DE1938771B2

DE1938771B2 - Einrichtung zur lageeinstellung von geraeten

Info

Publication number: DE1938771B2
Application number: DE19691938771
Authority: DE
Inventors: Hans 8000 München Fießer
Original assignee: Karl Suess Kg Praezisionsgeraete Fuer Wissenschaft und Industrie 8046 Garching
Current assignee: Karl Suess Kg Praezisionsgeraete fur Wissenschaf
Priority date: 1969-07-30
Filing date: 1969-07-30
Publication date: 1972-09-21
Also published as: DE1938771A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Einstellung der Lage oder Stellung von Geräten auf einem von zwei geradlinig und winklig, vorzugsweise rechtwinklig, zueinander geführten und verfahrbaren Schlitten, von denen der erste Schlitten in einer ortsfesten Führung und der zweite Schlitten in einer an oder auf dem ersten Schlitten vorgesehenen Führung gelagert ist, mit je einem jedem Schlitten zugeordneten Antriebselement und einem zwischen diesem sowie dem jeweils zugeordneten Schlitten wirksamen Kraftübertragungsglied.

Bei bekannten Antrieben der erwähnten Art, z. B. an Mikroskop-Kreuztischen gemäß der USA.-Patentschrift 2 474 163, ist zur Vermeidung einer gegenseitigen Beeinflussung der Einstellungen der beiden Schlitten das Antriebselement für den zweiten Schlitten nebst dem zugeordneten Kraftübertragungsglied nicht ortsfest, sondern unmittelbar auf einem der beiden Schlitten angebracht bzw. geführt. Dies wiederum bedingt eine entsprechende Auslegung der Führungen und der Stabilität der beiden Schlitten im Hinblick auf das gegebenenfalls relativ hohe Gewicht des Antriebselementes sowie des Kraftübertragungsgliedes. Dies gilt insbesondere in dem Fall, wenn das Antriebselement ein Elektromotor und das Kraftübertragungsglied eine Schraubspindel, beispielsweise Mikrometerschraubspindel, ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Koordinaten-Präzisionsantriebes, bei dem während der Betätigung eines der einen Koordinate zugeordneten Antriebselementes eine unkontrollierbare Rückwirkung auf die Einstellung der anderen Koordinate vermieden wird.

Erreicht wird dies bei einer Einrichtung der erwähnten Gattung durch zwei an dem zweiten Schlitten vorgesehene, einander gegenüberliegende, hinsichtlieh ihrer Längsachsen parallel zu der Verfahrebene verlaufende Führungsbahnen mit einer der maximalen Verfahrstrecke des ersten Schlittens mindestens entsprechenden Länge, von denen zumindest die erste parallel zu der Verfahrrichtung des ersten Schlittens verläuft, einen gegenüber den Schlitten unabhängig gelagerten bzw geführten, mit seinem freien Ende gegen die erste Führungsbahn anliegenden Arm von einer die maximale Verfahrstrecke des ersten Schiit-

tens übersteigenden Länge, welcher mit dem Kraftübertragungsglied führ den zweiten Schlitten verbunden ist, und ein ebenfalls gegenüber den Schlitten unabhängig gelagertes bzw. geführtes, gegen die Führungsbahn elastisch anliegendes Vorspannungsglied.

Da das Vorspannungsglied den zweiten Schlitten stets gegen den Arm drückt, so daß dessen freies Ende gegen die zugeordnete geradlinige Führungsbahn anliegt, ist die jeweilige Einstellung des zweiten Schlittens in einer von zwei Koordinaten ausschließlich und unabhängig von der jeweiligen Einstellung des ersten Schlittens durch die Einstellung des Armes eindeutig bestimmt. In jeder beliebigen Einstellung des Armes und damit des zweiten Schlittens läßt sich der erste Schlitten beliebig verfahren, ohne daß dies die Einstellung des gegenüber den beiden Schlitten unabhängig gelagerten oder geführten Armes bzw. des zweiten Schlittens in unkontrollierbarer Weise beeinflußt.

Als Kraftübertragungsglied können z. B. eine Schraubspindel, eine Zahnslange in Verbindung mit einem Ritzel, ein Seil oder eine Kette in Verbindung mit einem Kettenritzel verwendet werden.

