Die Erfindung bezieht sich auf eine Stellvorrichtung und auf ein Verfahren zu deren Montage.

Die Anmelderin entwickelt und vertreibt lineare sowie rotatorische Stellvorrichtungen, bei denen ein Läufer mittels einer mit diesem in Reibkontakt gelangenden Antriebsvorrichtung in Bewegung gesetzt wird, wobei der Läufer seinerseits mit einem Schlitten oder einer Plattform verbunden ist, an welchem bzw. welcher ein Nutzer das durch die Stellvorrichtung zu positionierende Element anbringen kann. Bei solchen Stellvorrichtungen ist es vorteilhaft, wenn die Reib- oder Friktionskontaktfläche zwischen Läufer und Antriebsvorrichtung bereits von Anfang an, d.h. noch bevor es aufgrund von Einlaufeffekten zu einer gegenseitigen Anpassung der Kontaktflächen der Reibpartner führen, möglichst groß und daneben zeitlich unveränderlich ist. Dadurch können größere und insbesondere gleichmäßigere Antriebskräfte auf den Läufer übertragen werden, so dass günstigstenfalls eine einfachere und schnellere Regelung sowie eine höhere Genauigkeit der Stellvorrichtung möglich ist.

Um die zum gegenseitigen Kontakt vorgesehenen Flächen von Läufer und Antriebsvorrichtung in dieser Hinsicht zu optimieren, ist ein hoher Fertigungsaufwand notwendig. Jedoch selbst wenn dadurch ein idealer Reibkontakt im unmontierten Zustand realisierbar ist, ergibt sich durch die Montage der Stellvorrichtung in der Regel eine von der idealen Lage bzw. Ausrichtung von Läufer und Antriebsvorrichtung zueinander abweichende und somit wieder ungünstigere Lage bzw. Ausrichtung.

Zur Vermeidung bzw. Abmilderung der vorstehend skizzierten Situation kann vorgesehen sein, dass die Antriebsvorrichtung oder der Läufer, oder aber die Lagerung des Läufers, derart ausgeführt ist, dass eine gewisse Beweglichkeit, etwa Verschiebbarkeit oder Verkippbarkeit oder Verschwenkbarkeit, von Antriebsvorrichtung und/oder Läufer gegeben ist, die eine optimierte gegenseitige Ausrichtung der Kontaktflächen erlaubt. Eine bevorzugte Möglichkeit hierzu besteht darin, die Lagerung des Läufers, welche dessen geführte Bewegung in bzw. entlang der Antriebsrichtung ermöglicht, so auszuführen, dass eine Verschwenkbarkeit des Läufers um eine zu der Antriebsrichtung parallele Achse gewährleistet ist. Dies kann etwa durch eine Lagerung bzw. Führung realisiert sein, bei welcher der Läufer mit einer ersten Linearführungsschiene verbunden ist, und eine damit zusammenwirkende zweite Linearführungsschiene mit einem ortsfesten Teil oder Element der Stellvorrichtung verbunden ist. Jede der Linearführungsschienen weist eine V-Nut auf, in welcher Wälzkörper in Form von Kugeln gelegen sind. Die Eingriffsverhältnisse zwischen den Kugeln und den V-Nuten erlauben hierbei den gewünschten rotatorischen Freiheitsgrad des Läufers, so dass eine optimierte Ausrichtung des Läufers gegenüber der Antriebsvorrichtung gewährleistet ist.

Die vorstehend beschriebene Lagerung des Läufers zur Ermöglichung dessen optimierter Ausrichtung gegenüber der Antriebsvorrichtung bringt jedoch u.a. folgenden Nachteil mit sich: da das die Stellbewegung realisierende Abtriebselement, etwa ein Schlitten oder eine Plattform, insbesondere bei Hochpräzisions-Stellvorrichtungen in der Regel über eine Führungsvorrichtung entlang der Stellbewegungsrichtung geführt ist, und der Läufer zur Übertragung seiner durch die Antriebsvorrichtung hervorgerufenen Bewegung auf das Abtriebselement fest mit diesem verbunden ist, führt bereits eine nur geringfügige Verkippung des Läufers zu mechanischen Verspannungen der Stellvorrichtungselemente zueinander, die sich negativ auf den Betrieb bzw. die Performance der Stellvorrichtung auswirken können. Die mechanischen Verspannungen können beispielsweise dazu führen, dass ungewollte Kräfte in die Führungsvorrichtung eingeleitet werden, was insbesondere bei hochgenau ausgeführten Führungsvorrichtungen nachteilig ist und deren Genauigkeit bzw. Wiederholbarkeit negativ beeinflusst und außerdem zu erhöhtem Verschleiß führen kann.

Aufgabe der Erfindung ist, eine zu der bekannten Stellvorrichtung alternativ realisierte Stellvorrichtung bereitzustellen.

Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, eine Stellvorrichtung bereitzustellen, welche die vorstehend aufgeführten Nachteile von aus dem Stand der Technik bekannten Stellvorrichtungen überwindet.

Diese Aufgabe wird jeweils gelöst durch eine Stellvorrichtung gemäß Anspruch 1 und durch ein entsprechendes Verfahren zur Montage der Stellvorrichtung. Die auf diese Ansprüche jeweils rückbezogenen Unteransprüche beschreiben jeweils zumindest vorteilhafte Weiterbildungen bzw. Verbesserungen.

Die erfindungsgemäße Stellvorrichtung umfasst einen ortsfesten Stator, einen relativ zu dem Stator zu bewegenden und durch eine Lagereinrichtung gelagerten Läufer, eine den Läufer antreibende Antriebseinheit, ein Abtriebselement, beispielsweise in Form eines Schlittens oder einer Plattform, eine Führungseinrichtung zur geführten Lagerung des Abtriebselements gegenüber dem Stator in einer Antriebsrichtung, und eine Kopplungseinrichtung. Die Kopplungseinrichtung umfasst ein Verbindungselement oder Verbindungsabschnitt zur insbesondere in Antriebsrichtung hochsteifen Verbindung des Abtriebselements mit dem Läufer, die im operationellen Zustand der Stellvorrichtung zumindest eine rotatorische Relativbewegung zwischen dem Abtriebselement und dem Läufer, insbesondere um eine Achse, die parallel zur Antriebsrichtung verläuft, erlaubt.

Durch die Verbindung des Läufers mit dem Abtriebselement über das Verbindungselement oder den Verbindungsabschnitt der Kopplungseinrichtung, die im Spannzustand oder im operationellen Zustand der Stellvorrichtung in bzw. entlang der Antriebs- bzw. Stellrichtung hochsteif ist, gelingt eine direkte und spielfreie Übertragung der Bewegung des Läufers auf das Abtriebselement, während der rotatorische Freiheitsgrad, den der Verbindungsabschnitt relativ zum Läufer oder zum Abtriebselement zulässt, eine gegenseitige Verschwenkung oder Verkippung von Läufer und Abtriebselement gewährleistet, so dass sich das Abtriebselement unabhängig von der Ausrichtung des Läufers ausrichten lässt. Somit lässt sich das Abtriebselement mit einer an dem Stator angeordneten Führungsvorrichtung, etwa zwei parallel zueinander angeordneten Linearlagern, fest verbinden, ohne dass sich die durch die Verbindung ergebende Ausrichtung des Abtriebselements auf die Ausrichtung des Läufers auswirkt. Mit anderen Worten erlaubt der rotatorische Freiheitsgrad eine unabhängige Ausrichtung bzw. Lage von Läufer und Abtriebselement, so dass eine einmal realisierte optimierte Ausrichtung zwischen Läufer und Antriebseinheit durch die Ausrichtung bzw. die Befestigung des Abtriebselements nicht negativ beeinflusst wird.

