DE19744126A1 - Vorrichtung zur Positionierung im nm-Bereich - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Positionierung eines Objekts im nm-Bereich unter Verwendung von Piezo­ aktuatoren, vorzugsweise zur Anwendung im Ultrahochvakuum und bei tiefen Temperaturen.

Ein bekannter piezoelektrischer Schrittmotor zur Feinposi­ tionierung eines Objektes besteht im wesentlichen aus einer piezoelektrischen Platte, die auf drei metallischen, jeweils über einen Isolator auf einer metallischen Grund­ platte ruhenden Füßen abgestützt ist. Die piezoelektrische Platte kann sich durch Anlegen einer Spannung ausdehnen oder zusammenziehen, während die Füße durch eine an diese angelegte Spannung an der Grundplatte elektrostatische gehalten (festgeklemmt) werden. Die Bewegung dieses Schrittmotors erfolgt durch abwechselndes Aktivieren der Klemmspannung und der Spannung an der piezoelektrischen Platte, indem zunächst ein Fuß gelöst wird, anschließend die piezoelektrische Platte verlängert oder verkürzt und der gelöste Fuß an eine andere Stelle bewegt und wieder festgelegt wird, und schließlich ein anderer Fuß gelöst und die Platte spannungsfrei gemacht wird, wobei dieser Fuß weiterbewegt und anschließend wieder festgeklemmt wird. Durch alternatives Aktivieren auch des dritten Fußes kann ein mit dem Schrittmotor verbundenes Objekt auf der Grundplatte in beliebiger Richtung bewegt werden. Dieser nur auf einer sauberen Grundplatte mit polierter Oberfläche bewegbare Schrittmotor ist zum einen kompliziert aufgebaut und seine Anwendung ist mit einem erheblichen Platzbedarf verbunden.

Des weiteren sind Feinpositioniervorrichtungen bekannt, deren Funktion auf dem Trägheitsprinzip beruht. Bei einer bekannten Positioniervorrichtung dieser Art werden zwei zwischen einem beweglichen Rahmen angebrachte Halteelemen­ te, die jeweils mit einem Ende eines zwischen diesen mittig angeordneten Piezorohres verbunden sind, durch Anlagen einer Spannung relativ zueinander bewegt. Das zu positio­ nierende Objekt liegt auf einem in einer Schiene auf dem oberen Halteelement gelagerten Gleitblock. Beim allmäh­ lichen Aufbringen einer Spannung auf das Piezorohr folgt der Gleitblock der Bewegung des oberen Halteelements, während er beim schnellen Anlegen einer Spannung aufgrund der Trägheit in seiner ursprünglichen Lage verbleibt. Durch Anlegen einer Sägezahnspannung an das Piezorohr kann das Objekt somit in einzelnen Schritten vorwärts oder rückwärts bewegt werden. Bewegungen in einer anderen horizontalen Richtung sind zwar mit vergleichsweise einfachen Mitteln möglich, jedoch sind sie miteinander gekoppelt. Zudem ist aufgrund des Einflusses von Reibungseffekten eine exakte Positionierung und zuverlässige Wiederholbarkeit der Bewe­ gungsschritte nicht gewährleistet. Neben der durch Reibung verursachten Unzuverlässigkeit bereitet die Anregung von mechanischen Schwingungen der Antriebe bzw. der zu bewegenden Teile durch den Impulsbetrieb Schwierigkeiten.

