DE3217298A1 - Micropositioning and adjusting device - Google Patents

Micropositioning and adjusting device

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DE3217298A1
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Ulrich Dipl.-Ing. Dr.phil. 8000 München Deserno
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Abstract

A micropositioning and adjusting device is described which consists of members (A0, A1, A2), which are connected in a pivoted fashion to one another and can be adjusted relative to one another by means of a setting device (Sx, Sy). The members are preferably connected to one another such that they form a Z-shaped structure. In an advantageous embodiment, the members are connected to one another in a pivoted fashion by means of spring elements, and the entire structure is produced from one piece, expediently of invar steel, and the members can be adjusted by setting screws. <IMAGE>

Description

Mikropositionier- und JustiervorrichtungMicropositioning and adjusting device

Die Erfindung betrifft gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 eine Mikropositionier- und Justiervorrichtung.According to the preamble of claim 1, the invention relates to a micropositioning and adjusting device.

Für Positionieraufgaben im Bereich der Mikrooptik und der Lichtwellenleitertechnik werden Präzisionsschlittenführungen verwendet, die relativ voluminös, schwer und teuer sind.For positioning tasks in the field of micro-optics and fiber optic technology precision slide guides are used that are relatively bulky, heavy and are expensive.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Mikropositionier-und Justiervorrichtung der genannten Art bereitzustellen, die einfach und kostengünstig fertigbRr sowie weitestgehend miniaturisierbar ist.The object of the invention is to provide a micropositioning and adjusting device of the type mentioned, which are easy and inexpensive to produce, as well as is largely miniaturizable.

Diese Aufgabe wird durch eine Mikropositionier-und Justiervorrichtung gelöst, welche die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale aufweist.This task is accomplished by a micropositioning and adjusting device solved, which specified in the characterizing part of claim 1 features having.

Eine besonders zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist im Anspruch 2 angegeben und setzt sich aus Gliedpaaren zusammen, die einzeln verstellbar sind.A particularly useful and advantageous embodiment of the invention Device is specified in claim 2 and is composed of pairs of links, which are individually adjustable.

Die Verstellung der Gliedpaare der Vorrichtung nach Anspruch 2 erfolgt gemäß Anspruch 3 mittels einer Stellschraube.The adjustment of the link pairs of the device according to claim 2 takes place according to claim 3 by means of an adjusting screw.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung, insbesondere aber eine Vorrichtung nach Anspruch 3, wird zweckmäßigerweise so ausgebildet, wie es im Anspruch 4 angegeben ist.A device according to the invention, but in particular a device according to claim 3, is expediently designed as specified in claim 4 is.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß Anspruch 4 ist gemäß Anspruch 5 so ausgebildet, daß eine Z-förmige Struktur gegeben ist.A particularly preferred embodiment of a device according to Claim 4 is designed according to claim 5 so that a Z-shaped structure is given is.

Bei einer bevorzugten und vorteilhaften Realisierung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Merkmale des Anspruchs 3 mit den Merkmalen des Anspruchs 5 kombiniert und diese Kombination weist zusätzlich die Merkmale des Anspruchs 6 auf. Bei dieser Ausführungsform können die Stellschrauben von einer Seite her betätigt werden.In a preferred and advantageous implementation of one according to the invention Device are the features of claim 3 with the features of claim 5 combined and this combination also has the features of claim 6. In this embodiment, the adjusting screws can be operated from one side will.

Eine Vorrichtung nach Anspruch 6 wird zweckmäßigerweise so ausgestaltet, wie es im Anspruch 7 angegeben ist.A device according to claim 6 is expediently designed so as indicated in claim 7.

Eine hohe Genauigkeit kann erreicht werden, wenn die im Anspruch 8 angegebenen Maßnahmen angewendet werden.A high level of accuracy can be achieved if the method described in claim 8 specified measures are applied.

Anspruch 9 ist auf eine Vorrichtung nach Anspruch 6 gerichtet, bei welcher die Maßnahmen gemäß Anspruch 8 angewendet sind.Claim 9 is directed to a device according to claim 6, at which the measures according to claim 8 are applied.

Zweckmäßig ist es, wenn gemäß Anspruch 10 ein Glied fixiert ist, wobei bevorzugterweise gemäß Anspruch 11 ein äußeres Glied fixiert wird.It is useful if a member is fixed according to claim 10, wherein preferably according to claim 11 an outer member is fixed.

Zweckmäßigerweise ist gemäß Anspruch 12 ein bewegliches Glied mit einem Haltewerkzeug zum Halten eines äustierenden Elements versehen, wobei dieses bewegliche Glied bevorzugterweise gemäß Anspruch 13 ein äußeres Glied ist.Appropriately, according to claim 12, a movable member is with provided a holding tool for holding an exhaustive element, this movable member is preferably an outer member according to claim 13.

insbesondere bei Beschränkung auf kleine Verstellwege können gemäß Anspruch 14 die Glieder durch Federelemente gelenkig miteinander verbunden werden, wodurch eine weitgehende Vereinfachung und Verbilligung er- zielt werden kann.especially when restricted to small adjustment paths, according to Claim 14 the links are articulated to one another by spring elements, which results in a far-reaching simplification and aims can be.

