DE102019218655B4

DE102019218655B4 - Rotor for ultrasonic motors with higher longitudinal than transverse bending stiffness

Info

Publication number: DE102019218655B4
Application number: DE102019218655.6A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Hübner
Original assignee: Physik Instrumente PI GmbH and Co KG
Current assignee: Physik Instrumente PI GmbH and Co KG
Priority date: 2019-11-29
Filing date: 2019-11-29
Publication date: 2023-07-27
Anticipated expiration: 2039-11-30
Also published as: WO2021105102A1; DE102019218655A1

Abstract

Läufer (1) für einen Ultraschallmotor, wobei der Läufer (1) zwei zu einer Laufrichtung (L) des Läufers (1) parallele Schenkel (3) mit einer jeweiligen Lauffläche (4) und eine die Schenkel (3) verbindende Basis (2) aufweist, wobei der Läufer (1) konfiguriert ist, um einen Aktor (5) zum Antreiben des Läufers (1) entlang der Laufrichtung (L) zwischen den Schenkeln (3) aufzunehmen, sodass der Aktor (5) zwischen den Schenkeln (3) eine Vorspannkraft erfährt, wobei eine Längsbiegesteifigkeit jedes Schenkels (3) entlang der Laufrichtung (L) größer ist als eine Querbiegesteifigkeit der Basis (2) quer zur Laufrichtung (L), sodass bei einer Krafteinwirkung senkrecht auf beide Schenkel (3) im Angriffspunkt der Kraft (F) eine elastische Biegeverformung durch Abwinkeln jedes der beiden Schenkel (3) zur Basis (2) größer ist als eine elastische Biegeverformung des jeweiligen Schenkels (3) entlang der Laufrichtung (L), dadurch gekennzeichnet, dass die Basis (2) mit jedem Schenkel (3) über zwei Festkörpergelenke (8) verbunden ist, die an unterschiedlichen in Laufrichtung (L) gelegenen Enden des Läufers (1) angeordnet sind, wobei die Basis (2) an jedem in Laufrichtung (L) gelegenen Ende des Läufers (1) eine mittige Ausnehmung (6) aufweist oder bildet, die sich vom jeweiligen Ende des Läufers (1) zwischen den Festkörpergelenken (8) des entsprechenden Endes des Läufers (1) zur Mitte des Läufers hin erstreckt.Rotor (1) for an ultrasonic motor, wherein the rotor (1) has two legs (3) parallel to a running direction (L) of the rotor (1) with a respective running surface (4) and a base (2) connecting the legs (3) wherein the runner (1) is configured to receive an actuator (5) for driving the runner (1) along the running direction (L) between the legs (3), so that the actuator (5) between the legs (3) is subjected to a prestressing force, with a longitudinal bending stiffness of each leg (3) along the running direction (L) being greater than a transverse bending stiffness of the base (2) transverse to the running direction (L), so that when a force is applied perpendicularly to both legs (3) at the point of application of the force (F) an elastic bending deformation by bending each of the two legs (3) to the base (2) is greater than an elastic bending deformation of the respective leg (3) along the running direction (L), characterized in that the base (2) with each leg (3) is connected via two solid-state joints (8) which are arranged at different ends of the runner (1) in the running direction (L), the base (2) being located at each end of the runner (1 ) has or forms a central recess (6) which extends from the respective end of the runner (1) between the solid joints (8) of the corresponding end of the runner (1) towards the middle of the runner.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Läufer für einen Ultraschallmotor, wobei der Läufer zwei zu einer Laufrichtung des Läufers parallele Schenkel mit einer jeweiligen Lauffläche und eine die Schenkel verbindende Basis aufweist, wobei der Läufer konfiguriert ist, um einen Aktor zum Antreiben des Läufers entlang der Laufrichtung zwischen den Schenkeln aufzunehmen, sodass der Aktor zwischen den Schenkeln eine Vorspannkraft erfährt.The present invention relates to a runner for an ultrasonic motor, the runner having two legs parallel to a running direction of the runner, each having a running surface and a base connecting the legs, the runner being configured to receive an actuator for driving the runner along the running direction between the legs, so that the actuator experiences a biasing force between the legs.

Ein solcher Läufer ist aus der DE 10 2019 118 198 B3 bekannt. Weiterer verwandter Stand der Technik ist aus der DE 20 2007 005 708 U1 , DE 10 2004 059 429 B4 , DE 20 2005 021 150 U1 und DE 10 2008 026 429 A1 bekannt, wobei letztere den Oberbegriff des Anspruchs 1 offenbart.Such a runner is from the DE 10 2019 118 198 B3 known. More related prior art is from DE 20 2007 005 708 U1 , DE 10 2004 059 429 B4 , DE 20 2005 021 150 U1 and DE 10 2008 026 429 A1 known, the latter disclosing the preamble of claim 1.

Der aus der DE 10 2019 118 198 B3 bekannte Läufer ist näherungsweise als C-Profil ausgebildet, das sich entlang einer in Laufrichtung verlaufenden Profilachse erstreckt. Die auf den Aktor einwirkende Vorspannkraft unterliegt Schwankungen in Laufrichtung in Abhängigkeit von der Läuferposition und ist in der Mitte des Läufers deutlich größer als an den in Laufrichtung gelegenen Enden.The one from the DE 10 2019 118 198 B3 known runner is designed approximately as a C-profile, which extends along a profile axis running in the running direction. The prestressing force acting on the actuator is subject to fluctuations in the direction of travel depending on the position of the runner and is significantly greater in the center of the runner than at the ends located in the direction of travel.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungsgemäßen Läufer dahingehend zu verbessern, dass die Schwankungen der auf einen Aktor im Montagezustand einwirkenden Vorspannkraft verringert werden können.The present invention is based on the object of improving the generic runner in such a way that the fluctuations in the prestressing force acting on an actuator in the assembled state can be reduced.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird gelöst durch den Läufer nach Anspruch 1.The object on which the invention is based is achieved by the rotor according to claim 1.

