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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einem Planspiegel und einer Stell- und Halteeinrichtung, in der der Planspiegel gehalten und seine optisch wirksame Oberfläche durch die Betätigung eines Stellelementes der Stell- und Halteeinrichtung gezielt deformierbar ist. Mit einer derartigen Vorrichtung kann ein auftreffendes Strahlenbündel beeinflusst werden, um Abbildungsfehler (Aberrationen) des Strahlenbündels auszugleichen, die durch ein oder mehrere optische Elemente eines optischen Systems verursacht werden und die sich in der Summe als Wellenfrontfehler erfassen lassen.
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Wellenfrontfehler lassen sich u. a. mit den sogenannten Zernike-Polynomen mathematisch beschreiben und darstellen. Sie lassen sich zum Beispiel mit Wellenfront-Aberrometern erfassen. Die Wellenfrontfehler können dabei durch einzelne Abbildungsfehler oder auch durch die Überlagerung verschiedener Abbildungsfehler einzelner oder auch mehrerer optischer Elemente eines optischen Systems verursacht werden. Häufig haben einzelne optische Elemente einen dominierenden Einfluss auf die Abbildungsfehler des Systems und die dadurch hervorgerufene Wellfrontdeformation weist ein hierfür typisches Erscheinungsbild auf, dem durch eine gezielte Deformation der Oberfläche eines der optischen Elemente oder eines zu diesem Zweck zusätzlich im System angeordneten Spiegels entgegengewirkt werden kann.
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Um Abbildungsfehlern entgegenzuwirken, sind aus dem Stand der Technik eine Vielzahl von Lösungen bekannt, die eine gezielte Oberflächendeformation einer Planoptik, meist eines Spiegels, nutzen. Sie unterscheiden sich im Wesentlichen dadurch, wo ein Kräfteeintrag in die Planoptik erfolgt. Bei einem Teil dieser Lösungen erfolgt der Kräfteeintrag an der Umfangsfläche der Planoptik oder in dem an die Umfangsfläche angrenzenden Randbereich. Bei anderen erfolgt der Kräfteeintrag entlang oder nahe der Mitten- bzw. Symmetrieachse der Planoptik.
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Mit einer Korrekturvorrichtung gemäß der
US 2012/0275041 A1 kann ein Abbildungsfehler bekannten Ursprungs innerhalb eines optischen Instruments korrigiert werden. Dazu wird ein deformierbarer Spiegel in den optischen Pfad der Anordnung eingebracht, entlang dessen sich Strahlenbündel einer elektromagnetischen Strahlung ausbreiten. Auf den Umfangsrand des deformierbaren Spiegels werden Kräfte aufgebracht und in den Spiegel eingeleitet, so dass dieser abhängig von seiner Kontur sowie dem Ort der Krafteinleitung und den Vektoren (Betrag, Richtung) der eingeleiteten Kräfte deformiert wird. Durch die so bewirkte Deformation des Spiegels und dessen dadurch lokal verändertes Reflexionsverhalten, infolge optischer Wegunterschiede, ist eine Korrektur auftretender Wellenfrontfehler ermöglicht.
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Konkret wird in der vorgenannten
US 2012/0275041 A1 vorgeschlagen, die Kontur des Spiegels in Abhängigkeit von dem zu korrigierenden Abbildungsfehler zu wählen, z. B. rund, um die Fokuslage zu korrigieren, oder ellipitisch, um die Fokuslage und den Astigmatismus zu korrigieren. Damit können trotz gleicher an der Umfangslinie angreifender Kräfte lokal unterschiedlich große Biegemomente auf die Oberfläche eingetragen werden, je nach Abstand des Kräfteeintrages zum Mittelpunkt des Spiegels. Als Mittel zum Kräfteeintrag wird vorgeschlagen, eine Zwischenplatte mit einer gleichen Kontur, wie sie der Spiegel aufweist, über einen Ring mit dem Umfangsrand des Spiegels zu verbinden und z.B. mittels eines Piezoaktuators mittig in die Zwischenplatte eine Kraft einzuleiten, die dann am Umfang des Spiegels wirkt. Um die Kraftwirkung entlang des Umfangs des Spiegels zu differenzieren, wird vorgeschlagen, die Zwischenplatte in ihrer Dicke differenziert auszuführen oder / und die Kräfte außermittig in die Zwischenplatte einzuleiten. Bei dieser Lösung können entlang des Umfangs unterschiedlich große Biegemomente im Spiegel erzeugt werden. Das Verhältnis der Biegemomente zueinander ist mit der Konzeption der Kontur des Spiegels vorgegeben und damit nicht mehr variierbar.