Zweckmäßigerweise besteht gemäß Anspruch 15 ein Federelement aus einem Bodenstück aus elastischem Material, dessen Enden mit je einem Glied verbunden sind.Expediently, according to claim 15, a spring element consists of one Bottom piece made of elastic material, the ends of which are each connected to a link.

Die Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Anspruch 14 oder auch 15 ermöglicht eine besonders vorteilhafte AusfUh#ungsform, die im Anspruch 16 angegeben ist. Da diese Ausführungsform nach Anspruch 16 aus einem Stück gefertigt ist, ist sie besonders einfach und damit verbunden, auch billig herstellbar.The embodiment of a device according to the invention according to claim 14 or 15 enables a particularly advantageous embodiment that is described in the claim 16 is indicated. Since this embodiment according to claim 16 is made in one piece is, it is particularly simple and, associated therewith, can also be produced cheaply.

Es muß lediglich darauf. geachtet werden, daß die Federelemente, die vorzugsweise aus einem Bogenstück bestehen, hinsichtlich minimaler Verzerrung der Bewegungskoordinaten, optimaler Federkonstante und maximaler Steifheit gegen Querkräfte sorgfältig dimmensioniert werden.It just has to be on it. care should be taken that the spring elements that preferably consist of a bow piece, in terms of minimal distortion of the Movement coordinates, optimal spring constant and maximum stiffness against lateral forces carefully dimensioned.

Zur Vermeidung des Auswanderns bei Temperaturänderung ist es zweckmäßig eine erfindungsgemäße Vorrichtung aus einem Material mit sehr kleinem Temperaturausdehnungskoeffizienten zu fertigen (Anspruch 17), beispielsweise aus Invar-Stahl (Anspruch 18).It is useful to avoid migration when the temperature changes a device according to the invention made of a material with a very small coefficient of thermal expansion to manufacture (claim 17), for example from Invar steel (claim 18).

Bevorzugterweise sind bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Anspruch 19 die Gelenkachsen, um welche gelenkig miteinander verbundene Glieder verdrehbar sind, parallel zueinander.Preferably, in a device according to the invention according to Claim 19 the hinge axes, around which links articulated to one another are rotatable, parallel to each other.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt eine Miniaturisierung der Anordnung bis in den Millimeterbereich.The inventive device allows miniaturization of the Arrangement down to the millimeter range.

Sie ist für die Positionierung in zwei nahezu orthogonalen Koordinatenrichtungen geeignet. Auf einer Schlittenführung befestigt, ist sie auch für die Verstellung in drei nahezu orthogonalen Koordinatenrichtungen geeignet. Sie erlaubt den Zugang zu den Ein- stellschrauben von einer Seite. Dies ist vor allem dann von Nutzen, wenn die Vorrichtung mit anderen Komponenten fest in ein Gehäuse eingebaut werden soll.It is for positioning in two almost orthogonal coordinate directions suitable. Attached to a slide guide, it is also used for adjustment suitable in three almost orthogonal coordinate directions. It allows access to the set screws from one side. This is especially then useful when the device is permanently installed in a housing with other components shall be.

Typische Anwendungsfälle der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind einmalige oder wiederholte Positionierungen von optischen Bauelementen gegeneinander, wie z.B. Lichtleitfasern, Halbleiterlaser, kleinflächige Detektoren und Mikrolinsen.Typical applications of the device according to the invention are one-off or repeated positioning of optical components against one another, such as e.g. optical fibers, semiconductor lasers, small-area detectors and microlenses.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden in der folgenden Beschreibung näher erläutert. Von den Figuren zeigen: Figur 1 eine Seitenansicht einer schematisierten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Z-Struktur, wobei die Blickrichtung parallel zu den Gelenkachsen ist, Figur 2 einen senkrecht zu den Gelenkachsen geführten Schnitt durch eine erste konkrete Ausführungsform der Vorrichtung gemäß Figur 1 und Figur 3 einen senkrecht zu den Gelenkachsen geführten Schnitt durch eine zweite konkrete Ausführungsform der Vorrichtung gemäß Figur 1.Embodiments of the invention are shown in the figures and are explained in more detail in the following description. From the figures show: Figure 1 is a side view of a schematic embodiment of an inventive Device with Z structure, the viewing direction parallel to the joint axes FIG. 2 shows a section through a first, perpendicular to the joint axes concrete embodiment of the device according to Figure 1 and Figure 3 a perpendicular Section through a second specific embodiment, guided to the joint axes the device according to Figure 1.

Die Vorrichtung nach Figur 1 besteht aus einem fixierten Glied AO, welches als Winkelprofil dargestellt ist, von dem ein Schenkel flach auf einer Basis B aufliegt und befestigt ist, während der andere Schenkel von der Basis vertikal nach oben ragt. Am oberen Ende des vertikalen Schenkels ist ein erstes bewegliches Glied Al angelenkt, welches relativ zu dem vertikalen Schenkel AG um die Gelenkachse Dy verschwenkbar ist. Das Verschwenken kann durch eine Stellvorrichtung Sy bewirkt werden, welche ansonsten die beiden Glieder Al und AO in einer festen festen Lage zueinander hält.The device according to Figure 1 consists of a fixed member AO, which is shown as an angular profile, one leg of which is flat on a base B rests and is fastened, while the other leg of the base is vertical protrudes upwards. At the upper end of the vertical leg is a first movable one Link Al articulated, which is relative to the vertical leg AG around the hinge axis Dy is pivotable. The pivoting can be brought about by an adjusting device Sy which otherwise the two links Al and AO in a fixed firm Position to each other.

