DE102012010632A1

DE102012010632A1 - Stellvorrichtung zur Ausführung einer Stellbewegung mittels einer Antriebsspindel und Anwendungssystem mit einer solchen Stellvorrichtung

Info

Publication number: DE102012010632A1
Application number: DE201210010632
Authority: DE
Inventors: Michael Ebert
Original assignee: Physik Instr & Co KG GmbH; Physik Instrumente PI GmbH and Co KG
Current assignee: Physik Instr & Co KG GmbH; Physik Instrumente PI GmbH and Co KG
Priority date: 2012-04-30
Filing date: 2012-05-30
Publication date: 2013-10-31
Anticipated expiration: 2032-05-31
Also published as: DE102012010632B4

Abstract

Stellvorrichtung (100; 300) zur Ausführung einer translatorischen Stellbewegung eines Stellkörpers (110; 310) gegenüber einem Grundkörper mit einer drehgelagerten Antriebsspindel (S), die Stellvorrichtung (100; 300) aufweisend: – den Stellkörper (110; 310) zur Ausführung der Stellbewegung in einer Stellrichtung (B-A) durch Drehung der drehgelagerten Antriebsspindel (S) mit einer die Stellrichtung (B-A) definierenden Spindel-Längsrichtung (L-S), – eine Spindelmutter (M) mit einem Innengewinde für den Eingriff in ein Gewinde der Antriebsspindel (S), – einen elastischen, die Spindelmutter (M) und den Stellkörper (110; 310) miteinander verbindenden Stegabschnitt (131, 132, 133; 330) mit einer vorbestimmten Torsionssteifigkeit, bei der die Spindelmutter (M) aufgrund der vorbestimmten Torsionssteifigkeit des Stegabschnitts (130; 330) bei Drehung der Antriebsspindel (S) gegen eine Rotation um die Spindel-Längsrichtung (L-S) gehalten wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Stellvorrichtung zur Ausführung einer Stellbewegung mittels einer Antriebsspindel und ein Anwendungssystem mit einer solchen Stellvorrichtung.
Ein derartiger Stellkörper ist aus der DD274861 A1 bekannt. Der darin beschriebene Stellkörper weist ein in Gehäuselagern gelagertes Mutternteil auf, das mittels Druckfedern parallel zu einer Spindel, an der der Stellkörper verstellt werden kann, gelagert ist.
Weiterhin ist aus der US 6 612 208 B1 ein an einer Spindel verstellbarer Stellkörper bekannt.
Die Aufgabe der Erfindung ist, eine Stellvorrichtung zur Ausführung einer Stellbewegung mittels einer Antriebsspindel und ein Anwendungssystem mit einer solchen Stellvorrichtung bereit zu stellen, mit der bzw. in dem ein mit der Antriebsspindel im Eingriff befindliche Spindelmutter zuverlässig und mit einer relativ großen Genauigkeit verstellbar ist.
Diese Aufgaben werden mit den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Weitere Ausführungsformen sind in den auf diese jeweils rückbezogenen Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen: eine Stellvorrichtung zur Ausführung einer translatorischen Stellbewegung eines Stellkörpers gegenüber einem Grundkörper mit einer drehgelagerten Antriebsspindel, die Stellvorrichtung aufweisend:

– den Stellkörper zur Ausführung der Stellbewegung in einer Stellvorrichtung durch Drehung der drehgelagerten Antriebsspindel mit einer die Richtung der Stellrichtung (B-A) definierenden Spindel-Längsrichtung,
– eine Spindelmutter mit einem Innengewinde für den Eingriff in ein Gewinde der Antriebsspindel,
– einen elastischen Stegabschnitt mit einer vorbestimmten Torsionssteifigkeit, der die Spindelmutter und den Stellkörper drehfest miteinander verbindet, so dass die Spindelmutter aufgrund der vorbestimmten Torsionssteifigkeit des Stegabschnitts bei Drehung der Antriebsspindel gegen eine Rotation um die Spindel-Längsrichtung gehalten und vorzugsweise starr gehalten wird.

Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stellvorrichtung kann diese eine mit dem Stellkörper verbundene Halte- und Vorspanneinrichtung mit einem elastischen Stegabschnitt mit einer vorbestimmten Biege- und Torsionssteifigkeit aufweisen, wobei die Spindelmutter aufgrund der vorbestimmten Biegesteifigkeit des Stegabschnitts mit einer vorbestimmten Querkraft quer zur Spindel-Längsrichtung an die Antriebsspindel gedrückt wird und wobei die Spindelmutter aufgrund der vorbestimmten Torsionssteifigkeit des Stegabschnitts bei Drehung der Antriebsspindel gegen eine Rotation um die Spindel-Längsrichtung gehalten und vorzugsweise fest oder starr gehalten wird.
Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stellvorrichtung weist diese eine mit dem Stellkörper verbundene Halte- und Vorspanneinrichtung mit einer vorbestimmten Biege- und Torsionssteifigkeit auf, die derart ausgeführt ist, dass diese die Spindelmutter mit einer vorbestimmten Querkraft quer zur Spindel-Längsrichtung an die Antriebsspindel drückt und die Spindelmutter aufgrund der vorbestimmten Torsionssteifigkeit des Stegabschnitts bei Drehung der Antriebsspindel gegen eine Rotation um die Spindel-Längsrichtung gehalten und vorzugsweise fest oder starr gehalten wird.
Bei der erfindungsgemäßen Stellvorrichtung kann der Stegabschnitt einstückig mit der Spindelmutter ausgeführt sein.
Auch kann bei der erfindungsgemäßen Stellvorrichtung vorgesehen sein, dass der Stegabschnitt aus zumindest zwei Steg-Teile gebildet ist, die sich jeweils entlang zur Spindel-Längsrichtung erstrecken.
Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stellvorrichtung ist vorgesehen, dass die Halte- und Vorspanneinrichtung eine Blattfeder aufweist, die an einem ersten Abschnitt an dem Stellkörper befestigt ist und an einem zweiten Abschnitt an der Spindelmutter anliegt oder an der Spindelmutter befestigt ist, wobei die Blattfeder einen zwischen der Stellkörper und der Spindelmutter gelegenen Verbindungsabschnitt aufweist, der eine Torsionssteifigkeit bereitstellt, um die Spindelmutter bei Drehung der Antriebsspindel gegen eine Rotation um die Spindel-Längsrichtung gehalten und vorzugsweise fest oder starr zu halten.
Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stellvorrichtung ist vorgesehen, dass der Stellkörper zwei voneinander beabstandete Aufnahmeabschnitte aufweist, die jeweils eine Ausnehmung aufweisen, durch die sich jeweils verschiedene Abschnitte der Antriebsspindel hindurch erstrecken und die derart geformt sind, dass zwischen diesen eine Vertiefung ausgebildet ist, und dass die Spindelmutter in der Vertiefung gelegen ist,
Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stellvorrichtung ist vorgesehen, dass der Stellkörper einen ortsfest am dem Stellkörper angeordneten Abstandhalter aufweist, der an einer Stelle zwischen einer Lagerungsvorrichtung und der Spindelmutter oder an dem Anlageabschnitt angeordnet ist, um den Abstand der Stelle der Blattfeder, an dem der Abstandhalter anliegt, und der Spindel-Längsrichtung zu fixieren oder einzustellen.
Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stellvorrichtung ist vorgesehen, dass die Halte- und Vorspanneinrichtung aufweist: einen sich entlang der Spindel-Längsrichtung erstreckenden Stegabschnitt, der unter Bereitstellung eines elastischen Hebelarms die Spindelmutter mit dem Stellkörper verbindet und eine Elastizität hat, bei der die Spindelmutter bei Drehung der Antriebsspindel gegen eine Rotation um die Spindel-Längsrichtung bei Zulassung von Torsionsverformungen in vorbestimmtem Maße gehalten wird.
Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stellvorrichtung ist vorgesehen, dass die Stellvorrichtung eine zwischen dem Stellkörper und der Spindelmutter wirkende Vorspanneinrichtung aufweist, mit der die Spindelmutter quer zur Spindel-Längsrichtung mit einer vorbestimmten Querkraft an die Antriebsspindel gedrückt wird.
Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stellvorrichtung ist vorgesehen, dass die Vorspannvorrichtung eine Druckfeder aufweist, die zwischen der Spindelmutter und einer Anlagefläche des Stellkörpers angeordnet ist.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist vorgesehen: ein Anwendungssystem mit einem Grundkörper und einem mittels einer Stellvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche gegenüber dem Grundkörper translatorisch verstellbaren Einstellkomponente. Dabei kann das Anwendungssystem insbesondere ein Mikroskop und die Einstellkomponente ein Linsenhalter oder eine Linse sein.
Der Ausdruck „entlang” bedeutet hierin, dass zwischen den Längsrichtungen von zwei Teilen ein Winkel von maximal 60 Grad und insbesondere von maximal 45 Grad besteht.
Der Ausdruck „Längsrichtung” einer Komponente, eines Abschnitts oder Teils bedeutet insbesondere die Richtung, die sich durch die Verbindung der Flächenschwerpunkte von Querschnittsflächen ergibt, wobei die Querschnittsflächen insbesondere senkrecht zu der Richtung der längsten Verbindungsgerade von zueinander entgegen gesetzt gelegenen äußeren Punkten der jeweiligen Komponente, des Abschnitts oder des Teils gelegen ist.
Die Längsachse einer Komponente der Positionierungseinrichtung oder der erfindungsgemäßen Stellvorrichtung und insbesondere des erfindungsgemäß vorgesehenen Stegabschnitts kann als die Verbindungslinie von Flächenschwerpunkten von denjenigen ebenen Referenz-Profilquerschnittsflächen definiert sein, die sich in einem Punkt des Stegabschnitts jeweils als Flächen mit der betragsmäßig kleinsten Querschnittsfläche ergeben. Die Längsrichtung einer Komponente oder des erfindungsgemäß vorgesehenen Stegabschnitts ergibt sich insbesondere als lokale Längsrichtung der Längsachse desselben, d. h. diese ist, im Falle einer sich ergebenden geradlinigen Längsachse des Stegabschnitts, identisch mit der Längsachse einer Komponente oder des Stegabschnitts oder, im Falle einer sich ergebenden gekrümmten Längsachse des Stegabschnitts, die Tangente im jeweiligen Punkt des Stegabschnitts an die Längsachse. Längsrichtung Generell kann nach der Erfindung vorgesehen sein, dass die Längsachse bzw. lokale Längsrichtung einer Komponente oder des erfindungsgemäßen Stegabschnitts an jeder Stelle der Komponente oder des Stegabschnitts entlang der Spindel-Längsrichtung L-S und insbesondere in einem Winkel von maximal 30 Grad zur Spindel-Längsrichtung L-S verläuft.
Unter Querschnittsfläche wird hierin insbesondere die oben genannte jeweils betragsmäßig kleinste Querschnittsfläche in einem bestimmten Punkt einer Komponente oder des Stegabschnitts verstanden.
Im Folgenden wird die Erfindung an Hand der beiliegenden Figuren beschrieben, die zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stellvorrichtung mit einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stellkörpers mit einer Blattfeder und einer Antriebsspindel, wobei die 1 auch die auf der Antriebsspindel angeordnete Spindelmutter zeigt,