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Aus der
US 7 229 178 B1 ist ein deformierbarer Spiegel bekannt, dessen kreisförmige oder ovale Spiegelplatte über eine innere (kleinere) und eine äußere (größere) ringförmige Auflage parabolisch gebogen werden kann. Dazu ist der Spiegel zwischen der ringförmigen Auflage aufgenommen. Die hierzu erforderliche Kraft wird über ein mechanisches Stellelement eingeleitet. Das Stellelement wirkt direkt oder indirekt über einen Hebel auf eine der ringförmigen Auflagen ein. Die Einleitung über die ebenen und parallelen ringförmigen Auflagen erfolgt stets zentrisch zur Symmetrieachse des Spiegels. Hiermit können lediglich die Parameter einer paraboloidischen Oberfläche beeinflusst werden. Auch hier ist kein örtlich differenzierter Krafteintrag möglich.
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In einer aus der
DE 601 16 322 T2 bekannten Vorrichtung werden Aberrationen ebenfalls mittels Krafteinleitung auf einen Spiegel kompensiert. Zur Krafteinleitung sind mindestens ein aktives Stellelement und zwei sogenannte Kraftstangen vorhanden. Die Kraftstangen stehen jeweils mit ihren Enden über jeweils ein Verformungselement mit dem Spiegel in Verbindung, womit punktuell eine gleiche Kraft in den Spiegel eingeleitet wird. Ein punktuell differenzierter Kräfteeintrag ist nicht möglich.
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Aus der
DE 196 28 672 C2 ist ein Spiegel mit einer randseitig gehaltenen deformierbaren Spiegelplatte sowie mit einem die Spiegelplatte rückseitig beaufschlagenden Stellmechanismus mit mehreren parallel geschalteten Federn, die an der Rückseite der Spiegelplatte angreifen, und einer Verstelleinrichtung zur Einstellung der Federkraft bekannt. Hier erfolgt ein Krafteintrag in den Spiegelmittelpunkt und in sich paarweise radial gegenüberliegende exzentrische Angriffspunkte. Der Krafteintrag ist nur für alle Angriffspunkte gemeinsam einstellbar.
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Aus der
DE 42 36 355 C2 ist ein adaptiver Membranspiegel mit einer konzentrisch zwischen zwei Ringschneiden eingespannten runden Membran und einem Aktuator, der zur axialen Relativverschiebung der beiden Ringschneiden zueinander vorgesehen ist, bekannt. Eine durch den Aktuator eingeleitete Kraft wird über eine der Ringschneiden auf der Rückseite der Membran eingeleitet, während die an der Membran anliegende Ringschneide als Gegenlager wirkt. Der Verstellweg des Aktuators wird unmittelbar in einen Biegeweg umgesetzt, um den die Membran zwischen den beiden Ringschneiden von einer Planfläche abweicht. Die Vorrichtung ist darauf beschränkt, einen Spiegel rotationssymmetrisch zu krümmen. Es entsteht ein sphärisch gekrümmter Spiegel mit einem Krümmungsradius, der größer als etwa einen Meter ist.
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Ein ebenfalls außermittiger Krafteintrag in eine Spiegelplatte ist aus der
EP 1 118 897 B1 bekannt. Ein translatorisch wirkender Aktuator greift hier an exzentrischen, bezüglich des Verformungsmittelpunktes einander diametral gegenüberliegenden Positionen hinter der Spiegelfläche gegen die Spiegelplatte an. Wegen der Axialhalterung der Spiegelplatte resultiert aus dieser exzentrischen Krafteinleitung - gegenüber der zentralen - ein Hebeleffekt, der bei gleichem axialen Hub zu einer stärkerer Auswölbung dem Plattenrand gegenüber führt, als ein gleicher in der Mitte der Spiegelplatte eingebrachter Hub. Es entsteht eine weniger parabolische, als vielmehr eine kreisbogenförmige Auswölbung der Spiegelfläche. Die exzentrischen Angriffspunkte des Aktuators können längs einer Spur diskret gestaffelt oder kontinuierlich angeordnet sein. Die Spur muss nicht kreisförmig, sondern kann auch oval sein, was zu unterschiedlichen Krümmungsradien führt.