Der hierin beschriebene Läufer für einen Ultraschallmotor weist zwei zu einer Laufrichtung des Läufers parallele Schenkel mit einer jeweiligen Lauffläche und eine die Schenkel verbindende Basis auf, wobei der Läufer konfiguriert ist, um einen Aktor zum Antreiben des Läufers entlang der Laufrichtung zwischen den Schenkeln aufzunehmen, sodass der Aktor zwischen den Schenkeln eine Vorspannkraft erfährt, wobei eine Längsbiegesteifigkeit jedes Schenkels entlang der Laufrichtung größer ist als eine Querbiegesteifigkeit der Basis quer zur Laufrichtung, sodass bei einer Krafteinwirkung senkrecht auf beide Schenkel im Angriffspunkt der Kraft eine elastische Biegeverformung durch Abwinkeln jedes der beiden Schenkel zur Basis größer ist als eine elastische Biegeverformung des jeweiligen Schenkels entlang der Laufrichtung.The runner for an ultrasonic motor described herein has two legs parallel to a running direction of the runner with a respective running surface and a base connecting the legs, the runner being configured to accommodate an actuator for driving the runner along the running direction between the legs, so that the actuator experiences a prestressing force between the legs, with a longitudinal bending stiffness of each leg along the running direction being greater than a transverse bending stiffness of the base transverse to the running direction, so that when a force is applied perpendicularly to both legs at the point of application of the force, an elastic bending deformation by bending each of the two legs to the base is greater than an elastic bending deformation of the respective leg along the running direction.

Die auf den Aktor einwirkende Vorspannkraft setzt sich im Wesentlichen aus zwei Komponenten zusammen, nämlich einerseits einem Kraftanteil bedingt durch die Längsbiegung des Schenkels aus seiner Erstreckungsebene, und andererseits einem Kraftanteil bedingt durch die Querbiegung der Basis, die eine rotatorische Bewegung bzw. Schwenkung jedes Schenkels gegenüber der Basis um eine parallel zur Laufrichtung ausgerichtete Biegeachse bewirkt. Die Querbiegung bewirkt sinngemäß, dass sich die Schenkel öffnen bzw. spreizen.The prestressing force acting on the actuator is essentially made up of two components, namely, on the one hand, a portion of the force caused by the longitudinal bending of the leg out of its plane of extent, and on the other hand, a portion of the force due to the transverse bending of the base, which causes a rotational movement or pivoting of each leg relative to the base about a bending axis aligned parallel to the running direction. The transverse bending causes the legs to open or spread.

Die Erfindung basiert maßgeblich auf der Erkenntnis, dass die Schwankungen der auf einen Aktor im Montagezustand einwirkenden Vorspannkraft in Laufrichtung beeinflusst werden können durch Ändern des Verhältnisses der Längsbiegesteifigkeit jedes Schenkels gegenüber der Querbiegesteifigkeit der Basis. Je größer das Verhältnis der Längsbiegesteifigkeit jedes Schenkels gegenüber der Querbiegesteifigkeit der Basis ist, umso geringer sind die Schwankungen der auf einen Aktor im Montagezustand einwirkenden Vorspannkraft quer zur Laufrichtung, wobei gleichzeitig eine konstante Läuferquerschnittsgeometrie ermöglicht wird.The invention is based primarily on the knowledge that the fluctuations in the prestressing force acting on an actuator in the assembled state can be influenced in the running direction by changing the ratio of the longitudinal bending stiffness of each leg to the transverse bending stiffness of the base. The greater the ratio of the longitudinal flexural rigidity of each leg to the transverse flexural rigidity of the base, the smaller are the fluctuations in the prestressing force acting on an actuator in the installed state transverse to the running direction, while at the same time a constant cross-sectional geometry of the runner is made possible.

Um dieses Ziel zu erreichen, ist der Läufer erfindungsgemäß so konstruiert, dass die Längsbiegesteifigkeit jedes Schenkels größer ist als die Querbiegesteifigkeit der Basis, so dass der Linearfederanteil bzw. ein auf die Längsbiegung jedes Schenkels zurückzuführender Federweg kleiner ist als der Querfederanteil, d.h. der auf die Querbiegung der Basis zurückzuführende Federweg.In order to achieve this goal, the runner is constructed according to the invention in such a way that the longitudinal bending stiffness of each leg is greater than the transverse bending stiffness of the base, so that the linear spring component or a spring travel attributable to the longitudinal bending of each leg is smaller than the transverse spring component, i.e. the spring travel attributable to the transverse bending of the base.

Dieses Verhältnis von Längsbiegesteifigkeit jedes Schenkels zu Querbiegesteifigkeit der Basis ist durch eine Vielzahl von Faktoren beeinflussbar, nämlich zum einen durch konstruktive Maßnahmen zur Veränderung der Flächenträgheitsmomente, insbesondere über die Querschnittsgeometrien der Basis und des Schenkels in bzw. quer zur Laufrichtung des Läufers, und zum anderen durch die Materialauswahl für die Schenkel und die Basis.This ratio of the longitudinal bending stiffness of each leg to the transverse bending stiffness of the base can be influenced by a variety of factors, namely, on the one hand, by design measures to change the area moments of inertia, in particular via the cross-sectional geometries of the base and the leg in or transverse to the running direction of the runner, and on the other hand, by the choice of material for the legs and the base.

Die Begriffe Schenkel und Basis sind im Rahmen der Erfindung rein funktional zu verstehen. Ein Schenkel im Sinne der Erfindung umfasst die Lauffläche des Aktors. Die Basis im Sinne der Erfindung verbindet die beiden Schenkeln.Within the scope of the invention, the terms leg and base are to be understood as being purely functional. A leg within the meaning of the invention comprises the running surface of the actuator. The base within the meaning of the invention connects the two legs.

Unter dem Begriff ,Längsbiegesteifigkeit` ist die Steifigkeit gegen die Verformung des Läufers in Richtung der wirkenden Kraft F zu verstehen, während unter dem Begriff Querbiegesteifigkeit` die Steifigkeit des Läufers gegen Verschwenken der Schenkel um die Basis zu verstehen ist. Die Querbiegesteifigkeit definiert dabei den Schwenkanteil der Verformung des Läufers bzw. der Schenkel, während die Längsbiegesteifigkeit den Anteil der Verschiebung der Schenkel parallel zur Kraft F definiert.The term "longitudinal bending stiffness" means the stiffness against the deformation of the runner in the direction of the acting force F, while the term "transversal bending stiffness" means the stiffness of the runner against pivoting of the legs around the base. The transverse bending stiffness defines the pivoting part of the deformation of the slider or the legs, while the longitudinal bending stiffness defines the part of the displacement of the legs parallel to the force F.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstände der abhängigen Ansprüche.Advantageous developments are the subject matter of the dependent claims.

Es kann von Vorteil sein, wenn die Längsbiegesteifigkeiten der Schenkel und die Querbiegesteifigkeit der Basis derart aufeinander abgestimmt sind, dass jeweils bei einer nach Betrag und Richtung gleichen Krafteinwirkung senkrecht auf beide Schenkel die Summe aus einerseits der elastischen Biegeverformung durch Abwinkeln jedes der beiden Schenkel zur Basis und andererseits der elastischen Biegeverformung des jeweiligen Schenkels entlang der Laufrichtung an jedem Punkt der Schenkelinnenseite entlang der Laufrichtung gleich groß ist, vorzugsweise mit einer Abweichung von maximal +/- 20%, bevorzugt mit einer Abweichung von maximal +/- 10%.It can be advantageous if the longitudinal bending tires of the thighs and the cross -bending rigidity of the base are so coordinated that, in the case of an amount and direction of the same force on both thighs, the sum from on the one hand from the elastic bending deformation by angling each of the two thighs to the base and on the other hand the elastic bending formation of the respective thigh along the direction of the liner along the side of the fabric side The direction of running is the same size, preferably with a deviation of maximum +/- 20%, preferably with a deviation of a maximum of +/- 10%.

