DE102018213857A1

DE102018213857A1 - positioning

Info

Publication number: DE102018213857A1
Application number: DE102018213857.5A
Authority: DE
Inventors: Marco Stocker; Georg Berner; Elvira Stegmeyer
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2018-08-17
Filing date: 2018-08-17
Publication date: 2020-02-20
Anticipated expiration: 2038-08-18
Also published as: DE102018213857B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Positioniersystem zur Positionierung eines Objektträgers (2), mit einem Schlittenträger (7), der ein X-Zahnrad (8) und ein Y-Zahnrad (10) mit jeweils zugeordneter Antriebseinrichtung umfasst, und mit einem Positionierschlitten (25), der mit einer Vielzahl von längs der X-Achse (5) sowie längs der Y-Achse (6) jeweils in gleicher Teilung angeordneten Abtriebszähnen (50) versehen ist, die für einen gleichzeitigen Eingriff in das X-Zahnrad und in das Y-Zahnrad ausgebildet sind. Erfindungsgemäß ist an einer Oberseite (32) des Positionierschlittens (7) eine erste Magnetanordnung (31) angebracht, die wenigstens einen Supraleiter umfasst und es ist ein Objektträger (2) vorgesehen, der mit einer zweiten Magnetanordnung (19) versehen ist, die für eine magnetische Wechselwirkung mit der ersten Magnetanordnung (31) ausgebildet ist und die wenigstens einen Permanentmagneten (21) umfasst, wobei der Objektträger (2) einen Schwebespalt mit dem Positionierschlitten (25) ausbildet und wobei im Schwebespalt eine, vorzugsweise parallel zur Positionierebene ausgerichtete, Abdeckplatte (3) aus einem magnetflussleitenden Material angeordnet ist.The invention relates to a positioning system for positioning a specimen slide (2), with a slide holder (7), which comprises an X gear (8) and a Y gear (10), each with an associated drive device, and with a positioning slide (25), which is provided with a plurality of output teeth (50) arranged along the X axis (5) and along the Y axis (6) in the same pitch, for simultaneous engagement in the X gear and in the Y gear are trained. According to the invention, a first magnet arrangement (31), which comprises at least one superconductor, is attached to an upper side (32) of the positioning carriage (7) and an object holder (2) is provided, which is provided with a second magnet arrangement (19), which is suitable for a magnetic interaction with the first magnet arrangement (31) and which comprises at least one permanent magnet (21), the specimen slide (2) forming a floating gap with the positioning slide (25) and a cover plate (preferably aligned parallel to the positioning plane) in the floating gap ( 3) is arranged from a magnetic flux-conducting material.

Description

Die Erfindung betrifft ein Positioniersystem zur Positionierung eines Objektträgers, mit mindestens einem Schlittenträger und mit mindestens einem Positionierschlitten, wobei der Schlittenträger für eine Bewegung des Positionierschlittens parallel zu einer Positionierebene ausgebildet ist, die durch eine X-Achse und eine senkrecht zur X-Achse ausgerichtete Y-Achse bestimmt wird, und wobei der Schlittenträger ein X-Zahnrad umfasst, dessen X-Rotationsachse parallel zur X-Achse in der Positionierebene angeordnet ist und dessen X-Zähne parallel zur X-Achse ausgerichtet sind und wobei der Schlittenträger ein Y-Zahnrad umfasst, dessen Y-Rotationsachse parallel zur Y-Achse in der in der Positionierebene angeordnet ist und dessen Y-Zähne parallel zur Y-Achse ausgerichtet sind, und wobei dem X-Zahnrad ein X-Antrieb für eine Drehbewegung um die X-Rotationsachse und dem Y-Zahnrad ein Y-Antrieb für eine Drehbewegung um die Y-Rotationsachse zugeordnet ist, wobei der Positionierschlitten an einer eben ausgebildeten, dem Schlittenträger zugewandten Unterseite mit einer Vielzahl von längs der X-Achse sowie längs der Y-Achse jeweils in gleicher Teilung angeordneten Abtriebszähnen versehen ist, die für einen gleichzeitigen Eingriff in die X-Zähne und in die Y-Zähne ausgebildet sindThe invention relates to a positioning system for positioning a specimen slide, with at least one slide carrier and with at least one positioning slide, the slide carrier being designed for movement of the positioning slide parallel to a positioning plane which is defined by an X axis and a Y which is oriented perpendicular to the X axis -Axis is determined, and wherein the carriage support comprises an X gearwheel, the X rotation axis of which is arranged parallel to the X axis in the positioning plane and whose X teeth are aligned parallel to the X axis, and wherein the carriage support comprises a Y gearwheel , whose Y rotation axis is arranged parallel to the Y axis in the positioning plane and whose Y teeth are aligned parallel to the Y axis, and wherein the X gear is an X drive for a rotary movement about the X rotation axis and the Y gear is assigned a Y drive for a rotary movement about the Y rotation axis, the positioning slide a n a flat bottom surface facing the slide carrier is provided with a plurality of output teeth arranged along the X-axis and along the Y-axis, each with the same pitch, which are designed for simultaneous engagement in the X-teeth and in the Y-teeth are

Aus der EP 2 982 472 A1 ist ein Positioniersystem bekannt, das über einen Schlittenträger verfügt, auf dem ein Positionierschlitten angeordnet ist, der mit Hilfe von Antriebszahnrädern des Schlittenträgers zu einer Positionierbewegung in einer Positionierebene antreibbar ist, wobei die Positionierebene durch ein kartesisches x-y-Koordinatensystem definiert ist und wobei sich unter den Antriebszahnrädern mindestens ein x-Antriebszahnrad, das eine Positionierbewegung in der x-Achsrichtung hervorrufen kann, und ferner mindestens ein y-Antriebszahnrad, das eine Positionierbewegung in der y-Achsrichtung hervorrufen kann, befindet. Die Antriebszahnräder stehen mit einer Abtriebs-Verzahnungsstruktur des Positionierschlittens in Eingriff, die eine Vielzahl von Abtriebszähnen aufweist, die in einer regelmäßigen zweidimensionalen Zahnmatrix punktuell verteilt sind.From the EP 2 982 472 A1 A positioning system is known which has a slide carrier on which a positioning slide is arranged, which can be driven by means of drive gears of the slide carrier for a positioning movement in a positioning plane, the positioning plane being defined by a Cartesian xy coordinate system and being among the Drive gears at least one x-drive gear that can cause a positioning movement in the x-axis direction and also at least one y-drive gear that can cause a positioning movement in the y-axis direction. The drive gearwheels are in engagement with an output toothing structure of the positioning slide, which has a large number of output teeth, which are selectively distributed in a regular two-dimensional tooth matrix.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Positioniersystem anzugeben, das für eine Verwendung in Labors oder Reinräumen geeignet ist.The object of the invention is to provide a positioning system that is suitable for use in laboratories or clean rooms.