Nach der Erfindung ist insbesondere eine Stellvorrichtung vorgesehen, die aufweist: einen Stator (2), ein Abtriebselement (6), eine Führungseinrichtung (7), die im operationellen Zustand der Stellvorrichtung (1) eine geführte Lagerung des Abtriebselements (6) gegenüber dem Stator (2) in einer Antriebsrichtung bereitstellt, einen Läufer (4), eine Lagereinrichtung (3), die den Läufer (4) relativ zu dem Stator (2) entlang der Antriebsrichtung bewegbar lagert, eine den Läufer (4) antreibende Antriebseinheit (5), eine Kopplungseinrichtung (8) und eine Spanneinrichtung (83), wobei die Kopplungseinrichtung (8) eine Verbindungsvorrichtung (80) aufweist, die an dem Abtriebselement (6) oder dem Läufer (4) befestigt ist, , wobei die Spanneinrichtung (83) in einem Freigabezustand einen Bewegungsspielraum zwischen einem Verbindungsabschnitt (89) der Verbindungsvorrichtung (80) und entweder dem Läufer (4) oder dem Abtriebselement (6) zur Einrichtung eines Montagezustands der Stellvorrichtung (1) zulässt und in einem Spannzustand den Verbindungsabschnitt (89) und entweder den Läufer (4) oder das Abtriebselement (6) in der Antriebsrichtung starr koppelt und dabei eine rotatorische Relativbewegung um eine entlang der Antriebsrichtung verlaufende Rotationsachse zwischen dem Abtriebselement (6) und dem Läufer (4) erlaubt.

Bei jeder der hierin beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsformen der Stellvorrichtung kann zusätzlich oder zu funktionsähnlichen Merkmalskombinationen ersatzweise vorgesehen sein, dass die Verbindungsvorrichtung (80) einen Basisabschnitt (88), der an dem Abtriebselement (6) befestigt ist, und einen Verbindungsabschnitt (89), der mit dem Basisabschnitt (88) verbunden ist, aufweist, und dass die Spanneinrichtung (83) in einem Freigabezustand einen Bewegungsspielraum zwischen dem Verbindungsabschnitt (89) und dem Läufer (4) zur Einrichtung eines Montagezustands der Stellvorrichtung (1) zulässt und in einem Spannzustand den Verbindungsabschnitt (89) und den Läufer (4) in der Antriebsrichtung starr koppelt und dabei eine rotatorische Relativbewegung um eine entlang der Antriebsrichtung verlaufende Rotationsachse zwischen dem Abtriebselement (6) und dem Läufer (4) erlaubt.

Bei diesen erfindungsgemäßen Ausführungsformen der Stellvorrichtung kann vorgesehen sein, dass der Verbindungsabschnitt (89) in eine Ausnehmung (40) des Läufers (4) ragt, dass die Spanneinrichtung (83) im oder am Läufer (4) ausgebildet ist, dass die Spanneinrichtung (83) in dem Freigabezustand einen Bewegungsspielraum des Verbindungsabschnitts (89) in der Ausnehmung (40) des Läufers (4) zulässt, dass im operationellen Zustand der Stellvorrichtung (1) die Spanneinrichtung (83) den Verbindungsabschnitt (89) gegen eine der Spanneinrichtung (83) zugewandte Anlagefläche (40a) der Ausnehmung (40) des Läufers (4) drückt und dadurch den Läufer (4) in der Antriebsrichtung starr mit dem Abtriebselement (6) koppelt, wobei eine rotatorische Relativbewegung um eine entlang der Antriebsrichtung verlaufende Rotationsachse zwischen dem Abtriebselement (6) und dem Läufer (4) zugelassen ist.

Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Verbindungsabschnitt (809) wenigstens einen federelastischen Abschnitt (82) aufweist. Dieser federelastische Abschnitt (82) kann einstückig mit dem Verbindungsabschnitt (89) ausgebildet sein.

Bei jeder der hierin beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsformen der Stellvorrichtung, insbesondere bei denen der Basisabschnitt (88) an dem Abtriebselement (6) befestigt ist, kann zusätzlich oder zu funktionsähnlichen Merkmalskombinationen ersatzweise vorgesehen sein, dass der Verbindungsabschnitt (89) auf der der Spanneinrichtung (83) zugewandten Seite einen ersten Lagerabschnitt (821a) aufweist, wobei ein jeweiliges Lagerungselement (81) in dem ersten Lagerabschnitt (821a) gelagert ist und wobei im Spannzustand die Spanneinrichtung (83) das Lagerungselement gegen den Verbindungsabschnitt (89) drückt und dabei eine Relativdrehung bzw. -rotation zwischen dem jeweiligen Lagerungselement und der Spanneinrichtung (83) zulässt.

Bei jeder der hierin beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsformen der Stellvorrichtung, insbesondere bei denen der Basisabschnitt (88) an dem Abtriebselement (6) befestigt ist, kann zusätzlich oder zu funktionsähnlichen Merkmalskombinationen ersatzweise vorgesehen sein, dass der Verbindungsabschnitt (89) des Läufers (4) auf der der Spanneinrichtung (83) abgewandten Seite einen zweiten Lagerabschnitt (822a) aufweist, wobei ein jeweiliges Lagerungselement (81) in dem zweiten Lagerabschnitt (822a) gelagert ist und wobei im Spannzustand die Spanneinrichtung (83) den Verbindungsabschnitt (89) gegen das zweite Lagerungselement und dieses gegen die Anlagefläche (40a) der Ausnehmung (40) drückt und dabei eine Relativdrehung bzw. -rotation zwischen dem jeweiligen Lagerungselement und dem Verbindungsabschnitt (89) des Läufers (4) zulässt.

Bei den erfindungsgemäßen Ausführungsformen der Stellvorrichtung mit einem Lagerabschnitt kann insbesondere vorgesehen sein, dass das jeweilige der Lagerungselemente (81a, 81b) als ein zumindest abschnittsweise sphärisch geformtes Lagerungselement ausgebildet ist. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass der jeweilige Lagerabschnitt (821a, 822a) derart geformt ist, dass dieser bezüglich des sphärisch geformten Abschnitts des Lagerungselements (81) selbstzentrierend wirkt.

Bei jeder der hierin beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsformen der Stellvorrichtung, insbesondere bei denen der Basisabschnitt (88) an dem Abtriebselement (6) befestigt ist, kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Verbindungsabschnitt (89) zwei gegenüberliegend und beabstandet zueinander angeordnete federelastische Abschnitte (821 , 822) aufweist und in einem zwischen den beiden federelastischen Abschnitten (821, 822) gelegenen Zwischenraum (82a) des Verbindungsabschnitts (89) ein Klemmelement (84) angeordnet ist, gegen welches die beiden federelastischen Abschnitte (82) mittels der Lagerungselemente (81) vorgespannt sind, so dass im operationellen Zustand der Stellvorrichtung (1) die Spanneinrichtung (83) die federelastischen Abschnitte (821, 822) mit dem Klemmelement (84) gegen die Anlagefläche (40a) der Ausnehmung (40) des Läufers (4) drückt und dadurch den Läufer (4) in der Antriebsrichtung starr mit dem Abtriebselement (6) koppelt. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass das Material des Klemmelements (84) einen zu dem Material des Verbindungselements (80) unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist.

Nach weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsformen der Stellvorrichtung kann vorgesehen sein, dass der Basisabschnitt (88) am Abtriebselement (6) oder am Läufer (4) befestigt ist, wobei die Spanneinrichtung (83) zwischen dem Basisabschnitt (88) und dem Verbindungsabschnitt (89) wirkt, wobei die Spanneinrichtung (83) in dem Freigabezustand einen Bewegungsspielraum zwischen dem Basisabschnitt (88) und dem Verbindungsabschnitt (89) zulässt und in dem Spannzustand den Verbindungsabschnitt (89) von dem Basisabschnitt (88) aus gegen ein Befestigungsteil (85) des Läufers (4) und dieses gegen das Abtriebselement (6) drückt.