Es kann sich als hilfreich erweisen, wenn die Summe aus einerseits der elastischen Biegeverformung durch Abwinkeln jedes der beiden Schenkel zur Basis und andererseits der elastischen Biegeverformung des jeweiligen Schenkels entlang der Laufrichtung an jedem Punkt der Schenkelinnenseite entlang der Laufrichtung im Bereich von 0,08 bis 0,12 mm, vorzugsweise im Bereich von 0,09 bis 0,11 mm liegt.It can prove to be helpful if the sum of the elastic bending deformation caused by bending each of the two legs to the base and the elastic bending deformation of the respective leg along the running direction at each point on the inside of the leg along the running direction is in the range from 0.08 to 0.12 mm, preferably in the range from 0.09 to 0.11 mm.

Es kann nützlich sein, wenn die elastische Biegeverformung durch Abwinkeln jedes der beiden Schenkel zur Basis mindestens 50% größer ist als die elastische Biegeverformung des jeweiligen Schenkels entlang der Laufrichtung. Dabei beträgt der Linearfederanteil an dem Gesamtfederweg des Schenkels im Kraftangriffspunkt vorzugsweise maximal 40 % und der Querfederanteil mindestens 60 %.It can be useful if the elastic bending deformation caused by bending each of the two legs to the base is at least 50% greater than the elastic bending deformation of the respective leg along the running direction. The linear spring portion of the total spring deflection of the leg at the point of application of force is preferably at most 40% and the transverse spring portion is at least 60%.

Es kann von Vorteil sein, wenn die Längsbiegesteifigkeiten beider Schenkel gleich groß sind. Dadurch kann eine gleichmäßige Verformung des Läufers erreicht werden.It can be advantageous if the longitudinal bending stiffnesses of both legs are the same. As a result, a uniform deformation of the rotor can be achieved.

Erfindungsgemäß weist die Basis an jedem in Laufrichtung gelegenen Ende des Läufers eine mittige Ausnehmung auf oder bildet diese, wobei sich die Ausnehmung vom jeweiligen Ende des Läufers zwischen den Festkörpergelenken des entsprechenden Endes des Läufers zur Mitte des Läufers hin erstreckt. Dadurch kann die Querbiegefestigkeit der Basis gezielt verringert werden.According to the invention, the base has or forms a central recess at each downstream end of the runner, the recess extending from the respective end of the runner between the flexures of the corresponding end of the runner towards the center of the runner. As a result, the transverse bending strength of the base can be reduced in a targeted manner.

Es kann sich als praktisch erweisen, wenn die Basis zwischen den in Laufrichtung gelegenen Enden des Läufers wenigstens eine vorzugsweise mittige Durchgangsöffnung aufweist oder bildet, wobei sich die wenigstens eine Durchgangsöffnung vorzugsweise schlitzförmig zumindest abschnittsweise entlang der Laufrichtung erstreckt, vorzugsweise über wenigstens 80%, bevorzugt wenigstens über 90% der Länge des Läufers. Dadurch lässt sich die Querbiegefestigkeit der Basis noch weiter reduzieren.It can prove to be practical if the base has or forms at least one, preferably central, through-opening between the ends of the runner in the running direction, with the at least one through-opening preferably extending in the form of a slit at least in sections along the running direction, preferably over at least 80%, preferably at least over 90% of the length of the runner. As a result, the transverse bending strength of the base can be reduced even further.

Erfindungsgemäß ist die Basis mit jedem Schenkel über zwei Festkörpergelenke verbunden, die an unterschiedlichen in Laufrichtung gelegenen Enden des Läufers angeordnet sind. Bevorzugt ist das Flächenträgheitsmoment jedes Schenkels entlang der Laufrichtung größer als die Summe der Flächenträgheitsmomente aller Festkörpergelenke quer zur Laufrichtung. Durch die Festlegung des Verhältnisses der Flächenträgheitsmomente der Festkörpergelenke zum Schenkel kann das Verhältnis von Längsbiegung des Schenkels zur Querbiegung der Basis optimiert werden.According to the invention, the base is connected to each leg via two solid joints which are arranged at different ends of the runner in the running direction. The area moment of inertia of each leg along the running direction is preferably greater than the sum of the area moments of inertia of all flexure joints transverse to the running direction. By defining the ratio of the area moments of inertia of the solid joints to the leg, the ratio of the longitudinal bending of the leg to the transverse bending of the base can be optimized.

Es kann überdies sinnvoll sein, wenn die Querbiegesteifigkeit der Basis an einem in Laufrichtung gelegenen Ende des Läufers größer ist als in der Mitte zwischen den in Laufrichtung gelegenen Enden des Läufers, vorzugsweise wenigstens doppelt so groß. Dadurch kann die vom Läufer auf den Aktor ausgeübte Vorspannkraft über die Länge des Läufers gut ausgeglichen werden.It can also be useful if the transverse bending stiffness of the base is greater at one end of the runner in the running direction than in the middle between the ends of the runner in the running direction, preferably at least twice as large. As a result, the prestressing force exerted by the runner on the actuator can be well balanced over the length of the runner.

Es kann aber auch von Vorteil sein, wenn jeder Schenkel aus Keramik ausgebildet ist oder an dessen Lauffläche an der Schenkelinnenseite eine abriebfeste Beschichtung, vorzugsweise aus Keramik oder Glas, aufweist. Dadurch kann der Linearfederanteil auf ein Minimum reduziert werden und der Läufer besonders verschleißfest ausgeführt werden.However, it can also be advantageous if each leg is made of ceramic or has an abrasion-resistant coating, preferably made of ceramic or glass, on its running surface on the inside of the leg. As a result, the proportion of linear springs can be reduced to a minimum and the runner can be designed to be particularly wear-resistant.

