DE1920556A1

DE1920556A1 - Zweidimensional verstellbare Tischplatte

Info

Publication number: DE1920556A1
Application number: DE19691920556
Authority: DE
Inventors: Helms John Douglas
Original assignee: Texas Instruments Inc
Current assignee: Texas Instruments Inc
Priority date: 1968-04-29
Filing date: 1969-04-23
Publication date: 1969-11-20
Also published as: GB1260370A; JPS4922020B1; US3517624A; SE341511B; NL6906590A

Description

DR-INO. DIPL.-ING. M. SC, OIPu.-PH /S. CK.. DIPL.-PHV«. HÖGER - STELLRECHT-GRIESSBACH - HAECKER PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

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Texas Instruments Inc. Dallas, Texas U.S.A.

^ZWEIDIMENSIITAL VSRSTSLLBARS TISCHPLATT]

Die Erfindung betrifft einen Kreuzkoordinaten-Tisch mit zweidimensional verstellbarer Tischplatte und einer Verstellvorrichtung zur Einstellung der Plätte in einer Ebene.'

Tischplatten, die sich horizontal genau einstellen lassen, benötigt man für viele Pertigungsverfahren und insbesondere dort, wo bei der Fertigung eines kleinen Teils eine " Reihe von Arbeitsgängen durch eine große und fest eingestellte Maschine durchgeführt werden müssen, deren Bearbeitungswerkzeuge nicht oder nicht ausreichend horizontal verschiebbar sind. So ist es beispielsweise üblich, eine einen gedruckten Schaltkreis aufweisende Platte auf einen zweidimensional verstellbaren Tisch zu montieren, der sich unter einer Bohrvorrichtung befindet, so daß in die Platte eine Reihe von Löchern gebohrt.werden können, indem sie durch einen Kaschinenbediener Vermittels einer Lehre je-" weils neu durch Verstellung des Sischs positioniert wird; natürlich kann eine .solche Positionierung auch durch ei-

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nen Computer erfolgen. Die zwei Dimensionen der vorzugsweise horizontalen Ebene, in der die Tischplatte des Tischs verstellbar ist, sollen im folgenden als X- und. Y-Achse "bezeichnet v/erden.

IJun sind bereits solche Tischplatten bekannt, bei denen zumindest einer der die Platte entlang der X- oder Y-Achse verstellenden Motoren auf der Platte selbst montiert ist; dadurch wird aber die träge Masse der Platte erhöht, was deren schnelle und genaue Positionierung wesentlich erschwert. Als ein v/eiterer Fachteil einer solchen Anordnung erveist sich der Platzverbrauch durch den Motor auf der Tischfläche, die eigentlich der Anbringung des herzu- ■ stellenden Teils allein vorbehalten sein sollte.

Aufgabe der Erfindung ist nun, einen Tisch mit einer zweidiraensionalen verstellbaren Tischplatte zu entwerfen, bei dem die Tischplatte "keinen Motor auf- oder angesetzt hat, und bei dem die bei der Einstellung der Tischplatte wirk-" same träge Masse verringert ist.

Diese Aufgabe wird für das Gerät der eingangs erwähnten Art gemä3 der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß die Verstellvorrichtung Zahnstangen enthält, die an der Tischplatte angebracht und parallel zu den einen './inkel miteinander bildenden Achsen drehbarer Zahnritzel sind, wobei diese mit je einer der Zahnstangen kämmen.

Durch die Erfindung wird außer der lösung der gestellten Aufgabe der Vorteil erzielt, daß die Tischplatte durch eine einfache Steuerung schnell und genau zweidimensional eingestellt werden und auf ihrer ganzen Oberfläche das herzustellende Teil oder dergleichen aufnehmen kann.

Zweckmäßigerweise ist die Tischplatte klein, kompakt und

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weist eine nur geringe träge Masse auf. An ihren Seiten sind die Zahnstangen "befestigt, die mit Zahnritzeln "kämmen, von denen eineο entlang der X- und ein zweites entlang der Y-Achse angeordnet ist. Tnhrend nun ein Zahnritzel dem Antrieb der Tischplatte entlang einer Achsrichtung dient, wirkt das andere Ritzel als Uutführung der Platte in dieser Richtung. Selbstverständlich könnte eine den Zahnstangen entsprechende Verzahnung auch an die Tischplatte selbst angearbeitet sein.

Zweckmäßigerweise ist die Tischplatte planeben mit den sie umgrenzenden Zahnstangen; es können jedoch statt einer Tischplatte auch andere Vorrichtungen vorhanden sein.

