DE102022109175A1

DE102022109175A1 - Work table and method for aligning it

Info

Publication number: DE102022109175A1
Application number: DE102022109175.9A
Authority: DE
Inventors: Jörn Frasch
Original assignee: Ilmenauer Mechatronik GmbH
Current assignee: Ilmenauer Mechatronik GmbH
Priority date: 2022-04-14
Filing date: 2022-04-14
Publication date: 2023-10-19

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Arbeitstisch zum schwingungsentkoppelten Anordnen von Gegenständen. Bei den Gegenständen handelt es sich insbesondere um Werkstücke, welche unter Einhaltung sehr hoher Genauigkeitsanforderungen auf dem Arbeitstisch bearbeitet werden sollen, sodass eine höchstmögliche Schwingungsentkoppelung der Werkstücke erforderlich ist. Der Arbeitstisch umfasst einen Grundkörper (04), eine Tischplatte (01) und mindestens drei elektromagnetische Antriebe (02) zum Heben der Tischplatte (01) gegenüber dem Grundkörper (04) in einer vertikalen Richtung. Die mindestens drei elektromagnetischen Antriebe (02) sind um eine mittlere vertikale Achse der Tischplatte (01) herum verteilt angeordnet. Der Arbeitstisch umfasst zudem mindestens einen Stabilisator (03) zur Stabilisierung der Tischplatte (01) gegenüber dem Grundkörper (04) in mindestens einer horizontalen Richtung. Der mindestens eine Stabilisator (03) umfasst mindestens einen Permanentmagneten. In der horizontalen Richtung neben dem mindestens einen Permanentmagneten ist ein Abstoßungselement aus einem diamagnetischen Werkstoff angeordnet. Im Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Ausrichten des erfindungsgemäßen Arbeitstisches.The present invention relates to a work table for arranging objects in a vibration-decoupled manner. The objects are in particular workpieces which are to be processed on the work table in compliance with very high accuracy requirements, so that the highest possible vibration decoupling of the workpieces is required. The work table comprises a base body (04), a table top (01) and at least three electromagnetic drives (02) for lifting the table top (01) relative to the base body (04) in a vertical direction. The at least three electromagnetic drives (02) are arranged distributed around a central vertical axis of the table top (01). The work table also includes at least one stabilizer (03) for stabilizing the table top (01) relative to the base body (04) in at least one horizontal direction. The at least one stabilizer (03) comprises at least one permanent magnet. A repulsion element made of a diamagnetic material is arranged in the horizontal direction next to the at least one permanent magnet. The invention further relates to a method for aligning the work table according to the invention.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft zunächst einen Arbeitstisch zum schwingungsentkoppelten Anordnen von Gegenständen. Bei den Gegenständen handelt es sich insbesondere um Werkstücke, welche unter Einhaltung sehr hoher Genauigkeitsanforderungen auf dem Arbeitstisch bearbeitet werden sollen, sodass eine höchstmögliche Schwingungsentkoppelung der Werkstücke erforderlich ist. Im Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Ausrichten des erfindungsgemäßen Arbeitstisches.The present invention initially relates to a work table for arranging objects in a vibration-decoupled manner. The objects are in particular workpieces which are to be processed on the work table in compliance with very high accuracy requirements, so that the highest possible vibration decoupling of the workpieces is required. The invention further relates to a method for aligning the work table according to the invention.

Die DE 10 2004 062 592 B3 zeigt ein System zur Untersuchung eines scheibenförmigen Substrates. Das System ist von einem Gehäuse umgeben. Innerhalb des Gehäuses ist ein in X-Richtung und in Y-Richtung verfahrbarer Tisch vorgesehen, der von einer Montageplatte getragen ist. Die Montageplatte ist gegenüber dem Gehäuse schwingungsentkoppelt. Ebenso ist eine Absaugeinheit unterhalb der Montageplatte vorgesehen und von dieser beabstandet angeordnet. Die Absaugeinheit besitzt eine Öffnung für den Lufteintritt. Die Öffnung für den Lufteintritt ist zwischen einem Ende der Montageplatte und einer Wand des Gehäuses in der Absaugeinheit vorgesehen.The DE 10 2004 062 592 B3 shows a system for examining a disc-shaped substrate. The system is surrounded by a housing. A table which can be moved in the X direction and in the Y direction and is supported by a mounting plate is provided within the housing. The mounting plate is vibration-decoupled from the housing. A suction unit is also provided below the mounting plate and arranged at a distance from it. The suction unit has an opening for air inlet. The opening for the air inlet is provided between one end of the mounting plate and a wall of the housing in the suction unit.

Aus der DE 199 59 299 A1 ist eine Vorrichtung zur Behandlung von Silizium-Scheiben bekannt, welche einen Behälter zur Aufnahme eines Mediums und eine darin angeordnete, drehbare Träger-Einrichtung zur Aufnahme der zu behandelnden Silizium-Scheiben umfasst. Eine Welle ist in mindestens einem Lager gelagert und mit der Träger-Einrichtung verbunden. Das Lager weist ein mit der Welle verbundenes erstes Lager-Teil und ein ein supraleitendes Material enthaltendes zweites Lager-Teil auf. Das erste Lager-Teil wird gegenüber dem zweiten Lager-Teil durch magnetische Kräfte beabstandet gehalten.From the DE 199 59 299 A1 a device for treating silicon wafers is known, which comprises a container for holding a medium and a rotatable carrier device arranged therein for holding the silicon wafers to be treated. A shaft is mounted in at least one bearing and connected to the carrier device. The bearing has a first bearing part connected to the shaft and a second bearing part containing a superconducting material. The first bearing part is held at a distance from the second bearing part by magnetic forces.

Die DE 10 2015 116 767 A1 zeigt eine magnetische Lageranordnung, welche eine erste Magnetanordnung zur Erzeugung eines ersten Quadrupol-Magnetfeldes in einer ersten Ebene und eine zweite Magnetanordnung zur Erzeugung eines zweiten Quadrupol-Magnetfeldes in einer zweiten parallelen Ebene umfasst. Eine Längsachse ist rechtwinklig hierzu durch die Zentren der Quadrupol-Magnetfelder definiert. Mindestens ein diamagnetisches Element ist auf der Längsachse angeordnet. Die Lageranordnung soll insbesondere in einer Magnetschwebeanordnung mit einer Hubanordnung verwendet werden können.The DE 10 2015 116 767 A1 shows a magnetic bearing arrangement, which includes a first magnet arrangement for generating a first quadrupole magnetic field in a first plane and a second magnet arrangement for generating a second quadrupole magnetic field in a second parallel plane. A longitudinal axis is defined at right angles to this by the centers of the quadrupole magnetic fields. At least one diamagnetic element is arranged on the longitudinal axis. The bearing arrangement should be able to be used in particular in a magnetic levitation arrangement with a lifting arrangement.

Die DE 695 26 164 T2 zeigt einen Schwingungsisolierungstisch mit einem eine Magnetkraft erzeugenden Mittel, welches eine Lücke aufweist, welche ermöglicht, dass ein magnetischer Fluss in einer eine Schwingungsrichtung schneidenden Richtung hindurchtreten kann.The DE 695 26 164 T2 shows a vibration isolation table with a magnetic force generating means having a gap allowing a magnetic flux to pass in a direction intersecting a vibration direction.