An einem von der Gelenkachse Dy fernen Ende des ersten beweglichen Gliedes ist ein zweites bewegliches Glied A2 angelenkt, welches relativ zu dem ersten beweglichen Glied Al um die Schwenkachse Dx verschwenkbar ist, die wie die Schwenkachse Dy vertikal zur Zeichenebene ist.At one end of the first movable end remote from the joint axis Dy Link is a second movable member A2 articulated, which relative to the first movable member Al is pivotable about the pivot axis Dx, which like the pivot axis Dy is vertical to the plane of the drawing.

Das Verschwenken kann durch eine weitere Stellvorrichtung Sx bewirkt werden, die ansonsten das erste und zweite bewegliche Glied Al und A2 in einer relativ zueinander festen Lage hält.The pivoting can be brought about by a further adjusting device Sx otherwise the first and second movable members Al and A2 in a relatively holds each other fixed position.

Der vertikale Schenkel des fixierten Gliedes AO und der beweglichen Glieder Al und A2 bilden zusammen ein Z, wobei die beiden Glieder AO und A2 die beiden äußeren Schenkel des Z bilden.The vertical leg of the fixed limb AO and the movable one Links Al and A2 together form a Z, the two links AO and A2 being the two outer legs of the Z form.

Bei Betätigung der Stellelemente Sx und/oder Sy bewegt sich das von der Schwenkachse Dx ferne Ende des beweglichen Gliedes A2 oder eine andere feste Stelle 0 auf diesem Glied, an der das zu positionierende Objekt, beispielsweise das Ende einer Lichtleitfaser, zu befestigen ist, auf krummlinigen Koordinaten x und y in der Zeichenebene oder einer dazu parallelen Ebene. Im Bereich kleiner Verstellwege um eine Grundposition sind die Verstellkoordinaten x, y jedoch praktisch geradlinige, orthogonale Koordinaten. Vorzugsweise wählt man die effektiven nominalen Schwenkradien 0 - Dx und 0 - Dy etwa gleich groß.When actuating the actuating elements Sx and / or Sy the moves from the pivot axis Dx distant end of the movable member A2 or another fixed Place 0 on this link where the object to be positioned, for example the end of an optical fiber to be attached, on curvilinear coordinates x and y in the plane of the drawing or a plane parallel to it. In the area of small adjustment paths around a basic position, however, the adjustment coordinates x, y are practically straight, orthogonal coordinates. The effective nominal swivel radii are preferably chosen 0 - Dx and 0 - Dy are roughly the same size.

Beschränkt man sich auf kleine Verstellwege, beispielsweise in der Größenordnung von einem Zwanzigstel eines Schwenkradius, so kann man die Gelenke als federnde Verbindungen ausführen und dadurch eine weitgehende Vereinfachung und Verbilligung der Vorrichtung erzielen.If you limit yourself to small adjustment paths, for example in the On the order of a twentieth of a swivel radius, you can adjust the joints run as resilient connections and thereby a substantial simplification and Achieve cheaper device.

In der Figur 2 ist eine erste solche Ausführungsform der Vorrichtung nach Figur 1 im Querschnitt dargestellt. Diese Ausführungsform besteht aus einem einstückigen Profilstab aus Invarstahl, welches das aus der Figur 2 hervorgehende Profil aufweist. Dementsprechend ist die Längserstreckung dieses Profilstabstückes vertikal zur Zeichenebene.In the figure 2 is a first such embodiment of the device shown in cross section according to FIG. This embodiment consists of one one-piece profile bar made of Invar steel, which is the resultant from FIG Has profile. The longitudinal extension of this profile rod piece is corresponding vertical to the plane of the drawing.

Das Z-formige Profil setzt sich aus folgenden Profilabschnitten zusammen: Ein im wesentlichen dreieckförmiger Profilabschnitt liegt mit einer Basisseite auf einer Unterlage B, beispielsweise einem vertikal zur Zeichenebene verschiebbaren Schlitten, auf und ist auf dieser Unterlage fixiert, beispielsweise festgeschraubt.The Z-shaped profile consists of the following profile sections: A substantially triangular profile section rests on one base side a base B, for example one that can be displaced vertically to the plane of the drawing Slide, on and is fixed on this base, for example screwed tight.

Dieser fixierte Profilabschnitt bildet das fixierte Glied AO der Positioniervorrichtung.This fixed profile section forms the fixed link AO of the positioning device.

Der fixierte dreieckförmige Profilabschnitt AO verjüngt sich nach oben und geht an seinem oberen Ende in einen Profilabschnitt in Form eines nach links laufenden Kreisbogens über, der seinerseits in einen breiteren rechteckförmigen Profilabschnitt übergeht. Der kreisbogenförmige Profilabschnitt bildet das Federelernent F1, während der rechteckförmige Profilabschnitt das erste bewegliche Glied Al bildet.The fixed triangular profile section AO tapers off above and goes at its upper end into a profile section in the form of a to the left running circular arc, which in turn becomes a wider rectangular one Profile section passes. The circular arc-shaped profile section forms the spring element F1, while the rectangular profile section forms the first movable member Al.