Bei jeder der hierin beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsformen der Stellvorrichtung, insbesondere bei denen der Basisabschnitt (88) an dem Abtriebselement (6) befestigt ist und die Spanneinrichtung (83) zwischen dem Basisabschnitt (88) und dem Verbindungsabschnitt (89) wirkt, kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Basisabschnitt (88) und der Verbindungsabschnitt (89) in der Antriebsrichtung federnd aneinander gelagert sind. Dies kann jedoch auch vorgesehen sein, wenn der Basisabschnitt (88) am Läufer (4) befestigt ist.

Bei diesen Ausführungsformen kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Basisabschnitt (88) und der Verbindungsabschnitt (89) eine Festkörperanordnung mit einem zwischen dem Basisabschnitt (88) und dem Verbindungsabschnitt (89) gelegenen Festkörpergelenk bilden.

Bei jeder der hierin beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsformen der Stellvorrichtung, insbesondere bei denen der Basisabschnitt (88) an dem Abtriebselement (6) oder am Läufer (4) befestigt ist und die Spanneinrichtung (83) zwischen dem Basisabschnitt (88) und dem Verbindungsabschnitt (89) wirkt, kann insbesondere vorgesehen sein, dass zwischen dem Befestigungsteil (85) des Läufers (4) und dem Verbindungsabschnitt (89) ein erstes Lagerungselement (81a) gelegen ist und wobei zwischen dem Befestigungsteil (85) des Läufers (4) und dem Abtriebselement (6) ein zweites Lagerungselement (81b) gelegen ist, so dass im Spannzustand die Lagerungselemente (81a, 81b) ein Drehgelenk (90) zur Bereitstellung der rotatorischen Relativbewegung um eine entlang der Antriebsrichtung verlaufende Rotationsachse zwischen dem Abtriebselement (6) und dem Läufer (4) ausbilden. Bei diesen Ausführungsformen kann insbesondere vorgesehen sein, dass das jeweilige der Lagerungselemente (81a, 81b) jeweils als ein zumindest abschnittsweise sphärisch geformtes Lagerungselement ausgebildet ist.

Bei jeder der hierin beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsformen der Stellvorrichtung, insbesondere bei denen der Basisabschnitt (88) an dem Abtriebselement (6) oder am Läufer (4) befestigt ist und die Spanneinrichtung (83) zwischen dem Basisabschnitt (88) und dem Verbindungsabschnitt (89) wirkt, kann insbesondere vorgesehen sein, dass das Befestigungsteil (85) des Läufers (4) auf der der Spanneinrichtung (83) zugewandten Seite einen ersten Lagerabschnitt (80a) aufweist, wobei ein jeweiliges Lagerungselement in dem ersten Lagerabschnitt gelagert ist und wobei im Spannzustand die Spanneinrichtung (83) das erste Lagerungselement gegen das Befestigungsteil (85) drückt und dabei eine Relativdrehung zwischen dem jeweiligen Lagerungselement und der Spanneinrichtung (83) zulässt.

Bei jeder der hierin beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsformen der Stellvorrichtung, insbesondere bei denen der Basisabschnitt (88) an dem Abtriebselement (6) oder am Läufer (4) befestigt ist und die Spanneinrichtung (83) zwischen dem Basisabschnitt (88) und dem Verbindungsabschnitt (89) wirkt, kann insbesondere vorgesehen sein, dass das Befestigungsteil (85) des Läufers (4) auf der der Spanneinrichtung (83) abgewandten Seite einen zweiten Lagerabschnitt aufweist, wobei ein jeweiliges Lagerungselement in dem zweiten Lagerabschnitt (85a) gelagert ist und wobei im Spannzustand die Spanneinrichtung (83) das Befestigungsteil (85) gegen das zweite Lagerungselement und dieses gegen das Abtriebselement (6) drückt und dabei eine Relativdrehung bzw. -rotation zwischen dem jeweiligen Lagerungselement und dem Befestigungsteil (85) zulässt.

Bei diesen erfindungsgemäßen Ausführungsformen der Stellvorrichtung mit zumindest einem Lagerabschnitt kann insbesondere vorgesehen sein, dass der jeweilige Lagerabschnitt (80a, 85a) derart geformt ist, dass dieser bezüglich des sphärisch geformten Abschnitts des Lagerungselements (81) selbstzentrierend wirkt.

Bei jeder der hierin beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsformen der Stellvorrichtung kann zusätzlich oder zu funktionsähnlichen Merkmalskombinationen ersatzweise vorgesehen sein, dass der Stator (2) zusammen mit dem Abtriebselement (6) einen Hohlraum bildet, innerhalb welchem die Antriebseinheit (5) angeordnet ist.

Bei jeder der hierin beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsformen der Stellvorrichtung kann zusätzlich oder zu funktionsähnlichen Merkmalskombinationen ersatzweise vorgesehen sein, dass die Antriebseinheit (5) ein elektromechanisches Element aufweist.

Bei jeder der hierin beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsformen der Stellvorrichtung kann zusätzlich oder zu funktionsähnlichen Merkmalskombinationen ersatzweise vorgesehen sein, dass die Lagereinrichtung (3) gebildet ist durch eine Antriebseinheit (5), wobei der Läufer zwischen zwei gegenüberliegend angeordneten Antriebseinheiten (5) gelegen ist.

Es kann von Vorteil sein, wenn die Kopplungseinrichtung wenigstens ein und bevorzugt zwei zumindest abschnittsweise sphärisch geformte/s Lagerungselement/e aufweist. Über die zumindest abschnittsweise sphärische Form des Lagerungselements bzw. der Lagerungselemente, welche/s bevorzugt als Teilkugel oder Kugel ausgebildet sind/ist, kann auf einfache Weise eine Lagerung mit einem rotatorischen Freiheitsgrad erzielt werden. Insbesondere ein als Kugel ausgeführtes Lagerungselement ist in vielen Größen, Qualitäten und Materialien einfach und vergleichsweise kostengünstig verfügbar. Zudem muss ein kugelförmiges Lagerungselement nicht ausgerichtet werden. Über das sphärisch geformte Lagerungselement ist es zudem möglich, mittels eines Punktkontakts zu einem das Lagerungselement abstützenden Element oder Teil der Stellvorrichtung störende Kraftkomponenten, insbesondere in von der Antriebs- bzw. Stellrichtung abweichenden Richtungen, zu vermeiden bzw. stark zu reduzieren.

Es kann zudem von Vorteil sein, wenn das Verbindungselement wenigstens einen Lagerabschnitt aufweist, der zur Aufnahme bzw. Lagerung eines Lagerungselements vorgesehen ist. Hierbei kann es insbesondere von Vorteil sein, wenn der Lagerabschnitt derart geformt ist, dass er bezüglich des sphärisch geformten Abschnitts des Lagerungselements selbstzentrierend wirkt. Dies erlaubt eine äußerst einfache Montage der Stellvorrichtung, da sich das Lagerungselement bei Kontakt mit dem Lagerabschnitt und insbesondere beim Anpressen gegen den Lagerabschnitt, selbst und ohne weitere Maßnahme ausrichtet bzw. positioniert. Durch die Zentrierung kann bewirkt werden, dass ungewünschte Kontakte der Lagerungselemente mit anderen Elementen bzw. Teilen der Stellvorrichtung vermieden werden, welche zu ungewollten Krafteinleitungen führen können. Weiterhin führt die Zentrierung in der Regel zu einem kreisförmigen und damit großflächigeren Kontakt als bei einem Punktkontakt, welcher eine höhere Steifigkeit besitzt.

Ebenso kann es von Vorteil sein, wenn die Verbindungsvorrichtung wenigstens einen federelastischen Abschnitt aufweist. Der federelastische Abschnitt der Verbindungsvorrichtung erlaubt auf einfache Weise einen Ausgleich von Maßtoleranzen, etwa aufgrund von Fertigungs- bzw. Montageungenauigkeiten und/oder thermischer Ausdehnung. Hierbei kann es insbesondere von Vorteil sein, wenn jeder federelastische Abschnitt einstückig oder integral mit der Verbindungsvorrichtung ausgebildet ist. Dies erlaubt aufgrund der Reduzierung der Einzelteile eine besonders einfache Montage der Stellvorrichtung. Zudem resultiert über die einstückige Verbindung der federelastischen Abschnitte mit der Verbindungsvorrichtung oder dem Basisabschnitt derselben ein Festkörpergelenk, welches prinzipiell keinen Verschleiß und nur eine geringe innere Reibung aufweist.