In dem Artikel von Barrot, F. und Bleuler, H. „Application of Diamagnetic Levitation in Mechatronic Systems“ in Proceedings of the 11th International Symposium on Magnetic Bearings, 26. bis 29. August 2008, Nara (Japan), werden Anwendungen von diamagnetischen schwebenden Lagerungen vorgestellt.In the article by Barrot, F. and Bleuler, H. “Application of Diamagnetic Levitation in Mechatronic Systems” in Proceedings of the 11th International Symposium on Magnetic Bearings, August 26th to 29th, 2008, Nara (Japan), applications of diamagnetic levitation are discussed floating bearings are presented.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht ausgehend vom Stand der Technik darin, ein weitestgehend schwingungsentkoppeltes Anordnen von Gegenständen auf einem Arbeitstisch zu ermöglichen.The object of the present invention, based on the prior art, is to enable objects to be arranged on a work table in a manner that is largely decoupled from vibrations.

Die genannte Aufgabe wird gelöst durch einen Arbeitstisch gemäß dem beigefügten Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren gemäß dem beigefügten nebengeordneten Anspruch 9.The stated task is solved by a work table according to the attached claim 1 and by a method according to the attached independent claim 9.

Der erfindungsgemäße Arbeitstisch dient dazu, dass Gegenstände auf ihm angeordnet werden, welche weitestgehend von äußeren Schwingungen entkoppelt sind, sodass die Gegenstände unter Einhaltung sehr hoher Genauigkeitsanforderungen insbesondere bearbeitet oder vermessen werden können. Dabei soll der Arbeitstisch die Schwingungsentkoppelung bewirken, sodass die Masse der Gegenstände für die Schwingungsentkoppelung unerheblich ist.The work table according to the invention serves to arrange objects on it which are largely decoupled from external vibrations, so that the objects can be processed or measured in particular in compliance with very high accuracy requirements. The work table is intended to decouple vibrations, so that the mass of the objects is irrelevant for decoupling vibrations.

Der Arbeitstisch umfasst zunächst einen Grundkörper, welcher eine tragende Funktion aufweist und insbesondere auf einem festen Boden aufzustellen ist. Auf den Grundköper können von außen, insbesondere über den Boden, mechanische Schwingungen übertragen werden, welche aber weitestgehend nicht bis zu den auf dem Arbeitstisch angeordneten Gegenständen übertragen werden, da der Arbeitstisch eine Schwingungsentkopplung ermöglicht.The work table initially comprises a base body, which has a supporting function and in particular is to be set up on a solid floor. Mechanical vibrations can be transmitted to the base body from the outside, in particular via the floor, but these are largely not transmitted to the objects arranged on the work table, since the work table enables vibration decoupling.

Der Arbeitstisch umfasst weiterhin eine Tischplatte, die vom Grundkörper getragen wird. Auf der Tischplatte sind die Gegenstände anzuordnen, sodass die Tischplatte die Gegenstände trägt. Die Tischplatte ist gegenüber dem Grundkörper schwingungsentkoppelt. Der Arbeitstisch ermöglicht eine schwebende Lagerung der Tischplatte gegenüber dem Grundkörper.The work table further includes a table top that is supported by the base body. The objects must be arranged on the table top so that the table top supports the objects. The table top is vibration-decoupled from the base body. The work table allows the table top to be suspended relative to the base body.

Der Arbeitstisch umfasst weiterhin mindestens drei elektromagnetische Antriebe zum Heben der Tischplatte gegenüber dem Grundkörper in einer vertikalen Richtung. Für die elektromagnetischen Antriebe kommen unterschiedlichste Funktionsprinzipen infrage. Die elektromagnetischen Antriebe basieren bevorzugt auf der Lorentzkraft. Die mindestens drei elektromagnetischen Antriebe sind um eine mittlere vertikale Achse der Tischplatte herum verteilt angeordnet. In dieser mittleren vertikalen Achse liegt bevorzugt auch ein Schwerpunkt der Tischplatte. Die mindestens drei elektromagnetischen Antriebe sind bevorzugt gleich verteilt um die mittlere vertikale Achse der Tischplatte herum angeordnet. Die mindestens drei elektromagnetischen Antriebe sind so ausgebildet, dass zwischen der angehobenen Tischplatte und dem Grundkörper Magnetkräfte gegen die Gewichtskraft wirken aber keine mechanische Verbindung zwischen der angehobenen Tischplatte und dem Grundkörper bestehen muss. Die mindestens drei elektromagnetischen Antriebe sind bevorzugt zwischen dem Grundkörper und der Tischplatte angeordnet. Die mindestens drei elektromagnetischen Antriebe sind bevorzugt über einem Massenschwerpunkt der Tischplatte angeordnet; nämlich oberhalb einer Ebene, welche senkrecht zur Gravitationskraft ausgerichtet ist und den Massenschwerpunkt der Tischplatte umfasst.The work table further includes at least three electromagnetic drives for lifting the table top relative to the base body in a vertical direction. A wide variety of functional principles are possible for electromagnetic drives. The electromagnetic drives are preferably based on the Lorentz force. The at least three electromagnetic drives are arranged distributed around a central vertical axis of the table top. A center of gravity of the table top preferably also lies in this central vertical axis. The at least three electromagnetic drives are preferably arranged equally distributed around the central vertical axis of the table top. The at least three electromagnetic drives are designed in such a way that magnetic forces act against the weight force between the raised table top and the base body, but there does not have to be a mechanical connection between the raised table top and the base body. The at least three electromagnetic drives are preferably arranged between the base body and the table top. The at least three electromagnetic drives are preferably arranged above a center of mass of the table top; namely above a plane which is aligned perpendicular to the gravitational force and includes the center of mass of the table top.

