DE102006045309A1 - Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung - Google Patents

Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE102006045309A1
DE102006045309A1 DE200610045309 DE102006045309A DE102006045309A1 DE 102006045309 A1 DE102006045309 A1 DE 102006045309A1 DE 200610045309 DE200610045309 DE 200610045309 DE 102006045309 A DE102006045309 A DE 102006045309A DE 102006045309 A1 DE102006045309 A1 DE 102006045309A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
drive body
drive
body opening
axis
shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE200610045309
Other languages
English (en)
Inventor
Bernhard Dr. Gottlieb
Andreas Dr. Kappel
Tim Dr. Schwebel
Carsten Wallenhauer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE200610045309 priority Critical patent/DE102006045309A1/de
Priority to PCT/EP2007/059845 priority patent/WO2008037629A1/de
Publication of DE102006045309A1 publication Critical patent/DE102006045309A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • 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

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung mit einem Antriebskörper (1; 1°, 1*), mit einer Antriebskörperöffnung (2) mit einer Antriebskörperöffnungsachse (Z) in dem Antriebskörper (1; 1°, 1*), mit einer Welle (3), mit einer Wellenachse, wobei die Welle (3) zumindest teilweise in die Antriebskörperöffnung (2) hineinragt, und mit Aktoren (4) als Festkörperaktoren zum Erregen des Antriebskörpers (1; 1°; 1*) und der Welle (3) relativ zueinander zum Versetzen der Welle (3) in eine Rotation relativ zum Antriebskörper (1; 1°; 1*) um die Wellenachse. Vorteilhaft wird diese dadurch, dass eine erste Wandstärke (x1, y2; z1) des Antriebskörpers (1; 1°; 1*) aus Sicht der Antriebskörperöffnungsachse (Z) in Richtung eines am Antriebskörper (1; 1°; 1*) in dessen Wirkrichtung angeordneten der Aktoren (4) kleiner als eine zweite Wandstärke (x2, y1; z2) in einem aus Sicht der Antriebskörperöffnungsachse (Z) oder aus Sicht der Antriebskörperöffnung (2) dazu gegenüberliegenden Bereich des Antriebskörpers (1; 1°; 1*) ist. Eigenständig vorteilhaft ist eine Antriebseinheit für eine solche Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung mit den oberbegrifflichen Merkmalen gemäß Patentanspruch 1.
  • DE 199 52 946 A1 beschreibt eine Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung in Form eines piezoelektrischen Antriebs, der auch als Piezoringmotor bezeichnet wird. Ein Antriebskörper, welcher einen ringförmigen Körper aufweist, hat eine durch diesen hindurchführende Antriebskörperöffnung. Durch die Antriebskörperöffnung führt eine Welle, wobei ein Außenumfang der Welle geringfügig geringer als ein Innenumfang der Antriebskörperöffnung ist. Im Betrieb zum Antreiben der Welle ist eine zentrale Längs- bzw. Rotationsachse der Welle so gegenüber einer zentralen Achse der Antriebskörperöffnung versetzt, dass die Welle mit ihrem Außenumfang im Betrieb an zumindest einem Punkt des Innenumfangs der Antriebskörperöffnung form- oder reibschlüssig anliegt. Mittels eines ersten und eines zweiten Festkörper-Aktors ist der Antriebskörper in eine zweidimensionale translatorische Bewegung in einer Ebene senkrecht zu der Wellenachse antreibbar, wodurch die Welle in Rotation versetzt wird.
  • Die Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung als ein Stellantrieb zeichnet sich unter anderem durch ein hohes Drehmoment, eine hohe Stellgenauigkeit, eine flache Bauform und inhärente Sensoreigenschaften aus.
  • 4 zeigt eine beispielhafte Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung gemäß dem Stand der Technik. Ein Antriebskörper 1 weist eine zentrale durch diesen hindurchführende Antriebskörperöffnung 2 auf, durch welche eine Welle 3 führt. die Antriebskörperöffnung 2 hat einen geringfügig größeren Innendurchmesser als ein Außendurchmesser der Welle 3. Die Antriebskörperöffnung 2 und die Welle 3 stehen in Reibschluss und/oder Formschluss zueinander, so dass durch eine translatorische Bewegung des Antriebskörpers 1 in einer Ebene x, y senkrecht zu einer Wellenachse Z* und einer Antriebskörperöffnungsachse Z die Welle 3 in eine Rotation versetzbar ist. Der Antriebskörper 1 ist über zwei oder mehr Aktoren 4 gegenüber einem Gehäuse 9 in der Ebene x, y verstellbar angeordnet. Durch eine entsprechende Ansteuerung der Aktoren 4 wird der Antriebskörper 1 in die translatorische Bewegung versetzt.
