DE102005032955A1 - Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung - Google Patents

Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung Download PDF

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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/10Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
    • H02N2/105Cycloid or wobble motors; Harmonic traction motors

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  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung mit einem Gehäuse, einer in Rotation versetzbaren Welle (4), einem in Schwingung versetzbaren Antriebskörper (5) zum Versetzen der Welle (4) in eine solche Rotation und zumindest zwei Festkörperaktor-Einheiten (2) mit je einem Festkörperaktor zum Versetzen des Antriebskörpers (5) in eine solche Schwingung relativ zum Gehäuse, wobei der Antriebskörper (5) eine runde Antriebsöffnung (52) aufweist, aus welche die Welle (4) herausführt, wobei ein Außendurchmesser der Welle (4) kleiner als ein Innendurchmesser der Antriebsöffnung (52) ist und beim Betrieb in einem punkt- oder linienförmigen Abschnitt mit dem Innendurchmesser in Reibkontakt steht. Insbesondere vorteilhaft ist die Anordnung durch einen in einer Ebene senkrecht zur Längsachse der Welle (4) symmetrischen Grundaufbau eines die Festkörperaktor-Einheiten (2) und den Antriebskörper (5) tragenden Gehäuseblocks (1) des Gehäuses und/oder der Festkörperaktor-Einheiten (2).

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung mit den oberbegrifflichen Merkmalen des Patentanspruchs 1.
  • EP 1098429 A2 beschreibt eine Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung mit einem Gehäuse, mit einer in Rotation versetzbaren Welle, mit einem in Schwingung versetzbaren Antriebskörper zum Versetzen der Welle in eine solche Rotation und mit zumindest zwei Festkörperaktor-Einheiten mit je einem Festkörperaktor zum Versetzen des Antriebskörpers in eine solche Schwingung relativ zum Gehäuse. Der Antriebskörper weist eine runde Antriebsöffnung auf, durch welche die Welle hindurch führt. Ein Außendurchmesser der Welle ist derart kleiner als ein Innendurchmesser der Antriebsöffnung, dass beim Betrieb in einem punkt- oder linienförmigen Abschnitt mit dem Innendurchmesser der Antriebsöffnung ein Reibkontakt besteht. Die Festkörperaktor-Einheiten und der Antriebskörper werden von einem plattenförmigen Gehäuseblock des Gehäuses getragen. Derartige Bauformen sind hauptsächlich aus Frästeilen zusammengesetzt. Deren Bereitstellung erfordert einen hohen Aufwand an Fertigungszeit und verursacht hohe Fertigungskosten.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung mit einem Aufbau vorzuschlagen, welcher eine geringere Fertigungszeit bei gleichzeitig verbesserter Funktionalität erreicht.
  • Diese Aufgabe wird durch die Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Bevorzugt wird demgemäß eine Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung mit einem Gehäuse, einer in Rotation versetzbaren Welle, einem in Schwingung versetzbaren Antriebskörper zum Versetzen der Welle in eine solche Rotation und zumindest zwei Festkörperaktor-Einheiten mit je einem Festkörperaktor zum Versetzen des Antriebskörpers in eine solche Schwingung relativ zum Gehäuse, wobei der Antriebskörper eine runde Antriebsöffnung aufweist, aus welcher die Welle herausführt, wobei ein Außendurchmesser der Welle kleiner als ein Innendurchmesser der Antriebsöffnung ist und beim Betrieb in einem punkt- oder linienförmigen Abschnitt mit dem Innendurchmesser in Reibkontakt steht. Insbesondere vorteilhaft ist die Anordnung durch einen in einer Ebene senkrecht zur Längsachse der Welle symmetrischen Grundaufbau eines die Festkörperaktor-Einheiten und den Antriebskörper tragenden Gehäuseblocks des Gehäuses und/oder der Festkörperaktor-Einheiten.
  • Durch diese Konstruktion eines Piezo-Motors als der Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung, die hauptsächlich aus Drehteilen herstellbar ist, werden Fertigungsvorteile durch geringere Fertigungszeit und geringere Fertigungskosten bei gleichzeitig verbesserter Funktionalität erreicht.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen.