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Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung können den beigefügten Ansprüchen und/oder der folgenden Besehreibung entnommen werden, die der Erläuterung von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen dient. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem ein Teil der Tischoberfläche aufgeschnitten gezeichnet ist;

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 3 - 3 der Fig. 1; und

Fig. 4 einen Ausschnitt aus einer Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, das einen viereckigen Trägerrahmen zur Aufnahme der in der Mitte liegenden Wellenteile der Zahnritzel aufweist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung hat ein Tisch eine zweidimensional verstellbare Tischplatte, welche mindestens die Form eines Parallelogramms aufweist und Zahnstangen an ihrer Seite hat, von denen je zwei zueinander parallel verlaufen und mit in einer X- und Y-Achsenrichtung verlaufenden Zahnritzeln käm-" men. Wird nun eines dieser Zahnritzel gedreht, erfährt die Tischplatte dadurch eine"Verschiebung entlang den als Nutführungen dienenden Zähnen des anderen Zahnritzels.

In den Fig. 1 bis 4 werden mit Bezugszeichen zwischen der Zahl 10 und der Zahl 29 alle mit einer Tischplatte 10 in Zusammenhang stehenden Teile bezeichnet; Bezugszeichen zwischen der Zahl 30 und der Zahl 39 bezeichnen alle zu einem Ritzel 32 gehörigen Teile; entsprechend werden mit Bezugszeichen 40 bis 49 alle zu einem Zahnritzel 42 gehörigen Teile ausgewiesen; die Achse des Ritzels 32 liegt in Y-Richtung, die Achse des Rit-

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zels 42 in X-Richtung. Alle zwischen den Zahlen 50 bis 59 liegenden Bezugszeichen sind für Teile eines ersten Trägerrahmens 50 verwendet und schließlich ist mit 60 ein Tragrahmen des Ausführungsbeispiels der Fig. 4 bezeichnet.

Die Figuren 1-3 stellen ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung dar und lassen den Trägerrahmen 50 als quadratisches Gebilde erkennen, das eine^verschiebbaren Tischplatte 10 angepaßte Form hat. Der Rahmen 50 ist-beispielsweise aus Gußeisen, Aluminium oder einem ähnlichen geeigneten Material. Vier Lagerbüchsen 51 - 54 befinden sieh an den Seiten des Trägerrahmens 50 und dienen als Gleitlager für die walzenförmigen Zahnritzel 32, 42.

Das Ritzel 32 ist ein in Y-Richtung verlaufender gezahnter Zylinder, das Ritzel 42 ein in X-Richtung verlaufender gezahnter Zylinder. Diese Zylinder bilden an ihrer Oberfläche Mutführungen, deren Erhebungen Zähne 35 bzw. 45 darstellen, die mit Zahnstangen 11 - 14 der Tischplatte kämmen. Da die Zahnstangen 11 - 14 an der Unterseite der Tischplatte 10 angebracht sind, ist also somit zwischen den Zahnritzeln 32, 42 und der Tischplatte 10 eine formschlüssige Verbindung hergestellt, wodurch eine Drehung dieser Ritzel in eine entsprechende Verstellung der Tischplatte 10 verwandelt werden kann. Die zentrisch gelegene Achse des Ritzels 32 weist ein mittleres Wellenteil 33 sowie als Lagerwellen 31 bzw. 34 bezeichnete. Viellenstümpfe an ihren zwei Enden auf, von denen die Lagerwelle 31 ein Bedienungsrad 30 trägt. Die Welle 31 lagert in der Büchse 51, die Welle 34 in der Büchse 52 des Trägerrahmens 50. Durch das Bedienungsrad 30 ist es möglich, das Zahnritzel 32 zu drehen. Es ist selbstverständlich, daß das Bedienungsrad 30 sowie ein am Wellenstumpf des Ritzels 42 sitzendes Bedienungsrad 40 durch andere Betätigungsmechanismen, wie beispielsweise computergesteuerte I'otoren oder dergleichen, leicht ersetzt

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werden können. Es sollte beachtet werden, daß die Motoren dabei die Tischplatte bewegen, ohne selbst an oder auf dieser · montiert zu sein, so daß nur jeweils die träge Masse desjenigen Motors in Betracht zu ziehen ist, der angetrieben wird. Wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, gilt das für das in der Y-Richtung liegende Ritzel 32 gesagte ebenfalls für das in der X-Richtung liegende Ritzel 42, dessen mittleres Wellenteil mit 43 und dessen Lagerwellen mit 4l, 44 gekennzeichnet sind.

