DE4233933A1 - Ultrasonic motor of travelling wave type - has piezoelectric transducer of cylindrical platelets, adhered to stator surface - Google Patents

Ultrasonic motor of travelling wave type - has piezoelectric transducer of cylindrical platelets, adhered to stator surface

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DE4233933A1
DE4233933A1 DE19924233933 DE4233933A DE4233933A1 DE 4233933 A1 DE4233933 A1 DE 4233933A1 DE 19924233933 DE19924233933 DE 19924233933 DE 4233933 A DE4233933 A DE 4233933A DE 4233933 A1 DE4233933 A1 DE 4233933A1
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LABORATOIRE DE GENIE ELECTRIQUE ET DE FERROELECTRICITE (LGEF) VILLEURBANNE CEDEX FR
LABORATOIRE DE MECANIQUE APPLIQUEE (LMA) UNIVERSITE DE FRANCHE-COMPTE BESANCON FR
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezo-electric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/10Electric machines in general using piezo-electric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
    • H02N2/16Electric machines in general using piezo-electric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors using travelling waves, i.e. Rayleigh surface waves
    • H02N2/163Motors with ring stator

Abstract

The travelling wave type ultrasonic motor has a metal stator energised by a piezoelectric transducer, and a rotor moved along by friction, assisted by intermediate material. The piezoelectric transducer consists of cylindrical platelets (4) adhered to the stator surface. The platelets are polarised orthogonally w.r.t. the stator (1) surface. Pref. the platelets are polarised in a mode, corresp. to their thickness arrangement. They may be alternately polarised in opposite sense and may be arranged in an angular spacing of a half-wavelength. ADVANTAGE - Reduced mfg. and assembly expenditure, and improved efficiency.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Ultraschall-Umlaufmotor mit piezoelektrischen Transducern, insbesondere einen ringförmigen piezoelek trischen Motor mit Transducerabschnitten von diskusförmiger Gestalt. The present invention relates to an ultrasonic rotary engine with piezoelectric transducers, in particular an annular piezoelek tric motor with Transducerabschnitten of discus shape.

Beim Stand der Technik sind verschiedene Ausführungsarten von solchen Motoren bekannt, die aus einem ringförmigen oder zylindrischen Stator gebildet sind, der an einem ringförmigen piezoelektrischen Transducer angekoppelt ist. In the prior art, various embodiments of such engines are known which are formed of an annular or cylindrical stator that is coupled to a ring-shaped piezoelectric transducer. Der Rotor, der sich auf die Oberfläche des Stators stützt, wird durch die elliptischen Bewegungen, die auf der Oberfläche des Stators erzeugt werden, mitgeführt. The rotor, which is based on the surface of the stator is carried by the elliptical movements which are generated on the surface of the stator.

Der piezoelektrische Transducer besteht aus einem Keramikring, der über eine Vielzahl von einander in gegensätzlichem Sinne abwechselnd polari sierten Abschnitten verfügt. The piezoelectric transducer is comprised of a ceramic ring which has a plurality of one another in opposites senses alternately polari terraced sections. Eine auf die untere Oberfläche des kerami schen Ringes aufgesetzte Elektrode gestattet es, eine Wechselspannung anzulegen, die im Bereich jedes Abschnitts eine Deformation erzeugt, deren Größe im wesentlichen proportional zur angewandten Spannung ist. One patch at the bottom surface of Kerami rule ring electrode allows to apply an alternating voltage which generates a deformation in the area of ​​each portion, the size of which is substantially proportional to the applied voltage. Die Masse wird durch den metallischen Stator gebildet. The mass is formed by the metallic stator. Diese erste Ab folge von polarisierten Abschnitten gestattet es, eine stehende Welle zu erzeugen. From this first sequence of polarized portions makes it possible to produce a standing wave. Eine zweite Abfolge von polarisierten Abschnitten, deren Phasen verschoben sind, erzeugen eine zweite stehende Welle. A second sequence of polarized portions, whose phases are shifted, generate a second standing wave. Die Überlagerung dieser beiden erzwungenen Schwingungen erzeugt eine vorwärts schreiten de Welle, die die Bewegungen der Oberfläche erzeugt, die mit Hilfe einer Zwischenschicht zur Mitführung des Rotors führen. The superposition of these two forced oscillations generated a go forward de wave that generates the movements of the surface that lead with the help of an intermediate layer to be carried away of the rotor.

Die Ringe aus Keramikmaterial sind zerbrechlich und erfordern bei der Herstellung der ringförmigen Transducer und beim Zusammenbau des Stators ein technisches Wissen, das sich in erhöhten Fabrikationskosten niederschlägt. The rings of ceramic material are fragile and require in the manufacture of the annular transducer and assembly of the stator, a technical knowledge, which is reflected in increased manufacturing costs. Ihre Handhabung zum Zeitpunkt der Polarisation führt zu einem nicht zu vernachlässigenden Ausschuß. Their handling at the time of polarization leads to a non-negligible Committee. Darüber hinaus wird es für Motoren kleiner Größe schwierig, die Polarisation der Abschnitte zu erzeugen. In addition, it is difficult for small-size motors, to generate the polarization of the sections. Diese Polarisation wird dadurch erzeugt, daß die verschiedenen Abschnitte bei einer solchen Temperatur einer hohen Spannung unter worfen werden, die höher als die Umgebungstemperatur ist. This polarization is generated in that the different sections are at such a temperature under a high voltage worfen which is higher than the ambient temperature. Wenn der Durchmesser des Keramikringes gering ist, ist es notwendig, die Erzeugung der spezifischen Polarisation mit großer Genauigkeit durchzuführen. When the diameter of the ceramic ring is low, it is necessary to perform the generation of the specific polarization with great accuracy.