Bei einer anderen piezoelektrisch betriebenen Vorrichtung zur Ausführung von Translationsbewegungen zur Mikropositio­ nierung eines zu bewegenden Objektes ist innerhalb eines aus drei Sektionen bestehenden Piezorohrs eine Stange aus einer Aluminiumoxid-Keramik gleitend angeordnet, an deren freiem, aus dem piezoelektrischen Rohr herausragenden Ende das zu positionierende Objekt angebracht und in vertikaler Richtung bewegbar ist. Die beiden äußeren Piezoabschnitte können sich zum Festklemmen und Freigeben der Stange durch eine Spannungsaktivierung in radialer Richtung verengen bzw. weiten, während der mittlere Piezorohrabschnitt eine Längenänderung erfährt. Durch Festklemmen der Stange zunächst auf der einen und dann auf der anderen Seite und ein dazwischen stattfindendes Verlängern bzw. Verkürzen des mittleren piezoelektrischen Rohrabschnitts wird die Stange schrittweise in einer Längsrichtung verstellt. Mit dieser Vorrichtung ist zwar eine vergleichsweise zuverlässige und gut reproduzierbare Positionierung möglich. Nachteilig ist jedoch die große Bauform und der nur schwer realisierbare Antrieb in mehreren Achsen. Da das Gerät wegen der geringen Toleranzen zum Verklemmen neigt, ist es für den Einsatz bei tiefen Temperaturen nicht geeignet.

Die bekannten piezoelektrischen Positioniervorrichtungen sind insgesamt insofern nachteilig, als nur kleine Verstellwege möglich sind und die Größe der zu bewegenden Massen beschränkt ist. Zudem wird die Positioniergenauig­ keit nicht nur durch Wärmedehnungs- und Reibungseinflüsse, sondern auch durch ein Nachkriechen der die Verstellbewe­ gung bewirkenden Piezoaktuatoren negativ beeinflußt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine piezo­ aktive Vorrichtung zur Positionierung eines Objekts im nm- Bereich anzugeben, die einfach und platzsparend aufgebaut ist und unabhängig von Wärmedehnungs-, Reibungs- und anderen werkstoffbedingten Einflüssen bei hoher Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Bewegungen die Positionierung großer Massen auf großen Verstellwegen gewährleistet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einer Positioniervor­ richtung unter Verwendung von Piezoaktuatoren in der Weise gelöst, daß ein das zu positionierende Objekt bewegendes, piezoaktiv angetriebenes bewegliches Transportlager in unmittelbarer Nähe mindestens eines im wesentlichen in der gleichen Ebene liegenden, das zu positionierende Objekt auf seiner Ablagefläche haltenden festen Auflagers angeordnet ist und zur schrittweise Fortbewegung des Objekts mit seiner Transportfläche abwechselnd oberhalb und unterhalb der Ablagefläche des festen Auflagers zyklisch hin- und herbewegbar ist.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht mit anderen Worten darin, daß das zu bewegende Objekt mit dem piezoelektrisch angetriebenen beweglichen Transportlager von dem festen Auflager abgehoben wird, um den horizontalen Bewegungsweg des beweglichen Objekt-Transportlagers verschoben wird und beim Absenken des beweglichen Transportlagers wieder auf dem festen Objekt-Auflager abgelegt wird, wonach sich das bewegliche Transportlager in der abgesenkten Stellung wieder in die Ausgangsposition zurückbewegt und anschließend der nächste Bewegungszyklus eingeleitet wird.

