Weiterbildungen der Erfindung sind in weiteren Unteransprüchen aufgeführt. Nachstehend wird diese anhand vorteilhafter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Figuren noch näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Kreuzschlitteneinrichtung in einer Draufsicht, deren Arbeitskopf als Schreibkopf ausgebildet ist,

Fig. 2 eine Vorrichtung, ähnlich der aus Fig. 1, in einer seitlichen Teil-Schnittdarstellung,

Fig. 3 eine Vorrichtung, wie aus Fig. 1 und 2, in Draufsicht während des Arbeitsvorganges und den Ruhephasen ihres als Schreibkopf ausgebildeten Arbeitskopfes,

Fig. 4 eine gegenüber Fig. 1 und 2 abweichend ausgebildete und in ihre wesentlichen Einzelteile zerlegte Vorrichtung in einer Draufsicht und

Fig. 5 die Vorrichtung aus Fig. 4 während des Arbeitsvorganges beim Zeichnen einer über die Reichweite ihres X-Y-Antriebes hinausgehenden Zeichnung.

Fig. 1 zeigt eine im ganzen mit 1 bezeichnete Vorrichtung zum Verstellen eines als Schreibkopf ausgebildeten Arbeitskopfes 2 gegenüber einer Fläche in einer Draufsicht. Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einer Kreuzschlitteneinrichtung 3 mit X-Y-Antrieb, die zwei etwa im rechten Winkel zueinander angeordnete Führungen 4a und 4b aufweist. Dabei ist die Führung 4b an dem Schlitten 5a der Schlittenführung 4b befestigt und trägt mit ihrem Schlitten 5b den Arbeitskopf 2. Der Schlitten 5b der Vorrichtung 1 ist, wie Fig. 1 zeigt, als ein beide Enden seiner Führung überragender und in ihr in X-Richtung bewegbar gehaltener Schlittenarm ausgebildet. Der Schlitten 5b und mit ihm der an seinem Endbereich gehaltene Arbeitskopf 2 kann über den Schlittenarm 5a der Führung 4a in Y-Richtung verstellt werden. Über den Schlitten 5b der Führung 4b kann der Arbeitskopf 2 in X-Richtung verschoben werden. Die Führungen 4a, 4b bilden mit ihren Schlitten 5a, 5b jeweils ein Führungssystem.

Wie Fig. 1 zeigt, kann die Vorrichtung 1 mit ihrer Kreuzschlitteneinrichtung 3 frei beweglich auf einer Fläche angeordnet werden. Dabei sitzt die Einrichtung 3 über Auflagen 6 mit ihrer Führung 4a auf der Fläche auf, wobei die Auflagen 6 als Auflagewinkel ausgebildet und an den beiden im rechten Winkel zur Führungsrichtung der Führung 4a angeordneten Schmalseiten dieser Führung 4a befestigt sind.

Erfindungsgemäß weist die Einrichtung 3 der Vorrichtung 1 eine Hilfsvorrichtung zum Festlegen oder Festhalten des Arbeitskopfes 2 gegenüber der im vorliegenden Fall zu beschreibenden Fläche auf und ist bei festgelegtem oder fixiertem Arbeitskopf 2 mit Hilfe ihrer - in Fig. 1 nicht weiter dargestellten - Schlitten-Antriebe relativ zur Fläche bewegbar.

Dabei hat die Hilfsvorrichtung zum Festlegen oder Festhalten des Arbeitskopfes 2 zwei auf die Fläche absenkbare Standfüße 8, die an den Endbereichen des den Arbeitskopf tragenden Schlittens 5b angeordnet sind. Wie in Fig. 2 zu erkennen ist, ist der in Fig. 1 linke zum Arbeitskopf 2 weisende Standfuß 8 als "Stempel" und der in Fig. 1 rechte Standfuß 8 als "Schiene" ausgebildet.

Statt zwei solcher Standfüße 8 kann auch nur ein, unterhalb den Führungen 4 angeordneter und zur Fläche hin absenkbarer Standfuß 8 vorgesehen werden, der etwa T-förmig ausgebildet ist und beispielsweise mit dem freien Ende des langen Schenkels seiner T-Form zum Arbeitskopf 2 weist.