2 einen Seitenschnitt der in der 1 dargestellten ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stellvorrichtung mit einer Antriebsspindel,
3 eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stellvorrichtung mit einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stellkörpers und einer Antriebsspindel, wobei bei der Ausführungsform nach der 3 die Spindelmutter mittels eines Verbindungselements an der Blattfeder befestigt ist,
4 eine weitere perspektivische Darstellung der in der 3 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stellvorrichtung mit einer Antriebsspindel,
5 einen Seitenschnitt der in den 3 und 4 dargestellten zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stellvorrichtung mit einer Antriebsspindel,
6 eine weitere zu der Ausführungsform nach den 1 und 2 alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stellvorrichtung,
7 eine weitere zu der Ausführungsform nach den 1 und 2 alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stellvorrichtung,
8 einen Seitenschnitt eines Teils einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen mit einer Antriebsspindel integrierten Stellkörpers mit einer Halte- und Vorspanneinrichtung,
9 perspektivische Darstellung der Halte- und Vorspanneinrichtung der in der 8 dargestellten Ausführungsform des Stellkörpers, wobei die Halte- und Vorspanneinrichtung in einem mit einer Antriebsspindel integrierten Zustand gezeigt ist, und
10 eine weitere zu der Ausführungsform nach den 8 und 9 alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stellvorrichtung.
Erfindungsgemäß ist eine Positionierungseinrichtung P mit einem Grundkörper und einer Einstellkomponente eines Anwendungssystems vorgesehen. Die erfindungsgemäß vorgesehene Stellvorrichtung mit einem Stellkörper ist funktionaler Bestandteil eines Anwendungssystems mit dem Grundkörper und der Einstellkomponente, an dem eine Stellvorrichtung mit einem Stellkörper angekoppelt ist. Die Stellvorrichtung ist zur Ausführung einer translatorischen Stellbewegung des Stellkörpers gegenüber einem Grundkörper mit einer drehgelagerten Antriebsspindel S vorgesehen. An dem Stellkörper ist generell eine Einstellkomponente des Anwendungssystems angeordnet, deren Position gegenüber einem Grundkörper des Anwendungssystems einstellbar ist. Der Grundkörper kann generell ein Lagerungsteil, ein Rahmen oder eine Halterungsvorrichtung sein, an dem jeweils die Stellvorrichtung oder ein Teil derselben angebracht ist. Das Anwendungssystem kann z. B. ein Mikroskop sein, deren Grundkörper ein Standfuß und deren bewegbare Einstellkomponente eine Linse aufweist, die an der Einstellkomponente und somit dem Stellkörper befestigt ist.
Die erfindungsgemäße Stellvorrichtung ist derart ausgeführt, dass durch Drehung der drehgelagerten Antriebsspindel S der Stellkörper zur Ausführung der Stellbewegung in einer Stellrichtung B-A mit einer die Stellrichtung B-A definierenden Spindel-Längsrichtung L-S. Hierzu weist der Stellkörper generell einen Führungsabschnitt zur translatorischen Führung des Stellkörpers an einer Anwendungskomponente in Richtung der Stellbewegung B-A auf. Der Grundkörper des Anwendungssystems weist generell ein Rahmenteil R auf, in das zumindest eine Führungskomponente F des Anwendungssystems sowie die Antriebsspindel S desselben einsetzbar sind. Die zumindest eine Führungsvorrichtung oder Führungskomponente F kann insbesondere in Form von mehreren Führungsbahnen oder mehreren Führungsstangen 5, 6 (3) realisiert sein.
Die 1 zeigt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stellvorrichtung 100 mit einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stellkörpers 110 und einer Antriebsspindel S. Der Stellkörper nach der Erfindung ist generell Teil einer Stellvorrichtung mit der Befestigungsvorrichtung B (3), in der die Antriebsspindel S drehbar in einem ersten Drehlager 11 und einem zweiten Drehlager 12, die jeweils am Rahmenteil R angebracht sind, gelagert ist. Der Stellkörper 110 weist einen Führungsabschnitt 115 auf, mit dem der Stellkörper 110 an zumindest einer Führungsstange oder Führungsbahn geführt wird und an diesen translatorisch bewegt werden kann. Hierfür weist der Stellkörper 110 zumindest eine Führungsvorrichtung in Form einer entsprechenden indem Führungsabschnitt 115 angeordneten Führungsbahn insbesondere in Form von zumindest einer Durchgangsbohrung auf. In der 2 sind in dem Führungsabschnitt 115 des Stellkörpers 110 zwei Führungsbahnen in Form jeweils einer Durchgangsbohrung F1 bzw. F2 (in der 2 mit gestrichelte Linien dargestellt) ausgebildet, deren Achsen parallel zueinander verlaufen. Der Stellkörper 110 wird bei Ausführung einer Stellbewegung in einer Stellrichtung B-A an Führungsstangen 5, 6 (3) geführt und an diesen translatorisch bewegt.
Bei der in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stellvorrichtung 100 weist der Stellkörper 110 zwei Lagerungsabschnitte 111, 112 auf, die mit dem Führungsabschnitt 115 verbunden sind. Die Lagerungsabschnitte 111, 112 können einstückig mit dem Führungsabschnitt 115 hergestellt oder an dem Führungsabschnitt 115 durch Befestigungsmittel angebracht sein. In dem Führungsabschnitt 115 sind zwei Führungsbahnen in Form jeweils einer Durchgangsbohrung F1 bzw. F2 zur Lagerung von Führungsstangen (in den 1 und 2 nicht dargestellt) ausgebildet. Die Lagerungsabschnitte 111, 112 sind als von dem Führungsabschnitt 115 abstehende Abschnitte des Stellkörpers 110 gestaltet. Der Führungsabschnitt 115 kann, wie in der dargestellten Ausführungsform im Wesentlichen plattenförmig oder quaderförmig gestaltet sein. In jedem Lagerungsabschnitt 111, 112 ist jeweils eine Ausnehmung 111a bzw. 112a ausgebildet, die jeweils derart gestaltet ist, dass sich durch diese im montierten Zustand der Positionierungseinrichtung P ein jeweiliger Abschnitt der Antriebsspindel S erstreckt. Alternativ kann auch nur ein Lagerungsabschnitt 111, 112 vorgesehen sein. Die Ausnehmung 111a und/oder 112a kann als Durchgangsbohrung oder derart ausgeführt sein, dass diese die Antriebsspindel S in deren Umfangrichtung nicht umschließt. Alternativ kann der Lagerungsabschnitt 111 und/oder 112 auch in dem Führungsabschnitt 115 integriert sein.
Der Stellkörper 110 weist weiterhin eine Vertiefung 117 auf, in der die im Eingriff mit dem Gewinde der Antriebsspindel S befindliche Spindelmutter M gelegen ist.
Der Stellkörper 110 weist eine Halte- und Vorspanneinrichtung 120 mit einer Blattfeder 130 auf. Die Blattfeder 130 ist derart indem Stellkörper 110 angeordnet, dass dessen Längsrichtung L-B entlang der Spindel-Längsrichtung L-S verläuft. Die Blattfeder 130 weist auf:

– einen ersten Verbindungsabschnitt 131, der mit einem ersten Endabschnitt an dem ersten Lagerungsabschnitt 111 angebracht ist,
– einen zweiten Verbindungsabschnitt 132, der mit einem ersten Endabschnitt an dem zweiten Lagerungsabschnitt 112 angebracht ist, und
– einen mittleren Abschnitt oder Anlageabschnitt 133, an dem die Spindelmutter M anliegt und der zwischen dem ersten Verbindungsabschnitt 131 und dem zweiten. Verbindungsabschnitt 132 diese an deren zweiten Endabschnitten jeweils verbindend gelegen ist.

Zwischen dem Anlageabschnitt 133 und der Antriebsspindel S ist die Spindelmutter M gelegen, so dass der Anlageabschnitt 133 einen Mutter-Kopplungsabschnitt 135 bildet. Vorzugsweise weist die Spindelmutter M eine ebenflächige Anlagefläche auf, an der eine ebenfalls vorzugsweise ebenflächige Anlagefläche der Blattfeder 130 anliegt. Die Blattfeder 130 hat eine Breite, bei der diese der Spindelmutter M eine vorbestimmte Torsionssteifigkeit hat, so dass die Blattfeder 133 Torsionskräfte von der Spindelmutter M aufnimmt. Somit weist die Blattfeder 130 zwei Stegabschnitte auf, und zwar einerseits der erste Verbindungsabschnitt 131 zusammen mit dem Anlageabschnitt 133 und andererseits der zweite Verbindungsabschnitt 132 zusammen mit dem Anlageabschnitt 133. Jeder Stegabschnitt verbindet die Spindelmutter M mit dem Stellkörper 110 und dabei stabilisiert und somit hält jeder Stegabschnitt bzw. die Blattfeder 130 die Spindelmutter M mit einer vorbestimmten Torsionssteifigkeit in einer vorbestimmten räumlichen Lage in Bezug auf den Stellkörper 110 und ist in der Lage Torsionsspannungen aufgrund der bei einer Drehung der Antriebsspindel S entstehenden Reibungskräfte aufzunehmen.
Nach der in der 2 dargestellten Ausführungsform der Stellvorrichtung 100 liegt der Anlageabschnitt 133 an der ebenflächigen Anlagefläche der Spindelmutter M an und ist der Anlageabschnitt 133 nicht an der ebenflächige Anlagefläche der Spindelmutter M befestigt. Zusätzlich ist bei dieser Ausführungsform der Stellvorrichtung 100 die Blattfeder 130 derart geformt, dass diese die Spindelmutter M an die Antriebsspindel S andrückt. Auf diese Weise ist jeder der Stegabschnitte der Blattfeder 130 mit einer vorbestimmten Torsionselastizität in Bezug auf die Längsrichtung der Blattfeder 130 oder des Stegabschnitts in der Lage Torsionskräfte gegen die bei einer Drehung der Antriebsspindel S entstehenden Reibungskräfte aufzunehmen und dabei Torsionsverformungen der Blattfeder 130 möglichst zu verhindern.
Als optionales Merkmal der Ausführungsform der Stellvorrichtung 100 nach den 1 und 2 ist die Form der Blattfeder 130 dabei derart, dass die lokale Längsrichtung L-B der Blattfeder 130 zumindest in einem Teilabschnitt des ersten Verbindungsabschnitts 131 sowie des zweiten Verbindungsabschnitts 132 jeweils schräg zur Spindel-Längsrichtung L-S und insbesondere in einem spitzen Winkel zur Spindel-Längsrichtung L-S verlaufen, so dass jeder der Stegabschnitte der Blattfeder 130 und somit die Blattfeder 130 insgesamt eine Druckkraft auf die Spindelmutter M übertragen bzw. überträgt und dass diese an die Antriebsspindel S angedrückt wird. Dadurch wird die Genauigkeit der mit der Stellvorrichtung 100 einstellbaren Position des Stellkörpers 110 in der Spindel-Längsrichtung L-S erhöht, da ein ungewolltes Spiel zwischen der Spindelmutter M und der Antriebsspindel S vermieden wird. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass zumindest über ein Viertel des Abstands in der Spindel-Längsrichtung L-S gesehen zwischen einem Lagerungsabschnitt 111, 112 und der Spindelmutter M der Winkel zwischen der lokalen Längsrichtung L-B der Blattfeder 130 und der Spindel-Längsrichtung L-S mindestens 5 Grad beträgt. Alternativ oder zusätzlich kann die Blattfeder 130 in ihrer Längsrichtung L-B derart geformt sein, dass diese jeweils im ersten Verbindungsabschnitt 131 und/oder erste Verbindungsabschnitt 132 einen Wendepunkt aufweist. Analoges gilt für die Ausführungsform, in der die Blattfeder 130 nur einen ersten Verbindungsabschnitt 131 oder einen zweiten Verbindungsabschnitt 132 aufweist. Alternativ kann die Blattfeder 130 sich in ihrer Längsrichtung L-B auch geradlinig erstrecken und dabei der Blattfeder 130 bei dieser Formgebung eine Vorspannung eingeprägt sein, mit der die Blattfeder 130 die Spindelmutter M an die Antriebsspindel S andrückt.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Stellvorrichtung 100 ist die Spindelmutter M und der Stegabschnitt 130 mittels eines Befestigungsmittels aneinander befestigt sein. Dabei können die Spindelmutter M und der Stegabschnitt 130 mittels einer Klebeverbindung, Lötverbindung oder Schweißverbindung als Befestigungsmittel aneinander befestigt sein. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Spindelmutter M mit einer ebenflächigen Anlagefläche an einer entsprechenden ebenflächigen Anlagefläche des jeweiligen Stegabschnitts anliegt. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Spindelmutter M und der Stegabschnitt 130 durch ein Verbindungselement als Befestigungsmittel aneinander befestigt sind. Bei der Ausführungsform nach den 3, 4 und 5 ist abweichend von der Ausführungsform nach den 1 und 2 die Spindelmutter M mittels eines Verbindungselements 130a an der der Blattfeder 130 befestigt. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Stegabschnitt einstückig mit der Spindelmutter M hergestellt ist, also als ein Stück aus einem einheitlichen Material gebildet ist.
Wie beschrieben ist die Blattfeder 130 der in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stellvorrichtung 100 derart ausgeführt, dass diese die Spindelmutter M an die Antriebsspindel S andrückt. Bei dieser Ausführungsform bilden die Blattfeder 130 nach einer der beschriebenen Ausführungsformen zusammen mit den Lagerungsabschnitten 111, 112 und den Befestigungsmitteln, mit denen die Blattfeder 130 an den Lagerungsabschnitten 111, 112 fixiert ist, eine Halte- und Vorspanneinrichtung 120, wobei die Blattfeder 130 mit dem elastischen Stegabschnitt eine vorbestimmte Biege- und Torsionssteifigkeit hat, wobei

– die Spindelmutter M aufgrund der vorbestimmten Torsionssteifigkeit des Stegabschnitts bei Drehung der Antriebsspindel S gegen eine Rotation um die Spindel-Längsrichtung L-S gehalten und vorzugsweise fest gehalten wird,
– und zusätzlich die Spindelmutter M aufgrund der vorbestimmten Biegesteifigkeit des Stegabschnitts mit einer vorbestimmten Querkraft Q quer zur Spindel-Längsrichtung L-S an die Antriebsspindel S gedrückt wird.

