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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf eine Verlagerungseinrichtung mit einem ersten Teil mit
wenigstens zwei Kontaktkörpern,
die gegen einen zweiten Teil gedrückt werden können und
schrittweise gegenüber
dem ersten Teil verlagerbar sind, und zwar mit Hilfe eines Aktuators,
so dass der erste und der zweite Teil gegenüber einander in einer Verlagerungsrichtung
verlagerbar sind, und zwar unter dem Einfluss einer Reibkraft zwischen
den Kontaktkörpern
und dem zweiten Teil.
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Eine Verlagerungseinrichtung der
eingangs erwähnten
Art ist aus EP-A-0 592 030 bekannt. Der erste Teil dieser bekannten
Verlagerungseinrichtung umfasst eine Halterung und der zweite Teil
umfasst eine Achse die gegenüber
der Halterung in axialer Richtung verlagerbar ist. Die Kontaktkörper des
ersten Teils umfassen je ein Klemmelement, das gegen die Achse geklemmt
werden kann. Der erste Teil umfasst weiterhin ein Transportelement,
das an der Halterung befestigt ist und mit dessen Hilfe ein Abstand in
axialer Richtung zwischen den Klemmelementen geändert werden kann. Die Achse
ist schrittweise in der axialen Richtung entsprechend einem Verlagerungszyklus
mit Hilfe der Klemmelemente und des Transportelementes verlagerbar.
Ein erstes Element der zwei Klemmelemente wird am Anfang eines Verlagerungszyklus
gegen die Achse geklemmt. Danach wird der Abstand zwischen den Klemmelementen
mit Hilfe des Transportelementes vergrößert, so dass die Achse durch
das erste Klemmelement in axialer Richtung verlagert wird. Daraufhin
wird das zweite Klemmelement gegen die Achse geklemmt und das erste
Klemmelement wird deaktiviert. Der Abstand zwischen den Klemmelementen
wird wieder mit Hilfe des Transportelementes reduziert, so dass
die Achse weiter in axialer Richtung durch das zweite Klemmelement
verlagert wird. Zum Schluss wird das erste Klemmelement wieder gegen
die Achse geklemmt, währen
d das zweite Klemmelement deaktiviert wird, wonach der Verlagerungszyklus
wiederholt wird. Die Klemmelemente und das Transportelement sind
aus einem piezoelektrischen Material hergestellt, so dass sehr genau
Verlagerungen der Achse gegenüber
der Halterung in der axialen Richtung erzielt werden.
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Ein Nachteil der bekannten Verlagerungseinrichtung
ist, dass eine Lage, in der die Achse sich gegenüber der Halterung befindet,
gesehen senkrecht zu der Verlagerungsrichtung, nicht genau definiert
ist. Die Achse wird von den Klemmelementen unterstützt, und
zwar senkrecht zu der Verlagerungsrichtung. Die Lagen der Klemmelemente
gegenüber
der Halterung senkrecht zu der Verlagerungsrichtung sind aber abhängig von
u. a. dem Durchmesser der Achse und werden durch Abweichungen in
dem Durchmesser der Achse in der Verlagerungsrichtung und durch örtliche
Abweichungen in der Oberfläche der
Achse beeinflusst. Die bekannte Verlagerungseinrichtung hat folglich
nicht eine genaue tragende Unterstützungsfunktion, wobei die Achse
eine genau definierte Lage in einer Richtung senkrecht zu der Verlagerungsrichtung
einnimmt. Dieser Nachteil macht, dass die bekannte Verlagerungseinrichtung für eine Vielzahl
von Applikationen ungeeignet ist.
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Es ist nun u. a. eine Aufgabe der
vorliegenden Erfindung, eine Verlagerungseinrichtung der eingangs
erwähnten
Art zu schaffen, die nebst einer Verlagerungsfunktion auch eine
genaue tragende Unterstützungsfunktion
in einer Richtung senkrecht zu der Verlagerungsrichtung hat, während gleichzeitig
eine Anzahl Elemente, erforderlich für die tragende Unterstützungsfunktion
begrenzt ist.
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Die vorliegende Erfindung weist dazu
das Kennzeichen auf, dass die Tragunterstützungsfunktion des ersten Teils
gegenüber
dem zweiten Teil parallel zu einer Unterstützungsrichtung senkrecht zu der
Verlagerungsrichtung erhalten wird, dass Vorspannmittel vorgesehen
sind zum Vorspannen des ersten Teils und des zweiten Teils gegenüber einander
parallel zu der Unterstützungsrichtung,
dass die Kontaktkörper
gegenüber
dem ersten Teil parallel zu der Unterstützungsrichtung unabhängig von
einer Verlagerung des ersten und des zweiten Teils gegenüber einander
in der Verlagerungsrichtung verlagerbar sind, und dass eine Lage
des ersten und des zweiten Teils gegenüber einander parallel zu der
Unterstützungsrichtung
mit Hilfe eines Sensors messbar ist, der einen Teil einer Rückkopplungssteuerung bildet,
mit deren Hilfe Verlagerungen der Kontaktkörper parallel zu der Unterstützungsrichtung
derart gesteuert werden, dass der erste Teil in einer gewünschten
Lage gegenüber
dem zweiten Teil parallel zu der Unterstützungsrichtung gehalten wird.
Die Kontaktkörper
des ersten Teils haben eine Doppelfunktion. Da die Kontaktkörper schrittweise
gegenüber
dem ersten Teil verlagerbar sind, sind der erste und der zweite
Teil gegenüber
einander in der Verlagerungsrichtung verlagerbar. Da die Kontaktkörper weiterhin
gegenüber
dem ersten Teil senkrecht zu der Verlagerungsrichtung verlagerbar
sind und die Verlagerungen der Kontaktkörper senkrecht zu der Verlagerungsrichtung
mit Hilfe der Rückkopplungssteuerung
steuerbar sind, können
der erste und der zweite Teil gegenüber einander in einer genauen
Art und Weise senkrecht zu der Verlagerungsrichtung positioniert
werden, so dass die Teile, die untereinander in der Verlagerungsrichtung
verlagerbar sind, gleichzeitig in einer Richtung senkrecht zu der
Verlagerungsrichtung genau unterstützt werden. Die Tatsache, dass
die Kontaktkörper
auf diese Weise eine Doppelfunktion haben, begrenzt die Anzahl Elemente,
erforderlich für
die Tragunterstützungsfunktion.
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Eine spezielle Ausführungsform
einer Verlagerungseinrichtung nach der vorliegenden Erfindung weist
das Kennzeichen auf, dass die Kontaktkörper je einen Teil einer einzelnen
Verlagerungseinheit bilden, die mit einem einzelnen Aktuatorsystem
versehen ist zur Schrittweisen Verlagerung des betreffenden Kontaktkörpers und
zur Verlagerung des betreffenden Kontaktkörpers senkrecht zu der Verlagerungsrichtung.
Die Verwendung einzelner Verlagerungseinheiten schafft eine Modulkonstruktion
der Verlagerungseinheit. Eine einfache und effektive Konstruktion
der Verlagerungseinrichtung wird dadurch erreicht, so dass eine
Anzahl Kontaktkörper, wie
in der Entwurfsphase der Verlagerungseinrichtung bestimmt, auf eine
einfache und effektive Art und Weise in der Verlagerungseinrichtung
erreicht werden können.
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Eine weitere Ausführungsform einer Verlagerungseinrichtung
nach der vorliegenden Erfindung weist das Kennzeichen auf, dass
die Verlagerungseinrichtung mit wenigstens drei Verlagerungseinheiten
versehen ist, während
die Kontaktkörper
mit je einer Kontaktfläche
versehen sind, die wenigstens einen Teil einer Fläche eines
imaginären
kreisförmigen Zylinders
aufweist, und die Verlagerungseinheiten je wenigstens zwei lineare
Aktuatoren aufweisen, die in einer Richtung senkrecht zu der Verlagerungsrichtung
aktiviert werden können.
Bei dieser weiteren Ausführungsform
steht die Verlagerungsrichtung senkrecht auf der Mittellinie der
zylinderförmigen Kontaktflächen der
Kontaktkörper,
wobei die drei Kontaktflächen
vorzugsweise parallel zu und neben einander liegen. Die gegenseitige
Verlagerung und die tragende Unterstützung der zwei Teile findet
dadurch statt, dass wenigstens zwei der drei Kontaktkörper des
ersten Teils mit dem zweiten Teil in Kontakt sind, während die
Kontaktkörper
eine Drehbewegung über
einen begrenzten Winkel um ihre Mittellinien machen. Wenn die Drehbewegung
eines Kontaktkörpers
beendet ist, wird der betreffende Kontaktkörper von dem zweiten Teil gelöst und in
entgegengesetzter Richtung in die Ausgangslage der Drehbewegung
zurück
gedreht, wobei die gegenseitige Ver lagerung und Unterstützung der
zwei Teile durch die anderen Kontaktkörper fortgesetzt wird. Eine
Verlagerung eines Kontaktkörpers
senkrecht zu der Verlagerungsrichtung wird dadurch erreicht, dass
die zwei linearen Aktuatoren der betreffenden Verlagerungseinrichtung
in der gleichen Richtung aktiviert werden, während die Drehbewegung eines
Kontaktkörpers dadurch
erreicht wird, dass die zwei linearen Aktuatoren in entgegengesetzten
Richtungen aktiviert werden.
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Noch eine andere Ausführungsform
einer Verlagerungseinrichtung nach der vorliegenden Erfindung weist
das Kennzeichen auf, dass die Kontaktkörper je an der betreffenden
Verlagerungseinheit befestigt sind, und zwar mit Hilfe einer Membran,
die sich parallel zu der Verlagerungsrichtung in einer imaginären Ebene
erstreckt, die durch die Mittellinie des kreisförmigen Zylinders geht. Die
Verwendung der genannten Membranen vermeidet, dass die Kontaktkörper gegenüber den
Verlagerungseinheiten parallel zu der Verlagerungseinrichtung und
parallel zu der Mittellinie der Kontaktfläche verlagerbar sind, so dass
mechanische Belastungen an den linearen Aktuatoren in den genannten
Richtungen vermieden werden.