Ferner kann es von Vorteil sein, wenn wenigstens ein Lagerungselement mit Hilfe einer Spanneinrichtung direkt oder indirekt gegen den Lagerabschnitt gedrückt ist. Dadurch ist es auf einfache Weise möglich, das entsprechende Lagerungselement mit einer definierten Kraft gegen den Lagerabschnitt zu drücken bzw. pressen.

Es kann von Vorteil sein, wenn der Lagerabschnitt in dem federelastischen Abschnitt ausgebildet ist. Dadurch gelingt eine integrale Lösung zur Ausbildung des Lagerabschnitts, und durch die entsprechend verringerte Anzahl von Teilen der Stellvorrichtung gelingt eine schnellere sowie einfachere Montage.

Ebenso kann es von Vorteil sein, wenn die Verbindungsvorrichtung oder der Verbindungsabschnitt zwei gegenüberliegend und beabstandet zueinander angeordnete federelastische Abschnitte aufweist und in einem zwischen den beiden federelastischen Abschnitten gelegenen Zwischenraum des Verbindungselements ein Klemmelement angeordnet ist, gegen welches die federelastischen Abschnitte mittels der Lagerungselemente vorgespannt sind. Durch die beiden gegenüberliegend und beabstandet zueinander angeordneten federelastischen Abschnitte ist eine symmetrische Anordnung gegeben, die insbesondere gleiche Bedingungen entlang der Anordnungsrichtung der federelastischen Abschnitte, welche bevorzugt parallel zu der Antriebs- bzw. Stellrichtung angeordnet ist, gewährleistet. Der Begriff „federelastisch“ bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die entsprechenden Abschnitte derart ausgebildet sind, dass sie sich wie eine Feder reversibel verformen bzw. auslenken lassen, wobei durch die Verformung bzw. Auslenkung eine entsprechende Rückstellkraft hervorgerufen wird, welche die federelastischen Abschnitte in die unausgelenkte Lage bzw. Position zurück zu bewegen versucht. Dadurch, dass sich die federelastischen Abschnitte an dem Klemmelement abstützen können, ist bei entsprechendem Kontakt, welcher einer Vorspannung auf Block entspricht, eine äußerst steife Verbindung bzw. Kopplung zwischen dem Läufer und dem Abtriebselement gegeben.

Hierbei kann es insbesondere von Vorteil sein, wenn das Material des Klemmelements einen zu dem Material des Verbindungselements unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist. Dadurch können ansonsten möglicherweise auftretende Spalte (Spiel) zwischen dem Klemmelement und den federelastischen Abschnitten des Verbindungsabschnitts, welche einer gewünschten spalt- bzw. spielfreien Lagerung entgegenwirken, vermieden werden.

Es kann sich als günstig erweisen, wenn die Kopplungseinrichtung oder der Läufer neben dem Verbindungsabschnitt ein separates Befestigungselement oder ein separates Befestigungsteil zur Verbindung des Läufers mit der Lagereinrichtung aufweist, wobei ein Lagerabschnitt in dem Verbindungselement und ein Lagerabschnitt in dem Befestigungsabschnitt oder dem Befestigungsteil ausgebildet ist. Hierbei kann es sich als besonders günstig erweisen, wenn die Verbindungsvorrichtung eine Festkörperanordnung mit einem parallel geführten Spannteil oder Verbindungsabschnitt umfasst, und die Spanneinrichtung eine Verspannung zwischen dem federelastischen Abschnitt und dem Spannteil ermöglicht. Hierdurch ist eine Richtung der Vorspannkraft realisierbar, welche im Wesentlichen parallel zu der Antriebsrichtung angeordnet ist.

Es kann sich zudem als günstig erweisen, wenn der Stator zusammen mit dem Abtriebselement einen Hohlraum bildet, innerhalb welchem die Antriebseinheit angeordnet ist. Dadurch gelingt ein äußerst kompakter Antrieb, wobei die Kompaktheit noch weiter erhöht werden kann, indem innerhalb des Hohlraums auch elektronische Teile oder Komponenten zur Steuerung bzw. Regelung der Stellvorrichtung angeordnet sind. Hierunter fallen etwa Sensoren, Controller oder Treiber.

Ferner kann es sich als günstig erweisen, wenn die Antriebseinheit ein elektromechanisches Element aufweist. Elektromechanische Elemente zeigen unter Einfluss einer elektrischen Spannung bzw. eines elektrischen Feldes eine Dimensionsänderungen, die zum Antrieb des Läufers und damit des Abtriebselements nutzbar sind. Hierunter fallen etwa Elemente aus piezoelektrischen oder elektrostriktiven Materialien, die bei an ihnen angelegten elektrischen Spannungen etwa eine Längenänderung erfahren.

Darüber hinaus kann es sich als günstig erweisen, wenn die Lagereinrichtung selbst gebildet ist durch eine Antriebseinheit, wobei der Läufer zwischen zwei gegenüberliegend angeordneten Antriebseinheiten gelegen ist. Hierdurch kann die Antriebskraft der Stellvorrichtung erhöht werden.

Weiterhinist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Lagereinrichtung zumindest im Spannzustand oder operationellen Zustand den Läufer derart lagert, dass dieser einen rotatorischen Freiheitsgrad um eine Rotationsachse aufweist, welche im Wesentlichen parallel zu der Antriebsrichtung angeordnet ist. Der Begriff „im Wesentlichen“ bedeutet hierbei, dass gewisse Abweichungen von der ideal parallelen Anordnung zwischen der Rotationsachse und der Antriebsrichtung möglich sind, ohne dass dadurch eine signifikante Veränderung und insbesondere Verschlechterung resultiert. Insbesondere sind hierunter Abweichungen von +/- 5° von der Parallelität zu verstehen. Durch den rotatorischen Freiheitsgrad kann auf einfache Weise eine gegenseitige optimierte Ausrichtung zwischen dem Läufer und der Antriebseinheit realisiert werden, wobei etwa durch gegenseitiges Anpressen von Läufer und Antriebseinheit der rotatorische Freiheitsgrad eine Verkippung bzw. Verschwenkung des Läufers gegenüber der Antriebseinheit bewirkt.

Ein Verfahren zur Montage der vorstehend ausgeführten Stellvorrichtung umfasst die folgenden Schritte, die vorzugsweise nacheinander und gemäß aufsteigender Nummerierung durchzuführen sind:

Schritt: Befestigen der Lagereinrichtung bzw. eines Teils der Lagereinrichtung und der Führungseinrichtung an dem Stator

Schritt: Verbinden des Läufers mit der Lagereinrichtung bzw. mit einem Teil der Lagereinrichtung

Schritt: Gegenseitiges Ausrichten von Läufer und Antriebseinheit

Schritt: Befestigen der Antriebseinheit an dem Stator

Schritt: Befestigen des Abtriebselements an der Führungseinrichtung

Schritt: Verbinden des Abtriebselements mit dem Läufer mittels der Kopplungseinrichtung.

