EP0947003A2 - Piezoelektrischer oder elektrostriktiver trägheitsantrieb zum verschieben oder positionieren von insbesondere schweren objekten - Google Patents

Piezoelektrischer oder elektrostriktiver trägheitsantrieb zum verschieben oder positionieren von insbesondere schweren objekten

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Publication number
EP0947003A2
EP0947003A2 EP97945790A EP97945790A EP0947003A2 EP 0947003 A2 EP0947003 A2 EP 0947003A2 EP 97945790 A EP97945790 A EP 97945790A EP 97945790 A EP97945790 A EP 97945790A EP 0947003 A2 EP0947003 A2 EP 0947003A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
actuator
force transmission
transmission element
clamping device
piezoelectric
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP97945790A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Artur Zrenner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZRENNER, ARTUR
Original Assignee
Zrenner Artur
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zrenner Artur filed Critical Zrenner Artur
Publication of EP0947003A2 publication Critical patent/EP0947003A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/10—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
    • H02N2/101—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors using intermittent driving, e.g. step motors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/02—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
    • H02N2/021—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors using intermittent driving, e.g. step motors, piezoleg motors
    • H02N2/025—Inertial sliding motors

Definitions

  • Piezoelectric or electrostrictive inertial drive for moving or positioning particularly heavy objects
  • the invention relates to an electromechanical inertia drive with a preferably piezoelectric actuator, wherein the displacement and positioning of an object can take place both within the change in length of the actuator and in steps.
  • Piezoelectric inertial drives work on the principle that when the length of the piezoelectric actuator changes abruptly by suitable electrical control, the inertial force of the mass, which is firmly connected to the actuator, exceeds the static friction force at the clamping point and the inertial force of the clamped mass. As a result, the clamped mass is shifted step by step, only the sliding friction, which is significantly smaller in comparison to static friction, being effective at the clamping point during the shifting process.
  • Piezoelectric inertial drives are used as coarse adjusters for light objects such as. Miniature tools, instruments and optics, used in scanning probe microscopy or in the field of nanotechnologies.
  • a preferred tubular piezo actuator is firmly connected to a mass on one side in the direction of expansion or contraction.
  • a second mass is clamped with a clamping device on the inner surface of the tubular actuator, which serves as a friction surface, one of the masses being stationary and the other mass being positioned.
  • the positioning according to the principle of inertia takes place, as explained above, by means of an abrupt change in length of the actuator caused by a corresponding electrical control, which leads to a displacement of the masses relative to one another when the static friction between the clamped mass and the actuator is overcome.
  • This arrangement has several fundamental disadvantages: The maximum possible displacement is determined by the length of the actuator. - In addition, the static and sliding friction is determined by the friction surface between the surface of the actuator and the clamped mass, which disadvantageously leads to wear on the actuator, especially in the case of high static friction.
  • the object to be positioned is itself fixed with the actuator connected and clamped to a fixed reference mass with a clamping device or the object is connected to a force transmission element which is mounted on the reference mass via a clamping device and is fixedly connected to the actuator.
  • the actuator is firmly connected in the direction of expansion and contraction on the opposite side to the object or to the guide element with a self-supporting countermass. As explained above, an abrupt change in length of the actuator also leads to a displacement of the object.
  • the force resulting from the static friction and the inertia of the object mass and possibly the mass of the guide element must not be greater than the blocking force of the actuator.
  • the friction and inertia of the object are therefore mutually limited. This means that heavy objects can be caught with less static friction than light objects.
  • the required operating voltage of the actuator increases disadvantageously with the object mass.
  • Another disadvantage is that in such arrangements the object can only be moved step by step using the inertia principle explained above, but continuous positioning of the object by changing the length of the actuator as a function of an applied voltage is not possible.
  • the invention is based on the object of reducing or eliminating the above-mentioned disadvantages of displacement devices with piezoelectric / electrostrictive actuators, and of improving the displacement devices so that, among other things, heavy objects which are stored with high static friction can be positioned exactly.
  • the object is understood to mean a mass to be moved and positioned, which is also composed of an arrangement of masses, eg. made of different materials can assemble, and can have elements for adaptation and attachment to the piezoelectric / electrostrictive actuator.
  • the actuator with the power transmission element, for example. is rod-shaped
  • the reference mass is the reference mass or the object with a clamping device, for example. a spring, firmly connected.
  • the object can be composed of the actual instrument and an additional mass attached in order to achieve that the mass of the object is advantageously significantly larger than the mass of the force transmission element.
  • the object with small static and sliding friction can, for example, under certain circumstances. be mounted on the reference mass via ball bearings or guide rails.
  • the object is, for example. a runner of a positioning table, possibly with structures such as mirrors, tools and instruments with fastening devices, etc.
  • the reference mass is a large mass which is generally stationary and to which the clamping device or one side of the piezoelectric / electrostrictive actuator is fastened or is located . It may have a holder or other arrangements for fastening the clamping device and / or adaptation and fastening elements for fastening to the piezoelectric / electrostrictive actuator.
  • the reference mass is, for example. the stator of a positioning device to which the piezoelectric / electrostrictive actuator or the clamping device is attached.
  • the piezoelectric / electrostrictive actuator that essentially expands or contracts in one dimension is, for example. a linearly expanding piezo element, so none
  • Shear piezo element With appropriate electrical control of the actuator, a change in length in the direction of displacement is brought about, which exerts a force on the object or the reference mass and the force transmission element.
  • the force transmission element is fixedly connected to the actuator and is generally rod-shaped, and consists of hard materials, such as, for example. hard steel alloys, tungsten carbide, etc., and together with the clamping device serves to hold the object by means of static friction, and to transmit the electrical expansion of the piezoelectric / electrostrictive actuator to the clamping point between the force transmission element and the clamping device.
  • the force transmission element can have adaptation and fastening elements for fastening to the piezoelectric / electrostrictive actuator.
  • Power transmission element has a significantly smaller cross-sectional area at the clamping point than the cross-sectional area at the actuator.
  • the clamping device can, for example. consist of a ceramic plate and a clamping spring, between which the force transmission element is mounted, the force of the clamping spring on the force transmission element, for example. can be adjusted via a screw.
  • Bearing the power transmission element in or on the clamping device, for example. can also represent only one friction surface, it is understood that the force transmission element is displaceably arranged in or on the clamping device with a certain static friction, regardless of whether the force transmission element or the clamping device is connected to the movable mass and moves.
  • the clamping device can also consist of only one friction surface on the object mass or on the reference mass for the force transmission element.
  • the size of the static friction is, for example. depending on the material properties of the power transmission element and the clamping device, on their surface quality, their shape and on the force between the friction surfaces.
  • the inertia of the object mass advantageously brings about an inertia force which leads to overcoming the static friction between the force transmission element and the clamping device.
  • the inertia force of the object does not have to be overcome when the force transmission element is displaced in addition to the static friction force, so it does not counteract the desired movement.
  • the static friction is advantageously set on the clamping device, as explained above, and is therefore independent of the surface condition and shape of the actuator.
  • Object mass and static friction are not mutually limited, ie large object masses can advantageously be very strong via the force transmission element on the clamping device can be clamped and irrespective of the object mass, static friction forces can be overcome up to close to the blocking force of the actuator.
  • the maximum possible static friction can be overcome and a maximum possible, uniform displacement and displacement speed can be achieved over the entire length of the force transmission element.
  • a shift can be caused.
  • the total possible displacement path depends on the length of the force transmission element and is only limited by its hardness, the elasticity of the force transmission element limiting the maximum force exerted by the actuator to the clamping point.
  • the high adjustable static friction and the high force per area that the force transmission element can generate at the clamping point makes the displacement essentially independent of the surface condition of the force transmission element and the clamping device, i.e. regardless of e.g. Corrosion, pollution, etc. and leads to a play and hysteresis-free, and essentially uniform and reproducible shift.
  • no lubrication of the clamping device is required, which, for example. is important for low temperature and vacuum applications.
  • the object can advantageously be moved step by step, for example. in the cm range by shifting the force transmission element, as well as being finely positioned in the nanometer range by adjusting an expansion on the actuator via a static or slowly varying voltage. It can be advantageous to attach the object to the surface of the actuator and the clamping device to the reference mass. In this arrangement, the inertial force of the object acts in the direction of the displacement in the event of an abrupt change in length of the actuator.
  • the object does not have to be provided with a clamping device, which is particularly the case with very small objects or applications in which the object has to be very compact, for example. for miniature instruments, is an advantage.
  • it can be advantageous to fasten several actuators with force transmission elements to the object and / or reference mass on both sides in the direction of movement in order to move heavy objects, to obtain very high static friction and to store the object without play.
