Title:
Mechanisches Bauteil und Verfahren zum Verstellen eines verstellbaren Teils zumindest um eine Drehachse
Document Type and Number:
Kind Code:
A1

Abstract:

Die Erfindung betrifft ein mechanisches Bauteil mit einem verstellbaren Teil (12) und einer magnetischen Aktoreinrichtung mit mindestens einem ersten permanentmagnetischen Element (18a, 18b), welches jeweils in eine erste Verstellbewegung (20a, 20b) versetzbar ist, wodurch das verstellbare Teil (12) in eine erste Mitverstellbewegung um eine erste Drehachse (16) versetzbar ist, wobei die magnetische Aktoreinrichtung mindestens einen ersten externen Permanentmagneten (22a, 22b) umfasst, welcher ein erstes Magnetfeld bewirkt und jeweils derart in eine erste Anregbewegung (24a, 24b) versetzbar ist, dass das mindestens eine erste permanentmagnetische Element (18a, 18b) in die erste Verstellbewegung (20a, 20b) versetzbar ist. Ebenso betrifft die Erfindung ein Herstellungsverfahren für ein mechanisches Bauteil. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Verstellen eines verstellbaren Teils (12) zumindest um eine erste Drehachse (16) in Bezug zu seiner Halterung (14).





Inventors:
Ohl, Christian (72793, Pfullingen, DE)
Troebner, Philipp (71034, Böblingen, DE)
Grabmaier, Florian (72076, Tübingen, DE)
Application Number:
DE102016212703A
Publication Date:
01/18/2018
Filing Date:
07/13/2016
Assignee:
Robert Bosch GmbH, 70469 (DE)
International Classes:
B81B5/00; B81B7/02; B81C1/00; G02B26/08; H01F7/02; H01F41/00
Claims:
1. Mechanisches Bauteil mit:
einer Halterung (14);
einem verstellbaren Teil (12), welches derart an der Halterung (14) angeordnet ist, dass das verstellbare Teil (12) in Bezug zu der Halterung (14) um zumindest eine erste Drehachse (16, 50) verstellbar ist; und
einer magnetischen Aktoreinrichtung mit mindestens einem ersten permanentmagnetischen Element (18a, 18b, 54a, 54b), welches mittels eines von der magnetischen Aktoreinrichtung bewirkten und zeitlich variierenden ersten Magnetfelds jeweils in eine erste Verstellbewegung (20a, 20b) versetzbar ist, und mit dem verstellbaren Teil (12) direkt oder indirekt derart verbunden ist, dass das verstellbare Teil (12) mittels des mindestens einen in die jeweilige erste Verstellbewegung (20a, 20b) versetzten ersten permanentmagnetischen Elements (18a, 18b, 54a, 54b) in eine erste Mitverstellbewegung um die erste Drehachse (16, 50) versetzbar ist;
dadurch gekennzeichnet, dass
die magnetische Aktoreinrichtung mindestens einen ersten externen Permanentmagneten (22a, 22b) umfasst, welcher das erste Magnetfeld bewirkt,
wobei die magnetische Aktoreinrichtung zusätzlich dazu ausgelegt ist, den mindestens einen ersten externen Permanentmagneten (22a, 22b) jeweils derart in eine erste Anregbewegung (24a, 24b) zu versetzen, dass das mindestens eine erste permanentmagnetische Element (18a, 18b, 54a, 54b) mittels des aufgrund der jeweiligen ersten Anregbewegung (24a, 24b) des mindestens einen ersten externen Permanentmagneten (22a, 22b) zeitlich variierenden ersten Magnetfelds in die erste Verstellbewegung (20a, 20b) versetzbar ist.

2. Mechanisches Bauteil nach Anspruch 1, wobei die magnetische Aktoreinrichtung mindestens ein zweites permanentmagnetisches Element (56a, 56b) und mindestens einen zweiten externen Permanentmagneten umfasst, und zusätzlich dazu ausgelegt ist, den mindestens einen zweiten externen Permanentmagneten jeweils derart in eine zweite Anregbewegung zu versetzen, dass das mindestens eine zweite permanentmagnetische Element (56a, 56b) mittels eines von dem mindestens einen zweiten externen Permanentmagneten bewirkten und aufgrund der jeweiligen zweiten Anregbewegung des mindestens einen zweiten externen Permanentmagneten zeitlich variierenden zweiten Magnetfelds in eine zweite Verstellbewegung versetzbar ist, und wobei das verstellbare Teil (12) direkt oder indirekt derart mit dem mindestens einen zweiten permanentmagnetischen Element (56, 56b) verbunden ist, dass das verstellbare Teil (12) mittels des mindestens einen in die jeweilige zweite Verstellbewegung versetzten zweiten permanentmagnetischen Elements (56a, 56b) in eine zweite Mitverstellbewegung um eine geneigt zu der ersten Drehachse (50) ausgerichtete zweite Drehachse (52) versetzbar ist.

3. Mechanisches Bauteil nach Anspruch 2, wobei das verstellbare Teil (12) zumindest mittels mindestens einer inneren Feder (58) und mindestens einer äußeren Feder (60) so an der Halterung (14) aufgehängt ist, dass das verstellbare Teil (12) in Bezug zu der Halterung 814) unter einer Verformung zumindest der mindestens einen inneren Feder (58) um die erste Drehachse (50) und gleichzeitig unter einer Verformung zumindest der mindestens einen äußeren Feder (60) um die zweite Drehachse (52) verstellbar ist.

4. Mechanisches Bauteil nach Anspruch 3, wobei die magnetische Aktoreinrichtung dazu ausgelegt ist, das verstellbare Teil (12) in Bezug zu der Halterung (14) unter der Verformung zumindest der mindestens einen inneren Feder (58) resonant um die erste Drehachse (50) und gleichzeitig unter der Verformung zumindest der mindestens einen äußeren Feder (60) quasi-statisch um die zweite Drehachse (52) zu verstellen.

5. Mechanisches Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die magnetische Aktoreinrichtung mindestens einen Piezo umfasst, mittels welchem der mindestens eine erste externe Permanentmagnet (22a, 22b) und/oder der mindestens eine zweite externe Permanentmagnet jeweils in die entlang seiner vorgegebenen Verstellachse (26a, 26b) ausgerichtete erste oder zweite Anregbewegung (24a, 24b) versetzbar ist.

6. Mechanisches Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die magnetische Aktoreinrichtung mindestens einen Motor umfasst, mittels welchem der mindestens eine erste externe Permanentmagnet (22a, 22b) und/oder der mindestens eine zweite externe Permanentmagnet jeweils in die entlang seiner vorgegebenen Verstellachse (26a, 26b) ausgerichtete oder um seine vorgegebene Rotationsachse (28a, 28b) rotierende erste oder zweite Anregbewegung (24a, 24b) versetzbar ist.