Ein solches Montageverfahren erlaubt die gegenseitige feste Verbindung von Läufer und Abtriebselement erst beim letzten Montageschritt, so dass zuvor ein freies und von der Antriebseinheit unabhängiges Verschieben des Abtriebselements möglich ist. Auf diese Weise kann ohne Kopplung mit der Antriebseinheit eine Prüfung bzw. Justierung der Stellvorrichtung hinsichtlich ihrer Führungsgenauigkeit und Führungsgüte über den gesamten Stellweg bzw. Hub vorgenommen werden, und erst mit dem letzten Montageschritt die Kopplung mit dem Läufer vorgenommen werden, wobei sich diese Kopplung nicht negativ auf die in einem vorhergehenden Montageschritt durchgeführte optimierte Ausrichtung des Läufers zu der Antriebseinheit auswirkt. Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung anhand von Figuren beschrieben, die zeigen:

Fig. 1: Perspektivische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Stellvorrichtung,

Fig. 2: Perspektivische Darstellung der Stellvorrichtung nach Fig. 1 mit entferntem Abtriebselement,

Fig. 3: Schnittdarstellung der Stellvorrichtung nach Fig. 2,

Fig. 4: Vergrößerter Ausschnitt aus der Schnittdarstellung gemäß Fig. 3,

Fig. 5: Vergrößerter Ausschnitt aus der Schnittdarstellung gemäß Fig. 4,

Fig. 6: Schnittdarstellung eines Bereichs einer erfindungsgemäßen Stellvorrichtung mit einer weiteren Ausführungsform der Kopplungseinrichtung,

Fig. 7: Draufsicht von oben auf eine weitere Ausführungsform einer Kopplungsvorrichtung einer erfindungsgemäßen Stellvorrichtung, die funktional der in der Fig. 6 dargestellten Stellvorrichtung entspricht.

Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung den Schnitt durch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stellvorrichtung 1 in Form eines Lineartisches. Diese weist einen Stator 2 auf, gegenüber dem relativ das Abtriebselement 6 in Form eines Tisches oder Schlittens linear in bzw. entlang einer Stellrichtung (in Fig. 1 durch einen entsprechenden Doppelpfeil charakterisiert) bewegbar ist, wobei eine definierte und insbesondere hochgenaue Verstellung bzw. Positionierung des Tischs bzw. des Schlittens beabsichtigt ist. Hierzu ist der Tisch bzw. Schlitten über eine Führungseinrichtung 7 in Form von zwei parallel zueinander angeordneten Linearlagern mit dem Stator 2 verbunden und dadurch linear beweglich gelagert. Zum Antrieb des Tisches bzw. Schlittens in bzw. entlang der Stellrichtung dient eine innerhalb der Stellvorrichtung angeordnete und in Fig. 1 nicht erkennbare Antriebseinheit, welche fest mit dem Stator 2 verbunden ist und in Friktionskontakt mit einem langgestreckten Läufer 4 steht bzw. gelangt. Der Läufer 4 ist seinerseits mittels einer Lagereinrichtung 3 entlang einer Antriebsrichtung linear gelagert bzw. geführt, wobei die Antriebsrichtung im Wesentlichen mit der Stellrichtung zusammenfällt. Bei den dargestellten Ausführungsformen ist die Lagereinrichtung 3 aus einer ersten Linearführungsschiene 31 , die an dem Läufer 4 fixiert ist, und einer zweiten Linearführungsschiene 32, die an dem an dem Stator 2 fixiert ist, gebildet, wobei sich die Linearführungsschienen 31, 32 im operationellen Zustand der Stellvorrichtung 1 bei Betätigung des Läufers 4 aneinander bewegen können.

Die Stellvorrichtung 1 weist eine Kopplungseinrichtung 8 mit einer Verbindungsvorrichtung 80 und einer Spanneinrichtung 83 zur starren Kopplung von Läufer 4 und Abtriebselement 6 in der Antriebsrichtung mittels einer Spanneinrichtung 83 in einem Spannzustand auf, wobei eine rotatorische Relativbewegung um eine entlang der Antriebsrichtung verlaufende Rotationsachse zwischen dem Abtriebselement 6 und dem Läufer 4 als Freiheitsgrad diese Kopplung zugelassen ist. Die Kopplungseinrichtung 8 oder Verbindungsvorrichtung 80 weist hierzu einen Basisabschnitt 88 und einen Verbindungsabschnitt 89 auf, die zusammen als ein Stück (Figuren 1 bis 7) oder als zueinander separate und aneinander befestigte Teile gebildet sein können. Weiterhin erlaubt die Spanneinrichtung 83 in einem Freigabezustand einen Bewegungsspielraum zwischen dem Verbindungsabschnitt 89 und entweder dem Läufer 4 oder dem Abtriebselement 6 zur Einrichtung eines Montagezustands der Stellvorrichtung 1 t.

Bei den Darstellungen der Figuren 1 bis 7 weist die Verbindungsvorrichtung 80 einen Basisabschnitt 88, der an dem Abtriebselement 6 befestigt ist, und einen Verbindungsabschnitt 89, der mit dem Basisabschnitt 88 verbunden ist, auf. Dabei lässt die Spanneinrichtung 83 in einem Freigabezustand einen Bewegungsspielraum zwischen dem Verbindungsabschnitt 89 und dem Läufer 4 zur Einrichtung eines Montagezustands der Stellvorrichtung 1 zu und koppelt in einem Spannzustand den Verbindungsabschnitt 89 und den Läufer 4 in der Antriebsrichtung starr und erlaubt dabei eine rotatorische Relativbewegung um eine entlang der Antriebsrichtung verlaufende Rotationsachse zwischen dem Abtriebselement 6 und dem Läufer 4.

Alternativ dazu kann bei anderen Realisierungen, die nicht in den Figuren 1 bis 7 gezeigt sind, der Basisabschnitt 88 an dem Läufer 4 befestigt sein und kann der Verbindungsabschnitt 89, der mit dem Basisabschnitt 88 verbunden ist, derart mechanisch mit dem Abtriebselement 6 Zusammenwirken, dass die Spanneinrichtung 83 in einem Freigabezustand einen Bewegungsspielraum zwischen dem Verbindungsabschnitt 89 und dem Abtriebselement 6 zur Einrichtung eines Montagezustands der Stellvorrichtung 1 zulässt und in einem Spannzustand den Verbindungsabschnitt 89 und das Abtriebselement 6 in der Antriebsrichtung starr koppelt und dabei eine rotatorische Relativbewegung um eine entlang der Antriebsrichtung verlaufende Rotationsachse zwischen dem Abtriebselement 6 und dem Läufer 4 erlaubt. Dabei kann insbesondere die Spanneinrichtung im oder am Abtriebselement 6 angeordnet oder befestigt sein.

Die Spanneinrichtung 83 kann, wie in den Figuren dargestellt, generell durch ein Betätigungsteil wie etwa eine Schraube oder ein Bolzen realisiert sein, das in einer Öffnung oder Bohrung des Läufers 4 oder des Abtriebselement 6 in Positionen zwischen dem Freigabezustand, bei dem ein Spiel oder Abstand zwischen dem Betätigungsteil und dem Verbindungsabschnitt 89 besteht, und dem Spannzustand, bei dem das Betätigungsteil auf den Verbindungsabschnitt 89 drückt, bewegbar oder einstellbar sein.

Somit kann über die Verbindungsvorrichtung 80 der Läufer 4 mit dem Abtriebselement 6 in der Antriebsrichtung starr gekoppelt werden, wobei die Kopplungseinrichtung 8 zumindest in bzw. entlang der Antriebs- oder der Stellrichtung insbesondere eine hochsteife Ankopplung zwischen Läufer 4 und Abtriebselement 6 gewährleisten kann. Bei den Darstellungen der Figuren 1 bis 7 ist der Verbindungsabschnitt 89 des Verbindungselements 80 mittels Schrauben fest mit dem Abtriebselement 6 verbunden.

Bei der Ausführungsform der Figuren 1 bis 7 ist der Verbindungsabschnitt 89 durch zwei federelastische Abschnitte 82 oder 821, 822 gebildet, die in eine Ausnehmung 40 des Läufers 4 ragen, wobei zwischen den federelastischen Abschnitten 82 und den Flächen, die die Ausnehmung 40 des Läufers 4 in bzw. entlang der Antriebs- oder Stellrichtung begrenzen, Lagerungselemente 81 oder 821a bzw. 822a jeweils in Form von Kugeln angeordnet sind. Alternativ dazu kann der Verbindungsabschnitt 89 als nur einzelner federelastischer

Abschnitt 82 realisiert sein. Generell kann die Stellvorrichtung 1 auch ohne Lagerungselemente ausgeführt sein.