Der Hub dieser zur Fläche hin absenkbaren Standfüße 8 ist so bemessen, daß in der maximalen Absenkstellung die während des Arbeitsvorganges des Arbeitskopfes stillstehende, über ihre Auflagen 6 auf der Fläche aufsitzende Führung 4a von der Fläche abhebt. Zum Absenken dieser Standfüße 8 sind zwei pneumatisch betätigbare Hubzylinder 9 vorgesehen, die auf der der Fläche abgewandten Seite des Schlittens 5b an dessen beiden Endbereichen angeordnet sind.

In Fig. 2 ist eine Vorrichtung, ähnlich der aus Fig. 1, in einem seitlichen Längsschnitt dargestellt, deren ebenfalls an den Endbereichen des als Schlittenarm ausgebildeten Schlittens 5b angeordneten Hubzylinder die als Stempel bzw. Schiene ausgebildeten Standfüße 8 beispielsweise während des Arbeitsvorganges des Arbeitskopfes 2 oberhalb der Fläche 10 halten. Diese Standfüße 8 sind mittels der Hubzylinder 9 nach unten in Richtung Z1 zur Fläche 10 hin absenkbar, so daß die Kreuzschlitteneinrichtung 3 mit den Auflagen 6 von der Fläche 10 in Richtung Z2 abhebt, lediglich über die Standfüße 8 auf dieser noch gehalten ist und die in Fig. 2 gestrichelt angedeutete Stellung einnimmt.

Der als Schreibkopf ausgebildete Arbeitskopf 2 der Vorrichtung 1 aus Fig. 2 ist ebenfalls zur Fläche hin absenkbar. Dieser Arbeitskopf besteht im wesentlichen aus einem Zeichenstift 11, einem metallischen und über ein Scharnier 12 vertikal verschwenkbaren Stifthalter 13 sowie einem in Fig. 2 oberhalb des Stifthalters 13 angeordneten Elektromagneten 14. Wird der Elektromagnet des Arbeitskopfes 2 betätigt, so wird durch das dabei entstehende Magnetfeld der darunter zur Fläche hin angeordnete Stifthalter 13 nach oben angezogen und mit dem Stifthalter 13 auch der Zeichenstift 11 von der Fläche abgehoben.

In Fig. 2 ist auch die während des Arbeitsvorganges gegenüber der Fläche 10 stillstehende, mit ihren Auflagen 6 auf dieser aufsitzende Führung 4a mit ihrem Schlitten 5a quergeschnitten dargestellt. Dabei ist gut erkennbar, daß die Führungen 4 als Wälzführungen ausgebildet sind, die zwischen ihren als Kugeln ausgebildeten Wälzkörpern die Schlitten 5 führen. Der Schlitten 5a ist in Fig. 2 auf seiner zur Fläche 10 hin weisenden Seite - in nicht weiter dargestellter Weise - mit der Führung 4b verbunden, die an ihrem Schlitten 5b den Arbeitskopf 2 trägt. Zweckmäßigerweise sind die Schlitten 5 der Führungen 4 für die Relativbewegungen der Einrichtung 3 in X- und Y-Richtung über Spindelmuttern mit - hier ebenfalls nicht dargestellten - Antriebsspindeln verbunden. Dabei wird eine Ausführung bevorzugt, bei der für die Relativbewegungen der Einrichtung 3 als Schlitten-Antriebe Schrittmotoren vorgesehen sind, die die Antriebsspindeln antreiben.

In Fig. 3a bis 3c ist eine Vorrichtung 1, wie aus Fig. 1 und 2, in Draufsicht während des Arbeitsvorganges und den Ruhephasen ihres ebenfalls als Schreibkopf ausgebildeten Arbeitskopfes 2 gezeigt. Dabei soll die Vorrichtung 1 mit ihrem X-Y-Antrieb die in Fig. 3a gestrichelt dargestellte Kurve auf eine Fläche 10 auftragen.