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Eine spezielle Ausführungsform
einer Verlagerungseinrichtung nach der vorliegenden Erfindung weist
das Kennzeichen auf, dass die Verlagerungseinrichtung mit wenigstens
drei Verlagerungseinheiten versehen ist, während die Kontaktkörper je
mit einer Kontaktfläche
versehen sind, die wenigstens einen Teil einer Fläche einer
imaginären
Sphäre
aufweist, und die Verlagerungseinheiten je wenigstens drei lineare
Aktuatoren aufweisen, die senkrecht zu der Verlagerungsrichtung
aktiviert werden können. Die
Tatsache, dass die Verlagerungseinheiten je mit einer sphärischen
Kontaktfläche
und drei linearen Aktuatoren versehen sind, bedeutet, dass die zwei Teile
der Verlagerungseinrichtung in zwei Verlagerungsrichtungen verlagerbar
sind, die senkrecht aufeinander stehen. Die Verwendung der drei
linearen Aktuatoren macht im Wesentlichen, dass die Kontaktkörper um
zwei senkrecht zueinander stehende Mittellinien der sphärischen
Kontaktfläche
drehbar sind. Die gegenseitige Verlagerung und die tragende Unterstützung der
beiden Teile findet bei dieser Ausführungsform wieder derart statt,
dass wenigstens zwei der drei Kontaktkörper des ersten teils mit dem zweiten
Teil in Berührung
sind, während
die Kontaktkörper
eine Drehbewegung über
einen begrenzten Winkel um eine Mittellinie der sphärischen
Kontaktflächen
durchführen.
Wenn die Drehbewegung eines Kontaktkörpers beendet ist, wird der
betreffende Kontaktkörper
von dem zweiten Teil entfernt und in entgegengesetzter Rich tung
zurück
in die Ausgangslage der Drehbewegung gedreht, wobei die gegenseitige
Verlagerung und tragende Unterstützung
der zwei Teile durch den anderen Kontaktkörper fortgesetzt wird.
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Eine weitere Ausführungsform einer Verlagerungseinrichtung
nach der vorliegenden Erfindung weist das Kennzeichen auf, dass
die Kontaktkörper
je mit Hilfe einer ringförmigen
Membran an der betreffenden Verlagerungseinheit befestigt sind,
wobei diese Membran sich parallel zu der Verlagerungsrichtung erstreckt,
wobei die Mitte der genannten Membran im Wesentlichen mit der Mitte
der Sphäre
zusammenfällt.
Die Verwendung der genannten Membranen vermeidet, auch bei dieser
Ausführungsform, dass
die Kontaktkörper
gegenüber
den Verlagerungseinheiten parallel zu der Verlagerungsrichtung verlagerbar
sind, so dass mechanische Belastungen an den linearen Aktuatoren
in der genannten Richtung vermieden werden.
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Noch eine weitere Ausführungsform
einer Verlagerungseinrichtung nach der vorliegenden Erfindung weist
das Kennzeichen auf, dass die Verlagerungseinheiten mit je vier
linearen Aktuatoren versehen sind, die senkrecht zu der Verlagerungsrichtung betätigt werden
können
und gegenüber
einander in einem Quadrat vorgesehen sind. Die sphärischen Kontaktkörper bei
dieser Ausführungsform
sind je um zwei senkrecht aufeinander stehende Mittellinien der sphärischen
Kontaktfläche
drehbar, wobei ein erstes Paar Aktuatoren in der Nähe eines
anderen Paares vorgesehen ist und das andere Paar Aktuatoren in entgegengesetzten
Richtungen aktiviert werden, während
eine Verlagerung eines Kontaktkörpers senkrecht
zu der Verlagerungsrichtung dadurch erreicht wird, dass die vier
Aktuatoren in derselben Richtung aktiviert werden. Die erforderlichen
Verlagerungen der Kontaktkörper
werden mit Hilfe einer einfache Steuerung der Aktuatoren auf diese
Weise erreicht.
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Eine spezielle Ausführungsform
einer Verlagerungseinrichtung nach der vorliegenden Erfindung weist
das Kennzeichen auf, dass die Verlagerungseinrichtung mit wenigstens
zwei Verlagerungseinheiten versehen ist, die mit je einem ersten
Paar Kontaktflächen
versehen sind, die durch eine erste Brücke miteinander verbunden sind,
sowie mit einem zweiten Paar Kontaktflächen, die durch eine zweite Brücke miteinander
verbunden sind, wobei die erste und die zweite Brücke mit
einem Zwischenraum untereinander vorgesehen sind, dies gesehen parallel zu
der Verlagerungsrichtung, und durch einen Biegeaktuator miteinander
verbunden sind, der um eine Biegeachse biegbar ist, die sich senkrecht
zu der Verlagerungsrichtung erstreckt, und durch eine dritte Brücke, die über zwei
elasti sche Gelenke, die sich parallel zu der Biegeachse erstrecken,
mit der ersten und der zweiten Brücke verbunden ist, wobei die Kontaktflächen jeder
Verlagerungseinheit in einer vierekkigen Anordnung gegenüber einander
vorgesehen und mit Hilfe eines einzelnen linearen Aktuators, der
sich parallel zu der Biegeachse erstreckt, je parallel zu der Biegeachse
verlagerbar sind. Bei dieser Ausführungsform wird eine Verlagerung
der Verlagerungseinheit gegenüber
dem zweiten Teil wie folgt erreicht. Zunächst wird ein erstes Paar Kontaktflächen, die
diagonal gegenüber
einander liegen, mit dem zweiten Teil in Berührung gebracht und das andere
Paar Kontaktflächen,
die diagonal gegenüber einander
liegen, wird von dem zweiten Teil gelöst. Danach wird der Biegeaktuator
um die Biegeachse gebogen, so dass die erste Brücke und die zweite Brücke in zueinander
entgegengesetzten Richtungen um die Kontaktflächen gedreht werden, die mit
dem zweiten Teil in Berührung
sind, so dass die Kontaktflächen,
die von dem zweiten Teil gelöst
wurden, in der Verlagerungsrichtung gegenüber dem zweiten Teil verlagert
werden. Danach wird das andere Paar Kontaktflächen diagonal gegenüber einander
mit dem zweiten Teil in Berührung
gebracht und das erste Paar Kontaktflächen, die diagonal gegenüber einander
vorgesehen sind, wird von dem zweiten Paar gelöst, wonach der Biegeaktuator
um die Biegeachse in entgegengesetzter Richtung gebogen wird. Dadurch
wird die erste Brücke
und die zweite Brücke
in entgegengesetzten Richtungen um die Kontaktflächen gedreht, die mit dem zweiten
Teil in Berührung sind,
so dass die Kontaktflächen,
die von dem zweiten Teil gelöst
wurden, in der Verlagerungsrichtung verlagert werden.
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Eine weitere Ausführungsform einer Verlagerungseinrichtung
nach der vor liegenden Erfindung weist das Kennzeichen auf, dass
die Kontaktflächen jeder
Verlage- rungseinheit, die diagonal gegenüber einander vorgesehen sind,
durch zwei Brücken
miteinander verbunden sind, wobei diese Brücken je mit den betreffenden
Kontaktflächen
verbunden sind, die diagonal gegenüber einander über zwei
elastische Gelenke, die sich parallel zu der Biegeachse erstrecken,
verbunden sind. Ein Abstand, der zwischen den Paaren Kontaktflächen erhalten
worden ist, die sich diagonal gegenüber einander befinden, ändert sich
nicht während
der Drehung der ersten Brücke und
der zweiten Brücke
um die Kontaktflächen,
die mit dem zweiten Teil in Berührung
sind. Die Tatsache, dass die Kontaktflächen, die diagonal gegenüber einander
liegen, durch zwei Brücken
miteinander verbunden sind, führt
zu einer sehr starren Konstruktion der Verlagerungseinheiten.
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Noch eine andere Ausführungsform
einer Verlagerungseinrichtung nach der vorliegenden Erfindung weist
das Kennzeichen auf, dass die linearen Aktuatoren laminierte piezoelektrische
Aktuatoren sind. Die Verwendung der laminierten piezoelektrischen
Aktuatoren schafft sehr genaue Verlagerungen der Kontaktkörper gegenüber dem
ersten Teil. Weiterhin werden die Abmessungen der Verlagerungseinheiten
wesentlich reduziert.
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Eine spezielle Ausführungsform
einer Verlagerungseinrichtung nach der vorliegenden Erfindung weist
das Kennzeichen auf, dass der Biegeaktuator ein piezoelektrischer
Biegeaktuator ist. Die Verwendung des piezoelektrischen Biegeaktuators
schafft sehr genaue Verlagerungen der vier Kontaktflächen bei
der Verlagerungseinrichtung. Weiterhin werden die Abmessungen der
Verlagerungseinheiten wesentlich reduziert.