  • the force transmission element or the clamping device can advantageously also be designed as a guide element or guide device for the object.
  • the power transmission element can, for example. be needle-shaped, for example. is mounted in a V-shaped clamping device.
  • the force transmission element has the smallest possible mass, for example. needle-shaped made of light but hard material.
  • Power transmission elements with the smallest possible cross-sectional area according to claim 1 can advantageously have particularly small masses.
  • very small mass therefore, given the electrical control of the actuator, very large static frictional forces, in the limit case up to close to the blocking force of the actuator, can advantageously be overcome and, according to the conservation of momentum, very large displacement steps per applied voltage pulse, which practically correspond to the change in length of the actuator, and large displacement speeds can be achieved.
  • the very small inertia of the force transmission element leads to an advantageously low operating voltage for overcoming the static friction.
  • multilayer piezo elements as an actuator in the arrangement according to the invention makes it possible, according to claim 4, to operate the inertial drive with small operating voltages, such as, for example. less than 10 V, and relatively large even at low voltages
  • platelet-shaped multilayer piezo elements with electrical fields of the voltage applied to the actuator in the direction of movement and with thin piezoceramic layers have relatively large deflections at low voltages.
  • they have a compact shape and are therefore advantageously very unbreakable in the Comparison to tubular piezo elements.
  • Another advantage is that, compared to shear piezo elements, the connection points from the above piezo elements to the force transmission element and the object or reference mass are only subjected to compressive and tensile loads and essentially no shear forces occur.
  • a leaf spring which is pressed into the V-groove with adjustable spring force, can advantageously be realized in a technically simple manner, the advantages explained above, in particular the guiding function of the force transmission element and clamping device, being able to be used in this simple embodiment.
  • the embodiment according to claim 5 can easily be retrofitted into existing constructions.
  • the force transmission element is mounted in a clamping device, which consist of clamping units that are flexible and / or movable substantially perpendicular to the direction of movement.
  • Power transmission element is therefore not mounted on a rigid part of the clamping device which is fixed with respect to the object or the reference mass.
  • Eg. can be a clamping device according to claim 6 formed as a compression fitting, consisting of a screw-like element which has a bore and is slotted, and a screw-on threaded sleeve.
  • the power transmission element is mounted in the bore, the static friction is set by screwing on the threaded sleeve.
  • This clamping device advantageously has a spring action only perpendicular to the direction of movement, in the direction of movement the clamping device is extremely rigid. As a result, the maximum force, which is caused by a sudden change in length of the actuator, is effective for overcoming the static friction.
  • Squeeze fittings easily retrofitted into existing threaded holes, e.g. to accommodate adjusting screws.
  • Power transmission element is an advantage.
  • the parts of the surfaces that serve as the friction surface between the force transmission element and the clamping device are rough and the parts of the surfaces that the friction surface between the force transmission element and Represent clamp spring, be as smooth as possible.
  • This measure advantageously achieves a high static friction, the clamping spring experiencing only a small force in the direction of movement in the event of a sudden change in length of the actuator, and the maximum impact force for overcoming the static friction at the clamping point thus becomes effective.
  • the slider of a sliding table with the arrangement according to the invention can be moved and positioned as an object, since this compact arrangement according to the invention is particularly suitable for moving heavy objects and can be easily retrofitted in, for example.
  • manually integrated sliding tables can be integrated, which can then be electronically, e.g. can be adjusted with computer with high positioning accuracy.
  • complex drives e.g. on electric motors with gears.
  • the object may be advantageous to store the object on force transmission elements which are arranged on both sides of the object in the direction of movement.
  • Both actuators with the force transmission elements and clamping devices can be firmly connected to the object or the reference mass, for example. an actuator on one side in the direction of movement and two clamping devices on the opposite side in the direction of movement of the object.
  • the advantage of this arrangement is that the object is supported completely free of play with a high static friction by the at least three clamping devices.
  • the object can represent a rotor, the reference mass a stator of a sliding table.
  • the rotor of a sliding table is mounted on three force transmission elements, which are firmly connected to piezoelectric / electrostrictive actuators, at clamping devices on the stator of the sliding table, the rotor is advantageously statically determined and supported without play.
  • the piezoelectric / electrostrictive actuators are activated in a time and voltage correlated manner.
  • Tilting mirrors can advantageously be adjusted with the arrangement according to the invention.
  • the tilting mirror as the object to be positioned is, for example. fixed with two actuators and one joint, e.g. Solid-state joint, connected, the two force transmission elements being mounted on the stator as reference mass via clamping devices with greater static friction.
  • the tilting mirror can be adjusted electrically in two dimensions, which is otherwise only possible with one complex mechanics, consisting for example. from electric motors and gears.
  • the arrangement according to the invention is particularly suitable for such applications, since large masses such as the mirror can be positioned, high displacement speeds can be achieved and high static friction can be overcome, as explained above.
  • the piezoelectric / electrostrictive actuator and the elements attached to it have similar coefficients of thermal expansion to prevent destruction of the piezoelectric / electrostrictive actuator by thermal stresses.
  • the force transmission element and the object or the reference mass preferably have layer-like adaptation elements which are connected to the actuator.
  • These adjustment elements e.g. Hard ceramics, with a similar coefficient of thermal expansion as the actuator, advantageously prevent thermal stresses caused by the force transmission element and the object or the reference mass from occurring on the actuator.
  • the inertial drive also enables rotary movements to be carried out on rotatably arranged objects and to position objects by rotation.
  • polarizers are aligned in the optics, or e.g. Samples are positioned on rotary tables.
  • FIG. 3a and 3b a positioning table, the rotor is mounted on three power transmission elements and can be moved.
  • 4a and 4b show an arrangement according to the invention for a positioning device which, for example. is suitable for low temperature applications.
  • 5 shows an arrangement for a turntable.
  • no electrical connections of the piezo elements and the circuitry are shown; known circuits and electrical voltage signals can be used to control piezo elements, such as, for example. in references to inertial drives cited in the prior art.
  • Fig.la an arrangement according to the invention is shown with zero voltage applied to the piezoelectric / electrostrictive actuator 1, consisting of a piezoelectric / electrostrictive actuator 1, an object 2 to be positioned, a force transmission element 3, a clamping device 5/5 'with a clamping 5 and a flat metal surface 5 'and a fixed reference mass 4 which is fixed to the piezoelectric / electrostrictive actuator 1, consisting of a piezoelectric / electrostrictive actuator 1, an object 2 to be positioned, a force transmission element 3, a clamping device 5/5 'with a clamping 5 and a flat metal surface 5 'and a fixed reference mass 4 which is fixed to the piezoelectric / electrostrictive actuator 1, consisting of a piezoelectric / electrostrictive actuator 1, an object 2 to be positioned, a force transmission element 3, a clamping device 5/5 'with a clamping 5 and a flat metal surface 5 'and a fixed reference mass 4 which is fixed to the piezoelectric
  • Clamping device 5/5 ' is connected.
  • Object 2 is, for example. by gluing, firmly connected to one of the surfaces of the actuator 1 in the direction of expansion or contraction, that is to say in the direction of movement.
  • the force transmission element 3 is firmly connected to the opposite surface of the actuator 1 and clamped in the clamping device 5/5 '.
  • the static friction at the clamping point is determined by the surface condition of the force transmission element 3 and the clamping device 5/5 'and by the contact pressure of the clamping 5.
  • the sudden expansion of the actuator 1 leads to an inertial force of the object 2 in the direction of movement that is greater than the static friction force at the clamping point between the force transmission element 3 and the clamping device 5 / 5 ', which is connected to the fixed reference mass 4, the inertial force counteracting the advantageously small mass of the force transmission element 3.
  • the inertia force of the object 2 advantageously acts in the direction of displacement and essentially serves to overcome the static friction force if the inertia of the force transmission element 3 is negligible.
  • the force transmission element 3 is displaced in the clamping device 5/5 'against the substantially smaller sliding friction force, the displacement step essentially corresponding to the expansion of the actuator 1 in the case of a force transmission element mass 3 which is negligible in relation to the object mass 2.
  • a temporally linear, step-wise displacement of the object 2 can therefore advantageously take place with a preferably sawtooth-shaped electrical control ( compare Fig.la and ld) as well as a continuous positioning in the nanometer range (compare Fig.lc and ld) with a slowly varying voltage at the actuator 1.
  • the actuator 1 is preferably selected in the form of a plate, on the one hand achieving a high breaking strength of the arrangement and, on the other hand, through a corresponding shape of the force transmission element 3, as shown in FIG Force per surface, effective on a small friction surface at the clamping point between the force transmission element 3 and the clamping device 5/5 'is achieved. Due to the arrangement, a play and hysteresis-free, very smooth and reproducible movement can be achieved over the entire length of the force transmission element 3.
