DE3133824C1 - Piezoelektrisches Stellelement - Google Patents

Piezoelektrisches Stellelement

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DE3133824C1
DE3133824C1 DE3133824A DE3133824A DE3133824C1 DE 3133824 C1 DE3133824 C1 DE 3133824C1 DE 3133824 A DE3133824 A DE 3133824A DE 3133824 A DE3133824 A DE 3133824A DE 3133824 C1 DE3133824 C1 DE 3133824C1
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DE
Germany
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actuating element
voltage
case
piezoelectric actuating
switch
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Expired
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DE3133824A
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English (en)
Inventor
Rudolf Dr. 8019 Glonn Protz
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.)
LFK Lenkflugkoerpersysteme GmbH
Original Assignee
Messerschmitt Bolkow Blohm AG
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Publication date
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Description

  • Patentansprüche: 1. Piezoelektrisches Stellelement hoher Leistungsfähigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß zur direkten Ansteuerung von einem Rechner durch ein digitales Signal eine bestimmte Anzahl von Spannungsquellen (11, pa..) mit niederem Innenwiderstand mittels Schalter (als, s1..) alternativ in Serie geschaltet sind und der Stromkreis geschlossen wird 2. Stellelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsquellen (11, 11....) in ihren Spannungswerten (tut, 1/2um ...) halbiert abgestuft sind, wobei die erste Spannungswelle (11) einen Spannungswert (U,) besitzt, der der halben maximalen Regelungsspannung entspricht.
  • 3. Stellelement nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Spannungsquellen (11, pa..) alternativ durch einen zweiten Schalter (S12, S22. . .) umgangen werden kann, indem diesem Schalter durch ein binäres Rechnersignal und ein vorgeordnetes Inverterglied (12, 12a . . ) die dem ersten Schalter (dgl, So..) entgegengesetzte Schaltstellung aufgeschaltet wird.
  • 4. Stellelement nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter (S 11, S 12, S2..) antiparallelgeschaltete Thyristoren oder Transistoren sind.
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein piezoelektrisches Stellelement hoher Leistung.
  • Piezoelektrische Stellelemente setzen sich im allgemeinen aus einer oder mehreren Scheiben piezoelektrischer Keramik zusammen, welche mit Elektroden versehen sind. Bei Anlegung eines elektrischen Feldes bestimmter Größe erfolgt eine definierte Längenänderung der Keramik zwischen den Elektroden. Man kann also sagen, daß ein solches Stellelement als reine kapazitive Last angesehen werden kann, welche - um eine effektive Auslenkung zu erzielen - mit hoher Spannung ge- bzw. entladen wird. Hierbei wird die Spannung etwa 1000 V betragen. Das heißt nun, daß bei Stellelementen mit großer elektrischer Kapazität, die mit hoher Regelfrequenz angesteuert werden, eine Schaltung von hoher Spannung - etwa 1000 V - bei hohen Strömen - größer als 1 A - erforderlich ist.
  • Dies aber ist bei konventionellen analogen Ansteuerschaltern nur schwer und unter erheblichem Aufwand herstellbar.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Stellelement der eingangs genannten Art zu schaffen, das durch ein direktes Signal des Rechners angesteuert werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen niedergelegten Maßnahmen in überraschend einfacher und zuverlässiger Weise gelöst. In der nachfolgenden Beschreibung ist ein Ausführungsbeispiel abgehandelt und in einem Schaltbild der Zeichnung dargestellt.
  • Das im Blockschaltbild der Zeichnung skizzierte Ausführungsbeispiel weist eine bestimmte Anzahl von Spannungsquellen 1 ada... allen mit niederem Innenwiderstand auf, z. B. Batterien oder Akkumulatoren, die über Schalter Soll, ..... . Svl alternativ in Serie mit dem Stellelement 10 geschaltet sind und der Stromkreis geschlossen wird Die Spannungsquellen sind nun in Spannungswerten Ul, die sich stufenweise halbieren, abgestuft, das heißt: Der Spannungswert Us der Spannungsquelle 11 entspricht etwa der halben maximalen Regelungsspannung, der Spannungswert der Quelle 11a entspricht etwa 1/2 Ul, derjenige von lib etwa 1/4 U1, dann 11cetwa 1/8 Ul USW.
  • Jede Spannungsquelle kann durch einen Schalter S11-Svl in Serie geschaltet werden oder alternativ durch einen Schalter Sv2 umgangen werden. Die Ansteuerung erfolgt nun derart, daß in dem Falle, indem beispielsweise S11 oder Sv 1 durch ein binäres Signal des Rechners geschlossen wird, S12 oder Svl durch ein vorgeschaltetes Inverterglied 12-12n geöffnet bleibt und umgekehrt.
  • Die Anzahl der Spannungsquellen 11, pa... lein richtet sich nach der gewünschten Auflösung des Stellsignals und damit nach der mechanischen Auslenkung des Stellelementes 10.
  • Wird beispielsweise eine Auflösung von 8 bit gefordert, so sind 8 Spannungsquellen notwendig. Die Regelung erfolgt nun so, daß die Schalter durch einen~ der gewünschten Auslenkung entsprechenden - Wert ~beispielsweise 8-bit-Wert - angesteuert werden. Die Elektroden des Stellelementes 10 werden nun auf den jeweiligen Spannungswert ge- bzw. entladen. Bei richtiger Dimensionierung der Schaltelemente verbleiben im optimalen Falle als ohmsche Lasten nur mehr die Innenwiderstände der einzelnen Bauelemente, was bedeutet, daß die ohmschen Verluste gering und die Schaltzeitkonstanten kurz sind.
  • Als Schalter können im einfachsten Falle Relais verwendet werden, vorzuschlagen sind antiparallelgeschaltete Thyristoren oder Transistoren.

Claims (1)

  1. Durch diese vorgeschlagenen Maßnahmen ist nun ein Stellelement piezoelektrischer Bauart geschaffen, das direkt digital mit hoher Frequenz ansteuerbar ist, und zwar direkt vom Rechner selbst Durch Verwendung von Halbleiterbauelmeenten ist dieses Stellelement einfach und preiswert herzustellen.
DE3133824A 1981-08-27 1981-08-27 Piezoelektrisches Stellelement Expired DE3133824C1 (de)

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DE3133824A DE3133824C1 (de) 1981-08-27 1981-08-27 Piezoelektrisches Stellelement

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DE3133824A Expired DE3133824C1 (de) 1981-08-27 1981-08-27 Piezoelektrisches Stellelement

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1653526A3 (de) * 2004-10-27 2007-03-07 Denso Corporation Ansteuerschaltung für piezoelektrischen Aktor

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NICHTS-ERMITTELT *

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1653526A3 (de) * 2004-10-27 2007-03-07 Denso Corporation Ansteuerschaltung für piezoelektrischen Aktor

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8365 Fully valid after opposition proceedings
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Owner name: DEUTSCHE AEROSPACE AG, 80804 MUENCHEN, DE

8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: DAIMLER-BENZ AEROSPACE AKTIENGESELLSCHAFT, 80804 M

8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: LFK LENKFLUGKOERPERSYSTEME GMBH, 81669 MUENCHEN, D