Abstract:
Die Erfindung betrifft einen Ultraschallmotor, umfassend eine Vielzahl plattenförmiger piezoelektrischer Ultraschallaktoren (10), mit jeweils wenigstens einem an diesen angeordneten Friktionselement (18), wobei jeweils einem Ultraschallaktor oder jeweils einem Paar von Ultraschallaktoren ein anzutreibendes Element (1) zugeordnet ist, und der Ultraschallmotor weiterhin ein Gehäuse und eine elektrische Erregervorrichtung aufweist. Erfindungsgemäss sind die anzutreibenden Elemente unabhängig voneinander bewegbar, und jeder Ultraschallaktor oder jedes Ultraschallaktorpaar ist in einem Halter (2) angeordnet, wobei die Halter mittels Gehäuseseitendeckeln (3) gegeneinander verpresst sind, und die Friktionselemente der Ultraschallaktoren mittels einer elastischen Zwischenlage (5), die in Kontakt mit den den Friktionselementen gegenüberliegend angeordneten Randflächen der Ultraschallaktoren steht, gegen eine Friktionsschicht (50) des entsprechenden anzutreibenden Elements gepresst sind, so dass sich insgesamt ein kassettenartiges Ultraschallmotorpaket ergibt.
Abstract:
Die Erfindung betrifft einen Ultraschallmotor, der zumindest einen Ultraschallaktor mit einer mittleren Länge L, einer Dicke B und einer mittleren Höhe H aufweist, und der wenigstens zwei an dem Ultraschallaktor angeordnete Friktionselemente umfasst, wobei die Friktionselemente zum Kontakt mit einem anzutreibenden Element vorgesehen sind, und der Ultraschallaktor wenigstens abschnittsweise als Ringsegment mit gekrümmten und/oder ebenen Seitenflächen und die Seitenflächen begrenzenden Oberflächen ausgeführt ist, und der Ultraschallaktor weiterhin Stirnflächen mit einer Breite C aufweist, an welchen die Friktionselemente angeordnet sind, und der Ultraschallmotor weiterhin eine elektrische Erregervorrichtung umfasst. Erfindungsgemäß weist der Ultraschallaktor einen Resonator einer asymmetrischen zweidimensionalen Stehwelle auf, wobei der Resonator einen ansteuerbaren Abschnitt und wenigstens zwei spiegelsymmetrisch zueinander angeordnete Stößelabschnitte aufweist, und der ansteuerbare Abschnitt und die Stößelabschnitte einstückig miteinander ausgeführt sind, und der Resonator zumindest einen Generator der asymmetrischen zweidimensionalen Stehwelle umfasst.
Abstract:
The invention relates to a method for operating a piezoelectric motor comprising a stator in the form of a hollow cylindrical oscillator having at least one front side which is in frictional contact with a rotor, and standing wave generators. According to the invention, the hollow cylinder is operated in a coupled tangential-axial oscillatory mode, said cylinder comprising predominantly tangential and axial oscillation components. The maximum values of the oscillatory speed of the tangential components are created on the front sides of the hollow cylinder and those of the axial components directly below, the number of components decreasing towards the centre of the height of the cylinder, and a node line being located in the centre of the height of the cylinder, essentially parallel to the front sides, the axial oscillatory components adopting the value zero and the tangential components adopting a minimum value on said node line. In a motor operated in this way, the kinetic drive energy for the rotor is concentrated close to the front sides of the hollow cylinder. A mechanical fixing element for the motor can be arranged in the central part on the zero line of the oscillatory speed components.
Abstract:
The invention relates to a piezoelectric drive, especially a piezoelectric motor for producing continuous or stepwise movements, to a friction element (12) for a piezoelectric drive and for transmitting forces between a stator (5) and a rotor (1) and to a circuit configuration for operating a piezoelectric drive, especially a piezoelectric motor. An elastic double frame (13) with an inner and an outer frame is located at the respective outer node of the flexural vibration curve. Said double frame holds the piezoelectric converter (9) and produces the force that acts against the friction element (12). The inner frame (26) is linked with the respective longitudinal small faces of the converter and the outer frame (25) is linked with the outer fixation. The outer frame and the inner frame are spaced apart from each other and are linked via webs or bridges (27). The inventive friction element (12) is configured as a double-layer structure and has a first hard, porous body (37) that is linked with the converter. The friction element is further linked with a second element (38) or body that is linked with the rotor and that consists of a non-abrasive, monolithic material. The two layers are sinter-bonded. The circuit configuration for operating the drive uses a specific bridge power amplifier (41) and compensates for the temperature changes of the drive in order to guarantee a stable operation.