Obgleich die erfindungsgemäße Einrichtung, wie bereits erwähnt, vorzugsweise mit rechtwinklig zueinander geführten und verfahrbaren Schlitten ausgebildet ist, kann auch eine vom rechten Winkel abweichende Führung und Verfahrbarkeit beider Schlitten vorgesehen sein, wobei in diesem Fall der zweite Schlitten jeweils bei ausschließlicher Betätigung eines der beiden Antriebselemente entweder parallel zur Abszisse oder zur Ordinate verfahrbar ist, ohne daß sich hierbei an der Einstellung der Ordinate bzw. Abszisse etwas ändert. Es ist damit die Verfahrbarkeit des Schlittens entsprechend den Achsen eines schiefwinkligen affinen Koordinatensystems möglich.

Da die erfindungsgemäße Einrichtung normalerweise von einem bereits vorhandenen Mikroskop-Kreuztisch ausgeht, bei welchem die Seitenkanten des zweiten Schlittens geradlinig sowie parallel zueinander verlaufend ausgebildet sind, werden gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einrichtung beide Führungsbahnen in vorteilhafter Weise geradlinig sowie parallel zueinander verlaufend ausgebildet. Aus den gleichen Gründen erweist es sich dann auch als vorteilhaft, wenn beide Fühlungsbahnen in einer parallel zu der Verfahrebene verlaufenden Ebene liegen.

Um eine Kraftübertragung in Richtung der Führungsbahnen zur Vermeidung von unkontrollierbaren Schlittenbewegungen des ersten Schlittens weitgehend auszuschließen, werden gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel das gegen die erste Führungsbahn anliegende freie Ende des Armes sowie ein gegen die zweite Führungsbahn anliegender Arm des Vorspannungsgliedes als Anlageelemcnl, vorzugsweise mit Rollen versehen, ausgebildet.

Besonders in dem Fall, wenn die erfindungsgemäße Einrichtung durch Motorstellglieder, insbesondere Elektromotoren, angetrieben werden soll, ist gemäß einem besonderen Ausführungsbeispiel der gegen die erste Führungsbahn anliegende Arm mit einem winklig hierzu etwa in Verfahrrichtung des zweiten Schlittens verlaufenden Träger fest verbunden, und das Vorspannungsglied ist in Form eines gegen die zweite Führungsbahn anliegenden Hilfsarmes ausgebildet, dessen eines Ende an den Träger federnd angelenkt ist. Der Träger kann hierbei in einer ortsfesten Führung gelagert sein, die parallel zu der Verfahrrichtung des zweiten Schlittens verläuft, wobei der Träger mit einem Kraftübertragungsglied in Form einer Schraubspindel im Eingriff steht. Dies ermöglicht bei geeigneter Auslegung des Gewindes eine präzise Verstellung des zweiten Schlittens in der einen Koordinatenrichtung.

Bei Antrieb der erfindungsgemäßen Einrichtung von Hand hat sich eine andere Ausführungsform als günstig erwiesen, bei welcher das Vorspannungsglied

ίο in Form eines Hilfsarmes im wesentlichen entsprechend dem Arm ausgebildet ist, wobei der Arm sowie der Hilfsarm ,mit je einem Ende außerhalb des Verfahrbereiches um senkrecht zu der Verfahrebene verlaufende Achsen schwenkbar gelagert ist. Das Kraftübertragungsglied ist in an sich bekannter Weise ein Seil, dessen Enden an den freien Enden des Armes sowie des Hilfsarmes verankert sind, und das Seil ist unter Bildung einer Seilschleife über außerhalb des Verfahrbereiches ortsfest gelagerte Seilrollen geführt, von denen eine als Antriebselement ausgebildet ist. Zur Aufrechterhaltung der Seilspannung ist ein zwischengeordnetes elastisches Element vorgesehen.