Diese Aufgabe wird für ein Positioniersystem der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hierbei ist vorgesehen, dass an einer Oberseite des Positionierschlittens eine erste Magnetanordnung angebracht ist, die wenigstens einen Supraleiter umfasst und dass ein Objektträger vorgesehen ist, der mit einer zweiten Magnetanordnung versehen ist, die für eine magnetische Wechselwirkung mit der ersten Magnetanordnung ausgebildet ist und die wenigstens einen Permanentmagneten umfasst, wobei der Objektträger einen Schwebespalt mit dem Positionierschlitten ausbildet und wobei im Schwebespalt eine, vorzugsweise parallel zur Positionierebene ausgerichtete, Abdeckplatte aus einem magnetflussleitenden Material angeordnet ist.This object is achieved for a positioning system of the type mentioned at the outset with the features of claim 1. It is provided here that a first magnet arrangement is attached to an upper side of the positioning slide, which comprises at least one superconductor and that a specimen slide is provided which is provided with a second magnet arrangement which is designed for magnetic interaction with the first magnet arrangement and which at least comprises a permanent magnet, wherein the specimen slide forms a floating gap with the positioning slide and wherein a cover plate, preferably aligned parallel to the positioning plane, made of a magnetic flux-conducting material is arranged in the floating gap.

Diese Maßnahmen ermöglichen eine räumliche Trennung zwischen der Funktion der Bereitstellung einer Bewegung, die mit Hilfe des Schlittenträgers und des Positionierschlittens verwirklicht wird, und der Funktion der Aufnahme eines zu transportierenden oder zu bewegenden Objekts, die mit dem Objektträger verwirklicht wird. Bei dem Objekt kann es sich beispielsweise um wenigstens einen Behälter zur Aufnahme eines Gegenstands oder einer Substanz handeln, die zwischen einer ersten Position auf der Positionierebene und einer zweiten Position auf der Positionierebene bewegt werden soll. Diese räumliche Trennung der Funktionen wird ermöglicht, da zwischen dem Positionierschlitten und dem Objektträger eine kontaktlose Kraftübertragung vorgesehen ist, die durch die magnetische Wechselwirkung zwischen der ersten Magnetanordnung und der zweiten Magnetanordnung verwirklicht wird. Hierbei wird zwischen dem Positionierschlitten und dem Objektträger ein Schwebespalt ausgebildet, in dem eine Abdeckplatte angeordnet wird, die die gewünschte Trennung zwischen dem wenigstens einen Schlittenträger und dem Objektträger gewährleistet.These measures enable a spatial separation between the function of providing a movement which is carried out with the aid of the slide carrier and the positioning slide and the function of receiving an object to be transported or moved which is carried out with the slide. The object can be, for example, at least one container for holding an object or a substance that is to be moved between a first position on the positioning plane and a second position on the positioning plane. This spatial separation of the functions is made possible because a contactless power transmission is provided between the positioning slide and the specimen slide, which is realized by the magnetic interaction between the first magnet arrangement and the second magnet arrangement. Here, a floating gap is formed between the positioning slide and the specimen slide, in which a cover plate is arranged, which ensures the desired separation between the at least one slide carrier and the specimen slide.

Zur Ausbildung des Schwebespalts ist vorgesehen, den Positionierschlitten mit der ersten Magnetanordnung auszurüsten, die wenigstens einen Supraleiter umfasst. Bei dem Supraleiter handelt es sich vorzugsweise um einen Typ II-Supraleiter, der auch als Hochtemperatursupraleiter bezeichnet wird und der beispielsweise aus dem Material Yttriumbariumkupferoxid hergestellt sein kann. Für die Verwendung im Positioniersystem ist vorgesehen, die erste Magnetanordnung in einer Umgebung zu betreiben, in der eine Temperatur vorliegt, die unter einer materialspezifischen Sprungtemperatur des Supraleitermaterials liegt. Hierdurch kann eine der supraleitenden Eigenschaften des Supraleiters genutzt werden, die als „Pinning“ bezeichnet wird. Beim „Pinning“ handelt es sich um einen physikalischen Effekt, der darauf beruht, dass das supraleitende Material während einer Abkühlung von einem Temperaturniveau oberhalb seiner materialspezifischen Sprungtemperatur auf ein Temperaturniveau unterhalb seiner materialspezifischen Sprungtemperatur mit einem äußeren Magnetfeld beaufschlagt wird und hierbei im Supraleitermaterial Wirbelströme auftreten, die sogenannte Flussschläuche bilden. Diese Flussschläuche bleiben aufgrund der supraleitenden Eigenschaften des Supraleitermaterials bei dauerhafter Unterschreitung der materialspezifischen Sprungtemperatur erhalten und wirken einer Veränderung des von außen aufgeprägten Magnetfelds durch entgegengesetzte Magnetkräfte entgegen. Für die gewünschte Schwebefunktion des Objektträgers relativ zum Positionierschlitten, durch die der Schwebespalt ausgebildet und die Anordnung der Abdeckplatte zwischen dem Objektträger und dem Positionierschlitten ermöglicht wird, ist es vorgesehen, die erste Magnetanordnung während der Abkühlung unter die Sprungtemperatur des Supraleiters mit einem Magnetfeld zu beaufschlagen, das dem vom Objektträger bereitgestellten Magnetfeld entspricht und hierdurch den Supraleiter auf die zweite Magnetanordnung, die dem Objektträger zugeordnet ist und die wenigstens einen Permanentmagneten umfasst, zu konditionieren.To form the floating gap, it is provided that the positioning slide is equipped with the first magnet arrangement, which comprises at least one superconductor. The superconductor is preferably a type II superconductor, which is also referred to as a high-temperature superconductor and which can be produced, for example, from the material yttrium barium copper oxide. For use in the positioning system, provision is made to operate the first magnet arrangement in an environment in which a temperature is present which is below a material-specific transition temperature of the superconductor material. This allows one of the superconducting properties of the superconductor to be used, which is referred to as “pinning”. "Pinning" is a physical effect that is based on the fact that the superconducting material is subjected to an external magnetic field during cooling from a temperature level above its material-specific jump temperature to a temperature level below its material-specific jump temperature and eddy currents occur in the superconductor material, which form so-called river hoses. Due to the superconducting properties of the superconductor material, these flow hoses are retained when the material-specific transition temperature is permanently undershot and act as a change from the outside opposed magnetic field by opposing magnetic forces. For the desired floating function of the specimen slide relative to the positioning slide, by means of which the floating gap is formed and the arrangement of the cover plate between the specimen slide and the positioning slide is made possible, it is provided to apply a magnetic field to the first magnet arrangement during cooling below the cracking temperature of the superconductor, which corresponds to the magnetic field provided by the specimen slide and thereby to condition the superconductor onto the second magnet arrangement which is assigned to the specimen slide and which comprises at least one permanent magnet.

Die Abdeckplatte ermöglicht somit eine Abtrennung zwischen einem ersten Raumvolumen, in dem der wenigstens eine Schlittenträger sowie der wenigstens eine Positionierschlitten angeordnet sind, und einem zweiten Raumvolumen, in dem der wenigstens eine Objektträger mit einem darauf angeordneten Objekt angeordnet ist.The cover plate thus enables a separation between a first volume in which the at least one slide carrier and the at least one positioning slide are arranged, and a second volume in which the at least one slide with an object arranged thereon is arranged.