  • the displacement and positioning of the object 2 is achieved by the interaction of the object 2 with the other components of the displacement device (1, 3, 4, 5/5 '), the object 2 itself represents an important component of the drive.
  • this arrangement can be used to advantageously move and move heavy objects 2 which are mounted with high static friction be positioned.
  • the reference mass 4 and object 2 can be interchanged in the arrangement in FIG. La-d, object 2 then having to be fastened to the clamping device 5/5 '.
  • FIGS. 2a and 2b show the front view and top view of a sliding table, consisting of a rotor as the object 2 to be positioned, which is mounted on the stator as a reference mass 4 via guide rails 7 with a small static and sliding friction.
  • the drive itself consists of the rotor 2, the piezoelectric electrostrictive actuator 1, the force transmission element 3 with a round cross section, which also acts as a guide element, and the clamping device 5/5 'attached to the stator 4.
  • the drive itself consists of the rotor 2, the piezoelectric electrostrictive actuator 1, the force transmission element 3 with a round cross section, which also acts as a guide element, and the clamping device 5/5 'attached to the stator 4.
  • the required static friction can be adjusted using the screw 6 and the hardness of the leaf spring 5.
  • Such an arrangement is technically easy to implement, and can easily be retrofitted into existing constructions of sliding tables, eg. with manual adjustment, integrate. This allows the rotor 2 to be moved electromechanically and positioned exactly. Generally complicated electric drives, such as electric motors, can be dispensed with.
  • FIGS. 2a and 2b show a sliding table similar to that in FIGS. 2a and 2b, with instead of the rotor 2 being supported on guide rails 7, the rotor 2 is fixed by three force transmission elements 3, which also represent guide elements, via the clamping device 5/5 ' is clamped on the stator 4, the V-groove 5 'of the clamping device 5/5' also acting as a guide device.
  • This arrangement an object 2, which is mounted on both sides in the direction of movement on force transmission elements 3, advantageously leads to the rotor 2 being absolutely free of play, especially since the rotor 2 can be clamped according to the invention with high static friction forces.
  • the high static friction of the overall system is advantageously made up of the individual

Landscapes

  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gemacht, Trägheitsantriebe zum Verschieben und Positionieren mit linear dehnenden piezoelektrischen oder elektrostriktiven Aktuatoren zu verbessern, sodass schwere Objekte, die mit hoher Haftreibung bis nahe an die Blockierkraft der Aktuatoren spielfrei eingeklemmt sind, über Verschiebelängen im cm-Bereich mit relativ grosser Verschiebegeschwindigkeit sehr gleichmässig und hysteresefrei bewegt und im nm-Bereich positioniert werden können. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Objekt in Dehnungs- bzw. Krontraktionsrichtung des Aktuators mit diesem oder der Klemmeinrichtung, in der ein am Aktuator befestigtes nadelförmiges Kraftübertragungelement gelagert ist, fest verbunden ist. Die Trägheit der Objektmasse wirkt bei stossartiger Längenänderung des Aktuators durch geeignete elektrische Ansteuerung nicht der Verschiebung entgegen, was zu den oben erwähnten Vorteilen führt. Die Möglichkeit, schwere Objekte im cm-Bereich mit hoher Positioniergenauigkeit zu verschieben, eröffnet neue Anwendungsbereiche für piezoelektrische oder elektrostriktive Verschiebevorrichtungen.

Description

Beschreibung
Piezoelektrischer oder elektrostriktiver Trägheitsantrieb zum Verschieben oder Positionieren von insbesondere schweren Objekten
Die Erfindung betrifft einen elektromechanischen Trägheitsantrieb mit einem vorzugsweise piezoelektrischen Aktuator, wobei die Verschiebung und Positionierung eines Objekts sowohl innerhalb der Längenänderung des Aktuators als auch schrittweise erfolgen kann.
Piezoelektrische Trägheitsantriebe funktionieren nach dem Prinzip, dass bei stossartiger Längenänderung des piezoelektrischen Aktuators durch geeignete elektrische Ansteuerung, die Trägheitskraft der Masse, die mit dem Aktuator fest verbunden ist, die Haftreibungskraft an der Klemmstelle und die Trägheitskraft der eingeklemmten Masse übertrifft. Dadurch wird die eingeklemmte Masse schrittweise verschoben, wobei während des Verschiebevorgangs an der Klemmstelle nur die im Vergleich zur Haftreibung wesentlich kleinere Gleitreibung wirksam wird. Piezoelektrische Trägheitsantriebe werden als Grobversteller für leichte Objekte, wie zB. Miniaturwerkzeuge, - instrumente und -Optiken, in der Rastersondenmikroskopie oder im Bereich der Nanotechnologien, eingesetzt.
Gemäß dem Stand der Technik sind unterschiedliche Anordnungen mit linear dehnenden piezoelektrischen Aktuatoren bekannt:
(1) In Ausführungsformen, wie sie in EP 0611 485 und DE 4440 758 AI beschrieben sind, wird ein vorzugsweiser rohrförmiger Piezoaktuator auf einer Seite in Dehnungs- bzw. Kontraktionsrichtung fest mit einer Masse verbunden. Eine zweite Masse wird mit einer Klemmeinrichtung an der Innenfläche des rohrförmigen Aktuators, die als Reibungsfläche dient, eingeklemmt, wobei eine der Massen ortsfest ist und die andere Masse positioniert wird. Die Positionierung nach dem Trägheitsprinzip erfolgt, wie oben erläutert, durch eine mittels einer entsprechenden elektrischen Ansteuerung hervorgerufenen stossartigen Längenänderung des Aktuators, die bei Überwindung der Haftreibung zwischen eingeklemmter Masse und Aktuator zu einer Verschiebung der Massen relativ zueinander führt. Diese Anordnung hat mehrere grundlegende Nachteile: - Der maximal mögliche Verschiebeweg wird durch die Länge des Aktuators bestimmt. - Zudem wird die Haft- und Gleitreibung durch die Reibungsfläche zwischen der Oberfläche des Aktuators und der eingeklemmten Masse bestimmt, was unvorteilhaft zu Verschleiss am Aktuator führt, insbesondere bei hohen Haftreibungen.
- Ein weiterer grundlegender Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß die absolute Dehnung oder Kontraktion des Aktuators entlang des Aktuators variiert. Sie nimmt in
Dehnungsrichtung von dem Ende, das fest mit der Referenzmasse verbunden ist, bis zum anderen Ende des Aktuators von Null bis zur Gesamtdehnung des Aktuators zu. Das führt einerseits zu einer nicht gleichmässigen Verschiebung, und andererseits dazu, dass der nutzbare Verschiebeweg sich auf einen Teilbereich der Länge des Aktuators beschränkt. Bei gleichmässiger elektrischer Ansteuerung nimmt die Schrittweite der Verschiebung entsprechend der Dehnung in Abhängigkeit der Position der angeklemmten Masse von Null auf einen Maximalwert zu, wobei der maximal mögliche Verschiebeweg bei gegebener elektrischer Ansteuerung mit dieser Anordnung nicht erreicht werden kann. -Einen weiteren Nachteil stellen die hohe Betriebsspannungen von typisch 500V dar, die erforderlich sind, um die maximal verfügbare Dehnung rohrförmiger Piezoaktuatoren selbst bei dünnen Wandstärken zu erreichen.
(2) In einer weiteren bekannten Ausführung (DE 39 33 296 AI, A. R. Smith, S. Gwo und C. K. Shih, Rev. Sei. Instrum. Vol.65, 3216 (1994)) ist das zu positionierende Objekt selbst mit dem Aktuator fest verbunden und mit einer Klemmeinrichtung an einer ortsfesten Referenzmasse angeklemmt oder das Objekt ist mit einem Kraftübertragungselement verbunden, das über eine Klemmeinrichtung an der Referenzmasse gelagert und mit dem Aktuator fest verbunden ist. In beiden Fällen ist der Aktuator in Dehnungs- und Kontraktionsrichtung auf der gegenüberliegenden Seite zum Objekt bzw. zum Führungselement mit einer freitragenden Gegenmasse fest verbunden. Wie oben erläutert, führt auch hier eine stossartige Längenänderung des Aktuators zu einer Verschiebung des Objekts. Derartige Anordungen haben mehrere grundlegende Nachteile, die sich dadurch ergeben, dass die Trägheitkraft der Gegenmasse bei stossartiger Längenänderung des Aktuators die Haftreibungskraft übertreffen muss, wobei die Trägheitskraft des Objekts und gegebenenfalls des Führungselements der Verschiebung des Objekts entgegenwirkt:
- Die Trägheit der Objektmasse wirkt der Bewegung entgegen, das erfordert unter Umständen unvorteilhaft grosse Gegenmassen.