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Aus der
DE 10 2014 208 984 A1 ist eine Baugruppe mit einem Träger und einem in dem Träger mit sechs Freiheitsgraden verstell- und fixierbaren Element, insbesondere einem Facettenspiegel zum Einsatz in einer mikrolithograhischen Projektionsbelichtungsanlage, bekannt. Die sechs Freiheitsgrade werden durch drei Kugeln gewährleistet, die jeweils zwischen einer am Träger und einer am Element ausgebildeten konkaven Kugelsegmentfläche gelagert sind. Ein gegebenenfalls auftreffendes Strahlenbündel kann hier nur in seiner Ablenkung beeinflusst werden.
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In der
EP 0 710 551 B1 wird eine Vorrichtung zur Herstellung einer Druckschablone beschrieben, die eine Fokussieroptik enthält, mit wenigstens einer elastisch defomierbaren Spiegelmembran. Es sind Stellmittel vorhanden, die in Abhänigkeit eines Stellsignals einen Krümmungsverlauf der Spiegelmembran einstellen. Zu den Stellmitteln ist offenbart, dass es sich vorzugsweise um piezoelektrische oder magnetostriktive Stellmittel handelt, die vorzugsweise nur im zentralen hinteren Teil der Spiegelmembran oder an einer Ringschneide angreifen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung mit einem deformierbaren achssymmetrischen Planspiegel zum Ausgleich von Aberrationen zu finden, mit dem in Richtung der Symmetrieachse des Planspiegels hierzu exzentrisch versetzt ein örtlich differenzierbarer und feinfühliger Kräfteeintrag in dem Planspiegel erfolgen kann.
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Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausführungen sind in den rückbezogenen Ansprüchen 2 bis 8 angegeben.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und Zeichnungen näher erläutert. Hierzu zeigen:
- 1a - 1b: eine Prinzipskizze einer Vorrichtung,
- 2a - 2c: verschiedene Ausführungen der Membranfeder,
- 3a - 3b: verschiedene Ausführungen des kronenähnlichen Verstellelementes und
- 4a - 4b: verschiedene Ausführungen der Haltelaschen.
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Ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist mit seinen wesentlichen Merkmalen in 1a-1b gezeigt. Sie enthält gleich derartigen Vorrichtungen des Standes der Technik einen Planspiegel 1, der gezielt deformiert wird, um so die Wellenfront eines auftreffenden Strahlenbündels zu beeinflussen. Der Planspiegel 1 weist eine verspiegelte Vorderseite 1.1, eine Rückseite 1.2 und eine Umfangsfläche 1.3 um eine Symmetrieachse A auf. Es kann sich hierbei um einen runden, elliptischen, quadratischen oder anders geformten Planspiegel 1 mit einer zur Symmetrieachse A achssymmetrischen Umfangsfläche 1.3 handeln. Für die weitere Beschreibung der Erfindung soll der Einfachheit halber von einem runden Planspiegel 1 ausgegangen werden.
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Die Vorrichtung enthält des Weiteren eine Stell- und Halteeinrichtung 10 mit einem Gestell 2, einer Buchse 3, einem kronenähnlichen Verstellelement 5, einer Membranfeder 8 und wenigstens drei elastischen Haltelaschen 6 mit jeweils einer zugeordneten Kugel 7.
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Das Gestell 2 ist mit dem Planspiegel 1 an dessen Umfangsfläche 1.3 fest verbunden. Dabei kann es sich um eine entlang der Umfangsfläche 1.3 geschlossene Verbindung oder auch eine Vielzahl einzelner diskreter, insbesondere stoffschlüssiger Verbindungen handeln. Der Planspiegel 1 ist somit an seinem Umfang fest gelagert. Mittig wird der Planspiegel 1 durch einen Stempel 2.1 gestützt, der Bestandteil des Gestells 2 ist, indem die Rückseite 1.2 an einem ersten Stempelende 2.1.1 des Stempels 2.1 anliegt. Grundsätzlich kann das Gestell 2 ein monolithisches Bauteil mit dem darin ausgebildeten Stempel 2.1 sein. Fertigungstechnisch wird man jedoch besser das Gestell 2 aus einem Trägerteil mit dem darin fest montierten Stempel 2.1 herstellen.