Durch diese Abtrennung wird verhindert, dass Partikel, die in dem ersten Raumvolumen durch Rotation der X-Zahnräder und der Y-Zahnräder zur Bewirkung der Relativbewegung zwischen Schlittenträger und Positionierschlitten aufgrund des Eingriffs der X-Zahnräder und der Y-Zahnräder in die Abtriebszähne des Positionierschlittens entstehen können, in das zweite Raumvolumen gelangen, das beispielhaft als Reinraum gemäß einer vorgebbaren Reinraumklasse ausgebildet sein kann.This separation prevents particles that are in the first volume of space by rotating the X gearwheels and the Y gearwheels to effect the relative movement between the slide carrier and the positioning slide due to the engagement of the X gearwheels and the Y gearwheels in the driven teeth of the positioning slide can arise, get into the second room volume, which can be designed, for example, as a clean room according to a predeterminable clean room class.

Beispielhaft kann vorgesehen sein, dass wenigstens im ersten Raumvolumen oder im ersten Raumvolumen und im zweiten Raumvolumen eine Temperatur eingehalten wird, die unterhalb der materialspezifischen Sprungtemperatur des Supraleitermaterials liegt, so dass keine individuelle Isolierung und Temperierung der ersten Magnetanordnung erforderlich ist.As an example, it can be provided that at least in the first room volume or in the first room volume and in the second room volume a temperature is maintained which is below the material-specific transition temperature of the superconductor material, so that no individual insulation and temperature control of the first magnet arrangement is required.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Zweckmäßig ist es, wenn die erste Magnetanordnung in einem Isolierbehälter aufgenommen ist, der mit dem Positionierschlitten gekoppelt ist und dass der Isolierbehälter eine Kühlschnittstelle umfasst, die für einen Wärmeabtransport aus dem Isolierbehälter ausgebildet ist. Bei einer Verwendung eines Isolierbehälters für die erste Magnetanordnung kann darauf verzichtet werden, das gesamte erste Raumvolumen auf eine Temperatur unterhalb der materialspezifischen Sprungtemperatur des Supraleitermaterials zu kühlen: Dies erleichtert insbesondere die Auslegung des Schlittenträgers, da die dort vorzusehenden Komponenten wie die Antriebseinrichtungen für die X-Zahnräder und die Y-Zahnräder nicht auf niedrige Temperaturen, insbesondere im Bereich von 90 Kelvin oder weniger, angepasst werden müssen. In gleicher Weise gilt dies auch für die Materialien des Positionierschlittens. Bei dem Isolierbehälter handelt es sich insbesondere um einen Kryostaten, der einen abgeschlossenen Isolierraum begrenzt, in dem die erste Magnetanordnung aufgenommen ist. Hierzu umfasst der Kryostat mehrere abdichtend miteinander verbundene oder einstückig ausgebildete Wandabschnitte, die aufgrund ihrer Materialauswahl und Materialzusammensetzung einen hohen Wärmeübergangswiderstand aufweisen, so dass ein Wärmeeintrag aus einer Umgebung des Isolierbehälters in den Isolierraum gering gehalten werden kann. Überdies kann vorgesehen sein, dass der Isolierraum evakuiert ist, um eine möglichst geringe Wärmekopplung zwischen den Wandabschnitten des Isolierbehälters und dem Supraleiter zu gewährleisten. Für eine mechanische Aufhängung des Supraleiters im Isolierbehälter ist wenigstens ein Verbindungselement zwischen dem Supraleiter und den Wandabschnitten vorzusehen, das aufgrund seiner Materialauswahl und/oder geometrischen Gestalt einen hohen Wärmeübergangswiderstand aufweist. Ein Verbindungselement ist dazu ausgebildet, einen Wärmestrom vom Supraleiter bis an eine Außenoberfläche des Isolierbehälters zu ermöglichen und bildet an der Außenoberfläche des Isolierbehälters eine Kühlschnittstelle aus. Die Kühlschnittstelle kann wahlweise dauerhaft oder zeitweilig mit einer Wärmesenke verbunden werden, um Wärme vom Supraleiter abzutransportieren und dadurch die Unterschreitung der materialspezifischen Sprungtemperatur zu gewährleisten.It is expedient if the first magnet arrangement is accommodated in an insulating container which is coupled to the positioning slide and that the insulating container comprises a cooling interface which is designed for heat removal from the insulating container. If an insulating container is used for the first magnet arrangement, it is not necessary to cool the entire first room volume to a temperature below the material-specific crack temperature of the superconductor material: This simplifies the design of the slide carrier in particular, since the components to be provided there, such as the drive devices for the X- Gears and the Y gears do not need to be adjusted to low temperatures, especially in the range of 90 Kelvin or less. In the same way, this also applies to the materials of the positioning slide. The insulating container is, in particular, a cryostat that delimits a closed insulating space in which the first magnet arrangement is accommodated. For this purpose, the cryostat comprises a plurality of sealingly connected or integrally formed wall sections which, owing to their material selection and material composition, have a high heat transfer resistance, so that heat input from the surroundings of the insulating container into the insulating space can be kept low. In addition, it can be provided that the insulating space is evacuated in order to ensure the lowest possible heat coupling between the wall sections of the insulating container and the superconductor. For a mechanical suspension of the superconductor in the insulating container, at least one connecting element between the superconductor and the wall sections is to be provided, which has a high heat transfer resistance due to its material selection and / or geometric shape. A connecting element is designed to enable a heat flow from the superconductor to an outer surface of the insulating container and forms a cooling interface on the outer surface of the insulating container. The cooling interface can either be permanently or temporarily connected to a heat sink in order to remove heat from the superconductor and thereby ensure that the material-specific crack temperature is not exceeded.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass dem Isolierbehälter eine dauerhaft mit der Kühlschnittstelle verbundene elektromechanische, insbesondere als Stirling-Motor ausgebildete, Kühleinrichtung zugeordnet ist, und dass am Schlittenträger eine Sendeeinrichtung und am Positionierschlitten eine Empfangseinrichtung für eine kontaktlose Energieübertragung zwischen der Sendeeinrichtung und der Empfangseinrichtung angeordnet sind. Bei dieser Ausgestaltung des Positionierschlittens ist eine autarke Kühlung des Isolierbehälters mit der Kühleinrichtung, die dem Positionierschlitten zugeordnet ist und die dauerhaft mit der Kühlschnittstelle des Isolierbehälters verbunden ist, verwirklicht. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Kühleinrichtung zur Durchführung eines thermodynamischen Kreisprozesses ausgebildet ist und hierfür eine Zufuhr von elektrischer Energie vorgesehen ist. Insbesondere handelt es sich bei der Kühleinrichtung um einen Stirling-Motor, der von einem Elektromotor angetrieben wird. Um eine freie Beweglichkeit des Positionierschlittens gegenüber dem wenigstens einen Schlittenträger zu ermöglichen, ist eine kontaktlose Energieübertragung zwischen dem Schlittenträger und dem Positionierschlitten vorgesehen. Hierzu ist dem Schlittenträger eine Sendeeinrichtung zugeordnet, die zur Bereitstellung eines Energiefelds ausgebildet ist, aus dem von einer dem Positionierschlitten zugeordneten Empfangseinrichtung eine Energieauskopplung erfolgen kann. Exemplarisch ist vorgesehen, dass es sich bei der Sendeeinrichtung um eine elektrische Spule oder eine elektrische Spulenanordnung handelt, die mit einem elektrischen Wechselstrom beaufschlagt werden kann, um ein elektromagnetisches Wechselfeld bereitzustellen. Ferner kann die Empfangseinrichtung als elektrische Spule oder als elektrische Spulenanordnung ausgebildet sein, die durch Induktion elektrische Energie aus dem elektromagnetischen Wechselfeld gewinnen kann und diese elektrische Energie zum Betrieb der Kühleinrichtung einsetzen kann. Ergänzend oder alternativ kann vorgesehen sein, dass die Sendeeinrichtung für eine Bereitstellung von elektromagnetischen Wellen im Bereich des sichtbaren Lichts oder angrenzender Wellenlängenbereiche ausgebildet ist und dass die Empfangseinrichtung in der Art einer Fotozelle oder Fotodiode ausgebildet ist, um eine Umsetzung der elektromagnetischen Wellen in elektrische Energie zu ermöglichen.It is preferably provided that the insulating container is assigned an electromechanical cooling device permanently connected to the cooling interface, in particular designed as a Stirling engine, and that a transmitting device and a receiving device for contactless energy transmission between the transmitting device and the receiving device are arranged on the slide carrier. In this configuration of the positioning slide, self-sufficient cooling of the insulating container with the cooling device, which is assigned to the positioning slide and which is permanently connected to the cooling interface of the insulating container, is realized. It is preferably provided that the cooling device is designed to carry out a thermodynamic cycle and that a supply of electrical energy is provided for this. In particular, the cooling device is a Stirling engine that is driven by an electric motor. In order to enable the positioning carriage to move freely with respect to the at least one carriage carrier, contactless energy transmission is provided between the carriage carrier and the positioning carriage. This is the Carrier assigned to a transmitter, which is designed to provide an energy field, from which energy can be extracted from a receiver assigned to the positioning carriage. By way of example, it is provided that the transmitting device is an electrical coil or an electrical coil arrangement which can be supplied with an alternating electrical current in order to provide an alternating electromagnetic field. Furthermore, the receiving device can be designed as an electrical coil or as an electrical coil arrangement which can obtain electrical energy from the alternating electromagnetic field by induction and can use this electrical energy to operate the cooling device. Additionally or alternatively, it can be provided that the transmitting device is designed to provide electromagnetic waves in the range of visible light or adjacent wavelength ranges and that the receiving device is designed in the manner of a photocell or photodiode in order to convert the electromagnetic waves into electrical energy enable.