- Die Kraft die sich aus der Haftreibungskraft und der Trägheit der Objektmasse und gegebenenfalls der Führungselementmasse ergibt, darf nicht grösser sein als die Blockierkraft des Aktuators. Haftreibungskraft und Trägheitskraft des Objekts begrenzen sich daher gegenseitig. D.h. schwere Objekte können mit einer nicht so grossen Haftreibung eingeklemmt werden wie leichte Objekte.
- Die maximal mögliche Schrittweite bei der durch die elektrische Ansteuerung gegebenen Dehnung des Aktuators und vernachlässigbarer Gleitreibung wird verkürzt entsprechend dem Massenverhältnis aus Gegenmasse zu Objektmasse und gegebenenfalls der Führungselementmasse, gemass der Impulserhaltung.
- Bei vorgegebener Schrittweite oder Haftreibung nimmt die erforderliche Betriebsspannung des Aktuators mit der Objektmasse unvorteilhaft zu. Ein weiterer Nachteil ist, dass bei derartigen Anordnungen das Objekt nur schrittweise bewegt werden kann über das oben erläuterte Trägheitsprinzip, aber eine kontinuierliche Positionierung des Objekts durch Längenänderung des Aktuators in Abhängigkeit einer angelegten Spannung nicht möglich ist.
(3) In weiteren bekannten Ausführungen (DE 35 31 099 AI, DE-OS 19 33 205) wird eine schrittweise Bewegung dadurch erreicht, dass die Klemmkraft der Klemmeinrichtung mit Hilfe eines Aktuators elektrisch steuerbar ist. Es werden also im Gegensatz zu piezoelektrischen Trägheitsantrieben mindestens zwei Piezoaktuatoren benötigt für die schrittweise Verschiebung bei dieser Art von Antrieb, die mit zeitlich korrelierten Spannungssignalen angesteuert werden müssen. Nachteilig bei diesen Ausführungen ist die aufwendigere Klemmeinrichtung mit Piezoaktuator, die die Kompaktheit des Antriebs beschränkt, eine komplexere Steuerelektronik erfordert und einen höheren Energie- und Leistungsbedarf besitzt als piezoelektrische Trägheitsantriebe ohne elektrisch steuerbare Klemmkraft.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben erwähnten Nachteile von Verschiebevorrichtungen mit piezoelektrischen/elektrostriktiven Aktuatoren zu vermindern oder zu beseitigen, und die Verschiebevorrichtungen zu verbessern, dass unter anderem schwere Objekte, die mit hoher Haftreibung gelagert sind, exakt positioniert werden können.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäss nach Anspruch 1 gelöst.
Unter dem Objekt wird eine zu verschiebende und zu positionierende Masse verstanden, die sich auch aus einer Anordnung von Massen, zB. aus verschiedenen Materialien zusammensetzen kann, und Elemente zur Anpassung und zur Befestigung an dem piezoelektrischen/elektrostriktiven Aktuator, aufweisen kann. Bei Anordnung des Aktuators mit dem Kraftübertragungselement, das zB. stabförmig ist, am Objekt bzw. an der Referenzmasse ist die Referenzmasse bzw. das Objekt mit einer Klemmvorrichtung, zB. einer Feder, fest verbunden. Bei zB. sehr leichten Miniaturinstrumenten kann sich das Objekt aus dem eigentlichen Instrument und einer zusätzlich angebrachten Masse zusammensetzen, um zu erreichen, dass die Masse des Objekts vorteilhaft deutlich grösser ist als die Masse des Kraftübertragungselements. Zudem kann unter Umständen das Objekt mit kleiner Haft- und Gleitreibung zB. über Kugellager oder Führungsschienen auf der Referenzmasse gelagert sein. Das Objekt ist zB. ein Läufer eines Positioniertisches gegebenenfalls mit Aufbauten wie Spiegel, Werkzeuge und Instrumente mit Befestigungsvorrichtungen usw.. Die Referenzmasse ist eine grosse Masse, die im allgemeinen ortsfest ist, und an der die Klemmeinrichtung bzw. eine Seite des piezoelektrischen /elektrostriktiven Aktuators befestigt ist oder sich befindet. Sie weist gegebenenfalls eine Halterung oder andere Anordnungen zur Befestigung der Klemmeinrichtung und/oder Anpassungs- und Befestigungselemente zur Befestigung an dem piezoelektrischen/elektrostriktiven Aktuator auf. Die Referenzmasse ist zB. der Stator einer Positioniervorrichtung, an dem der piezoelektrische/elektrostriktive Aktuator bzw. die Klemmeinrichtung befestigt ist. Der im wesentlichen in einer Dimension dehnende bzw. kontrahierende piezoelektrische /elektrostriktive Aktuator ist zB. ein linear dehnendes Piezoelement, also kein
Scherpiezoelement. Bei entsprechender elektrischer Ansteuerung des Aktuators wird eine Längenänderung in Verschiebungsrichtung hervorgerufen, die eine Kraft auf das Objekt bzw. die Referenzmasse und das Kraftübertragungselement ausübt. Das Kraftübertragungselement ist fest mit dem Aktuator verbunden und im allgemeinen stabförmig ausgebildet, und besteht aus harten Materialien, wie zB. harten Stahllegierungen, Wolframcarbid, usw., und dient zusammen mit der Klemmvorrichtung zur Festhaltung des Objekts über die Haftreibung, und zur Kraftübertragung des durch elektrische Ansteuerung dehnenden piezoelektrischen/elektrostriktiven Aktuators auf die Klemmstelle zwischen dem Kraftübertragungselement und der Klemmeinrichtung. Ebenso wie die Referenzmasse und das Objekt kann das Kraftübertragungselement Anpassungs- und Befestigungselemente zur Befestigung am piezoelektrischen/elektrostriktiven Aktuator aufweisen. Zudem transformiert es vorteilhaft die von der Aktuatoroberfläche ausgeübte Kraft pro Fläche bei grösser Aktuatorfläche in eine grosse Kraft pro Fläche, da nach Anspruch 1 das Kraftübertragungselement eine deutlich kleinere Querschnittfläche an der Klemmstelle aufweist als die Querschnittsfläche am Aktuator.
Die Klemmeinrichtung kann zB. aus einer Keramikplatte und einer Klemmfeder bestehen, zwischen denen das Kraftübertragungselement gelagert ist, wobei die Kraft der Klemmfeder auf das Kraftübertragungselement zB. über eine Schraube eingestellbar sein kann. Unter Lagerung des Kraftübertragungselements in oder an der Klemmeinrichtung, die zB. auch nur eine Reibfläche darstellen kann, wird verstanden, dass das Kraftübertragungselement in oder an der Klemmeinrichtung verschiebbar mit einer bestimmten Haftreibung angeordnet ist, unabhängig davon, ob das Kraftübertragungselement oder die Klemmeinrichtung mit der beweglichen Masse verbunden ist und sich bewegt. Die Klemmeinrichtung kann aber auch nur aus einer Reibfläche an der Objektmasse oder an der Referenzmasse für das Kraftübertragungselement bestehen. Die Grosse der Haftreibung ist zB. von den Materialeigenschaften des Kraftübertragungselements und der Klemmeinrichtung, von deren Oberflächenbeschaffenheit, deren Form und von der Kraft zwischen den Reibflächen abhängig.
Entscheidend für die Verschiebung und Positionierung des Objekts relativ zur Referenzmasse, wobei unter Verschiebungen hier auch Drehverschiebungen, also Drehbewegungen des Objekts verstanden werden, ist die Anordnung nach Anspruch 1 und das sich hieraus ergebende Zusammenwirken des Objekts mit den übrigen Komponenten des piezoelektrischen/elektrostriktiven Antriebs. Vorteilhaft bewirkt die Trägheit der Objektmasse bei entsprechender elektrischer Ansteuerung des Aktuators eine Trägheitskraft, die zur Überwindung der Haftreibung zwischen dem Kraftübertragungselement und der Klemmeinrichtung führt. Die Trägheitskraft des Objekts muss nicht bei einer Verschiebung des Kraftübertragungselements zusätzlich zur Haftreibungskraft überwunden werden, sie wirkt also der gewünschten Bewegung nicht entgegen. Die Haftreibung wird vorteilhaft an der Klemmeinrichtung eingestellt, wie oben erläutert, und ist damit unabhängig von der Oberflächenbeschaffenheit und Form des Aktuators.
Durch das Zusammenwirken der Objektmasse mit den übrigen Komponenten in der erfϊndungsgemässe Anordnung nach Anspruch 1 ergeben sich unter anderem folgende technische Möglichkeiten und Vorteile:
- Objektmasse und Haftreibungskraft begrenzen sich nicht gegenseitig, d.h. vorteilhaft können grosse Objektmassen sehr stark über das Kraftübertragungselement an der Klemmeinrichtung eingespannt werden und unabhängig von der Objektmasse können Haftreibungskräfte bis nahe an die Blockierkraft des Aktuators überwunden werden.