Es kann sich als nützlich erweisen, wenn jeder Schenkel über wenigstens 80%, vorzugsweise wenigstens 90% der Länge des Läufers eine homogene Querschnittsform aufweist. Dadurch kann nahezu die gesamte Länge des Läufers als Hub genutzt werdenIt may prove useful if each leg has a homogeneous cross-sectional shape over at least 80%, preferably at least 90% of the length of the runner. As a result, almost the entire length of the runner can be used as a stroke

Es kann auch vorteilhaft sein, wenn sich jeder Schenkel in wenigstens zwei zur Laufrichtung des Läufers parallelen Ebenen erstreckt. Dadurch erhöht sich die Stabilität des Schenkels. Zudem kann dies als Montageerleichterung dienen, wenn sich die Schenkel zum freien Ende hin aufspreizen, da der Aktor dann besser in den Zwischenraum zwischen den Schenkeln eingebracht werden kann. Dazu müssen die Schenkel auseinandergebogen werden, um den Aktor unter Vorspannung im Zwischenraum zwischen den Schenkeln aufzunehmen.It can also be advantageous if each leg extends in at least two planes parallel to the running direction of the runner. This increases the stability of the leg. In addition, this can serve to facilitate assembly if the limbs spread out toward the free end, since the actuator can then be better introduced into the intermediate space between the limbs. To do this, the legs must be bent apart in order to accommodate the actuator under prestress in the space between the legs.

Es kann hilfreich sein, wenn der Läufer symmetrisch zu einer in Laufrichtung des Läufers verlaufenden Ebene und/oder symmetrisch zu einer senkrecht zur Laufrichtung des Läufers verlaufenden Ebene ausgebildet ist. Diese Ausführung begünstigt eine gleichmäßige Verformung des Läufers entlang der Laufrichtung unabhängig von der Position des Aktors zum Läufer.It can be helpful if the runner is designed symmetrically to a plane running in the running direction of the runner and/or symmetrically to a plane running perpendicular to the running direction of the runner. This design promotes uniform deformation of the runner along the direction of travel, regardless of the position of the actuator in relation to the runner.

Es kann sich als praktisch erweisen, wenn die Basis und die Schenkel aus dem gleichen Material hergestellt sind, vorzugsweise einstückig, bevorzugt aus Metall, besonders bevorzugt aus einer Blechplatte, z.B. mit konstanter Dicke, ganz besonders bevorzugt durch Stanzen und/oder Biegen. Alternativ dazu kann/können die Basis aus Kunststoff und/oder der Schenkel aus Metall oder Keramik hergestellt sein.It may prove practical if the base and the legs are made of the same material, preferably in one piece, preferably metal, more preferably sheet metal, eg of constant thickness, most preferably by stamping and/or bending. Alternatively, the base may be made of plastic and/or the leg may be made of metal or ceramic.

Es kann zudem sinnvoll sein, wenn jeder Schenkel gegenüber der Basis um wenigstens 2°, vorzugsweise um wenigstens 5° abwinkelbar ist. Dadurch lässt sich ein besonders hoher Querfederanteil erzielen.It can also be useful if each leg can be bent by at least 2°, preferably by at least 5°, relative to the base. This allows a particularly high proportion of lateral springs to be achieved.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft einen Ultraschallmotor umfassend einen Läufer nach einem der vorangehenden Ansprüche und einen Aktor zum Antreiben des Läufers, wobei der Aktor zwischen den Schenkeln des Läufers angeordnet ist, sodass der Aktor zwischen den Schenkeln eine Vorspannkraft erfährt und gegen die Laufflächen gedrückt ist, wobei vorzugsweise jeder Schenkel des Läufers bei einer Krafteinwirkung durch den Aktor auf beide Schenkel jeweils senkrecht zur Laufflächen an jedem Punkt entlang der Laufrichtung die betragsmäßig gleiche biegeelastische Verformung entlang des Vektors der einwirkenden Kraft aufweist, vorzugsweise mit einer Abweichung von maximal +/- 20%, bevorzugt mit einer Abweichung von maximal +/- 10%.Another aspect of the present invention relates to an ultrasonic motor comprising a rotor according to one of the preceding claims and an actuator for driving the rotor, wherein the actuator is arranged between the legs of the rotor, so that the actuator experiences a prestressing force between the legs and is pressed against the running surfaces, with each leg of the rotor preferably having the same amount of bending elastic deformation along the vector of the acting force when a force is applied by the actuator to both legs perpendicular to the running surfaces at every point along the running direction with a maximum deviation of +/- 20%, preferably with a maximum deviation of +/- 10%.

Es kann von Vorteil sein, wenn die Krafteinwirkung durch den Aktor auf beide Schenkel in einer Ebene erfolgt, deren Abstand von einer Biegeachse der Querbiegung wenigstens das 5-fache der Materialstärke des Schenkels beträgt.It can be advantageous if the force exerted by the actuator on both legs occurs in a plane whose distance from a bending axis of the transverse bend is at least 5 times the material thickness of the leg.

Weitere Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich durch Kombinationen der Anspruchsmerkmale mit Merkmalen aus der Beschreibung oder den Figuren.Further advantageous developments of the invention result from combinations of the claim features with features from the description or the figures.

Figurenlistecharacter list

Es zeigen:

1 verschiedene Ansichten eines Ultraschallmotors mit einem Aktor und einem erfindungsgemäßen Läufer nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und insbesondere in Bild (a) eine perspektivische Unteransicht der Antriebseinheit, in Bild (b) eine Vorderansicht der Antriebseinheit mit Blickrichtung entlang der Laufrichtung des Läufers, in Bild (c) eine Unteransicht der Antriebseinheit, in Bild (d) eine Seitenansicht der Antriebseinheit und in Bild (e) eine Oberansicht der Antriebseinheit.
2 verschiedene Ansichten eines Läufers nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und insbesondere in Bild (a) eine Vorderansicht des Läufers mit Blickrichtung entlang seiner Laufrichtung, in Bild (b) eine perspektivische Unteransicht des Läufers, in Bild (c) eine Seitenansicht des Läufers und in Bild (d) eine Unteransicht des Läufers.
3 verschiedene Ansichten eines Läufers nach einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und insbesondere in Bild (a) eine Vorderansicht des Läufers mit Blickrichtung entlang seiner Laufrichtung, in Bild (b) eine perspektivische Unteransicht des Läufers, in Bild (c) eine Seitenansicht des Läufers und in Bild (d) eine Unteransicht des Läufers.

Show it:

1 different views of an ultrasonic motor with an actuator and a runner according to the invention according to a first embodiment of the invention, and in particular in image (a) a perspective bottom view of the drive unit, in image (b) a front view of the drive unit looking along the running direction of the runner, in image (c) a bottom view of the drive unit, in image (d) a side view of the drive unit and in image (e) a top view of the drive unit.
2 Various views of a runner according to a second embodiment of the invention, and in particular in image (a) a front view of the runner looking along its direction of travel, in image (b) a bottom perspective view of the runner, in image (c) a side view of the runner and in image (d) a bottom view of the runner.
3 various views of a runner according to a third embodiment of the invention, and in particular in image (a) a front view of the runner looking along its direction of travel, in image (b) a bottom perspective view of the runner, in image (c) a side view of the runner and in image (d) a bottom view of the runner.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten AusführungsbeispieleDetailed description of the preferred embodiments

Das erste Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf 1 im Detail beschrieben.The first embodiment of the invention is described below with reference to FIG 1 described in detail.