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Eine andere Ausführungsform einer Verlagerungseinrichtung
nach der vor liegenden Erfindung weist das Kennzeichen auf, dass
der zweite Teil eine Führungsfläche aufweist
und der erste Teil einen Gegenstandstisch umfasst, der gegenüber dem
zweiten Teil in einer Richtung senkrecht zu der Führungsfläche vorgespannt
und längs
der Führungsfläche parallel
zu einer ersten Verlagerungsrichtung und parallel zu einer zweiten
Verlagerungsrichtung senkrecht zu der ersten Verlagerungsrichtung
durch Kooperation der Kontaktkörper
des ersten Teils mit der Führungsfläche verlagerbar
ist, wobei der erste Teil wenigstens drei Verlagerungseinheiten
für jede
Verlagerungsrichtung aufweist. Die Verlagerungseinrichtung in dieser
Ausführungsform
ist ein sog. X-Y-Tisch, dessen Gegenstandstisch längs einer
Führungsfläche parallel
zu der X-Richtung und parallel zu der Y-Richtung, die senkrecht auf der X-Richtung
steht, verlagerbar ist. Die Verlagerungseinhei ten haben eine kombinierte
Verlagerung und eine tragende Unterstützungsfunktion, wodurch eine
einfache Konstruktion des X-Y-Tisches geschaffen wird.
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Noch eine andere Ausführungsform
einer Verlagerungseinrichtung nach der vorliegenden Erfindung weist
das Kennzeichen auf, dass der zweite Teil eine Führungsfläche aufweist und der erste
Teil einen Gegenstandstisch aufweist, der gegenüber dem zweiten Teil in einer
Richtung senkrecht zu der Führungsfläche vorgespannt
und längs
der Führungsfläche parallel
zu einer ersten Verlagerungsrichtung sowie zu einer zweiten Verlagerungsrichtung,
die senkrecht auf der ersten Verlagerungsrichtung steht, durch Zusammenarbeit
der Kontaktkörper des
ersten Teils mit der Führungsfläche senkrecht verlagerbar
ist, wobei der erste Teil vier Gruppen zu je vier Verlagerungseinheiten
umfasst, wobei diese Gruppen in einer viereckigen Anordnung gegenüber einander
vorgesehen sind, während
die Verlagerungseinheiten in einer Gruppe gegenüber einander in einem Quadrat
vorgesehen sind. Die Verlagerungseinrichtung ist auch in dieser
Ausführungsform ein
X-Y-Tisch, wobei die Verlagerungseinheiten mit sphärischen
Kontaktflächen
versehen sind. Die Verwendung der genannten vier Gruppen zu je vier
Verlagerungseinheiten liefert eine besonders starre tragende Unterstützung des
Gegenstandstisches gegenüber
der Führungsfläche. Da
die Verlagerungseinheiten mit sphärischen Kontaktflächen ausgebildet
sind, kann jede Verlagerungseinheit für Verlagerungen parallel zu
der X-Richtung und für
Verlagerungen parallel zu der Y-Richtung benutzt werden. Die Verlagerungseinheiten
werden auf diese Weise optimal verwendet.
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Eine spezielle Ausführungsform
einer Verlagerungseinrichtung nach der vorliegenden Erfindung weist
das Kennzeichen auf, dass der erste Teil eine Lagerbüchse aufweist
und der zweite Teil eine Achse aufweist, die mit einer kreiszylindrischen
Führung versehen
ist und die in axialer Richtung in der Lagerbüchse drehbar und verlagerbar
ist, und zwar durch Zusammenarbeit der Kontaktkörper des ersten Teils mit der
kreiszylindrischen Führung,
wobei der erste Teil wenigstens drei Verlagerungseinheiten zur Drehung
des zweiten Teils und wenigstens drei weitere Verlagerungseinheiten
zur axialen Verlagerung des zweiten Teils aufweist. Diese Ausführungsform
der Verlagerungseinrichtung umfasst eine axial verlagerbare Achse,
die mit Drehmöglichkeit
in einer Lagerbüchse
unterstützt
wird. Die Verlagerungseinheiten haben eine kombinierte Verlagerungs-
und Unterstützungsfunktion
oder eine kombinierte Drehfunktion und Unterstützungsfunktion, so dass eine
einfache Konstruktion der Achse erzielt wird.
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Eine weitere Ausführungsform einer Verlagerungseinrichtung
nach der vorliegenden Erfindung weist das Kennzeichen auf, dass
der erste Teil eine Lagerbüchse
aufweist und der zweite Teil eine Achse aufweist, die mit einer
kreiszylindrischen Führung versehen
ist und die in axialer Richtung in der Lagerbüchse drehbar und verlagerbar
ist, und zwar durch Zusammenarbeit der Kontaktkörper des ersten Teils mit der
kreiszylindrischen Führung,
wobei der erste Teil vier Gruppen zu je vier Verlagerungseinheiten aufweist,
die je an ein erstes Ende der Lagerbüchse grenzen, und vier Gruppen
zu je vier Verlagerungseinheiten, die je an ein zweites Ende der
Lagerbüchse
grenzen, wobei die genannten Gruppen mit einem regelmäßigen Zwischenraum
in Umfangsrichtung um die Lagerbüchse
vorgesehen sind, während
die Verlagerungseinheiten innerhalb einer Gruppe gegenüber einander
in einer quadratischen Anordnung aufgestellt sind. Bei dieser Ausführungsform
umfasst die Verlagerungseinrichtung wieder eine axial verlagerbare
Achse, während
die Verlagerungseinheiten sphärische
Kontaktflächen
haben. Eine besonders starre tragende Unterstützung der Achse in der Lagerbüchse wird
dadurch erreicht, dass der erste Teil mit den genannten vier Gruppen
zu je vier Verlagerungseinheiten versehen wird, die beide an das
erste und an das zweite Ende der Lagerbüchse grenzen. Da die Verlagerungseinheiten
mit sphärischen
Kontaktflächen
versehen werden, kann jede Verlagerungseinheit für die Verlagerung der Achse
gegenüber
der Lagerbüchse
sowie für
die Drehung der Achse in der Lagerbüchse verwendet werden. Die
Verlagerungseinheiten werden auf diese Weise optimal benutzt.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung
sind in der Zeichnung dargestellt und werden im vorliegenden Fall
näher beschrieben.
Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer Verlagerungseinrichtung nach der
vorliegenden Erfindung,
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2 eine
erste Ausführungsform
einer Verlagerungseinheit, die geeignet ist zur Verwendung in der
Verlagerungseinrichtung nach 1,
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3a einen
Längsschnitt
durch die Verlagerungseinheit nach 2, 3b einen Schnitt gemäß der Linie IIIb-IIIb in 3a,
-
4 eine
zweite Ausführungsform
einer Verlagerungseinheit, geeignet zur Verwendung in der Verlagerungseinrichtung
nach 1,
-
5 eine
dritte Ausführungsform
einer Verlagerungseinheit, geeignet zur Verwendung in der Verlagerungseinrichtung
nach 1,
-
6 eine
Draufsicht der Verlagerungseinheit nach 5,
-
7a eine
schematische Darstellung der Verlagerungseinheit nach 5 in einer neutralen Lage,
-
7b eine
schematische Darstellung der Verlagerungseinheit nach 5 in einer ersten extremen
Lage,
-
7c eine
schematische Darstellung der Verlagerungseinheit nach 5 in einer zweiten extremen
Lage,
-
8 eine
vierte Ausführungsform
einer Verlagerungseinheit, geeignet zur Verwendung in der Verlagerungseinrichtung
nach 1,
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9 eine
Draufsicht der Verlagerungseinheit nach 7,
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10 eine
schematische Darstellung eines X-Y-Tisches, der mit einer Verlagerungseinrichtung nach 1 versehen ist,
-
11 eine
schematische Darstellung einer Achsenvorrichtung mit der Verlagerungseinrichtung nach 1, und
-
12 einen
schematischen Schnitt durch die Achsenvorrichtung nach 11.
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Die Verlagerungseinrichtung nach
der vorliegenden Erfindung aus 1 umfasst
einen ersten Teil 1 und einen zweiten Teil 3.
Der erste Teil 1 ist gegenüber dem zweiten Teil 3 parallel
zu der Verlagerungsrichtung X verlagerbar und wird parallel zu einer Unterstützungsrichtung
Z senkrecht der Verlagerungsrichtung X auf eine Art und Weise, die
nachstehend noch näher
beschrieben wird, unterstützt.
Der erste Teil 1 für
diesen Zweck umfasst eine Anzahl Verlagerungseinheiten 5,
die mit je einem Kontaktkörper 7 versehen
sind.
-
Wie die 2, 3a und 3b zeigen, umfassen die Verlagerungseinheiten 5 je
einen Montagering 9, mit dessen Hilfe die Verlagerungseinheit 5 an
dem ersten Teil 1 befestigt wird. Die Verlagerungseinheit 5.
umfasst weiterhin eine Unterstützungsscheibe 11, woran
der Kontaktkörper 7 vorgesehen
ist. Die Unterstützungsscheibe 11 wird
mit Hilfe von vier linearen Aktuatoren 13, die gegenüber einander
in einer rechteckigen Anordnung positioniert sind, an dem Montagering
befestigt. Die linearen Aktuatoren 13 umfassen je einen
laminierten piezoelektrischen Aktuator, der sich parallel zu der
Unterstützungsrichtung
Z erstreckt und der imstande ist, eine Aktivierung durchzuführen parallel
zu der Unterstützungsrichtung
Z. Die Verlagerungseinheit 5 umfasst weiterhin eine ringförmige Membran 15,
die sich senkrecht zu der Unterstützungsrichtung Z erstreckt
und die mit Hilfe einer Büchse 17 an
dem Montagering 9 befestigt ist. Die Membran 15 wird
weiterhin mit Hilfe von vier biegsamen Speichen 19 an einer
Innenbüchse 21 befestigt,
die an der Unterstützungsplatte 11 befestigt ist,
wobei die genannten vier Speichen 19 sich zwischen den
vier Aktuatoren 13 in einer imaginären Ebene, definiert durch
die Membran 15, erstrecken.