Bei einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass am Schlittenträger eine zur zeitweiligen Kopplung mit der Kühlschnittstelle ausgebildete elektromechanische, insbesondere als Stirling-Motor ausgebildete, Kühleinrichtung angeordnet ist. Hierbei liegt der Gedanke zu Grunde, dass bei geeigneter Auslegung des Isolierbehälters kein dauerhafter Wärmeabtransport vom Supraleiter erforderlich ist, so dass auf ein permanentes Mitführen der Kühleinrichtung mit dem Positionierschlitten verzichtet werden kann. Ferner ist davon auszugehen, dass das Positioniersystem üblicherweise dazu eingesetzt wird, Objekte, die auf dem Objektträger angeordnet sind, an wenigstens eine Arbeitsstation zu transportieren, um dort einen Arbeitsvorgang wie beispielsweise eine chemische oder physikalische Behandlung des Objekts, durchzuführen. Während der Durchführung dieses Arbeitsvorgangs kann mit Hilfe der am Schlittenträger angeordneten Kühleinrichtung eine wärmeleitende Verbindung mit der Kühlschnittstelle am Isolierbehälter hergestellt werden. Während der Zeitdauer des Arbeitsvorgangs kann dann ein Wärmeabtransport aus dem Isolierbehälter vorgenommen werden. Sobald der Objektträger die Arbeitsposition wieder verlässt und somit auch die Kopplung zwischen der Kühlschnittstelle und der Kühleinrichtung aufgehoben wird, ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Kühlschnittstelle am Isolierbehälter durch geeignete Maßnahmen wie beispielsweise einen Schieber oder eine schwenkbewegliche Klappe von der Umgebung abgeschirmt wird, um einen möglichst geringen Wärmeeintrag in den Isolierbehälter zu gewährleisten.In an alternative embodiment of the invention, it is provided that an electromechanical cooling device, designed in particular as a Stirling engine, for temporary coupling to the cooling interface is arranged on the slide carrier. This is based on the idea that, with a suitable design of the insulating container, no permanent heat removal from the superconductor is required, so that there is no need to carry the cooling device with the positioning slide at all times. Furthermore, it can be assumed that the positioning system is usually used to transport objects which are arranged on the specimen slide to at least one work station in order to carry out a work process there, for example chemical or physical treatment of the object. During the execution of this work process, a heat-conducting connection to the cooling interface on the insulating container can be established with the aid of the cooling device arranged on the slide carrier. Heat can then be removed from the insulating container during the period of the work process. As soon as the specimen slide leaves the working position and thus also the coupling between the cooling interface and the cooling device is released, it is preferably provided that the cooling interface on the insulating container is shielded from the environment by suitable measures such as a slide or a pivoting flap, by one To ensure the lowest possible heat input into the insulating container.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zweite Magnetanordnung mehrere in einer Halbach-Anordnung angeordnete Permanentmagnete umfasst. Eine solche Ausführung der zweiten Magnetanordnung ermöglicht eine kompakte räumliche Anordnung der Permanentmagnete sowie eine Verstärkung des von den Permanentmagneten bereitgestellten magnetischen Flusses in einer Vorzugsrichtung durch vorteilhafte Ausrichtung der magnetischen Pole benachbart angeordneter Permanentmagnete.In a further embodiment of the invention it is provided that the second magnet arrangement comprises a plurality of permanent magnets arranged in a Halbach arrangement. Such an embodiment of the second magnet arrangement enables a compact spatial arrangement of the permanent magnets and an increase in the magnetic flux provided by the permanent magnets in a preferred direction by advantageously aligning the magnetic poles of adjacent permanent magnets.

