsabschnitt 73 der
Achse 70 erleichtert, der in Form eines Sechskants ausgestaltet
ist, so dass die Achse 70 mit Hilfe von einem Schraubenschlüssel
gedreht werden kann.
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Die
zuvor beschriebene Handhabungsvorrichtung zeichnet sich durch das
Nachgiebigkeitsmodul 60 aus, das es ermöglicht,
die Befestigungsplatte 50 entgegen der Wirkung einer durch
das Federelement 62 hervorgerufenen Rückstellkraft
zwischen der Ausgangsstellung I und zwei, durch den Ansatz 74 einerseits
und die Einstellmutter 67 andererseits bestimmten Endstellungen
II, III zu bewegen. Im Unterschied zum Stand der Technik gewährleistet
das Nachgiebigkeitsmodul 60 somit eine bidirektionale Nachgiebigkeit
für den an der Befestigungsplatte 50 befestigten
Testkopf 40.
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Wie
die 5a bis 5c zu
erkennen geben, werden in der Ausgangsstellung I die Gleithülsen 63a, 63b durch
das Federelement 62 gegen die durch den Ansatz 74 und
die Einstellmutter 67 gebildeten Anschläge gedrückt.
Wird, wie in 5b gezeigt, die Befestigungsplatte 50 und
damit das Gehäuse 61 von der Ausgangsstellung
I in die erste Endstellung II bewegt, dann wird das Gehäuse 61 über
die in Bewegungsrichtung vordere Gleithülse 63b geschoben,
wohingegen die in Bewegungsrichtung hintere Gleithülse 63a auf
Grund des als Mitnehmer fungierenden Gehäusedeckels 65 in
Richtung auf die Gleithülse 63b bewegt wird. Das
zwischen den Gleithülsen 63a, 63b eingespannte
Federelement 62 wird dabei zusammengedrückt, und
zwar so lange, bis die Absätze 64 der Gleithülsen 63a, 63b aneinander
stoßen. Die demzufolge einen Anschlag bildenden Absätze 64 vermeiden,
dass das Federelement 62 übermäßig
zusammengedrückt wird. Wird die Befestigungsplatte 50 von
der diese in die Endstellung II bewegenden Kraft entlastet, dann
kehrt die Gleithülse 63a und infolge des erneut
als Mitnehmer fungierenden Gehäusedeckels 65 das
Gehäuse 61 und damit die mit dem Gehäuse 61 gekoppelte
Befestigungsplatte 50 selbsttätig in die Ausgangsstellung
I zurück. Dies ist auf die Rückstellkraft zurückzuführen,
die durch das Zusammendrücken des Federelements 62 beim
Bewegen in die erste Endstellung II erzeugt wird.
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Wird,
wie in 5c gezeigt, die Befestigungsplatte 50 und
damit das Gehäuse 61 in die zweite Endstellung
III bewegt, dann wird das Gehäuse 61 über
die an dem Ansatz 74 anliegende Gleithülse 63a geschoben
und zugleich die nun in Bewegungsrichtung hintere Gleithülse 63b in
Richtung auf die Gleithülse 63a bewegt. Das zwischen
den Gleithülsen 63a, 63b eingespannte
Federelement 62 wird auf Grund der Bewegung der Gleithülse 63b in
Richtung auf die Gleithülse 63a erneut zusammengedrückt
und erzeugt damit die Rückstellkraft, durch welche das
Gehäuse 61 und damit die Befestigungsplatte 50 selbsttätig
in die Ausgangsstellung I zurückkehren können.
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Das
in den 6a bis 6c gezeigte Nachgiebigkeitsmodul
unterscheidet sich von der insbesondere in den 5a bis 5c gezeigten Ausführungsform
vornehmlich in einer gelenkigen Verbindung mit der nicht dargestellten
Befestigungsplatte 50. Zu diesem Zweck weist das Nachgiebigkeitsmodul 60 ein
Gehäuse 80 auf, das mit einer Öse 83 versehen
ist. Außerdem weist die Achse 70 an dem dem Gehäuse 80 abgewandten
Ende eine Öse 76 auf. Die Öse 83 wird
gegebenenfalls unter Zuhilfenahme von einem Hebel mit der Befestigungsplatte 50 verbunden,
wohingegen die Öse 76 gelenkig an dem Seitenarm 31 befestigt
sein kann. Wie die 6a bis 6c ferner
zu erkennen geben, ist die Öse 83 an einer der
Stirnseiten des Gehäuses 80 angeordnet. Im Unterschied
zu dem insbesondere in den 5a bis 5c gezeigten
Gehäuse 61 ist das Gehäuse 80 demzufolge
nur an der der Öse 83 abgewandten Seite mit dem
Gehäusedeckel 65 verschlossen. Die Funktion des
Mitnehmers, der sicherstellt, dass beispielsweise bei der Bewegung
des Gehäuses 80 von der Ausgangsstellung I in
die zweite Endstellung III die in Bewegungsrichtung hintere Gleithülse 63b in
Richtung auf die Gleithülse 63a bewegt wird, übernimmt
ein Absatz 81 des Gehäuses 80. Der an
der Innenfläche des Gehäuses 80 angeordnete Absatz 81 ist
so dimensioniert, dass eine Öffnung 66 verbleibt,
deren lichte Weite größer ist als der Durchmesser
der Einstellmutter 67 und der Kontermutter 68,
so dass diese bei einer Relativbewegung von Gehäuse 80 und
Achse 70 durch die Öffnung 66 gelangen
können, wie insbesondere 6b zu
erkennen gibt. Zwischen dem Absatz 81 und der Öse 83 befindet
sich ein Hohlraum 82, der dazu dient, bei der Bewegung
des Gehäuses 80 von der Ausgangstellung I in die
zweite Endstellung III einen Teil der Achse 70 aufzunehmen,
wie insbesondere 6c zu erkennen gibt.