Dieser rechteckförmige Profilabschnitt Al geht über in einen schmäleren Profilabschnitt in Form eines nach rechts laufenden Kreisbogens, der das zweite Federelement F2 bildet. Dieser zweite kreisbogenförmige Profilabschnitt F2 geht schließlich über in einen im wesentlichen dreieckförmigen, sich nach oben verbreiternden Profilabschnitt, der das zweite bewegliche Glied A2 bildet. Einander zugekehrte Seitenflächen der Profilabschnitte AO, Al und A2 sind im entspannten Zustand des Profilstabstückes parallel zueinander.This rectangular profile section Al merges into a narrower one Profile section in the form of a circular arc running to the right, the second Forms spring element F2. This second circular arc-shaped profile section F2 goes finally over into a substantially triangular shape that widens towards the top Profile section that forms the second movable member A2. Facing each other Side surfaces of the profile sections AO, Al and A2 are in the relaxed state of the Profile bar piece parallel to each other.

Der rechteckförmige Profilabschnitt Al weist an dem an den kreisbogenförmigen Profilabschnitt F1 angrenzenden Ende eine durchgehende Gewindebohrung al auf, durch die von der dem Profilabschnitt AO zugekehrten Seite her eine erste Stellschraube Sx geschraubt ist. Diese Stellschraube Sx durchragt auch eine in dem fixierten Profilabschnitt AO ausgebildete Öffnung S, die einen größeren Durchmesser aufweist, als die Schraube, und die es ermöglicht, daß der als Handhabe ausgebildete Schraubenkopf an einem Ende der Schraube außen liegt und leicht zugänglich ist.The rectangular profile section Al has on the circular arc-shaped Profile section F1 adjoining end a through threaded hole al, through a first adjusting screw from the side facing the profile section AO Sx is screwed. This adjusting screw Sx also protrudes through one in the fixed profile section AO formed opening S, which has a larger diameter than the screw, and which makes it possible that the screw head designed as a handle on a The end of the screw is on the outside and is easily accessible.

Das andere nach außen gewölbte Ende der Stellschraube Sx liegt bei Stx an der dem Profilabschnitt Al zugekehrten Seitenfläche des Profilabschnitts A2 an, auf welcher die Schraubenachse im entspannten Zustand vertikal steht.The other outwardly curved end of the adjusting screw Sx is included Stx on the side surface of the profile section facing the profile section Al A2, on which the screw axis is vertical in the relaxed state.

In dem fixierten Profilabschnitt AO ist ebenfalls eine durchgehende Gewindebohrung aO ausgebildet, durch die eine zweite Stellschraube Sy von der dem Profilabschnitt Al abgekehrten Seite des fixierten Profilabschnitts AO her durchgeschraubt ist. Dies zweite Stellschraube Sy verläuft achsparallel zur ersten Stellschraube Sx, weist an dem auf der gleichen Seite liegenden Ende einen als Handhabe ausgebildeten Schraubenkopf auf und liegt mit dem anderen, nach außen gewölbten Ende an der dem fixierten Profilabschnitt AO zugekehrten Seitenfläche des Profilabschnitts Al an, und zwar an einer Stelle Sty, die nahe bei oder an dem Ende des Profilabschnitts Al liegt, das an den bogenförmigen Profilabschnitt F2 angrenzt.In the fixed profile section AO there is also a continuous one Threaded hole aO formed through which a second adjusting screw Sy of the dem Profile section Al screwed through the side of the fixed profile section AO facing away is. This second set screw Sy runs axially parallel to the first set screw Sx, has a handle designed as a handle at the end lying on the same side Screw head and lies with the other, outwardly curved end on the fixed profile section AO facing side surface of profile section Al, at a point Sty that is close to or at the end of the profile section Al is located, which is adjacent to the arcuate profile section F2.

An der linken oberen Ecke 0 des Profilabschnitts A2 ist eine in Längsrichtung des Profilstabstückes verlaufende Nut N ausgebildet. Diese Nut dient zum Einlegen eines zu positionierenden Objekts G, das im vorliegenden Fall eine Glasfaser ist. Das eingelegte Objekt G ist mittels einer am Profilabschnitt A2 befestigten Klemmvorrichtung H festgeklemmt.At the top left corner 0 of the profile section A2 is one in the longitudinal direction of the profile bar piece extending groove N is formed. This groove is used for insertion one to be positioned object G, which in the present case is a Fiberglass is. The inserted object G is attached to the profile section A2 by means of a Clamping device H clamped.

Eine Betätigung der Stellschraube Sy bewirkt ein Verschwenken des mittleren Profilabschnitts Al relativ zu dem fixierten Profilabschnitt AO um die konstruktionsbedingt und außerhalb des Federelements F1 liegende Schwenkachse Dy und damit eine Verschiebung. des Objekts G in y-Richtung.An actuation of the adjusting screw Sy causes a pivoting of the middle profile section Al relative to the fixed profile section AO around the Due to the design and outside of the spring element F1, the pivot axis Dy and with it a shift. of the object G in the y-direction.