7. Mechanisches Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mechanische Bauteil ein mikromechanisches Bauteil und/oder ein Mikrospiegel ist.

8. Mechanisches Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das mechanische Bauteil ein makromechanisches Bauteil und/oder ein Makrospiegel ist.

9. Herstellungsverfahren für ein mechanisches Bauteil mit den Schritten:
Anordnen eines verstellbaren Teils (12) derart an einer Halterung (14), dass das verstellbare Teil (12) in Bezug zu der Halterung (14) um zumindest eine erste Drehachse (16, 50) verstellbar ist (S1); und
Ausbilden einer magnetischen Aktoreinrichtung mit mindestens einem ersten permanentmagnetischen Element (18a, 18b, 54a, 54b), welches direkt oder indirekt so mit dem verstellbaren Teil (12) verbunden wird, dass bei einem Betrieb des mechanischen Bauteils das mindestens eine erste permanentmagnetische Element (18a, 18b, 54a, 54b) mittels eines von der magnetischen Aktoreinrichtung bewirkten und zeitlich variierenden ersten Magnetfelds jeweils in eine erste Verstellbewegung (20a, 20b) versetzt wird, und das verstellbare Teil (12) mittels des mindestens einen in die jeweilige erste Verstellbewegung (20a, 20b) versetzten ersten permanentmagnetischen Elements (18a, 18b, 54a, 54b) in eine erste Mitverstellbewegung um die erste Drehachse (16, 50) versetzt wird;
dadurch gekennzeichnet, dass
die magnetische Aktoreinrichtung mit mindestens einem ersten externen Permanentmagneten (22a, 22b) ausgebildet wird, welcher das erste Magnetfeld bewirkt, und die magnetische Aktoreinrichtung zusätzlich dazu ausgelegt wird, bei dem Betrieb des mechanischen Bauteils den mindestens einen ersten externen Permanentmagneten (22a, 22b) jeweils so in eine erste Anregbewegung (24a, 24b) zu versetzten, dass das mindestens eine erste permanentmagnetische Element (18a, 18b, 54a, 54b) mittels des aufgrund der jeweiligen ersten Anregbewegung (24a, 24b) des mindestens einen ersten externen Permanentmagneten (22a, 22b) zeitlich variierenden ersten Magnetfelds in die erste Verstellbewegung (20a, 20b) versetzt wird (S2).

10. Herstellungsverfahren nach Anspruch 9, wobei die magnetische Aktoreinrichtung mit mindestens einem zweiten permanentmagnetischen Element und mindestens einem zweiten externen Permanentmagneten (56a, 56b) ausgebildet wird, und zusätzlich dazu ausgelegt wird, bei dem Betrieb des mechanischen Bauteils den mindestens einen zweiten externen Permanentmagneten jeweils so in eine zweite Anregbewegung zu versetzten, dass das mindestens eine zweite permanentmagnetische Element (56a, 56b) mittels eines von dem mindestens einen zweiten externen Permanentmagneten bewirkten und aufgrund der jeweiligen zweiten Anregbewegung des mindestens einen zweiten externen Permanentmagneten zeitlich variierenden zweiten Magnetfelds in eine zweite Verstellbewegung versetzt wird, wobei das verstellbare Teil (12) direkt oder indirekt derart mit dem mindestens einen zweiten permanentmagnetischen Element (56a, 56b) verbunden wird, dass das verstellbare Teil (12) bei dem Betrieb des mechanischen Bauteils mittels des mindestens einen in die jeweilige zweite Verstellbewegung versetzten zweiten permanentmagnetischen Elements (56a, 56b) in eine zweite Mitverstellbewegung um eine geneigt zu der ersten Drehachse (50) ausgerichtete zweite Drehachse (52) versetzt wird.

11. Verfahren zum Verstellen eines verstellbaren Teils (12) zumindest um eine erste Drehachse (16, 50) in Bezug zu seiner Halterung (14) mit dem Schritt:
Versetzen mindestens eines ersten externen Permanentmagneten (22a, 22b), welcher ein erstes Magnetfeld bewirkt, jeweils so in eine erste Anregbewegung (24a, 24b), dass das erste Magnetfeld an mindestens einem ersten permanentmagnetischen Element (18a, 18b, 54a, 54b), welches direkt oder indirekt mit dem verstellbaren Teil (12) verbunden ist, zeitlich variiert, und das mindestens eine erste permanentmagnetische Element (18a, 18b, 54a, 54b) jeweils derart in eine erste Verstellbewegung (20a, 20b) versetzt wird, dass das verstellbare Teil (12) mittels des mindestens einen in die jeweilige erste Verstellbewegung (20a, 20b) versetzten ersten permanentmagnetischen Elements (18a, 18b, 54a, 54b) in eine erste Mitverstellbewegung in Bezug zu der Halterung (14) um die erste Drehachse (16, 50) versetzt wird (S10).

12. Verfahren nach Anspruch 11 mit dem zusätzlichen Schritt:
Versetzen mindestens eines zweiten externen Permanentmagneten, welcher ein zweites Magnetfeld bewirkt, jeweils so in eine zweite Anregbewegung, dass das zweite Magnetfeld an mindestens einem zweiten permanentmagnetischen Element (56a, 56b), welches direkt oder indirekt mit dem verstellbaren Teil (12) verbunden ist, zeitlich variiert, und das mindestens eine zweite permanentmagnetische Element (56a, 56b) jeweils derart in eine zweite Verstellbewegung versetzt wird, dass das verstellbare Teil (12) mittels des mindestens einen in die jeweilige zweite Verstellbewegung versetzten zweiten permanentmagnetischen Elements (56a, 56b) in eine zweite Mitverstellbewegung in Bezug zu der Halterung (14) um eine geneigt zu der ersten Drehachse (50) ausgerichtete zweite Drehachse (52) versetzt wird (S11).

Description:

Die Erfindung betrifft ein mechanisches Bauteil und ein Herstellungsverfahren für ein mechanisches Bauteil. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Verstellen eines verstellbaren Teils zumindest um eine erste Drehachse in Bezug zu seiner Halterung.

Stand der Technik

In der US 6,965,177 B2 sind Mikrospiegelvorrichtungen beschrieben, welche jeweils eine in Bezug zu einer zugeordneten Halterung um eine Drehachse verstellbare Spiegelplatte aufweisen. Zum Verstellen der Spiegelplatte dient jeweils eine magnetische Aktoreinrichtung mit mindestens einem direkt oder indirekt mit der Spiegelplatte verbundenen permanentmagnetischen Element. Durch Bestromen mindestens einer Spule eines Magnetjochs der magnetischen Aktoreinrichtung mit einem Wechselstromsignal soll ein zeitlich variierendes Magnetfeld so bewirkbar sein, dass das mindestens eine permanentmagnetische Element zusammen mit der zugeordneten Spiegelplatte um die Drehachse verstellt wird.