  • Vorteilhaft ist insbesondere eine Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung, bei welcher der Gehäuseblock rahmenförmig mit einem offenen Innenraum ausgebildet ist, wobei der Antriebskörper mittels der Festkörperaktor-Einheiten im Innenraum von Wandungen des Gehäuseblocks beabstandet angeordnet ist.
  • Vorteilhaft ist insbesondere eine Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung, bei welcher der Gehäuseblock Durchgangsöffnungen von seiner Außenseite zu seinem Innenraum aufweist, wobei die Durchgangsöffnungen zum Einsetzen, insbesondere zum lösbar festlegbaren Einsetzen und zum zumindest teilweisen Durchführen jeweils einer der Festkörperaktor-Einheiten in den Innenraum hinein ausgebildet sind.
  • Vorteilhaft ist insbesondere eine Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung, bei welcher die Durchgangsöffnungen ein Gewinde zum Einschrauben einer der Festkörperaktor-Einheiten aufweisen.
  • Vorteilhaft ist insbesondere eine Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung, bei welcher Lagermodule zum Lagern der Welle deckelförmig ausgebildet sind und den Innenraum in axialer Richtung der Welle abschließen.
  • Vorteilhaft ist insbesondere eine Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung, bei welcher der Gehäuseblock und/oder die Lagermodule symmetrisch, insbesondere im Wesentlichen zylindersymmetrisch ausgebildet sind.
  • Vorteilhaft ist insbesondere eine Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung, bei welcher die Festkörperaktor-Einheiten einen Antriebshalter mit einer Aufnahmeöffnung zum Einsetzen einer Festkörperaktor-Anordnung und zum Einspannen der Festkörperaktor-Anordnung mittels des Antriebshalters am Zentralblock in Expansions- bzw. Kontraktionsrichtung des Festkörperaktors aufweisen.
  • Vorteilhaft ist insbesondere eine Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung, bei welcher der Antriebshalter zumindest einen Längsschlitz parallel zur Expansions- bzw. Kontraktionsrichtung des Festkörperaktors zum Ausbilden einer Spannfeder für den Festkörperaktor aufweist.
  • Vorteilhaft ist insbesondere eine Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung, bei welcher die Festkörperaktor-Einheiten ein Gewinde für eine feste, insbesondere lösbar feste Schraubverbindung mit einem Gewinde am oder im Umfang des Antriebskörpers aufweisen.
  • Vorteilhaft ist insbesondere eine Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung, bei welcher der Gehäuseblock, die Antriebshalter der Festkörperaktor-Einheiten, der Antriebskör per und/oder Lagermodule zum Lagern der Welle auf Basis eines jeweils entsprechenden Drehteiles ausgebildet sind.
  • Vorteilhaft ist insbesondere eine Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung, bei welcher der Gehäuseblock, die Antriebshalter der Festkörperaktor-Einheiten, der Antriebskörper und/oder Lagermodule zum Lagern der Welle mittels Klemm-, Schrumpf- oder Schraubverbindungen entsprechend untereinander verbunden sind.
  • Vorteilhaft ist insbesondere eine Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung, bei welcher der Gehäuseblock, die Antriebshalter der Festkörperaktor-Einheiten, der Antriebskörper und/oder Lagermodule zum Lagern der Welle mittels Press- oder Schweißverbindungen entsprechend untereinander verbunden sind.
  • Gegenüber dem bekannten Piezo-Motor, der hauptsächlich aus Frästeilen aufgebaut ist, wurde durch ein Piezo-Motor-Design gefunden, dessen Bauteile einen höheren Symmetriegrad aufweisen und bevorzugt die Zylindersymmetrie besitzen, so dass diese Bauteile auf Drehmaschinen schnell und kostengünstig hergestellt werden können. Vorteile bestehen insbesondere in einer einfachen, schnellen und kostengünstigen Herstellung auf Drehmaschinen mit 2,5 Achsen, in einem kompakter Aufbau, in einem einfachen Zusammenbau, in einem modularen Aufbau aus Untergruppen und in einer hohen mechanischen Steifigkeit der Komponenten, was für ein definiertes Funktionieren des reibschlussbasierten Piezo-Ring-Motors als einer solchen Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung ein wichtiges Kriterium darstellt.
