Kugelgewindetriebe

Andreas Mühlbauer,

Positionieren im Ultrahochvakuum

August Steinmeyer hat Kugelgewindetriebe für die Anwendung im Ultrahochvakuum entwickelt.

Diese kommen in einer universellen Reihe von Lineartischen für ein neuartiges Bildgebungsverfahren mit 30 nm Auflösung zur Anwendung. Dafür waren mehrere Positioniersysteme für extreme Stillstandsstabilität von 10 nm gefordert. Ein Kugelgewindetrieb macht die Positioniertechnik besonders stabil und präzise – je nach Auslegung auch schnell und langlebig. Die Systeme kamen am Paul Scherrer Institut (PSI) zum Einsatz. Die Technologie deckt ein breites Anwendungsspektrum von der Forschung über die Medizintechnik bis hin zur Halbleitertechnik ab.

Kugelgewindetriebe für die Anwendung im Ultrahochvakuum © August Steinmeyer

Sonder-Kugelgewindetrieb

Ein wesentlicher Bestandteil der Lineartische ist ein Sonder-Kugelgewindetrieb, um einerseits mit bis zu 50 mm/s und einer Lebensdauer von bis zu 5 km trocken zu verfahren. Beim Einsatz von Ultrahochvakuumschmierstoffen erhöht sich die erreichbare Lebensdauer auf mehrere 100 km. Bei höheren Partialdrücken bis 10-6 mbar lassen sich durch die für diesen Bereich verfügbaren besseren Schmierstoffe und haltbareren Materialien im Vakuum auch Strecken von mehreren 1.000 km erreichen. Mit Keramikkugeln, einer Beschichtung der Laufbahnen, einem speziellen Gewindeschleifverfahren sowie einer optimierten Umlenkung lassen sich auch ohne Schmierung gute Laufeigenschaften des Kugelgewindetriebes erreichen.

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Neben der individuellen Materialauswahl und Vakuumschmierung lässt sich das Positioniersystem von Steinmeyer Mechatronik optional mit einer Piezozangenbremse ausstatten, um die Stabilität im Nanometerbereich trotz hoher Lasten zu gewährleisten. Darüber hinaus ermöglichen Anpassungen an die Einbausituation in der Kammer ein individuelles Kundenbohrbild. Spezifische Adapterteile und Kabelführungen sorgen für eine bedarfsgerechte Lösung.

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