Fig. 2 zeigt die Stellvorrichtung 1 gemäß Fig. 1 in einer perspektivischen und ungeschnittenen Darstellung von oben mit entferntem Abtriebselement. Anhand dieser Darstellung sind die beiden Linearführungen der Führungseinrichtung 7 zu erkennen sowie die Lagereinrichtung 3 zur Lagerung bzw. Führung des Läufers 4. Hierbei weist der Läufer 4 eine nutförmige Ausnehmung auf, in welcher ein Abschnitt des linear beweglichen Teils der Lagereinrichtung 3 aufgenommen ist. Weiterhin zu erkennen ist die Antriebseinheit 5, welche paarweise V-förmig zueinander angeordnete und säulenförmige piezoelektrische Elemente umfasst, wobei an den jeweils aufeinander zulaufenden Enden eines Paares von piezoelektrischen Elementen ein in Fig. 2 nicht erkennbares Reibelement angeordnet ist, welches zum Friktionskontakt mit dem Läufer 4 bzw. mit einer an dem Läufer 4 angeordneten Friktionsschicht oder mit einem an dem Läufer 4 angeordneten Friktionselement vorgesehen ist.

Fig. 3 zeigt anhand eines parallel zu der Führungseinrichtung 7 ausgeführten Schnitts bezüglich der Darstellung von Fig. 2 insbesondere weitere Details der Stellvorrichtung 1 nach den Figuren 1 bis 5 zur Anordnung des Läufers 4 an der Lagereinrichtung 3. Fig. 4 stellt einen vergrößerten Ausschnitt des Schnitts gemäß Fig. 3 um den Bereich der Kopplungseinrichtung 8 herum dar, während Fig. 5 einen diesbezüglich nochmals vergrößerten Ausschnitt repräsentiert. Die Verbindungsvorrichtung 80, die als ein einstückiges Verbindungselement ausgeführt ist, weist im Querschnitt eine T-ähnliche Form auf, wobei der in Blickrichtung auf die Darstellung waagerecht angeordnete Schenkel, also der Basisabschnitt 88, mittels einer Verschraubung eine feste Verbindung desselben mit dem Abtriebselement 6 realisiert, während der in Blickrichtung zu diesem sich senkrecht erstreckende Verbindungsabschnitt 88 der Verbindungsvorrichtung 80 die zwei einstückig oder integral mit diesem ausgeführten und bezüglich der Antriebs- oder Stellrichtung gegenüberliegend und beabstandet zueinander angeordnete federelastische Abschnitte 82 oder 821 , 822 aufweist, welche teilweise in die Ausnehmung 40, die in dem Läufer 4 ausgebildet ist, ragen. In einem Zwischenraum 82a, der zwischen den beiden zueinander beabstandeten federelastischen Abschnitte 82 gelegen und durch diese in der Antriebsrichtung begrenzt ist, ist ein Klemmelement 84 gelegen, welches in Kontakt mit den federelastischen Abschnitten 821, 822 steht. An jeder der dem Klemmelement 84 abgewandten Seite des jeweiligen federelastischen Abschnitts 82 oder 821, 822 ist in diesem jeweils eine im Querschnitt V- förmige Ausnehmung ausgebildet, welche einen Lagerabschnitt 80a oder 821a bzw. 822a zur Aufnahme des jeweils zugehörigen Lagerungselements 81 insbesondere in Form einer Kugel (Figur 4) oder Halbkugel bildet. Der jeweilige Lagerabschnitt 80a hat eine Konusform, so dass sich das Lagerungselement 81 oder eine sphärische Oberfläche desselben an dem Lagerabschnitt 80a über einen ringförmigen Flächenkontakt abstützt.

Die Konusform des jeweiligen Lagerabschnitts 80a sorgt im Zusammenspiel mit einem sphärischen Oberflächenbereich der Lagerungselemente 81 für eine Selbstzentrierung der Lagerungselemente 81 bei einem Anpressen bzw. Andrücken eines Lagerungselements 81 gegen den entsprechenden Lagerabschnitt 80a. Auf diese Weise kann vorgesehen sein, dass alleine durch das Anpressen bzw. Andrücken der Lagerungselemente 81 gegen die Lagerabschnitte 80a deren Abheben von dem Boden der Ausnehmung 40 innerhalb des Läufers 4 erfolgt. Bei einer kugelförmigen Ausbildung der Lagerungselemente 81 können sich diese auf der dem federelastischen Abschnitt 82 abgewandten Seite über einen Punktkontakt an einer ebenen Fläche der Ausnehmung bzw. des Betätigungsteils der Spanneinrichtung 83 abstützen, und sich an dem Lagerabschnitt 80a über einen ringförmigen Flächenkonkakt abstützen. Die ebene Abstützfläche für das in Fig. 4 bzw. Fig. 5 in Blickrichtung auf die Darstellung linke Lagerungselement 81 ist gebildet durch eine Seitenwand 40a der Ausnehmung 40, während die ebene Abstützfläche für das in Fig. 4 bzw. Fig. 5 in Blickrichtung auf die Darstellung rechte Lagerungselement 81 gebildet ist durch die ebene Fläche 83a des Betätigungsteils 83b der Spanneinrichtung 83. Somit werden über die Lagerungselemente 81 keine ungewünschten Kräfte mit einer von der Antriebs- bzw. Stellrichtung abweichenden Richtung eingeleitet. Zudem gewährleistet diese Art der Halterung bzw. Lagerung der Lagerungselemente den gewünschten rotatorischen Freiheitsgrad, der eine gegenseitige Verkippung bzw. Verschwenkung zwischen dem Läufer 4 und der Kopplungseinrichtung 8 bzw. dem damit verbundenen Abtriebselement 6 erlaubt.

Das Anpressen bzw. Andrücken der Lagerungselemente 81 gegen die in den federelastischen Abschnitten 82 ausgebildeten Lagerabschnitten 80a oder 821a bzw. 822a wird realisiert über die Spanneinrichtung 83 mit dem Betätigungsteil 83b, insbesondere wie dargestellt in Form einer Schraube, deren ebene Endfläche an dem in Blickrichtung auf die Darstellung der Fig. 4 bzw. Fig. 5 rechten Lagerungselement 81 angreift und dieses aufgrund einer entsprechenden Spannkraft in einer Richtung auf den zugehörigen federelastischen Abschnitt 82 zu drückt. Dadurch drückt das in Fig. 4 bzw. Fig. 5 rechte Lagerungselement 81 auf den zugehörigen und in Fig. 4 bzw. Fig. 5 rechten federelastischen Abschnitt 82 und lenkt diesen in entsprechender Richtung, d.h. nach links, aus. Dadurch kommt der in Fig. 4 bzw. Fig. 5 rechte federelastische Abschnitt 82 in Kontakt mit dem Klemmelement 84 bzw. drückt gegen dieses, so dass es in Kontakt mit dem in Fig. 4 bzw. Fig. 5 linken federelastischen Abschnitt 82 gelangt, und die durch die Spanneinrichtung 83 hervorgerufene Spannkraft auf diesen weiterleitet. Da zwischen dem in Fig. 4 bzw. Fig. 5 linken federelastischen Abschnitt 82 und dem Läufer 4 ein Lagerungselement 81 angeordnet ist, wird dieses aufgrund der Spannkraft zwischen der Seitenwand 40a und diesem federelastischen Abschnitt eingeklemmt, und die entsprechende Gegenkraft sorgt für ein Anliegen des in Fig. 4 bzw. Fig. 5 linken federelastischen Abschnitts 82 an dem Klemmelement 84. Somit befinden sich beide federelastischen Abschnitte 82 sowohl in Kontakt mit dem Klemmelement 84, als auch mit dem jeweiligen Lagerungselement 81 , worüber eine steife Ankopplung der Kopplungseinrichtung 8 bzw. des damit fest verbundenen Abtriebselements 6 an dem Läufer 4 resultiert.