  • Gerade der modularer Aufbau ist für eine Serienfertigung sehr vorteilhaft, denn es können vorab Untereinheiten aufgebaut und in ihrer Funktion validiert werden. Dies steht im Gegensatz zur bisherigen Aufbauweise, bei der ein Funktionstest erst nach Aufbau des kompletten Motors durchgeführt werden konnte.
  • Besonders vorteilhafte ist aufgrund der modularen Aufbausequenz, dass einzelne Komponenten, insbesondere defekte Festkörperaktor-Einheiten, schnell austauschbar sind.
  • Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine perspektivische Ansicht einer Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung,
  • 2 eine perspektivische Ansicht einer solchen Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung im teilweise montierten Zustand,
  • 3 eine perspektivische Ansicht einer Festkörperaktor-Anordnung für eine solche Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung im teilweise montierten Zustand,
  • 3A und 3B eine perspektivische Ansicht von Kappen einer solchen Festkörperaktor-Anordnung,
  • 4 eine perspektivische Ansicht einer solchen Festkörper-Aktoreinheit im zusammengesetzten Zustand und eines Antriebshalters davon,
  • 5 zwei perspektivische Ansichten eines Lagermoduls einer solchen Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung und
  • 6 eine perspektivische Ansicht eines Antriebskörpers einer solchen Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung.
  • Wie aus 1 ersichtlich, besteht eine beispielhafte Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung aus einer Vielzahl einzelner Komponenten, welche einzeln oder bevorzugt im Wesentlichen alle als Drehteilen hergestellt sind.
  • An einen Zentralblock 1 als eigentlichem Hauptbestandteil eines Gehäuses sind zwei Antriebshalter 20 für zwei Piezoaktor- Einheiten als beispielhaften Festkörperaktor-Einheiten 2 per Schraub-, Schrumpf-, Klemm- oder Schweißverbindung angeflanscht. An Stirnseiten des Zentralblocks 1 übernehmen zwei am Zentralblock 1 verschraubte Lagermodule 3 die Aufnahme von Wälz- oder Gleitlagern 36 zur Lagerung einer Welle 4 so, dass die Welle 4 radial und axial fixiert wird.
  • Das Innenleben der Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung bei abgenommenen Lagermodulen 3 ist in 2 dargestellt. Die am Zentralblock 1 fixierten Antriebshalter 20 sorgen für eine mechanisch steife Lagerung der eigentlichen Festkörperaktor-Anordnungen 21, die an ihrer Kopfseite jeweils an einem Ring, der einen Antriebskörper 5 ausbildet, über Schraub-, Schrumpf-, Klemm- oder Schweißverbindungen befestigt sind. Durch den Antriebskörper 5 wird die Welle 4 mit einem Spaltmaß von beispielsweise bis zu einigen zehn Mikrometern geführt. Jedoch sind prinzipiell auch andere Bemaßungen möglich.
  • Entscheidend für die Funktion des Motors ist eine mechanisch möglichst steife Lagerung der Festkörperaktor-Einheiten 2, deren bevorzugter Aufbau in 3, 3A, 3B und 4 dargestellt ist. Ein piezoelektrischer Multilayer-Aktor (PMA/Piezoelektrischer Mehrschicht-Aktor) als eigentlicher Festkörperaktor ist in einer Rohrfeder 22 unter Vorspannung zwischen einer Boden-Kappe (Bottom-Cap) 23 – und einer Kopf-Kappe (Top-Cap) 24 eingespannt, insbesondere eingeschweißt. Die Boden-Kappe 23 ist von zylindrischer Form, was neben einfacher Anfertigung auch eine hohe Rundlaufgenauigkeit bewirkt, und weist Bohrungen zum Durchlass von Piezo-Anschlussdrähten 25 auf. Die Maßhaltigkeit der Bodenkappe 23 ist für das Klemmverfahren zum Befestigen in dem Antriebshalter 20 innerhalb von Toleranzen zu halten.