Eine Betätigung der Stellschraube Sx bewirkt ein Verschwenken des äußeren Profilabschnitts A2 relativ zu dem mittleren Profil abschnitt Al um die ebenfalls konstruktionsbedingt und außerhalb des Federelements F2 liegende Schwenkachse Dx und damit eine Verschiebung des Objekts G in x-Richtung.An actuation of the adjusting screw Sx causes the outer profile section A2 relative to the middle profile section Al to the also due to the design and outside of the spring element F2 lying pivot axis Dx and thus a displacement of the object G in the x direction.

Die Querabmessungen der Vorrichtung gemäß der Figur 2 lassen sich dem eingetragenen Maßstab entnehmen. Die Abmessungen sind so gewählt, daß der Abstand zwischen der Stellte 0, in der das Objekt G befestigt ist, und der Schwenkachse Dx gleich dem Abstand zwischen der Schwenkachse Dx und der Stelle Stx ist, und daß der Abstand zwischen der Stelle 0 und der Schwenkachse Dy gleich dem Abstand zwischen der Schwenkachse Dy und der Stelle Sty ist. Außerdem sind die Schwenkachsen Dx und Dy gleich weit von der Stelle 0 entfernt.The transverse dimensions of the device according to FIG. 2 can be refer to the scale entered. The dimensions are chosen so that the distance between the position 0, in which the object G is fixed, and the pivot axis Dx is equal to the distance between the pivot axis Dx and the point Stx, and that the distance between the point 0 and the pivot axis Dy is equal to the distance between the pivot axis is Dy and the point is Sty. In addition, the pivot axes are Dx and Dy equidistant from 0.

Das Profilstabstück ist etwas über 1 1/2 mal so lang wie es breit ist. Bei diesen Abmessungen sind die Federelemente F1 und F2 hinsichtlich minimaler Verzerrung der Bewegungskoordinaten, optimaler Federkonstante und maximaler Steifheit gegen Querkräfte optimal dimensioniert.The profile rod piece is a little over 1 1/2 times as long as it is wide is. With these dimensions, the spring elements F1 and F2 are minimal in terms of their dimensions Distortion of the movement coordinates, optimal spring constant and maximum stiffness optimally dimensioned against lateral forces.

Die Stellschrauben Sx r Sy sind Schrauben M4 x 5 mm.The adjusting screws Sx r Sy are M4 x 5 mm screws.

Die Stellschrauben könnten auch aus anderen Richtungen angreifen. Beispielsweise könnte die Stellschraube Sx anstatt von rechts her durch den mittleren Profilabschnitt Al von links her durch den Profilabschnitt A2 geschraubt sein und mit ihrem gewölbten Ende am mittleren Profilabschnitt Al angreifen. Die in Figur 2 gezeigte Anordung der Stellschrauben Sx, Sy hat den Vorteil, daß sie auf der gleichen Seite der Vorrichtung betätigt werden können.The adjusting screws could also attack from other directions. For example, instead of coming from the right, the adjusting screw Sx could go through the middle one Profile section Al be screwed from the left through the profile section A2 and attack with their curved end on the middle profile section Al. The one in figure The arrangement of the adjusting screws Sx, Sy shown in FIG. 2 has the advantage that they are on the same Side of the device can be operated.

Die in der Figur 3 gezeigte Ausführungsform der Vorrichtung nach Figur 1 besteht ebenfalls aus einem einstückigen Profilstabstück aus Invarstahl, dessen Profilform oder Profil der Figur 3 zu entnehmen ist. Dementsprechend ist auch hier die Längsrichtung des Profilstabstückes vertikal zur Zeichenebene.The embodiment of the device according to FIG. 3 shown in FIG 1 also consists of a one-piece profile rod piece made of Invar steel, whose Profile shape or profile of Figure 3 can be seen. Accordingly, it is also here the longitudinal direction of the profile bar piece vertical to the plane of the drawing.

Das ebenfalls im wesentlichen Z-förmige Profil setzt sich aus folgenden Profilabschnitten zusammen: Ein waagerechter, in etwa rechteckförmiger Profilabschnitt ist fixiert und bildet das fixierte Glied der Vorrichtung.The also essentially Z-shaped profile consists of the following Profile sections together: A horizontal, roughly rectangular profile section is fixed and forms the fixed link of the device.

Der rechteckförmige Profilabschnitt AO geht auf seiner rechten Seite über in einen dünneren, nach oben laufenden kreisbogenförmigen Profilabschnitt, der in einen waagerechten mittleren Profilabschnitt Al übergeht. Der kreisbogenförmige Profilabschnitt F1 bildet ein Federelement.The rectangular profile section AO goes on its right side over into a thinner, upward-running circular arc-shaped profile section, which merges into a horizontal middle profile section Al. The arcuate one Profile section F1 forms a spring element.

Der mittlere Profilabschnitt Al setzt sich zusammen aus einem etwa rechteckförmigen Mitelabschnitt A12, der breiter ist als der kreisbogenförmige Profilabschnitt F1 und einem etwa rechteckförmigen, dünneren linken und rechten Endabschnitt All bzw.A13, die an den schmalseiten des Mittelabschnitts A12 beginnen.The middle profile section Al is composed of an approximately rectangular central section A12, which is wider than the circular arc-shaped profile section F1 and an approximately rectangular, thinner left and right End section All or A13, which start on the narrow sides of the middle section A12.