Der zumindest eine Abschnitt 82 muss nicht jeweils federelastisch sein, sondern kann auch starr realisiert sein.

Zur entsprechenden Montage werden zunächst die Lagerungselemente 81 in die Ausnehmung 40 derart eingelegt, dass sie sich in der Nähe der beiden Seitenwände 40a, 40b der Ausnehmung 40 des Läufers 4 befinden. Sodann wird das Abtriebselement 6 entlang der Antriebs- bzw. Stellvorrichtung verschoben, bis sich dessen Ausnehmung zur Aufnahme der Verbindungsvorrichtung 80 oder des Verbindungsabschnitts 89 im Bereich der Ausnehmung 40 des Läufers 4 befindet. Dann wird der Verbindungsabschnitt 89 zusammen mit dem zwischen den beiden federelastischen Abschnitten 82 und in dem Zwischenraum 82a eingesetzten Klemmelement 84 in die Ausnehmung des Abtriebselements 6 derart eingesetzt, dass die elastischen Federabschnitte 82 zwischen den beiden Lagerungselementen 81 angeordnet sind. Dies ist dadurch ermöglicht bzw. wird dadurch erleichtert, dass das Abtriebselement 6 entlang der Stellrichtung frei verfahrbar bzw. bewegbar ist. In der weiteren Folge wird der Verbindungsabschnitts 89 und somit die Verbindungsvorrichtung 80 durch Verschraubung mit dem Abtriebselement 6 verbunden. Schließlich wird das Betätigungsteil oder die Schraube der Spanneinrichtung 83 angezogen und in den Spannzustand gebracht, so dass die ebene Spanneinrichtungsfläche 83a in Kontakt mit dem in Fig. 4 bzw. Fig. 5 rechten Lagerungslement 81 kommt und beim weiteren Anziehen der Schraube eine Spannkraft ausgeübt wird, welche die Lagerungselemente 81, die federelastischen Abschnitte 82 und das Klemmelement 84 gegeneinander verspannt, wobei diese jeweils aneinander anliegen, so dass ein Kontakt auf Block realisiert ist, welcher eine sehr steife Ankopplung von Läufer 4 und Abtriebselement 6 in bzw. entlang der Antriebs- oder Stellrichtung gewährleistet, während gleichzeitig ein rotatorischer Freiheitsgrad zur gegenseitigen Verkippung bzw. Verschwenkung von Läufer und Abtriebselement gegeben ist. Es ist in Abweichung zu der vorstehend skizzierten Abfolge von Montageschritten dankbar, zuerst die Schraube der Spanneinrichtung 83 anzuziehen, und erst danach die Verbindung des Abtriebselements 6 und des Verbindungsabschnitts 89 oder der Verbindungsvorrichtung 80 zu realisieren.

Bei den anhand der Figuren 1 bis 7 beschriebenen Ausführungsformen ragt generell der Verbindungsabschnitt 89 in eine Ausnehmung 40 des Läufers 4, wobei die Spanneinrichtung 83 im oder am Läufer 4 ausgebildet ist. Auch lässt generell die Spanneinrichtung 83 in dem Freigabezustand einen Bewegungsspielraum des Verbindungsabschnitts 89 in der Ausnehmung 40 des Läufers 4 zu, wobei im operationellen Zustand der Stellvorrichtung 1 die Spanneinrichtung 83 den Verbindungsabschnitt 89 gegen eine der Spanneinrichtung 83 zugewandte Anlagefläche 40a der Ausnehmung 40 des Läufers 4 drückt und dadurch den Läufer 4 in der Antriebsrichtung starr mit dem Abtriebselement 6 koppelt, wobei eine rotatorische Relativbewegung um eine entlang der Antriebsrichtung verlaufende Rotationsachse zwischen dem Abtriebselement 6 und dem Läufer 4 zugelassen ist.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stellvorrichtung mit einer gegenüber den Figuren 1 bis 5 andersartig ausgebildeten Kopplungseinrichtung 8. Diese weist neben der Verbindungsvorrichtung 80 ein separat vorliegendes Befestigungsteil 85 auf, das an dem Läufer 4 befestigt ist und somit als Teil des Läufers 4 angesehen werden kann. Das Befestigungsteil 85 und der Läufer 4 können zusammen auch als ein Stück, also als einteiliger Läufer 4, realisiert sein.

Bei den Ausführungsformen, die hierin anhand der Figuren 6 und 7 beschrieben sind, ist generell vorgesehen, dass der Basisabschnitt 88 am Abtriebselement 6 oder am Läufer 4 befestigt ist. Bei den in den Figuren 6 und 7 dargestellten Ausführungsformen der Stellvorrichtung 1 ist der Basisabschnitt 88 am Abtriebselement 6 befestigt. Bei jeder dieser Ausführungsformen wirkt die Spanneinrichtung 83 zwischen dem Basisabschnitt 88 und dem Verbindungsabschnitt 89, wobei die Spanneinrichtung 83 in dem Freigabezustand einen Bewegungsspielraum zwischen dem Basisabschnitt 88 und dem Verbindungsabschnitt 89 zulässt und in dem Spannzustand den Verbindungsabschnitt 89 von dem Basisabschnitt 88 aus gegen ein Befestigungsteil 85 des Läufers 4 und dieses gegen das Abtriebselement 6 drückt. Bei dazu alternativen Realisierungen kann der Basisabschnitt 88 auch am Läufer 4 befestigt und können die weiteren Komponenten in analoger Weise realisiert sein.

Bei den Ausführungsformen der Figuren 6 und 7 sind der Basisabschnitt 88 und der Verbindungsabschnitt 89 in der Antriebsrichtung federnd aneinander gelagert.

Konkret ist bei der Ausführungsform der Figur 6 einerseits ein Lagerungselement 81 (das in Fig. 6 rechte Lagerungselement) zwischen der Verbindungsvorrichtung 80 und insbesondere dem Verbindungsabschnitt 89 desselben und dem Befestigungsteil 85 angeordnet, und andererseits ist ein Lagerungselement 81 (das in Fig. 6 linke Lagerungselement) zwischen dem Befestigungsteil 85 und einer Innenwandfläche des Abtriebselements 6 angeordnet. Eine derartige Ausführungsform der Kopplungsvorrichtung 8 ist nicht so kompakt wie die gemäß den Figuren 1 bis 5, jedoch kann diese montagetechnische Vorteile bringen. Insbesondere kann so eine einfachere Zugänglichkeit des federelastischen Abschnitts realisiert werden. Bei Verwendung von Lagerungselementen, die von einer Kugelform abweichen, etwa bei angeschliffenen und dadurch abgeflachten Kugeln, ist durch eine solche Ausführungsform der Kopplungseinrichtung eine einfachere Ausrichtung der Lagerungselemente möglich.

Das Befestigungsteil 85 der Kopplungseinrichtung 8 ist im Wesentlichen starr ausgebildet und dient insbesondere der Verbindung zwischen dem Läufer 4 und der Lagereinrichtung 3. An der in Blickrichtung auf die Darstellung der Fig. 6 linken Seite des Befestigungsteils 85 liegt an dessen eine Selbstzentrierung hervorrufenden Lagerabschnitt 85a ein Lagerungselement 81 mit seinem kugelförmigen Abschnitt an, während sich dessen abgeflachter Abschnitt an einer ebenen Fläche des Abtriebselement 6 abstützt. Das Befestigungsteil 85 ist mittels Schrauben einerseits mit dem Läufer 4 und andererseits mit der Lagereinrichtung 3 verbunden. An der in Blickrichtung auf die Darstellung der Fig. 6 rechten Seite des Befestigungsteils 85 liegt an der dort gelegenen ebenen Seitenfläche das andere Lagerungselement 81 mit seinem komplementär geformten abgeflachten Abschnitt an. Der kugelförmige Abschnitt des in Fig. 6 rechten Lagerungselements 81 ist gelagert in dem komplementär geformten und eine Selbstzentrierung hervorrufenden Lagerabschnitt 80a des Verbindungselements 80. Das Verbindungselement 80 ist dabei mit dem Läufer 4, als auch mit dem Abtriebselement 6 verbunden.