  • Wie aus 4 erkennbar ist, weisen derartige Anordnungen insbesondere auch mit Blick auf den eigentlichen Antriebskörper 1 einen hohen Grad an Symmetrie auf. So hat der dargestellte typische Antriebskörper 1 in Draufsicht die Form eines Quadrates mit einer symmetrisch in diesem angeordneten zylindrischen Bohrung. Der Diagonalen-Schnittpunkt des Quadrates schneidet somit die Achse Z der Antriebskörperöffnung 2. Üblicherweise ist die Kraftübertragung der radialen Umfangskraft zwischen der Antriebskörperöffnung 2 und der Welle 3 nahezu unabhängig von der Berührungsposition am Umfang der Antriebskörperöffnung 2, wenn der Antriebskörper 1 sehr steif gebaut ist. Dies ist insbesondere im Fall einer sehr hohen Antriebskörperhöhe und z. B. bei einer Kantenlänge des Quadrates mehr als doppelt so lang wie der Durchmesser der Antriebskörperöffnung 2 gegeben.
  • Bei anfänglichen Entwicklungen derartiger Festkörperaktor-Antriebsvorrichtungen lag der Schwerpunkt auf der Sicherstellung einer zuverlässigen Funktion. Randbedingungen hinsichtlich des benötigten Bauraums innerhalb des Gehäuses traten diesbezüglich in den Hintergrund. Im Rahmen von Weiterentwicklungen einer solchen Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung wurden Anordnungen entwickelt, welche unter Beibehaltung der erreichten Leistungsdaten eine Reduzierung des Bauraums und der zu bewegenden Masse bezweckten. Aus Anwendersicht erschienen insbesondere solche Reduzierungen vorteilhaft für weitere Applikationen. Bauraum-Reduktionen zielten dabei auf die Abmessungen des Antriebskörpers und von Halteelementen sowie auf die Gehäuse-Dimensionen.
  • Unter der notwendigen Voraussetzung, dass der Antriebskörper eine wesentlich höhere mechanische Steifigkeit aufweisen soll als die Aktoren, generieren die in den Aktoren zusammengefassten piezoelektrischen Elemente während des Betriebs eine um die Achse Z der Antriebskörperöffnung 2 umlaufende radiale Andruckkraft zwischen der Innenfläche der Antriebskörperöffnung 2 und der Welle von derzeit typischerweise ca. 500 N–1000 N. Zur Erzeugung hoher Antriebsdrehmomente von ca. 3 Nm–10 Nm sind derart hohe Andruckkräfte erforderlich.
  • Nachteilhaft mit Blick auf weitere Reduzierungsmöglichkeiten der Abmessungen einer solchen Gesamtanordnung ist, dass die Antriebskörper-Abmessungen des Antriebskörpers 1 nicht beliebig reduziert werden können. Bei einer zu großen Reduzierung würde die mechanische Steifigkeit des Antriebskörpers 1 zu gering werden, um derart hohe Kräfte auf die Welle 3 übertragen zu können.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Antriebseinheit für eine Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung und eine Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung mit einer solchen Antriebseinheit vorzuschlagen, welche eine weitere Reduktion der Gesamtabmessungen ermöglichen. Außerdem soll die Stabilität des eigentlichen Antriebskörpers zur Übertragung höherer Drehmomente auf die Welle verbessert werden.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 bzw. durch eine Antriebseinheit für eine Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 2 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand abhängiger Ansprüche.