Abstract:
Die Erfindung betrifft ein Ultraschallmotor mit einem Multilayeraktor als Multilayerplatte, mit einem oder mehreren Friktionselementen oder Friktionsschichten auf seinen Seitenflächen sowie mit einer elektrischen Erregervorrichtung des Aktors. Erfindungsgemäß weist die Multilayerplatte zwei sich schneidende, spiegelbildlich abgebildete asymmetrische Generatoren für Ultraschallschwingungen auf und zwar ausgeführt in Form von Schichten von Erregerelektroden und allgemeinen Elektroden, die abwechselnd mit Schichten piezoelektrischer Keramik angeordnet sind, wobei in dem Multilayeraktor eine zweidimensionale asymmetrische akustische Stehwelle erzeugt wird.
Abstract:
Die Erfindung betrifft einen hochpräzisen Ultraschallmotor aufweisend ein Gehäuse und zumindest einen in dem Gehäuse angeordneten Oszillator, vorzugsweise in Form einer piezoelektrischen Platte, an dem wenigstens ein Friktionselement angeordnet ist, welches zur Kontaktierung einer Friktionsoberfläche eines damit anzutreibenden Elements vorgesehen ist, sowie einer Anpressvorrichtung zum Anpressen des Friktionselements an die Friktionsoberfläche, wobei das Gehäuse zu mindest zwei Stützmittel zum Kontaktieren einer jeweils zugeordneten Stirnfläche des Oszillators aufweist. Erfindungsgemäß sind die Stützmittel relativ zueinander verschiebbar angeordnet, so dass sie während der Montage des Ultraschallmotors unabhängig voneinander von einer von der jeweils zugeordneten Stirnfläche beabstandeten Position in eine Anlageposition, bei welcher sie sich zumindest abschnittsweise in Anlage mit der jeweils zugeordneten Stirnfläche befinden, überführbar sind.
Abstract:
Die Erfindung betrifft einen getakteten Inverter einer elektrischen Spannung für einen Ultraschallmotor umfassend eine elektrische Gleichspannungsquelle (6), eine Speicherspule (2), einen Umschalter (3) für den Strom Is der Speicherspule, einen elektrischen Summierungstransformator (7) mit einer Primärwicklung (8) und einer Sekundärwicklung (10), und zwei gegenphasig getaktete Schalter (11, 12). Erfindungsgemäß ist die Speicherspule (2) über einen ersten Anschluss (20) mit einem ersten Ausgang (21) der elektrischen Gleichspannungsquelle und über einen zweiten Anschluss (22) mit einem Mittelausgang A der Primärwicklung des Summierungstransformators verbunden ist, und zwei Anschlüsse (23, 24) des Summierungstransformators über die gegenphasig getakteten Schalter mit einem zweiten Ausgang (22) der elektrischen Gleichspannungsquelle verbunden ist, wobei der Umschalter (3) für den Strom Is der Speicherspule als zweipoliger Schalter ausgeführt ist, der mit einem ersten Anschluss (27) mit dem zweiten Anschluss (22) der Speicherspule und mit einem zweiten Anschluss (28) mit dem zweiten Ausgang (25) der elektrischen Gleichspannungsquelle verbunden ist, und die gegenphasig getakteten Schalter (11, 12) durch getaktete elektrische Rechteckspannungen U2, U3 gesteuert werden, deren Frequenz gleich der Arbeitsfrequenz fa des Ultraschallmotors ist, und der Umschalter (3) für den Strom Is der Speicherspule durch eine elektrische Rechteckspannung U1 gesteuert wird, deren Frequenz zweimal größer als die Arbeitsfrequenz fa des Ultraschallmotors ist. Die Erfindung betrifft zudem einen Ultraschallmotor mit einem getakteten Inverter einer elektrischen Spannung.