  • Die Kopf-Kappe 24 wird wie die Boden-Kappe 23 bevorzugt durch eine Verschweißung mit der Rohrfeder 22 verbunden. Die Kopf-Kappe 24 besitzt in ihrem Kopfabschnitt, insbesondere an ihrer Spitze ein Gewinde 24b, insbesondere Feingewinde, über das sie mit dem Antriebskörper 5 wieder lösbar fest verbunden wird. An das Gewinde 24b schließen sich Schlüsselflächen 24a zum gezielten Vorspannen der Schraubverbindung zwischen dem Antriebskörper 5 und der Kopf-Kappe 24 an. Der Abschluss wird wie bei der Boden-Kappe 23 von einem zylindrischen Abschnitt gebildet, der bezüglich der Formtoleranzen im Vergleich keine hohen Anforderungen stellt. Beide Kappen 23, 24 können vorteilhafterweise problemlos auf einer CNC-Drehmaschine hergestellt werden.
  • Um den Antriebskörper 5 relativ zum Zentralblock 1 auf einer kreisförmigen Bahn zu verschieben bzw. in eine translatorischen Bewegung zu versetzen, stützen sich die Festkörperaktor-Einheiten 2 am Zentralblock 1 ab. Dies wird durch die in u.a. 4 dargestellten Antriebshalter 20 erreicht. Auch die Antriebshalter 20 sind als zylindrische Drehteile ausgeführt. Die Antriebshalter 20 weisen neben einer Zentralbohrung 28 und einer Schlüsselfläche 26 auch eine Schlitzung in Form eines oder mehrerer Schlitze 29 in Richtung einer Expansions- oder Kontraktionsbewegung der Festkörperaktoren auf. Die Zentralbohrung 28 verengt sich rückseitig vorzugsweise zur Ausbildung eines Anschlags für die eingesetzte Festkörperaktor-Anordnung 21. Zusätzlich schließt sich vorderseitig an die Schlüsselfläche 26 ein Gewinde 27, insbesondere ein Feingewinde zum Verschrauben mit dem Zentralblock 1 an. Bei der Montage wird die Festkörperaktor-Anordnung 21 durch die Zentralbohrung 28 eingeführt und in geeigneter Position mit Hilfe der Schlitze 29 geklemmt. Dazu können z.B. Schellen oder in den Zylinder eingebrachte Schrauben verwendet werden. Eine Klemmung als Befestigungsart gewährleistet eine sichere und mechanisch steife Verbindung der Piezo-Antriebe bzw. Festkörperaktor-Einheiten 2 am Zentralblock 1. Aufgrund der hohen mechanischen Halter-Steifigkeit der Antriebshalter 20 treten vorteilhafterweise nur geringe Dehnungsverluste auf.
  • Eine Umsetzung des Konzepts ist auch ohne Schlitze 29 möglich. Die Schlitze 29 sind insbesondere für Einzelanfertigungen bei Sonderproduktionen und bei der Entwicklung neuer Mo toren von Vorteil. Bei Lösungen mit einem solchen Schlitz 29 kann zusätzlich eine endgültige Festlegung der Festkörperaktor-Anordnung 21 in dem Antriebshalter 20 durch Schweißen vorgesehen werden.
  • Den Aufbau des Zentralblocks 1 zeigt insbesondere 2. Auf der rahmenartigen und vorzugsweise zylindrischen Grundform werden mit Hilfe eines Fräsers vorzugsweise mindestens zwei plane Flächen 12 erzeugt. Dies ist z.B. auf einer Standard-2.5-Achsen-CNC-Maschine möglich. In diese Flächen 12 werden mittig Bohrungen, insbesondere Gewindebohrungen 13 gesetzt, die zur Verbindung mit dem Außengewinde 27 der Antriebshalter 20 dienen. An beiden Stirnseiten des Zentralblocks 1 wird jeweils ein Absatz 14 erzeugt, der als Anschlag für die Lagermodule 3 dient. Mit dem stirnseitigen Anbringen von Gewindebohrungen 15 zur Verschraubung mit den Lagermodulen 3 ist der Zentralblock fertig gestellt. Eine solche Form des Zentralblocks 1 ermöglicht vielfältige Piezo-Motor-Konfigurationen. So sind etwa Motoren mit 4 oder mehr Antriebseinheiten oder die Integration von Sensorik mit z.B. kapazitiver oder induktiver Bewegungserkennung denkbar.