Der in 1 dargestellte Ultraschallmotor umfasst einen Läufer 1 und einen Ultraschallaktor 5 mit zwei in Friktionskontakt mit den Laufflächen 4 der Schenkel 3 stehenden Reibflächen auf gegenüberliegenden Seiten, aber mit gleicher Wirkrichtung, um den Läufer 1 entlang der Laufrichtung L anzutreiben.the inside 1 The ultrasonic motor shown comprises a rotor 1 and an ultrasonic actuator 5 with two friction surfaces in frictional contact with the running surfaces 4 of the legs 3 on opposite sides, but with the same effective direction, in order to drive the rotor 1 along the running direction L.

Der Läufer 1 ist im ersten Ausführungsbeispiel näherungsweise als C-Profil ausgebildet und umfasst eine Basis 2 sowie zwei sich parallel zur Laufrichtung L erstreckende Schenkel 3. Die Schenkel 3 bilden die Führungsabschnitte des Läufers 1, die mit dem Aktor 5 in Eingriff stehen. Im montierten Zustand mit eingeklemmten Aktor 5, der in den Ansichten der 1 dargestellt ist, sind die den Aktor 5 berührenden Laufflächen 4 an den einander zugewandten Innenflächen der Schenkel 3 parallel zueinander ausgerichtet. Die neben den Reibkontakten am Aktor 5 noch notwendigen Führungskräfte können von einer Gleitlagerung aufgenommen werden, ohne die Schubkraft des Aktors 5 wesentlich zu verringern.In the first exemplary embodiment, the runner 1 is designed approximately as a C-profile and comprises a base 2 and two legs 3 extending parallel to the running direction L. The legs 3 form the guide sections of the runner 1 which engage with the actuator 5 . When assembled with the actuator 5 clamped in the views of the 1 is shown, the running surfaces 4 touching the actuator 5 are aligned parallel to one another on the facing inner surfaces of the legs 3 . The executives that are still necessary in addition to the frictional contacts on the actuator 5 can be accommodated by a plain bearing without significantly reducing the thrust of the actuator 5 .

Um zu erreichen, dass die Vorspannkraft auf den Aktor 5 entlang der Laufrichtung L unabhängig von der Läuferposition näherungsweise konstant ist, ist der Läufer 1 konstruktiv so ausgelegt, dass eine Längsbiegesteifigkeit jedes Schenkels 3 entlang der Laufrichtung L größer ist als eine Querbiegesteifigkeit der Basis 2 quer zur Laufrichtung L. Folglich ist bei einer Krafteinwirkung senkrecht auf beide Schenkel 3 im Angriffspunkt der Kraft F, wie in 1c dargestellt, eine elastische Biegeverformung durch Abwinkeln jedes der beiden Schenkel 3 zur Basis 2 größer als eine elastische Biegeverformung des jeweiligen Schenkels 3 entlang der Laufrichtung L. Idealerweise liegt der Linearfederanteil, d.h. der Anteil einer durch Längsbiegung des Schenkels 3 verursachte Auslenkung (bzw. Federweg) des Schenkels 3 an der Gesamtauslenkung (bzw. Federweg) des Schenkels 3 bei maximal 40% und der Schwenkfederanteil, d.h. der Anteil einer durch Querbiegung der Basis 3 verursachten Auslenkung (bzw. Federweg) des Schenkels 3, bei mindestens 60%. Demnach ist der Schwenkfederanteil vorzugsweise um mindestens 50% größer als der Linearfederanteil. Jeder Schenkel 3 ist gegenüber der Basis 2 um wenigstens 2° schwenkbar bzw. abwinkelbar. Dieses Verhältnis ist unter anderem abhängig vom Abstand A der Ebene E, in welcher die Kräfte auf die Laufflächen 4 einwirken, von der Biegeachse B der Querbiegung die in 1 d als gestrichelten Linie eingezeichnet ist. Im vorliegenden Fall beträgt dieser Abstand A wenigstens das fünffache der Materialstärke des Schenkels 3.In order to ensure that the prestressing force on the actuator 5 is approximately constant along the running direction L, regardless of the runner position, the runner 1 is designed in such a way that a longitudinal bending stiffness of each leg 3 along the running direction L is greater than a transverse bending stiffness of the base 2 transverse to the running direction L. Consequently, when a force is applied perpendicularly to both legs 3 at the point of application of the force F, as in 1c shown, an elastic bending deformation by bending each of the two legs 3 to the base 2 is greater than an elastic bending deformation of the respective limb 3 along the running direction L. Ideally, the proportion of linear springs, ie the proportion of a deflection (or spring travel) of the limb 3 caused by longitudinal bending of the limb 3 in the total deflection (or spring travel) of the limb 3 is at most 40% and the swivel spring proportion, ie the proportion of a deflection (or spring travel) of the limb 3 caused by transverse bending of the base 3, is at least 60%. Accordingly, the pivoting spring portion is preferably at least 50% greater than the linear spring portion. Each leg 3 can be pivoted or angled relative to the base 2 by at least 2°. This ratio depends, among other things, on the distance A from the plane E, in which the forces act on the running surfaces 4, from the bending axis B of the transverse bending in 1d is drawn as a dashed line. In the present case, this distance A is at least five times the material thickness of the leg 3.

Die Biegesteifigkeit errechnet sich als Produkt aus dem Flächenträgheitsmoment des zu biegenden Querschnitts und dem Elastizitätsmodul des eingesetzten Werkstoffs. Demnach ist die Biegesteifigkeit einerseits abhängig von der gewählten Querschnittsgeometrie und andererseits dem eingesetzten Werkstoff. Das gewünschte Verhältnis von Quer- zu Längsbiegesteifigkeit kann folglich sowohl durch geometrische Maßnahmen als auch durch entsprechende Materialwahl eingestellt werden, wie in den Ausführungsbeispielen veranschaulicht wird. Dabei gilt, dass die Biegesteifigkeit grundsätzlich mit der Härte des eingesetzten Materials steigt.The flexural rigidity is calculated as the product of the area moment of inertia of the cross-section to be bent and the modulus of elasticity of the material used. Accordingly, the flexural rigidity depends on the selected cross-sectional geometry on the one hand and the material used on the other. The desired ratio of transverse to longitudinal bending stiffness can consequently be set both by geometric measures and by appropriate choice of material, as illustrated in the exemplary embodiments. The flexural rigidity always increases with the hardness of the material used.

