调节装置及其组装方法与流程

本发明涉及一种调节装置及其组装方法。

背景技术：

1、本技术人开发并销售了直线式和旋转式调节装置，其中滑块借助与其摩擦接触的驱动装置而移动，其中，滑块又与滑架或平台连接，用户可以将待由调节装置定位的元件附接在该滑架或平台上。在这种调节装置中有利的是，在滑块和驱动装置之间的摩擦接触表面从一开始、即甚至在其由于磨合效应而导致摩擦配对件的接触表面的相互适配之前就尽可能大并且此外还是不随时间变化的。由此，可以将更大的以及尤其是更均匀的驱动力传递到滑块，使得能够在最有利的情况下实现调节装置的更简单且更快的调节以及更高的精度。

2、为了将滑块和驱动装置的设置用于相互接触的表面在此方面进行优化，需要的制造成本高。然而，即使可以由此在未安装状态下实现理想的摩擦接触，然而由于调节装置的组装而通常导致其位置或对齐偏离滑块和驱动装置彼此的理想位置或对齐，因此更加不利。

3、为了避免或缓解上述情况，可以规定的是，驱动装置或滑块，或滑块的支承如此实施，使得向驱动装置和/或滑块提供某种移动性、例如可位移性或可倾斜性或可枢转性，这允许接触表面的优化的相互对齐。为此，优选的可能性在于，如此执行滑块的允许其在驱动方向上或沿着驱动方向的引导移动的支承，使得确保滑块绕平行于驱动方向的轴线的可枢转性。这可以例如通过支承或引导来实现，其中滑块与第一线性导轨连接，并且与第一线性导轨协作的第二线性导轨与调节装置的固定部件或元件连接。线性导轨中的每一个具有v形槽，以球形式的滚动体设置在该v形槽中。在此，在球和v形槽之间的接合比允许滑块的期望旋转自由度，使得确保滑块相对于驱动装置的优化对齐。

4、然而，如上所述的滑块的用于实现其相对于驱动装置的优化对齐的支承尤其带来了以下缺点：由于实现调节移动的从动元件，例如滑架或平台，尤其在高精度调节装置中通常经由引导装置沿着调节移动方向被引导，并且滑块与从动元件牢固连接以将由驱动装置引起的调节移动装置的移动传递到从动元件，即使滑块的轻微倾斜也会导致调节装置元件彼此间的机械应力，这可能会对调节装置的操作或性能产生负面影响。机械应力可能会例如导致将不需要的力被引入到引导装置中，这尤其在高精度实施的引导装置中是不利的，并且引导装置的精度或可重复性受到负面影响，并且还可能会导致磨损增加。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种作为已知的调节装置的替代而实现的调节装置。

2、尤其地，本发明的目的是提供一种调节装置，该调节装置克服了现有技术中已知的调节装置的上述缺点。

3、该目的分别通过一种根据权利要求1所述的调节装置并通过一种用于组装调节装置的相应方法来实现。分别引用这些权利要求的从属权利要求分别描述了至少有利的改进方案或改善方案。

4、根据本发明的调节装置包括：固定的定子，相对于定子移动并由支承装置支撑的滑块，驱动滑块的驱动单元，例如以滑架或平台形式的从动元件，用于将从动元件相对于定子在驱动方向上引导支承的引导装置，以及耦接装置。耦接装置包括用于尤其是在驱动方向上将从动元件与滑块高刚性连接的连接元件或连接部段，这在调节装置的操作状态下至少允许在从动元件和滑块之间尤其是围绕平行于驱动方向伸展的轴线进行旋转相对运动。

5、通过将滑块与从动元件经由在夹紧状态下或在调节装置的操作状态下在驱动方向或调节方向上或沿着驱动方向或调节方向是高刚性的耦接装置的连接元件或连接部段连接，实现了滑块向从动元件的直接且无间隙的移动传递，而由连接部段相对于滑块或从动元件允许的旋转自由度确保了滑块和从动元件的相互枢转或倾斜，使得从动元件可以不依赖于滑块的取向而对齐。因此，从动构件可以与布置在定子上的引导装置、例如两个彼此平行布置的线性轴承牢固连接，而不会使得由连接产生的从动元件的取向对滑块的取向产生影响。换句话说，旋转自由度允许滑块和从动元件的独立对齐或取向，使得在滑块和驱动装置之间一次实现的优化对齐不会受到从动元件的对齐或安装的负面影响。