Offenbarung der Erfindung

Die Erfindung schafft ein mechanisches Bauteil mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Herstellungsverfahren für ein mechanisches Bauteil mit den Merkmalen des Anspruchs 9 und ein Verfahren zum Verstellen eines verstellbaren Teils zumindest um eine erste Drehachse in Bezug zu seiner Halterung mit den Merkmalen des Anspruchs 11.

Vorteile der Erfindung

Die vorliegende Erfindung schafft Möglichkeiten zum Verstellen eines verstellbaren Teils (wie beispielsweise eines Mikrospiegels oder eines Makrospiegels) um zumindest eine Drehachse mittels einer magnetischen Aktoreinrichtung, wobei auf eine Ausstattung der magnetischen Aktoreinrichtung mit einem Magnetjoch verzichtet werden kann. Damit entfallen auch herkömmliche Nachteile von Magnetjochen, wie beispielsweise deren Bauraumbedarf, Arbeitsschritte zum Anordnen des verstellbaren Teils in dem Magnetjoch oder Inhomogenitäten eines mittels eines Magnetjochs bewirkten Magnetfelds. Deshalb schafft die vorliegende Erfindung auch kostengünstigere Möglichkeiten zum Verstellen des verstellbaren Teils um zumindest die eine Drehachse, wobei wahlweise eine Minimierung oder Größensteigerung des verstellbaren Teils leicht ausführbar ist.

Die vorliegende Erfindung eignet sich besonders gut zum resonanten Verstellen des verstellbaren Teils um die zumindest eine Drehachse. Im Gegensatz zu einem elektrostatischen Aktor benötigt die magnetische Aktoreinrichtung keine Führung von Leiterbahnen über mindestens eine Feder, mittels welcher das verstellbare Teil an seiner zugeordneten Halterung aufgehängt ist. Das verstellbare Teil kann deshalb auf einfache Weise so an seiner Halterung verstellbar angeordnet werden, dass eine Eigenfrequenz einer harmonischen Schwingung des verstellbaren Teils um die zumindest eine Drehachse verlässlich auf einen gewünschten Wert festlegbar ist. Gleichzeitig kann die magnetische Aktoreinrichtung kostengünstig dazu ausgelegt werden, den mindestens einen externen Permanentmagneten mit der jeweiligen Eigenfrequenz in seine Anregbewegung zu verstellen, wobei ein Kontakt zwischen dem mindestens einen externen Permanentmagneten und der magnetischen Aktoreinrichtung keinen Einfluss auf die gewünschte Eigenfrequenz der harmonischen Schwingung des verstellbaren Teils um die zumindest eine Drehachse hat.

In einer vorteilhaften Ausführungsformen des mechanischen Bauteils umfasst die magnetische Aktoreinrichtung mindestens ein zweites permanentmagnetisches Element und mindestens einen zweiten externen Permanentmagneten, und ist zusätzlich dazu ausgelegt, den mindestens einen zweiten externen Permanentmagneten jeweils derart in eine zweite Anregbewegung zu versetzen, dass das mindestens eine zweite permanentmagnetische Element mittels eines von dem mindestens einen zweiten externen Permanentmagneten bewirkten und aufgrund der jeweiligen zweiten Anregbewegung des mindestens einen zweiten externen Permanentmagneten zeitlich variierenden zweiten Magnetfelds in eine zweite Verstellbewegung versetzbar ist, wobei das verstellbare Teil direkt oder indirekt derart mit dem mindestens einen zweiten permanentmagnetischen Element verbunden ist, dass das verstellbare Teil mittels des mindestens einen in die jeweilige zweite Verstellbewegung versetzten zweiten permanentmagnetischen Elements in eine zweite Mitverstellbewegung um eine geneigt zu der ersten Drehachse ausgerichtete zweite Drehachse versetzbar ist. Somit kann die vorliegende Erfindung auch zur Realisierung von vorteilhaften mechanischen Bauteilen, deren verstellbares Teil um zwei zueinander geneigte Drehachsen verstellbar ist, genutzt werden.

Vorzugsweise ist das verstellbare Teil zumindest mittels mindestens einer inneren Feder und mindestens einer äußeren Feder so an der Halterung aufgehängt, dass das verstellbare Teil in Bezug zu der Halterung unter einer Verformung zumindest der mindestens einen inneren Feder um die erste Drehachse und gleichzeitig unter einer Verformung zumindest der mindestens einen äußeren Feder um die zweite Drehachse verstellbar ist. Somit kann ein vorteilhaftes Federsystem aus zumindest der mindestens einen inneren Feder und der mindestens einen äußeren Feder zur verstellbaren Anbindung/Aufhängung des verstellbaren Teils an der Halterung eingesetzt werden. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass in diesem Fall eine Eigenfrequenz der harmonischen Schwingung des verstellbaren Teils um die erste/zweite Drehachse mittels der dabei jeweils verformten mindestens einen inneren/äußeren Feder leicht auf einen gewünschten Wert festlegbar ist.

Insbesondere kann die magnetische Aktoreinrichtung dazu ausgelegt sein, das verstellbare Teil in Bezug zu der Halterung unter der Verformung zumindest der mindestens einen inneren Feder resonant um die erste Drehachse und gleichzeitig unter der Verformung zumindest der mindestens einen äußeren Feder quasi-statisch um die zweite Drehachse zu verstellen. Diese Ausführungsform des mechanischen Bauteils kann vielseitig eingesetzt werden. Anwendungsmöglichkeiten sind beispielsweise Projektoren (wie z.B. µ-Projektoren) oder Scanner (z.B. Laserlinienscanner). Vor allem kann das entsprechende mechanische Bauteil als 2D-Laserlinienscanner oder 3D-Laserlinienscanner nicht nur zur platzsparenden Auffächerung von Strahlquellen, sondern auch zur Gestensteuerung im Raum eingesetzt werden.