" Um eine gegenseitige Behinderung der zwei sich kreuzenden Ritzel 32, 42 zu vermeiden,können diese so ausgebildet werden, daß der Radius des einen Ritzels größer als der des anderen Ritzels ist, so daß sich deren mittlere Wellenteile 33a 43 nicht berühren. Letzteres kann jedoch auch erreicht werden, wenn die Zahnritzel gleiche Durchmesser haben, wie Fig. 2 zeigt. Hier kreuzt das mittlere Wellenteil 33 des Ritzels das Wellenteil 43 des Ritzels 42 so₃ daß das erstere unter dem letzteren geführt ist. Letztere Ausführungsform erfordert, daß die Lagerbüchsen 51 _s 52 höher angebracht sind als die entsprechenden Lagerbüchsen 53, 54.

Eine weitere Möglichkeit der Anordnung der Lagerwellen wird in Fig. 4 gezeigt, das einen Ausschnitt aus einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt. Der Tragrahmen βθ ist viereckig ausgebildet und .enthält Lagerbüchsen zur Aufnahme der entsprechend bearbeiteten_s mittleren Wellenteile der Zahnritzel. Während das Wellenteil 43 durchgehend geblieben ist und den Tragrahmen βθ trägt, ist das mittlere Wellenteil eines entlang der Y-Achse geführten Ritzels 32 unterbrochen. Ein Antriebsteil 32^f des Ritzels 32 weist einen in einer ersten Lagerbüchse des Tragrahmens βθ endigenden Wellenstummel auf; entsprechend hat ein in axialer Verlängerung liegendes Leerlaufteil 32" des Ritzels 32 einen Wellenstummel, der in einer zweiten Lagerbüchse des Tragrahnens 60 endigt.

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Infolge der formschlüssi^en Λ^Γerb in dung zwischen den Zahnritzeln und den Zahnstangen bewegt sich das Leerlaufteil 32"
bei Verschiebungen der Tischplatte 10 in X-Richtung gleichsinnig mit dem Antriebsteil 32', wobei jedoch nur vom Antriebsteil 32' eine Kraftübertragung zur Verstellung der Tischplatte 10 erfolgt] bei stillstehendem Antriebsteil 32^f dient das
Leerlaufteil 32" lediglich als Nut-Führung für eine Verschiebung der Tischplatte 10 in Pachtung der Y-Achse.

Obwohl nun die verschiebbare Tischplatte 10 aus beliebigem
Material hergestellt sein kann, besteht er doch vorzugsweise aus einem leichten Werkstoff, beispielsweise aus Aluminium, damit seine träge Masse möglichst klein ist.

Aus den Figuren ist zu erkennen, daß die Zahnstangen zweckmäßigerweise so montiert sind_s daß ihre nach oben weisenden glatten Oberflächen mit der Tischplattenoberfläche planeben sind, so daß die Gesamtoberfläche der Tischplatte dadurch vergrößert wird. Die Zahnstangen 13 und 14 weisen eine größere Tiefe als die Stangen 11 und 12 auf, da das Zahnritzel h2
der X-Achse unter dem Pdtzel 32 der Y-Achse liegt, \i±e zuvor erläutert wurde.

Um nun eine einwandfreie formsehlüssige Verbindung zwischen Zahnritzeln und Zahnstangen zu gewährleisten, auch wenn die Tischplatte anderen Kräften wie beispielsweise Kippkräften
unterworfen sein sollte, ist es zweckmäßig, Begrenzungsvorrichtungen aus Führungsschienen 21 - 2h und darauf geführte Gleitlager 25 - 28 vorzusehen, die durch senkrechte Stützen 15 - 18 mit der äußeren Begrenzung der Tischplatte 10 verbunden sind; diese Stützen sind beispielsweise durch Schrauben starr mit den Zahnstangen und den Führungsschienen 21 - 2h
verbunden. Jedes der Gleitlager 25 - 28 weist unten eine Nut auf und gleitet frei in einer entsprechenden Führungsschiene 21 - 2h; es hat ferner einen halbkreisförmigen Ausschnitt,

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mit dem es ein Zahnritzel halbkreisförmig umfaßt und gegen die darüber liegenden Zahnstange hält. Hieraus ist zu erkennen, daß alle auf die Tischplatte wirkenden Kräfte, ausgenommen diejenigen, die durch die Bewegung der Ritzel verursacht sind, von den Gleitlagern 25 - 28 aufgenommen werden, die sie gegebenenfalls· auf die Führungsschienen 21 - 24 übertragen; dabei spielt die relative Stellung der Tischplatte 10 keine RoI--Ie. Da nun die letzterwähnten Bauteile zum Teil ebenfalls bei Verstellung der Tischplatte mitbewegt v/erden, bestehen sie vorteilhafterweise ebenfalls aus einem Leichtmetall.