Eine auf dieser Basis ausgebildete piezoelektrische An­ triebseinheit zeichnet sich gegenüber den bekannten Positioniervorrichtungen durch einen unkomplizierten und platzsparenden Aufbau sowie große Verstellwege aus. Außer­ dem ist im Hinblick auf die Vorrichtungen des Standes der Technik die Bewegung größerer Massen möglich. Da die Funk­ tion der Vorrichtung nicht wie bei den bekannten Vorrich­ tungen auf Reibungseffekten beruht, erfolgt die Objektbewegung unabhängig von den - sich gegebenenfalls ändernden - tribologischen Eigenschaften der jeweiligen Oberflächen. Vorteilhaft ist weiterhin der sanfte Bewe­ gungsablauf, der Schwingungen in den Antrieben und den zu bewegenden Teilen vermeidet. Durch die geringen Abmessungen der Lager und die hier mögliche Verwendung ausdehnungsarmer Lagerwerkstoffe spielen Temperatureinflüsse unter dem Aspekt der thermischen Ausdehnung der Lager nur eine untergeordnete Rolle. Da schließlich das zu bewegende Objekt nach dem auf den Bewegungsschritt folgenden Absetzen auf dem festen Auflager sofort in einem von Piezowirkungen freien Ruhezustand ist, können Kriecheffekte der Piezo­ antriebsmittel nicht auf das Objekt übertragen werden. Somit wird insgesamt eine hohe Positioniergenauigkeit erreicht und die Reproduzierbarkeit der Objektbewegungen kann verbessert werden. Aufgrund des einfachen Aufbaus und der nicht vorhandenen Reibungseinflüsse können für das Ultrahochvakuum geeignete Werkstoffe eingesetzt werden, während die ausdehnungskompensierte Lagerausbildung auch die Anwendung im Tieftemperaturbereich gestattet. Dadurch ist der Einsatz der erfindungsgemäßen Positioniervorrich­ tung auch unter derart extremen Bedingungen möglich.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung umfaßt eine aus dem festen und dem beweglichen Lager gebildete piezoaktive Antriebseinheit einen biegbaren und einen längbaren Rohr- Piezoaktuator, die konzentrisch angeordnet und an einem stirnseitigen Ende, vorzugsweise über eine ringförmige oder kreisförmige Scheibe, miteinander fest verbunden sind, während am gegenüberliegenden Ende an dem biegbaren Rohr- Piezoaktuator das bewegliche Transportlager und an dem längbaren Rohr-Piezoaktuator das feste Auflager angebracht ist.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der äußere der konzentrisch angeordneten Rohr-Piezoaktua­ toren längbar ausgebildet und an seiner freien Stirnseite an das feste Auflager angeschlossen, während der innere Rohr-Piezoaktuator biegbar ist und an der freien Stirnseite mit dem beweglichen Transportlager verbunden ist.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung bildet das feste Auflager eine umlaufende, vorzugsweise kreisring­ förmige Ablagefläche für das Objekt, wobei in einer mittigen, durchgehenden Öffnung des festen Auflagers das eine geschlossene Transportfläche bildende Transportlager angeordnet ist.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird eine Lage­ fixierung des Objekts während der Positionierung durch Wahl hoher Normalkräfte, insbesondere mit Hilfe auf das Objekt wirkender magnetischer Kräfte, vorgenommen. Vorzugsweise ist hierzu in die Transportfläche des beweglichen Trans­ portlagers ein Permanentmagnet eingelassen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das feste Auf­ lager in der Öffnung einer Grundplatte befestigt, wobei der Grundplatte vorzugsweise drei oder mehrere aus den Rohr- Piezoaktuatoren und den Objekt-Lagern gebildete Antriebs­ einheiten zugeordnet sind. In diesem Fall kann der Magnet zur Ausübung der Normalkräfte auf eine auf den festen Auflagern liegende, das Objekt tragende Platte auch in die Grundplatte eingelassen und mehreren erfindungsgemäßen Antriebseinheiten zugeordnet sein. Bei entsprechend der Umfangsform des zu bewegenden Objekts angeordneten Antriebseinheiten können mit drei Antriebseinheiten sphärisch geformte Objekte in eine beliebige Drehbewegung versetzt werden oder kreiszylindrische Objekte mit vier Antriebseinheiten gedreht und in Längsrichtung verschoben werden.

Gemäß einem weiteren wichtigen Erfindungsmerkmal kann eine erfindungsgemäße Antriebseinheit als Ganzes auf der Basis des Trägheitsprinzips in einer dritten Raumdimension piezoelektrisch angetrieben werden, indem die beiden Rohr- Piezoaktuatoren durch eine als träge Masse ausgebildete Ringscheibe oder einen ähnlichen Körper verbunden sind und die Antriebseinheit von einem an dem festen Auflager befestigten Gleitrohr umgeben ist, das an seiner Außen­ umfangsfläche auf Gleitlagern geführt ist. Bei schneller Beschleunigung der trägen Masse durch den längbaren Rohr- Piezoaktuator wird dabei das Gleitrohr und damit die gesamte Antriebseinheit durch einen Impuls in der entgegen­ gesetzten Richtung in der dritten Raumdimension verschoben.