- Bei gegebener Betriebsspannung kann die maximal mögliche Haftreibung überwunden und eine maximal mögliche, gleichmässige Verschiebung und Verschiebungsgeschwindigkeit über die gesamte Länge des Kraftübertragungselements erreicht werden. Andererseits kann bei einer vorgegebener Haftreibung mit einer relativ kleinen Betriebsspannung eine Verschiebung hervorgerufen werden. Der insgesamt mögliche Verschiebungsweg ist bei dieser Anordnung von der Länge des Kraftübertragungselement abhängig und nur begrenzt durch dessen Härte, wobei die Elastizität des Kraftübertragungselements die vom Aktuator ausgeübte Maximalkraft auf die Klemmstelle begrenzt.
- Die hohe einstellbare Haftreibung und die hohe Kraft pro Fläche, die das Kraftübertragungselement an der Klemmstelle erzeugen kann, macht die Verschiebung im wesentlichen unabhängig von der Oberflächenbeschaffenheit des Kraftübertragungselements und der Klemmeinrichtung, d.h. unabhängig von zB. Korrosion, Verschmutzung, usw. und führt zu einer spiel- und hysteresefreien, und im wesentlichen gleichmässigen und reproduzierbaren Verschiebung. Zudem ist keine Schmierung der Klemmeinrichtung erforderlich, was zB. für Teiftemperatur- und Vakuumanwendungen wichtig ist.
- Da die Trägheit des Objekts bei der Überwindung der Haftreibung des Kraftübertragungselements nicht der Verschiebung entgegenwirkt, können insbesondere mit dieser Anordnung schwere Objekte mit mehreren hundert Gramm gegen die Schwerkraft pro Antriebseinheit bewegt und positioniert werden, wie zB. handelsübliche Mikroskopobjektive, was neue Anwendungsbereiche für piezoelektrische/elektrostriktive Antriebe eröffnet.
- Vorteilhaft kann bei dieser Anordnung, das Objekt sowohl schrittweise bewegt werden, zB. im cm-Bereich durch eine Verschiebung des Kraftübertragungselements, als auch fein positioniert werden im Nanometerbereich durch Einstellung einer Dehnung am Aktuator über eine statische bzw. zeitlich langsam variierende Spannung. Vorteilhaft kann es sein, das Objekt an der Oberfläche des Aktuators und die Klemmeinrichtung an der Referenzmasse zu befestigen. Bei dieser Anordnung wirkt die Trägheitskraft des Objekts bei stossartiger Längenänderung des Aktuators in Richtung der Verschiebung. Das Objekt muss nicht mit einer Klemmeinrichtung versehen werden, was insbesondere bei sehr kleinen Objekten, oder Anwendungen, bei welchen das Objekt sehr kompakt sein muss, wie zB. bei Miniaturinstrumenten, von Vorteil ist. Zudem kann es vorteilhaft sein, mehrere Aktuatoren mit Kraftübertragungselementen an dem Objekt und/oder Referenzmasse zu befestigen auf beiden Seiten in Bewegungsrichtung, um schwere Objekte zu bewegen, sehr grosse Haftreibungs zu bekommen und das Objekt spielfrei zu lagern.
Nach Anspruch 2 kann das Kraftübertragungselement bzw. die Klemmeinrichtung vorteilhaft auch als Führungselement bzw. Führungseinrichtung für das Objekt ausgebildet sein. Das Kraftübertragungselement kann zB. nadeiförmig ausgebildet sein, das zB. in einer V-Nut förmigen Klemmeinrichtung gelagert ist. Dadurch hat die Klemmeinrichtung und das Kraftübertragungselement neben der Funktion das Objekt mit der Haftreibungskraft zu blockieren, wie oben erläutert, auch vorteilhaft die Funktion das Objekt entlang der vorgegebenen Führung zu verschieben.
Nach Anspruch 3 ist es vorteilhaft, dass das Kraftübertragungselement eine möglichst kleine Masse aufweist, zB. nadeiförmig aus leichtem, aber hartem Material besteht. Vorallem
Kraftübertragungselemente mit möglichst kleiner Querschnittsfläche nach Anspruch 1 können vorteilhaft besonders kleine Massen aufweisen. Die Trägheit des Kraftübertragungselements wirkt zusammen mit der Haftreibungskraft der Kraft des Aktuators bzw. der Trägheitskraft des Objekts bzw. der Referenzmasse entgegen. Bei sehr kleiner Masse können daher bei gegebener elektrischer Ansteuerung des Aktuators vorteilhaft sehr grosse Haftreibungskräfte, im Grenzfall bis nahe an die Blockierkraft des Aktuators, überwunden und gemass der Impulserhaltung sehr grosse Verschiebeschritte pro angelegtem Spannungspuls, die praktisch der Längenänderung des Aktuators entsprechen, und grosse Verschiebegeschwindigkeiten erreicht werden. Andererseits führt bei gegebener Haftreibung die sehr kleine Trägheit des Kraftübertragungselements zu einer vorteilhaft niedrigen Betriebsspannung zur Überwindung der Haftreibung.
Die Verwendung von Vielschichtpiezoelementen als Aktuator in der erfindungsgemässen Anordnung erlaubt es nach Anspruch 4, den Trägheitsantrieb mit kleinen Betriebsspannungen zu betreiben, wie zB. kleiner 10 V, und schon bei kleinen Spannungen relativ grosse
Haftreibungen zu überwinden. Insbesondere plättchenförmige Vielschichtpiezoelemente mit elektrischen Feldern der am Aktuator angelegten Spannung in Bewegungsrichtung und mit dünnen Piezokeramikschichten haben bei kleinen Spannungen relativ grosse Auslenkungen. Zudem besitzen sie eine kompakte Form und sind daher vorteilhaft sehr bruchfest im Vergleich zu Rohrpiezoelementen. Ein weiterer Vorteil ist, dass verglichen mit Scherpiezoelementen die Verbindungsstellen von obigen Piezoelementen zum Kraftübertragungselement und den Objekt oder Referenzmasse nur Druck- und Zugbelastungen unterliegen und im wesentlichen keine Scherkräfte auftreten. Ein Kraftübertragungselement mit rundem Querschnitt, das in einer V-Nut der Klemmeinrichtung gelagert ist, und mit einer Klemmfeder, zB. einer Blattfeder, mit einstellbarer Federkraft in die V-Nut gedrückt wird, kann vorteilhaft technisch einfach realisiert werden, wobei sich die oben erläuterten Vorteile, insbesondere die Führungsfunktion von Kraftübertragungselement und Klemmeinrichtung in dieser einfachen Ausführung nutzen lassen. Zudem lässt sich die Ausführungsform nach Anspruch 5 einfach nachträglich in vorhandene Konstruktionen integrieren.
Nach Anspruch 6 ist es vorteilhaft, dass das Kraftübertragungselement in einer Klemmeinrichtung gelagert ist, die aus Klemmeinheiten bestehen, die im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung biegsam und/oder beweglich sind. Das
Kraftübertragungselement wird also nicht auf einer in Bezug auf das Objekt oder die Referenzmasse feststehenden starren Teil der Klemmeinrichtung gelagert. ZB. kann eine Klemmeinrichtung nach Anspruch 6 als Quetschverschraubung ausgebildet sein, bestehend aus einem schraubenartigen Element, das eine Bohrung aufweist und geschlitzt ist, und einer aufschraubbaren Gewindehülse. In der Bohrung ist das Kraftübertragungselement gelagert, die Haftreibung wird durch Anschrauben der Gewindehülse eingestellt. Diese Klemmeinrichtung weist vorteilhaft eine Federwirkung nur senkrecht zur Bewegungsrichtung auf, in Bewegungsrichtung ist die Klemmvorrichtung extrem starr. Dadurch wird die maximale Kraft, die durch stossartige Längenänderung des Aktuators hervorgerufen wird, zur Überwindung der Haftreibung wirksam. Ferner lassen sich zB. Quetschverschraubungen leicht nachträglich in vorhandene Gewindebohrungen, zB. zur Aufnahme von Verstellschrauben, einsetzen.