Als „näherungsweise konstant“ wird verstanden, dass die Summe aus einerseits der elastischen Biegeverformung durch Abwinkeln jedes der beiden Schenkel 3 zur Basis 2 (Querbiegung) und andererseits der elastischen Biegeverformung des jeweiligen Schenkels 3 entlang der Laufrichtung L (Längsbiegung) an jedem Punkt der Lauffläche 4 an der Schenkelinnenseite mit einer Toleranz von +/- 10% gleich groß ist."Approximately constant" is understood to mean that the sum of the elastic bending deformation due to bending of each of the two legs 3 to the base 2 (transverse bending) and the elastic bending deformation of the respective leg 3 along the running direction L (longitudinal bending) at each point of the running surface 4 on the inside of the leg is the same with a tolerance of +/- 10%.

Bei den bevorzugten Abmessungen des Läufers 1 mit einer Gesamtlänge von ca. 8 bis 15 mm bedeutet dies, dass der Federweg jedes Schenkels 3 bei der in 1 dargestellten Krafteinwirkung abhängig von der Position des Aktors 5 zum Läufer 1 entlang der Laufrichtung L um maximal etwa 0,1 mm schwanken kann.With the preferred dimensions of the runner 1 with a total length of about 8 to 15 mm, this means that the spring deflection of each leg 3 in 1 shown force can vary depending on the position of the actuator 5 to the rotor 1 along the running direction L by a maximum of about 0.1 mm.

Der Läufer 1 ist symmetrisch zu einer in Laufrichtung L des Läufers 1 verlaufenden Ebene sowie symmetrisch zu einer senkrecht zur Laufrichtung L des Läufers 1 verlaufenden Ebene ausgebildet. Dadurch sind insbesondere die Längsbiegesteifigkeiten beider Schenkel 3 gleich groß.The rotor 1 is embodied symmetrically to a plane running in the running direction L of the rotor 1 and symmetrically to a plane running perpendicular to the running direction L of the rotor 1 . As a result, in particular, the longitudinal bending stiffnesses of both legs 3 are the same.

Im ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist das gewünschte Verhältnis von Querbiegesteifigkeit der Basis 2 zur Längsbiegesteifigkeit jedes Schenkels 3 ausschließlich durch konstruktive Maßnahmen eingestellt, da der gesamte Läufer 1 einstückig aus einem Blechstück hergestellt ist, insbesondere durch Stanz- und Biegeumformung. Die Materialstärke des Läufers 1 ist - unter Vernachlässigung von minimalen Querschnittsänderungen durch Stauchung oder Dehnung an den Biegekanten - in allen Bereichen näherungsweise konstant.In the first embodiment according to 1 the desired ratio of the transverse bending stiffness of the base 2 to the longitudinal bending stiffness of each leg 3 is set exclusively by design measures, since the entire rotor 1 is made in one piece from a piece of sheet metal, in particular by stamping and bending. The material thickness of the runner 1 is approximately constant in all areas, disregarding minimal cross-sectional changes due to compression or expansion at the bending edges.

Die verringerte Querbiegesteifigkeit der Basis 1 wird hierbei erreicht, indem die Basis 2 an jedem in Laufrichtung L gelegenen Ende des Läufers 1 eine mittige Ausnehmung 6 aufweist. Diese Ausnehmung 6 erstreckt sich an jeder Endseite des Läufers 1 in etwa über 40 % der Gesamtlänge des Läufers 1 in Laufrichtung L.The reduced transverse bending stiffness of the base 1 is achieved in that the base 2 has a central recess 6 at each end of the runner 1 in the running direction L. This recess 6 extends at each end of the runner 1 over approximately 40% of the total length of the runner 1 in the running direction L.

Zusätzlich weist die Basis 2 zwischen den in Laufrichtung L gelegenen Enden des Läufers 1 mindestens eine mittige Durchgangsöffnung 7 auf, die sich entlang der Laufrichtung L schlitzförmig über mindestens 80% der Länge des Läufers 1 erstreckt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Basis 2 zwei näherungsweise parallel zur Laufrichtung L verlaufende Längsschlitze auf, die mittig verbunden sind, sodass die Durchgangsöffnung 7 näherungsweise eine H-Form aufweist. Dadurch ist das Flächenträgheitsmoment der Basis 1 in Umfangsrichtung U so weit verringert, dass es kleiner ist als das Flächenträgheitsmoment jedes Schenkels 3 entlang der Laufrichtung.In addition, the base 2 has at least one central passage opening 7 between the ends of the runner 1 in the running direction L, which extends along the running direction L in the form of a slot over at least 80% of the length of the runner 1 . In the exemplary embodiment shown, the base 2 has two longitudinal slots which run approximately parallel to the running direction L and are connected in the middle, so that the through-opening 7 has an approximately H-shape. As a result, the area moment of inertia of the base 1 in the circumferential direction U is reduced to such an extent that it is smaller than the area moment of inertia of each leg 3 along the running direction.

Die verbleibende Basis 1 umfasst in der Ansicht gemäß 1c an beiden in Laufrichtung L gelegenen Enden des Läufers 1 jeweils einen näherungsweise schleifenförmig ausgebildeten Abschnitt, der am Übergang zwischen Schenkel 3 und Basis 2 ein Festkörpergelenk 8 bildet. Aus den Abbildungen ist ersichtlich, dass die verbleibende Breite beider Festkörpergelenke 8 in der Summe geringer ist als die Breite jedes Schenkels 3 quer zur Laufrichtung L. Im Ergebnis ist das Flächenträgheitsmoment jedes Schenkels 3 entlang der Laufrichtung L größer ist als die Summe der Flächenträgheitsmomente aller Festkörpergelenke 8 quer zur Laufrichtung L.The remaining base 1 comprises the view according to FIG 1c at both ends of the runner 1 located in the running direction L, there is an approximately loop-shaped section which forms a flexure joint 8 at the transition between the leg 3 and the base 2 . From the figures it can be seen that the remaining width of both flexure joints 8 is less than the width of each leg 3 transverse to the running direction L. As a result, the area moment of inertia of each leg 3 along the running direction L is greater than the sum of the area moments of inertia of all flexure joints 8 transverse to the running direction L.