Bei diesem Ausführungsbeispiel erreicht man eine verhältnismäßig grobe Verstellmöglichkeit der in der einen Koordinatenrichtung auf den zweiten Schlitten zu übertragenden Bewegung, wobei die Übersetzung durch eine der beiden Seilrollen bestimmt ist, welche gleichzeitig als von Hand zu betätigender Bedienungsknopf ausgebildet sein kann. Zu beachten ist jedoch.

daß bei diesem Ausführungsbeispiel beide Führungsbahnen geradlinig sowie parallel zueinander verlaufen müssen.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. I ein erstes Ausführungsbeispiel einer Einrichtung gemäß der Erfindung unter Verwendung einer Schraubspindel als Kraftübertragungsglied für den zweiten Schlitten in Draufsicht sowie in vereinfachter und schematischer Darstellung, F i g. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Einrichtung gemäß der Erfindung unter Verwendung eines Seiles als Kraftübertragungsglied für den zweiten Schlitten in Draufsicht sowie in einer Darstellung ähnlich Fig. 1, wobei jedoch der Übersicht halber Iediglich der zweite Schlitten, nicht jedoch der erste Schlitten nebst zugeordnetem Antriebselement und Kraftübertragungsglied veranschaulicht sind.

Bei einer Einrichtung gemäß Fig. 1 ist auf einer Grundplatte 1 eine ortsfeste Führung 2 α, 2 ft für einen eisten, in .v-Richtung verfahrbaren Schlitten 3 vorgesehen. Auf dem ersten Schlitten 3 ist eine Führung 4 a. 4 b für einen gegenüber dem ersten Schlitten 3 in einer .v-Richtung verfahrbaren zweiten Schlitten 5 vorgesehen.

Dem ersten Schlitten 3 ist ein an sich bekannter Antrieb zugeordnet, dessen Antriebselement aus einer ortsfest gelagerten Rolle 6 und dessen Kraftübertragungsglied aus einem Seil 7 besteht. Das Seil 7 ist an einem Vorsprung 8 des ersten Schlittens 3 verankert, um zwei kleine Umlenkrollen 9, 10 geführt und mittels einer Schraubenfeder 11 dauernd unter Spannung gehalten. Durch Drehung der Rolle 6 läßt sich der erste Schlitten 3 in y-Richtung verfahren, wie dies durch den Doppelpfeil neben dem Vorsprung 8 angedeutet ist.

In zwei auf der Grundplatte 1 angebrachten Lagern 12, 13 ist eine als Antriebselement für den zweiten Schlitten 5 dienende Schraubspindel 14 nebst

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Rändeleinstellknopf 15 gelagert. Die Schraubspindel pelpfeil einstellbar ist. An Stelle des Einstellknopfes 14 verläuft durch einen auf der Grundplatte 1 geführ- 15 kann selbstverständlich auch ein Antriebsmotor, ten Träger 16, mit dem ein rechtwinklig hierzu verlau- insbesondere Elektromotor, vorgesehen sein,
fender Arm 17 starr verbunden ist. An den Träger 16 Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 sind ein ist ein Vorspannungsglied in Form eines Hilfsarmes 5 Arm 17' und ein Hilfsarm 18' im wesentlichen gleich 18 um einen Zapfen 19 drehbar angelenkt, welcher ausgebildet und mit je einem Ende außerhalb des Verdurch eine Blattfeder 30 gegen den zweiten Schlitten 5 fahrbereiches der Schlitten um senkrecht zu der Vervorgespannt wird. Die freien Enden des Armes 17 so- fahrebene verlaufende Achsen 24 bzw. 19' gelagert, wie des Hilfsarmes 18 sind mit Rollen 20 bzw. 21 ver- Ein Kraftübertragungsglied in Form eines Seiles 25 ist sehen und liegen gegen voneinander abgewendete, io mit seinen Enden an dem freien Ende des Armes 17' parallel zu der Verfahrebene sowie parallel zueinan- bzw. des Hilfsarmes 18' verankert und wird durch der geradlinig verlaufende Führungsbahnen 22,23 an. eine Schraubenfeder 28 gespannt gehalten. Das Seil Da der zweite Schlitten 5 in jeder beliebigen Ein- 25 verläuft ausgehend von dem Arm 17' um die Anstellung des ersten Schlittens 3 mittels des durch die triebsrolle 26 und eine Umlenkrolle 27 zum Hilfsarm Feder 20 vorgespannten Hilfsarmes 18 gegen das RoI- 15 18' unter Zwischenschaltung der Schraubenfeder 28. lenlager 20 des Armes 17 gedrückt wird, ist die Ein- In jeder beliebigen Einstellung des Schlittens 5 bleibt stellung des zweiten Schlittens 5 eindeutig und aus- die Gesamtlänge des Seiles 25 konstant,
schließlich durch die jeweilige Einstellung des Trägers Das Ausführungsbeispiel nach F ig. 2 eignet sich 16 bestimmt, wobei mittels der Schraubspindel 14 bevorzugt für Handbetätigung, wobei indessen die er- bzw. des Einstellknopfes 15 eine x-Koordinate gemäß ao zielbaren Vorteile denjenigen des Ausführungsbeidem oberhalb des Trägers 16 veranschaulichten Dop- spiels nach F i g. 1 entsprechen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Einstellung der Lage oder Stellung von Geräten auf einem von zwei geradlinig und winklig, vorzugsweise rechtwinklig, zueinander geführten und verfahrbaren Schlitten, von denen der erste Schlitten in einer ortsfesten Führung und der zweite Schlitten in einer an oder auf dem ersten Schlitten vorgesehenen Führung gelagert ist, mit je einem jedem Schlitten zugeordneten Antriebselement und einem zwischen diesem sowie dem jeweils zugeordneten Schlitten wirksamen Kraftübertragungsglied, gekennzeichnet durch zwei an dem zweiten Schlitten (5) vorgesehene, einander gegenüberliegende, hinsichtlich ihrer Längsachsen parallel zu der Verfahrebene verlaufende Führungsbahnen (22, 23) mit einer der maximalen Verfahrstrecke des ersten Schlittens (3) mindestens entsprechenden Länge, von denen zumindest die erste (22) parallel zu der Verfahrrichtung des ersten Schlittens (3) verläuft, einen gegenüber den Schlitten (3, S) unabhängig gelagerten bzw. geführten, mit seinem freien Ende gegen die erste Führungsbahn (22) anliegenden Arm (17 bzw. 17') von einer die maximale Verfahrstreckc des ersten Schlittens (3) übersteigenden Länge, welcher mit dem Kraftübertragungsglied (14 bzw. 25) für den zweiten Schlitten (5) verbunden ist, und ein ebenfalls gegenüber den Schlitten (3, 5) unabhängig gelagertes bzw. geführtes, gegen die zweite Führungsbahn (23) elatisch anliegendes Vorspannungsglied (Arm 18 bzw. 18').