Nach Anspruch 7 ist eine grosse Haftreibung zwischen Kraftübertragungselement und Reibfläche bzw. eine kleine Haftreibung zwischen Klemmfeder und
Kraftübertragungselement von Vorteil. So können zB. die Teile der Oberflächen, die als Reibfläche zwischen Kraftübertragungselement und Klemmeinrichtung dienen, rauh sein und die Teile der Oberflächen, die die Reibfläche zwischen Kraftübertragungselement und Klemmfeder darstellen, möglichst glatt sein. Durch diese Massnahme wird vorteilhaft eine hohe Haftreibung erreicht, wobei bei stossartiger Längenänderung des Aktuators die Klemmfeder nur eine kleine Kraft in Bewegungsrichtung erfährt und damit die maximale Stosskraft zur Überwindung der Haftreibung an der Klemmstelle wirksam wird.
Vorteilhaft nach Anspruch 8 kann als Objekt der Läufer eines Verschiebetisches mit der erfϊndungsgemässen Anordnung verschoben und positioniert werden, da sich insbesondere diese kompakte, erfϊndungsgemässe Anordnung zum Verschieben von schweren Objekten eignet und leicht nachträglich in zB. manuell betätigte Verschiebetische integrieren lässt, die dann elektronisch, zB. über Computer, mit hoher Positioniergenauigkeit justiert werden können. Zudem kann auf aufwendige Antriebe, zB. auf Elektromotoren mit Getriebe, verzichtet werden.
Nach Anspruch 9 kann es vorteilhaft sein, das Objekt auf Kraftübertragungselementen zu lagern, die beidseitig vom Objekt in Bewegungsrichtung angeordnet sind. Dabei können sowohl Aktuatoren mit der Kraftübertragungselementen als auch Klemmeinrichtungen fest mit dem Objekt bzw. der Referenzmasse verbunden sein, zB. ein Aktuator auf einer Seite in Bewegungsrichtung und zwei Klemmeinrichtungen auf der gegenüberliegenden Seite in Bewegungsrichtung des Objekts. Der Vorteil dieser Anordnung ist, dass das Objekt vollkommen spielfrei mit einer hohen Haftreibungskraft durch die zumindest drei Klemmeinrichtungen gelagert ist. Beispielsweise kann das Objekt einen Läufer, die Referenzmasse einen Stator eines Verschiebetisches darstellen. Bei Lagerung des Läufers eines Verschiebetisches auf drei Kraftübertragungselementen, die mit piezoelektrischen/elektrostriktiven Aktuatoren fest verbunden sind, an Klemmeinrichtungen am Stator des Verschiebetisches, ist der Läufer vorteilhaft statisch bestimmt und spielfrei gelagert. Die piezoelektrischen /elektrostriktiven Aktuatoren werden in diesem Fall zeitlich und spannungsmässig korreliert angesteuert.
Vorteilhaft nach Anspruch 10 können Kippspiegel, mit der erfϊndungsgemässen Anordnung justiert werden. Der Kippspiegel als das zu positionierendes Objekt ist zB. fest mit zwei Aktuatoren und einem Gelenk, zB. Festkörpergelenk, verbunden, wobei die zwei Kraftübertragungselemente an dem Stator als Referenzmasse über Klemmeinrichtungen mit grösser Haftreibung gelagert sind. Der Kippspiegel kann mit einer solchen einfachen Anordnung in zwei Dimensionen elektrisch justiert werden, was sonst nur mit einer sehr aufwendigen Mechanik, bestehend zB. aus Elektromotoren und Getrieben, möglich ist. Die erfϊndungsgemässe Anordnung ist besonders für solche Anwendungen geeignet, da grosse Massen wie der Spiegel positioniert, hohe Verschiebegeschwindigkeiten erreicht und hohe Haftreibungen überwunden werden können, wie oben erläutert.
Für zB. Tieftemperaturanwendungen kann es erforderlich sein, dass der piezoelektrische/elektrostriktive Aktuator und die Elemente, die an ihm befestigt sind, ähnliche Temperaturausdehnungskoeffizienten aufweisen, um eine Zerstörung des piezoelektrischen/elektrostriktiven Aktuators durch thermisch bedingte Verspannungen zu verhindern. Vorteilhaft nach Anspruch 11 weisen das Kraftübertragungselement und das Objekt bzw. die Referenzmasse vorzugsweise schichtartige Anpassungselemente auf, welche mit dem Aktuator verbunden sind. Diese Anpassungselemente, zB. harte Keramiken, mit ähnlichem Temperaturausdehnungskoeffϊzienten wie der Aktuator, verhindern vorteilhaft, dass thermische bedingte Verspannungen, hervorgerufen durch das Kraftübertragungselement und das Objekt bzw. die Referenzmasse, am Aktuator auftreten.
Nach Anspruch 12 ermöglicht der Trägheitsantrieb auch, an drehbar angeordneten Objekten Drehbewegungen auszuführen und durch Drehung Objekte zu positionieren. Vorteilhaft können so zB. in der Optik Polarisatoren ausgerichtet werden, oder zB. Proben auf Drehtischen positioniert werden.
Die erzielbaren Vorteile werden an den nun folgenden Ausführungsbeispielen erläutert. In den Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise veranschaulicht und zwar zeigen
- die Figur la-d schematisch die Verschiebung eines Objekts in Abhängigkeit der angelegten Spannung für eine Anordnung, bei der das zu positionierende Objekt fest mit den Aktuator verbunden ist.
- die Figur 2a und 2b einen Positioniertisch, dessen Läufer mit der erfindungsgemässen Anordnung verschoben werden kann.
- die Figur 3a und 3b einen Positioniertisch, dessen Läufer auf drei Kraftübertragungselementen gelagert ist und verschoben werden kann.
-die Figur 4a und 4b eine erfindungsgemässe Anordnung für eine Positioniervorrichtung, die zB. für Tieftemperaturanwendungen geeignet ist. -die Figur 5 eine Anordnung für einen Drehtisch. In den Figuren sind der Übersicht wegen keine elektrischen Anschlüsse der Piezoelemente und die Beschaltung eingezeichnet, es können bekannte Beschaltungen und elektrische Spannungssignale zum Ansteuern von Piezoelementen eingesetzt werden, wie zB. in den Referenzen über Trägheitsantriebe, die im Stand der Technik zitiert wurden.
In Fig.la ist eine erfindungsgemässe Anordnung dargestellt bei angelegter Spannung Null am piezoelektrischen/elektrostriktiven Aktuator 1 , bestehend aus einem piezoelektrischen/elektrostriktiven Aktuator 1 , einem zu positionierenden Objekt 2, einem Kraftübertragungselement 3, einer Klemmeinrichtung 5/5' mit einer Klemmung 5 und einer planen Metallfläche 5 ' und einer ortsfesten Referenzmasse 4, die fest mit der
Klemmeinrichtung 5/5' verbunden ist. Das Objekt 2 ist, zB. durch Klebung, mit einer der Oberflächen des Aktuators 1 in Dehnungs- bzw. Kontraktionsrichtung, also in Bewegungsrichtung, fest verbunden. Das Kraftübertragungselement 3 ist fest mit der gegenüberliegenden Oberfläche des Aktuators 1 verbunden und in der Klemmeinrichtung 5/5' eingespannt. Die Haftreibung an der Klemmstelle wird durch die Oberflächenbeschaffenheit des Kraftübertragungselements 3 und der Klemmeinrichtung 5/5' und durch den Anpressdruck der Klemmung 5 bestimmt.
Wird nun ein ausreichend grösser Spannungspuls auf den Aktuator 1 gegeben, wie in Fig.lb gezeigt, dann führt die stossartige Dehnung des Aktuators 1 zu einer Trägheitskraft des Objekts 2 in Bewegungsrichtung, die grösser als die Haftreibungskraft an der Klemmstelle zwischen Kraftübertragungselement 3 und Klemmeinrichtung 5/5', die mit der ortsfesten Referenzmasse 4 verbunden ist, wobei die Trägheitskraft der vorteilhaft möglichst kleinen Masse des Kraftübertragungselements 3 entgegenwirkt. Die Trägheitskraft des Objekts 2 wirkt vorteilhaft in Verschiebungsrichtung und dient im wesentlichen zur Überwindung der Haftreibungskraft, falls die Trägheit des Kraftübertragungselements 3 vernachlässigbar ist. Vorteilhaft können mit dieser Anordnung schwerere Objekte 2 bei gegebener elektrischer Ansteuerung grössere Haftreibungen überwinden, wobei die Haftreibungskraft bei der erfϊndungsgemässen Anordnung bis nahe am Wert der Blockierkraft des Aktuators 1 liegen kann. Daher können vorteilhaft insbesondere schwere Objekte fest, d.h. spielfrei, an der Klemmstelle eingespannt werden. Da die Querschnittsfläche des Kraftübertragungselments 3 klein ist verglichen mit der des Aktuator in Bewegungsrichtung, wird die Haftreibung nahezu unabhängig von Korrosion, Verschmutzung usw. der Oberflächen von dem Kraftübertragungselement 3 und der Klemmeinrichtung 5/5'. Ist die Haftreibung überwunden, verschiebt sich das Kraftübertragungselement 3 in der Klemmeinrichtung 5/5' gegen die wesentlich kleinere Gleitreibungskraft, wobei der Verschiebungsschritt bei einer gegenüber der Objektmasse 2 vernachlässigbaren Kraftübertragungselement- Masse 3 im wesentlichen der Dehnung des Aktuators 1 entspricht.