Fig. 7 verdeutlicht in einer Draufsicht von oben den Aufbau der Verbindungsvorrichtung 80 aus Fig. 6, die aus dem Basisabschnitt (88) und dem Verbindungsabschnitt 89 gebildet ist, wobei der Basisabschnitt 88 und der Verbindungsabschnitt 89 relativ zueinander bewegbar sind, insbesondere gegen die Wirkung einer Federvorrichtung, hier in Form von Festkörpergelenken, die zwischen dem Basisabschnitt 88 und dem Verbindungsabschnitt 89 angeordnet sind. Der Verbindungsabschnitt 89 ist als ein Spannteil 80b ausgebildet, welches über Festkörpergelenke mit dem restlichen Teil des Verbindungselements 80, also dem Basisabschnitt 88, verbunden ist. Die Festkörpergelenke sind dabei so ausgebildet, dass im Falle des Einwirkens einer Spannkraft mittels der Spanneinrichtung 83 diese im Wesentlichen in bzw. entlang der Antriebsoder Stellrichtung wirkt. Die Spanneinrichtung 83 umfasst hierbei ein Betätigungsteil in Form einer Schraube, die in ein in dem Basisabschnitt 88, hier in Form eines federelastischen Abschnitts 82 der Verbindungsvorrichtung 80, ausgebildeten Gewinde eingedreht ist und mit ihrer Schraubenendfläche gegen das Spannteil 80b drückt, so dass das Spannteil 80b in Richtung auf das Befestigungsteil 85 zu gedrückt ist. An der der Spanneinrichtung 83 gegenüberliegend angeordneten Seite des Spannteils 80b liegt an dem Lagerabschnitt 80a das in Fig. 7 linke Lagerungselement 81 mit seinem sphärisch ausgebildeten Abschnitt an und drückt dieses in Richtung auf das Befestigungsteil 85 zu, so dass dieses in Richtung auf das andere Lagerungselement 81 zu gedrückt ist, welches sich seinerseits mit der abgeflachten Seite an einer Innenwandfläche des Abtriebselements 6 abstützt (in Fig. 7 nicht zu erkennen) und gleichzeitig dessen sphärisch ausgebildeter Abschnitt mittels des komplementär geformten Lagerabschnitts 85a gelagert ist. Somit werden das Verbindungselement 80 bzw. dessen Spannteil 80b, die Lagerungselemente 81 und das Befestigungsteil 85 gegeneinander verspannt bzw. gedrückt und ein Kontakt auf Block realisiert, der eine in Antriebs- bzw. Stellrichtung steife Kopplung zwischen dem Läufer 4 und dem Abtriebselement 6 gewährleistet. Allerdings ist bei der Realisierung der Stellvorrichtung gemäß Fig. 6 die Steifigkeit entlang der Antriebs- bzw. Stellrichtung nach links größer als nach rechts, da sich bei einem Antrieb bzw. einer Verstellung nach rechts die vergleichsweise hohe Elastizität des federelastischen Abschnitts 82 bemerkbar macht. In Fig. 7 ist in entsprechender Weise bei einem Antrieb bzw. einer Verstellung nach rechts die Steifigkeit der Kopplung höher als bei einem Antrieb bzw. einer Verstellung nach links.

Generell ist bei den anhand der Figuren 6 und 7 dargestellten Ausführungsformen als Optionen zwischen dem Befestigungsteil 85 des Läufers 4 und dem Verbindungsabschnitt 89 ein erstes Lagerungselement 81a gelegen und zwischen dem Befestigungsteil 85 des Läufers 4 und dem Abtriebselement 6 ein zweites Lagerungselement 81b gelegen, so dass im Spannzustand die Lagerungselemente 81a, 81b ein Drehgelenk 90 zur Bereitstellung der rotatorischen Relativbewegung um eine entlang der Antriebsrichtung verlaufende Rotationsachse zwischen dem Abtriebselement 6 und dem Läufer 4 ausbilden. Alternativ weisen diese Ausführungsformen nur eines der Lagerungselemente 81a, 81b oder keines der Lagerungselemente 81a, 81b auf, so dass im Spannzustand das Betätigungsteil 83b direkt auf das Verbindungsabschnitt 89 drückt, wodurch dieses direkt auf das Befestigungsteil 85 gedrückt und dieses wiederum direkt auf das Abtriebselement 6 gedrückt wird.

Weiterhin sind bei diesen Ausführungsformen als Optionen das jeweilige der Lagerungselemente 81a, 81b jeweils als ein zumindest abschnittsweise sphärisch geformtes Lagerungselement ausgebildet.

Weiterhin weist bei diesen Ausführungsformen als Optionen das Befestigungsteil 85 des Läufers 4 auf der der Spanneinrichtung 83 zugewandten Seite einen ersten Lagerabschnitt 80a auf, wobei ein jeweiliges Lagerungselement in dem ersten Lagerabschnitt gelagert ist und wobei im Spannzustand die Spanneinrichtung 83 das erste Lagerungselement gegen das Befestigungsteil 85 drückt und dabei eine Relativdrehung zwischen dem jeweiligen Lagerungselement und der Spanneinrichtung 83 zulässt.

Weiterhin weist bei diesen Ausführungsformen als Optionen das Befestigungsteil 85 des Läufers 4 auf der der Spanneinrichtung 83 abgewandten Seite einen zweiten Lagerabschnitt auf, wobei ein jeweiliges Lagerungselement in dem zweiten Lagerabschnitt 85a gelagert ist und wobei im Spannzustand die Spanneinrichtung (83) das Befestigungsteil 85 gegen das zweite Lagerungselement und dieses gegen das Abtriebselement 6 drückt und dabei eine Relativdrehung zwischen dem jeweiligen Lagerungselement und dem Befestigungsteil 85 zulässt.

Insbesondere können der jeweilige Lagerabschnitt 80a, 85a derart geformt sein, dass dieser bezüglich des sphärisch geformten Abschnitts des Lagerungselements 81 selbstzentrierend wirkt. Obwohl in den Figuren stets Stellvorrichtungen mit einem linearen Stellweg gezeigt sind, ist die Erfindung nicht auf lineare Stellvorrichtungen beschränkt; es sind auch rotatorische bzw. Rotationsstellvorrichtungen denkbar, bei welchen der Rotor eine Drehung bzw. eine Rotation als Stellbewegung ausführt.

Bezugszeichenliste:

1 Stellvorrichtung

2 Stator

3 Lagereinrichtung

4 Läufer

5 Antriebseinheit

6 Abtriebselement

7 Führungseinrichtung

8 Kopplungseinrichtung

40 Ausnehmung (des Läufers 4)

40a Seitenwand (der Ausnehmung 40)

40b Seitenwand (der Ausnehmung 40)

80 Verbindungsvorrichtung (der Kopplungseinrichtung 8)

80a, 821a, 822a Lagerabschnitt (der Verbindungsvorrichtung 80)

80b Spannteil (des Verbindungselements 80)

81 Lagerungselement (der Kopplungseinrichtung 8)

82, 821 , 822 federelastischer Abschnitt (der Kopplungseinrichtung 8)

82a Zwischenraum

83 Spanneinrichtung (der Kopplungseinrichtung 8)

83a Spanneinrichtungsfläche

83b Betätigungsteil

84 Klemmelement (der Kopplungseinrichtung)

85 Befestigungsteil zur starren Kopplung

85a Lagerabschnitt (des Befestigungselements)

88 Basisabschnitt

89 Verbindungsabschnitt

90 Drehgelenk