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Die Buchse 3 ist mittels eines Stellelementes 4 entlang der Symmetrieachse A im Gestell 2 linear verstellbar. Die Führung der Buchse 3 innerhalb des Gestells 2 erfolgt durch die Membranfeder 8, die die Buchse 3 konzentrisch fest umschließt. Die Membranfeder 8 ist segmentiert und weist wenigstens zwei erste Segmente 8.1, die über jeweils einen ersten Randbereich 8.1.1 mit dem Gestell 2 fest verbunden sind, und wenigstens zwei zweite Segmente 8.2, die über jeweils einen zweiten Randbereich 8.2.1 mit einem kronenähnlichen Verstellelement 5 fest verbunden sind, auf.
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Vorteilhafte Ausführungen für die Membranfeder 8 werden später anhand der 2a - 2c aufgezeigt.
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In 2a ist eine segmentierte Membranfeder 8 gezeigt, die durch einen Stapel zueinander verdreht angeordneter gleicher Streifenmembranen gebildet ist. Die Enden der Streifenmembranen stellen hier die Segmente dar. Diese Membranfeder 8 ist einfach an unterschiedliche Anzahlen und Anordnungen der Kronenzacken unterschiedlicher kronenähnlicher Verstellelemente 5 anpassbar.
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Die in der 2b und 2c dargestellte segmentierte Membranfeder 8 ist durch eine Einzelmembran mit vier bzw. sechs Segmenten 8.1, 8.2 gebildet. Durch zwei Gruppen unterschiedlich geformter Segmente 8.1, 8.2 ist die Membranfeder 8 bezüglich der Verbindung mit den Kronenzacken bzw. dem Gestell 2 je nach Flächenform und Flächengröße der Segmente 8.1, 8.2 unterschiedlich torsionssteif. Vorteilhaft sind die jeweils großflächigeren Segmente mit größerer Torsionssteifigkeit mit den Kronenzacken und die kleinflächigeren Segmente mit dem Gestell 2 verbunden.
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Die Membranfeder 8 stellt für die Buchse 3 eine Federführung dar, über die die Buchse 3 innerhalb des Gestells 2 entlang der Symmetrieachse A des im Gestell 2 montierten Planspiegels 1 unter Zuhilfenahme einer weiteren Gleit- oder Membranfederführung geführt ist. Gleichzeitig wird die lineare Bewegung der Buchse 3 über die Membranfeder 8 auf das kronenähnliche Verstellelement 5 übertragen. Das kronenähnliche Verstellelement 5 weist wenigstens drei Kronenzacken auf, die über einen Kronenreif 5.0 miteinander verbunden sind. Vorteilhaft stellt das kronenähnliche Verstellelement 5 ein monolithisches Bauteil dar. Die Kronenzacken sind entweder wenigstens eine erste Kronenzacke 5.1 mit einer zur Symmetrieachse A geneigten Anlagefläche 5.1.1 und wenigstens eine zweite Kronenzacke 5.2 mit einer zur Symmetrieachse A parallelen Anlagefläche 5.2.1 oder sie sind alle erste Kronenzacken 5.1 mit einer zur Symmetrieachse A geneigten Anlagefläche 5.1.1. Der Kronenreif 5.0 verbindet die Kronenzacken untereinander, bevorzugt in einer Höhe oder nahe der ersten oder zweiten Anlagefächen 5.1.1, 5.2.1.
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In dem in 1a gezeigten Schnittbild sind beispielhaft zwei erste Kronenzacken 5.1 gezeigt, deren geneigte Anlageflächen 5.1.1 gegenüberliegend zum Planspiegel 1 jeweils mit der Symmetrieachse A einen gleichen Neigungswinkel α einschließen.
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Die geneigten Anlageflächen 5.1.1 der ersten Kronenzacken 5.1 können grundsätzlich einen Neigungswinkel α mit einem gleichen oder einem unterschiedlichen Winkelbetrag aufweisen. Die Neigungswinkel α können alle vor der Vorderseite 1.1 oder alle hinter der Rückseite 1.2 des Planspiegels 1 oder, wie für zwei erste Kronenzacken 5.1 in 1a gezeigt, einer der Neigungswinkel α vor der Vorderseite 1.1 und einer der Neigungswinkel α hinter der Rückseite 1.2 des Planspiegels 1 angeordnet sein. Dadurch können bei einer ansonsten gleichen Dimensionierung der Vorrichtung an den Verbindungsstellen der Haltelaschen 6 mit der Rückseite 1.2 des Planspiegels 1 im Betrag und im Richtungssinn unterschiedliche Kräfte eingetragen werden, um eine gewünschte Deformation des Planspiegels 1 zu bewirken.