  • Bevorzugt wird demgemäß insbesondere eine Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung mit einem Antriebskörper, mit einer An triebskörperöffnung mit einer Antriebskörperöffnungsachse in dem Antriebskörper, mit einer Welle, mit einer Wellenachse, wobei die Welle zumindest teilweise in die Antriebskörperöffnung hineinragt, und mit Aktoren als Festkörperaktoren zum Erregen des Antriebskörpers und der Welle relativ zueinander zum Versetzen der Welle in eine Rotation relativ zum Antriebskörper um die Wellenachse, welche dabei vorzugsweise so genau wie möglich parallel zur Antriebskörperachse verläuft. Vorteilhaft wird diese dadurch, dass eine erste Wandstärke des Antriebskörpers aus Sicht der Antriebskörperöffnungsachse in Richtung eines am Antriebskörper in dessen Wirkrichtung angeordneten Aktors kleiner als eine zweite Wandstärke in einem aus Sicht der Antriebskörperöffnungsachse oder aus Sicht der Antriebskörperöffnung dazu gegenüberliegenden Bereich des Antriebskörpers ist. Eigenständig vorteilhaft ist eine Antriebseinheit für eine solche Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung, bei der eine erste Wandstärke des Antriebskörpers aus Sicht der Antriebskörperöffnungsachse in Richtung eines am Antriebskörper in dessen Wirkrichtung angeordneten Aktors kleiner als eine zweite Wandstärke in einem dazu gegenüberliegenden Bereich des Antriebskörpers ist.
  • Die erste Wandstärke weist gemäß einer ersten Ausführungsform eine geringere Breite bzw. Tiefe zwischen der Antriebskörperöffnung und dem Aktor auf als im Bereich der zweiten Wandstärke in gleicher Dimensionsrichtung in dem aus Sicht der Antriebskörperöffnungsachse gegenüberliegenden Bereich des Antriebskörpers. Eine in Wirkrichtung des Aktors verlaufende Symmetrieachse des Aktors verläuft dabei vorzugsweise in einer Bewegungsebene des Antriebskörpers die Antriebskörperöffnungsachse nicht schneidend.
  • Die Antriebskörperöffnung ist gemäß einer zweiten Ausführungsform relativ zur Ausrichtung der Aktoren am Antriebskörper asymmetrisch versetzt im Antriebskörper angeordnet.
  • Die Antriebskörperöffnung ist vorzugsweise asymmetrisch zur Außenkontur des Antriebskörpers (im Antriebskörper angeordnet.
  • Die erste Wandstärke weist gemäß einer dritten Ausführungsform in achsparalleler Richtung zur Antriebskörperöffnungsachse eine geringere Höhe als die zweite Wandstärke auf.
  • Unter Festkörperaktoren sind nicht nur piezo-elektrische Festkörperaktoren zu verstehen, sondern auch andersartige Festkörperaktoren, wie beispielsweise magnetostriktive oder elektrostriktive Aktoren. Wesentlich ist, dass es sich um Antriebssysteme, insbesondere lineare Antriebssysteme handelt, welche die Antriebskörper in eine geeignete translatorische Bewegung in zwei Dimensionen einer aufgespannten Ebene um die Rotationsachsen der Wellen herum geeignet antreiben können. Insbesondere sind dabei auch Anordnungen zu berücksichtigen, bei welchen alle Festkörperaktoren achsparallel zueinander auf einer Seite der Gesamtanordnung angeordnet sind und durch eine entsprechend geeignete Ansteuerung den Antriebskörper in die erforderliche translatorische Bewegung setzen.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine Draufsicht auf eine Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform,
  • 2 eine Draufsicht auf eine Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform,
  • 3 eine Draufsicht auf eine Antriebseinheit einer Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform und
  • 4 eine Draufsicht auf eine Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung gemäß dem Stand der Technik.
  • Wie dies aus den 1 bis 3 ersichtlich ist, bestehen beispielhaft bevorzugte Festkörperaktor-Antriebsvorrichtungen aus einer Vielzahl von Einzelkomponenten, wobei die dargestellten Komponenten um weitere Komponenten ergänzbar sind bzw. gegen gleich wirkende Komponenten anderer Bauart austauschbar sind. Gleiche Bezugszeichen in den Darstellungen der verschiedenen Ausführungsformen gemäß der 14 bezeichnen gleiche oder gleich wirkende Komponenten, Merkmale und Funktionen, so dass entsprechend auch auf Beschreibungen der jeweils anderen Figuren Bezug nehmbar ist.
  • Zentrale Komponente der verschiedenen Ausführungsbeispiele ist ein sich in einer Ebene x, y erstreckender Antriebskörper 1, durch welchen eine Antriebskörperöffnung 2 führt. Eine Antriebskörperöffnungsachse Z der Antriebskörperöffnung 2 erstreckt sich in einer senkrechten Richtung z zu der Ebene x, y. Besonders bevorzugt wird ein Antriebskörper 1 mit einem quaderförmigen oder quadratischen Querschnitt.