Beispielsweise kann die magnetische Aktoreinrichtung mindestens einen Piezo umfassen, mittels welchem der mindestens eine erste externe Permanentmagnet oder der mindestens eine zweite externe Permanentmagnet jeweils in die entlang seiner vorgegebenen Verstellachse ausgerichtete erste oder zweite Anregbewegung versetzbar ist. Als Alternative oder als Ergänzung dazu kann die magnetische Aktoreinrichtung auch mindestens einen Motor umfassen, mittels welchem der mindestens eine erste externe Permanentmagnet und/oder der mindestens eine zweite externe Permanentmagnet jeweils in die entlang seiner vorgegebenen Verstellachse ausgerichtete oder um seine vorgegebene Rotationsachse rotierende erste oder zweite Anregbewegung versetzbar ist. Somit können kostengünstige und wenig Bauraum benötigende Komponenten zum Versetzen des mindestens einen ersten externen Permanentmagneten in seine erste Anregbewegung und/oder des mindestens einen zweiten externen Permanentmagneten in seine zweite Anregbewegung eingesetzt werden.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das mechanische Bauteil ein mikromechanisches Bauteil und/oder ein Mikrospiegel. Die vorliegende Erfindung kann somit zur Minimierung von mechanischen Bauteilen, wie insbesondere Spiegelvorrichtungen, genutzt werden.

Bevorzugter Weise ist das mechanische Bauteil ein makromechanisches Bauteil und/oder ein Makrospiegel. Damit kann genutzt werden, dass mittels der vorliegenden Erfindung vergleichsweise hohe Kräfte zum Verstellen des verstellbaren Teils um zumindest die erste Drehachse aufbringbar sind, ohne dass dazu eine die Verstellbarkeit des verstellbaren Teils beeinträchtigende Leitung benötigt wird.

Die vorausgehend beschriebenen Vorteile sind auch bei einem Ausführen eines korrespondierenden Herstellungsverfahrens für ein mechanisches Bauteil gewährleistet. Es wird darauf hingewiesen, dass das Herstellungsverfahren gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen des mechanischen Bauteils weiterbildbar ist.

Des Weiteren schafft auch ein Ausführen eines entsprechenden Verfahrens zum Verstellen eines verstellbaren Teils zumindest eine erste Drehachse in Bezug zu seiner Halterung die oben schon beschriebenen Vorteile. Auch das Verfahren zum Verstellen eines verstellbaren Teils zumindest um eine erste Drehachse in Bezug zu seiner Halterung ist gemäß den oben erläuterten Ausführungsformen des mechanischen Bauteils weiterbildbar.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform des mechanischen Bauteils;

2a und 2b eine zweite Ausführungsform und eine dritte Ausführungsform des mechanischen Bauteils;

3a bis 3c schematische Teildarstellungen von vierten bis sechsten Ausführungsformen des mechanischen Bauteils;

4 ein Flussdiagramm zum Erläutern einer Ausführungsform des Herstellungsverfahrens für ein mechanisches Bauteil; und

5 ein Flussdiagramm zum Erläutern einer Ausführungsform des Verfahrens zum Verstellen eines verstellbaren Teils zumindest um eine erste Drehachse in Bezug zu seiner Halterung.

Ausführungsformen der Erfindung

1 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform des mechanischen Bauteils.

Das in 1 schematisch dargestellte mechanische Bauteil ist lediglich beispielhaft als Spiegelvorrichtung mit einem eine reflektierende Oberfläche 10 aufweisenden verstellbaren Teil 12 ausgebildet. Es wird darauf hingewiesen, dass eine Ausbildbarkeit des mechanischen Bauteils nicht auf Spiegelvorrichtungen limitiert ist.

Das verstellbare Teil 12 ist derart an einer (nur teilweise dargestellten) Halterung 14 angeordnet, dass das verstellbare Teil 12 in Bezug zu der Halterung 14 um zumindest eine Drehachse 16 verstellbar ist. Dazu weist das mechanische Bauteil eine magnetische Aktoreinrichtung mit mindestens einem permanentmagnetischen Element 18a und 18b auf. Das mindestens eine permanentmagnetische Element 18a und 18b ist mittels eines von der magnetischen Aktoreinrichtung bewirkten und zeitlich variierenden Magnetfelds jeweils in eine Verstellbewegung 20a und 20b versetzbar. Außerdem ist das mindestens eine permanentmagnetische Element 18a und 18b mit dem verstellbaren Teil 12 direkt oder indirekt derart verbunden, dass das verstellbare Teil 12 mittels des mindestens einen jeweils in die Verstellbewegung 20a und 20b versetzten permanentmagnetischen Elements 18a und 18b in eine Mitverstellbewegung um die Drehachse 16 versetzbar ist. Auf Möglichkeiten zum vorteilhaften Anbinden/Verbinden des verstellbaren Teils 12 mit dem mindestens einen permanentmagnetischen Element 18a und 18b wird unten noch eingegangen.

Die magnetische Aktoreinrichtung umfasst auch mindestens einen externen Permanentmagneten 22a und 22b, welcher das Magnetfeld (zum Versetzen des mindestens einen permanentmagnetischen Elements 18a und 18b jeweils in seine Verstellbewegung 20a und 20b) bewirkt. Zusätzlich ist die magnetische Aktoreinrichtung dazu ausgelegt, den mindestens einen externen Permanentmagneten 22a und 22b jeweils derart in eine Anregbewegung 24a und 24b zu versetzen, dass das mindestens eine permanentmagnetische Element 18a und 18b mittels des aufgrund der Anregbewegung 24a und 24b des mindestens einen externen Permanentmagneten 22a und 22b zeitlich variierenden Magnetfelds in die jeweilige Verstellbewegung 20a und 20b versetzbar ist. Auf eine Ausstattung des mechanischen Bauteils mit einem Magnetjoch kann deshalb verzichtet werden.

Vorzugsweise weist das mechanische Bauteil eine gerade Anzahl von permanentmagnetischen Elementen 18a und 18b auf, wobei eine erste Hälfte der permanentmagnetischen Elemente 18a auf einer ersten Seite der Drehachse 16 und eine zweite Hälfte der permanentmagnetischen Elemente 18b auf einer zweiten Seite der Drehachse 16 angeordnet sind. (Eine Zahl der permanentmagnetischen Elemente 18a auf der ersten Seite der Drehachse 16 ist somit gleich einer Zahl der permanentmagnetischen Elemente 18b auf der zweiten Seite der Drehachse 16). Vorzugsweise weisen eine erste Polarität der ersten Hälfte der permanentmagnetischen Elemente 18a und eine zweite Polarität der zweiten Hälfte der permanentmagnetischen Elemente 18b in eine gleiche Richtung. Man kann dies auch als eine symmetrische Verteilung der permanentmagnetischen Elemente 18a und 18b auf beiden Seiten der Drehachse 16 umschreiben.