An der rechten Schmalseite des Mittelabschnitts A 1 endet der kreisbogenförmige Profilabschnitt Fl, während an der linken Schmalseite dieses Mittelabschnitts ein nach oben laufender dünnerer kreisbogenförmiger Profilabschnitt F2 beginnt, der in einen breiteren, waagerechten, rechteckförmigen Profilabschnitt A2 übergeht.The circular arc-shaped one ends on the right narrow side of the middle section A 1 Profile section Fl, while on the left narrow side of this middle section upward running thinner circular arc-shaped profile section F2 begins, the merges into a wider, horizontal, rectangular profile section A2.

Der kreisbogenförmige Profilabschnitt F2 bildet wieder ein Federelement, während der mittleren Profilabschnitt Al und der äußere Profilabschnitt A2 das mittlere bzw.The circular arc-shaped profile section F2 again forms a spring element, while the middle profile section Al and the outer profile section A2 the middle respectively.

äußere bewegliche Glied der Vorrichtung bilden.form the outer movable member of the device.

Durch den äußeren oder oberen Profilabschnitt A2 ist von oben her eine Stellschraube Sx durchgeschraubt, die mit einem nach außen gewölbten Ende bei Sty an dem rechten Endabschnitt A13 ansetzt. Durch Betätigung dieser Stellschraube kann die Stelle 0 auf der Oberseite und etwa in der Mitte des oberen Profilabschnitts A2 liegende Stelle 0, in der das zu positionierende oder justierende Objekt zu befestigen ist, in der y-Richtung verschoben werden. Dies geschieht dadurch, daß der obere Profilabschnitt A2 relativ zu dem mittleren Profilabschnitt Al um die konstruktionsbedingt und außerhalb des Federelements F2 liegende Schwenkachse Dy verschwenkt wird.Through the outer or upper profile section A2 is from above an adjusting screw Sx is screwed through, the end with an outwardly curved end at Sty attaches to the right end section A13. By actuating this adjusting screw can be the point 0 on the top and approximately in the middle of the upper profile section A2 position 0, in which the object to be positioned or adjusted is to be attached is to be shifted in the y-direction. This is done by the fact that the upper Profile section A2 relative to the middle profile section Al around the construction-related and the pivot axis Dy lying outside the spring element F2 is pivoted.

Eine zur Verschiebung der Stelle O in x-Richtung dienende Stellschraube Sx ist von oben her durch den linken Endabschnitt All des mittleren Abschnitts Al geschraubt und liegt mit einem nach außen gewölbten Ende bei Stx auf dem fixierten Profilabschnitt AO auf. Durch betätigen dieser Stellschraube Sx wird der mittlere Profilabschnitt Al relativ zu dem fixierten Profilabschnitt AO um die konstruktionsbedingt und außerhalb des Federelements F1 liegende Schwenkachse Dx verschwenkt.A set screw that is used to move the point O in the x direction Sx is from above through the left end section All of the middle section Al screwed and lies with one end curved outwards at Stx on the fixed Profile section AO. By actuating this adjusting screw Sx, the middle one becomes Profile section Al relative to the fixed profile section AO around the construction-related and outside of the Swivel axis Dx lying on the spring element F1.

Auch bei dieser zweiten Ausführungsform sind beide Stellschrauben vorteilhafterweise von der gleichen Seite her zugänglich und können von der gleichen Seite betätigt werden. In der dargestellten Ausführungsform sind sie vertikal ausgerichtet. Sie können unter Umständen aber auch in die andere Richtung verlaufen.In this second embodiment, too, both are adjusting screws advantageously accessible from the same side and can be accessed from the same Side operated. In the embodiment shown, they are oriented vertically. Under certain circumstances, however, they can also run in the other direction.

Wie in der Ausführungsform nach Figur 2 sind auch hier die Schwenkachsen Dx und Dy von der Stelle 0 gleich weit entfernt und der Abstand zwischen der Schwenkachse Dx und der Stelle Stx entspricht dem Abstand zwischen der Schwenkachse Dy und der Stelle Sty.As in the embodiment according to FIG. 2, the pivot axes are also here Dx and Dy equidistant from point 0 and the distance between the pivot axis Dx and the point Stx corresponds to the distance between the pivot axis Dy and the Place Sty.

Als Objekt G ist auch bei der zweiten Ausführungsform eine Glasfaser dargestellt, die in einer auf der Oberseite des oberen Profilabschnitts ausgebildeten, in Längsrichtung des Profilstabsückes verlaufenden~V-Nut N angeordnet ist und die beispielsweise durch eine nicht dargestellte Klemmvorrichtung in dieser Nut festgeklemmt werden kann.A glass fiber is also used as the object G in the second embodiment shown, which in a formed on the top of the upper profile section, ~ V-groove N running in the longitudinal direction of the profile bar piece is arranged and the clamped in this groove, for example, by a clamping device (not shown) can be.