6、根据本发明尤其设置有一种调节装置，其具有定子(2)；从动元件(6)；引导装置(7)，该引导装置(7)在调节装置(2)的操作状态下提供对从动元件(2)相对于定子(2)在驱动方向上的引导支承；滑块(4)；支承装置(3)，该支承装置(3)将滑块(4)相对于定子(2)沿着驱动方向可移动地支承；驱动滑块(4)的驱动单元(5)；耦接装置(8)；以及夹紧装置(83)；

7、其中，耦接装置(8)具有连接装置(80)，该连接装置(80)紧固在从动元件(6)或滑块(4)上；

8、其中，夹紧装置(83)在释放状态下允许在连接装置(80)的连接部段(89)和滑块(4)或从动元件(6)之间有移动间隙以建立调节装置(1)的安装状态，并且在夹紧状态下将连接部段(89)和滑块(4)或从动元件(6)在驱动方向上刚性耦接，并且在这种情况下允许在从动元件(6)和滑块(4)之间围绕沿着驱动方向伸展的旋转轴线进行旋转相对移动。

9、在本文所述的根据本发明的调节装置的实施方式中的每一个中，除了功能类似的特征组合之外或作为功能类似的特征组合的替代可以规定的是，连接装置(80)具有基础部段(88)和连接部段(89)，该基础部段(88)紧固在从动元件(6)上，该连接部段(89)与基础部段(88)连接，并且夹紧装置(83)在释放状态下允许在连接部段(89)和滑块(4)之间有移动间隙以建立调节装置(1)的安装状态，并且在夹紧状态下将连接部段(89)和滑块(4)在驱动方向上刚性耦接，并且在这种情况下允许在从动元件(6)和滑块(4)之间围绕沿着驱动方向伸展的旋转轴线进行旋转相对移动。

10、在根据本发明的调节装置的这些实施方式中，可以规定的是，

11、连接部段(89)突出到滑块(4)的凹槽(40)中；

12、夹紧装置(83)构成在滑块(4)中或滑块(4)上；

13、夹紧装置(83)在释放状态下允许连接部段(89)在滑块(4)的凹槽(40)中有移动间隙；

14、在调节装置(1)的操作状态下，夹紧装置(83)将连接部段(89)压靠滑块(4)的凹槽(40)的面向夹紧装置(83)的抵靠表面(40a)并由此将滑块(4)在驱动方向上与从动元件(6)刚性耦接，其中，允许在从动元件(6)和滑块(4)之间围绕沿着驱动方向伸展的旋转轴线进行旋转相对移动。

15、在这里，可以尤其规定的是，连接部段(809)具有至少一个弹簧弹性部段(82)。该弹簧弹性部段(82)可以与连接部段(89)单件式构成。

16、在本文所述的根据本发明的调节装置的实施方式中的每一个中，尤其是在基础部段(88)紧固在从动元件(6)上的实施方式中，除了功能类似的特征组合之外或作为功能类似的特征组合的替代可以规定的是，连接部段(89)在面向夹紧装置(83)的侧部上具有第一支承部段(821a)，其中，相应支承元件(81)支承在第一支承部段(821a)中，并且其中，在夹紧状态下，夹紧装置(83)将支承元件压靠连接部段(89)，并且在这种情况下允许在相应支承元件和夹紧装置(83)之间的相对旋转或相对转动。

17、在本文所述的根据本发明的调节装置的实施方式中的每一个中，尤其是在基础部段(88)紧固在从动元件(6)上的实施方式中，除了功能类似的特征组合之外或作为功能类似的特征组合的替代可以规定的是，滑块(4)的连接部段(89)在背离夹紧装置(83)的侧部上具有第二支承部段(822a)，其中，相应支承元件(81)支承在第二支承部段(822a)中，并且其中，在夹紧状态下，夹紧装置(83)将连接部段(89)压靠第二支承元件并且将该第二支承元件压靠凹槽(40)的抵靠表面(40a)，并且在这种情况下允许在相应支承元件和滑块(4)的连接部段(89)之间的相对旋转或相对转动。