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Wie die 1, 2 und 3a zeigen, haben die Kontaktkörper 7 jeder
Verlagerungseinheit 5 je eine sphärische Kontaktfläche 23,
die einen Teil einer Oberfläche
einer imaginären
Sphäre
bilden. Die Mitte M der sphärischen
Kontaktfläche 23,
wie in 3a dargestellt, fällt im Wesentlichen
mit der Mitte der ringförmigen
Membran 15 zusammen, so dass die Kontaktfläche 23 über begrenzte
Winkelgegenüber dem
Montagering 9 und dem ersten Teil 1 um jede Mittellinie
der genannten imaginären
Sphäre
drehbar ist, die in der Ebene der Membran 15 liegt, unter
elastischer Verformung der Speichen 19 und der Membran 15.
Insbesondere ist die Kontaktfläche 23 um eine
Mittellinie 25 drehbar, wenn das Paar nebeneinander liegender
Aktuatoren 13' und 13" auf der einen Seite der
Mittellinie 25 und das Paar nebeneinander liegender Aktuatoren 13''' und 13'''',
auf der anderen Seite der Mittellinie 25 in zueinander
entgegengesetzten Richtungen betätigt
werden und die Kontaktfläche 23 um
eine Mittellinie 27 senkrecht zu der Mittellinie 25 drehbar
ist, wenn das Paar nebeneinander liegender Aktuatoren 13' und 13''' auf
der einen Seite der Mittellinie 27 und das Paar nebeneinander
liegender Aktuatoren 13'' und 13'''' auf der anderen
Seite der Mittellinie 27 in zueinander entgegengesetzten Richtungen
betätigt
werden. Weiterhin ist die Kontaktfläche 23 über einen
begrenzten Abstand parallel zu der Unterstützungsrichtung Z und unter
elastischer Verformung der Speichen 19 und der Membran 15 verlagerbar,
wenn die vier Aktuatoren 13 alle in der gleichen Richtung
betätigt
werden.
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Es sei bemerkt, dass 1 hauptsächlich eine schematische Darstellung
einer Verlagerungseinrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist,
die nur mit einer minimalen Anzahl von drei Verlagerungseinheiten 5 versehen
ist, erforderlich zur Verlagerung des ersten Teils 1 parallel
zu einer einzigen Verlagerungsrichtung X und dabei den ersten Teil
parallel zu der Unterstützungsrichtung
Z unterstützend, die
sich senkrecht zu der Verlagerungsrichtung X erstreckt. Wie nachstehend
noch näher
erläutert
wird, kann eine Verlagerungseinrichtung nach der vorliegenden Erfindung
mit einer anderen Anzahl Verlagerungseinheiten versehen werden zur
Verlagerung des ersten Teils in mehr als nur einer Verlagerungsrichtung.
Die Wirkungsweise der Verlagerungseinrichtung wird aber nachstehend
anhand des schematischen Beispiels nach 1 näher
erläutert.
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Der erste Teil 1 wird gegenüber dem
zweiten Teil 3 parallel zu der Unterstützungsrichtung Z durch in 1 nicht detailliert dargestellte
Vorspannmittel vorgespannt, wobei diese Vorspannmittel üblich und an
sich bekannt sind, beispielsweise mit einer in dem ersten Teil 1 vorgesehenen
Unterdruckkammer, oder einem elektromagnetischen Vorspannelement,
oder aber einem elastisch verformbaren Vorspannelement. Wie 1 zeigt, werden die Aktuatoren 13 der Verlagerungseinheiten 5 durch
ein elektronisches Steuerelement 29 der Verlagerungseinrichtung
gesteuert. Die Aktuatoren 13 werden durch das Steuerelement 29 gesteuert,
so dass zu einem bestimmten Zeitpunkt wenigstens zwei der drei sphärischen
Kontaktflächen 23 gegen
eine gerade Führung 31 des zweiten Teils 3 gedrückt werden,
so dass der erste Teil 1 von wenigstens zwei der drei Kontaktflächen 23 parallel
zu der Unterstützungsrichtung
Z gegenüber dem
zweiten Teil 3 entgegen der Vorspannkraft der Vorspannmittel unterstützt wird.
Wie 1 weiterhin zeigt,
umfasst die Verlagerungseinrichtung ein Lagensensorsystem, das wenigstens
einen ersten optischen Lagensensor 33 und einen zweiten
optischen Lagensensor 35 umfasst. Die Lagensensoren 33 und 35 sind
an einem Rahmen 37 befestigt, der zu dem zweiten Teil 3 gehört und misst
eine Lage des ersten Teils 1 gegenüber dem zweiten Teil 3 parallel
zu der Unterstützungsrichtung
Z in zwei verschiedenen Lagen. Eine mittlere Lage des ersten Teils 1 gegenüber dem
zweiten Teil 3 parallel zu der Unterstützungsrichtung Z und ein Schwenkwinkel Ø des ersten
Teils 1 um eine Schwenkachse 39, die sich senkrecht
zu der Verlagerungsrichtung X und senkrecht zu der Unterstützungsrichtung
Z erstreckt, kann auf diese Weise mit Hilfe der zwei Lagensensoren 33 und 35 gemessen
werden. Das Steuerelement 29, die Lagensensoren 33 und 35 und
die Aktuatoren 13 bilden einen Teil einer Rückkopplungssteuerung,
mit deren Hilfe Verlagerungen der Kontaktkörper 7 parallel zu
der Unterstützungsrichtung
Z gesteuert werden können.
Die Verlagerungen der Kontaktkörper 7 parallel
zu der Unterstützungsrichtung
Z werden mit Hilfe der genannten Rückkopplungssteuerung derart
gesteuert, dass der erste Teil in einer gewünschten Lage gegenüber dem
zweiten Teil 3 parallel zu der Unterstützungsrichtung Z gehalten wird,
und zwar mit Hilfe der Kontaktkörper 7,
und dass der Schwenkwinkel Ø des ersten
Teils 1 einen gewünschten
Wert hat. Die Kontaktkörper 7 haben
auf diese Weise nicht nur eine unterstützende Funktion, sondern auch
eine tragende Funktion, d. h. eine unterstützende Funktion, wobei der
erste Teil 1 außerdem
in einer genau definierten Lage gegenüber dem zweiten Teil 3 senkrecht
zu der Verlagerungsrichtung X festgehalten wird.
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Wie oben bereits beschrieben, sind
die Kontaktkörper 7 nicht
nur parallel zu der Unterstützungsrichtung
Z durch Aktivierung der Aktuatoren 13 in der gleichen Richtung
verlagerbar, wozu die Unterstützungsfunktion
vorgesehen ist, sondern die Kontaktkörper 7 sind auch über beschränkte Winkel
um die Mittellinien 25 und 27 der sphärischen
Kontaktflächen 23 durch
Betätigung
der Aktuatoren 13 in entgegengesetzten Richtungen drehbar.
Es sei bemerkt, dass die Kontaktkörper 7 in dem schematischen
Beispiel einer Verlagerungseinrichtung nach der vorliegenden Erfindung,
wie in 1 dargestellt,
ausschließlich
um die Mittellinien 25 gedreht werden, die sich senkrecht
zu der Verlagerungsrichtung X und zu der Unterstützungsrichtung Z erstrecken.
Wenn die Kontaktkörper 7,
die gegen den zweiten Teil 3 gedrückt sind, mit gleicher Winkelgeschwindigkeit
um die Mittellinien 25 gedreht werden, wird eine rein rollende
Bewegung zwischen den sphärischen
Kontaktflächen 23 und
der Führung 31 des
zweiten Teils 3 stattfinden, unter der Bedingung aber,
dass es dort genügend
Vorspannkraft zwischen dem ersten Teil 1 und dem zweiten
Teil 3 gibt. Durch diese Rollbewegung wird der erste Teil
gegenüber
dem zweiten Teil 3 parallel zu der Verlagerungsrichtung
X unter dem Einfluss einer Reibkraft zwischen den Kontaktflächen 23 und
der Führung 31 verlagert.
Da die Kontaktkörper 7 um
die Mittellinie 25 gedreht werden, werden die Kontaktkörper 7 als
Ergebnis der Drehung nicht parallel zu der Unterstützungsrichtung
Z verlagert. Die tragende Unterstützungsfunktion und die Verlagerungsfunktion
der Kontaktkörper 7 werden
auf diese Weise unabhängig
von einander mit Hilfe von Verlagerungen der Kontaktkörper 7 parallel
zu der Unterstützungsrichtung
Z bzw. Drehungen der Kontaktkörper 7 um
die Mittellinien 25 durchgeführt.
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Da wenigstens zwei sphärische Kontaktflächen 23 notwendig
sind zum Unterstützen
des ersten Teils 1 senkrecht zu der Verlagerungsrichtung
X und die Kontaktkörper 7 über nur
begrenzte Winkel drehbar sind, ist ein dritter Kontaktkörper 7 erforderlich um
eine ununterbrochene Verlagerung des ersten Teils 1 in
nur einer Richtung zu schaffen. Die Aktuatoren 13 der Verlagerungseinheiten 5 werden
je gesteuert zum Durchführen
einer schrittweisen Verlagerung mit Hilfe des Steuerelementes 29.
Während
einer schrittweisen Verlagerung wird ein Kontaktkörper 7 über einen
begrenzten Winkel aus einer Ausgangslage in eine Endlage gedreht.
Danach wird der Kontaktkörper 7 von
dem zweiten Teil 3 gelöst,
aus der Endlage in die Ausgangslage zurückgedreht und wieder gegen
den dritten Teil gedrückt,
wonach die schrittweise Verlagerung wiederholt wird. Ein Phasenwinkel
von 120° liegt
jeweils zwischen den schrittweisen Verlagerungen der drei Kontaktkörper 7,
während
die Rückdrehung
jedes Kontaktkörpers 7 innerhalb
einer relativ kurzen Periode stattfindet. Es wird dadurch erreicht,
dass wenigstens zwei der drei Kontaktkörper 7 mit dem zweiten
Teil 3 zu jedem Zeitpunkt in Berührung sind zum Unterstützen dieses zweiten
Teils 3.