  • In die Antriebskörperöffnung 2 führt eine Welle 3 zumindest hinein. Vorzugsweise führt die Welle 3 vollständig durch die Antriebskörperöffnung 2 hindurch, so dass sie in Richtung ihrer Wellenachse Z* beidseitig des Antriebskörpers 1, , 1* gelagert werden kann. Die Wellenachse Z* ist in einer Betriebsstellung parallel zur Antriebskörperöffnungsachse Z geführt, d.h. seitlich zu dieser versetzt. Der Versatz ist derart gewählt, dass die Welle 3 mit ihrem Außenumfang zumindest im Betrieb formschlüssig und/oder reibschlüssig an einer innenseitigen Wandung der Antriebskörperöffnung 2 anliegt.
  • Festkörperaktoren als linear wirkende Aktoren 4 sind zwischen dem Antriebskörper 1, , 1* und einer Innenwandung eines Gehäuses 9 angeordnet. Die Aktoren 4 dienen dazu, in für sich bekannter Art und Weise den Antriebskörper 1, , 1* relativ zu der Welle 3, insbesondere relativ zu dem Gehäuse 9 in der Ebene x, y senkrecht zur Antriebskörperöffnungsachse Z in eine translatorische Bewegung zu versetzen, so dass dadurch die Welle 3 in eine Rotation um die Wellenachse Z* versetzt wird.
  • Als Aktoren 4 kommen bevorzugt monolithische piezoelektrische Vielschichtaktoren zum Einsatz, die vorzugsweise mit Hilfe geeigneter Maßnahmen unter eine mechanische Druckvorspannung gesetzt werden.
  • Die Aktoren 4 bestehen beispielsweise aus einer Vielzahl einzelner piezoelektrischer Elemente 5, welche zwischen zwei Kappen 6, 7 eingespannt sind. Mittels beispielsweise eines oder mehrerer Bänder 8 sind diese Aktoren 4 in der Ebene x, y gegen jeweils eine seitliche Wandung des Antriebskörpers 1, , 1* gespannt. Die Befestigung der Aktoren 4 an dem Antriebskörper 1, , 1* und an dem Gehäuse 9 kann jedoch prinzipiell auch in anderer Art und Weise erfolgen. Die Ausrichtung der Aktoren 4 relativ zur Antriebskörperöffnung 2 des Antriebskörpers , 1* erfolgt bevorzugt so, dass eine in Expansions- bzw. Kontraktionsrichtung x bzw. y der Aktoren 4 verlaufende Symmetrie-Linie die Antriebskörperöffnungsachse Z schneidet.
  • Die beispielhaften Ausführungsformen der 13 haben gemeinsam, dass eine Wandstärke des Antriebskörpers 1, , 1* in der Ebene x, y, das heißt in radialer Richtung der Antriebskörperöffnungsachse Z aus Sicht der Antriebskörperöffnungsachse Z bzw. der Antriebskörperöffnung 2 nicht symmetrisch ist. In den aus Sicht der Antriebskörperöffnungsachse Z jeweils einem der Aktoren 4 zugewandten Abschnitt weist der Antriebskörper 1, , 1* eine geringere Wandstärke auf, als auf der aus Sicht der Antriebskörperöffnungsachse Z gegenüberliegenden Seite des Antriebskörpers 1, , 1*. Eine solche Dimensionierung bzw. Ausgestaltung des Antriebskörpers 1, , 1* relativ zu den Aktoren 4 ermöglicht eine weitere Bauraum-Reduzierung.
  • Befindet sich der Kontaktpunkt zwischen der Welle 3 und der Innenwandung der Antriebskörperöffnung 2 aus Sicht der Antriebskörperöffnungsachse Z in Richtung eines der Aktoren 4, so erfolgt die Kraftübertragung unter Beibehaltung einer ho hen Steifigkeit, da der entsprechende Aktor 4 den Antriebskörper 1, , 1* auch über den Abschnitt mit der geringeren Wandstärke gegen die Welle 3 drückt und die unter hoher mechanischer Vorspannkraft am Antriebskörper 1, , 1* anliegende Keramik des Festkörperaktors diesen Antriebskörperbereich des Antriebskörpers 1, , 1* stützt.