  • Die am Zentralblock 1 zu befestigenden Lagermodule 3 sind gemäß 5 ebenfalls sehr einfach als Drehteile herstellbar. Zur Aufnahme eines zu verwendenden Lagers, insbesondere eines Wälzlagers oder eines Gleitlagers, sind sie auf einer Stirnseite mit einer entsprechenden Vertiefung 31 ausgestattet. Diese Vertiefung 31 weist zur Durchführung der Welle 4 eine Bohrung 32 auf. Das Setzen von z.B. vier Plan gesenkten Löchern 30 und einer Fase 33 bildet den Abschluss der ersten Stirnseite. Die Gegenseite bedarf lediglich des Anbringens einer Durchmesserverjüngung 34 und einer zweiten Fase 35. Typische Maße für ein solches Modul liegen bei einer Welle mit einem Durchmesser von ca. einem Zentimeter bei einem Außendurchmesser von etwa 6 cm. Jedoch sind beliebige andere Dimensionierungen je nach erforderlichem Anwendungszweck und verfügbarem Raum zum Einbau eines derartigen Antriebs umsetzbar.
  • Wie dies aus 6 ersichtlich ist, ist der insbesondere ringförmige Antriebskörper 5 vorzugsweise ebenfalls als Drehteil konzipiert. Nach dem Abnehmen von insbesondere mindestens zwei Flächen 50, insbesondere Fräsflächen von einem zylindrischen Grundteil sind auf mindestens zwei solcher Flächen 50 Gewindebohrungen 51 zu setzen, die passend zum Gewinde 24b der Kopf-Kappen 24 der Piezo-Antriebseinheiten dimensioniert sind. Mit dem Anbringen einer Wellenbohrung 52 zur Durchführung der Welle 4 mit vorzugsweise hoher Formtoleranz und Maßhaltigkeit im Mikrometerbereich ist der Antriebskörper 5 fertig gestellt. Der Innendurchmesser der Wellenbohrung 52 ist dabei entsprechend dem Funktionsprinzip etwas größer als der Außendurchmesser der Welle 4.
  • Bei einem bevorzugten Montagezyklus zum Aufbau einer solchen Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung mit zwei Antrieben werden im ersten Schritt die Antriebshalter 20 noch ohne Festkörperaktor-Anordnung 22 mit dem Zentralblock 1 verschraubt. Dabei wird das Anbringen einer Vorspannkraft von über 1000 N bevorzugt, wobei bei ausgefallenen Anwendungen und Dimensionierungen auch geringere Vorspannkräfte einsetzbar sind. Durch die Zentralbohrung 28 der Antriebshalter 20 werden dann die Festkörperaktor-Anordnungen 22 als eigentliche Antriebseinheiten eingeschoben und mit dem Antriebskörper 5 verschraubt. Diese geschieht mittels der Schlüsselflächen 24a der Kopf-Kappen 24. Auch wird eine hohe Vorspannkraft von über 1000 N bevorzugt.
  • Dabei können sich die Festkörperaktor-Anordnungen 22 noch in den Antriebshaltern 20 drehen. Die Welle 4 wird durch den Antriebskörper 5 geführt, wobei der Innendurchmesser des Antriebskörpers 5 zusammen mit dem Außendurchmesser der Welle 4 eine enge Spielpassung mit einer Durchmesserdifferenz von bevorzugt aber nicht notwendig ca. 4–20 μm bildet. Danach werden die beiden Lagermodule 3 bzw. die Lager mit geeigneten Hilfsvorrichtungen auf der Welle 4 entlang geführt, z.B. mittels Pressen bei Wälzlagern etc., und abschließend mit dem Zentralblock 1 verschraubt. Eine gute Zentrierung aller Komponenten ist hierbei bevorzugt zu beachten.