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Da die Kontaktkörper 7, wie oben beschrieben,
eine kombinierte tragende Unterstützungsfunktion und eine Verlagerungsfunktion
haben, ist die Anzahl Bauteile, erforderlich zum Unterstützen und
Verlagern des zweiten Teils 3 gegenüber dem ersten Teil 1 nach
wie vor beschränkt.
Die Verwendung der laminierten piezoelektrischen Aktuatoren 13 und
der Rückkopplungssteuerung
schafft eine besonders genaue tragende Unterstützung parallel zu der Unterstützungsrichtung
Z, während
außerdem
besonders genaue Verlagerungen des ersten Teils parallel zu der
Verlagerungsrichtung X erzielbar sind. Es sei bemerkt, dass dazu
die Verlagerungseinrichtung beispielsweise mit einer weiteren Rückkopplungssteuerung
mit Sensoren zum Messen einer Verlagerung des ersten Teils 1 gegenüber dem
zweiten Teil 3 parallel zu der Verlagerungsrichtung X versehen
sein kann. Die Verwendung der Membranen 15 und der Speichen 19 in
den Verlagerungseinheiten 5 erzielt, dass die laminierten
piezoelektrischen Aktuatoren 13 nicht mechanisch belastet
werden in einer Richtung senkrecht zu der Unterstützungsrichtung
Z, während dennoch
die Kontaktkörper 7 genügend Bewegungsmöglichkeiten
haben zum Durchführen
der schrittweisen Drehbewegungen und Verlagerungen parallel zu der
Unterstützungsrichtung
Z.
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Eine vorteilhafte moduläre Konstruktion
der Verlagerungseinrichtung rührt
von der Tatsache her, dass die Kontaktkörper 7 je zu einer
einzelnen Verlagerungseinheit 5 gehören und die Verlagerungseinheiten 5 je
mit einem eigenen Aktuatorsystem versehen sind, das vier lineare
Aktuatoren 13 aufweist zur schrittweisen Bewegung der Kontaktkörper 7 und
der Verlagerung der Kontaktkörper 7 parallel
zu der Unterstützungsrichtung
Z. Wie aus dem Nachstehenden noch hervorgehen dürfte, kann eine Anzahl Kontaktkörper, erforderlich
wie in der Entwurfsphase der Verlagerungseinrichtung bestimmt, in
der Verlagerungseinrichtung auf eine einfache und effektive Weise verwirklicht
werden. Es sei weiterhin bemerkt, dass die Drehmöglichkeiten der Kontaktkörper 7 um
die Mittellinien 25 und 27 auf alternative Weise
mit Hilfe dreier linearer Aktuatoren geschaffen werden können, die
zueinander in Dreieckform angeordnet sind. Wie oben beschrieben,
werden die erforderlichen Bewegungen der Kontaktkörper 7 mit
Hilfe einer besonders einfachen Steuerung der Aktuatoren 13 erhalten,
wenn vier Aktuatoren 13 verwendet werden.
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Wie oben beschrieben, werden die
Kontaktkörper 7 in
dem schematisch dargestellten Beispiel einer Verlagerungseinrichtung
nach der vorliegenden Erfindung, wie in 1 dargestellt, ausschließlich um
diejenigen Mittellinien 25 gedreht, die senkrecht auf der
Verlagerungsrichtung X stehen. 4 zeigt eine
zweite Ausführungsform
einer Verlagerungseinheit 41, geeignet zur Verwendung in
der Verlagerungseinrichtung aus 1 statt
der bereits oben beschriebenen Verlagerungseinheit 5. Entsprechende Elemente
der Verlagerungseinheiten 5 und 41 haben in 2 und 4 dasselbe Bezugszeichen. Die Verlagerungseinheit 41 weicht
von der oben beschriebenen Verlagerungseinheit 5 hauptsächlich darin
ab, dass die Verlagerungseinheit 41 mit einem Kontaktkörper 43 mit
einer Kontakt fläche 45 versehen
ist, die einen Teil einer Oberfläche
eines imaginären
kreisförmigen
Zylinders aufweist. Die zylinderförmige Kontaktfläche 45 hat
eine Mittellinie 47, die in der Ebene der Membran 15 liegt
und sich senkrecht zu der Verlagerungsrichtung X erstreckt. Die
linearen Aktuatoren 13' und 13" liegen auf der
einen Seite der Mittellinie 47 und die linearen Aktuatoren 13''' und 13''' liegen
auf der anderen Seite der Mittellinie 47. Die Aktuatoren 13' und 13'' der
Verlagerungseinheit 41 werden immer auf dieselbe Art und
Weise aktiviert und die Aktuatoren 13''' und 13'''' werden
immer auf dieselbe Art und Weise aktiviert. Wenn das Aktuatorpaar 13' und 13" und
das Aktuatorpaar 13''' und 13'''' in zueinander
entgegengesetzten Richtungen aktiviert werden, wird der zylinderförmige Kontaktkörper 43 um
eine Mittellinie 47 gedreht, während der Kontaktkörper 43 parallel
zu der Unterstützungsrichtung Z
durch Aktivierung der vier Aktuatoren 13 in derselben Richtung.
Die Verwendung der Verlagerungseinheiten 41 in der Verlagerungseinrichtung
nach 1 erfordert ebenfalls
wenigstens drei Verlagerungseinheiten 41 zum Schaffen einer
ununterbrochenen Verlagerung des ersten Teils 1 in einer
einzigen Richtung. Die drei Verlagerungseinheiten 41 werden
von dem Steuerelement 29 gesteuert, und zwar in einer Art
und Weise, die derjenigen entspricht, die oben für die Verlagerungseinheiten 5 beschrieben
worden ist, wobei die Verlagerungseinheiten 41 schrittweise Drehbewegungen
um die Mittellinien 47 durchführen mit Phasenwinkeln von
120° zueinander,
während eine
reine Rollbewegung zwischen den zylinderförmigen Kontaktflächen 45 und
der Führung 31 des zweiten
Teils 3 stattfindet, unter der Bedingung aber, dass es
zwischen dem ersten Teil 1 und dem zweiten Teil 3 eine
ausreichende Vorspannkraft gibt. Es sei bemerkt, dass eine Drehbewegung
der Kontaktkörper 43 um
die Mittellinien 47 auch dadurch erhalten werden kann,
dass nur zwei lineare Aktuatoren statt vier lineare 13 Aktuatoren
verwendet werden, wobei diese zwei linearen Aktuatoren beispielsweise
auf je einer Seite der Mittellinie vorgesehen werden. Die Drehfreiheit
der Kontaktkörper 43 um
die Mittellinien 47 kann ebenfalls dadurch erzielt werden,
dass rechteckige Membranen statt der ringförmigen Membranen 15 verwendet
werden, wobei die Mittellinie 47 jeder zylinderförmigen Kontaktfläche 45 in
einer imaginären
Ebene liegt, definiert durch die rechteckige Membran, parallel zu
einer langen Seite der rechteckigen Membran.
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5 und 6 zeigen eine dritte Ausführungsform
einer Verlagerungseinheit 49; geeignet zur Verwendung in
der Verlagerungseinrichtung aus 1. Die
Verlagerungseinheit 49 ist nur verwendbar für Verlagerungen
des ersten Teils 1 parallel zu nur einer Richtung, wie
bei der oben beschriebenen Verlagerungseinheit 41. Die
Verlagerungseinheit 49 umfasst vier Kontaktflächen 51,
die zueinander in einem Viereck vorgesehen sind. Die Kontaktflächen 51 sind
je parallel zu der Unterstützungsrichtung
Z mit Hilfe eines einzelnen laminierten piezoelektrischen Aktuators 53 verlagerbar.
Die Aktuators 53' und 53'' der Kontaktoberflächen 51' und 51'' werden
an einer ersten Brücke 55 befestigt,
die sich quer zu der Verlagerungsrichtung X erstreckt, während die
Aktuatoren 53''' und 53'''' der Kontaktoberflächen 51''' und 51'''' an
einer zweiten Brücke 57 befestigt
sind, die sich ebenfalls quer zu der Verlagerungsrichtung X erstreckt.
Die erste Brücke 55 und
die zweite Brücke 57 befinden
sich in einem Abstand voneinander, gesehen parallel zu der Verlagerungsrichtung
X, und sich durch eine dritte Brücke 59 miteinander
verbunden, mit deren Hilfe die Verlagerungseinheit 49 an
dem ersten Teil der Verlagerungseinrichtung aus 1 befestigt werden kann. Die dritte Brücke 59 erstreckt sich
parallel zu der Verlagerungsrichtung X, ist mittels eines ersten
elastischen Gelenkes 61, das sich parallel zu der Unterstützungsrichtung
Z erstreckt, an der ersten Brücke 55 befestigt
und ist mit Hilfe eines zweiten elastischen Gelenkes 63,
das sich ebenfalls parallel zu der Unterstützungsrichtung Z erstreckt,
an der zweiten Brücke 57 befestigt.
Die Verwendung der elastischen Gelenke 61 und 63 macht,
dass die erste Brücke 55 und
die zweite Brücke 57 über beschränkte Winkel
gegenüber
der dritten Brücke 59 drehbar sind.
Die erste Brücke 55 und
die zweite Brücke 57 sind
weiterhin mit Hilfe eines plattenförmigen piezoelektrischen Biegeaktuators 65,
der sich parallel zu der Verlagerungsrichtung X und zu der Unterstützungsrichtung
Z erstreckt, und der imstande ist sich um eine Biegeachse 67 zu
biegen, die sich parallel zu der Unterstützungsrichtung Z und parallel
zu den Gelenken 61 und 63 erstreckt, verbunden.