Die anschliessend zeitlich abfallende Spannung am Aktuator 1 muss so gewählt werden, dass die durch Kontraktion des Aktuators 1 hervorgerufene Trägheitskraft am Objekt 2 die Haftreibungskraft an der Klemmstelle 5/5' nicht übertrifft, wie in Fig. lc und ld gezeigt. Das Kraftübertragungselement 3 bleibt dann gegenüber der Referenzmasse fest, und das Objekt 2 verschiebt sich entsprechend der Längenänderung des Aktuators 1. Bei der erfindungsgemässen Anordnung kann daher vorteilhaft mit einer vorzugsweise sägezahnformigen elektrischen Ansteuerung eine zeitlich lineare, schrittweise Verschiebung des Objekts 2 erfolgen durch das Trägheitsprinzip (vergleiche Fig.la und ld) als auch eine kontinuierliche Positionierung im Nanometerbereich (vergleiche Fig.lc und ld) mit einer zeitlich langsam variierenden Spannung am Aktuator 1. Da die Objektmasse 2 in Richtung der Verschiebung wirkt, wird zum Erreichen von grossen Schrittweiten und Verschiebegeschwindigkeiten, zum Verschieben von grossen Objektmassen und zum Überwinden von hohen Haftreibungen relativ zu anderen Anordnungen nur eine kleine Betriebsspannung benötigt, insbesondere dann, wenn der piezoelektrische/ elektrostriktive Aktuator 1 ein Vielschichtpiezoelement ist. Vorzugsweise wird der Aktuator 1 in Form eines Plättchens gewählt, wobei einerseits eine hohe Bruchfestigkeit der Anordnung erreicht wird und andererseits durch entsprechende Form des Kraftübertragungselements 3, wie in Fig la-d dargestellt, eine Transformation von der Kraft pro Fläche am Aktuators 1 in eine höhere Kraft pro Fläche, wirksam auf eine kleine Reibfläche an der Klemmstelle zwischen Kraftübertragungselement 3 und Klemmeinrichtung 5/5', erreicht wird. Aufgrund der Anordnung kann eine spiel- und hysteresefreie, sehr gleichmässige und reproduzierbare Bewegung über die gesamte Länge des Kraftübertragungselement 3 erreicht werden.
Wie anhand der Erläuterungen zu den Fig. la-d hervorgeht, wird das Verschieben und Positionieren des Objekts 2 erreicht durch das Zusammenwirken des Objekts 2 mit den übrigen Komponenten der Verschiebevorrichtung (1,3,4,5/5'), wobei das Objekt 2 selbst eine wichtige Komponente des Antriebs darstellt. Insbesondere können mit dieser Anordnung vorteilhaft schwere Objekte 2, die mit hoher Haftreibung gelagert sind, verschoben und positioniert werden. Alternativ kann in der Anordnung in Fig la-d die Referenzmasse 4 und Objekt 2 vertauscht werden, wobei dann das Objekt 2 an der Klemmeinrichtung 5/5' befestigt werden muss.
In Fig.2a und 2b ist die Frontansicht und Aufsicht eines Verschiebtisches gezeigt, bestehend aus einem Läufer als das zu positionierende Objekt 2, der über Führungsschienen 7 mit kleiner Haft- und Gleitreibung am Stator als Referenzmasse 4 gelagert ist. Der Antrieb selbst besteht aus dem Läufer 2, dem piezoelektrischen elektrostriktiven Aktuator 1 , dem Kraftübertragungselement 3 mit rundem Querschnitt, das auch als Führungselement wirkt, und der Klemmeinrichtung 5/5' befestigt am Stator 4. Vorteilhaft weist die
Klemmeinrichtung 5/5' eine V-Nut 5' als Führung und eine Blattfeder 5 auf. Die erforderliche Haftreibung kann mit der Schraube 6 und durch die Härte der Blattfeder 5 eingestellt werden. Eine solche Anordnung lässt sich technisch einfach realisieren, und einfach nachträglich in vorhandene Konstruktionen von Verschiebetischen, zB. mit manueller Verstellung, integrieren. Damit kann der Läufer 2 elektromechanisch verschoben und exakt positioniert werden. Auf im allgemeinen komplizierte elektrische Antriebe, wie Elektromotoren, kann verzichtet werden. Weiterhin vorteilhaft ist es, eine kleine Haftreibung zwischen Feder 5 und Kraftübertragungselement 3 und eine grosse Haftreibung zwischen V-Nut 5' und Kraftübertragungselement 3 zu wählen, und eine Feder 5 zu verwenden, die starr in Verschiebungsrichtung und biegsam nur senkrecht zur Verschiebungsrichtung ist. Mit beiden Maßnahmen wird eine Verschiebung gegen eine hohe Haftreibung erreicht, wobei die maximale Kraft bei stossartiger Längenänderung des Aktuators 1 zur Überwindung der Haftreibung bzw. zur Verschiebung des Kraftübertragungselements 3 wirksam wird.
In Fig. 3a und 3b ist ein Verschiebetisch ähnlich dem in Fig.2a und 2b gezeigt, wobei statt der Lagerung des Läufers 2 auf Führungsschienen 7 der Läufer 2 fest durch drei Kraftübertragungselemente 3, die auch Führungselemente darstellen, über die Klemmeinrichtung 5/5' am Stator 4 eingespannt ist, wobei die V-Nut 5' der Klemmeinrichtung 5/5 ' auch als Führungseinrichtung wirkt. Diese Anordnung, ein Objekt 2, das beidseitig in Bewegungsrichtung auf Kraftübertragungselementen 3 gelagert ist, führt vorteilhaft zu einer absoluten Spielfreiheit des Läufers 2, vorallem da der Läufer 2 erfϊndungsgemäss mit hohen Haftreibungskräften eingespannt werden kann. Die hohe Haftreibungskraft des Gesamtsystems setzt sich vorteilhaft aus den einzelnen

Claims

Haftreibungskräften der drei Kraftübertragungselementen 3 zusammen. Wahlweise können auch die Klemmeinrichtungen 5/5' bzw. die Aktuatoren 1 fest mit dem Objekt 2 bzw. mit der Referenzmasse 4 verbunden sein. Zur Verschiebung des Läufers 2 muss eine zeitlich und spannungsmässig korrelierte Ansteuerung der Aktuatoren 1 erfolgen. Die Spannungssignale, wie zB. in Fig la-d gezeigt, müssen gleichzeitig auf die Aktuatoren 1 gegeben werden, wobei die Signale bei einer Anordnung nach Fig.3 für die zwei Aktuatoren 1 auf einer Seite des Läufers 2 spannungsmässig invertiert sein müssen zu dem Signal für den Aktuator 1 auf der anderen Seite des Läufers 2.In Fig.4a und 4b ist eine erfindungsgemässe Anordnung dargestellt, die sich zB. zumPositionieren von Objekten 2, wie zB. Läufer von Verschiebetischen, bei tiefen Temperaturen eignet, zB. Heliumtemperatur. In diesem Beispiel ist das Objekt 2 mit der Klemmeinrichtung 5/5 verbunden und der Aktuator 1 mit der Referenzmasse 4. Bei Anwendungen für weite Temperaturbereiche müssen Referenzmasse 4 und Kraftübertragungselement 3 schichtartige Anpassungselemente 2', 3' aufweisen, die mit dem Aktuator 1 fest verbunden werden, um eine Zerstörung des Aktuators 1 durch unterschiedliche Temperaturausdehnungskoeffizienten von Aktuator 1 und Kraftübertragungselement 3 bzw. Referenzmasse 4 zu verhindern. Diese Schichten 2 , 3' können zB. aus Keramiken mit ähnlichem Temperaturausdehnungskoeffizienten wie der des Aktuators 1 bestehen, und die temperaturbedingten Verspannungen zwischen Aktuator 1 und Referenzmasse 4 bzw. Kraftübertragungselement 3 zerstörungsfrei aufnehmen.Ferner zeigt Fig.4a und 4b eine Quetschverschraubung 5 '75'" als Klemmeinrichtung 5/5', bestehend aus einer Gewindehülse 5'" und einem geschlitzten senktrecht zur Bewegungsrichtung biegsamen Klemmeinheiten 5", in der das Kraftübertragungselement 3 gelagert ist. Quetschverschraubungen 5 '75 " ' weisen vorteilhaft eine Federwirkung nur senkrecht zur Verschieberichtung und eine extreme Starrheit in Verschieberichtung auf, und können leicht nachträglich in vorhandene Gewindebohrungen, zB. von Verstell schrauben, eingeschraubt werden.In Fig.5 ist ein Drehtisch 2 als Objekt 2 dargestellt, das über das Kraftübertragungselement 3 und der Reibfläche 5/5' am Objekt, die hier die Klemmeinrichtung 5/5 'darstellt, gedreht und positioniert wird. Die Ansteuerung des Aktuators erfolgt zB. mit Spannungssignalen wie in Fig.1 a-d gezeigt. Patentansprüche
1. Elektromechanischer Trägheitsantrieb zum Verschieben und Positionieren von mindestens einem Objekt (2), wobei: a) mindestens ein im wesentlichen in einer Dimension dehnender und/oder kontrahierender piezoelektrischer oder elektrostriktiver Aktuator (1) mit einer seiner Oberflächen in Bewegungsrichtung fest mit einem Kraftübertragungselement (3) verbunden ist, b) das Kraftübertragungselement (3) über Reibungsflächen in zumindest einer Klemmeinrichtung (5/5') gelagert ist und eine kleinere Querschnittsfläche an der Klemmeinrichtung (5/5') aufweist als die entsprechende Querschnittsfläche des Aktuators
(1), c) das Objekt (2) fest mit der anderen Oberfläche in Bewegungsrichtung des piezoelektrischen oder elektrostriktiven Aktuators (1) verbunden ist und die
Referenzmasse (4) fest mit der Klemmeinrichtung (5/5 ) verbunden ist, oder die Referenzmasse (4) fest mit der anderen Oberfläche in Bewegungsrichtung des piezoelektrischen oder elektrostriktiven Aktuators (1) verbunden ist und das Objekt (2) fest mit der Klemmeinrichtung (5/5 ) verbunden ist.