Die vorbestimmte Elastizität des Stegabschnitts ist derart vorgesehen, dass ein Verklemmen der Spindelmutter M an der Antriebsspindel S mit einer vorbestimmten Sicherheit vermieden wird.
Die vorbestimmte Querkraft hat ein Maß, bei der die Positioniergenauigkeit des Stellkörpers 110 an der Antriebsspindel S mit einer vorbestimmten Sicherheit bereitgestellt wird und Ungenauigkeiten oder Verformungen der Antriebsspindel S kompensiert werden.
Nach einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stellvorrichtung 100 kann die Blattfeder 130 derart ausgeführt oder gelagert sein, dass die Blattfeder 130 keine erhebliche Biegesteifigkeit des Stegabschnitts bereitstellt, so dass die Blattfeder 130 bzw. der Stegabschnitt die Spindelmutter M nicht mit einer erheblichen Querkraft Q quer zur Spindel-Längsrichtung L-S an die Antriebsspindel S drückt. Bei dieser Ausführungsform stellt die Blattfeder 130 lediglich die genannte vorbestimmte Torsionssteifigkeit bereit, bei der die Spindelmutter M bei Drehung der Antriebsspindel S gegen eine Rotation um die Spindel-Längsrichtung L-S gehalten und vorzugsweise fest gehalten ist. Dabei verbindet der Stegabschnitt bzw. die Blattfeder 130 die Spindelmutter M mit dem Stellkörper 110 und dabei stabilisiert und somit hält der Stegabschnitt bzw. die Blattfeder 130 die Spindelmutter M mit einer vorbestimmten Torsionssteifigkeit in einer vorbestimmten räumlichen Lage in Bezug auf den Stellkörper 110 an der Antriebsspindel S. Die Blattfeder kann dabei insbesondere geradlinig entlang der Spindel-Längsrichtung L-S ausgeführt sein.
Bei dieser Ausführungsform kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Anlageabschnitt 133 mittels eines Abstandhalters in einem vorbestimmten Abstand zur Spindel-Längsrichtung L-S gehalten wird. Dabei kann der Abstandhalter 141 ein Distanzstück 141 (6) sein, das biegeweich ausgeführt ist, so dass dieses Querbewegungen aufgrund der genannten Elastizität der Blattfeder 130 in vorbestimmtem Maße zulässt, oder eine Federvorrichtung 142 (7) sein. In der letzteren Alternative ist die Federvorrichtung derart ausgeführt, dass diese eine Federkraft auf die Spindelmutter M ausübt, so dass die Spindelmutter M mit einer vorbestimmten Querkraft Q quer zur Spindel-Längsrichtung L-S an die Antriebsspindel S gedrückt wird. Der Abstandhalter kann auch als Abstand-Einstellungsvorrichtung 130a (5) ausgeführt sein, mit dem der Abstand zwischen dem Anlageabschnitt 133 und der Spindel-Längsrichtung L-S manuell oder gesteuert eingestellt werden kann. Der Abstandhalter 130a ist ortsfest an dem Stellkörper 110 angeordnet. Dies kann beispielsweise derart realisiert sein, dass ein Bügel oder eine Abdeckungsvorrichtung 145 an der zumindest einen Lagerungsvorrichtung 111, 112 oder zumindest einer der Lagerungsvorrichtungen fixiert oder befestigt ist, an dem bzw. der Abstandhalter angebracht und somit ortsfest angebracht ist. Auch kann der Abstandhalter an einer anderen Stelle an dem Stellkörper 110, z. B. auch mittels eines starren Verbindungsstückes, ortsfest angebracht sein. Somit weist bei dieser Ausführungsform der Stellkörper 110 einen ortsfest am dem Stellkörper 110 angeordneten Abstandhalter auf, der an einer Stelle zwischen einer Lagerungsvorrichtung und der Spindelmutter oder an dem Anlageabschnitt angeordnet ist, um den Abstand der Stelle der Blattfeder 130, an dem der Abstandhalter anliegt, und der Spindel-Längsrichtung L-S einzustellen.
Bei dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stellvorrichtung 100 weist diese also einen elastischen, die Spindelmutter M und den Stellkörper 110 miteinander verbindenden Stegabschnitt auf, der aus den Abschnitten 131 und 133 und/oder den Abschnitten 132 und 133 gebildet ist, der eine vorbestimmte Torsionssteifigkeit hat, bei der die Spindelmutter M aufgrund der vorbestimmten Torsionssteifigkeit des Stegabschnitts bei Drehung der Antriebsspindel S gegen eine Rotation um die Spindel-Längsrichtung L-S gehalten und vorzugsweise fest gehalten ist, wobei insbesondere zumindest ein Abschnitt der Blattfeder 130, wie z. B. der Anlageabschnitt 133, in biegeweicher Weise in einem vorbestimmten Abstand zu der Spindel-Längsrichtung L-S gehalten wird. „In biegeweicher Weise” heißt in diesem Zusammenhang, dass Biegungen in dem Abstandhalter, die die Quer oder Auslenkungsbewegung der Blattfeder 103 (ind er Ene, in der L liegt) erlauben, gedämpft oder elastisch oder nichtelastisch zugelassen werden. Die Halte- und Vorspanneinrichtung 120 stabilisiert und somit hält mit dem elastischen Stegabschnitt 130 die Spindelmutter M in einer vorbestimmten räumlichen Lage in Bezug auf den Stellkörper 110, wobei die Biegesteifigkeit und Torsionssteifigkeit kleine Bewegungen in Bezug auf den Stellkörper 110 zulässt. Durch diese Wirkungsweise liegt die Spindelmutter M spielfrei an der Antriebsspindel S an und ist eine Bewegung der Antriebsspindel S relativ zur Spindelmutter M mit relativ geringer Reibung und relativ geringem Risiko einer Verklemmung dieser Komponenten gegeben.
Generell kann bei den beschriebenen Ausführungsformen der Stellvorrichtung 100 auch vorgesehen sein, dass die Blattfeder 130

– nur gebildet ist aus dem ersten Verbindungsabschnitt 131, der mit einem ersten Endabschnitt an dem ersten Lagerungsabschnitt 111 angebracht ist und an dessen zweiten Endabschnitt der Anlageabschnitt 133 anschließt, wobei der aus dem ersten Verbindungsabschnitt 1321 und dem Anlageabschnitt 133 gebildete Stegabschnitt insbesondere einstückig ausgeführt sein kann.

– nur gebildet ist aus dem zweiten Verbindungsabschnitt 132, der mit einem ersten Endabschnitt an dem zweiten Lagerungsabschnitt 112 angebracht ist und an dessen zweiten Endabschnitt der Anlageabschnitt 133 anschließt, wobei der aus dem zweiten Verbindungsabschnitt 132 und dem Anlageabschnitt 133 gebildete Stegabschnitt insbesondere einstückig ausgeführt sein kann.