Wie 6 zeigt, ist der
Biegeaktuator 65 an der ersten Brücke 55 befestigt,
und zwar mit Hilfe von Blattfedern 69' und 69",
die sich quer zu der Verlagerungsrichtung X erstrecken, und ist
an der zweiten Brücke 57 befestigt,
und zwar mit Hilfe von Blattfedern 71' und 71", die
sich ebenfalls quer zu der Verlagerungsrichtung X erstrecken.
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Die Wirkungsweise der Verlagerungseinheit 49 wird
nachstehend anhand der 7a, 7b und 7c näher erläutert. 7a zeigt schematisch die Verlagerungseinheit 49,
wobei der Biegeaktuator 65 nicht erregt ist. In dieser
neutralen Lage der Verlagerungseinheit 49 erstrecken sich
die erste Brücke 55 und
die zweite Brücke 57 senkrecht
zu der Verlagerungsrichtung X. Ausgehend von der neutralen Lage
aus 7a werden die einander diagonal
gegenüber
liegenden Kontaktflächen 51'' und 51'''
von dem zweiten Teil 3 ge löst, so dass die Verlagerungseinheit 49 den
zweiten Teil 3 ausschließlich über die einander diagonal gegenüber liegenden
Kontaktflächen 51' und 51'''' berührt. Danach
wird der Biegeaktuator 65 um die Biegeachse 67 gebogen,
und zwar durch Aktivierung in einer ersten Richtung. Die erste Brücke 55 und
die zweite Brücke 57 werden
um die Gelenke 61 und 63 gegenüber der dritten Brücke 59 in
entgegengesetzten Richtungen gedreht, so dass eine erste extreme
Lage erreicht wird, dargestellt in 7b. Da
die Kontaktflächen 51' und 51'''' nach
wie vor mit dem zweiten Teil 3 in Berührung sind und nicht gegenüber dem
zweiten Teil 3 verlagert werden, unter der Bedingung, dass
es zwischen dem ersten Teil 1 und dem zweiten Teil 3 genügend Vorspannkraft
gibt, werden die erste Brücke 55 und
die zweite Brücke 57 gegenüber dem
zweiten Teil 3 in zueinander entgegengesetzten Richtungen
um die Kontaktflächen 51' und 51""
drehen, so dass die Kontaktflächen 51'' und 51''' gegenüber dem
zweiten Teil 3 in derselben Richtung parallel zu der Verlagerungsrichtung
X verlagert werden. In der ersten extremen Lage der Verlagerungseinheit 49 aus 7b werden die Kontaktflächen 51'' und 51''' danach
mit dem zweiten Teil 3 in Berührung gebracht, wonach die
Kontaktflächen 51' und 51""
von dem zweiten Teil 3 gelöst werden. Der Biegeaktuator 65 wird
nun in der entgegengesetzten Richtung um die Biegeachse 67 gebogen,
so dass die erste Brücke 55 und
die zweite Brücke 57 gegenüber der
dritten Brücke 59 um
die Gelenke 61 und 63 in Richtungen gedreht werden,
die zu den Richtungen aus 7b entgegengesetzt
sind, und zwar zum Erreichen einer zweiten extremen Lage, dargestellt
in 7c. Da es die Kontaktflächen 51" und 51"'
sind, die mit dem zweiten Teil 3 nach wie vor in Berührung sind
und die nicht gegenüber
dem zweiten Teil 3 verlagert werden, wird nun die erste
Brücke 55 und
die zweite Brücke 57 um
die Kontaktflächen 51" und 51"' gegenüber dem
zweiten Teil 3 in Richtungen drehen, die zu den in 7b dargestellten Richtungen entgegengesetzt
sind, so dass die Kontaktflächen 51' und 51""
gegenüber
dem zweiten Teil 3 parallel zu der Verlagerungsrichtung
X in einer Richtung entsprechend der Richtung, in der die Kontaktflächen 51" und 51"'
in 7b verlagert wurden. Die Kontaktflächen 51' und 51""
werden nun wieder mit dem zweiten Teil 3 in Berührung gebracht,
die Kontaktflächen 51" und 51"'
werden von dem zweiten Teil 3 wieder gelöst und der
Biegeaktuator 65 wird wieder in die erste extreme Lage
aus 7b gebogen, so dass die schrittweise
Bewegung der Verlagerungseinheit 49 beim Passieren der
neutralen Lage vollständig
ist und eine nächste
schrittweise Bewegung gestartet wird. Wie aus den 7a, 7b und 7c und
aus der obenstehenden Beschreibung hervorgeht, wird die Verlagerungseinheit 49 über einen
be grenzten Abstand parallel zu der Verlagerungsrichtung X gegenüber dem
zweiten Teil 3 während
einer vollen schrittweise Bewegung verlagert.
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Wenn die erste Brücke 55 und die zweite Brücke 57 der
Verlagerungseinheit 49 gegenüber der dritten Brücke 59 auf
eine oben beschriebene Art und Weise gedreht werden, bleibt der
Abstand zwischen den diagonal einander gegenüber liegenden Kontaktflächen 51' und 51""
sowie der Abstand zwischen den diagonal einander gegenüber liegenden
Kontaktflächen 51" und 51"'
gleich. Diese kinematische Eigenschaft der Verlagerungseinheit 49 wird
in der vierten Ausführungsform
der Verlagerungseinheit 73 aus den 8 und 9 benutzt,
die wieder geeignet ist zur Verwendung in der Verlagerungseinrichtung
aus 1. Elemente der
Verlagerungseinheit 72 in den 8 und 9, die denen der oben beschriebenen Verlagerungseinheit 49 entsprechen,
sind mit denselben Bezugszeichen angegeben. Die Verlagerungseinheit 73 ist
nur geeignet zur Verlagerung des ersten Teils 1 parallel
zu nur einer Richtung, wie die Verlagerungseinheit 49.
Die erste Brücke 55 und
die zweite Brücke 57 in
der Verlagerungseinheit 73 sind mit Hilfe einer dritten
Brücke 75 und
einer vierten Brücke 77 miteinander
verbunden. Die dritte Brücke 75 verbindet
die einander diagonal gegenüber
liegenden Aktuatoren 53' und 53'''', während die
vierte Brücke 77 die
einander diagonal gegenüber
liegenden Aktuatoren 53'' und 53''' miteinander
verbindet. Die dritte Brücke 75 ist
mit Hilfe zweier elastischer Gelenke 79 und 79', die
eine gemeinsame Gelenkachse 81 haben, die sich parallel
zu der Unterstützungsrichtung
Z erstreckt, an dem Aktuator 53' befestigt und ist mit
Hilfe zweier elastischer Gelenke 83 und 83', die
eine gemeinsame Gelenkachse 85 haben, die sich parallel zu
der Unterstützungsrichtung
Z erstreckt, an dem Aktuator 53'''' befestigt. Die vierte
Brücke 77 ist
mit Hilfe zweier elastischer Gelenke 87 und 87',
die eine gemeinsame Gelenkachse 89 haben, die sich parallel
zu der Unterstützungsrichtung
Z erstreckt, an dem Aktuator 53'' befestigt und ist mit
Hilfe zweier elastischer Gelenke 91 und 91', die
eine gemeinsame Gelenkachse 93 haben, die sich parallel
zu der Unterstützungsrichtung
Z erstreckt, an dem Aktuator 53''' befestigt. Die Wirkungsweise
der Verlagerungseinheit 73 entspricht der Wirkungsweise
der oben beschriebenen Verlagerungseinheit 49. Die Verwendung
der sich gegenseitig kreuzenden Brücken 75 und 77 führt zu einer
sehr starren Konstruktion der Verlagerungseinheit 73. Es
sei bemerkt, dass die Verlagerungseinheiten 49, 73 über wenigstens
zwei der vier Kontaktflächen 51 zu
jedem beliebigen Zeitpunkt während
der schrittweisen Bewegung mit dem zweiten Teil 3 in Berührung sind.
Dies bedeutet, dass minimal nun zwei Verlagerungsein heiten 49, 73 notwendig
sind zum Schaffen einer ununterbrochenen Verlagerung des ersten
Teils 1 parallel zu der Verlagerungsrichtung X und zum
Schaffen einer ununterbrochenen tragenden Unterstützung des
ersten Teils 1 parallel zu der Unterstützungsrichtung Z, wenn die Verlagerungseinheiten 49, 73 in
der Verlagerungseinrichtung nach 1 verwendet
werden.
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10 zeigt
schematisch einen X-Y-Tisch, der mit einer Verlagerungseinrichtung
nach der vorliegenden Erfindung versehen ist. Der X-Y-Tisch umfasst
eine Basis 95 mit einer Führungsfläche 97, die sich parallel
zu einer X-Richtung und parallel zu einer Y-Richtung, senkrecht
zu der X-Richtung, erstreckt. Der X-Y-Tisch umfasst weiterhin einen
Gegenstandstisch 99 mit einer Tragfläche 101 für einen
zu verlagernden Gegenstand. Der Gegenstandstisch 99 ist gegenüber der
Basis 95 in einer Unterstützungsrichtung Z senkrecht
zu der Führungsfläche 97 durch Vorspannmittel,
die in 10 nicht dargestellt
sind, und die üblich
und an sich bekannt sind, vorgespannt. Die Verlagerungseinrichtung
nach der vorliegenden Erfindung, benutzt in dem X-Y-Tisch, umfasst vier
Gruppen 103 zu je vier Verlagerungseinheiten 5, wie
oben beschrieben und in 2 dargestellt.