  • Befindet sich der Kontakt- bzw. Berührungspunkt zwischen der Welle 3 und der Innenwandung der Antriebskörperöffnung 2 hingegen auf der aus Sicht der Antriebskörperöffnungsachse Z einem der Aktoren 4 gegenüberliegenden Seite des Antriebskörpers 1, entfällt diese stützende Wirkung. Ein dünnwandiger Antriebskörperabschnitt mit einer geringen Wandstärke würde in diesem Bereich eine wesentlich geringere mechanische Steifigkeit aufweisen, so dass aufgrund von Elastizitätsverlusten, die durch die Aktoren 4 erzeugbaren und zur Erreichung der geforderten Antriebsdrehmomente notwendigen Andruckkräfte aufgrund der geringeren mechanischen Steifigkeit nicht mehr erreicht werden. Um dies auszugleichen, wird die Wandstärke in einem solchen Bereich, welcher von den Aktoren 4 aus Sicht der Antriebskörperöffnungsachse Z abgewandt ist, entsprechend größer dimensioniert. Mit anderen Worten wird von einer üblichen symmetrischen Ausgestaltung des Antriebskörpers und der darin angeordneten Antriebskörperöffnung 2 gezielt abgewichen, um die Struktur an derartigen strukturellen Schwachstellen in den von Aktoren 4 abgewandten Bereichen durch eine lokale Verstärkung der Struktur des Antriebskörpers 1, , 1* zu verstärken.
  • Anhand der ersten beiden bevorzugten Ausführungsbeispiele wird die Wandstärke dadurch erhöht, dass die Breite bzw. Tiefe des Antriebskörpers 1, in der Ebene x, y senkrecht zur Antriebskörperöffnungsachse Z auf den jeweiligen Aktoren 4 gegenüberliegenden Seiten größer ausgebildet wird.
  • Gemäß der dritten anhand 3 skizzierten Ausführungsform wird die strukturelle Erhöhung der Wandstärke dadurch erreicht, dass die Wandstärke in ihrer Höhe z2 des Antriebskör pers 1* parallel zur Antriebskörperöffnungsachse Z auf den den Aktoren 4 gegenüberliegenden Seiten der Antriebskörperöffnungsachse Z höher ausgebildet wird. Prinzipiell ist insbesondere auch eine Kombination der verschiedenen Aspekte dieser drei Ausführungsformen umsetzbar.
  • Während bei der Ausgestaltung gemäß 4 die Breite x1, x2 bzw. Tiefe y1, y2 der Wandungsabschnitte des Antriebskörpers 1 auf den aus Sicht der Antriebskörperöffnungsachse Z den Aktoren 4 zugewandten und auch den Aktoren 4 abgewandten Seiten gleich ist, ist bei der Ausgestaltung gemäß 1 und 2 durch eine Verlagerung der Antriebskörperöffnung 2 und damit auch der Antriebskörperöffnungsachse Z im Antriebskörper 1 in der Ebene x, y senkrecht zur Antriebskörperöffnungsachse Z diese Gleichheit nicht mehr gegeben.
  • Bei der Ausführungsform gemäß 1 sind die Abschnitte des Antriebskörpers 1, welche auf den aus Sicht der Antriebskörperöffnungsachse Z den Aktoren 4 zugewandten Seite liegen, mit einer geringeren Wandstärke x1, y2 ausgebildet als die diesen gegenüberliegenden Wandstärken x2 bzw. y1.
  • Bei der Ausführungsform gemäß 2 wird dieses Verhältnis geringer Wandstärken x1, y2 in Abschnitten des Antriebskörpers auf den Aktoren 4 zugewandten Seiten gegenüber aus Sicht der Antriebskörperöffnungsachse Z den Aktoren 4 gegenüberliegenden Seiten größer dimensionierten Wandstärken x2 bzw. y1 dadurch erreicht, dass der Antriebskörper in diesen Richtungen breiter dimensioniert ist. Die Ausführungsform gemäß 2 weist im Vergleich zu der Ausführungsform gemäß 1 ebenfalls eine nicht symmetrisch mittig im Antriebskörper 1, liegende Antriebskörperöffnung 2 auf. Jedoch bietet die Ausführungsform gemäß 2 den Vorteil, dass bei dieser Anordnung eine in Wirkrichtung der Aktoren 4 verlaufende Symmetrielinie 1 die Antriebskörperöffnungsachse Z schneidet, so dass eine symmetrische Kraftübertragung von den Aktoren 4 auf den Antriebskörper und auf die Antriebskörperöffnung 2 erfolgt.