Die Begrenzungsvorrichtung kann dort entfallen, wo die auf die Tischplatte 10 wirkenden Kräfte im wesentlichen auf den Punkt beschränkt sind, der oberhalb der Kreuzung der Ritzel 32, liegt, so daß keine Gefahr besteht, daß die Tischplatte 10 kippt. Es soll hervorgehoben v/erden, daß die oben gezeigte Begrenzungsvorrichtung leicht auch anders ausgebildet sein kann, da sie lediglich dem Zwecke zu dienen hat, Bewegungen der Tischplatte 10 auf die von den zwei Achsen X, Y definierte Ebene zu begrenzen.

Zur Wirkungsweise der Äusführungsbeispiele gemäß Fig. 1 bis 3 und Fig. 4 ist zu sagen, daß die Tischplatte 10 durch Drehen des Bedienungsrads 30 in Richtung der X-Achse und durch Drehung des Bedienungsrads 40 in Richtung der Y-Achse verstellt werden kann. Wird beispielsweise das Zahnritzel 32 rechts- ^; drehend verstellt (rechtsdrehend in den Sinne, daß man in positive Richtung der Y-Achse sieht), so bewegt sich die Tischplatte 10 in positive Richtung der X-Achse, wobei die Zähne der Zahnstangen 13 und 14 entlang den Zähnen des Zahnritzels 42 gleiten, welche als Nutführungen dienen. Andererseits wird die Tischplatte in die negative Richtung der X-Achse bewegt, dreht man das Zahnritzel 32 nach links. Das soeben gesagte gilt in analoger Weise für eine Verstellung in Y-Richtung_s wenn das Zahnritzel 42 rechts- bzw. linksdrehend bewegt wird»

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ist jedoch zxi beachten, daß> 5ie Bedienungsräaer 30 j ¹^O
auch gleichzeitig verstellt werden können, wodurch sich die soeben erwähnten Bewegungen überlagern.

Die vorerwähnten Ausführungsbeispiele wiesen.Zahnritzel und Zahnstangen auf, die sich hauptsächlich unterhalb der Tischplatte 10 befanden. Es ist jedoch möglich, diese ganz oder teiltfeise oberhalb der Tischplatte anzuordnen, wenn räumliche Überlegungen dies angezeigt erscheinen lassen und dadurch keine Behinderung von Bearbeitungswerkzeugen oder des zu bearbeitenden Werkstücks entsteht. Eine solche Anordnung könnte beispielsweise für gedruckte Schaltkreise tragende Platten verwendet werden.

Im Rahmen des Erfindungsgedankens sind Abänderungen von den dargestellten Ausführungsformen möglich.

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Claims

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Patentansprüche

1.. Kreuzkoordinaten-Tisch nit zweidimensional verstell-""' barer Tischplatte und einer Verstellvorrichtung zur Einstellung der Platte in einer Ebene, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellvorrichtung Zahnstangen (11, 13) enthält, die an der Tischplatte (10) angebracht und P parallel zu den einen Winkel miteinander bildenden Achsen drehbarer Zahnritzel (32, 42) sind, wobei diese mit je einer der Zahnstangen (11, 13) kämmen.

2. Tisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnstangen mindestens an einander benachbarten Kanten der Tischplatte angebracht sind.

3. Tisch nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Ritzel in zwei aufeinander senkrecht stehenden Richtungen verlaufen.

4. Tisch nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Abstand von den Zahnstangen (11, 13) und parallel zu diesen Führungen (22, 23) mit auf denen verschiebbar angeordneten Gleitwiderlagern (27, 26) für die Ritzel vorgesehen sind.

5. Tisch nach A_nspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Zahnstangen (12, 14) vorgesehen sind, die mit den ersten Zahnstangen (11, 13) ein rechtwinkliges Viereck bilden und mit den ebenfalls rechtwinklig zu-, einander verlaufenden Ritzeln (32, 42) kämmen.

6. Tisch nach einem oder mehreren der vorhergehenden An-

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sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Zahnritzel (32, 42) in zwei verschiedenen Serien liegen, und daß die Zahnstangen entsprechend verschiedene Höhen aufweisen, damit ihre Zähne mit denen des zugehörigen Zahnritzels kämmen»

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