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Die
durch das Nachgiebigkeitsmodul 60 gewährleistete
bidirektionale Nachgiebigkeit ermöglicht es, die Position
des Testkopfs 40 durch ein geringfügiges Hin-
und Herbewegen zu korrigieren. Die durch das Nachgiebigkeitsmo dul 60 erzeugte
Rückstellkraft stellt sicher, dass die Befestigungsplatten 50,
an denen der Testkopf 40 befestigt ist, stets in die Ausgangsstellung
I zurückkehren. Eine exakte und zuverlässige Positionierung
des Testkopfs 40 wird daher nicht durch die auf Grund der
durch das Nachgiebigkeitsmodul 60 erzeugten Nachgiebigkeit
beeinträchtigt. Hierzu trägt auch bei, dass das
Federelement 62 vorgespannt ist, so dass eine Bewegung
der Befestigungsplatten 50 nur dann möglich ist,
wenn die an den Befestigungsplatten 50 angreifende Kraft die
Vorspannung übersteigt.
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Die
durch die insbesondere in den 5a bis 5c gezeigte
erste Ausführungsform des Nachgiebigkeitsmoduls 60 erzeugte
Nachgiebigkeit ermöglicht ein geradliniges Hin- und Herbewegen des
Testkopfs 40. Dies ist auf die linear verschiebbare Anordnung
der Befestigungsplatte 50 an dem Seitenarm 31 zurückzuführen.
Wird die Befestigungsplatte 50 hingegen drehbar an dem
Seitenarm 31 angeordnet und nicht starr, sondern gelenkig
mit dem Gehäuse 80 verbunden, wie es die in den 6a bis 6c gezeigte
zweite Ausführungsform des Nachgiebigkeitsmoduls 60 ermöglicht,
dann lässt sich eine bidirektionale Nachgiebigkeit für
beispielsweise die Tumble-Bewegung α des Testkopfs 40 verwirklichen. Nicht
zuletzt verfügt das Nachgiebigkeitsmodul 60 somit über
eine universelle Ausgestaltung, die eine bidirektionale Nachgiebigkeit
in sowohl geradlinigen als auch gekrümmten Bewegungsrichtungen
ermöglicht.
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- 10
- Untergestell
- 11
- Tragbalken
- 12
- Traverse
- 13
- Tellerfuß
- 14
- Führungsschiene
- 20
- Positionierungsmittel
- 21
- Säule
- 22
- Vertikalschlitten
- 23
- Horizontalschlitten
- 30
- Halterung
- 31
- Seitenarm
- 40
- Testkopf
- 50
- Befestigungsplatte
- 51
- Schlitten
- 52
- Führungsschiene
- 53
- Drehführung
- 60
- Nachgiebigkeitsmodul
- 61
- Gehäuse
- 62
- Federelement
- 63a
- Gleithülse
- 63b
- Gleithülse
- 64
- Absatz
- 65
- Gehäusedeckel
- 66
- Öffnung
- 67
- Einstellmutter
- 68
- Kontermutter
- 69
- Spindelmutter
- 70
- Achse
- 71
- Gleitabschnitt
- 72
- Gewindeabschnitt
- 73
- Betätigungsabschnitt
- 74
- Ansatz
- 75
- Gewindeabschnitt
- 76
- Öse
- 80
- Gehäuse
- 81
- Absatz
- 82
- Hohlraum
- 83
- Öse
- x
- erste
horizontale Richtung
- y
- zweite
horizontale Richtung
- z
- vertikale
Richtung Twist-Bewegung
- α
- Tumble-Bewegung
- I
- Ausgangsstellung
- II
- erste
Endstellung
- III
- zweite
Endstellung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 10132489
B4 [0003, 0033]
- - DE 102004008487 B4 [0005]