Hohe Führungsgenauigkeit durch Flexure Festkörpergelenke

Integrierte Führung, Hebelübersetzung und Vorspannung

 

  • In der Nanostelltechnik haben sich Festkörpergelenksführungen für Positionieraufgaben bis zu mehreren Millimetern bewährt. Die Bewegung eines Flexuregelenks beruht auf der elastischen Deformation eines Festkörpers. Dadurch treten weder Haft-, Roll- noch Gleitreibung auf.

Eigenschaften

Vorteile sind hohe Steifigkeit, Belastbarkeit und Verschleißfreiheit. Flexures sind wartungsfrei, können aus nichtmagnetischen Materialien gefertigt werden und benötigen weder Schmiermittel noch andere Betriebsstoffe - deshalb arbeiten sie auch problemlos im Vakuum.

Flexures als Hebel

Die Auslenkung eines Piezoaktors lässt sich zudem durch die Integration von Hebelmechanismen vervielfachen. Der Aktor wird mechanisch so in ein Festkörpergelenk eingebunden, dass sich der Stellweg auf bis zu 2 mm verlängert. Da einfache Hebelaufbauten jedoch deutlich an Führungsgenauigkeit und Steifigkeit verlieren, erfordert die Konstruktion wesentlich komplexere Geometrien.

Sub-Nanometer-Genauigkeit

Flexures ermöglichen Bewegungen mit extrem hoher Bahntreue. Um Höhen- oder Querversatz zu kompensieren, verwendet PI spezielle Multilink-Flexure-Führungen. Diese Führungssysteme, die in den meisten Nanopositioniersystemen von PI eingesetzt werden, ermöglichen eine Ablaufebenheit und Geradheit im Sub-Nanometer- bzw. Mikroradianbereich.

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