In Fig. 3a befindet sich die Vorrichtung 1 mit ihrer Kreuzschlitteneinrichtung noch in ihrer Ausgangslage, bei der sich der Arbeitskopf noch in dem rechten unteren Eckbereich seines während eines Arbeitsvorganges noch erreichbaren Aktionsbereiches befindet. Während des Arbeitsvorganges wird der auf die Fläche 10 abgesenkte Arbeitskopf 2 entsprechend dem gewünschten Arbeitsergebnis über die Fläche 10 verfahren. Bei diesem Arbeitsvorgang des Arbeitskopfes 2 steht die mit ihren Auflagen 6 auf der Fläche 10 oder einer angrenzenden Unterlage aufsitzende Führung 4a gegenüber der Fläche 10 still und wird durch das Eigengewicht der Kreuzschlitteneinrichtung 3 in dieser Lage gehalten. Dabei wird der Arbeitskopf 2 über die rechtwinklig zur Führung 4a angeordnete Führung 4b und deren Schlitten 5b verfahren. Während des Arbeitsvorganges des Arbeitskopfes 2 liegt oder sitzt die Einrichtung 3 nur mit den Auflagen 6 der Führung 4a auf der Fläche oder der Unterlage auf, während die Standfüße 8 oberhalb der Fläche 10 oder der Unterlage angeordnet sind und diese nicht berühren.

In Fig. 3b hat der Arbeitskopf 2 die vom X-Y-Antrieb 3 während eines Arbeitsvorganges maximal erreichbare Reichweite erreicht. In dieser Position des Arbeitskopfes 2 muß die Kreuzschlitteneinrichtung 3 mit ihren Führungssystemen neu ausgerichtet werden. Dazu werden die Standfüße 8 auf die Fläche 10 oder die angrenzende Unterlage abgesenkt, bis die Auflagen 6 der Einrichtung 3 von der Fläche oder der Unterlage abheben.

In dieser in Fig. 3b dargestellten Position fixieren die als Schiene oder Stempel ausgebildeten Standfüße 8 den Arbeitskopf 2 sowie den ihn tragenden Schlitten 5b gegenüber der Fläche 10. In dieser Ruhephase des Arbeitskopfes 2 können bei abgehobenen Auflagen 6 die Führungen 4 relativ zueinander und gegenüber dem Arbeitskopf und der Fläche 10 verstellt werden, während der Arbeitskopf 2 gegenüber der Fläche 10 in der Position festgelegt ist, in der er den vorangegangenen und in Fig. 3a dargestellten Arbeitsvorgang beendet hat.

Beim Verstellen der Führungen während der Ruhephase des Arbeitskopfes 2 vertauschen der den Arbeitskopf 2 tragende Schlitten 5b sowie seine Führung 4b ihre Funktionen: Der Schlitten 5b wird zusammen mit dem Arbeitskopf gegenüber der Fläche 10 fixiert und führt nun seinerseits die Führung 4b bei ihren Verstellbewegungen.

Zweckmäßigerweise wird beim Verstellen der Führungen 4 während der Ruhephase des Arbeitskopfes 2 dieser mit seinem Zeichenstift von der Fläche 10 abgehoben.

In Fig. 3c ist die Kreuzschlitteneinrichtung 3 in der Lage dargestellt, in der sie die Verstellbewegungen der Führungen 4 beendet hat und den nächsten Arbeitsvorgang zur Vervollständigung der Zeichnung beginnt.

Wie Fig. 3c zeigt, sind dabei die Führungen 4 in der Ruhephase des Arbeitskopfes 2 in ihre ursprüngliche Relativpostion oder Ausgangsposition verstellt worden, in der sich der Arbeitskopf 2 im rechten unteren Eckbereich seines während eines Arbeitsvorganges noch erreichbaren Aktionsbereiches befindet. Von dieser Position aus kann der Arbeitskopf 2 der mit den Auflagen 6 ihrer Führung 4a auf die Fläche 10 abgesenkten Einrichtung 3 weiter verfahren werden, um die auf der Fläche 10 gewünschte Zeichnung zu vervollständigen und fertigzustellen.

In den Fig. 1 bis 3 weist die Hilfsvorrichtung zum Festlegen oder Festhalten des Arbeitskopfes 2 gegenüber der Fläche absenkbare Standfüße 8 zum Anheben der Kreuzschlitteneinrichtung 3 auf.