Bevorzugt sind längs der X-Achse und/oder längs der Y-Achse jeweils mehrere aneinandergrenzend angereihte Schlittenträger zu einer Schlittenträgeranordnung verbunden und bestimmen eine Positionierfläche, die vollständig von der Abdeckplatte bedeckt ist. Beispielhaft ist vorgesehen, dass die Schlittenträgeranordnung und der bzw. die Positionierschlitten in einer Projektionsebene, die insbesondere durch eine Oberfläche der Abdeckplatte bestimmt wird, jeweils einen quadratischen Querschnitt aufweisen und der quadratische Querschnitt der Schlittenträger zumindest weitgehend deckungsgleich, insbesondere identisch, mit dem Querschnitt des Positionierschlitten ist. Ferner kann vorgesehen sein, dass zumindest in einer Achsrichtung längs der X-Achse oder der Y-Achse mehrere Schlittenträger aneinandergereiht sind, um einen geradlinigen Verfahrweg für den Positionierschlitten zu bestimmen. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass sowohl längs der X-Achse und längs der Y-Achse mehrere Schlittenträger aneinandergereiht sind, um Bewegungsmöglichkeiten für Positionierschlitten in beiden Achsrichtungen zu ermöglichen. Beispielhaft sind sowohl längs der X-Achse als auch längs der Y-Achse eine Vielzahl von Schlittenträgern aneinandergereiht, um beispielsweise eine rechteckige oder quadratische Positionierfläche zu bestimmen, die vollständig von der Abdeckplatte bedeckt ist. Je mehr Schlittenträger längs der beiden Achsrichtungen aneinandergereiht sind, desto eher besteht die Möglichkeit, dass bei geeigneter Ansteuerung der jeweiligen X-Zahnräder und der jeweiligen Y-Zahnräder auch gekrümmte Bewegungspfade für den oder die Positionierschlitten durch Kreisinterpolation verwirklicht werden können. Die Anzahl der Positionierschlitten ist kleiner als die Anzahl der Schlittenträger.Preferably, a plurality of sled carriers arranged adjacent to one another are connected along the X axis and / or along the Y axis to form a sled carrier arrangement and determine a positioning surface which is completely covered by the cover plate. By way of example, it is provided that the slide carrier arrangement and the positioning slide (s) in a projection plane, which is determined in particular by a surface of the cover plate, each have a square cross section and the square cross section of the slide carriers is at least largely congruent, in particular identical, with the cross section of the positioning slide is. Furthermore, it can be provided that at least in one axial direction along the X-axis or the Y-axis, a plurality of slide carriers are strung together in order to determine a straight-line travel path for the positioning slide. It is particularly preferably provided that a plurality of slide carriers are lined up along the X-axis and along the Y-axis in order to enable movement possibilities for positioning slides in both axial directions. By way of example, a large number of slide carriers are lined up along the X-axis and along the Y-axis, for example in order to determine a rectangular or square positioning surface which is completely covered by the cover plate. The more slide carriers are lined up along the two axis directions, the more likely it is that, with suitable control of the respective X gears and the respective Y gears, curved movement paths for the positioning slide or slides can also be realized by circular interpolation. The number of positioning carriages is smaller than the number of carriage carriers.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Hierbei zeigt:

1 eine schematische Draufsicht auf ein Positioniersystem, bei dem mehrere Schlittenträger unterhalb einer Abdeckplatte angeordnet sind, über der ein Objektträger mit darauf angeordneten Objekten schwebt,
2 eine Vorderansicht des Positioniersystems gemäß der 1 mit teilweise geschnitten dargestellten Einzelkomponenten, und
3 eine Ansicht von unten auf den Schlittenträger.

An advantageous embodiment of the invention is shown in the drawing. Here shows:

1 1 shows a schematic plan view of a positioning system in which a plurality of slide carriers are arranged below a cover plate, over which a slide with objects arranged thereon hovers,
2 a front view of the positioning system according to the 1 with individual components shown partially in section, and
3 a bottom view of the sled carrier.

Ein in der 1 dargestelltes Positioniersystem 1 ist zur Bewegung eines oder mehrerer Objektträger 2 parallel zu einer beispielhaft eben ausgebildeten Oberfläche 4 einer Abdeckplatte 3 vorgesehen. Die Oberfläche 4 liegt beispielhaft in einer Ebene, die von einer X-Achse 5 und einer senkrecht dazu ausgerichteten Y-Achse 6 aufgespannt wird und weist rein exemplarisch in dieser Ebene eine quadratische Ausdehnung auf. Unterhalb der beispielhaft als Planparallelplatte ausgebildeten Abdeckplatte 3 sind mehrere Schlittenträger 7 angeordnet, die jeweils bei einer Projektion auf die Oberfläche 4 einen quadratischen Querschnitt aufweisen und die unmittelbar angrenzend zueinander angeordnet sind. Exemplarisch ist vorgesehen, dass die Schlittenträger 7 jeweils gleichartig ausgebildet sind.An Indian 1 shown positioning system 1 is for moving one or more slides 2 parallel to an exemplary flat surface 4 a cover plate 3 intended. The surface 4 is, for example, in a plane that is from an X axis 5 and a perpendicular Y axis 6 is stretched and has, as an example, a square extension in this plane. Below the cover plate, which is designed as a plane parallel plate, for example 3 are multiple sled carriers 7 arranged, each with a projection onto the surface 4 have a square cross section and are arranged immediately adjacent to each other. As an example, it is provided that the sled carrier 7 are each of the same design.

Jeder der Schlittenträger 7 umfasst ein walzenförmig ausgebildetes X-Zahnrad 8, dessen Rotationsachse 9, die auch als X-Rotationsachse bezeichnet werden kann, parallel zur X-Achse 5 ausgerichtet ist und dessen Zähne parallel zur Rotationsachse 9 ausgerichtet sind. Dem X-Zahnrad 8 ist eine nicht näher dargestellte Antriebseinrichtung zur Einleitung einer Rotationsbewegung um die Rotationsachse 9 zugeordnet. Ferner umfasst jeder der Schlittenträger 7 ein walzenförmig ausgebildetes Y-Zahnrad 10, dessen Rotationsachse 11, die auch als Y-Rotationsachse bezeichnet werden kann, parallel zur Y-Achse 6 ausgerichtet ist und dessen Zähne parallel zur Rotationsachse 9 ausgerichtet sind. Dem Y-Zahnrad 10 ist eine nicht näher dargestellte Antriebseinrichtung zur Einleitung einer Rotationsbewegung um die Rotationsachse 11 zugeordnet.Each of the sled carriers 7 includes a roller-shaped X gear 8th , whose axis of rotation 9 , which can also be referred to as the X axis of rotation, parallel to the X axis 5 is aligned and its teeth parallel to the axis of rotation 9 are aligned. The X gear 8th is a drive device, not shown, for initiating a rotational movement about the axis of rotation 9 assigned. Each also includes the sled carrier 7 a roller-shaped Y gear 10 , whose axis of rotation 11 , which can also be called the Y rotation axis, parallel to the Y axis 6 is aligned and its teeth parallel to the axis of rotation 9 are aligned. The Y gear 10 is a drive device, not shown, for initiating a rotational movement about the axis of rotation 11 assigned.