Wie eingangs schon erwähnt, sind typische Anwendungsfälle der beschriebenen Vorrichtungen einmalige oder wiederholte Positionierungen von kleinen optischen Bauelementen untereinander, wie z.B. Lichtleitfasern, Halbleiterlaser, kleinflächige Detektoren oder Mikrolinsen. Eine Miniaturisierung der Vorichtungen ist bis zu typischen Abmessungen von etwa 4 mm--möglich. Der Einstellbereich liegt dann bei etwa l00#. Die Ausführung in Invarstahl vermeidet das Auswandern bei Temperaturänderungen. Die Tatsache, daß die Stellschrauben von einer Seite her zugänglich sind, ist vor allem dann von Nutzen, wenn die Vorrichtung mit anderen Komponenten fest in ein Gehäuse eingebaut werden soll. Besonders dazu geeignet ist die relativ flache zweite Ausführungsform gemäß Figur 3.As already mentioned at the beginning, typical applications are those described Devices one-time or repeated positioning of small optical devices Components with one another, such as optical fibers, semiconductor lasers, small-area Detectors or microlenses. Miniaturization of the devices is up to typical Dimensions of about 4 mm - possible. The setting range is then around 100 #. The design in invar steel avoids migration when the temperature changes. The fact that the set screws are accessible from one side is before especially useful when the device is firmly integrated with other components Housing is to be installed. The relatively flat second one is particularly suitable for this Embodiment according to FIG. 3.

Die in den Figuren 2 und 3 dargestellten Ausführungsformen lassen sich besonders einfach fertigen, wenn das Profilstabstück ein von einem stranggepreßten, beispielsweise aus Aluminium bestehenden Profilstab abgetrenntes Stück ist.The embodiments shown in Figures 2 and 3 leave are particularly easy to manufacture if the profile rod piece is one of an extruded, for example made of aluminum profile bar is a separated piece.

In dem untersten Glied AO ist eine Gewindebohrung a2 vorgesehen, die zum Befestigen des Gliedes AO auf einer Unterlage, beispielsweise einem Schlitten, durch Festschrauben dient.In the lowest link AO a threaded hole a2 is provided which for attaching the link AO to a base, for example a slide, by screwing.

19 Patentansprüche 3 Figuren Leerseite19 claims 3 figures Blank page

Claims (19)