Möglich ist aber auch eine Ausführung, bei der die Hilfsvorrichtung zum Festhalten des Arbeitskopfes gegenüber der Fläche zumindest einen Elektromagneten aufweist, der mit der Fläche oder einer Unterlage aus magnetischem Werkstoff zusammenwirkt. Auch kann die Hilfsvorrichtung zumindest einen pneumatisch betätigbaren Saugfuß aufweisen, mit dessen Hilfe der Arbeitskopf 2 gegenüber der Fläche fixierbar ist. Derartige Ausführungen eignen sich insbesondere dort, wo die auf der Fläche aufsitzende Kreuzschlitteneinrichtung leicht über diese Fläche verschoben werden kann. Auch kann es zweckmäßig sein, wenn die während des Arbeitsvorganges des Arbeitskopfes 2 relativ zur Fläche stillstehende Führung 4a mit Hilfe wenigstens eines Elektromagneten oder eines pneumatisch betätigbaren Saugfußes gegenüber der Fläche festlegbar ist. Insbesondere bei der Verwendung von zwei, im Bereich des Arbeitskopfes 2 sowie der Führung 4a vorgesehene Haltesysteme kann eine hohe Zeichen- und Wiederholgenauigkeit erreicht werden. Dabei ist es zweckmäßig, wenn beim Umschalten zwischen den einzelnen Haltesystemen kurzzeitig beide Systeme wirksam sind. Außerdem ist bei einer stärkeren Beanspruchung dieser Haltesysteme (z. B. beim Fräsen) oder beim Bearbeiten von nicht (annähernd) waagerechten Flächen eine zusätzliche Fixierung beispielsweise auch der Führung 4a notwendig.

In Fig. 4 ist eine gegenüber den Fig. 1 und 2 abweichend ausgebildete und in ihre wesentlichen Einzelteile zerlegte Vorrichtung 1&min; in einer Draufsicht dargestellt. Diese Vorrichtung 1&min; besteht im wesentlichen aus einer X-Führung 4a (vgl. Fig. 4a), einer Y-Führung 4b (vgl. Fig. 4c) sowie einem am Schlitten 5b der Führung 4b gehaltenen Arbeitskopf 2 (vgl. Fig. 4b). Die Führung 4bist an einem ihrer Endbereiche mit dem Schlitten 5a der Führung 4a fest verbunden und kann auf dieser mit Hilfe des Schlittens 5a verfahren werden.

Auch die Führungssysteme der Kreuzschlitteneinrichtung 3 sind in Gebrauchsstellung der Vorrichtung 1&min; etwa im rechten Winkel zueinander angeordnet. Während des Arbeitsvorganges des Arbeitskopfes 2 steht die X-Führung 4a gegenüber der hier durch ein Zeichenpapier gebildeten Fläche 10 still, während die andere Führung 4b und ihr mit dem Arbeitskopf 2 verbundener Schlitten 5b entsprechend der gewünschten Zeichnung verfahren wird.

In Fig. 4a ist die X-Führung 4a frei beweglich auf einer als Zeichenpapier ausgebildeten Fläche 10 angeordnet. Dabei soll auf das Zeichenpapier 10 die in Fig. 5a dargestellte Zeichnung aufgetragen werden. Die Führung 4a kann mit Hilfe von vier Elektromagneten 15 gegenüber der Fläche 10 fixiert werden, die mit einer Unterlage 16 aus magnetischem Werkstoff zusammenwirken. Die Elektromagneten 15 der X -Führung 4a sind an der Außenseite eines etwa rechteckigen und auf der der X-Führung 4a gegenüberliegenden Seite nach unten hin offenen Rahmenteil 17 verbunden. Dieses Rahmenteil 17 begrenzt im wesentlichen den vom Arbeitskopf 2 der Kreuzschlitteneinrichtung 3 der Vorrichtung 1&min; während eines Arbeitsvorganges noch erreichbaren Aktionsbereich, jedoch kann der Arbeitskopf 2 auf der der Führung 4a abgewandten Seite 18 des Rahmenteiles 17 geringfügig außerhalb des vom Rahmenteil 17 begrenzten Bereiches auch unterhalb diesem verfahren werden. Die Elektromagneten 15 der X-Führung 4a sind jeweils etwa in den Eckbereichen des Rahmenteiles 17 an diesem befestigt.

Zum Festlegen oder Festhalten des Arbeitskopfes 2 weist dieser ebenfalls, ihn gleichmäßig umgebende und etwa in einem Rechteck angeordnete Elektromagneten 19 auf. Ebenso wie die Elektromagneten 15 des X-Führung 4a wirken auch die Elektromagneten 19 des Arbeitskopfes 2 mit der magnetischen Unterlage 16 der Vorrichtung 1&min; zusammen. Die Vorrichtung 1&min; ist über ein Kabel mit einem - hier nicht weiter abgebildeten - Steuercomputer verbunden und besitzt einen Freigabe- oder Betätigungsschalter.