Weitere Merkmale und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen sowie den Unteransprüchen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeich­ nung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine seitliche Schnittansicht einer erfindungs­ gemäßen Antriebseinheit für eine Feinpositionier­ vorrichtung;

Fig. 2a-d eine Antriebseinheit nach Fig. 1 in verschiede­ nen, den Bewegungsablauf ihrer beweglichen Ele­ mente wiedergebenden Stellungen;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Feinpositio­ niervorrichtung unter Verwendung von drei Antriebseinheiten;

Fig. 4 eine Explosionsdarstellung der Feinpositionier­ vorrichtung nach Fig. 3;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer Feinpositio­ niervorrichtung unter Verwendung einer in zwei Raumdimensionen bewegbaren Antriebseinheit, die zusätzlich in einer dritten Dimension bewegt werden kann;

Fig. 6 eine Draufsicht der Vorrichtung nach Fig. 5, und

Fig. 7 eine Schnittansicht der piezoaktiv dreidimensio­ nal bewegbaren Positioniervorrichtung längs der Linie AA in Fig. 6.

Gemäß Fig. 1 ist eine Antriebseinheit 1 aus einem festen Auflager 2 mit einer mittigen Öffnung 3 und einem beweg­ lichen Transportlager 4, das im Bereich der Öffnung 3 mit Spiel angeordnet und in bestimmtem Umfang sowohl horizontal als auch vertikal bewegbar ist, gebildet. Die Bewegungen des Transportlagers 4 werden durch zwei konzentrisch angeordnete Rohr-Piezoaktuatoren 5 und 6 bewirkt. Der innere Rohr-Piezoaktuator 5 ist an einem Ende fest mit dem beweglichen Transportlager 4 verbunden, während der äußere Rohr-Piezoaktuator 6 an dem festen Auflager 2 angebracht ist. An ihrer freien, von den Lagern 2 und 4 abgewandten Stirnseite sind die Rohr-Piezoaktuatoren 5 und 6 an einer Ringscheibe 7 befestigt und damit über diese miteinander verbunden.

Die beiden Rohr-Piezoaktuatoren 5, 6 bestehen jeweils aus einem Rohrstück aus piezoelektrischem Material mit einer auf den Außen- und Innenflächen angebrachten metallischen Beschichtung. Derartige Rohr-Piezoaktuatoren gehören zum Stand der Technik, so daß auf eine detaillierte Beschrei­ bung verzichtet werden kann. Durch Anlegen einer X-, Y- oder Z-Spannung können die Rohr-Piezoaktuatoren 5, 6 eine Bewegung in der Längsrichtung (Vertikalbewegung, Längung bzw. Kürzung) oder durch Verbiegen in der X- oder Y- Richtung eine Horizontalbewegung bewirken.