Patentansprüche Mikropositionier- und Justiervorrichtung, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h gelenkig miteinander verbundene Glieder (Ao, Al, A2), die mittels einer Stellvorrichtung (Sx, Sy) relativ zueinander verstellbar sind. Claims micropositioning and adjusting device, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h articulated links (Ao, Al, A2), which can be adjusted relative to one another by means of an adjusting device (Sx, Sy). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zumindest zwei Gliedpaare aus jeweils zwei gelenkig miteinander verbundenen Gliedern (Ao, Al; Al, A2) vorgesehen sind, und daß die Stellvorrichtung Je Gliedpaar (Ao, Al; Al, A2) ein Stellelement (Sy, Sx) aufweist, wodurch die Gliedpaare einzeln verstellbar sind. 2. Apparatus according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that at least two pairs of links each consisting of two hingedly connected to one another Links (Ao, Al; Al, A2) are provided, and that the adjusting device per link pair (Ao, Al; Al, A2) an adjusting element (Sy, Sx), whereby the link pairs individually are adjustable. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein einem Gliedpaar (Ao, Al; Al, A2) zugeordnetes Stellelement (Sy bzw. Sx) aus einer Stellschraube besteht, die durch ein Glied (AG, Al) des zugeordneten Gliedpaares (AG, Al bzw. A1, A2) von einer dem anderen Glied (Al bzw. A2) des zugeordneten Gliedpaares abgewandten Seite her eingeschraubt und auf das andere Glied (Al, A2) dieses zugeordneten Gliedpaares ausgerichtet ist. 3. Apparatus according to claim 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that an adjusting element (Sy or Sx) consists of an adjusting screw, which by a member (AG, Al) of the assigned Link pair (AG, Al or A1, A2) from one to the other link (Al or A2) of the assigned Pair of links facing away and screwed onto the other link (Al, A2) this associated pair of links is aligned. 4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 3, g e k e n n z e i c h -n e t d u r c h zwei äußere Glieder (AG, A2), die an voneinander beabstandeten Stellen an ein mittleres Glied (A1) angelenkt sind. 4. Device according to one of the preceding claims, in particular according to claim 3, g e k e n n z e i c h -n e t d u r c h two outer links (AG, A2) hinged to a central link (A1) at spaced-apart locations are. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die beiden äußeren Glieder (AG, A2) an voneinander beabstandeten Stellen (bei F1, F2) an das mittlere Glied (Al) derart angelenkt sind, daß eine Z-förmige Struktur gegeben ist. 5. Apparatus according to claim 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the two outer Links (AG, A2) to each other spaced points (at F1, F2) are articulated to the middle link (Al) in such a way that that a Z-shaped structure is given. 6. Vorrichtung nach Anspruch 3 und nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß durch das mittlere Glied (A1) von einer, einem daran angelenkten äußeren Glied (A2) abgekehrten Seite her eine Stellschraube (Sx) geschraubt ist, die auf das eine äußere Glied (A2) ausgerichtet ist und die eine Öffnung (S), die in dem auf der abgekehrten Seite des mittleren Gliedes (Al) angeordneten anderen äußeren Glied (AG) ausgebildet ist, mit Spiel durchragt,und daß durch dieses andere äußere Glied (AG) von einer von dem mittleren Glied (A1) abgekehrten.Seite des anderen äußeren Gliedes (AG) her eine zweite Stellschraube (Sy) geschraubt ist, die auf das mittlere Glied. (Al) ausgerichtet ist.6. Apparatus according to claim 3 and claim 5, d a d u r c h it is not indicated that through the middle link (A1) of one, one the outer link (A2) hinged to it, an adjusting screw (Sx) on the opposite side is screwed, which is aligned with the one outer link (A2) and the one Opening (S) in the one located on the opposite side of the middle link (Al) other outer link (AG) is formed, protrudes with play, and that through this other outer link (AG) from a side facing away from the middle link (A1) a second adjusting screw (Sy) is screwed on the other outer link (AG), those on the middle link. (Al) is aligned. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die beiden äußeren Glieder (AG, A2) an sich gegenüberliegenden Enden des mittleren Gliedes (A1) angelenkt sind (Figur 2).7. Apparatus according to claim 6, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the two outer links (AG, A2) at opposite ends of the middle link (A1) are articulated (Figure 2). 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, d a d u r c h g e k é n n z e i c h n e t , daß eine Stellschraube (Sx, Sy) fern von der Gelenkstelle (bei FI, F2) des zugeordneten Gliedpaares (AG, Al bzw. Al, A2) durch ein Glied (AG bzw. Al) dieses Gliedpaares geschraubt ist.8. Device according to one of claims 3 to 7, d a d u r c h g e it does not show that an adjusting screw (Sx, Sy) is far from the joint (for FI, F2) of the assigned link pair (AG, Al or Al, A2) through a link (AG or Al) this pair of links is screwed. 9. Vorrichtung nach Anspruch 6 und Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die äußeren Glieder (AG, A2) an einem zwischen zwei Endabschnitten (All, A13) liegenden Mittelabschnitt (au2) des mittleren Gliedes (Al) angelenkt sind, und daß eine Stellschraube (Sy)-durch ein äußeres Glied (A2) geschraubt und auf einen Endabschnitt(Al3) des mittleren Gliedes (Al) ausgerichtet ist und/oder daß eine Stellschraube (Sx) durch einen Endabschnitt (All) des mittleren Gliedes geschraubt und auf ein äußeres Glied (AG) ausgerichtet ist.9. Apparatus according to claim 6 and claim 8, d a d u r c h g e k It is noted that the outer links (AG, A2) on one between two End sections (All, A13) lying middle section (au2) of the middle link (Al) are hinged, and that a set screw (Sy) - through an outer link (A2) screwed and aligned on an end portion (Al3) of the middle link (Al) is and / or that a set screw (Sx) through an end portion (All) of the middle Link is screwed and aligned with an outer link (AG). 10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Glied (AG) fixiert ist.10. Device according to one of the preceding claims, d a d u r c h e k e k e n n n n e i c h n e t that a link (AG) is fixed. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10 und einem der Ansprüche 4 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß ein äußeres Glied (AG) fixiert ist.11. The device according to claim 10 and one of claims 4 to 9, d a d u r c h e k e n n n z e i c h -n e t that an outer link (AG) is fixed is. 12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein bewegliches Glied (A2) mit einem Haltewerkzeug zum Halten eines zu justierenden Elements versehen ist.12. Device according to one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n n n e i c h n e t that a movable member (A2) with a holding tool is provided for holding an element to be adjusted. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12 und einem der Ansprüche 4 bis li, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß ein bewegliches äußeres Glied (A2) mit dem Haltewerkzeug (h) versehen ist.13. The device according to claim 12 and one of claims 4 to li, d a d u r c h e k e n n -z e i c h n e t that a movable outer link (A2) is provided with the holding tool (h). 14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zumindest zwei Glieder (AG, Al; Al, A2) durch ein Federelement (F1, F2) gelenkig miteinander verbunden sind.14. Device according to one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that at least two links (AG, Al; Al, A2) through a spring element (F1, F2) are articulated to one another. 15. Vorrichtung nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Federelement (F1, F2) aus einem Bodenstück aus einem elastischen Material besteht, dessen Enden mit je einem Glied verbunden sind.15. The apparatus of claim 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that a spring element (F1, F2) from a bottom piece from an elastic Material consists, the ends of which are each connected to a link. 16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die aus Gliedern (AG, Al, A2) und Federelementen (F1, F2) bestehende Struktur aus einem Stück besteht.16. The apparatus of claim 14 or 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the links (AG, Al, A2) and spring elements (F1, F2) existing structure consists of one piece. 17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 16, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Glieder (AG, Al, A2) und/oder Federelemente (F1, F2) und/oder ein Haltewerkzeug (H) aus einem Material mit einem sehr geringen Temperaturausdehnungskoeffizienten gerfertigt sind.17. Device according to one of the preceding claims, in particular according to claim 16, d a d u r c h g e -k e n n n z e i c h n e t that the links (AG, Al, A2) and / or spring elements (F1, F2) and / or a holding tool (H) from one Material with a very low coefficient of thermal expansion are manufactured. 18.Vorrichtung nach Anspruch 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Material Invar-Stahl ist.18.Vorrichtung according to claim 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c Note that the material is Invar steel. 19. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß Gelenkachsen (Dx, Dy), um welche gelenkig miteinander verbundene Glieder (AG, A1, A2) verdrehbar sind, parallel zueinander verlaufen.19. Device according to one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that hinge axes (Dx, Dy) around which articulated links (AG, A1, A2) connected to one another are rotatable, parallel to one another get lost.
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