Die in 1 dargestellte Konstruktion des Läufers 1 aus einem mit Ausnehmungen 6 und Durchgangsöffnung 7 versehenen Blechstück ist ferner so gewählt, dass die Querbiegesteifigkeit der Basis 2 an einem in Laufrichtung L gelegenen Ende des Läufers 1 wenigstens doppelt so groß ist wie in der Mitte zwischen den in Laufrichtung L gelegenen Enden des Läufers 1. Demnach ist die auf den Aktor 5 einwirkende Vorspannkraft über die Länge des Läufers 1 entlang der Laufrichtung L näherungsweise konstantIn the 1 The construction of the runner 1 shown, consisting of a piece of sheet metal provided with recesses 6 and through-opening 7, is also selected such that the transverse bending stiffness of the base 2 at an end of the runner 1 in the direction of travel L is at least twice as great as in the middle between the ends of the runner 1 in the direction of travel L. Accordingly, the prestressing force acting on the actuator 5 is approximately constant over the length of the runner 1 along the direction of travel L

Zweites Ausführungsbeispiel (Figur 2)Second embodiment (Figure 2)

Das zweite Ausführungsbeispiel gemäß 2 basiert auf dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 und umfasst im Wesentlichen dieselben Merkmale mit folgenden Ausnahmen:

Im zweiten Ausführungsbeispiel gemäß 2 umfasst der Läufer 1 zwei ebene und mit je einer Durchgangsöffnung 7 versehene Seitenteile aus Keramik, die durch einen Grundkörper aus Kunststoff umspritzt sind.

The second embodiment according to 2 is based on the first embodiment according to 1 and includes essentially the same features with the following exceptions:

In the second embodiment according to 2 the rotor 1 comprises two flat side parts made of ceramic, each provided with a through-opening 7, which are encapsulated by a base body made of plastic.

Dabei bildet jedes der Seitenteile unterhalb einer in Laufrichtung L verlaufenden, schlitzförmigen Durchgangsöffnung 7 einen Schenkel 3 des Läufers 1 und seitlich sowie oberhalb davon einen Teil der Basis 2. Beiderseits der Durchgangsöffnung 7 sind an beiden in Laufrichtung L gelegenen Enden der Seitenteile am Übergang zwischen der Basis 2 und jedem Schenkel 3 Festkörpergelenke 8 ausgebildet. Die Ausnehmungen 6 an beiden in Laufrichtung L gelegenen Enden des Läufers 1 ergeben sich dadurch, dass der Grundkörper aus Kunststoff die durch die Durchgangsöffnung 7 gebildeten Bügel der Seitenteile lediglich mittig umgreift und die Seitenteile jeweils zu jedem in Laufrichtung L gelegenen Ende des Läufers 1 über etwa 30 % der Gesamtlänge des Läufers 1 in Laufrichtung L vorstehen.Each of the side parts forms a leg 3 of the runner 1 below a slot-shaped through-opening 7 running in the direction of travel L, and part of the base 2 to the side and above it. The recesses 6 on both ends of the runner 1 in the running direction L result from the fact that the base body made of plastic only encloses the brackets of the side parts formed by the through-opening 7 in the middle and the side parts protrude at each end of the runner 1 in the running direction L over about 30% of the total length of the runner 1 in the running direction L.

Drittes Ausführungsbeispiel (Figur 3)Third embodiment (Figure 3)

Das dritte Ausführungsbeispiel gemäß 3 basiert auf dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß 2 und umfasst im Wesentlichen dieselben Merkmale mit folgenden Ausnahmen:

Jedes Seitenteil ist aus einem Blechstück hergestellt und umfasst an der Lauffläche 4 eine abriebfeste Beschichtung aus Keramik oder Glas. Der unterhalb der Festkörpergelenke 8 liegende Abschnitt des Seitenteils bildet den Schenkel 3, der bestimmungsgemäß mit dem Aktor 5 in Eingriff steht. Jeder Schenkel 3 erstreckt sich in zwei zur Laufrichtung L des Läufers 1 parallelen Ebenen. Die Seitenteile sind dabei über eine parallel zur Laufrichtung L verlaufende Knicklinie geknickt und so angeordnet, dass das untere Ende des Seitenteils vom anderen Seitenteil abweist. Dies erhöht einerseits die Stabilität bzw. das Flächenträgheitsmoment jedes Schenkels 3 und dient andererseits als Montageerleichterung, wenn der Aktor 5 in den Zwischenraum zwischen den Schenkeln 3 eingebracht wird.

The third embodiment according to 3 is based on the second embodiment according to 2 and includes essentially the same features with the following exceptions:

Each side part is made from a piece of sheet metal and has an abrasion-resistant coating made of ceramic or glass on the running surface 4 . The section of the side part lying below the flexure joints 8 forms the leg 3 which is intended to engage with the actuator 5 . Each leg 3 extends in two planes parallel to the running direction L of the runner 1 . The side parts are bent over a fold line running parallel to the running direction L and are arranged in such a way that the lower end of the side part deviates from the other side part. On the one hand, this increases the stability or the area moment of inertia of each leg 3 and, on the other hand, serves to facilitate assembly when the actuator 5 is introduced into the intermediate space between the legs 3 .

Zusammenfassend ergeben sich durch die Erfindung folgende Vorteile:

Die vom Aktor 5 erzeugten Kräfte sind gering im Vergleich zur notwendigen Vorspannung. Der erfindungsgemäße Läufer 1 umfasst sinngemäß mehrere aufeinander abgestimmte Federn, wobei die Federstärken der Querfedern in den vorliegenden Ausführungsbeispielen insbesondere durch die Festkörpergelenke 8 an jedem Ende des Läufers 1 eingestellt sind. Die Biegesteifigkeiten der Festkörpergelenke 8 quer zur Laufrichtung L sind im Verhältnis zur Biegesteifigkeit des Schenkels 3 in Laufrichtung L so ausgelegt, dass über den Hub eine konstante Vorspannkraft und lokal am Aktor 5 annähernd parallele Berührbereiche entstehen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch bewerkstelligt, dass der Anteil an rotatorischen Federwegen größer ist als die Federanteile durch Längsbiegung jedes Schenkels 3.

In summary, the following advantages result from the invention:

The forces generated by the actuator 5 are small compared to the required preload. The runner 1 according to the invention comprises a plurality of springs that are matched to one another, the spring strengths of the transverse springs in the present exemplary embodiments being set in particular by the flexure joints 8 at each end of the runner 1 . The flexural rigidity of the flexural joints 8 transverse to the running direction L are designed in relation to the flexural rigidity of the leg 3 in the running direction L such that a constant prestressing force and locally on the actuator 5 approximately parallel contact areas arise. According to the invention, this is achieved in that the proportion of rotational spring travel is greater than the spring proportions due to the longitudinal bending of each leg 3.