Der Arbeitstisch umfasst weiterhin mindestens einen Stabilisator zur Stabilisierung der Tischplatte gegenüber dem Grundkörper in mindestens einer horizontalen Richtung und bevorzugt in mindestens zwei horizontalen Richtungen. Die Stabilisierung der Tischplatte in die mindestens eine horizontale Richtung bewirkt, dass sich die Tischplatte nicht unerwünscht translatorisch in die horizontale Richtung bewegt, sondern die gewünschte Position in der horizontalen Richtung beibehält. Die unerwünschte translatorische Bewegung könnte ansonsten die Folge einer Instabilität der elektromagnetischen Antriebe in der horizontalen Richtung sein. Der mindestens eine Stabilisator umfasst mindestens einen Permanentmagneten zur Erzeugung eines Magnetfeldes, welches in der horizontalen Richtung einen Gradienten aufweist. In der horizontalen Richtung ist neben dem mindestens einen Permanentmagneten ein Abstoßungselement aus einem diamagnetischen Werkstoff angeordnet. Bevorzugt umfasst der mindestens eine Stabilisator mindestens ein Paar der Permanentmagnete, zwischen denen in der horizontalen Richtung ein Luftspalt ausgebildet ist, in welchem das Abstoßungselement angeordnet ist. Der diamagnetische Werkstoff entwickelt in einem externen Magnetfeld ein induziertes Magnetfeld in einer Richtung, die dem äußeren Magnetfeld entgegengesetzt ist. Somit führt die diamagnetische Eigenschaft des Absto-ßungselementes dazu, dass es von dem mindestens einen Permanentmagneten in die horizontale Richtung gedrängt wird, was wiederum zur Stabilisierung der Tischplatte in der horizontalen Richtung führt, ohne dass eine mechanische Verbindung zwischen dem Grundkörper und der Tischplatte bestehen muss. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Abstoßungselement U-förmig ausgebildet, wobei sich Schenkel des Abstoßungselementes beiderseits in horizontaler Richtung neben dem Permanentmagneten befinden. Auch kann der Arbeitstisch zwei der Abstoßungselemente umfassen, die sich beiderseits in horizontaler Richtung neben dem Permanentmagneten befinden. Bei bevorzugten Ausführungsformen mit einem Paar der Permanentmagnete führt die diamagnetische Eigenschaft des Abstoßungselementes dazu, dass das Abstoßungselement von den beiden Permanentmagneten in eine Position zwischen den beiden Permanentmagneten gedrängt ist, was wiederum zur Stabilisierung der Tischplatte in der horizontalen Richtung führt, ohne dass eine mechanische Verbindung zwischen dem Grundkörper und der Tischplatte bestehen muss. Der mindestens eine Stabilisator ist bevorzugt über einem Massenschwerpunkt der Tischplatte angeordnet; nämlich oberhalb einer Ebene, welche senkrecht zur Gravitationskraft ausgerichtet ist und den Massenschwerpunkt der Tischplatte umfasst. Ein mittlerer Kraftangriffspunkt des Stabilisators und mittlere Kraftangriffspunkte der elektromagnetischen Antriebe liegen bevorzugt gemeinsam in einer horizontalen Ebene. Der Permanentmagnet bzw. die Permanentmagnete sind bevorzugt plattenförmig, wobei Haupterstreckungsebenen der Permanentmagnete bevorzugt in vertikalen Ebenen liegen.The work table further comprises at least one stabilizer for stabilizing the table top relative to the base body in at least one horizontal direction and preferably in at least two horizontal directions. The stabilization of the table top in the at least one horizontal direction causes the table top not to move in an undesirable translational manner in the horizontal direction, but rather to maintain the desired position in the horizontal direction. The undesirable translational movement could otherwise be the result of instability of the electromagnetic drives in the horizontal direction. The at least one stabilizer comprises at least one permanent magnet for generating a magnetic field which has a gradient in the horizontal direction. In the horizontal direction, a repulsion element made of a diamagnetic material is arranged next to the at least one permanent magnet. Preferably, the at least one stabilizer comprises at least one pair of permanent magnets, between which an air gap is formed in the horizontal direction, in which the repulsion element is arranged. The diamagnetic material develops an induced magnetic field in an external magnetic field in a direction that is opposite to the external magnetic field. Thus, the diamagnetic property of the repelling element causes it to be pushed in the horizontal direction by the at least one permanent magnet, which in turn leads to stabilization of the table top in the horizontal direction without there having to be a mechanical connection between the base body and the table top . In a preferred embodiment, the repulsion element is U-shaped, with legs of the repulsion element being located on both sides in the horizontal direction next to the permanent magnet. The work table can also include two of the repulsion elements, which are located on both sides in the horizontal direction next to the permanent magnet. In preferred embodiments with a pair of permanent magnets, the diamagnetic property of the repulsion element results in the repulsion element being forced by the two permanent magnets into a position between the two permanent magnets, which in turn leads to stabilization of the table top in the horizontal direction without a mechanical connection must exist between the base body and the table top. The at least one stabilizer is preferably arranged above a center of mass of the table top; namely above a plane which is aligned perpendicular to the gravitational force and includes the center of mass of the table top. A middle force application point of the stabilizer and middle force application points of the electromagnetic drives are preferably located together in a horizontal plane. The permanent magnet or permanent magnets are preferably plate-shaped, with the main extension planes of the permanent magnets preferably lying in vertical planes.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Arbeitstisches besteht darin, dass die Tischplatte vollständig schwebend getragen werden kann, wobei die Stabilisierung in der horizontalen Richtung selbstständig und dauerhaft durch den in dem mindestens einen Stabilisator angeordneten Permanentmagneten und den diamagnetischen Abstoßungselement bewirkt wird. In diesem schwebenden Zustand sind die Tischplatte und der Grundkörper bevorzugt nicht mechanisch miteinander verbunden; abgesehen von gegebenenfalls vorhandenen flexiblen Drähten zur Stromversorgung von Spulen der elektromagnetischen Antriebe bei Ausführungsformen, bei denen die Spulen gemeinsam mit der Tischplatte schweben.A particular advantage of the work table according to the invention is that the table top can be carried completely floating, with the stabilization in the horizontal direction being effected independently and permanently by the permanent magnet arranged in the at least one stabilizer and the diamagnetic repulsion element. In this floating state, the table top and the base body are preferably not mechanically connected to one another; apart from any flexible wires for powering coils of the electromagnetic drives in embodiments in which the coils float together with the table top.

Bei bevorzugten Ausführungsformen ist das Abstoßungselement des mindestens einen Stabilisators fest mit der Tischplatte verbunden, während der mindestens eine Permanentmagnet fest mit dem Grundkörper verbunden ist. Grundsätzlich kann auch umgekehrt das Abstoßungselement fest mit dem Grundkörper verbunden sein, während der mindestens eine Permanentmagnet fest mit der Tischplatte verbunden ist.In preferred embodiments, the repulsion element of the at least one stabilizer is firmly connected to the table top, while the at least one permanent magnet is firmly connected to the base body. In principle, the repulsion element can also be firmly connected to the base body, while the at least one permanent magnet is firmly connected to the table top.

Das Abstoßungselement weist bevorzugt die Form einer Platte bzw. eines flachen Quaders auf. Das Abstoßungselement kann aber eine U-Form oder eine L-Form aufweisen oder zwei plattenförmige Komponenten umfassen.The repulsion element preferably has the shape of a plate or a flat cuboid. However, the repulsion element can have a U-shape or an L-shape or comprise two plate-shaped components.

Bei bevorzugten Ausführungsformen weist der mindestens eine Stabilisator ein erstes der Paare der Permanentmagnete und ein erstes der dazwischen befindlichen Abstoßungselemente sowie mindestens ein zweites der Paare der Permanentmagnete und ein zweites der dazwischen befindlichen Abstoßungselemente auf. Ein erster der Luftspalte zwischen dem ersten Paar der Permanentmagnete und ein zweiter der Luftspalte zwischen dem zweiten Paar der Permanentmagnete sind in derselben horizontalen Richtung ausgebildet. Entsprechend sind die Paare der Permanentmagnete und die Abstoßungselemente parallel zueinander angeordnet, sodass diese in dieselbe horizontale Richtung stabilisieren. Hierdurch wird die Kraft zur Stabilisierung in diese horizontale Richtung entsprechend der Anzahl der Paare der Permanentmagnete und der Abstoßungselemente vervielfacht, um die jeweils gesetzten Anforderungen erreichen zu können.In preferred embodiments, the at least one stabilizer has a first of the pairs of permanent magnets and a first of the repulsion elements located therebetween and at least a second of the pairs of permanent magnets and a second of the repulsion elements located therebetween. A first one of the air gaps between the first pair of permanent magnets and a second one of the air gaps between the second pair of permanent magnets are formed in the same horizontal direction. Accordingly, the pairs of permanent magnets and the repulsion elements are arranged parallel to one another, so that they stabilize in the same horizontal direction. As a result, the force for stabilization in this horizontal direction is multiplied according to the number of pairs of permanent magnets and repulsion elements in order to be able to achieve the respective requirements.