Die Befestigung der Spindelmutter M an der Blattfeder 130 kann nach einer der beschriebenen Arten ausgeführt sein.
Die 8 und 9 zeigen eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stellvorrichtung, die mit dem Bezugzeichen 300 bezeichnet ist. Diese weist einen erfindungsgemäß ausgeführten und mit der Antriebsspindel S eines Anwendungssystems integrierten Stellkörper 310 und eine Halte- und Vorspanneinrichtung 320 auf. Der Stellkörper 310 ist nach einer der hierin beschriebenen Ausführungsformen realisiert. Die in den 8 dargestellte Ausführungsform des Stellkörpers 310 weist einen Führungsabschnitt 315 und einen von diesem abstehenden Lagerungsabschnitt 311 mit einer Ausnehmung 311a auf, durch die sich die Antriebsspindel S hindurch erstreckt. Die Ausnehmung 311a kann als Durchgangsbohrung oder derart ausgeführt sein, dass diese die Antriebsspindel S in deren Umfangrichtung nicht umschließt. Alternativ kann der Lagerungsabschnitt 311 auch in dem Führungsabschnitt 315 integriert sein.
Mit der Spindelmutter M ist ein Stegabschnitt 330 oder ein Verbindungsstück starr verbunden und fixiert. Die Spindelmutter M und der Stegabschnitt 330 können als verschiedene Teile ausgeführt sein und der Stegabschnitt 330 mittels eines Befestigungsmittels wie insbesondere einer Bolzenverbindung und/oder einer Klebeverbindung, Lötverbindung oder Schweißverbindung aneinander befestigt sein. Der Stegabschnitt 330 ist mit dem Stellkörper 310 vorzugsweise starr verbunden. Auch kann vorgesehen sein, dass der Stegabschnitt 330 mit dem Stellkörper 310 mit einer Federvorrichtung mit einer vorbestimmten Elastizität und/oder einer Dämpfungsvorrichtung verbunden ist. In der Darstellung der 8 und 9 ist der Stegabschnitt 330 mit dem Stellkörper 310 über einen Befestigungsabschnitt 335 verbunden, wobei der Stellkörper 310 über zumindest ein Befestigungsmittel an dem Stegabschnitt 330 befestigt sein kann.
Die Längsrichtung L-V des Stegabschnitts 330 erstreckt sich entlang der Spindel-Längsrichtung L-S.
Nach einer speziellen Ausführungsform kann der Stegabschnitts 330 aus zwei Stegabschnitt-Teilen (in der 9 ist nur ein Stegabschnitt-Teilen 330a von zwei Stegabschnitt-Teilen gezeigt) gebildet sein, die entlang zueinander verlaufen. Dadurch kann eine besonders hohe Steifigkeit bzw. geringe Elastizität des Stegabschnitts 330 bewirkt werden.
Somit weist die erfindungsgemäße Ausführungsform der Stellvorrichtung 200 nach den 8 und 9 generell einen sich entlang der Spindel-Längsrichtung L-S erstreckenden Stegabschnitt 330 auf, der unter Bereitstellung eines zumindest querelastischen Hebelarms die Spindelmutter M mit dem Stellkörper 310 verbindet. Der Stegabschnitt 330 verbindet an einem Mutter-Kopplungsabschnitt 335 die Spindelmutter M mit dem Stellkörper 310 und dabei stabilisiert und somit hält dieser die Spindelmutter M mit einer vorbestimmten Torsionssteifigkeit in einer vorbestimmten räumlichen Lage in Bezug auf den Stellkörper 310 und ist in der Lage Torsionsspannungen aufgrund der bei einer Drehung der Antriebsspindel S entstehenden Reibungskräfte aufzunehmen. Der Stegabschnitt 330 mit einer vorbestimmten Torsionssteifigkeit bewirkt also, dass die Spindelmutter M aufgrund der vorbestimmten Torsionssteifigkeit des Stegabschnitts 330 bei Drehung der Antriebsspindel S gegen eine Rotation um die Spindel-Längsrichtung L-S gehalten und vorzugsweise fest gehalten wird. Der Stegabschnitt weist einen Verbindungsabschnitt 331 und ein Verbindungsstück 331a auf, wobei der Verbindungsabschnitt 331 zwischen dem Mutter-Kopplungsabschnitt 335 und dem Verbindungsstück 331a gelegen ist.
Bei der Ausführungsform der Halte- und Vorspanneinrichtung 320 nach den 8 und 9 weist die Lagerungsabschnitt 311 eine Anlagefläche 315 auf, die in Bezug auf die Spindel-Längsrichtung L-S dem Führungsabschnitt 315 zugewandt ist und somit gegenüber liegt, und ist eine zwischen dieser Anlagefläche 315 und einer dieser zugewandten Anlagefläche der Spindelmutter M wirkende Vorspannvorrichtung 340 oder Federvorrichtung gelegen, mit der diese Anlageflächen auseinander gedrückt werden. Durch die Vorspannvorrichtung 340 wird die Spindelmutter M mit einer vorbestimmten Querkraft Q quer zur Spindel-Längsrichtung L-S an die Antriebsspindel S gedrückt. Alternativ kann die Vorspannvorrichtung 340 auch auf andere Weise realisiert sein und z. B. an einer anderen Anlagefläche 315a gelegen sein, die der Anlagefläche 315 gegenüber liegt.
Nach einer weiteren, in der 10 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stellvorrichtung 300 kann die Spindelmutter M generell, wie es in der 10 gezeigt ist, mit einem Abstandhalter 341 oder einer Sperrvorrichtung in einer vorbestimmten Drehstellung, also räumlichen (Dreh-)Lage an der Antriebsspindel S elastisch gehalten oder fixiert sein. Dabei kann der Abstandhalter ein Distanzstück sein, das biegeweich ausgeführt ist, so dass dieses Drehbewegungen der Spindelmutter M einer entsprechenden Biegeelastizität des Abstandhalters bzw. des Distanzstücks in vorbestimmtem Maße zulässt. Der Abstandhalter kann auch als Einstellungsvorrichtung ausgeführt sein, mit dem die zwischen dem Anlageabschnitt 315 und der Spindelmutter M wirkende Kraft eingestellt werden kann. Auch kann der Abstandhalter 341 oder die Sperrvorrichtung als Funktionselement ausgeführt sein, das nur kleine Drehbewegungen der Spindel zulässt und dabei die Spindel in ihrer Drehrichtung elastisch hält. Dieses kann insbesondere als Element realisiert sein, das eine Biegeelastizität oder vorbestimmte Biegesteifigkeit entlang der Längsrichtung hat, die sich zwischen der Spindelmutter M und der Anlagefläche 315 erstreckt.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Positionierungseinrichtung P für ein erfindungsgemäß vorgesehenes Anwendungssystem derart ausgeführt ist, dass die Positioniergenauigkeit zwischen 5 μm und 30 μm und insbesondere zwischen 5 μm und 10 μm liegt. Unter „Positioniergenauigkeit” der Positionierungseinrichtung P wird hierin die Genauigkeit verstanden, mit der die Position des Grundkörpers oder eines Bezugspunkts desselben in der Spindel-Längsrichtung L-S relativ zur Antriebsspindel S eingestellt werden kann. Die Positioniergenauigkeit ergibt sich insbesondere aus der Herstellgenauigkeit der Antriebsspindel S, die durch den Steigfehler des Gewindes der pro Umdrehung definierbar ist. Dabei kann es sich um eine Antriebsspindel S handeln, die eine Steigung zwischen 0,3 mm und 1,0 mm hat und die einen Spindelweg zwischen 50 mm und 300 mm und insbesondere zwischen 70 mm und 150 mm hat. Dabei kann von einer wirtschaftlich vernünftigen Herstellgenauigkeit der Antriebsspindel S von 5 μm bis 30 μm und insbesondere zwischen 5 μm und 10 μm ausgegangen werden.
Insbesondere und generell in Kombination mit Merkmalen von Ausführungsformen der Erfindung kann der Stegabschnitt und insbesondere die Blattfeder der Ausführungsformen nach den 2, 5, 6, 7 eine Breite zwischen 4 mm und 9 mm und eine Dicke zwischen 0,1 mm und 0,5 mm haben. Dementsprechend hat generell der Stegabschnitt und insbesondere die Blattfeder der Ausführungsformen nach den 2, 5, 6, 7 einen Querschnitt zwischen 0,4 mm² und 4,5 mm².
Als Material generell des Stegabschnitts und insbesondere der Blattfeder der Ausführungsformen nach den 2, 5, 6, 7 kann Federstahlblech verwendet werden. Insbesondere bei den Ausführungsformen nach den 2, 5, 6, 7 besteht dabei der Vorteil, dass eine konstante elastische Federeigenschaft und somit auch Steifigkeit gewährleistet ist.
Als Material generell des Stegabschnitts und insbesondere der Ausführungsformen nach den 8, 9, 10 kann eine Messing- und/oder Bronze-Legierung verwendet werden. Insbesondere bei den Ausführungsformen nach den 8, 9, 10 besteht dabei der Vorteil, dass bei diesen Ausführungsformen eine geeignete Elastizität gewährleistet ist, während die Federeigenschaften oder durch eine eigene Komponente 340, 341 bereitgestellt wird. Insbesondere bei den Ausführungsformen nach den 8, 9, 10 kann alternativ auch Kunststoff mit sehr guten Gleiteigenschaften auf Metall wie Teflon oder PTFE verwendet werden.
Ein oder mehrere der vorstehend angegebenen Bereiche oder zumindest eine der vorstehend angegebenen Größenangaben beziehen sich insbesondere auf folgende Anwendungssysteme, die eine erfindungsgemäße Ausführungsform der Positioniereinrichtung P vorgesehen sein können:

– Das Anwendungssystem kann einen Stellkörper 110 aufweisen, an dem eine verstellbare optische Linse eines optischen Systems gekoppelt oder angebracht ist, so dass das Anwendungssystem ein Mikroskop oder ein Teleskop ist.
– Auch kann das Anwendungssystem ein Sensorsystem mit einer Sensorvorrichtung aufweisen, die einen Sensor und eine Stellvorrichtung zur Bewegung oder Einstellung, wie z. B. Ausrichtung, des Sensors aufweist. Dabei kann der Sensor insbesondere ein Röntgen-Sensor sein.
– Weiterhin kann das Anwendungssystem ein medizinisches Gerät mit einer Anwendungskomponente als Stellköper sein. Dabei kann an den Stellkörper ein Teil eines Nierenstein-Zertrümmerers gekoppelt sein.

Insbesondere bei diesen Anwendungssystemen kann der errfindungsgemäße Stellkörper wie folgt realisiert sein:
Nach der Erfindung ist vorzugsweise vorgesehen, dass der tatsächliche Federweg zwischen 30 μm und 100 μm und vorzugsweise im Bereich zwischen 30 μm und 80 μm liegt. Unter „tatsächlicher Federweg” wird hierin verstanden, dass ein Betätigungsbereich des Stegabschnitt eines erfindungsgemäßen Stellkörpers, also des Stegabschnitt der Blattfeder 130 (Ausführungsformen des Stellkörpers nach den 2, 5, 6, 7) oder des Stegabschnitts 330 (Ausführungsformen des Stellkörpers nach den 8 bis 10), um einen Betrag gegenüber dem Ausgangszustand, in dem die Blattfeder 130 frei von äußeren Kräften und unbelastet ist, ausgelenkt ist. Der Betätigungsbereich ist dabei der jeweilige Mutter-Kopplungsabschnitt 135 bzw. 335 und die Auslenkung dieses Bereichs ist die Bewegung dieses Ankopplungsbereichs innerhalb einer senkrecht zur Spindel-Längsrichtung L-S gelegenen Ebene im zusammengebauten Zustand der Stellvorrichtung 100 gegenüber einem fiktiven unbelasteten Zustand des zumindest einen Stegabschnitts der jeweiligen Ausführungsform des Stellkörpers.
Der fiktive unbelastete Zustand ist bei den Ausführungsformen des Stellkörpers nach den 2, 5, 6, 7 beispielsweise möglich, wenn an dem Stellkörper 110 keine Spindelmutter M vorhanden wäre, so dass in diesem Zustand auf den Mutter-Kopplungsabschnitt 135 der Blattfeder 130 keine äußerer Kraft einwirkt. In dem in der 2 gezeigten Zustand, in dem der Stellkörper 110 und die Antriebsspindel S zu der Stellvorrichtung 100 integriert sind, ist der mittlere Abschnitt 133 oder der Mutter-Kopplungsabschnitt 135 im Vergleich zu dem genannten fiktiven unbelasteten Zustand relativ zu dem ersten Verbindungsabschnitt 131 oder dem zweiten Verbindungsabschnitt 132 oder einer Verbindungslinie zwischen dem ersten und zweiten Verbindungsabschnitt ausgelenkt. Der fiktive unbelastete Zustand ist bei den Ausführungsformen des Stellkörpers 310 nach den 8 bis 10 dann gegeben, wenn die Halte- und Vorspanneinrichtung 320 nicht vorhanden wäre. In diesem Zustand wäre der Stegabschnitt 330 nicht ausgelenkt. Dagegen ist in dem Zustand, in dem der Stellkörper 310 und die Antriebsspindel S zu der Stellvorrichtung 300 integriert sind, der Mutter-Kopplungsabschnitt 335 im Vergleich zu dem genannten fiktiven unbelasteten Zustand relativ zu dem Verbindungsabschnitt 331 ausgelenkt. Der tatsächlicher Federweg” ergibt sich somit aus der Auslenkung des jeweiligen Mutter-Kopplungsabschnitts des zumindest einen Stegabschnitts in Richtung senkrecht zur Spindel-Längsrichtung L-S, die sich bei der jeweiligen erfindungsgemäßen Ausführungsform des Stellkörpers in seinem mit der Antriebsspindel S integrierten Zustand ergibt.
Zur Erzielung einer vorteilhaften Torsionssteifigkeit der Blattfeder 130 oder des Stegabschnitts 330 kann die sich quer zur Längsrichtung der Blattfeder 130 erstreckende Breite der Blattfeder 130 bzw. des Stegabschnitts 330 zwischen 4 mm und 9 mm betragen. Die in Bezug auf die Spindel-Längsrichtung L-S durchschnittliche Dicke beträgt vorzugsweise zwischen 5% und 20% der Breite der Blattfeder 130 bzw. des Stegabschnitts 330. Dabei ist die Breite in derjenigen Richtung definiert, die senkrecht zu einer Ebene gerichtet ist, die von der Spindel-Längsrichtung L-S und der Querkraft Q aufgespannt wird, die der Stegabschnitt, also z. B. die Blattfeder 130 oder der Stegabschnitt 330, auf die Spindelmutter M überträgt. Die „Dicke” ist senkrecht zur „Breite” gerichtet und liegt in der genannten Ebene, die von der Spindel-Längsrichtung L-S und der Querkraft Q aufgespannt wird.
Die sich in der Spindel-Längsrichtung L-S ergebende Breite des Mutterngewindes der Spindelmutter M liegt im Bereich zwischen dem fünffachen bis zehnfachen des Betrags der Gewindesteigung der Antriebsspindel S.
Die Länge des Stegabschnitts liegt vorzugsweise im Bereich zwischen dem zweifachen bis dreifachen des Betrags der Länge der Spindelmutter M in der Spindel-Längsrichtung L-S, so dass die Halte- und Vorspanneinrichtung als kompaktes Gebilde realisiert ist.
Als Material für den Stegabschnitt ist vorzugsweise ein Federblech oder eine Kunststoff vorgesehen. Dabei können also insbesondere bei der Ausführungsform der Stellvorrichtung 100 nach der 2 die beweglichen Stegabschnitte oder die Verbindungsabschnitte 131, 132 oder bei der Ausführungsform der Stellvorrichtung 300 nach der 8 kann der Stegabschnitt 330 aus Kunststoff gebildet sein.
Die „tatsächliche Auslenkung” insbesondere bei den weiteren genannten Bereichsangaben für den jeweiligen Stegabschnitt soll nicht zu groß gewählt sein, da sonst die Druckkraft, mit der die Spindelmutter M vertikal zur Spindel-Längsrichtung L-S auf die Antriebsspindel S gedrückt wird, derart groß ist, dass die bei der Verstellung des Stellkörpers 110 unverhältnismäßig große Reibungskraft erzeugt, so dass die Drehung der Antriebsspindel S in energetischer Hinsicht aufwendig ist, also einen zu großen und ungünstigen Energieaufwand erforderlich macht. Mit den vorstehend genannten Bereichsangaben zur Auslenkung ist z. B. für das Heben eines Stellkörpers 110 mit einer Masse von 1 kg entlang einer Antriebsspindel S, die in einem Anwendungssystem derart angeordnet ist, dass deren Spindel-Längsrichtung L-S in Richtung der Gravitätskraft verläuft, eine Vorschubkraft von 10 N erforderlich.
Durch die Führung des Stellkörpers 110 mittels der Führungsvorrichtung F an zumindest einer Führungsbahn F1, F2, die mit größerer Genauigkeit als die Herstellgenauigkeit der Antriebsspindel S realisiert sein kann, ist die momentane Lage der Spindelmutter M mittels der Halte- und Vorspanneinrichtung 120 bzw. 320 und generell mittels des erfindungsgemäß vorgesehenen Stegabschnitts, durch die die Spindelmutter M an die Antriebsspindel S gedrückt wird, von der Bewegung des Stellkörpers 110 entkoppelt.
Das Gewinde der Antriebsspindel S kann als Gleitgewinde, Spitzgewinde und Trapezgewinde oder ein Rundgewinde ausgeführt sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DD 274861 A1 [0002]
US 6612208 B1 [0003]