  • Die Klemmung der Aktor-Einheiten zum Abstützen am Lagerblock 1 kann in mehreren Varianten erfolgen. Beim typischen Fall einer Blockierklemmung blockiert der Motor im ausgeschalteten Zustand. Durch das Anlegen der halben Maximalspannung an beide Festkörperaktor-Anordnungen 22 liegen der Antriebskörper 5 und die Welle 4 in guter Näherung konzentrisch zueinander. In dieser Position werden die Antriebseinheiten bzw. Festkörperaktor-Anordnungen 22 geklemmt. Durch das Abschalten der Spannung ziehen sich die Festkörperaktor-Anordnungen 22 zurück und führen zu einem Anpressen des Antriebskörpers 5 an die Welle 4. Das blockiert den Motor im ausgeschalteten Zustand. Anschließend kann durch das Anlegen einer sinusförmigen Spannung an die Festkörperaktor-Anordnungen 22 mit 90 Grad Phasenverschiebung der Motor betrieben werden.
  • Mit dem vorliegenden Aufbau ist es leicht möglich, defekte Antriebseinheiten nachträglich ohne ein Zerlegen des gesamten Motors, insbesondere ohne die Lagereinheiten zu entfernen, zu wechseln. Dazu ist lediglich die Klemmung der Antriebe an den Antriebshaltern 20 zu lösen und anschließend sind die Antriebshalter 20 der defekten Einheit vom Zentralblock 1 zu lösen. Dann kann mit Hilfe eines geeigneten Werkzeugs durch die Zentralblockbohrung 11 hindurch der Antriebskörper 5 von der Festkörperaktor-Anordnung 22 gelöst und diese nach hinten durch die Halterbohrung 28 entfernt werden. In umgekehrter Reihenfolge kann dann die neue Festkörperaktor-Anordnung 22 eingebaut werden.
  • Eine solche Anordnung bietet vorteilhaft einen einfachen Aufbau mit nur wenigen Teile durch ein modulares Konzept mit einer teilorientierten Optimierung. Möglich ist eine kostengünstige Fertigung der Komponenten als zylindersymmetrische Drehteile. Gewährleistet wird dabei eine hohe mechanische Steifigkeit der kritischen Komponenten wie Zentralblock 1 und Antriebshalter 20. Separate Lagermodule lassen einen schnel len und einfachen Test verschiedener Lagerkonzepte zu. Es besteht keine Begrenzung auf zwei Antriebseinheiten, da auf dem Teilkreis des Lagerblocks 1 beispielsweise auch 16 Aktoreinheiten angebracht werden können. Vorteilhaft ist auch, dass Ein- und Ausbau einer Bewegungssensorik einfach möglich sind. Insbesondere ist eine einfacher Wechsel einzelner Antriebseinheiten möglich. Das Prinzip funktioniert mit allen Arten von Festkörperaktoren, z.B. neben piezoelektrischen Aktoren auch mit elektrostriktiven oder magnetostriktiven Aktoren.
  • Antriebshalter 20, Festkörperaktor-Einheiten 2, Lagermodule 3, Zentralblock 1, Antriebseinrichtung 5 und Welle 4 können Zylindersymmetrie aufweisen und sind damit als Drehteile herstellbar. Die Einzelkomponenten können durch Schraub-, Klemm- oder Schrumpfverbindungen miteinander lösbar verbunden werden. Die Einzelkomponenten können alternativ auch durch Schweiß- oder Schrumpfverbindungen unlösbar miteinander verbunden werden.