Bei bevorzugten Ausführungsformen ist der mindestens eine Stabilisator zur Stabilisierung in zwei horizontale Richtungen ausgebildet. Hierfür weist der mindestens eine Stabilisator ein erstes der Paare der Permanentmagnete und ein erstes der dazwischen befindlichen Abstoßungselemente sowie mindestens ein drittes der Paare der Permanentmagnete und ein drittes der dazwischen befindlichen Abstoßungselemente auf. Ein erster der Luftspalte zwischen dem ersten Paar der Permanentmagnete ist in einer ersten horizontalen Richtung ausgebildet. Ein dritter der Luftspalte zwischen dem dritten Paar der Permanentmagnete ist in einer zweiten horizontalen Richtung ausgebildet. Zwischen der ersten horizontalen Richtung und der zweiten horizontalen Richtung ist in einer horizontalen Ebene ein Versatzwinkel aufgespannt, welcher größer als Null ist, damit die Stabilisierung in zwei unterschiedlichen horizontalen Richtungen bewirkt wird. Der Versatzwinkel ist bevorzugt mindestens 30°. Der Versatzwinkel ist besonders bevorzugt 90°, sodass die erste horizontale Richtung senkrecht zu der zweiten horizontalen Richtung ausgerichtet ist.In preferred embodiments, the at least one stabilizer is designed for stabilization in two horizontal directions. For this purpose, the at least one stabilizer has a first of the pairs of permanent magnets and a first of the repulsion elements located therebetween, as well as at least a third of the pairs of permanent magnets and a third of the repulsion elements located therebetween. A first one of the air gaps between the first pair of permanent magnets is formed in a first horizontal direction. A third of the air gaps between the third pair of permanent magnets is formed in a second horizontal direction. Between the first horizontal direction and the second horizontal direction, an offset angle which is greater than zero is spanned in a horizontal plane so that stabilization is effected in two different horizontal directions. The offset angle is preferably at least 30°. The offset angle is particularly preferably 90°, so that the first horizontal direction is aligned perpendicular to the second horizontal direction.

Bei bevorzugten Ausführungsformen weist der mindestens eine Stabilisator neben dem ersten, zweiten und dritten Paar der Permanentmagnete sowie dem ersten, zweiten und dritten Absto-ßungselement ein viertes der Paare der Permanentmagnete und ein viertes der dazwischen befindlichen Abstoßungselemente auf. Ein vierter der Luftspalte zwischen dem vierten Paar der Permanentmagnete ist in derselben horizontalen Richtung wie der dritte Luftspalt zwischen dem dritten Paar der Permanentmagnete ausgebildet. Die vier Paare der Permanentmagnete sind bevorzugt auf jeweils einer Seite eines in einer horizontalen Ebene liegenden Quadrates angeordnet. Genauso sind die vier Abstoßungselemente bevorzugt auf jeweils einer Seite eines in einer horizontalen Ebene liegenden Quadrates angeordnet.In preferred embodiments, the at least one stabilizer has, in addition to the first, second and third pairs of permanent magnets and the first, second and third repulsion elements, a fourth of the pairs of permanent magnets and a fourth of the repulsion elements located between them. A fourth of the air gaps between the fourth pair of permanent magnets is formed in the same horizontal direction as the third air gap between the third pair of permanent magnets. The four pairs of permanent magnets are preferably arranged on one side of a square lying in a horizontal plane. Likewise, the four repulsion elements are preferably arranged on one side of a square lying in a horizontal plane.

Bei bevorzugten Ausführungsformen ist die Tischplatte durch den mindestens einen Stabilisator in mindestens zwei horizontalen Richtungen stabilisiert, welche bevorzugt senkrecht zueinander sind. Daher umfasst der Arbeitsplatz den mindestens einen Stabilisator, der zur Stabilisierung in die zwei horizontalen Richtungen ausgebildet ist, oder alternativ mindestens zwei der Stabilisatoren, welche jeweils zur Stabilisierung in einer einzigen horizontalen Richtung ausgebildet sind. Die Stabilisierung in die mindestens zwei horizontalen Richtungen führt auch dazu, dass eine Rotation der Tischplatte um eine vertikale Achse durch die Stabilisatoren stabilisiert, d. h. verhindert ist. Die Verhinderung der Rotation rührt insbesondere aus einer räumlichen Ausdehnung der Stabilisatoren bzw. aus einer räumlich getrennten Anordnung von mindestens drei der Stabilisatoren in der Horizontalen.In preferred embodiments, the table top is stabilized by the at least one stabilizer in at least two horizontal directions, which are preferably perpendicular to one another. Therefore, the workstation includes the at least one stabilizer designed to stabilize in the two horizontal directions, or alternatively at least two of the stabilizers, each designed to stabilize in a single horizontal direction. The stabilization in the at least two horizontal directions also results in a rotation of the table top about a vertical axis being stabilized by the stabilizers, i.e. H. is prevented. The prevention of rotation arises in particular from a spatial expansion of the stabilizers or from a spatially separated arrangement of at least three of the stabilizers in the horizontal.

Insofern der Arbeitstisch den genau einen Stabilisator umfasst, liegt der Stabilisator bevorzugt in der mittleren vertikalen Achse der Tischplatte. Entsprechend wirkt die horizontale Stabilisierung auf die Mitte der Tischplatte. Insofern der Arbeitstisch mindestens zwei der Stabilisatoren umfasst, sind diese bevorzugt um die mittlere vertikale Achse der Tischplatte herum verteilt angeordnet. Die Stabilisatoren sind bevorzugt gleich verteilt um die mittlere vertikale Achse der Tischplatte herum angeordnet. Besonders bevorzugt umfasst der Arbeitstisch drei der Stabilisatoren, die gleich verteilt um die mittlere vertikale Achse der Tischplatte herum angeordnet sind.To the extent that the work table includes exactly one stabilizer, the stabilizer is preferably located in the central vertical axis of the table top. The horizontal stabilization has a corresponding effect on the center of the table top. To the extent that the work table comprises at least two of the stabilizers, these are preferably arranged distributed around the central vertical axis of the table top. The stabilizers are preferably arranged evenly distributed around the central vertical axis of the table top. Particularly preferably, the work table comprises three of the stabilizers, which are arranged equally distributed around the central vertical axis of the table top.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst der Arbeitstisch drei der elektromagnetischen Antriebe und drei der Stabilisatoren, welche gleich beabstandet von der mittleren vertikalen Achse der Tischplatte um die mittlere vertikale Achse der Tischplatte herum verteilt angeordnet sind. Dabei sind bevorzugt umfänglich abwechselnd einer der elektromagnetischen Antriebe und einer der Stabilisatoren angeordnet.In a particularly preferred embodiment, the work table comprises three of the electromagnetic drives and three of the stabilizers, which are arranged equally spaced from the central vertical axis of the table top and distributed around the central vertical axis of the table top. One of the electromagnetic drives and one of the stabilizers are preferably arranged alternately around the circumference.