Zum Erstellen einer Zeichnung wird - ähnlich wie mit einem Plotter - das Zeichenpapier 10 auf der magnetischen Unterlage 16 befestigt und - wie Fig. 4 zeigt - die Vorrichtung 1&min; in dem in Fig. 4 linken unteren Eckbereich auf das Zeichenpapier 10 aufgesetzt sowie rechtwinklig ausgerichtet. Anschließend wird der Ablauf durch Betätigung des Freigabeschalters gestartet. Zuerst werden die Elektromagnete 15 der Führung 4a aktiviert. Der Steuercomputer unterteilt je nach der erforderlichen Zeichnungsgröße die Zeichenfläche in die erforderlichen Zeichenfelder, z. B. wie in Fig. 5a in vier Zeichenfelder.

Über den Steuercomputer wird der als Schreibkopf ausgebildete Arbeitskopf 2 zum Anfang der Zeichnung bewegt und anschließend - wie bei einem herkömmlichen Flachbettplotter - über das Zeichenpapier 10 verfahren (vgl. Fig. 5b).

Nach Fertigstellung des ersten Zeichenfeldes wird der Arbeitskopf 2 über die obere Feldkoordinate bewegt. In dieser Lage werden die Elektromagnete 19 des Arbeitskopfes 2 aktiviert und die Elektromagnete 15 der X-Führung 4a stromlos geschaltet. In dieser Ruhephase des Arbeitskopfes 2 wird das Rahmenteil 17 durch den rückwärtslaufenden und den gegenüber der Fläche 10 stillstehenden Schlitten 5b zum freien Ende der Y-Führung 4b bewegenden Schlitten- Antrieb der Y-Führung 4b bewegt. Auf diese Weise wird der Arbeitskopf 2 sowie der ihn tragende Schlitten 5b während der Ruhephase des Arbeitskopfes 2 relativ zur Fläche fixiert, während die Führungen 4 gegenüber der Fläche 10 und gegenüber dem Arbeitskopf 2 verstellt werden. In Fig. 5d befindet sich die Vorrichtung 1&min; in ihrer neu ausgerichteten Position, während die ursprüngliche Position der beiden äußeren Elektromagnete 15 demgegenüber gestrichelt dargestellt ist.

Nach dem Verstellen der Führungen 4 während der Ruhephase des Arbeitskopfes 2 werden die Elektromagnete 15 der Führung 4a aktiviert, so daß nach Abschalten der Elektromagnete 19 des Arbeitskopfes 2 das Feld 2 aus Fig. 5a und 5d von der Vorrichtung 1&min; bearbeitet werden kann. Ist auch das Feld 2 aus Fig. 5a und 5d gezeichnet, kann nach Aktivieren und Lösen der Elektromagnete 15 der Führung 4a das Rahmenteil 17 mittels des Schlitten-Antriebes der X-Führung 4a zum Feld 3 (vgl. Fig. 5a), und wenn dieses fertiggestellt ist, wie beschrieben über den Schlitten-Antrieb der Y-Führung 4b zum Feld 4 usw. bewegt werden.

Das Schritt-für-Schritt-Verfahren der Vorrichtungen 1 und 1&min; kann über ein entsprechendes Steuersystem beliebig oft und gemäß dem gewünschten Arbeitsergebnis wiederholt werden. Mit Hilfe der Vorrichtungen 1 und 1&min; ist die Bearbeitung oder Beschriftung beliebig großer Flächen in der beispielsweise bei der Bildschirm-Bearbeitung üblichen "Fenstertechnik" möglich.

Dabei begünstigt insbesondere das beispielsweise im Zusammenhang mit der Vorrichtung 1 beschriebene Verfahren die einfache und handliche Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtungen, bei der die Rückstellung und das gleichzeitige Versetzen der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch Rückwärtslaufen beider Antriebe um die effektive Schrittzahl, welche während der Bearbeitung von der Grundstellung aus ausgeführt wurde, während der Ruhephase des Arbeitskopfes bewerkstelligt wird.