Wie der Darstellung der 2, auf die nachstehend näher eingegangen wird, entnommen werden kann, sind sowohl die Rotationsachse 9 für das X-Zahnrad 8 als auch die Rotationsachse 11 für das Y-Zahnrad 10 derart unterhalb einer Oberseite 12 des Schlittenträgers 7 angeordnet, dass nur ein kleiner Teil des jeweiligen Zahnrads 8, 10 über die Oberseite 12 hinausragt, während der übrige Teil des jeweiligen Zahnrads 8, 10 zusammen mit der jeweiligen nicht näher dargestellten Antriebseinrichtung im Inneren des Schlittenträgers 7 aufgenommen ist.How the representation of the 2 , which will be discussed in more detail below, are both the axis of rotation 9 for the X gear 8th as well as the axis of rotation 11 for the Y gear 10 like below a top 12 of the sled carrier 7 arranged that only a small part of each gear 8th . 10 over the top 12 protrudes while the rest of the gear 8th . 10 together with the respective drive device (not shown in detail) inside the slide carrier 7 is recorded.

Aus der Draufsicht gemäß der 1 geht ferner der rein exemplarisch plattenförmig ausgebildete Objektträger 2 hervor, auf dessen Oberfläche 16 rein exemplarisch eine Gefäßanordnung 17 angeordnet ist, die auch als Objekt bezeichnet werden kann. Wie der Darstellung der 2 entnommen werden kann, umfasst der Objektträger 2 eine rein exemplarisch als Planparallelplatte ausgebildete Trägerplatte 18 sowie eine Permanentmagnetanordnung 19, die an einer Unterseite 20 der Trägerplatte 18 angebracht ist. Die Permanentmagnetanordnung 19 umfasst eine Vielzahl von Permanentmagneten 21, die über die gesamte, rein exemplarisch quadratisch ausgebildete Unterseite 20 der Trägerplatte 18 in jeweils unmittelbarer Anreihung angeordnet sind und durch geeignete Ausrichtung ihrer durch die Richtungspfeile symbolisierten magnetischen Polarisierung eine Halbach-Anordnung bilden.From the top view according to the 1 goes further the purely plate-shaped slide 2 on its surface 16 purely as an example a vessel arrangement 17 is arranged, which can also be referred to as an object. How the representation of the 2 can be removed, includes the slide 2 a support plate designed purely as a plane parallel plate 18 and a permanent magnet arrangement 19 that at a bottom 20 the carrier plate 18 is appropriate. The permanent magnet arrangement 19 includes a variety of permanent magnets 21 that over the entire, purely exemplary square underside 20 the carrier plate 18 are arranged in immediate succession and form a Halbach arrangement by suitable alignment of their magnetic polarization symbolized by the directional arrows.

Wie der 2 ferner entnommen werden kann, ist den Schlittenträgern 7 ein Positionierschlitten 25 zugeordnet, der mit einer in der 3 in einer Ansicht von unten näher dargestellten Zahnplatte 26 in die Zahnräder 8, 10 der jeweiligen Schlittenträger 7 eingreifen kann und durch Rotation der jeweiligen Zahnräder 8, 10 parallel zur Oberfläche 4 der Abdeckplatte 3 bewegt werden kann. Hierzu umfasst die Zahnplatte 26 eine Vielzahl von rasterartig in der X-Richtung und in der Y-Richtung jeweils in gleicher Teilung angeordnete Zähne 50. Darüber hinaus umfasst der Positionierschlitten 25 eine Empfangsspule 28, eine Kühleinrichtung 29, einen Isolierbehälter 30 sowie einen im Isolierbehälter 30 aufgenommenen Supraleiter 31.Again 2 can also be seen is the sled carriers 7 a positioning slide 25 associated with one in the 3 in a view from below of the tooth plate 26 in the gears 8th . 10 the respective sled carrier 7 can intervene and by rotating the respective gears 8th . 10 parallel to the surface 4 the cover plate 3 can be moved. For this purpose, the tooth plate includes 26 a plurality of teeth arranged in the same pitch in the X direction and in the Y direction 50 , In addition, the positioning slide includes 25 a receiving coil 28 , a cooling device 29 , an insulated container 30 as well as one in the insulated container 30 recorded superconductor 31 ,

Beispielhaft ist vorgesehen, dass die Empfangsspule 28 zur Auskopplung von elektrischer Energie aus einem elektromagnetischen Wechselfeld ausgebildet ist, das beispielhaft von Sendespulen 33 bereitgestellt wird, die unter jedem der Schlittenträger 7 angeordnet sind und die in nicht näher dargestellter Weise von einer Versorgungsquelle mit einer elektrischen Wechselspannung versorgt werden. Exemplarisch ist die Empfangsspule 28 in gleicher Weise wie die Sendespulen 33 als nicht näher dargestellte Ringspule mit einer senkrecht zur Oberfläche 4 der Abdeckplatte 3 ausgerichteten, auch als Windungsachse bezeichneten Spulenachse 34 ausgebildet, die somit parallel zu einer Spulenachse 35 der jeweiligen Sendespule 33 ausgerichtet ist.As an example, it is provided that the receiving coil 28 is designed for decoupling electrical energy from an alternating electromagnetic field, for example of transmitter coils 33 is provided under each of the sled carriers 7 are arranged and which are supplied in a manner not shown by a supply source with an electrical AC voltage. The reception coil is exemplary 28 in the same way as the transmitter coils 33 as a toroid, not shown, with a perpendicular to the surface 4 the cover plate 3 aligned coil axis, also referred to as the winding axis 34 formed, thus parallel to a coil axis 35 the respective transmitter coil 33 is aligned.

Die von der Empfangsspule 28 aus dem elektromagnetischen Wechselfeld ausgekoppelte elektrische Energie wird zur Versorgung der nicht näher dargestellten, insbesondere als elektrisch angetriebener Stirling-Motor ausgebildeten, Kühleinrichtung 29 eingesetzt, die für eine Wärmeabfuhr aus dem Isolierbehälter 30 ausgebildet ist, der unmittelbar oberhalb der Kühleinrichtung 29 angeordnet ist. Grundsätzlich weist der Isolierbehälter 30 eine Wandung 36 auf, die aus einem Material mit hohem thermischen Übergangswiderstand hergestellt ist, so dass der im Inneren des Isolierbehälters 30 aufgenommene Supraleiter 31 möglichst nur in geringem Umfang durch Wärmeeinstrahlung aus der Umgebung des Isolierbehälters 30 erwärmt wird. Ferner ist vorgesehen, dass der Isolierbehälter 30 evakuiert ist, um einen Wärmeabtransport innerhalb des Isolierbehälters 30 zu minimieren. Um eine mechanische Abstützung des Supraleiters 31 innerhalb des Isolierbehälters 30 zu realisieren und eine Wärmeabfuhr vom Supraleiter 31 zu ermöglichen, ist ein Wärmeleiter 37 vorgesehen, der sich vom Supraleiter 31 bis an eine Unterseite 38 des Isolierbehälters 30 erstreckt und der neben einer Wärmetransportfunktion auch eine mechanische Stützfunktion für den Supraleiter 31 innehat. Eine der Kühleinrichtung 29 zugewandte Stirnfläche 39 des Wärmeleiters 37 bildet eine Kühlschnittstelle, die beispielsweise in nicht näher dargestellter Weise mit einem Kühlfinger der Kühleinrichtung 29 thermisch gekoppelt werden kann.The one from the receiving coil 28 Electrical energy decoupled from the alternating electromagnetic field is used to supply the cooling device, not shown, in particular in the form of an electrically driven Stirling engine 29 used for heat dissipation from the insulated container 30 is formed, which is immediately above the cooling device 29 is arranged. Basically, the insulated container 30 a wall 36 on, which is made of a material with high thermal contact resistance, so that the inside of the insulated container 30 recorded superconductors 31 if possible only to a small extent due to heat radiation from the surroundings of the insulated container 30 is heated. It is also provided that the insulating container 30 is evacuated to heat dissipation within the insulated container 30 to minimize. To provide mechanical support for the superconductor 31 inside the insulated container 30 to realize and heat dissipation from the superconductor 31 to enable is a heat conductor 37 provided by the superconductor 31 to the bottom 38 of the insulated container 30 extends and in addition to a heat transfer function also a mechanical support function for the superconductor 31 holds. One of the cooling device 29 facing end face 39 of the heat conductor 37 forms a cooling interface, for example in a manner not shown with a cooling finger of the cooling device 29 can be thermally coupled.