Im Ergebnis ergibt sich durch die erfindungsgemäße Lösung eine stark vereinfachte und kostengünstige Läuferstruktur. Der gesamte aus Läufer 1 und Aktor 5 gebildete Ultraschallmotor lässt sich sehr weit verkleinern. Die zur Führung notwendigen Kräfte sind sehr gering und können von einfachen, robusten Gleitlagern übernommen werden. Mit den rotatorischen Federanteilen ist der Läufer 1 kaum länger als der genutzte Hub. Mit großen rotatorischen Anteilen in der Federstruktur ist trotz der Flexibilität des Läufers 1 eine harte (zum Beispiel keramische) Lauffläche möglich.As a result, the solution according to the invention results in a greatly simplified and cost-effective rotor structure. The entire ultrasonic motor formed by the rotor 1 and the actuator 5 can be made very much smaller. The forces required for guidance are very low and can be taken over by simple, robust plain bearings. With the rotary spring components, the runner 1 is hardly longer than the stroke used. With large rotational components in the spring structure, a hard (for example ceramic) running surface is possible despite the flexibility of the runner 1 .

BezugszeichenlisteReference List

11: Läuferrunner
22: BasisBase
33: Schenkelleg
44: Laufflächetread
55: Aktoractuator
66: Ausnehmung(en)recess(es)
77: Durchgangsöffnungpassage opening
88th: Festkörpergelenkeflexure joints
AA: Abstand der Ebene E zur Biegeachse der QuerbiegungDistance of plane E to the bending axis of the transverse bend
BB: Biegeachse der QuerbiegungBending axis of the transverse bend
EE: Ebene der Krafteinwirkung des Aktors auf die SchenkelLevel of the force effect of the actuator on the legs
LL: Laufrichtungrunning direction
Uu: Umfangsrichtungcircumferential direction

Claims

Rotor (1) for an ultrasonic motor, wherein the rotor (1) has two legs (3) parallel to a running direction (L) of the rotor (1) with a respective running surface (4) and a base (2) connecting the legs (3), the rotor (1) being con figuriert ist, um einen Aktor (5) zum Antreiben des Läufers (1) entlang der Laufrichtung (L) zwischen den Schenkeln (3) aufzunehmen, sodass der Aktor (5) zwischen den Schenkeln (3) eine Vorspannkraft erfährt, wobei eine Längsbiegesteifigkeit jedes Schenkels (3) entlang der Laufrichtung (L) größer ist als eine Querbiegesteifigkeit der Basis (2) quer zur Laufrichtung (L), sodass bei einer Krafteinwirkung senkrecht auf beide Schenkel (3) im Angriffspunkt der Kraft (F) eine elastische Biegeverformung durch Abwinkeln jedes der beiden Schenkel (3) zur Basis (2) größer ist als eine elastische Biegeverformung des jeweiligen Schenkels (3) entlang der Laufrichtung (L), dadurch gekennzeichnet , dass die Basis (2) mit jedem Schenkel (3) über zwei Festkörpergelenke (8) verbunden ist, die an unterschiedlichen in Laufrichtung (L) gelegenen Enden des Läufers (1) angeordnet sind, wobei die Basis (2) an jedem in Laufrichtung (L) gelegenen Ende des Läufers (1) eine mittige Ausnehmung (6) aufweist oder bildet, die sich vom jeweiligen Ende des Läufers (1) zwischen den Festkörpergelenken (8) des entsprechenden Endes des Läufers (1) zur Mitte des Läufers hin erstreckt.

runner (1) after claim 1 , characterized in that the longitudinal bending tires of the thighs (3) and the cross -bending stiffness of the base (2) are so coordinated that, in the case of an amount of the two thighs (3) to the basis (2) and on the other hand, the sum of the elastic bending (3) and on the other hand (3) and on the other hand (3) (3) Along the direction of the running direction (L) at each point on the inside of the thigh along the direction of running (L).

runner (1) after claim 2 , characterized in that the sum of, on the one hand, the elastic bending deformation by bending each of the two legs (3) to the base (2) and, on the other hand, the elastic bending deformation of the respective leg (3) along the running direction (L) at each point on the inside of the leg along the running direction (L) is in the range from 0.08 to 0.12 mm, preferably in the range from 0.09 to 0.11 mm.

Runner (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the elastic bending deformation caused by bending each of the two legs (3) to the base (2) is at least 50% greater than the elastic bending deformation of the respective leg (3) along the running direction (L).

Runner (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the longitudinal bending stiffnesses of both legs (3) are the same.

Runner (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the base (2) between the ends of the runner (1) located in the running direction (L) has or forms at least one preferably central through-opening (7), the at least one through-opening (7) preferably extending in the form of a slot at least in sections along the running direction (L), preferably over at least 80%, preferably at least over 90% of the length of the runner (1).

Runner (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the area moment of inertia of each leg (3) along the running direction (L) is greater than the sum of the area moments of inertia of all flexure joints (8) transverse to the running direction (L).

Runner (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the transverse bending stiffness of the base (2) is greater at an end of the runner (1) in the running direction (L) than in the middle between the ends of the runner (1) in the running direction (L), preferably at least twice as large.

Runner (1) according to one of the preceding claims, characterized in that each leg (3) is made of ceramic or has an abrasion-resistant coating, preferably made of ceramic or glass, on its running surface (4).

Runner (1) according to one of the preceding claims, characterized in that each leg (3) has a homogeneous cross-sectional shape over at least 80%, preferably at least 90% of the length of the runner (1).

Runner (1) according to one of the preceding claims, characterized in that each leg (3) extends in at least two planes parallel to the running direction (L) of the runner (1).

Runner (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the runner (1) is designed symmetrically to a plane running in the running direction (L) of the runner and/or symmetrically to a plane running perpendicular to the running direction (L) of the runner (1).

Runner (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the base (2) and the legs (3) are made of the same material, preferably in one piece, preferably of metal, particularly preferably of a sheet metal plate, for example with a constant thickness, particularly preferably by punching and/or bending.

Runner (1) according to one of the preceding claims, characterized in that each leg (3) can be bent by at least 2°, preferably by at least 5°, relative to the base (2).

Ultrasonic motor, comprising a rotor (1) according to one of the preceding claims and an actuator (5) for driving the rotor (1), the actuator (5) being arranged between the legs (3) of the rotor (1) so that the actuator (5) experiences a prestressing force between the legs (3) and is pressed against the running surfaces (4), with each leg (3) of the rotor (1) preferably being perpendicular to each leg (3) when a force (F) is exerted by the actuator (5) on both legs (3). Tread (4) at each point along the running direction (L) has the same amount of bending elastic deformation along the vector of the acting force (F).

ultrasonic motor after claim 15 , characterized in that the force (F) exerted by the actuator (5) on both legs (3) in a plane (E) whose distance from a bending axis (B) of the transverse bend is at least 5 times the material thickness of the leg (3).