2. Elektromechanischer Trägheitsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungselement (3) bzw. Klemmeinrichtung (5/5') auch als ein Führungselement (3) bzw. eine Führungseinrichtung (5/5') für das Objekt (2) ausgebildet ist.
3. Elektromechanischer Trägheitsantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungselement (3) eine möglichst kleine Masse aufweist.
4. Elektromechanischer Trägheitsantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der piezoelektrische Aktuator ( 1 ) als plättchenförmiges Vielschichtpiezoelement ausgebildet ist, wobei das elektrische Feld der am Aktuator (1) angelegten Spannung im wesentlichen in oder gegen die Bewegungsrichtung weist.
5. Elektromechanischer Trägheitsantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungselement (3) einen runden Querschnitt aufweist und in der Klemmeinrichtung (5/5') mittels V-Nut (5') und Klemmfeder (5) gelagert ist.
6. Elektromechanischer Trägheitsantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungselement (3) auf im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung biegsamen und oder beweglichen Klemmeinheiten (5") der Klemmeinrichtung (5/5') gelagert ist.
7. Elektromechanischer Trägheitsantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Reibfläche zwischen dem Kraftübertragungselement (3) und einer Führungseinrichtung (5 ') einen grösseren Haftreibungskoeffizienten aufweist als die gemeinsame Reibfläche zwischen dem Kraftübertragungselement (3) und der Klemmvorrichtung (5).
8. Elektromechanischer Trägheitsantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt (2) der Läufer eines Verschiebetisches und die Referenzmasse (4) der Stator eines Verschiebetisches ist.
9. Elektromechanischer Trägheitsantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt (2) auf zumindest drei Kraftübertragungselementen (3), die mit piezoelektrischen oder elektrostriktiven Aktuatoren (1) fest verbunden sind, gelagert ist, mindestens ein Kraftübertragungselement (3) auf einer Seite des Objekts (1) in Bewegungsrichtung angeordnet ist und mindestens zwei Kraftübertragungselemente (3) auf der gegenüberliegenden Seite des Objekts (1) in Bewegungsrichtung angeordnet sind, und ein Aktuator oder Aktuatoren (1) und/oder eine Klemmeinrichtung (5/5') oder Klemmeinrichtungen (5/5') fest mit den Objekt verbunden sind.
10. Elektromechanischer Trägheitsantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt (2) ein Spiegel ist und die Referenzmasse (4) der Stator einer Kippspiegelhalterung ist.
11. Elektromechanischer Trägheitsantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt (2) oder die Referenzmasse (4) und/oder das Kraftübertragungselement (3) zur Befestigung an dem piezoelektrischen oder elektrostriktiven Aktuator ( 1 ) zumindest ein Anpassungselement (2 ',3') mit ähnlichem Temperaturausdehnungskoeffzienten wie der des piezoelektrischen oder elektrostriktiven Aktuators (1) aufweist/aufweisen.
12. Elektromechanischer Trägheitsantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt (2) drehbar angeordnet ist und der Trägheitsantrieb eine Anordnung zur Dreh- Verschiebung und -Positionierung des Objekts (2) darstellt.
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19806127B4 (de) * 1998-02-14 2005-06-30 Artur Dr. Zrenner Verfahren zur elektrischen Ansteuerung von piezoelektrischen oder elektrostriktiven Aktuatoren in Antrieben für eine schrittweise Bewegung
DE19843737A1 (de) * 1998-09-24 2000-03-30 Univ Ilmenau Tech Mechanismen zur Anpassung der Kraft, des Arbeitshubes und der Steifigkeit von Aktoren
DE19909913B4 (de) * 1999-03-06 2004-01-15 NMI Naturwissenschaftliches und Medizinisches Institut an der Universität Tübingen Elektromechanische Antriebsvorrichtung
DE10057065C1 (de) * 2000-11-17 2002-06-20 Koenig & Bauer Ag Positionierantrieb
GB2369489B (en) 2000-11-23 2004-03-10 Khaled Karrai Inertial rotation device
DE602005001844T2 (de) * 2005-02-17 2007-12-13 Agie S.A., Losone Piezoelektrisches Antriebselement
DE102005026708B4 (de) * 2005-06-09 2007-05-03 Attocube Systems Ag Positionierer mit Festkörpergelenk
EP1984961B8 (de) * 2005-08-24 2012-05-09 SmarAct GmbH Rotatorische trägheitsantriebsvorrichtung
DE102006052175B4 (de) * 2006-11-02 2013-03-07 SmarAct Holding GmbH Trägheitsantriebsvorrichtung
DE102010010982B4 (de) 2010-03-10 2020-09-24 Artur Zrenner Verschiebevorrichtung und Verfahren zu deren Ansteuerung
DE102012221892B4 (de) 2012-11-29 2016-05-19 Picofine GmbH Antriebsvorrichtung und -verfahren zur linearen oder rotatorischen Positionierung
EP2916450B1 (de) 2014-03-03 2017-06-28 Picofine GmbH Antriebsvorrichtung und Verfahren für die Erzeugung einer geführten, linearen oder rotatorischen Bewegung
DE102014221001A1 (de) 2014-10-16 2016-04-21 Picofine GmbH Antriebsvorrichtung und -verfahren zur linearen und/oder rotatorischen Positionierung
DE102017127745B4 (de) 2017-11-23 2020-10-15 Picofine GmbH Vorgespannter Trägheitsantrieb
DE102018217709A1 (de) * 2018-10-16 2020-04-16 Physik Instrumente (Pi) Gmbh & Co. Kg Linearantrieb
DE102021103462A1 (de) 2021-02-15 2022-08-18 SmarAct Holding GmbH Vorrichtung und Verfahren zur linearen oder rotatorischen Positionierung

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1933205A1 (de) * 1969-06-26 1971-01-07 Siemens Ag Mikroschritt-Motor
FR2223865B1 (de) * 1973-03-27 1978-10-20 Thomson Csf
JPS6162370A (ja) * 1984-08-31 1986-03-31 Tokyo Juki Ind Co Ltd ピエゾモ−タ
DE3933296C2 (de) * 1988-12-28 1994-06-01 Prima Meat Packers Ltd Mikromanipulator
US5589723A (en) * 1994-03-29 1996-12-31 Minolta Co., Ltd. Driving apparatus using transducer
DE4440758A1 (de) * 1994-11-15 1996-05-23 Klocke Volker Elektromechanische Positioniereinheit
US5786654A (en) * 1995-06-08 1998-07-28 Minolta Co., Ltd. Movable stage utilizing electromechanical transducer
GB2316222B (en) * 1996-08-05 1998-07-01 Karrai Haines Gbr Inertial positioner

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO9819347A3 *

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WO1998019347A3 (de) 1998-06-25
DE19644550C1 (de) 1998-06-10

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