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Vorteilhaft schließen die geneigten Anlageflächen 5.1.1 symmetrisch bezüglich der Symmetrieachse A gegenüberliegend angeordneter Kronenzacken einen gleichen Neigungswinkel α mit der Symmetrieachse A ein und sind alle entweder vor der Vorderseite 1.1 oder hinter der Rückseite 1.2 des Planspiegels 1 angeordnet, womit Kräfte mit einem gleichen Betrag und mit einem gleichen Richtungssinn eingetragen werden.
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Beispielhaft ist in 3a ein kronenähnliches Verstellelement 5 mit einer zweiten Kronenzacke 5.2, eine parallele Anlagefläche 5.2.1 aufweisend, und zwei ersten Kronenzacken 5.1, jeweils eine geneigte Anlagefläche 5.1.1 aufweisend, mit dem Neigungswinkel α hinter der Rückseite 1.2 des Planspiegels 1 dargestellt.
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In 3b ist ein kronenähnliches Verstellelement 5 mit vier ersten Kronenzacken 5.1 gezeigt. Die jeweils bezüglich der Symmetrieachse A symmetrisch, paarweise gegenüberliegend angeordneten ersten Kronenzacken 5.1 schließen jeweils einen Neigungswinkel α gleichen Winkelbetrages mit der Symmetrieachse A ein, wobei die geneigten Anlageflächen 5.1.1 des einen Paares der ersten Kronenzacken 5.1 den Neigungswinkel α mit der Symmetrieachse A vor der Vorderseite 1.1 des Planspiegels 1 und die des anderen Paares der ersten Kronenzacken 5.1 den Neigungswinkel α mit der Symmetrieachse A hinter der Rückseite 1.2 des Planspiegels 1 einschließen.
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Geführt wird das kronenähnliche Verstellelement 5 innerhalb des Gestells 2 zum einen über die Membranfeder 8 und zum anderen über die mittelbare Anlage der Kronenzacken an den elastischen Haltelaschen 6, die mit jeweils einem ersten Laschenende 6.1 an der Rückseite 1.2 des Planspiegels 1 und einem zweiten Laschenende 6.2 mit dem Gestell 2 fest verbunden sind.
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An der Rückseite 1.2 des Planspiegels 1 sind hierfür in einer zu den Haltelaschen 6 korrespondierenden Anordnung gedachte Verbindungsstellen vorhanden, an denen vorteilhaft einzelne Montageklötzchen angebracht oder ausgebildet sind. Die elastischen Haltelaschen 6 weisen jeweils eine Längsachse 6.0 auf, die im spannungsfreien Zustand der Haltelaschen 6 parallel zur Symmetrieachse A verläuft, und stehen jeweils mittelbar über eine Kugel 7 mit einer der geneigten Anlageflächen 5.1.1 oder einer der parallelen Anlageflächen 5.2.1 in Kontakt. Die Haltelaschen 6 sind spannungsfrei oder vorgespannt montiert.
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Sind alle Haltelaschen 6 spannungsfrei montiert, kann ein Kräfteeintrag nur über eine zunehmende Spannung der Haltelaschen 6 und damit zunehmende Verkürzung des senkrechten Abstandes zwischen dem ersten und zweiten Laschenende 6.1, 6.2 in Richtung der Symmetrieachse A erfolgen, sodass eingetragene Kräfte sämtlich in einem Richtungssinn wirken. Unterschiedliche Beträge der Kräfte lassen sich über eine unterschiedliche Dimensionierung der Haltelaschen 6 erzeugen.
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Sind alle Haltelaschen 6 unter Vorspannung montiert, kann ein Kräfteeintrag über eine Erhöhung oder Verringerung der Spannung und damit im entgegengesetzten Richtungssinn erfolgen, indem die Haltelaschen 6 zunehmend entspannt werden, sodass sich der senkrechte Abstand zwischen dem ersten und zweiten Laschenende 6.1, 6.2 in Richtung der Symmetrieachse A vergrößert, bzw. gespannt werden, wie bereits erläutert.