18、在根据本发明的具有支承部段的调节装置的实施方式中，可以尤其规定的是，支承元件(81a，81b)中的每一个构成为至少分段地呈球形成形的支承元件。在这里，可以尤其规定的是，相应支承部段(821a，822a)如此成形，使得相应支承部段(821a，822a)相对于支承元件(81)的呈球形成形的部段以自定心方式起作用。

19、在本文所述的根据本发明的调节装置的实施方式中的每一个中，尤其是在基础部段(88)紧固在从动元件(6)上的实施方式中，可以尤其规定的是，连接部段(89)具有两个相对且彼此间隔开地布置的弹簧弹性部段(821，822)，并且在连接部段(89)的设置在两个弹簧弹性部段(821，822)之间的中间空间(82a)中布置有夹紧元件(84)，两个弹簧弹性部段(82)借助支承元件(81)抵靠该夹紧元件(84)偏置，使得在调节装置(1)的操作状态下，夹紧装置(83)将弹簧弹性部段(821，822)利用夹紧元件(84)压靠滑块(4)的凹槽(40)的抵靠表面(40a)并由此将滑块(4)在驱动方向上与从动元件(6)刚性耦接。

20、在这里，可以尤其规定的是，夹紧元件(84)的材料具有与连接元件(80)的材料不同的热膨胀系数。

21、按照根据本发明的调节装置的另外的实施方式可以规定的是，基础部段(88)紧固在从动元件(6)或滑块(4)上，其中，夹紧装置(83)在基础部段(88)和连接部段(89)之间起作用，其中，夹紧装置(83)在释放状态下允许在基础部段(88)和连接部段(89)之间有移动间隙，并且在夹紧状态下将连接部段(89)从基础部段(88)压靠滑块(4)的安装部件(85)并且将该安装部件(85)压靠从动元件(6)。

22、在本文所述的根据本发明的调节装置的实施方式中的每一个中，尤其是在基础部段(88)紧固在从动元件(6)上并且夹紧装置(83)在基础部段(88)和连接部段(89)之间起作用的实施方式中，可以尤其规定的是，基础部段(88)和连接部段(89)在驱动方向上彼此弹性支承。然而，这也可以规定的是，基础部段(88)紧固在滑块(4)上。

23、在这些实施方式中可以尤其规定的是，基础部段(88)和连接部段(89)形成具有设置在基础部段(88)和连接部段(89)之间的固体铰接件的固体组件。

24、在本文所述的根据本发明的调节装置的实施方式中的每一个中，尤其是在基础部段(88)紧固在从动元件(6)或滑块(4)上并且夹紧装置(83)在基础部段(88)和连接部段(89)之间起作用的实施方式中，可以尤其规定的是，在滑块(4)的安装部件(85)和连接部段(89)之间设置有第一支承元件(81a)，并且其中，在滑块(4)的安装部件(85)和从动元件(6)之间设置有第二支承元件(81b)，使得在夹紧状态下，支承元件(81a，81b)构成用于提供在从动元件(6)和滑块(4)之间围绕沿着驱动方向伸展的旋转轴线进行旋转相对移动的旋转铰接件(90)。

25、在这些实施方式中可以尤其规定的是，支承元件(81a，81b)中的每一个均构成为至少分段地呈球形成形的支承元件。

26、在本文所述的根据本发明的调节装置的实施方式中的每一个中，尤其是在基础部段(88)紧固在从动元件(6)或滑块(4)上并且夹紧装置(83)在基础部段(88)和连接部段(89)之间起作用的实施方式中，可以尤其规定的是，滑块(4)的安装部件(85)在面向夹紧装置(83)的侧部上具有第一支承部段(80a)，其中，相应支承元件支承在第一支承部段中，并且其中，在夹紧状态下，夹紧装置(83)将第一支承元件压靠安装部件(85)，并且在这种情况下允许在相应支承元件和夹紧装置(83)之间的相对旋转。

