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Licensed Unlicensed Requires Authentication Published by Oldenbourg Wissenschaftsverlag January 19, 2019

Parallelfedern als Führungsmechanik für Tastsysteme

Parallel springs as guiding mechanism for a stylus system
Joachim Frühauf

Prof. Joachim Frühauf ist Geschäftsführer der SiMETRICS GmbH und war langjähriger Leiter der Fachgruppe Werkstoffe in der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik an der TU Chemnitz. Hauptarbeitsgebiete: Entwurf und Ätzen von Si-Mikrostrukturen, zuletzt speziell für die Längen und Kraftmesstechnik.

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and Alexander Sorger

Dr. Alexander Sorger war langjähriger Mitarbeiter bei Prof. Dr. Jan Mehner an der TU Chemnitz, Professur Mikrosysteme und Medizintechnik, Fakultät für Elektro- und Informationstechnik. Seine Arbeitsschwerpunkte waren der Entwurf und die Modellierung von MEMS, insbesondere von Inertialsensoren. Er arbeitet nun in der Industrie.

From the journal tm - Technisches Messen

Zusammenfassung

Parallelfedern eignen sich als Führungsmechanik für Tastsysteme der Oberflächen- und Profilmesstechnik. Der Aufbau realisierter Systeme (Gestell-Federn-Koppel) mit Federn aus Stahl oder Kunststoff (PET) wird beschrieben. Anschließend werden relevante Eigenschaften (z. B. Federkonstanten in z-Richtung und in den Querrichtungen y bzw. x, die Querabweichung und die Verkippung der Koppel bei Auslenkung um Δz und die Eigenfrequenz) theoretisch betrachtet und Messergebnisse vorgestellt. Es folgen relevante Betrachtungen für die Anwendung wie die Einstellung der Tastkraft und die Korrektur der Querabweichung, sowie als Beispiele die Messung eines Formprofils und eine Rauheitsmessung. Abschließend werden weitere Anwendungsaspekte vorgestellt.

Abstract

Parallel springs are suitable to guide stylus systems for the measurement of surfaces and profiles. The paper describes the design of realized systems (mounting bar – leaf springs – coupling bar) with leaf springs made from steel or PET. After that relevant properties (e. g. spring constants in z-, y- and x-direction, the deviation from the vertical and the tilting of the coupling bar and the natural frequency) are discussed and experimental results are presented. The adjustment of the measuring force and the correction of the deviation from the vertical are considered, followed by examples of a measured shape profile and of a roughness measurement. Finally further applications are proposed.

About the authors

Prof. Dr. Joachim Frühauf

Prof. Joachim Frühauf ist Geschäftsführer der SiMETRICS GmbH und war langjähriger Leiter der Fachgruppe Werkstoffe in der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik an der TU Chemnitz. Hauptarbeitsgebiete: Entwurf und Ätzen von Si-Mikrostrukturen, zuletzt speziell für die Längen und Kraftmesstechnik.

Dr. Alexander Sorger

Dr. Alexander Sorger war langjähriger Mitarbeiter bei Prof. Dr. Jan Mehner an der TU Chemnitz, Professur Mikrosysteme und Medizintechnik, Fakultät für Elektro- und Informationstechnik. Seine Arbeitsschwerpunkte waren der Entwurf und die Modellierung von MEMS, insbesondere von Inertialsensoren. Er arbeitet nun in der Industrie.

Danksagung

Die Autoren bedanken sich bei Frau Dr. Eva Gärtner, Fa. SiMetricS, für die Durchführung von Vergleichsmessungen mit einem kommerziellen Tastschnittgerät.

Literatur

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6. Frühauf, J.: Shape and Functional Elements of the Bulk Silicon Microtechnique, A Manual of Wet-Etched Silicon Structures, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 2005.Search in Google Scholar

Received: 2018-11-02
Accepted: 2018-12-20
Published Online: 2019-01-19
Published in Print: 2019-05-27

© 2019 Walter de Gruyter GmbH, Berlin/Boston

Downloaded on 30.11.2022 from frontend.live.degruyter.dgbricks.com/document/doi/10.1515/teme-2018-0075/html
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