Die mehreren Stabilisatoren sind bevorzugt gleich ausgeführt. Die mehreren elektromagnetischen Antriebe sind bevorzugt gleich ausgeführt.The plurality of stabilizers are preferably designed in the same way. The plurality of electromagnetic drives are preferably designed in the same way.

Bei bevorzugten Ausführungsformen umfassen die mindestens drei elektromagnetischen Antriebe jeweils mindestens eine Spule und mindestens einen Dauermagneten und/oder mindestens einen Eisenkern. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Spule des jeweiligen elektromagnetischen Antriebes fest mit der Tischplatte verbunden, während der Dauermagnet und/oder der Eisenkern fest mit dem Grundkörper verbunden ist. Grundsätzlich können auch umgekehrt der Dauermagnet und/oder der Eisenkern fest mit der Tischplatte verbunden sein, während die Spule fest mit dem Grundkörper verbunden ist.In preferred embodiments, the at least three electromagnetic drives each comprise at least one coil and at least one permanent magnet and/or at least one iron core. In a preferred embodiment, the coil of the respective electromagnetic drive is firmly connected to the table top, while the permanent magnet and/or the iron core is firmly connected to the base body. In principle, the permanent magnet can also be used the other way around and/or the iron core be firmly connected to the table top, while the coil is firmly connected to the base body.

Bei bevorzugten Ausführungsformen sind die mindestens drei elektromagnetischen Antriebe jeweils durch eine Tauchspule, durch einen Hubmagneten oder durch einen Zugmagneten gebildet. Besonders bevorzugt sind die elektromagnetischen Antriebe jeweils durch eine Tauchspule gebildet, welches auch als Voice Coil bezeichnet wird. Die Spule ist bevorzugt um eine vertikale Achse gewickelt.In preferred embodiments, the at least three electromagnetic drives are each formed by a moving coil, a lifting magnet or a pulling magnet. The electromagnetic drives are particularly preferably each formed by a moving coil, which is also referred to as a voice coil. The coil is preferably wound around a vertical axis.

Die Spulen der elektromagnetischen Antriebe sind bevorzugt jeweils quadratförmig gewickelt. Jeweils eine Seite der quadratförmig gewickelten Spule ist bevorzugt zwischen einem der vier Paare der Dauermagnete angeordnet. Somit umfasst der jeweilige elektromagnetische Antrieb acht der Dauermagnete. Die Paare der Dauermagnete sind bevorzugt jeweils durch einen der Eisenkerne umfänglich umschlossen. Somit umfasst der jeweilige elektromagnetische Antrieb vier der Eisenkerne.The coils of the electromagnetic drives are preferably wound in a square shape. One side of the square-wound coil is preferably arranged between one of the four pairs of permanent magnets. The respective electromagnetic drive therefore includes eight permanent magnets. The pairs of permanent magnets are preferably each circumferentially enclosed by one of the iron cores. The respective electromagnetic drive therefore comprises four of the iron cores.

Bei bevorzugten Ausführungsformen umfasst der Arbeitstisch weiterhin mindestens einen querstabilisierenden elektromagnetischen Antrieb, welcher zur Erzeugung eines Kräftegleichgewichtes in einer horizontalen Richtung zwischen der Tischplatte und dem Grundkörper ausgebildet ist. Das Kräftegleichgewicht führt zu einer Steifigkeit in der horizontalen Richtung. Der mindestens eine querstabilisierende elektromagnetische Antrieb unterstützt die durch den mindestens einen Stabilisator bewirkte Stabilisierung in der mindestens einen horizontalen Richtung.In preferred embodiments, the work table further comprises at least one transversely stabilizing electromagnetic drive, which is designed to generate a balance of forces in a horizontal direction between the table top and the base body. The balance of forces results in stiffness in the horizontal direction. The at least one transversely stabilizing electromagnetic drive supports the stabilization caused by the at least one stabilizer in the at least one horizontal direction.

Der mindestens eine querstabilisierende elektromagnetische Antrieb umfasst bevorzugt mindestens eine Spule und mindestens einen Dauermagneten und/oder mindestens einen Eisenkern. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Spule fest mit der Tischplatte verbunden, während der Dauermagnet und/oder der Eisenkern fest mit dem Grundkörper verbunden ist. Grundsätzlich können auch umgekehrt der Dauermagnet und/oder der Eisenkern fest mit der Tischplatte verbunden sein, während die Spule fest mit dem Grundkörper verbunden ist. Die Spule ist bevorzugt um eine vertikale Achse gewickelt.The at least one transversely stabilizing electromagnetic drive preferably comprises at least one coil and at least one permanent magnet and/or at least one iron core. In a preferred embodiment, the coil is firmly connected to the table top, while the permanent magnet and/or the iron core is firmly connected to the base body. In principle, the permanent magnet and/or the iron core can also be firmly connected to the table top, while the coil is firmly connected to the base body. The coil is preferably wound around a vertical axis.

Der mindestens eine Dauermagnet des querstabilisierenden elektromagnetischen Antriebes ist bevorzugt über oder unter der Spule des querstabilisierenden elektromagnetischen Antriebes angeordnet. Bevorzugt umfasst der querstabilisierende elektromagnetische Antrieb mindestens ein Paar der Dauermagnete. Bevorzugt ist jeweils ein erster der Dauermagnete des querstabilisierenden elektromagnetischen Antriebes über der Spule des querstabilisierenden elektromagnetischen Antriebes angeordnet, während ein zweiter der Dauermagnete des querstabilisierenden elektromagnetischen Antriebes unter der Spule des querstabilisierenden elektromagnetischen Antriebes angeordnet ist.The at least one permanent magnet of the transversely stabilizing electromagnetic drive is preferably arranged above or below the coil of the transversely stabilizing electromagnetic drive. The transversely stabilizing electromagnetic drive preferably comprises at least one pair of permanent magnets. Preferably, a first of the permanent magnets of the transversely stabilizing electromagnetic drive is arranged above the coil of the transversely stabilizing electromagnetic drive, while a second of the permanent magnets of the transversely stabilizing electromagnetic drive is arranged under the coil of the transversely stabilizing electromagnetic drive.

Die Spule des mindestens einen querstabilisierenden elektromagnetischen Antriebes ist bevorzugt quadratförmig gewickelt. Jeweils eine Seite der quadratförmig gewickelten Spule des querstabilisierenden elektromagnetischen Antriebes ist bevorzugt zwischen einem Paar oder zwei Paaren der Dauermagnete des querstabilisierenden elektromagnetischen Antriebes angeordnet.The coil of the at least one transversely stabilizing electromagnetic drive is preferably wound in a square shape. One side of the square-wound coil of the transversely stabilizing electromagnetic drive is preferably arranged between a pair or two pairs of permanent magnets of the transversely stabilizing electromagnetic drive.