  • Bei der Ausführungsform gemäß 3 weist der Antriebskörper 1* auf den aus Sicht der Antriebskörperöffnungsachse Z den Aktoren 4 zugewandten Seiten eine geringere Wandstärke z1 in Höhenrichtung auf, das heißt parallel zur Antriebskörperöffnungsachse Z, als im Fall der Wandstärke z2 des Abschnitts des Antriebskörpers 1*, welcher aus Sicht der Antriebskörperöffnungsachse Z dem entsprechenden Aktor 4 gegenüberliegt.
  • Die unterschiedlichen Wandstärken der verschiedenen Ausführungsformen ergeben sich somit durch eine Verlagerung der Antriebskörperöffnung 2 aus einer innerhalb des Antriebskörpers 1 symmetrischen Lage heraus, durch das Anfügen seitlicher z.B. streifenförmiger Abschnitte auf den Aktoren 4 gegenüberliegenden Abschnitten des Antriebskörpers bzw. durch eine Erhöhung der Wandstärke in achsparalleler Richtung zur Antriebskörperöffnungsachse Z auf den Aktoren 4 gegenüber gelegenen Wandabschnitten des Antriebskörpers 1*. Eine optimale Geometrie des Antriebskörpers 1, , 1*, welche bei möglichst geringem Materialeinsatz eine vorgegebene hohe Steifigkeit bezüglich der wirkenden Umfangskraft im Bereich der Antriebskörperöffnung 2 ermöglicht, lässt sich insbesondere mit für sich bekannten Mitteln numerischer Simulationen finden.

Claims (7)

  1. Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung mit – einem Antriebskörper (1; ; 1*), – einer Antriebskörperöffnung (2) mit einer Antriebskörperöffnungsachse (Z) in dem Antriebskörper (1; ; 1*), – einer Welle (3) mit einer Wellenachse (Z*), wobei die Welle (3) zumindest teilweise in die Antriebskörperöffnung (2) hineinragt, und – Aktoren (4) als Festkörperaktoren zum Erregen des Antriebskörpers (1; ; 1*) und der Welle (3) relativ zueinander zum Versetzen der Welle (3) in eine Rotation relativ zum Antriebskörper (1; ; 1*) um die Wellensachse (Z*), dadurch gekennzeichnet, dass – eine erste Wandstärke (x1, y2; z2) des Antriebskörpers (1; ; 1*) aus Sicht der Antriebskörperöffnungsachse (Z) in Richtung eines am Antriebskörper (1; ; 1*) in dessen Wirkrichtung angeordneten der Aktoren (4) kleiner als eine zweite Wandstärke (x2, y1; z2) in einem aus Sicht der Antriebskörperöffnungsachse (Z) oder aus Sicht der Antriebskörperöffnung (2) dazu gegenüberliegenden Bereich des Antriebskörpers (1; ; 1*) ist.
  2. Antriebseinheit für eine Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, mit – einem Antriebskörper (1; ; 1*), – einer Antriebskörperöffnung (2) mit einer Antriebskörperöffnungsachse (Z) in dem Antriebskörper (1; ; 1*), – einer Welle (3) mit einer Wellenachse (Z*), wobei die Welle (3) zumindest teilweise in die Antriebskörperöffnung (2) hineinragt, und – Aktoren (4) als Festkörperaktoren zum Erregen des Antriebskörpers (1; ; 1*) und der Welle (3) relativ zueinander zum Versetzen der Welle (3) in eine Rotation relativ zum Antriebskörper (1; ; 1*) um die Wellenachse (Z*), dadurch gekennzeichnet, dass – eine erste Wandstärke (x1, y2; z1) des Antriebskörpers (1; ; 1*) aus Sicht der Antriebskörperöffnungsachse (Z) in Richtung eines am Antriebskörper (1; ; 1*) in dessen Wirkrichtung angeordneten der Aktoren (4) kleiner als eine zweite Wandstärke (x2, y1; z2) in einem dazu gegenüberliegenden Bereich des Antriebskörpers (1; ; 1*) ist.