27、在本文所述的根据本发明的调节装置的实施方式中的每一个中，尤其是在基础部段(88)紧固在从动元件(6)或滑块(4)上并且夹紧装置(83)在基础部段(88)和连接部段(89)之间起作用的实施方式中，可以尤其规定的是，滑块(4)的安装部件(85)在背离夹紧装置(83)的侧部上具有第二支承部段，其中，相应支承元件支承在第二支承部段(85a)中，并且其中，在夹紧状态下，夹紧装置(83)将安装部件(85)压靠第二支承元件并且将第二支承元件压靠从动元件(6)，并且在这种情况下允许在相应支承元件和安装部件(85)之间的相对旋转或相对转动。

28、在根据本发明的具有至少一个支承部段的调节装置的这些实施方式中，可以尤其规定的是，相应支承部段(80a，85a)如此成形，使得相应支承部段(80a，85a)相对于支承元件(81)的呈球形成形的部段以自定心方式起作用。

29、在本文所述的根据本发明的调节装置的实施方式中的每一个中，除了功能类似的特征组合之外或作为功能类似的特征组合的替代可以规定的是，定子(2)与从动元件(6)一起形成空腔，驱动单元(5)布置在该空腔内。

30、在本文所述的根据本发明的调节装置的实施方式中的每一个中，除了功能类似的特征组合之外或作为功能类似的特征组合的替代可以规定的是，驱动单元(5)具有机电元件。

31、在本文所述的根据本发明的调节装置的实施方式中的每一个中，除了功能类似的特征组合之外或作为功能类似的特征组合的替代可以规定的是，支承装置(3)由驱动单元(5)形成，其中，滑块设置在两个相对布置的驱动单元(5)之间。

32、可以有利的是，耦接装置具有至少一个且优选两个至少分段地呈球形成形的支承元件。通过优选地构成为子球或球的一个支承元件或多个支承元件的至少分段球形形状，可以以简单的方式实现具有旋转自由度的支承。尤其地，实施成球的支承元件可在许多尺寸、质量和材料上简单且相对廉价地使用。此外，球形支承元件无须对齐。通过呈球形成形的支承元件，还能够借助调节装置的支撑支承元件的元件或部件的点接触避免或大大减少干扰力分量，尤其是在偏离驱动方向或调节方向的方向上的干扰力分量。

33、还可以有利的是，连接元件具有至少一个支承部段，该支承部段设置用于支承元件的收纳或支承。在此，可以尤其有利的是，支承部段如此成形，使得该支承部段相对于支承元件的呈球形成形的部段以自定心方式起作用。这允许极其简单地组装调节装置，因为轴承元件在与支承部段接触时以及尤其是在挤靠支承部段时自身且在没有另外措施的情况下对齐或定位。通过定心可以引起的是，避免支承元件与调节装置的其他元件或部件的不期望的接触，这可能会导致无意的力引入。此外，定心通常导致与具有更高刚性的点接触相比圆形且因此面积更大的接触。

34、同样，可以有利的是，连接装置具有至少一个弹簧弹性部段。连接装置的弹簧弹性部段以简单的方式允许补偿尺寸公差，例如由于制造或组装的不精确性和/或热膨胀引起的尺寸公差。这里，可以尤其有利的是，每个弹簧弹性部段与连接装置单件式或整体地构成。这由于单个部件的减少而允许调节装置的特别简单的组装。此外，通过弹簧弹性部段与连接装置或其基础部段的单件式连接而产生固体铰接件，该固体铰接件原则上不具有磨损并且仅具有低的内摩擦。