Bevorzugte Ausführungsformen des Arbeitstisches umfassen drei der querstabilisierenden elektromagnetischen Antriebe. Die querstabilisierenden elektromagnetischen Antriebe sind bevorzugt jeweils in einen der Stabilisatoren integriert, wodurch Bauraum gespart wird.Preferred embodiments of the work table include three of the transversely stabilizing electromagnetic drives. The transversely stabilizing electromagnetic drives are preferably each integrated into one of the stabilizers, which saves installation space.

Bevorzugte Ausführungsformen des Arbeitstisches umfassen weiterhin mindestens einen Sensor zur Bestimmung der Position und der Ausrichtung der Tischplatte gegenüber dem Grundkörper. Der Sensor bzw. die mehreren Sensoren in ihrer Gesamtheit sind bevorzugt dazu ausgebildet, die Position und die Ausrichtung der Tischplatte in allen sechs Freiheitsgraden zu bestimmen.Preferred embodiments of the work table further comprise at least one sensor for determining the position and orientation of the table top relative to the base body. The sensor or the multiple sensors in their entirety are preferably designed to determine the position and orientation of the table top in all six degrees of freedom.

Bevorzugte Ausführungsformen des Arbeitstisches umfassen weiterhin eine Steuereinheit zum Ansteuern der elektromagnetischen Antriebe und gegebenenfalls des mindestens einen querstabilisierenden elektromagnetischen Antriebes. Die Steuereinheit ist bevorzugt elektrisch mit dem mindestens einen Sensor verbunden.Preferred embodiments of the work table further comprise a control unit for controlling the electromagnetic drives and optionally the at least one transversely stabilizing electromagnetic drive. The control unit is preferably electrically connected to the at least one sensor.

Die Tischplatte weist bevorzugt die Form eines Kreises, eines Quadrates oder eines Rechteckes auf. Entsprechend besitzt die Tischplatte einen Durchmesser oder eine Seitenlänge. Der Durchmesser bzw. die Seitenlänge beträgt bevorzugt mindestens 500 mm.The table top preferably has the shape of a circle, a square or a rectangle. The table top has a corresponding diameter or side length. The diameter or side length is preferably at least 500 mm.

Bei bevorzugten Ausführungsformen umfasst der Arbeitstisch weiterhin eine Vakuumkammer, in welcher zumindest die Tischplatte angeordnet ist. Somit kann die Tischplatte mit den darauf angeordneten Gegenständen in ein technisches Vakuum überführt werden.In preferred embodiments, the work table further comprises a vacuum chamber in which at least the table top is arranged. This means that the table top with the objects arranged on it can be placed in a technical vacuum.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Ausrichten des erfindungsgemäßen Arbeitstisches. Das Verfahren dient insbesondere zum Ausrichten der die Gegenstände tragenden Tischplatte des erfindungsgemäßen Arbeitstisches. Insoweit dient das Verfahren auch zum Ausrichten der auf der Tischplatte befindlichen Gegenstände. Verfahrensgemäß werden die elektromagnetischen Antriebe bestromt, wodurch diese die Tischplatte gegenüber dem Grundkörper anheben und die Tischplatte schwebend gegenüber dem Grundkörper lagern. Da in diesem Moment sowohl über die elektromagnetischen Antriebe als auch über die Stabilisatoren kein mechanischer Kontakt zwischen der Tischplatte und dem Grundkörper bestehen muss, schwebt die Tischplatte frei. Die Stabilisatoren sorgen dafür, dass sich die Tischplatte nicht unerwünscht in einer horizontalen Richtung bewegt sondern diesbezüglich stabil schwebt.The method according to the invention is used to align the work table according to the invention. The method is used in particular to align the table top of the work table according to the invention that carries the objects. In this respect, the procedure also serves to align the on the Objects located on the table top. According to the method, the electromagnetic drives are energized, whereby they raise the table top relative to the base body and store the table top in a floating manner relative to the base body. Since at this moment there does not have to be any mechanical contact between the table top and the base body via the electromagnetic drives or the stabilizers, the table top floats freely. The stabilizers ensure that the table top does not move undesirably in a horizontal direction but rather floats in a stable manner.

Bevorzugt erfolgt ein gemeinsames Ansteuern der elektromagnetischen Antriebe, um die Tischplatte in der vertikalen Richtung zu heben oder zu senken. Durch das gemeinsame Ansteuern der Elektromagnete kommt es während des Hebens bzw. Senkens der Tischplatte nicht dazu, dass die Tischplatte verkippt.The electromagnetic drives are preferably controlled together in order to raise or lower the table top in the vertical direction. By controlling the electromagnets together, the table top does not tilt while the table top is being raised or lowered.

Bevorzugt erfolgt ein individuelles Ansteuern der elektromagnetischen Antriebe, um die Tischplatte um eine horizontal ausgerichtete Achse zu neigen. Dies kann erforderlich sein, um eine vorhandene unerwünschte Schräglage der Tischplatte auszugleichen oder um eine erwünschte Schräglage zu erzielen.The electromagnetic drives are preferably individually controlled in order to tilt the table top about a horizontally aligned axis. This may be necessary to compensate for an existing undesirable tilt of the table top or to achieve a desired tilt.

Bevorzugt erfolgt auch ein Bestromen des mindestens einen querstabilisierenden elektromagnetischen Antriebes, um die stabilisierende Wirkung der Stabilisatoren zu unterstützen.Preferably, the at least one transversely stabilizing electromagnetic drive is also energized in order to support the stabilizing effect of the stabilizers.

Bevorzugt werden mit dem Sensor bzw. mit den mehreren Sensoren die Position und die Ausrichtung der Tischplatte bestimmt, um die Position und die Ausrichtung der Tischplatte durch Ansteuern der elektromagnetischen Antriebe zu regeln.The position and the orientation of the table top are preferably determined with the sensor or with the multiple sensors in order to regulate the position and the orientation of the table top by controlling the electromagnetic drives.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient bevorzugt zum Ausrichten einer der beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Arbeitstisches.The method according to the invention is preferably used to align one of the described preferred embodiments of the work table according to the invention.

Weitere Einzelheiten und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:

1: eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemä-ßen Arbeitstisches in einer ersten Ansicht;
2: den in 1 gezeigten Arbeitstisch in einer zweiten Ansicht;
3: einen in 1 gezeigten Stabilisator im Detail;
4: einen in 1 gezeigten elektromagnetischen Antrieb im Detail;
5: eine schematische Darstellung des in 1 gezeigten Arbeitstisches;
6: eine erste Ausführungsform eines querstabilisierenden elektromagnetischen Antriebes für den in 1 gezeigten Arbeitstisch; und
7: eine zweite Ausführungsform des querstabilisierenden elektromagnetischen Antriebes für den in 1 gezeigten Arbeitstisch.

Further details and further developments of the invention result from the following description of a preferred embodiment of the invention, with reference to the drawing. Show it:

1 : a preferred embodiment of a work table according to the invention in a first view;
2 : the in 1 work table shown in a second view;
3 : one in 1 Stabilizer shown in detail;
4 : one in 1 electromagnetic drive shown in detail;
5 : a schematic representation of the in 1 work table shown;
6 : a first embodiment of a transversely stabilizing electromagnetic drive for the in 1 work table shown; and
7 : a second embodiment of the transversely stabilizing electromagnetic drive for the in 1 work table shown.