Claims

Stellvorrichtung (100; 300) zur Ausführung einer translatorischen Stellbewegung eines Stellkörpers (110; 310) gegenüber einem Grundkörper mit einer drehgelagerten Antriebsspindel (S), die Stellvorrichtung (100; 300) aufweisend: – den Stellkörper (110; 310) zur Ausführung der Stellbewegung in einer Stellrichtung (B-A) durch Drehung der drehgelagerten Antriebsspindel (S) mit einer die Stellrichtung (B-A) definierenden Spindel-Längsrichtung (L-S), – eine Spindelmutter (M) mit einem Innengewinde für den Eingriff in ein Gewinde der Antriebsspindel (S), – einen elastischen, die Spindelmutter (M) und den Stellkörper (110; 310) miteinander verbindenden Stegabschnitt (131, 132, 133; 330) mit einer vorbestimmten Torsionssteifigkeit, bei der die Spindelmutter (M) aufgrund der vorbestimmten Torsionssteifigkeit des Stegabschnitts (130; 330) bei Drehung der Antriebsspindel (S) gegen eine Rotation um die Spindel-Längsrichtung (L-S) gehalten wird.
Stellvorrichtung (100; 200) nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine mit dem Stellkörper (110) verbundene Halte- und Vorspanneinrichtung (120; 320) mit einer vorbestimmten Biege- und Torsionssteifigkeit aufweist, die derart ausgeführt ist, dass diese die Spindelmutter (M) mit einer vorbestimmten Querkraft (Q) quer zur Spindel-Längsrichtung (L-S) an die Antriebsspindel (S) drückt und die Spindelmutter (M) aufgrund der vorbestimmten Torsionssteifigkeit des Stegabschnitts (130; 223; 330) bei Drehung der Antriebsspindel (S) gegen eine Rotation um die Spindel-Längsrichtung (L-S) gehalten wird.
Stellvorrichtung (100; 200) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stegabschnitt (331) einstückig mit der Spindelmutter (M) ausgeführt ist.
Stellvorrichtung (100; 200) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stegabschnitt aus zumindest zwei Steg-Teile gebildet ist, die sich jeweils entlang zur Spindel-Längsrichtung (L-S) erstrecken.
Stellvorrichtung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halte- und Vorspanneinrichtung (120; 220; 320) eine Blattfeder (120) aufweist, die an einem ersten Abschnitt an dem Stellkörper (110) befestigt ist und an einem zweiten Abschnitt an der Spindelmutter (M) anliegt oder an der Spindelmutter (M) befestigt ist, wobei die Blattfeder (120) einen zwischen der Stellkörper (110) und der Spindelmutter (M) gelegenen Verbindungsabschnitt aufweist, der eine Torsionssteifigkeit bereitstellt, um die Spindelmutter (M) bei Drehung der Antriebsspindel (S) gegen eine Rotation um die Spindel-Längsrichtung (L-S) zu halten.
Stellvorrichtung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellkörper (110) zwei voneinander beabstandete Aufnahmeabschnitte (111, 112) aufweist, die jeweils eine Ausnehmung aufweisen, durch die sich jeweils verschiedene Abschnitte der Antriebsspindel (S) hindurch erstrecken und die derart geformt sind, dass zwischen diesen eine Vertiefung (13) ausgebildet ist, und dass die Spindelmutter (M) in der Vertiefung (13) gelegen ist,
Stellvorrichtung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellkörper (110) einen ortsfest am dem Stellkörper (110) angeordneten Abstandhalter aufweist, der an einer Stelle zwischen einer Lagerungsvorrichtung und der Spindelmutter oder an dem Anlageabschnitt angeordnet ist, um den Abstand der Stelle der Blattfeder (130), an dem der Abstandhalter anliegt, und der Spindel-Längsrichtung (L-S) zu fixieren oder einzustellen.
Stellvorrichtung (200) nach dem Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Halte- und Vorspanneinrichtung (320) aufweist: einen sich entlang der Spindel-Längsrichtung (L-S) erstreckenden Stegabschnitt (330), der unter Bereitstellung eines elastischen Hebelarms die Spindelmutter (M) mit dem Stellkörper (310) verbindet und eine Elastizität hat, bei der die Spindelmutter (M) bei Drehung der Antriebsspindel (S) gegen eine Rotation um die Spindel-Längsrichtung (L-S) bei Zulassung von Querverformungen in vorbestimmtem Maße gehalten wird.
Stellvorrichtung (200) nach dem Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellvorrichtung (200) eine zwischen dem Stellkörper (310) und der Spindelmutter (M) wirkende Vorspanneinrichtung (340) aufweist, mit der die Spindelmutter (M) quer zur Spindel-Längsrichtung (L-S) mit einer vorbestimmten Querkraft (Q) an die Antriebsspindel (S) gedrückt wird,
Stellvorrichtung (200) nach dem Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannvorrichtung (330) eine Druckfeder aufweist, die zwischen der Spindelmutter (M) und einer Anlagefläche (315) des Stellkörpers (310) angeordnet ist.
Anwendungssystem mit einem Grundkörper und einem mittels einer Stellvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche gegenüber dem Grundkörper translatorisch verstellbaren Einstellkomponente.
Anwendungssystem nach dem Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Anwendungssystem ein Mikroskop und die Einstellkomponente ein Linsenhalter oder eine Linse ist.