Die sphärischen
Kontaktkörper 7 der
Verlagerungseinheiten 5 arbeiten mit der Führungsfläche 97 auf
der Basis 95 zusammen. Die einzelnen Verlagerungseinheiten 5 sind
in 10 nur schematisch
angegeben, je mit Hilfe eines O, wodurch der Einfachheit halber symbolisch
die sphärische
Kontaktfläche 23 einer Verlagerungseinheit 5 angegeben
ist. Wie 10 zeigt, sind
die vier Gruppen 103 zueinander in einem Viereck vorgesehen,
grenzend an vier Ecken 105 des Gegenstandstisches 99,
und die vier Verlagerungseinheiten 5 innerhalb einer Gruppe 103 sind
in einem Quadrat zueinander gegliedert. Die sechzehn Verlagerungseinheiten 5 werden
von einem Steuerelement 107 des X-Y-Tisches gesteuert.
Die Verlagerungseinrichtung nach der vorliegenden Erfindung, benutzt
in dem X-Y-Tisch, umfasst weiterhin drei optische Lagensensoren 109,
die in festen Lagen gegenüber
der Basis 95 befestigt sind. Die Lagensensoren 109 messen
eine Lage, eingenommen von dem Gegenstandstisch 99 gegenüber der
Basis 95 parallel zu der Unterstützungsrichtung Z, sowie einen Schwenkwinkel Ø des Gegenstandstisches 99 um eine
Hauptachse 111 des Gegenstandstisches 99, gerichtet
parallel zu der X-Richtung und einen Schwenkwinkel Ø des Gegenstandstisches 99 um eine
Hauptachse 113 der Tragfläche 101, gerichtet parallel
zu der Y-Richtung.
Das Steuerelement 107 führt
eine Rückkopplungssteuerung
durch, mit deren Hilfe der Gegenstandstisch 99 in einer
gewünschten Lage
parallel zu der Unterstützungsrich tung
Z gegenüber
der Basis 95 festgehalten wird, und mit deren Hilfe der
Gegenstandstisch 99 gewünschtenfalls
in einer Lage parallel zu der X-Richtung und der Y-Richtung festgehalten
wird. Eine genaue tragende Unterstützung des Gegenstandstisches 99 gegenüber der Basis 95 parallel
zu der Unterstützungsrichtung
Z wird auf diese Weise mit Hilfe der Verlagerungseinheiten 5 geschaffen.
Die Verwendung der vier Gruppen 103 von vier Verlagerungseinheiten 5 machen
je, dass die tragende Unterstützung
besonders starr und stabil ist.
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Wie oben beschrieben, umfassen die
in dem X-Y-Tisch verwendeten Verlagerungseinheiten 5 je eine
sphärische
Kontaktfläche 23,
die schrittweise drehbar ist um zwei Mittellinien 25 und 27 der
sphärischen
Kontaktfläche 23 (siehe 2), die senkrecht aufeinander
stehen. Die Verlagerungseinheiten 5 sind auf entsprechende
Weise je geeignet zum Erzeugen von Verlagerungen des Gegenstandstisches 99 über die
Führungsfläche 97 der
Basis 95 parallel zu der X-Richtung und parallel zu der
Y-Richtung, wozu sie tatsächlich
verwendet werden. Jede Verlagerungseinheit 5 der Verlagerungseinrichtung
nach der vorliegenden Erfindung, benutzt in dem X-Y-Tisch wird auf
diese Weise optimal ausgenutzt.
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Es sei bemerkt, dass der X-Y-Tisch
mit einem weiteren Lagensensor versehen sein kann zum Messen von
Verlagerungen des Gegenstandstisches 99 gegenüber der
Basis parallel zu der X-Richtung, und mit zwei weiteren Lagensensoren
zum Messen von Verlagerungen des Gegenstandstisches 99 gegenüber der
Basis 95 parallel zu der Y-Richtung und von Drehungen des Gegenstandstisches 99 um
eine Hauptachse 115 der Tragfläche 101, gerichtet
parallel zu der Unterstützungsrichtung
Z. Wenn diese weiteren Lagensensoren verwendet werden, führt beispielsweise
das Steuerelement 107 eine weitere Rückkopplungssteuerung durch,
mit deren Hilfe der Gegenstandstisch 99 in eine gewünschte X-Lage und
Y-Lage genau verlagerbar ist, und wodurch ein gewünschter
Drehungswinkel des Gegenstandstisches 99 um die Hauptachse 115 genau
eingestellt werden kann. Ein derartiger Drehungswinkel um die Hauptachse 115,
die sich parallel zu der Unterstützungsrichtung
Z erstreckt, kann ebenfalls durch eine geeignete Steuerung der Verlagerungseinheiten 5 erzielt
werden.
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Es sei weiterhin bemerkt, dass der
X-Y-Tisch ebenfalls mit einer anderen Anzahl Verlagerungseinheiten 5 oder
mit Verlagerungseinheiten eines anderen Typs versehen werden kann.
Wenn Verlagerungseinheiten 5 mit sphärischen Kontaktkörpern 7 in dem
X-Y-Tisch benutzt werden, sind theoretisch wenigstens drei Verlagerungseinheiten 5 erfor derlich
für eine
ununterbrochene Verlagerung des Gegenstandstisches 99 in
einer einzigen Richtung und für eine
tragende Unterstützung
des Gegenstandstisches 99 senkrecht zu dieser Richtung,
wie oben beschrieben worden ist. Da die Verlagerungseinheiten 5 für Verlagerungen
parallel zu der X-Richtung sowie für Verlagerungen parallel zu
der Y-Richtung benutzt werden können,
ist aber eine minimale Anzahl von vier Verlagerungseinheiten 5 erforderlich
zum Erzeugen ununterbrochener Verlagerungen des Gegenstandstisches 99 parallel
zu der X-Richtung oder der Y-Richtung und zum tragenden Unterstützen des
Gegenstandstisches 99 senkrecht zu der X-Richtung und der
Y-Richtung, wobei der Gegenstandstisch 99 dabei immer von
wenigstens drei Kontaktkörpern 7 unterstützt wird.
Zum Erzeugen von Verlagerungen des Gegenstandstisches 99 parallel
zu der X-Richtung sollen wenigstens drei Verlagerungseinheiten 41 verwendet
werden und zum Erzeugen von Verlagerungen des Gegenstandstisches 99 parallel
zu der Y-Richtung sollen wenigstens drei weitere Verlagerungseinheiten 41 verwendet
werden, wenn die Verlagerungseinheiten 41 mit den zylinderförmigen Kontaktkörpern 43 wie
oben beschrieben, verwendet werden, wobei in diesem Fall der Gegenstandstisch 99 immer
von wenigstens drei Kontaktkörpern 43 unterstützt wird.
Zum Erzeugen von Verlagerungen des Gegenstandstisches 99 parallel
zu der X-Richtung sollen wenigstens zwei Verlagerungseinheiten 49 verwendet
werden und zum Erzeugen von Verlagerungen des Gegenstandstisches 99 parallel
zu der Y-Richtung sollen wenigstens zwei weitere Verlagerungseinheiten 49 verwendet
werden, wenn die Verlagerungseinheiten 49 mit den vier
Kontaktflächen 51,
wie oben beschrieben, verwendet werden, wobei in diesem Fall der
Gegenstandstisch 99 immer von allen Verlagerungseinheiten 49 unterstützt wird.
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Die 11 und 12 zeigen zum Schluss schematisch
eine Achsenvorrichtung die ebenfalls mit einer. Verlagerungseinrichtung
nach der vorliegenden Erfindung versehen ist. Die Achsenvorrichtung
umfasst eine statische Lagerbüchse 117,
die eine zentrale Hauptachse 119 aufweist und die an einer
Basis der Achsenvorrichtung befestigt ist, die in den Figuren nicht
dargestellt ist. Die Verlagerungseinrichtung nach der vorliegenden
Erfindung, benutzt in der Achsenvorrichtung umfasst vier Gruppen 125 zu
je vier Verlagerungseinheiten 5, die in der Lagerbüchse 117 befestigt
sind, und zwar in der Nähe
eines ersten Endes 127 der Lagerbüchse zum Zusammenarbeiten mit
der Führung 123 der
Achse 121, und vier weitere Gruppen 129 zu je
vier Verlagerungseinheiten 5, die in der Lagerbüchse 117 befestigt
sind, neben einem zweiten Ende 131 der Lagerbüchse 117 zum
Zusammenar beiten mit der Führung 123 der
Achse 121. Die Verlagerungseinheiten 5 sind von
einem Typ, dargestellt in 2 und
umfassen je eine sphärische
Kontaktfläche 23 zum
Zusammenarbeit mit der Führung 123 der
Achse 121. Die einzelnen Verlagerungseinheiten 5 sind
in den 11 und 12 mit Hilfe eines O nur
schematisch dargestellt, wodurch der Einfachheit halber die Kontaktfläche 23 einer
Verlagerungseinheit 5 symbolisch dargestellt wird. 12 ist ein Schnitt durch
die Achsenvorrichtung neben dem ersten Ende 127 der Lagerbüchse 117.
Aus 12 geht hervor,
dass die vier Gruppen 125 in regelmäßigen Abständen voneinander, gesehen in
der Umfangsrichtung um die Achse 121 vorgesehen sind. Die
vier weiteren Gruppen 129 neben dem zweiten Ende 131 sind
auf dieselbe Art und Weiese in der Umfangsrichtung angebracht. Wie
aus 11 ersichtlich,
sind die vier Verlagerungseinheiten 5 in jeder Gruppe 125, 129 in
einem Quadrat vorgesehen. Die Verlagerungseinheiten 5 der
Gruppen 125, 129 werden von dem Steuerelement 133.
der Achsenvorrichtung gesteuert. Die Verlagerungseinrichtung nach
der vorliegenden Erfindung, benutzt in der Achsencorrichtung umfasst
weiterhin drei optische Lagensensoren 135 die in der Lagerbüchse 117 in
der Nähe
des ersten Endes 127 der Lagerbüchse 117 befestigt
sind, und drei weitere optische Lagensensoren 137, die
in der Lagerbüchse 117 in
der Nähe
des zweiten Endes 131 der Lagerbüchse 117 vorgesehen
sind. Die Lagensensoren 135, 137 sind der Einfachheit
halber in 11 nicht dargestellt,
während
die Lagensensoren 135 nur in 12 dargestellt
sind. Die Lagensensoren 137 sind in der Nähe des zweiten
Endes 131 auf eine geeignete Art und Weise vorgesehen.