Wie der Darstellung der 2 entnommen werden kann, nimmt der Positionierschlitten 25 einen Abstand 40 gegenüber dem Supraleiter 31 ein, der auch als Schwebespalt bezeichnet werden kann. Aufgrund der aus praktischen Gründen bei der vorliegenden Ausführungsform erforderlichen Anordnung des Supraleiters 31 im Isolierbehälter 30 ist der praktisch nutzbare Schwebespalt kleiner als der Abstand zwischen dem Supraleiter 31 und dem Positionierschlitten 25, ist jedoch derart bemessen, dass in den Schwebespalt die Abdeckplatte 3 angebracht werden kann, die als Abtrennung zwischen einem ersten Raumvolumen 41 und einem zweiten Raumvolumen 42 dient.How the representation of the 2 can be removed, the positioning slide takes 25 a distance 40 towards the superconductor 31 one, which can also be called a floating gap. Because of the arrangement of the superconductor required for practical reasons in the present embodiment 31 in the insulated container 30 the practically usable floating gap is smaller than the distance between the superconductors 31 and the positioning slide 25 , however, is dimensioned such that the cover plate in the floating gap 3 can be attached as a partition between a first room volume 41 and a second room volume 42 serves.

Abweichend von der streng schematischen Darstellung der 1 und 2 kann bei einer praktischen Ausführungsform des Positioniersystems 1 vorgesehen sein, dass die Abdeckplatte 3 auf einer nicht näher dargestellten Umrandung aufliegt, die die Schlittenträger 7 umgibt, so dass das erste Raumvolumen 41 abgeschlossen ist. Ferner kann vorgesehen sein, dass auf die Abdeckplatte 3 eine weitere, nicht näher dargestellte Schutzhaube aufgesetzt ist, die zusammen mit der Abdeckplatte 3 das zweite Raumvolumen 42 begrenzt.Deviating from the strictly schematic representation of the 1 and 2 can in a practical embodiment of the positioning system 1 be provided that the cover plate 3 rests on a border, not shown, which the carriage carrier 7 surrounds so that the first volume of space 41 is completed. It can also be provided that on the cover plate 3 a further protective hood, not shown, is placed, together with the cover plate 3 the second room volume 42 limited.

Eine Betriebsweise für das Positioniersystem 1 kann wie folgt beschrieben werden:

Zunächst wird davon ausgegangen, dass der Supraleiter 31 ein Temperaturniveau weit oberhalb seiner materialspezifischen Sprungtemperatur aufweist und daher keine supraleitenden Eigenschaften vorliegen. In diesem Zustand kann beispielsweise ein spezifisch dafür ausgebildeter Programmiermagnet oder der Objektträger 2 mit dem Abstand 40 oberhalb des Supraleiters 31 angeordnet werden, der auch während des späteren Betriebs des Positioniersystems 1 eingenommen werden soll. Hierzu kann beispielsweise vorgesehen werden, den Objektträger 2 auf einen nicht näher dargestellten Abstandshalter aufzulegen, der seinerseits auf der Oberfläche 4 der Abdeckplatte 3 aufliegt. Dementsprechend wird der Supraleiter 31 ab diesem Zeitpunkt von dem magnetischen Fluss durchflutet, der von der Permanentmagnetanordnung 19 des Objektträgers 2 oder des nicht näher dargestellten spezifischen Programmiermagneten ausgeht.

An operating mode for the positioning system 1 can be described as follows:

First, it is assumed that the superconductor 31 has a temperature level well above its material-specific transition temperature and therefore has no superconducting properties. In this state, for example, a programming magnet designed specifically for this purpose or the slide can 2 with the distance 40 above the superconductor 31 be arranged, even during the later operation of the positioning system 1 to be taken. For this purpose, for example, the slide can be provided 2 to place on a spacer, not shown, which in turn on the surface 4 the cover plate 3 rests. Accordingly, the superconductor 31 from this point on, the magnetic flux flows through it, that of the permanent magnet arrangement 19 of the slide 2 or the specific programming magnet (not shown).