Abstract:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektrischen Erregung eines piezoelektrischen Aktors eines Ultraschallmotors mit einer mechanischen Resonanzfrequenz F m , wobei der Ultraschallmotor wenigstens einen akustischen Stehwellengenerator aufweist, der eine Erregerelektrode und eine allgemeine Elektrode umfasst, wobei sich zwischen der Erregerelektrode und der allgemeinen Elektrode eine elektrische Kapazität C o ausbildet. Erfindungsgemäß umfasst das Verfahren folgende Schritte: Anlegen einer rechteckigen Erregerspannung U g an die Erregerelektrode und die allgemeine Elektrode des wenigstens einen akustischen Stehwellengenerators, wobei sich die Frequenz der rechteckigen Erregerspannung U g von der mechanischen Resonanzfrequenz F m des Aktors unterscheidet; Bereitstellung einer elektrischen Spannung u g mit Hilfe eines Rückkopplungselements, wobei die elektrische Spannung u g proportional zu einem durch den Stehwellengenerator fließenden Strom I g ist, der einen Summenstrom aus einem piezoelektrischen Strom I p sowie einem Lade- und Entladestrom I c der elektrischen Kapazität C o darstellt; - Separierung einer elektrischen Spannung u p von einer elektrischen Spannung u c mit Hilfe eines Impulsfilters, wobei die elektrische Spannung u p proportional zum piezoelektrischen Strom I p und die elektrische Spannung u c proportional zum Lade- und Entladestrom I c der elektrischen Kapazität C o ist; und Ändern der Frequenz der rechteckigen Erregerspannung dergestalt, dass die Phasenverschiebung zwischen dem piezoelektrischen Strom I p und der rechteckigen Erregerspannung U g im Wesentlichen Null wird. Zudem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur elektrischen Erregung eines piezoelektrischen Aktors eines Ultraschallmotors.
Abstract:
Die Erfindung bezieht sich auf einen Aktuator in Form einer Platte, umfassend wenigstens zwei Generatoren zur Erregung einer akustischen Stehwelle im Aktuator, wobei der Aktuator wenigstens zwei Hauptflächen und eine senkrecht zu den Hauptflächen verlaufende Symmetrieebene (S), bezüglich derer die Generatoren symmetrisch angeordnet sind, aufweist und an einem ersten, im Wesentlichen ebenen Seitenflächenbereich des Aktuators wenigstens ein Friktionselement und/oder wenigstens eine Friktionsschicht, das/die zum Friktionskontakt mit einem anzutreibenden Element vorgesehen ist/sind, angeordnet ist/sind und der erste Seitenflächenbereich eine Länge (L) aufweist, die im Wesentlichen der Wellenlänge der im Aktuator erregten akustischen Stehwelle entspricht. Erfindungsgemäß weist ein zweiter Seitenflächenbereich des Aktuators eine Länge (B), die größer als die Wellenlänge der im Aktuator erregten akustischen Stehwelle und ungleich einem Vielfachen der halben Wellenlänge der erregten akustischen Stehwelle ist.
Abstract:
Die Erfindung betrifft einen Ultraschallaktor, vorzugsweise für den Einsatz in einem Ultraschallmotor, in Form einer piezoelektrischen Platte mit einer Länge L, einer Höhe H und einer Dicke t, wobei die piezoelektrische Platte eine Quer-Symmetrieebene Sq, eine Längs-Symmetrieebene Sl und wenigstens zwei Hauptflächen aufweist, und die piezoelektrische Platte zumindest zwei symmetrisch zu der Symmetrieebene Sq angeordnete Generatoren zur Erzeugung von Ultraschallstehwellen umfasst. Erfindungsgemäß weist die piezoelektrische Platte eine wenigstens acht Seitenflächen umfassende Form auf, wobei wenigstens zwei der Seitenflächen zur Kontaktierung von anzutreibenden Elementen vorgesehene Arbeitsflächen sind, und wenigstens zwei der Seitenflächen zur Halterung der piezoelektrischen Platte vorgesehene Halteflächen sind, und die übrigen Seitenflächen freie Flächen sind, wobei zumindest vier freie Flächen unter einem gleichen Winkel α zu der Längs-Symmetrieebene Sl und/oder unter einem gleichen Winkel φ zu der Quer- Symmetrieebene Sq angeordnet sind.