In den Fig. 2a bis 2d ist das Funktionsprinzip der erfindungsgemäßen Feinpositionierung eines auf der festen Ablagefläche 2a des festen Auflagers 2 befindlichen Objekts (nicht dargestellt) beispielhaft wiedergegeben. Die Bewegung des Objekts erfolgt durch das Transportlager 4, das mit seiner Transportfläche 4a aus einer unteren, am - in der Zeichnung - linken Rand der Öffnung 3 liegenden Stellung (Fig. 2b) zunächst in eine obere Position angehoben wird (Fig. 2c), in der die Transportfläche 4a oberhalb der Ablagefläche 2a des festen Auflagers 2 liegt. Das Anheben des beweglichen Transportlagers 4 erfolgt durch Verkürzen des äußeren (längbaren) Rohr-Piezoaktuators 6, wobei der über die Ringscheibe 7 mit dem äußeren Rohr-Piezoaktuator 6 verbundene innere Rohr-Piezoaktuator 5 mit seinem Transportlager 4 nach oben verschoben wird. Danach ist das zu bewegende Objekt mit der Ablagefläche 2a nicht mehr in Kontakt. Anschließend wird der innere Rohr-Piezoaktuator 5 in entgegengesetzter Richtung (in der Zeichnung nach rechts) verbogen und dabei das Transportlager 4 mit dem auf seiner Transportfläche 4a liegenden Objekt zum gegenüberliegenden (rechten) Rand der Öffnung 3 bewegt (Fig. 2d). Bei der danach bewirkten Längung des äußeren (längbaren) Rohr- Piezoaktuators 6 bewegt sich der innere (biegbare) Rohr- Piezoaktuator 5 samt seinem Transportlager 4 soweit nach unten, daß die Objekt-Transportfläche 4a unterhalb der Ablagefläche 2a, auf der nun das zu bewegende Objekt zwischenzeitlich abgelegt ist, ruht (Fig. 2a). In dem nachfolgenden Schritt wird der innere (verbiegbare) Rohr- Piezoaktuator 5 nach links verbogen und dabei das Transportlager 4 zum linken Rand der Öffnung 3 des äußeren festen Auflagers 2, das heißt in die Position gemäß Fig. 2b, bewegt. Das bewegliche Transportlager 4 führt somit im Bereich der Öffnung 3 des festen Auflagers 2 eine im wesentlichen der Form eines Rechtecks entsprechende Bewegung aus, bei der sich die Transportfläche 4a einmal oberhalb und einmal unterhalb der festen Ablagefläche 2a hin- bzw. herbewegt und das zu positionierende Objekt in der oberen Position weiterbewegt und in der unteren Stellung auf dem festen Auflager 2 ruht.

Die Erfindung ist nicht auf die anhand der Fig. 1 und 2 beispielhaft beschriebene Ausführungsform beschränkt. So kann die rechteckartige Bewegung des beweglichen Transport­ lagers 4 auch allein durch die Biegung und Längung bzw. Verkürzung des inneren Rohr-Piezoaktuators 5 bewirkt wer­ den, während der äußere Rohr-Piezoaktuator unverändert bleibt oder durch ein starres Material ersetzt wird. Schließlich ist es auch denkbar, das das innere Lager starr angeordnet ist und das äußere Lager durch einen in der Länge veränderbaren inneren Rohr-Piezoaktuator und einen verbiegbaren äußeren Rohr-Piezoaktuator oder auch nur durch den äußeren Rohr-Piezoaktuator, wenn dieser längenveränder­ lich und gleichzeitig verbiegbar ist, eine rechteckförmige Bewegung ausführt.

Bei der in den Fig. 3 und 4 gezeigten Ausführungsform einer Feinpositioniervorrichtung erfolgt die Positionierung einer Platte (nicht dargestellt) mit Hilfe von drei anhand der Fig. 1 und 2 zuvor beschriebenen Antriebseinheiten 1. In einer Grundplatte 8 sind in Bohrungen 9 die festen Auflager 2 angebracht, in deren mittiger Öffnung 3 die beweglichen Transportlager 4 erkennbar sind. Unterhalb der Grundplatte 8 ist der äußere Rohr-Piezoaktuator 6 mit der Ringscheibe 7 zu sehen. Durch eine synchrone, jeweils gleichgerichtete Bewegung der inneren und äußeren Rohr- Piezoaktuatoren 5, 6 kann das auf dem oberen Rand (Objekt- Ablagefläche 2a) des Auflagers 2 ruhende Objekt in kleinen aufeinanderfolgenden Bewegungsschritten an der gewünschten Stelle positioniert werden. Zur Stabilisierung der Lage des Objektes ist in der Grundplatte 8 ein Magnet 10 angeordnet. Eine derartige magnetische Lagefixierung kann kann aber auch mit in der Transportfläche 4a des Transportlagers 4 vorgesehenen Magneten oder durch anderweitig wirksame Normalkräfte realisiert werden.