  3. Antriebseinheit nach Anspruch 2, bei der die erste Wandstärke (x1, y2) eine geringere Breite bzw. Tiefe zwischen der Antriebskörperöffnung (2) und dem Aktor (4) aufweist als im Bereich der zweiten Wandstärke (x2, y1) in dem aus Sicht der Antriebskörperöffnungsachse (Z) gegenüberliegenden Bereich des Antriebskörpers (1; ).
  4. Antriebseinheit nach Anspruch 3, bei der eine in Wirkrichtung des Aktors (4) verlaufende Symmetrieachse (1) des Aktors (4) in einer Bewegungsebene (x, y) des Antriebskörpers (1) die Antriebskörperöffnungsachse (Z) nicht schneidend verläuft.
  5. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei der die Antriebskörperöffnung (2) relativ zur Ausrichtung der Aktoren (4) am Antriebskörper (1) asymmetrisch versetzt im Antriebskörper (1) angeordnet ist.
  6. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei der die Antriebskörperöffnung (2) asymmetrisch zur Außenkontur des Antriebskörpers (1; ) im Antriebskörper angeordnet ist.
  7. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 6, bei der die erste Wandstärke (z1) in achsparalleler Richtung zur Antriebskörperöffnungsachse (Z) eine geringere Höhe als die zweite Wandstärke (z2) aufweist.
DE200610045309 2006-09-26 2006-09-26 Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung Withdrawn DE102006045309A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200610045309 DE102006045309A1 (de) 2006-09-26 2006-09-26 Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung
PCT/EP2007/059845 WO2008037629A1 (de) 2006-09-26 2007-09-18 Festkörperaktor-antriebsvorrichtung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200610045309 DE102006045309A1 (de) 2006-09-26 2006-09-26 Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102006045309A1 true DE102006045309A1 (de) 2008-04-10

Family

ID=38877138

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200610045309 Withdrawn DE102006045309A1 (de) 2006-09-26 2006-09-26 Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102006045309A1 (de)
WO (1) WO2008037629A1 (de)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62293978A (ja) * 1986-06-11 1987-12-21 Canon Inc 回転アクチエ−タ
ES2074185T3 (es) * 1990-03-23 1995-09-01 Rockwell International Corp Motor piezoelectrico.
JP2814153B2 (ja) * 1991-03-01 1998-10-22 株式会社半導体エネルギー研究所 エネルギー貯蔵装置
DE4435996C2 (de) * 1994-10-08 1996-10-02 Bosch Gmbh Robert Drehantrieb

Also Published As

Publication number Publication date
WO2008037629A1 (de) 2008-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3500607C2 (de) Torsionsschwingungs-Ultraschallvibrator sowie Torsionsschwingungs-Piezomotor
DE60225930T2 (de) Piezoelektrische strukturen
DE3920726C2 (de)
WO1996019836A1 (de) Piezoaktuatorisches antriebs- bzw. verstellelement
DE3710874A1 (de) Ultraschall-schwingungserzeuger und verfahren zu seiner antriebsregelung
EP2084758B1 (de) Trägheitsantriebsvorrichtung
EP2489081B1 (de) Aktuator
EP2606568B1 (de) Antriebsvorrichtung
DE102004059429A1 (de) Linearer Ultraschall-Piezomotor
DE102007021337A1 (de) Piezoelektrische Antriebsvorrichtung
EP3844866B1 (de) Ultraschallaktor
EP2845305A1 (de) Ultraschallmotor
DE102013110356B4 (de) Ultraschallaktor
DE102018218637B3 (de) Elektroaktive Polymeraktuatoreinrichtung
DE202009014076U1 (de) Aktuator
EP3994737B1 (de) Ultraschallaktuator und motor mit einem solchen ultraschallaktuator
EP3646459B1 (de) Rotationsultraschallmotor
DE102006045309A1 (de) Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung
EP2277210B1 (de) Rotationsantrieb
EP1984961B8 (de) Rotatorische trägheitsantriebsvorrichtung
DE112009005360T5 (de) Bestimmung einer normalkraft für einen elektromechanischen motor
WO2005063447A1 (de) Spannvorrichtung mit wenigstens einem elektromechanischen aktor als spannelement
DE102006027406A1 (de) Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung
DE102005032957B4 (de) Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung
DE10110526B4 (de) Vorrichtung zur Feinbearbeitung durch Schleifen, Läppen oder Polieren

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8130 Withdrawal