Auch eine gerade Anzahl von externen Permanentmagneten 22a und 22b wird für das mechanische Bauteil bevorzugt. Der ersten Hälfte der permanentmagnetischen Elemente 18a (Anzahl der externen Permanentmagneten 22a und 22b geteilt durch 2) kann eine erste Hälfte der externen Permanentmagneten 22a zugeordnet sein, während der zweiten Hälfte der permanentmagnetischen Elemente 18b eine zweite Hälfte der externen Permanentmagneten 22b (Anzahl der externen Permanentmagneten 22a und 22b geteilt durch 2) zugeordnet ist. Insbesondere kann der ersten Hälfte der permanentmagnetischen Elemente 18a und der zweiten Hälfte der permanentmagnetischen Elemente 18b je ein externer Permanentmagnet 22a und 22b zugeordnet sein. (Lediglich beispielhaft ist in der Ausführungsform der 1 genau zwei permanentmagnetischen Elementen 18a und 18b je ein externer Permanentmagnet 22a und 22b zugeordnet.)

In der Ausführungsform der 1 sind die erste Hälfte der externen Permanentmagneten 22a und die zweite Hälfte der externen Permanentmagneten 22b jeweils entlang einer vorgegebenen Verstellachse 26a oder 26b in seine Anregbewegung 24a oder 24b verstellbar. Vorzugsweise sind die Verstellachse 26a und 26b der Anregbewegungen 24a oder 24b aller externer Permanentmagneten 22b parallel zueinander ausgerichtet. Man kann dies auch damit umschreiben, dass die externen Permanentmagneten 22a und 22b in ihren Anregbewegungen 24a oder 24b lateral bewegt werden.

Insbesondere können die externen Permanentmagneten 22a und 22b mittels der magnetischen Aktoreinrichtung in Schwingungen mit einer gleichen Frequenz entlang der jeweils vorgegebenen Verstellachse 26a und 26b versetzbar sein/versetzt werden, wobei die erste Hälfte der externen Permanentmagneten 22a gegenphasig/um 180° phasenverschoben zu der zweiten Hälfte der externen Permanentmagneten 22b schwingt. Auf diese Weise können die erste Hälfte der externen Permanentmagneten 22a und die zweite Hälfte der externen Permanentmagneten 22b gegenphasig/um 180° phasenverschoben die ihnen zugeordnete Hälfte der permanentmagnetischen Elemente 18a oder 18b anziehen oder abstoßen. Während die erste Hälfte der externen Permanentmagneten 22a die erste Hälfte der permanentmagnetischen Elemente 18a abstößt, ziehen die zweite Hälfte der externen Permanentmagneten 22b die zweite Hälfte der permanentmagnetischen Elemente 18b an, was eine Teilbewegung der permanentmagnetischen Elemente 18a und 18b um die Drehachse 16 in eine erste Drehrichtung auslöst. Entsprechend ziehen die erste Hälfte der externen Permanentmagneten 22a die erste Hälfte der permanentmagnetischen Elemente 18a an wenn die zweite Hälfte der externen Permanentmagneten 22b die zweite Hälfte der permanentmagnetischen Elemente 18b abstößt, woraus eine weitere Teilbewegung der permanentmagnetischen Elemente 18a und 18b um die Drehachse 16 in eine der ersten Drehrichtung entgegen gerichtete zweite Drehrichtung bewirkt. Die abwechselnd ausgeführten Teilbewegungen in die beiden Drehrichtungen ergeben die Verstellbewegungen 20a und 20b der permanentmagnetischen Elemente 18a und 18b.

Beispielsweise kann die magnetische Aktoreinrichtung mindestens einen Piezo umfassen, mittels welchem die externen Permanentmagneten 22a und 22b jeweils in die entlang der vorgegebenen Verstellachse 26a und 26b ausgerichtete Anregbewegung 24a und 24b versetzbar sind/versetzt werden. Ebenso kann die magnetische Aktoreinrichtung mindestens einen Motor umfassen, mittels dessen Betrieb die externen Permanentmagneten 22a und 22b jeweils in die entlang der vorgegebenen Verstellachse 26a und 26b ausgerichtete Anregbewegung 24a und 24b versetzbar sind/versetzt werden. Wie in 1 erkennbar ist, hat ein Kontakt zwischen der magnetischen Aktoreinrichtung und den externen Permanentmagneten 22a und 22b keine Auswirkungen auf eine Verstellbarkeit des verstellbaren Teils 12 um die Drehachse 16 oder auf eine Eigenfrequenz einer harmonischen Schwingung des verstellbaren Teils 12 um die Drehachse 16. Deshalb können auch kostengünstige und die externen Permanentmagneten 22a und 22b kontaktierende Komponenten der magnetischen Aktoreinrichtung zum Bewirken der Anregbewegung 24a oder 24b eingesetzt werden.

Es wird auch darauf hingewiesen, dass die in 1 wiedergegebene Anbringung der externen Permanentmagneten 22a und 22b auf einer von den permanentmagnetischen Elementen 18a und 18b weg gerichteten Seite des verstellbaren Teils 12 nur beispielhaft zu interpretieren ist. Alternativ oder ergänzend können die externen Permanentmagneten 22a und 22b auch auf einer mit den permanentmagnetischen Elementen 18a und 18b bestückten Seite des verstellbaren Teils 12 angeordnet sein.

2a und 2b zeigen eine zweite Ausführungsform und eine dritte Ausführungsform des mechanischen Bauteils.

Die in den 2a und 2b schematisch dargestellten mechanischen Bauteile unterscheiden sich von der zuvor beschriebenen Ausführungsform lediglich darin, dass die externen Permanentmagneten 22a und 22b jeweils als ihre Anregbewegung 24a oder 24b in Rotationen um eine vorgegebene Rotationsachse 28a oder 28b versetzbar sind/versetzt werden. Vorzugsweise sind die Rotationsachsen 28a und 28b aller externer Permanentmagneten 22a und 22b parallel zueinander ausgerichtet. Außerdem können alle externen Permanentmagneten 22a und 22b in Rotationen mit der gleichen Rotationsfrequenz um die zugeordnete Rotationsachse 28a oder 28b versetzbar sein/versetzt werden.

In den Ausführungsformen der 2a und 2b wird die erste Hälfte der externen Permanentmagneten 22a gegenphasig/um 180° phasenverschoben im Vergleich zu der zweiten Hälfte der externen Permanentmagneten 22b um die jeweilige Rotationsachse 28a oder 28b rotiert. Auch auf diese Weise können die erste Hälfte der externen Permanentmagneten 22a und die zweite Hälfte der externen Permanentmagneten 22b gegenphasig/um 180° phasenverschoben die ihnen zugeordnete Hälfte der permanentmagnetischen Elemente 18a oder 18b anziehen oder abstoßen.