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Während das kronenähnliche Verstellelement 5 linear verstellt wird, gleiten die Anlageflächen 5.1.1, 5.2.1 der Kronenzacken an den Kugeln 7. Dabei wird eine zweite Kronenzacke 5.2 mit einer parallelen Anlagefläche 5.2.1 an einer der Haltelaschen 6 lediglich geführt, wobei sie an der zugeordneten Kugel 7 lediglich abrollt und die Haltelasche 6 in ihrem Spannungszustand verbleibt. Hingegen wird eine erste Kronenzacke 5.1, mit einer geneigten Anlagefläche 5.1.1, die Kugel 7 in Abhängigkeit von dem Neigungswinkel α der geneigten Anlagefläche 5.1.1 gegenüber der Symmetrieachse A radial zur Haltelasche 6 verschieben, womit der Spannungszustand der Haltelasche 6 verändert wird. Je nach dem Richtungssinn der Verschiebung wird eine vorgespannte Haltelasche 6 zunehmend entspannt oder gespannt bzw. eine spannungsfreie Haltelasche 6 zunehmend gespannt.
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Schließen alle der geneigten Anlageflächen 5.1.1 auf einer Seite gegenüber dem Planspiegel 1 mit der Symmetrieachse A jeweils einen Neigungswinkel α mit einem gleichen Winkelbetrag ein, dann werden die Haltelaschen 6, vorausgesetzt sie sind gleich dimensioniert, gleichermaßen gespannt bzw. entspannt. Die jeweils über eine der Haltelaschen 6 in die Rückseite 1.2 des Planspiegels 1 eingetragenen Kräfte haben dann einen gleichen Betrag und einen gleichen Richtungssinn. Vorteilhaft weisen die geneigten Anlageflächen 5.1.1 sich symmetrisch gegenüberliegender erster Kronenzacken 5.1 einen gleichen Neigungswinkel α gegenüber der Symmetrieachse A auf.
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Indem das kronenähnliche Verstellelement 5 erste Kronenzacken 5.1 mit geneigten Anlageflächen 5.1.1 mit Neigungswinkeln α aufweist, von denen wenigstens einige vor der Vorderseite 1.1 des Planspiegels 1, während die anderen hinter der Rückseite 1.2 des Planspiegels 1 angeordnet sind, werden über die jeweils zugeordneten Haltelaschen 6 Kräfte im entgegengesetzten Richtungssinn eingetragen. Bei einer linearen Bewegung des kronenähnlichen Verstellelementes 5 wird dadurch die Kugel 7 an den einen ersten Kronenzacken 5.1 radial zur Symmetrieachse A hin und an den anderen ersten Kronenzacken 5.1 radial von der Symmetrieachse A weg gedrückt. Entsprechend wird der Deformationszustand der jeweils zugeordneten Haltelasche 6 verändert, indem sie entweder zunehmend gespannt oder zunehmend entspannt wird.
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Um die Kugeln 7 jeweils in einer gleichen Relativlage zur Haltelasche 6 zu halten und ihr nur einen translatorischen Freiheitsgrad in radialer Richtung zu belassen, sind die Kugeln 7 z. B. in einem gegenüber dem Gestell 2 fest angeordneten Käfig oder vorteilhaft jeweils in der Haltelasche 6 selbst z.B. in einer Vertiefung gelagert. Vorteilhafte Ausführungen der Haltelasche 6 sind in den 4a - 4b gezeigt.
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Grundsätzlich können als Haltelaschen 6 übliche Blattfedern, wie z.B. in 4a gezeigt, mit einem konstanten rechteckigen Querschnitt über ihre Länge verwendet werden. Die Haltelaschen 6 können aber auch hiervon abweichende Querschnitte über die Länge aufweisen, indem sie über ihre Dicke oder über ihre Breite entlang ihrer Länge variieren.
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Als besonders vorteilhaft wird eine Haltelasche 6 verwendet, wie sie in 4b gezeigt ist. Diese Haltelasche 6 ist durch Ausschnitte 6.5 in einen Blattfederrahmen 6.3 und eine eingerahmte Blattfederzunge 6.4 unterteilt. Die Kugel 7 liegt dann an der Blattfederzunge 6.4 an und wird vorteilhaft im Blattfederrahmen 6.3 mit einem Spiel gelagert. Vorteilhaft sind der Blattfederrahmen 6.3 und die Blattfederzunge 6.4 zur Längsachse 6.0 symmetrisch ausgeführt.