1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Arbeitstisches in einer ersten Ansicht. Diese erste Ansicht stellt einen Querschnitt in einer horizontalen Ebene dar, sodass eine Tischplatte 01, drei gleiche elektromagnetischen Antriebe 02 und drei gleiche Stabilisatoren 03 zu sehen sind. Die Tischplatte 01 sitzt auf den drei elektromagnetischen Antrieben 02 und den drei Stabilisatoren 03. Die drei elektromagnetischen Antriebe 02 und die drei Stabilisatoren 03 sitzen wiederum auf einem Grundkörper 04 (gezeigt in 2). In der gezeigten Ausführungsform ist die Tischplatte 01 rund, jedoch kann sie auch andere Formen wie beispielsweise die Form eines Quadrates aufweisen. Die drei elektromagnetischen Antriebe 02 und die drei Stabilisatoren 03 weisen gleiche Abstände zu einer Mitte der Tischplatte 01 auf. Die drei elektromagnetischen Antriebe 02 und die drei Stabilisatoren 03 sind gleichverteilt um die Mitte der Tischplatte 01 angeordnet. 1 shows a preferred embodiment of a work table according to the invention in a first view. This first view represents a cross section in a horizontal plane, so that a table top 01, three identical electromagnetic drives 02 and three identical stabilizers 03 can be seen. The table top 01 sits on the three electromagnetic drives 02 and the three stabilizers 03. The three electromagnetic drives 02 and the three stabilizers 03 in turn sit on a base body 04 (shown in 2 ). In the embodiment shown, the table top 01 is round, but it can also have other shapes, such as the shape of a square. The three electromagnetic drives 02 and the three stabilizers 03 are at equal distances from a center of the table top 01. The three electromagnetic drives 02 and the three stabilizers 03 are arranged equally distributed around the center of the table top 01.

Die drei elektromagnetischen Antriebe 02 dienen dazu, die Tischplatte 01 in einer vertikalen Richtung anzuheben bzw. zu senken. Durch ein individuelles Ansteuern der drei elektromagnetischen Antriebe 02 kann die Tischplatte 01 geneigt werden. Die drei Stabilisatoren 03 dienen dazu, die Tischplatte 01 in horizontale Richtungen zu stabilisieren, ohne dass es eines mechanischen Kontaktes zwischen der Tischplatte 01 und dem Grundkörper 04 (gezeigt in 2) bedarf.The three electromagnetic drives 02 serve to raise or lower the table top 01 in a vertical direction. By individually controlling the three electromagnetic drives 02, the table top 01 can be tilted. The three stabilizers 03 serve to stabilize the table top 01 in horizontal directions without there being any mechanical contact between the table top 01 and the base body 04 (shown in 2 ) requirement.

2 zeigt den in 1 gezeigten Arbeitstisch in einer zweiten Ansicht, in welcher der Arbeitstisch von der Seite dargestellt ist. In dieser zweiten Ansicht ist insbesondere zu erkennen, dass die drei elektromagnetischen Antriebe 02 und die drei Stabilisatoren 03 zwischen dem symbolisch dargestellten Grundköper 04 und der Tischplatte 01 angeordnet sind. 2 shows the in 1 shown work table in a second view, in which the work table is shown from the side. In this second view it can be seen in particular that the three electromagnetic drives 02 and the three stabilizers 03 are arranged between the symbolically represented base body 04 and the table top 01.

3 zeigt einen der in 1 gezeigten Stabilisatoren 03 im Detail. Der Stabilisator 03 umfasst zwei fest mit dem Grundkörper 04 verbundene Permanentmagnete 06, welche parallel zueinander angeordnet sind und zwischen denen ein Luftspalt 07 ausgebildet ist. Der Luftspalt 07 überwindet einen in einer horizontalen y-Richtung vorhandenen Abstand zwischen den Permanentmagneten 06. Im Luftspalt 07 ist ein fest mit der Tischplatte 01 (gezeigt in 1) verbundenes Abstoßungselement 08 in Form einer Platte aus einem diamagnetischen Wertstoff angeordnet. Die Magnetfelder der Permanentmagnete 06 sind durch Magnetfeldlinien 09 verbildlicht. Die Magnetfelder der Permanentmagnete 06 induzieren in dem diamagnetischen Abstoßungselement 08 ein Magnetfeld, sodass das Abstoßungselement 08 von beiden Permanentmagneten 06 abgestoßen wird und dadurch in eine Mitte des Luftspaltes 07 zwischen den Permanentmagneten 06 gedrängt wird. Dadurch wird die fest mit dem Abstoßungselement 08 verbundene Tischplatte 01 (gezeigt in 1) in der horizontalen y-Richtung stabilisiert. 3 shows one of the in 1 Stabilizers 03 shown in detail. The stabilizer 03 comprises two permanent magnets 06 which are firmly connected to the base body 04 and are arranged parallel to one another and between which an air gap 07 is formed. The air gap 07 overcomes one existing in a horizontal y-direction Distance between the permanent magnets 06. In the air gap 07 there is a fixed one with the table top 01 (shown in 1 ) connected repulsion element 08 is arranged in the form of a plate made of a diamagnetic valuable material. The magnetic fields of the permanent magnets 06 are illustrated by magnetic field lines 09. The magnetic fields of the permanent magnets 06 induce a magnetic field in the diamagnetic repulsion element 08, so that the repulsion element 08 is repelled by both permanent magnets 06 and is thereby forced into a center of the air gap 07 between the permanent magnets 06. As a result, the table top 01 (shown in.) is firmly connected to the repulsion element 08 1 ) stabilized in the horizontal y-direction.

4 zeigt einen der in 1 gezeigten elektromagnetischen Antriebe 02 im Detail. Der elektromagnetische Antrieb 02 umfasst einen Eisenkern 11, welcher fest mit dem Grundkörper 04 verbunden ist und ein Paar Dauermagnete 12 umschließt. Das sich zwischen den beiden Dauermagneten 12 einstellende Magnetfeld ist durch Magnetfeldlinien 13 verbildlicht. Zwischen den beiden Dauermagneten 12 wird ein Spulenfenster 14 aufgespannt, in welchem sich eine Spule (nicht gezeigt) des elektromagnetischen Antriebes 02 bewegen kann, um die Tischplatte 01 (gezeigt in 1) in der vertikalen z-Richtung anzuheben bzw. zu senken. 4 shows one of the in 1 electromagnetic drives 02 shown in detail. The electromagnetic drive 02 includes an iron core 11, which is firmly connected to the base body 04 and encloses a pair of permanent magnets 12. The magnetic field that arises between the two permanent magnets 12 is illustrated by magnetic field lines 13. A coil window 14 is spanned between the two permanent magnets 12, in which a coil (not shown) of the electromagnetic drive 02 can move around the table top 01 (shown in 1 ) to raise or lower in the vertical z-direction.