35、此外，可以有利的是，至少一个支承元件借助夹紧装置直接或间接地压靠支承部段。由此，能够以简单的方式实现的是，将相应的支承元件以限定的力压靠或挤靠支承部段。

36、可以有利的是，支承部段构成在弹簧弹性部段中。由此实现了用于构成支承部段的整体解决方案，并且通过相应减少调节装置的部件数量而实现了更快且更简单的组装。

37、同样可以有利的是，连接装置或连接部段具有两个相对且彼此间隔开地布置的弹簧弹性部段，并且在连接元件的设置在两个弹簧弹性部段之间的中间空间中布置有夹紧元件，弹簧弹性部段借助支承元件抵靠该夹紧元件偏置。通过两个相对且彼此间隔开地布置的弹簧弹性部段而给出了对称的布置，这尤其确保了沿着弹簧弹性部段的布置方向的相同条件，该布置方向优选地平行于驱动方向或调节方向布置。在本上下文中，术语“弹簧弹性”是指相应的部段如此构成，使得它们可以像弹簧一样可逆地变形或偏转，其中，通过变形或偏转引起相应的复位力，该相应的复位力试图使弹簧弹性部段移回到未偏转的点位或位置。由于弹簧弹性部段可以支撑在夹紧元件上，因而在对应于整体偏置的相应接触的情况下提供在滑块和从动元件之间的极其刚性的连接或耦接。

38、在此，可以尤其有利的是，夹紧元件的材料具有与连接元件的材料不同的热膨胀系数。由此，可以避免在夹紧元件和连接部段的弹簧弹性部段之间另外可能出现的抵消了期望的无间隙或无游隙支承的间隙(游隙)。

39、可以证明有利的是，耦接装置或滑块除了连接部段之外还具有用于将滑块与支承装置连接的单独的安装元件或单独的安装部件，其中，在连接元件中构成有支承部段，并且在安装部段或安装部件中构成有支承部段。在此，可以认为特别有利的是，连接装置包括具有平行引导的夹紧部件或连接部段的固体组件，并且夹紧装置实现在弹簧弹性部段和夹紧部件之间的夹紧。由此，可以实现偏置力的方向，该方向基本上平行于驱动方向布置。

40、还可以证明有利的是，定子与从动元件一起形成空腔，驱动单元布置在该空腔内。由此实现了极其紧凑的驱动器，其中，通过在空腔内也布置有用于对调节装置进行控制或调节的电子零件或部件，可以进一步提高紧凑性。这些包括例如传感器、控制器或驱动器。

41、此外，可以证明有利的是，驱动单元具有机电元件。机电元件在电压或电场的影响下表现出尺寸变化，这些尺寸变化可用于驱动滑块并因此可用于驱动从动元件。例如，这些包括由压电或电致伸缩材料制成的元件，这些元件在施加给它们的电压下例如经历长度变化。

42、此外，可以证明有利的是，支承装置自身由驱动单元形成，其中，滑块设置在两个相对布置的驱动单元之间。由此，可以提高调节装置的驱动力。

43、此外，根据本发明规定的是，支承装置至少在夹紧状态或操作状态下如此支承滑块，使得该滑块具有围绕旋转轴线的旋转自由度，该旋转轴线基本上平行于驱动方向布置。在此，术语“基本上”是指与在旋转轴线和驱动方向之间的理想平行布置的某种偏差是可能的，而不会由此导致显著的变化以及尤其是劣化。尤其地，这应理解为与平行度为+/-5°的偏差。通过旋转自由度，可以以简单的方式实现在滑块和驱动单元之间的相互优化对齐，其中，旋转自由度例如通过滑块和驱动装置的相互挤压而引起滑块相对于驱动单元的倾斜或枢转。

44、一种用于组装上述实施的调节装置的方法包括以下步骤，这些步骤优选地依次且按升序执行：

45、步骤：将支承装置或支承装置的一部分和引导装置紧固在定子上；

46、步骤：将滑块与支承装置或支承装置的一部分连接；

47、步骤：将滑块和驱动单元相互对齐；

48、步骤：将驱动单元紧固在定子上；

49、步骤：将从动元件紧固在引导装置上；

50、步骤：将从动元件与滑块借助耦接装置连接。

51、这种组装方法仅在最后的组装步骤时才允许将滑块和从动元件相互牢固连接，使得能够预先实现从动元件的自由且不依赖于驱动单元的位移。这样，可以在不与驱动单元耦接的情况下在整个调节路径或行程上对调节装置在其引导精度和引导质量方面进行测试或调节，并且仅利用最后的组装步骤进行与滑块的耦接，其中，该耦接不会对在先前的组装步骤中执行的滑块相对于驱动单元的优化对齐产生负面影响。