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Das erste Laschenende 6.1 und das zweite Laschenende 6.2 der Haltelasche 6 sind am Blattfederrahmen 6.3 ausgebildet. Die Blattfederzunge 6.4 ist mit dem Blattfederrahmen 6.3 über ein festes Zungenende 6.4.1 monolithisch verbunden, das dem ersten Laschenende 6.1 zugewandt und zu diesem in einem Abstand angeordnet ist. Gegenüberliegend weist die Blattfederzunge 6.4 ein freies Zungenende 6.4.2 auf, das dem zweiten Laschenende 6.2 der Haltelasche 6 zugewandt ist. Die Kugel 7 liegt an der Blattfederzunge 6.4 nahe dem freien Zungenende 6.4.2 an. Durch die geschachtelte Ausführung der Blattfederzunge 6.4 innerhalb des Blattfederrahmens 6.3 ergibt sich als ein besonderer Vorteil für diese Ausführung der Haltelasche 6, dass ein gewünschtes Übersetzungsverhältnis zwischen dem eingeleiteten Verstellweg über die Kugel 7 bzw. einer entsprechend eingeleiteten Kraft und der auf den Planspiegel 1 wirkenden Kraft eingestellt werden kann, ohne dass hierfür die Außenmaße der Haltelasche 6 angepasst werden müssten. Der durch das Ausschneiden der Blattfederzunge 6.4 entstehende Ausschnitt 6.5 im Blattfederrahmen 6.3 ist so vergrößert, dass die Kugel 7 durch den Blattfederrahmen 6.3 hindurch an der Blattfederzunge 6.4 anliegt - und das in jedem über die Vorrichtung eingestellten Spannungszustand. In Abhängigkeit vom Spannungszustand ändert sich allerdings das Spiel der Kugel 7 innerhalb des Blattfederrahmens 6.3, sodass sich die Kugel 7 zusätzlich zum translatorischen Freiheitsgrad in radialer Richtung begrenzt translatorisch in axialer Richtung bewegen kann, so dass sich die Hebellänge des Kraftangriffspunktes an der Blattfederzunge 6.4 verändern kann. Um das zu vermeiden, sind die Kugeln 7 auch bei einer solchen Ausführung der Haltelasche 6 vorteilhaft in einem zum Gestell 2 fest angeordneten Käfig gelagert.
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Die lineare Bewegung der Buchse 3 kann z. B. über ein in die Buchse 3 geschraubtes Stellelement 4 erfolgen, das vorteilhaft mittelbar an einem zweiten Stempelende 2.1.2, wie in 1a dargestellt, angreift. Durch das Einschrauben des Stellelementes 4 gegen das gestellfeste zweite Stempelende 2.1.2 wird die Buchse 3 zum Kopf des Stellelementes 4 gezogen und umgekehrt, womit dieses innerhalb des Gestells 2 linear verstellt wird.
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Alternativ kann die Buchse 3 mit einem oder mehreren Piezoelementen oder Hubmagneten direkt aktorisch oder über weitere Hebel- oder Zugmittelgetriebe (Seilzug) linear verschoben werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Planspiegel
- 1.1
- Vorderseite
- 1.2
- Rückseite
- 1.3
- Umfangsfläche
- 2
- Gestell
- 2.1
- Stempel
- 2.1.1
- erstes Stempelende
- 2.1.2
- zweites Stempelende
- 3
- Buchse
- 4
- Stellelement
- 5
- kronenähnliches Verstellelement
- 5.0
- Kronenreif
- 5.1
- erste Kronenzacke
- 5.1.1
- geneigte Anlagefläche
- 5.2
- zweite Kronenzacke
- 5.2.1
- parallele Anlagefläche
- 6
- Haltelasche
- 6.0
- Längsachse
- 6.1
- erstes Laschenende
- 6.2
- zweites Laschenende
- 6.3
- Blattfederrahmen
- 6.4
- Blattfederzunge
- 6.4.1
- festes Zungenende
- 6.4.2
- freies Zungenende
- 6.5
- Ausschnitt
- 7
- Kugel
- 8
- Membranfeder
- 8.1
- erstes Segment
- 8.1.1
- erster Randbereich
- 8.2
- zweites Segment
- 8.2.1
- zweiter Randbereich
- 10
- Stell- und Halteeinrichtung
- A
- Symmetrieachse
- α
- Neigungswinkel
