DE4001427A1 - Justiermodul - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Justiermodul nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE 37 32 566 A1 ist ein Feinpositioniermodul zur Verstellung eines Objektträgers in einer Ebene mit feiner Auflösung bekannt. Das Feinpositioniermodul weist zwei Verstellelemente auf, die an einem Grundkörper befestigt sind und auf den Objektträger einwirken. Der Objektträger ist über Federelemente mit dem Grundkörper verbunden. Dadurch wird die Verstellung spielfrei. Der Objektträger wird um den Verstellweg der Verstellelemente verschoben.

Oftmals ist es jedoch sinnvoll, am Objektträger eine Verschiebung zu erreichen, die größer oder kleiner als der Verstellweg am Verstellelement ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein spielfreies Justiermodul anzugeben, mit dem eine Verschiebung des Objektträgers erreicht wird, die größer oder kleiner als der Verstellweg am Verstellelement ist.

Die Aufgabe wird durch ein Justiermodul mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Das Justiermodul weist eine Wegüber- oder Weguntersetzung zwischen Verstellelement und Objektträger auf. Die Übersetzung bzw. Untersetzung wird durch ein Hebelsystem verwirklicht. Dieses Hebelsystem ist über Blattfedern mit dem Modulrahmen verbunden. Es arbeitet also spielfrei. Bei der Aneinanderreihung aufeinander wirkender Hebel werden extreme Wegübersetzungen erreicht, aber auch die wirkenden Kräfte werden übersetzt. Die Verstellelemente müssen daran angepaßt sein. Das ist bei Piezoelementen, die extreme Drücke ausüben können, leicht möglich. Neben Piezoelementen können auch Schrauben oder Differentialschrauben oder magnetostriktive Elemente als Verstellelemente dienen. Extreme Übersetzungen können auf kleinstem Raum erreicht werden.

Eine hohe Präzision der Verschiebung des Objektträgers wird erreicht, denn der Objektträger ist ebenfalls mit dem Modulrahmen verbunden und bewegt sich spielfrei.

Eine exakte Linearbewegung des Objektträgers wird durch die Befestigung des Objektträgers mittels Blattfederbiegeelementen am Modulrahmen erreicht. Die kreisförmige Bewegung des Hebelsystems wird so in eine Linearbewegung des Objektträgers umgesetzt.

Das Justiermodul ist stapelbar, wodurch eine Justierung in verschiedenen Richtungen ausgeführt werden kann.

Es ist aber auch möglich, durch Anordnung mehrerer Verstellelemente in verschiedenen Richtungen mit den dazugehörigen Hebelsystemen und der Möglichkeit, den Objektträger in diesen Richtungen zu bewegen, ein Justiermodul für mehrere Richtungen herzustellen.

Mittels der Erodier-Technik kann ein solches Justiermodul (ohne Verstellelemente) einstückig und kostengünstig hergestellt werden. Der bauliche Aufwand für das Justiermodul ist gering.

Es erweist sich als vorteilhaft, eine Möglichkeit vorzusehen, mit der das Hebelsystem vorgespannt werden kann.

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.

Die Figur zeigt ein Justiermodul. Auf einem Objektträger 1 kann ein zu justierendes Objekt oder ein weiteres Justiermodul befestigt werden. Der Objektträger 1 ist über Blattfederbiegeelemente 5 mit einem äußeren Modulrahmen 6 verbunden. Die Blattfederbiegeelemente 5 sind derart angeordnet, daß der Objektträger 1 nur in einer Justierrichtung verschoben werden kann. Dies kann mittels Doppelparallelfedern erreicht werden. Am Modulrahmen 6 ist zudem ein Verstellelement 3 befestigt. Der Verstellweg verläuft parallel zur Justierrichtung des Objektträgers 1.

Es ist ein Hebelsystem 2 aus drei Hebeln vorgesehen. Die Hebel sind über Blattfedern 4, 4′, 4′′ mit dem Modulrahmen 6 verbunden. Die Blattfedern 4, 4′, 4′′ bilden die Hebelauflagepunkte. Die Hebel sind in unbelastetem Zustand parallel zueinander angeordnet. Das Verstellelement 3 wirkt auf den kürzeren Hebelarm des ersten Hebels ein. Der längere Hebelarm des ersten Hebels ist mit dem kürzeren Hebelarm des zweiten Hebels über ein biegsames Element 9 verbunden. Der längere Hebelarm des zweiten Hebels ist wiederum mit dem kürzeren Hebelarm des dritten Hebels verbunden. Der längere Hebelarm des dritten Hebels wirkt mittels eines Gewindestiftes 8 auf den Objektträger 1. Das Hebelsystem 2 bewirkt eine Wegübersetzung zwischen dem Verstellweg und dem Justierweg. Außerdem wird die kreisförmige Bewegung der Hebel in eine exakt lineare Bewegung des Objektträgers 1 übersetzt. Die Bewegung der Hebel und des Objektträgers 1 ist spielfrei. Eine Bohrung 7 ermöglicht die Zugänglichkeit des Gewindestiftes 8, mit dem das Hebelsystem 2 und die Blattfederbiegeelemente 5 vorgespannt werden können.

Das Justiermodul kann überall dort eingesetzt werden, wo Justierungen auf kleinstem Raum durchgeführt werden sollen. Es eignet sich insbesondere zum Justieren von Lichtwellenleitern, beispielsweise in Spleißgeräten.

Claims (6)

1. Justiermodul zum Justieren eines Objektträgers (1) mit einem Verstellelement (3) und einem äußeren Modulrahmen (6), an dem das Verstellelement (3) befestigt ist und an dem der Objektträger (1) über mindestens ein Blattfederbiegelement (5) verschiebbar befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hebelsystem (2) mit mindestens einem Hebel vorgesehen ist, das eine Wegüber- oder Weguntersetzung zwischen dem Verstellweg des Verstellelements (3) und dem Justierweg des Objektträgers (1) bewirkt, und daß die einzelnen Hebel des Hebelsystems (2) über Blattfedern (4, 4′, 4′′) mit dem Modulrahmen verbunden sind.

2. Justiermodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Hebel des Hebelsystems (2) in unbelastetem Zustand zueinander parallel angeordnet sind.

3. Justiermodul nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils der längere Hebelarm eines ersten Hebels mit dem kürzeren Hebelarm eines zweiten Hebels über ein biegsames Element (9) verbunden ist.

4. Justiermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Verstellelement (3) ein Piezoelement, eine Differentialschraube oder ein magnetostriktives Element vorgesehen ist.

5. Justiermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gewindestift (8) vorgesehen ist, mit dem das Hebelsystem (2) auf den Objektträger (1) wirkt und mit dem das Hebelsystem und die Blattfederbiegeelemente (5) des Objektträgers (1) vorspannbar sind.

6. Justiermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Modulrahmen (6), der Objektträger (1), das Hebelsystem (2) und alle Blattfedern (4, 4′, 4′′), Blattfederbiegeelemente (5) und biegsamen Elemente (9) einstückig hergestellt sind.