Beispielsweise kann die magnetische Aktoreinrichtung mindestens einen Motor umfassen, mittels welchem die externen Permanentmagneten 22a und 22b jeweils in die um ihre vorgegebene Rotationsachse 28a oder 28b rotierenden Anregbewegungen 24a oder 24b versetzbar sind/versetzt werden. Wie bei einem Vergleich der 2a und 2b deutlich wird, ist sowohl eine Anordnung der externen Permanentmagneten 22a und 22b auf einer mit den permanentmagnetischen Elementen 18a und 18b bestückten Seite des verstellbaren Teils 12 (2a) als auch eine Anordnung der externen Permanentmagneten 22a und 22b auf einer von den permanentmagnetischen Elementen 18a und 18b weg gerichteten Seite des verstellbaren Teils 12 (2b) möglich.

3a bis 3c zeigen schematische Teildarstellungen von vierten bis sechsten Ausführungsformen des mechanischen Bauteils.

Bei allen in 3a bis 3c schematisch dargestellten mechanischen Bauteilen ist das jeweilige verstellbare Teil 12 sowohl um eine erste Drehachse 50 als auch um eine geneigt zu der ersten Drehachse 50 ausgerichtete zweite Drehachse 52 in Bezug zu seiner Halterung 14 verstellbar. Die erste Drehachse 50 und die zweite Drehachse 52 können insbesondere senkrecht zueinander ausgerichtet sein.

Das Verstellen des verstellbaren Teils 12 um die Drehachsen 50 und 52 erfolgt bei allen in 3a bis 3c schematisch dargestellten mechanischen Bauteilen mittels der magnetischen Aktoreinrichtung des jeweiligen mechanischen Bauteils, welche je mindestens ein erstes permanentmagnetisches Element 54a und 54b, je mindestens ein zweites permanentmagnetisches Element 56a und 56b, je mindestens einen ersten externen Permanentmagneten und je mindestens einen zweiten externen Permanentmagneten umfasst. (Die externen Permanentmagneten sind in 3a bis 3c nicht eingezeichnet.) Zusätzlich ist die jeweilige Aktoreinrichtung dazu ausgelegt, den mindestens einen ersten externen Permanentmagneten jeweils derart in eine erste Anregbewegung zu versetzen, dass das mindestens eine erste permanentmagnetische Element 54a und 54b mittels eines von dem mindestens einen ersten externen Permanentmagneten bewirkten und aufgrund der jeweiligen ersten Anregbewegung des mindestens einen ersten externen Permanentmagneten zeitlich variierenden ersten Magnetfelds in eine erste Verstellbewegung versetzbar ist. Auf diese Weise ist das verstellbare Teil 12 mittels des mindestens einen in jeweils die erste Verstellbewegung versetzten ersten permanentmagnetischen Elements 54a und 54b in die erste Mitverstellbewegung um die erste Drehachse 50 versetzbar. Außerdem ist die magnetische Aktoreinrichtung zusätzlich dazu ausgelegt, den mindestens einen zweiten externen Permanentmagneten jeweils derart in eine zweite Anregbewegung zu versetzen, dass das mindestens eine zweite permanentmagnetische Element 56a und 56b mittels eines von dem mindestens einen zweiten externen Permanentmagneten bewirkten und aufgrund der jeweiligen zweiten Anregbewegung des mindestens einen zweiten externen Permanentmagneten zeitlich variierenden zweiten Magnetfelds in eine zweite Verstellbewegung versetzbar ist. Damit ist auch das direkt oder indirekt mit dem mindestens einen zweiten permanentmagnetischen Element 56a und 56b verbundene verstellbare Teil 12 mittels des mindestens einen in die jeweilige zweite Verstellbewegung versetzten zweiten permanentmagnetischen Elements 56a und 56b in eine zweite Mitverstellbewegung um die zweite Drehachse 52 versetzbar. Zum Versetzen der externen Permanentmagneten in ihre Anregbewegungen können z.B. die in 1, 2a und 2b bildlich wiedergegebenen Mechanismen eingesetzt werden. Beispielsweise können mittels der magnetischen Aktoreinrichtung die ersten externen Permanentmagneten lateral bewegt und die zweiten externen Permanentmagneten rotiert werden oder die ersten externen Permanentmagneten rotiert und die zweiten externen Permanentmagneten lateral bewegt werden.

Bei allen in 3a bis 3c dargestellten mechanischen Bauteilen ist das verstellbare Teil 12 zumindest mittels mindestens einer inneren Feder 58 und mindestens einer äußeren Feder 60 so an der Halterung 14 aufgehängt, dass das verstellbare Teil 12 in Bezug zu der Halterung 14 unter einer Verformung zumindest der mindestens einen inneren Feder 58 um die erste Drehachse 50 und gleichzeitig unter einer Verformung zumindest der mindestens einen äußeren Feder 60 um die zweite Drehachse 52 verstellbar ist. Beispielsweise kann das verstellbare Teil 12 über die mindestens eine innere Feder 58 mit einem Zwischenrahmen 62 verbunden sein, welcher über die mindestens eine äußere Feder 60 mit der Halterung 14 verbunden ist. Insbesondere kann das verstellbare Teil 12 zwischen zwei sich entlang der ersten Drehachse 50 erstreckenden inneren Federn 58 an dem Zwischenrahmen 62 aufgehängt sein. Entsprechend ist auch eine Aufhängung des Zwischenrahmens 62 an der Halterung 14 zwischen zwei sich entlang der zweiten Drehachse 52 erstreckenden äußeren Federn 60 möglich.

Bevorzugter Weise ist die magnetische Aktoreinrichtung dazu ausgelegt, das verstellbare Teil 12 bei den Ausführungsformen der 3a bis 3c jeweils in Bezug zu der Halterung 14 unter der Verformung zumindest der mindestens einen inneren Feder 58 resonant um die erste Drehachse 50 und gleichzeitig unter der Verformung zumindest der mindestens einen äußeren Feder 60 quasi-statisch um die zweite Drehachse 52 zu verstellen. Die mechanischen Bauteile der 3a bis 3c können somit vielseitig eingesetzt werden, beispielsweise in Projektoren oder Scannern. Insbesondere kann mittels jeder der Ausführungsformen der 3a bis 3c eine Gestensteuerung im Raum projiziert werden.