Anschließend erfolgt eine Bereitstellung einer elektrischen Wechselspannung an die Sendespulen 33, die dadurch ein elektromagnetisches Wechselfeld abgeben können, das in die Empfangsspule 28 eingekoppelt wird und dort in einen elektrischen Strom gewandelt werden kann, der an die Kühleinrichtung 29 zur Verfügung gestellt wird. Die Kühleinrichtung 29 bewirkt über den Wärmeleiter 37 eine Wärmeabfuhr vom Supraleiter 31, so dass dieser eine Temperaturabsenkung erfährt und mit dem Unterschreiten seiner materialspezifischen Sprungtemperatur in einen supraleitenden Zustand übergeht. Aufgrund der Durchflutung des Supraleiters 31 mit dem von außen aufgeprägten Magnetfeld der Permanentmagnetanordnung 19 bilden sich im Supraleiter 31 Flussschläuche aus, die einer Veränderung des von außen aufgeprägten Magnetfelds entgegenwirken. Sofern durch kontinuierliche oder gegebenenfalls auch diskontinuierliche Bereitstellung des elektromagnetischen Wechselfelds an die Empfangsspule 28 die Temperatur des Supraleiters 31 nicht über seine materialspezifische Sprungtemperatur ansteigt, bleiben die Flussschläuche im Supraleiter 31 erhalten, so dass der Supraleiter 31 mit der Permanentmagnetanordnung 19 des Objektträgers 2 eine kontaktlose magnetische Kopplung eingeht, die einem mechanischen Festlager entspricht. Hierdurch ist gewährleistet, dass nach Entfernen des nicht näher dargestellten Abstandshalters der Objektträger 2 den vorgegebenen Abstand 40 gegenüber dem Supraleiter 31 beibehält und dass der Objektträger 2 bei einer Relativbewegung des Positionierschlittens 25 entlang wenigstens einer der beiden Achsen 5 oder 6 dieser Bewegung des Positionierschlittens 25 folgt und dadurch relativ zu Abdeckplatte 3 linear verlagert werden kann.An electrical AC voltage is then provided to the transmitter coils 33 , which can emit an alternating electromagnetic field, which in the receiving coil 28 is coupled in and can be converted there into an electrical current that is sent to the cooling device 29 is made available. The cooling device 29 causes via the heat conductor 37 heat dissipation from the superconductor 31 , so that it experiences a drop in temperature and changes to a superconducting state when it falls below its material-specific transition temperature. Due to the flooding of the superconductor 31 with the magnetic field of the permanent magnet arrangement impressed on the outside 19 form in the superconductor 31 Flow hoses that counteract a change in the magnetic field impressed from the outside. Provided that the alternating electromagnetic field is made available to the receiving coil continuously or optionally discontinuously 28 the temperature of the superconductor 31 the flow hoses do not remain in the superconductor 31 received so that the superconductor 31 with the permanent magnet arrangement 19 of the slide 2 a contactless magnetic coupling is received, which corresponds to a mechanical fixed bearing. This ensures that after removal of the spacer, not shown, the slide 2 the given distance 40 towards the superconductor 31 maintains and that the slide 2 with a relative movement of the positioning slide 25 along at least one of the two axes 5 or 6 this movement of the positioning slide 25 follows and thereby relative to the cover plate 3 can be shifted linearly.

Für die Relativbewegung des Positionierschlittens 25 erfolgt eine koordinierte Ansteuerung der X-Zahnräder 8 und der Y-Zahnräder 10 der jeweiligen Schlittenträger 7, wodurch wahlweise eine lineare Bewegung des Positionierschlittens 25 entlang der X-Achse 5 und/oder entlang der Y-Achse 6 durchgeführt werden kann. Gegebenenfalls kann auch eine nichtlineare Bewegung des Positionierschlittens 25, insbesondere im Rahmen einer Kreisinterpolation, durchgeführt werden.For the relative movement of the positioning slide 25 There is a coordinated control of the X gears 8th and the Y gears 10 the respective sled carrier 7 , whereby either a linear movement of the positioning slide 25 along the X axis 5 and / or along the Y axis 6 can be carried out. If necessary, a non-linear movement of the positioning slide 25 , in particular as part of a circular interpolation.

Sämtliche reibungsbehafteten Vorgänge, insbesondere ein Antrieb der Zahnräder 8 und 10 durch die nicht näher dargestellten Antriebseinrichtung, sowie der Eingriff der Zahnräder 8 und 10 in die Zahnplatte 26 finden im ersten Raumvolumen 41 statt, das durch die Abdeckplatte 3 vom zweiten Raumvolumen 42 getrennt ist. Im zweiten Raumvolumen 42 wird aufgrund der magnetischen Wechselwirkung zwischen dem Supraleiter 31, der die erste Magnetanordnung bildet, und der Permanentmagnetanordnung 19 des Objektträgers 2, die die zweite Magnetanordnung bildet, ein reibungsfreies Schweben des Objektträgers gewährleistet: Somit erfolgt durch die reibungsfreie Bewegung des Objektträgers 2 keine Kontamination des zweiten Raumvolumens 42.All processes involving friction, in particular driving the gearwheels 8th and 10 by the drive device, not shown, and the engagement of the gears 8th and 10 in the tooth plate 26 take place in the first room volume 41 instead of that through the cover plate 3 of the second room volume 42 is separated. In the second room volume 42 is due to the magnetic interaction between the superconductor 31 , which forms the first magnet arrangement, and the permanent magnet arrangement 19 of the slide 2 , which forms the second magnet arrangement, ensures that the specimen slide floats smoothly: This ensures that the specimen slide moves smoothly 2 no contamination of the second room volume 42 ,

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

EP 2982472 A1 [0002]

Claims

Positioning system for positioning a specimen slide (2), with at least one slide holder (7) and with at least one positioning slide (25), the slide holder (7) being designed to move the positioning slide (25) parallel to a positioning plane which is defined by an X -Axis (5) and a Y-axis (6) oriented perpendicular to the X-axis (5) is determined, and wherein the carriage (7) comprises an X-gear (8), whose X-rotation axis (9) is parallel to X-axis (5) is arranged in the positioning plane and its X-teeth are aligned parallel to the X-axis (5) and the carriage (25) comprises a Y-gear (10), whose Y-rotation axis (11) is parallel to the Y axis (6) which is arranged in the positioning plane and whose Y teeth are aligned parallel to the Y axis (6), and wherein the X gear wheel (8) has an X drive for a rotary movement about the X Rotation axis (9) and the Y gear (10) a Y drive for a rotary movement around the Y The axis of rotation (11) is assigned, the positioning slide (25) on a flat bottom surface facing the slide carrier (7) with a plurality of along the X-axis (5) and along the Y-axis (6) each in the same division provided output teeth (50), which are designed for simultaneous engagement in the X teeth and in the Y teeth, characterized in that a first magnet arrangement (31) is attached to an upper side (32) of the positioning slide (25) which comprises at least one superconductor and that a slide (2) is provided which is provided with a second magnet arrangement (19) which is designed for magnetic interaction with the first magnet arrangement (31) and which comprises at least one permanent magnet (21) , wherein the specimen slide (2) forms a floating gap with the positioning slide (7) and wherein in the floating gap there is a, preferably parallel to the positioning plane, Cover plate (3) made of a magnetic flux-conducting material is arranged.

Positioning system according to Claim 1 , characterized in that the first magnet arrangement (31) is accommodated in an insulating container (30) which is coupled to the positioning slide (7) and in that the insulating container (30) comprises a cooling interface (39) which is used for heat removal from the insulating container (30) is formed.

Positioning system according to Claim 2 , characterized in that the insulating container (30) is associated with an electromechanical cooling device (29) permanently connected to the cooling interface (39), in particular in the form of a Stirling engine, and in that a transmitting device (33) on the slide carrier (7) and on the positioning slide (25) a receiving device (28) for contactless energy transmission between the transmitting device (33) and the receiving device (28) are arranged.

Positioning system according to Claim 3 , characterized in that an electromechanical cooling device, designed in particular as a Stirling engine, is arranged on the slide carrier (7) for temporary coupling to the cooling interface (39).

Positioning system according to Claim 1 . 2 . 3 or 4 , characterized in that the second magnet arrangement (19) comprises a plurality of permanent magnets (21) arranged in a Halbach arrangement.

Positioning system according to one of the preceding claims, characterized in that along the X-axis (5) and / or along the Y-axis (6) in each case a plurality of sled carriers (7) which are arranged adjacent to one another are connected to form a sled carrier arrangement and determine a positioning surface which is complete is covered by the cover plate (3).