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ers'e und zweite Führungshahn (22. 23) parallel zueinander verlaufen.

3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 und

2, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachsen beider Führungsbahnen (22, 23) in einer parallel zu der Verfahrebene verlaufenden Ebene liegen.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß das gegen die erste Führungsbahn (22) anliegende freie Ende des Armes (17) sowie ein gegen die zweite Führungsbahn (23) anliegender Teil des Vorspannungsgliedes (Arm 18 bzw. 18') als Anlageelement, vorzugsweise mit Rollen (20, 21) versehen, ausgebildet sind.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß der gegen die erste Führungsbahn (22) anliegende Arm (17 bzw. 17') mit einem winklig hierzu etwa in Verfahrrichtung des zweiten Schlittens (5) verlaufenden Träger (16) fest verbunden ist und daß das Vorspannungsglied in Form eines gegen die zweite Führungsbahn (23) anliegenden Hilfsarmes (18) ausgebildet ist, dessen eines Ende am Träger (16) federnd angelenkt ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (16) in einer ortsfesten Führung gelagert ist, die parallel zu der Verfahrrichtung des zweiten Schlittens (5) verläuft.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5,6, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (16) mit einem Kraftübertragungsglied in Form einer Schraubspindel (14) im Eingriff steht.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorspannungsglied in Form eines Hilfsarmes (18') im wesentlichen entsprechend dem Arm (17') ausgebildet ist, daß der Arm (17') sowie der Hilfsarm (18') mit je einem Ende außerhalb des Verfahrbereiches um senkrecht zu der Verfahrebene verlaufende Achsen (24,19') schwenkbar gelagert ist, daß das Kraftübertragungsglied in an sich bekannter Weise ein Seil (25) ist, dessen Enden an den freien Enden des Armes (17') sowie des Hilfsarmes (18^ verankert sind, daß das Seil (25) unter Bildung einer Seilschleife über außerhalb des Verfahrbereiches ortsfest gelagerte Seilrollen (26, 27) geführt ist, von denen eine (Seilrolle 26) als Antriebselement ausgebildet ist, und daß zur Aufrechterhaltung der Seilspannung ein zwischengeordnetes elastisches Element (28) vorgesehen ist.