Alle Ausführungsformen der 3a bis 3c weisen eine gerade Anzahl von ersten permanentmagnetischen Elementen 54a und 54b und eine gerade Anzahl von zweiten permanentmagnetischen Elementen 56a und 56b auf. Außerdem sind bei allen Ausführungsformen der 3a bis 3c eine erste Hälfte der ersten permanentmagnetischen Elemente 54a auf einer ersten Seite der ersten Drehachse 50 und eine zweite Hälfte der ersten permanentmagnetischen Elemente 54b auf einer zweiten Seite der ersten Drehachse 50, sowie eine erste Hälfte der zweiten permanentmagnetischen Elemente 56a auf einer ersten Seite der zweiten Drehachse 52 und eine zweite Hälfte der zweiten permanentmagnetischen Elemente 56b auf einer zweiten Seite der zweiten Drehachse 52 angeordnet. (Eine Zahl der ersten permanentmagnetischen Elemente 54a auf der ersten Seite der ersten Drehachse 50 ist somit gleich einer Zahl der ersten permanentmagnetischen Elemente 54b auf der zweiten Seite der ersten Drehachse 50 und eine Zahl der zweiten permanentmagnetischen Elemente 56a auf der ersten Seite der zweiten Drehachse 52 ist gleich einer Zahl der zweiten permanentmagnetischen Elemente 56b auf der zweiten Seite der zweiten Drehachse 52.) Zusätzlich kann jede der Ausführungsformen auch eine gerade Anzahl von ersten externen Permanentmagneten und eine gerade Anzahl von zweiten externen Permanentmagneten haben, wobei der ersten Hälfte der ersten permanentmagnetischen Elemente 54a eine erste Hälfte der ersten externen Permanentmagneten (Anzahl der ersten externen Permanentmagneten geteilt durch 2), der zweiten Hälfte der ersten permanentmagnetischen Elemente 54b eine zweite Hälfte der ersten externen Permanentmagneten (Anzahl der ersten externen Permanentmagneten geteilt durch 2), der ersten Hälfte der zweiten permanentmagnetischen Elemente 56a eine erste Hälfte der zweiten externen Permanentmagneten (Anzahl der zweiten externen Permanentmagneten geteilt durch 2) und der zweiten Hälfte der zweiten permanentmagnetischen Elemente 56b eine zweite Hälfte der zweiten externen Permanentmagneten (Anzahl der zweiten externen Permanentmagneten geteilt durch 2) zugeordnet sein können.

Durch eine derartige gleichmäßige/symmetrische Verteilung der ersten permanentmagnetischen Elemente 54a und 54b und der ersten externen Permanentmagneten bezüglich der ersten Drehachse 50 und der zweiten permanentmagnetischen Elemente 56a und 56b und der zweiten externen Permanentmagneten bezüglich der zweiten Drehachse 52 sind vergleichsweise hohe Kräfte auf das verstellbare Teil 12 zu dessen gleichzeitigem Verstellen/Auslenken um beide Drehachse 50 und 52 übertragbar. Außerdem können gleichmäßige Geschwindigkeiten für die Mitverstellbewegungen des verstellbaren Teils 12 um beiden Drehachsen 50 und 25 erreicht werden. Auf diese Weise können auch die mit zunehmenden Auslenkungen des verstellbaren Teils 12 aus seiner Ausgangsposition größer werdenden Federkräfte der Federn 58 und 60 ausgeglichen werden.

Alle oben beschriebenen mechanischen Bauteile können in einem einzelnen Chip (als Ein-Chip-Lösung) ausgebildet sein. Erkennbar ist bei allen oben beschriebenen Ausführungsformen, dass keine elektrische Verbindung/Leitung über eine Feder 58 oder 60 benötigt wird. Herkömmliche Einschränkungen in einer Verstellbarkeit des verstellbaren Teils 12, welche auf eine über mindestens eine Feder 58 und 60 geführte elektrische Verbindung/Leitung zurückzuführen sind, müssen somit bei den oben beschriebenen mechanischen Bauteilen nicht in Kauf genommen werden. Das Fehlen von elektrischen Verbindungen/Leitungen reduziert auch die Herstellungskosten zum Herstellen der oben beschriebenen mechanischen Bauteile. Außerdem weisen die mechanischen Bauteile eine geringe Wärmebelastung auf, da kein Strom mehr durch eine elektrische Verbindung/Leitung fließt.

Bei allen oben beschriebenen mechanischen Bauteilen bewirken die Anregbewegungen 24a und 24b der externen Permanentmagneten 22a und 22b eine Anziehung oder Abstoßung des mindestens einen zugeordneten permanentmagnetischen Elements 18a, 18b, 54a, 54b, 56a oder 56b seitlich der zugeordneten Drehachse 16, 50 oder 52, wodurch eine Anregung „von außen“ des verstellbaren Teils 12 zur gewünschten Drehbewegung um die zugeordnete Drehachse 16, 50 oder 52 bewirkt wird. Vorzugsweise erzeugen in einem symmetrischen Gesamtaufbau die externen Permanentmagneten 11a und 22b auf jeder Seite der zugeordneten Drehachse 16, 50 oder 52 eine gegensinnige Änderung des jeweiligen Magnetfelds. Das auf diese Weise hervorgerufene Verstellen/Kippen des verstellbaren Elements 12 um die jeweilige Drehachse 16, 50 oder 52 erzeugt eine weitere räumliche Näherung oder Entfernung der permanentmagnetischen Elemente 18a, 18b, 54a, 54b, 56a und 56b in Bezug zu den Permanentmagneten 22a oder 22b. Dadurch bedingt kommt es zu einer sich immer weiter verstärkenden Kopplung der sich aufeinander zu bewegenden Teile und einer schwächer werdenden Kopplung der Teile, die sich voneinander weg bewegen.

Bevorzugter Weise sind die oben beschriebenen mechanischen Bauteile makromechanische Bauteile, wie beispielsweise ein Makrospiegel. Darunter können Spiegelvorrichtungen verstanden werden, deren reflektierende Oberfläche 10 einen Flächeninhalt von mindestens 1 mm2 (Quadratmillimeter), vorzugsweise von mindestens 2 mm2, insbesondere von mindestens 5 mm2, aufweist. Alternativ können die oben beschriebenen mechanischen Bauteile auch mikromechanische Bauteile, wie beispielsweise Mikrospiegel, sein.

4 zeigt ein Flussdiagramm zum Erläutern einer Ausführungsform des Herstellungsverfahrens für ein mechanisches Bauteil.

Das im Weiteren beschriebene Herstellungsverfahren kann beispielsweise zum Herstellen einer der oben beschriebenen mechanischen Bauteile ausgeführt werden. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass eine Ausführbarkeit des im Weiteren beschriebenen Herstellungsverfahrens nicht auf ein Herstellen eines derartigen mechanischen Bauteils beschränkt ist.

In einem Verfahrensschritt S1 des Herstellungsverfahrens wird ein verstellbares Teil des späteren mechanischen Bauteils derart an einer Halterung angeordnet, dass das verstellbare Teil in Bezug zu der Halterung um zumindest eine (erste) Drehachse verstellbar ist. Das verstellbare Teil kann beispielsweise mit mindestens einer Feder und der Halterung aus einem Halbleitersubstrat herausstrukturiert werden. Ein Beispiel für die Anbindung des verstellbaren Teils an die Halterung über die mindestens eine Feder ist oben schon beschrieben.