Claims (12)

  1. Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung mit – einem Gehäuse, – einer in Rotation versetzbaren Welle (4), – einem in Schwingung versetzbaren Antriebskörper (5) zum Versetzen der Welle (4) in eine solche Rotation und – zumindest zwei Festkörperaktor-Einheiten (2) mit je einem Festkörperaktor zum Versetzen des Antriebskörpers (5) in eine solche Schwingung relativ zum Gehäuse, – wobei der Antriebskörper (5) eine runde Antriebsöffnung (52) aufweist, aus welcher die Welle (4) herausführt, wobei ein Außendurchmesser der Welle (4) kleiner als ein Innendurchmesser der Antriebsöffnung (52) ist und beim Betrieb in einem punkt- oder linienförmigen Abschnitt mit dem Innendurchmesser in Reibkontakt steht, gekennzeichnet durch – einen in einer Ebene senkrecht zur Längsachse der Welle (4) symmetrischen Grundaufbau eines die Festkörperaktor-Einheiten (2) und den Antriebskörper (5) tragenden Gehäuseblocks (1) des Gehäuses und/oder der Festkörperaktor-Einheiten(2).
  2. Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der Gehäuseblock (1) rahmenförmig mit einem offenen Innenraum (11) ausgebildet ist, wobei der Antriebskörper (5) mittels der Festkörperaktor-Einheiten (2) im Innenraum (11) von Wandungen des Gehäuseblocks (1) beabstandet angeordnet ist.
  3. Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher der Gehäuseblock (1) Durchgangsöffnungen (13) von seiner Außenseite zu seinem Innenraum (11) aufweist, wobei die Durchgangsöffnungen (13) zum Einsetzen, insbesondere zum lösbar festlegbaren Einsetzen und zum zumindest teilweisen Durchführen jeweils einer der Festkörperaktor-Einheiten (2) in den Innenraum (11) hinein ausgebildet sind.
  4. Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung nach Anspruch 3, bei welcher die Durchgangsöffnungen (13) ein Gewinde zum Einschrauben einer der Festkörperaktor-Einheiten (2) aufweisen.
  5. Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei welcher Lagermodule (3) zum Lagern der Welle (4) deckelförmig ausgebildet sind und den Innenraum (11) in axialer Richtung der Welle (9) abschließen.
  6. Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5, bei welcher der Gehäuseblock (1) und/oder die Lagermodule (3) symmetrisch, insbesondere im Wesentlichen zylindersymmetrisch ausgebildet sind.
  7. Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung nach einem vorstehenden Anspruch, bei welcher die Festkörperaktor-Einheiten (2) einen Antriebshalter (20) mit einer Aufnahmeöffnung (28) zum Einsetzen einer Festkörperaktor-Anordnung (22) und zum Einspannen der Festkörperaktor-Anordnung (22) mittels des Antriebshalters (20) am Zentralblock (1) in Expansions- bzw. Kontraktionsrichtung des Festkörperaktors aufweisen.
  8. Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung nach Anspruch 7, bei welcher der Antriebshalter (20) zumindest einen Längsschlitz (29) parallel zur Expansions- bzw. Kontraktionsrichtung des Festkörperaktors zum Ausbilden einer Spannfeder für den Festkörperaktor aufweist.
  9. Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung nach einem vorstehenden Anspruch, bei welcher die Festkörperaktor-Einheiten (2) ein Gewinde (24b) für eine feste, insbesondere lösbar feste Schraubverbindung mit einem Gewinde (51) am oder im Umfang des Antriebskörpers (5) aufweisen.
  10. Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung nach einem vorstehenden Anspruch, bei welcher der Gehäuseblock (1), die Antriebshalter (20) der Festkörperaktor-Einheiten(2), der Antriebskörper (5) und/oder Lagermodule (3) zum Lagern der Welle (4) auf Basis eines jeweils entsprechenden Drehteiles ausgebildet sind.
  11. Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung nach einem vorstehenden Anspruch, bei welcher der Gehäuseblock (1), die Antriebshalter (20) der Festkörperaktor-Einheiten(2), der Antriebskörper (5) und/oder Lagermodule (3) zum Lagern der Welle (4) mittels Klemm-, Schrumpf- oder Schraubverbindungen entsprechend untereinander verbunden sind.
  12. Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung nach einem vorstehenden Anspruch, bei welcher der Gehäuseblock (1), die Antriebshalter (20) der Festkörperaktor-Einheiten(2), der Antriebskörper (5) und/oder Lagermodule (3) zum Lagern der Welle (4) mittels Press- oder Schweißverbindungen entsprechend untereinander verbunden sind.
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