Zur Positionierung des Objekts im nm-Bereich muß dessen Oberfläche im Bereich benachbarter fester und beweglicher Lager möglichst plan sein, um das Objekt beim Anheben und Verstellen richtig zu erfassen. Wegen gegebenenfalls vorhandener Unebenheiten des Objekts sollten die Lager auch möglichst dicht nebeneinander liegen.

Bei der in den Fig. 5 bis 7 gezeigten Vorrichtung zur Positionierung mit drei Freiheitsgraden ist eine der zuvor beschriebenen Vorrichtung ähnliche, mit zwei Freiheits­ graden bewegliche Antriebseinheit 1' von einem Gleitrohr 11 umgeben, das an einer Stirnseite mit dem festen Auflager 2' verbunden ist. Das Gleitrohr 8 ist auf feststehenden Gleitlagern 12 abgestützt. In dieser Ausführungsvariante bildet das feste, mit dem äußeren Rohr-Piezoaktuator 6 verbundene Auflager 2' drei Lagersegmente 2a', die zwischen sich einen Zwischenraum 2b frei lassen, aber einstückig miteinander verbunden sind. Das bewegliche, an dem inneren Rohr-Piezoaktuator 5 befestigte Transportlager 4' besteht aus drei einstückig miteinander verbundenen Lagersegmenten 4a', die sich jeweils in dem Zwischenraum 2b des Auflagers 2' befinden. In dem Transportlager 4' ist mittig ein Magnet 10' angeordnet. Die beiden Rohr-Piezoaktuatoren 5 und 6 sind an der den Lagern 2', 4' gegenüberliegenden Seite über eine Ringscheibe 7' verbunden, die über eine große Masse verfügt. Die Bewegung des zu positionierenden Objekts mit der Antriebseinheit 1' in horizontaler Richtung erfolgt in der anhand der Fig. 1 bis 4 beschriebenen Weise. Darüber hinaus kann das Objekt auf der Grundlage der Feinpositio­ nierung nach dem Trägheitsprinzip auch in der dritten Raumdimension bewegt werden, indem bei einer Längung des äußeren Rohr-Piezoaktuators 6 die durch die Ringscheibe 7' geschaffene träge Masse schnell beschleunigt wird und durch den aufgrund der Trägheit auf die gesamte Vorrichtung aus­ geübten Gegenimpuls das Gleitrohr 11 auf dem Gleitlager 12 verschoben und mit diesem die Antriebseinheit 1' einschließlich dem zu positionierenden Objekt in der dritten Raumdimension verstellt wird.

Bezugszeichenliste

1

,

1

' Antriebseinheit

2

,

2

' festes Auflager

2

a feste Ablagefläche

2

a' feste Lagersegmente von

2

'

2

b Zwischenraum (zwischen

2

a')

3

mittige Öffnung

4

,

4

' bewegliches Transportlager

4

a Transportfläche

4

a' Lagersegmente von

4

'

5

innerer Rohr-Piezoaktuator (biegbar)

6

äußerer Rohr-Piezoaktuator (längenveränderlich)

7

Ringscheibe

7

' Ringscheibe mit großer Masse

8

Grundplatte

9

Bohrung

10

,

10

' Magnet

11

Gleitrohr

12

Gleitlager

Claims (16)