5 zeigt eine schematische Darstellung des in 1 gezeigten Arbeitstisches. In dieser Darstellung sind zum einen die Tischplatte 01 und der Grundkörper 04 symbolisiert dargestellt. Weiterhin ist einer der elektromagnetischen Antriebe 02 symbolisch dargestellt, mit welchem ein schwebendes Anheben der Tischplatte 01 in die vertikale z-Richtung möglich ist. Schließlich ist einer der Stabilisatoren 03 symbolisch dargestellt, mit welchem ein mechanisch kontaktloses Stabilisieren der Tischplatte 01 in die horizontale y-Richtung möglich ist. 5 shows a schematic representation of the in 1 work table shown. In this representation, on the one hand, the table top 01 and the base body 04 are shown symbolically. Furthermore, one of the electromagnetic drives 02 is symbolically shown, with which a floating lifting of the table top 01 in the vertical z-direction is possible. Finally, one of the stabilizers 03 is shown symbolically, with which mechanical, contactless stabilization of the table top 01 in the horizontal y-direction is possible.

6 zeigt eine erste Ausführungsform eines querstabilisierenden elektromagnetischen Antriebes für den in 1 gezeigten Arbeitstisch. Der querstabilisierende elektromagnetische Antrieb umfasst ein Paar übereinander angeordneter Dauermagnete 17. Das sich zwischen den beiden Dauermagneten 17 einstellende Magnetfeld ist durch Magnetfeldlinien 18 verbildlicht. Zwischen den beiden Dauermagneten 17 wird ein umlaufendes Spulenfenster 19 aufgespannt, in welchem sich eine Spule (nicht gezeigt) des querstabilisierenden elektromagnetischen Antriebes bewegen kann. Die Spule ist fest mit der Tischplatte 01 (gezeigt in 1) verbunden, wohingegen die Dauermagnete 17 fest mit dem Grundkörper 04 verbunden sind. 6 shows a first embodiment of a transversely stabilizing electromagnetic drive for the in 1 work table shown. The transversely stabilizing electromagnetic drive comprises a pair of permanent magnets 17 arranged one above the other. The magnetic field that arises between the two permanent magnets 17 is illustrated by magnetic field lines 18. A circumferential coil window 19 is spanned between the two permanent magnets 17, in which a coil (not shown) of the transversely stabilizing electromagnetic drive can move. The coil is fixed to the table top 01 (shown in 1 ) connected, whereas the permanent magnets 17 are firmly connected to the base body 04.

7 zeigt eine zweite Ausführungsform des querstabilisierenden elektromagnetischen Antriebes für den in 1 gezeigten Arbeitstisch. Diese zweite Ausführungsform gleicht zunächst der in 6 gezeigten ersten Ausführungsform. Im Unterschied zu der in 6 gezeigten ersten Ausführungsform umfasst der querstabilisierende elektromagnetische Antrieb zwei der Paare der übereinander angeordneten Dauermagnete 17, deren Ausrichtung hier um 90° gedreht ist. 7 shows a second embodiment of the transversely stabilizing electromagnetic drive for the in 1 work table shown. This second embodiment is initially similar to that in 6 shown first embodiment. In contrast to that in 6 In the first embodiment shown, the transversely stabilizing electromagnetic drive comprises two of the pairs of permanent magnets 17 arranged one above the other, the orientation of which is rotated by 90 ° here.

BezugszeichenlisteReference symbol list

0101: Tischplattetable top
0202: elektromagnetischer Antriebelectromagnetic drive
0303: Stabilisatorstabilizer
0404: GrundkörperBasic body
0505: --
0606: PermanentmagnetPermanent magnet
0707: Luftspaltair gap
0808: AbstoßungselementRepulsion element
0909: MagnetfeldlinienMagnetic field lines
1010: --
1111: EisenkernIron core
1212: DauermagnetPermanent magnet
1313: MagnetfeldlinienMagnetic field lines
1414: SpulenfensterCoil window
1515: --
1616: --
1717: DauermagnetPermanent magnet
1818: MagnetfeldlinienMagnetic field lines
1919: SpulenfensterCoil window

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102004062592 B3 [0002]
DE 19959299 A1 [0003]
DE 102015116767 A1 [0004]
DE 69526164 T2 [0005]

Claims

Work table for arranging objects in a vibration-decoupled manner, comprising: - a base body (04); - a table top (01); - at least three electromagnetic drives (02) for lifting the table top (01) relative to the base body (04) in a vertical direction, the at least three electromagnetic drives (02) being arranged distributed around a central vertical axis of the table top (01); and - at least one stabilizer (03) for stabilizing the table top (01) relative to the base body (04) in at least one horizontal direction; wherein the at least one stabilizer (03) comprises at least one permanent magnet (06) for generating a magnetic field, a repulsion element (07) made of a diamagnetic material being arranged in the horizontal direction next to the at least one permanent magnet (06).

work table Claim 1 , characterized in that the repulsion element (08) of the at least one stabilizer (03) is firmly connected to the table top (01), and that the at least one permanent magnet (06) is firmly connected to the base body (04).

work table Claim 1 or 2 , characterized in that the at least one stabilizer (03) has a first of the pairs of permanent magnets (06) and a first of the repulsion elements (08) and at least a second of the pairs of permanent magnets (06) and a second of the repulsion elements (08), wherein a first air gap (07) between the first pair of permanent magnets (06) and a second air gap (07) between the second pair of permanent magnets (06) are formed in the same horizontal direction, wherein the first repulsion element (08) between the permanent magnets ( 06) of the first pair of permanent magnets (06) is arranged, and wherein the second repulsion element (08) is arranged between the permanent magnets (06) of the second pair of permanent magnets (06).

Work table according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the at least one stabilizer (03) has a first of the pairs of permanent magnets (06) and a first of the repulsion elements (08) and a third of the pairs of permanent magnets (06) and a third of the repulsion elements (08), wherein a first air gap (07) is formed between the first pair of permanent magnets (06) in a first horizontal direction, wherein a third air gap (07) is formed between the third pair of permanent magnets (06) in a second horizontal direction, the first Repulsion element (08) is arranged between the permanent magnets (06) of the first pair of permanent magnets (06), wherein the third repulsion element (08) is arranged between the permanent magnets (06) of the third pair of permanent magnets (06), and wherein between the first horizontal direction and the second horizontal direction an offset angle is spanned.

work table Claim 4 , characterized in that the first horizontal direction is oriented perpendicular to the second horizontal direction.

Work table according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that it comprises three of the stabilizers (03), the three electromagnetic drives (02) and the three stabilizers (03) being equally spaced from the central vertical axis of the table top (01) about the central vertical axis of the table top (01 ) are arranged distributed around.

Work table according to one of the Claims 1 until 6 , characterized in that the three electromagnetic drives (02) are each formed by a moving coil.

Work table according to one of the Claims 1 until 7 , characterized in that it further comprises at least one transversely stabilizing electromagnetic drive, which is designed to generate a balance of forces in a horizontal direction between the table top (01) and the base body (04).

Method for aligning a work table according to one of the Claims 1 until 8th , in which the electromagnetic drives (02) are energized in order to float the table top (01) relative to the base body (04).

Procedure according to Claim 9 , characterized in that it further comprises at least one of the following steps: - jointly controlling the electromagnetic drives (02) to raise or lower the table top (01) in the vertical direction; - Individual control of the electromagnetic drives (02) in order to tilt the table top (01) about a horizontally aligned axis.