Die Lagensensoren 135 und 137 messen eine Lage,
die durch die Achse 121 eingenommen wird, und zwar gegenüber der
Lagerbüchse 117 parallel
zu einer Rl-Achse, die senkrecht auf der
Hauptachse 119 steht, und parallel zu einer R2-Achse,
die senkrecht auf der Hauptachse 119 sowie auf der R1-Achse steht,
und sie messen einen Schwenkwinkel θ der Achse 121 um
die R2-Achse. Das Steuerelement 133 führt mit
eine Rückkopplungssteuerung
durch, mit deren Hilfe die Achse 121 in einer gewünschten
Lage gegenüber
der Lagerbüchse 117 gehalten
wird, und zwar parallel zu der Rl-Achse
und parallel zu der R2-Achse, und mit deren
Hilfe die Achse 121 gewünschtenfalls
in einer Lage parallel zu der Hauptachse 119 gehalten wird.
Eine genaue tragende Unterstützung
der Achse 121 gegenüber
der Lagerbüchse 117 wird
auf diese Weise durch die Verlagerungseinheiten 5 gebildet.
Die Verwendung der vier Gruppen 125 zu je vier Verlagerungseinheiten 5 und der
vier weiteren Gruppen 129 zu je vier Verlagerungseinheiten 5 machen
je die Lagerung besonders starr und stabil. Es sei bemerkt, dass
die Verlage rungseinheiten 5 nicht nur eine Lagerfunktion
in den Richtungen senkrecht zu der Hauptachse 119 haben, sondern
auch eine Vorspannfunktion in den genannten Richtungen haben. Dadurch
sind keine weiteren Vorspannmittel in den genannten Richtungen in
der beschriebenen Achsenvorrichtung erforderlich.
-
Wie bereits oben beschrieben worden
ist, umfassen die in der Achsenbvorrichtung verwendeten Verlagerungseinheiten 5 eine
sphärische
Kontaktfläche 23,
die schrittweise um zwei senkrecht aufeinander stehende Mittellinien 25 und 27 der
sphärischen
Kontaktfläche 23 drehbar
sind (siehe 2). Diese
Verlagerungseinheiten 5 sind auf entsprechende Weise je
geeignet zum Erzeugen von Verlagerungen der Achse 121 parallel
zu der Hauptachse 119 und zum Erzeugen von Drehungen der
Achse 121 um die Hauptachse 119 und und werden
dazu auch wirklich verwendet. Jede Verlagerungseinheit 5 der Verlagerungseinrichtung
nach der vorliegenden Erfindung, verwendet in der Achsenvorrichtung
wird auf diese Weise optimal benutzt.
-
Die Achsenvorrichtung kann beispielsweise in
einem Maschinenwerkzeug benutzt werden zum Verarbeiten eines Werkstücks, wobei
ein Ende der Achse 121 der Achsenvorrichtung mit einem
Futter versehen ist zum festhalten des Werkstücks. Die Achsenvorrichtung
kann weiterhin versehen sein mit einem weiteren Lagensensor zum
Messen ver Verlagerungen der Achse 121 gegenüber der
Lagerbüchse 117,
die parallel zu der Hauptachse 119 gerichtet ist. Wenn
dieser weiter Lagensensor benutzt wird, wird das Steuerelement 113 beispielsweise
mit einer weiteren Rückkopplungssteuerung
versehen, mit deren Hilf die Achse 121 genau in eine gewünschte Lage
Parallel zu der Hauptachse 119 verlagert werden kann.
-
Es sei weiterhin bemerkt, dass die
Achsenvorrichtung auch mit einer anderen Anzahl Verlagerungseinheiten 5 eines
anderen Typs versehen werden kann. Wenn Verlagerungseinheiten 5 mit
sphärischen
Kontaktflächen 7 in
der Achsenvorrichtung versehen sind, sind wenigstens drei Verlagerungseinheiten 5 theoretisch
erforderlich für
eine ununterbrochene Verlagerung der Achse 121 in einer
einzigen Richtung und für
eine tragende Unterstützung der
Achse 121 senkrecht zu dieser Richtung, wie oben beschrieben.
Da die Verlagerungseinheit 5 zur Verlagerung der Achse 121 parallel
zu der Hauptachse 119 und für Drehungen der Achse 121 um
die Hauptachse 119 benutzt werden kann, sind aber wenigstens
vier Verlagerungseinheiten 5 theoretisch erforderlich zum
Erzeugen ununterbrochener Verlagerungen der Achse 121 parallel
zu der Hauptachse 119 und der Unter stützung der Achse 121 senkrecht zu
der Hauptachse 119, wobei die Achse 121 immer durch
wenigstens drei Kontaktflächen 7 unterstützt wird.
Wie oben bereits bemerkt, wird die Achse 121 der Achsenvorrichtung
aus den 11 und 12 außerdem auch mit Hilfe der Verlagerungseinheiten 5 senkrecht
zu der Hauptachse 191 vorgespannt. Eine derartige dreifache
Funktion der Verlagerungseinheiten 5 kann beispielsweise
dadurch erreicht werden, dass wenigstens vier Verlagerungseinheiten 5 mit
regelmäßigen Zwischenräumen in
der Umfangsrichtung, in der Nähe
der beiden Enden 127, 131 der Lagerbüchse 117 verwendet
werden. Wenn die Verlagerungseinheiten 41 mit den zylinderförmigen Kontaktflächen 43 oder
die Verlagerungseinheiten 49 mit den vier Kontaktflächen 51 benutzt
werden, wie oben beschrieben, sollten wenigstens vier Verlagerungseinheiten 41, 49 in
der Nähe
der beiden Enden 127, 131 der Lagerbüchse 117 verwendet
werden, wobei in diesem Fall die Verlagerungseinheiten 41, 49 in der
Nähe des
Endes 127 beispielsweise die Verlagerungen der Achse 121 parallel
zu der Hauptachse 119 erzeugen, während die Verlagerungseinheiten 41, 49 in
der Nähe
des Endes 131 beispielsweise die Drehungen der Achse 121 um
die Hauptachse 119 erzeugen. Wenn aber die Achse 121 senkrecht
zu der Hauptachse 119 durch einzelne Vorspannmittel vorgespannt
werden, sollten zwei einzelnen Gruppen zu wenigstens je drei Verlagerungseinheiten 41, 49 verwendet
werden zum Erzeugen der Verlagerungen parallel zu der Hauptachse 119 und
zum Erzeugen der Drehungen um die Hauptachse 119.
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In den Ausführungsformen einer Verlagerungseinrichtung
nach der vorliegenden Erfindung, wie oben beschrieben und der darin
verwendeten Verlagerungseinheiten sind die Aktuatoren als lineare
laminierte piezoelektrische Aktuatoren oder als piezoelektrische
Biegeaktuatoren konstruiert worden. Es sei bemerkt, dass ein alternativer
Typ des Aktuators auch in einer Verlagerungseinrichtung nach der vorliegenden
Erfindung mit den darin verwendeten Verlagerungseinheiten, wie beispielsweise
ein elektromagnetischer Aktuator verwendet werden kann.
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Die obenstehenden Beschreibungen
von Ausführungsformen
einer Verlagerungseinrichtung nach der vorliegenden Erfindung beziehen
sich jeweils auf spezifische Anzahlen von Verlagerungseinheiten.
Es sei im Allgemeinen bemerkt, dass die Anzahl zu verwendender Verlagerungseinheiten
u. a. von der Anzahl Verlagerungsmöglichkeiten der Verlagerungseinrichtung,
der gewünschten
Starrheit der Lagerung und dem erlaubten Grad an Störungen der Verlagerungen
in der Verlagerungsrichtung abhängig sein
wird. Eine star rere tragende Unterstützung wird erhalten und Störungen der
Verlagerungen, die herrühren
aus der Tatsache, dass die einzelnen Kontaktkörper jeweils von dem zweiten
Teil gelöst
und wieder gegen den zweiten Teil gedrückt erden, werden stärker reduziert,
je nachdem mehr Verlagerungseinheiten verwendet werden. Es ist folglich
möglich,
beispielsweise eine viel größere Anzahl
Verlagerungseinheiten zu verwenden, die in relativ geringen Abständen voneinander
in der Umfangsrichtung an den beiden Enden der Lagerbüchse in
der oben beschriebenen Achsenvorrichtung vorgesehen sind, während auch
Verlagerungseinheiten an Stellen zwischen den zwei Enden der Lagerbüchse verwendet
werden können.
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Es sei zum Schluss bemerkt, dass
eine Verlagerungseinrichtung nach der vorliegenden Erfindung nicht
nur in einem X-Y-Tisch und einer Achsenvorrichtung verwendet wird,
sondern auch in einem anderen Typ einer Vorrichtung, wobei ein erster
Teil und ein zweiter Teil gegenüber
einander verlagert werden sollen. Beispiele, die dabei erwähnt werden sollen
sind ein Schieber, der gegenüber
einer Basis mit Verlagerungsmöglichkeiten
in nur einer Richtung unterstützt
wird, oder ein Tisch, der auf einer Basis unterstützt wird
und gegenüber
dieser Basis ausschließlich
um eine Drehungsachse gedreht werden kann, die sich parallel zu
der Unterstützungsrichtung erstreckt.