In einem Verfahrensschritt S2 des Herstellungsverfahrens wird eine magnetische Aktoreinrichtung mit mindestens einem (ersten) permanentmagnetischen Element gebildet. Das mindestens eine (erste) permanentmagnetische Element wird direkt oder indirekt so mit dem verstellbaren Teil verbunden, dass bei einem Betrieb des mechanischen Bauteils das mindestens eine (erste) permanentmagnetische Element mittels eines von der magnetischen Aktoreinrichtung bewirkten und zeitlich variierenden (ersten) Magnetfelds jeweils in eine (erste) Verstellbewegung versetzt wird, und das verstellbare Teil mittels des mindestens einen in die jeweilige (erste) Verstellbewegung versetzten (ersten) permanentmagnetischen Elements in eine (erste) Mitverstellbewegung um die (erste) Drehachse versetzt wird. Außerdem wird die magnetische Aktoreinrichtung mit mindestens einem (ersten) externen Permanentmagneten ausgebildet, welcher das (erste) Magnetfeld bewirkt. Die magnetische Aktoreinrichtung wird zusätzlich dazu ausgelegt, bei dem Betrieb des mechanischen Bauteils den mindestens einen (ersten) externen Permanentmagneten jeweils so in eine (erste) Anregbewegung zu versetzten, dass das mindestens eine (erste) permanentmagnetische Element mittels des aufgrund der jeweiligen (ersten) Anregbewegung des mindestens einen (ersten) externen Permanentmagneten zeitlich variierenden (ersten) Magnetfelds in die (erste) Verstellbewegung versetzt wird.

Als optionale Weiterbildung kann in dem Verfahrensschritt S2 die magnetische Aktoreinrichtung auch mit mindestens einem zweiten permanentmagnetischen Element und mindestens einem zweiten externen Permanentmagneten ausgebildet werden. In diesem Fall kann die magnetische Aktoreinrichtung zusätzlich dazu ausgelegt werden, bei dem Betrieb des mechanischen Bauteils den mindestens einen zweiten externen Permanentmagneten jeweils so in eine zweite Anregbewegung zu versetzten, dass das mindestens eine zweite permanentmagnetische Element mittels eines von dem mindestens einen zweiten externen Permanentmagneten bewirkten und aufgrund der jeweiligen zweiten Anregbewegung des mindestens einen zweiten externen Permanentmagneten zeitlich variierenden zweiten Magnetfelds in eine zweite Verstellbewegung versetzt wird. Außerdem wird das verstellbare Teil direkt oder indirekt derart mit dem mindestens einen zweiten permanentmagnetischen Element verbunden, dass das verstellbare Teil bei dem Betrieb des mechanischen Bauteils mittels des mindestens einen in die jeweilige zweite Verstellbewegung versetzten zweiten permanentmagnetischen Elements in eine zweite Mitverstellbewegung um eine geneigt zu der ersten Drehachse ausgerichtete zweite Drehachse versetzt wird.

Eine Anbringung des mindestens einen permanentmagnetischen Elements kann unter anderem durch Kleben oder Klemmen erfolgen. Eine Magnetisierung von mehreren permanentmagnetischen Elementen ist vorzugsweise auf der gleichen Seite der zugeordneten Drehachse gleich. Allerdings können auch permanentmagnetische Elemente mit unterschiedlicher Magnetisierung auf der gleichen Seite der zugeordneten Drehachse angeordnet sein. Des Weiteren ist auch eine nachträgliche Magnetisierung des mindestens einen permanentmagnetischen Elements möglich.

Die Verfahrensschritte S1 und S2 können in beliebiger Reihenfolge oder zeitlich überlappend ausgeführt werden. Das fertige mechanische Bauteil kann insbesondere als Ein-Chip-Lösung mittels eines sehr einfachen MEMS-Prozesses hergestellt werden. Ein Waferstack wird zum Herstellen des mechanischen Bauteils nicht benötigt. Das mechanische Bauteil kann anschließend als rein passiver Chip auf einem beliebigen Substrat gelötet, geklebt oder anderweitig befestigt werden. Beispielsweise sind auch Schraub- und/oder Steckverbindungen zur Befestigung möglich.

Da das hergestellte mechanische Bauteil keine elektrischen Verbindungen/Leitungen, insbesondere keine über eine Feder geführte elektrische Verbindung/Leitung, benötigt, ist das Herstellungsverfahren vergleichsweise kostengünstig. Außerdem kann das Fehlen von elektrischen Verbindungen/Leitungen zum Vereinfachen oder Weglassen von Bond- oder Lötprozessen genutzt werden. Da außerdem kaum leitfähige Materialien, insbesondere nicht für eine Federauslegung, benötigt werden, ist eine vergleichsweise große Materialauswahl sichergestellt.

5 zeigt ein Flussdiagramm zum Erläutern einer Ausführungsform des Verfahrens zum Verstellen eines verstellbaren Teils zumindest um eine erste Drehachse in Bezug zu seiner Halterung.

Das hier beschriebene Verfahren umfasst zumindest einen Verfahrensschritt S10: In dem Verfahrensschritt S10 wird mindestens ein (erster) externer Permanentmagnet, welcher ein (erstes) Magnetfeld bewirkt, jeweils so in eine (erste) Anregbewegung versetzt, dass das (erste) Magnetfeld an mindestens einem (ersten) permanentmagnetischen Element, welches direkt oder indirekt mit dem verstellbaren Teil verbunden ist, zeitlich variiert, und das mindestens eine (erste) permanentmagnetische Element jeweils derart in eine (erste) Verstellbewegung versetzt wird, dass das verstellbare Teil mittels des mindestens einen in die jeweilige (erste) Verstellbewegung versetzten (ersten) permanentmagnetischen Elements in eine (erste) Mitverstellbewegung in Bezug zu der Halterung um die (erste) Drehachse versetzt wird.

Optionaler Weise kann auch ein Verfahrensschritt S11 ausgeführt werden: Dazu wird mindestens ein zweiter externer Permanentmagnet, welcher ein zweites Magnetfeld bewirkt, jeweils so in eine zweite Anregbewegung versetzt, dass das zweite Magnetfeld an mindestens einem zweiten permanentmagnetischen Element, welches direkt oder indirekt mit dem verstellbaren Teil verbunden ist, zeitlich variiert, und das mindestens eine zweite permanentmagnetische Element jeweils derart in eine zweite Verstellbewegung versetzt wird, dass das verstellbare Teil mittels des mindestens einen in die jeweilige zweite Verstellbewegung versetzten zweiten permanentmagnetischen Elements in eine zweite Mitverstellbewegung in Bezug zu der Halterung um eine geneigt zu der ersten Drehachse ausgerichtete zweite Drehachse versetzt wird.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

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Zitierte Patentliteratur

  • US 6965177 B2 [0002]