1. Vorrichtung zur Positionierung eines Objekts im nm- Bereich unter Verwendung von Piezoaktuatoren, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein das zu positionie­ rende Objekt bewegendes, piezoaktiv angetriebenes Trans­ portlager (4, 4') in unmittelbarer Nähe eines im wesent­ lichen in der gleichen Ebene liegenden, das zu positio­ nierende Objekt auf seiner Ablagefläche (2a) haltenden festen Auflagers (4, 4') angeordnet ist und zur schrittweisen Bewegung des Objekts mit seiner Transport­ fläche (4a) abwechselnd oberhalb und unterhalb der Ablagefläche (2a) des festen Auflagers (2, 2') zyklisch hin- und herbewegbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein längbarer und ein biegbarer Rohr-Piezoaktuator (5, 6) konzentrisch angeordnet und an einem Ende fest miteinander verbunden sind und zur Bildung einer in zwei Raumdimensionen bewegbaren Antriebseinheit (1, 1') am gegenüberliegenden Ende der biegbare Rohr-Piezoaktuator (5) mit dem beweglichen Transportlager (4, 4') und der längbare Rohr-Piezoaktuator (6, 6') mit dem festen Auflager (2, 2') verbunden sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Verbindung der beiden Rohr-Piezoaktuatoren (5, 6) an dem der Lagerseite gegenüberliegenden Ende eine Kreisscheibe oder Ringscheibe (7) angebracht ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Rohr-Piezoaktuator (6) längbar und an der freien Stirnseite mit dem festen Auflager (2, 2') verbunden ist und der innere Rohr- Piezoaktuator (5) biegbar und an der freien Stirnseite mit dem beweglichen Transportlager (4, 4') verbunden ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das feste Auflager (2) eine mittige Öffnung (3) mit einer umlaufenden Ablagefläche (2a) bildet, wobei im Bereich der freien Öffnung (3) das eine geschlossene Transportfläche (4a) bildende Transportlager (4) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die feste Ablagefläche (2a) kreisringförmig und die Transportfläche (4a) kreisförmig ausgeführt ist, wobei die Öffnung (3) des festen Auflagers (2) und das bewegliche Transportlager (4) zylindrisch ausgebildet sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das feste Auflager (2') einstückig aus im Abstand kreisförmig angeordneten Lagersegmenten (2a') mit zwischen diesen vorgesehenen Zwischenräumen (2b) gebildet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Transportlager (4') einstückig aus jeweils in den Zwischenraum (2b) ragenden Lagersegmenten (4a') ge­ bildet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der Ablagefläche(n) und der Transportfläche(n) der Oberflächenform des zu positionierenden Objekts entspricht.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in den mittigen Bereich der Ober­ fläche des Transportlagers (4, 4') ein Magnet (10) eingelassen ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei jeweils aus konzentrisch angeordneten Rohr-Piezoaktuatoren (5, 6), der Ringscheibe (7) sowie dem Auflager (2) und dem Transportlager (4) gebildete Antriebseinheiten (1) an ihren festen Auflagern in einer Grundplatte (8) arretiert sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheiten (1) im Abstand um einen in die Grundplatte (8) eingelassenen Magneten (10') herum angeordnet sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung einer Drehbewegung eines zu positionierenden kugelförmigen oder kreiszylindrischen Objekts die Ablageflächen und Transportflächen der festen Auflager (2, 2') und der beweglichen Transportlager (4, 4') entsprechend der jeweiligen Kugel- oder Zylinderwölbung des Objekts flächengleich geformt und auf das Objekt ausgerichtet sind.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit (1, 1') zur Positionierung des Objekts in einer dritten Raumdimension mit Mitteln zur piezoaktiven Bewegung der Antriebseinheit auf der Basis des Trägheitsprinzips ausgerüstet ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die beide Rohr-Piezoaktuatoren (5, 6) verbindende Ringscheibe (7') als träge Masse ausgebildet ist und der äußere Rohr-Piezoaktuator (6) von einem mit dem festen Objekt-Auflager (2, 2') verbundenen Gleitrohr (11) umgeben ist, das am Umfang auf Gleitlagern (12) geführt ist, wobei die träge Masse durch den längbaren Rohr-Piezoaktuator (6) schnell beschleunigbar und die Antriebseinheit durch den Gegenimpuls auf den Gleitlagern (12) gleitend bewegbar ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der äußere Rohr-Piezoaktuator biegbar und das äußere Lager bewegbar ist, während der innere Rohr- Piezoaktuator längbar und das an seiner freien Stirnseite angebrachte Lager fest ist.