Es ist im Stand der Technik vorgeschlagen worden, den piezoelektrischen Transducer in Gestalt von unabhängigen Resonatoren auszugestalten, deren Gestalt einem ringförmigen Abschnitt eines Ringes entspricht. It has been proposed in the art to design the piezoelectric transducers in the form of independent resonators whose shape corresponds to an annular portion of a ring. Eine solche Ausführungsart ist in der US 47 36 129 beschrieben. Such an embodiment is described in the US 47 36 129th

Diese Ausführungsart gestattet es, die Polarisationsprobleme eines Trans ducers mit kleinem Durchmesser anzugehen. This embodiment makes it possible to address the problems of polarization trans ducers of small diameter. Die Herstellung von solchen Resonatoren bleibt jedoch schwierig und ihr Zusammenbau ist relativ kom plex. However, the production of such resonators is difficult and their assembly is relatively com plex.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Ausführungsart eines Ultraschallmotors vorzuschlagen, die es gestattet, die Fabrikationskosten und die Montagekosten des Trans ducers stark zu senken und die Wirkungsweise des Ultraschallmotors zu verbessern, bei dem ein solcher Transducer verwendet wird. Starting from this prior art, the invention has for its object to propose an embodiment of an ultrasonic motor, which makes it possible to reduce the manufacturing cost and assembly cost of the trans ducers strong and to improve the operation of the ultrasonic motor, in which such a transducer is used.

Die Erfindung weist insbesondere das Mittel auf, daß der piezoelektrische Transducer aus kleinen Plättchen zylindrischer Form hergestellt ist, die auf die Oberfläche des Stators geklebt sind, wobei die besagten Plättchen rechtwinklig zur Oberfläche des besagten Stators polarisiert sind. The invention particularly includes the agents that the piezoelectric transducer is made from small flakes of cylindrical shape, which are glued to the surface of the stator, wherein the said plates are perpendicular to the polarized surface of said stator. Unter zylindrisch muß jede Form verstanden werden, die durch die Verschiebung einer Erzeugenden entlang einer geschlossenen Kurve hergestellt wird. Under cylindrical any form must be understood, which is produced by the displacement of a generatrix along a closed curve. Vorzugsweise sind die Plättchen Scheiben. Preferably, the wafer discs.

Solche Plättchen sind besonders einfach herzustellen und zu polarisieren, und dies sowohl in kleinen als auch in großen Größen. Such plates are particularly easy to produce and to polarize, and this both in small and in large sizes.

Der Zusammenbau ist ebenfalls viel einfacher geworden, dadurch, daß die Plättchen identisch und axial symmetrisch aufgebaut sind. The assembly has also become much easier, in that the plates are of identical construction and axially symmetrical.

Die ursprüngliche Polarisation der Plättchen wird in der außerhalb der Ebene liegenden Richtung durchgeführt. The original polarization of the wafer is carried out in the out-of-plane direction. Die Ankopplung der Plättchen an die metallische Struktur wird durch das Mittel einer Klebeverbindung bewirkt und ist von dem piezoelektrischen Koeffizienten d31 abhängig. The coupling of the plate to the metallic structure is effected by means of an adhesive connection and depends on the piezoelectric coefficient d31. Somit werden nacheinander die Kontraktionen und die Dilatationen der aufeinanderfolgend auf dem Stator aufgeklebten Plättchen in radialer Richtung ausgenutzt. Thus, the contractions and dilatations of the consecutively glued to the stator plates are sequentially utilized in the radial direction. Die Isotropie der Plättchen wird beim Stator durch die Erregung von umkreisförmigen Vibrationsmoden einerseits und von parasitären radialen Moden andererseits umgesetzt. The isotropy of the wafer is implemented in the stator by the excitation of a radius-shaped vibration modes on the one hand and of parasitic radial modes other. Die Geometrie des Stators ist dergestalt, daß die Resonanzfrequenzen in radialer Richtung und die in umfänglicher Richtung klar zu unterscheiden sind. The geometry of the stator is such that the resonant frequencies in the radial direction and which are clearly distinguishable in the circumferential direction. Daher verschlech tert die Abwesenheit einer Koppelung zwischen zwei nebeneinander angeordneten Plättchen nicht die Qualität der Erregung, selbst wenn die besagten nebeneinander liegenden Plättchen in einem Abstand vonein ander auseinander liegen, um ihre Positionierung bei der Herstellung zu vereinfachen. Therefore verschlech the absence of a coupling between two juxtaposed platelets tert not the quality of agitation, even if the said adjacent platelets are spaced apart vonein other to facilitate their positioning during manufacture. Vorteilhafterweise sind zwei nebeneinander angeordnete Scheiden durch einen Abstand zwischen 0,7·D und 0,9·D getrennt, wobei mit D der Durchmesser der Plättchen 4 bis 19 bezeichnet wird, wobei der Durchmesser der Plättchen 4 bis 19 zwischen dem 0,7- und dem 0,9fachen des Viertels der Wellenlänge der Einheit liegt, die durch den Stator und den ihm zugeordneten Elementen, insbesondere den piezoelektrischen Plättchen, erzeugt wird. Advantageously, two juxtaposed sheaths are separated by a distance between 0.7 * D and 0.9 * D, wherein D denotes the diameter of the wafer 4 to 19, wherein the diameter of the wafer 4 to 19 between 0.7 and is 0.9 times of the quarter of the wavelength of the unit, which is generated by the stator and its associated elements, in particular the piezoelectric plate.

Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel sind die piezoelektrischen Plättchen nebeneinander und mit jeweils inversen Polaritäten auf der unteren Oberfläche des Stators aufgeklebt. According to a first embodiment, the piezoelectric plates are bonded to each other and each having inverse polarities on the lower surface of the stator. Die Plättchen sind in zwei Ab folgen angeordnet, die jeweils durch außerhalb der Phase in einem Phasen abstand von einer Viertel Wellenlänge liegende Signale beaufschlagt werden. The plates are arranged in two follow Ab, are acted upon in each case by the spacing out of phase in a phase opposite of one-quarter wavelength signals. Der Winkelabstand zwischen zwei aufeinander folgenden Plättchen liegt bei einer halben Wellenlänge. The angular distance between two consecutive plates is one-half wavelength.

Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, das insbesondere bei Statoren kleinen Durchmessers benutzt wird (die gemäß einer kleinen Vibrations mode des Ranges n angeregt werden), sind die piezoelektrische Plättchen auf der unteren Oberfläche des Stators in einer Weise aufgeklebt, daß zwei nebeneinander liegende Plättchen einer ersten Polarität an zwei nebenein ander liegenden Plättchen einer zweiten Polarität und entsprechend fortlaufend angeordnet sind. According to a second embodiment which is used in particular for stators of small diameter (which are excited according to a small vibration mode of rank n), the piezoelectric plate on the lower surface of the stator are bonded in such a manner that two adjacent plates of a first polarity two alongside one other lying plate of a second polarity and disposed in accordance with continuously. Der Winkelabstand zwischen zwei aufeinander folgenden Plättchen liegt bei einem Viertel der Wellenlänge. The angular distance between two consecutive plates is at a quarter of the wavelength.

Dieses Ausführungsbeispiel gestattet es, die aktive Oberfläche des Trans ducers zu erhöhen und die globale axiale Symmetrie des Stators aufrecht zuerhalten. This embodiment makes it possible to increase the active surface of the Trans ducers and obtain the global axial symmetry of the stator upright.

Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Herstellungsverfahren für einen Ultraschallmotor. The invention also relates to a manufacturing method for an ultrasonic motor. Das Verfahren besteht insbesondere daraus, auf der unteren Oberfläche des Stators eine Maske aufzubringen, die Ausschnitte aufweist, deren Ausmaße im wesentlichen den Ausmaßen der piezoelek trischen Plättchen entsprechen. The method consists in particular therefrom, on the lower surface of the stator to apply a mask having cutouts, the dimensions of which essentially correspond to the dimensions of the piezoelek trical platelets. Diese Maske ist mit einer nicht-haftenden Beschichtung versehen. This mask is provided with a non-stick coating. Diese gestattet die genaue Anordnung der Plätt chen und ihrer Klebung auf der unteren Oberfläche des Stators. This allows the exact arrangement of Plätt surfaces and their adhesion on the lower surface of the stator. Nach dem Kleben der Plättchen wird die Maske entfernt. After bonding the wafer, the mask is removed.

Die Erfindung wird nun beispielhaft und erläuternd an Hand der beigefüg ten Zeichnungen beschrieben. The invention will now be described with reference to exemplary and explanatory of beigefüg th drawings. Es zeigen: Show it:

Fig. 1 eine Explosionsansicht des Motors, Fig. 1 is an exploded view of the engine,

Fig. 2 eine Schnittansicht des Motors, Fig. 2 is a sectional view of the engine,

Fig. 3 eine Vorderansicht des Stators, Fig. 3 is a front view of the stator,

Fig. 4 eine Unteransicht des Stators gemäß einem zweiten Ausführungsbei spiel, und Fig. 4 is a bottom view of the stator according to a second game Ausführungsbei, and

Fig. 5 eine Maske zum Zusammenbau des Stators. Fig. 5 is a mask for assembly of the stator.

Der im Zusammenhang mit der Fig. 1 beschriebene Ultraschallmotor besteht aus einem Stator 1 und einem koaxialen Rotor 2 . The ultrasonic motor described in connection with Fig. 1 consists of a stator 1 and a coaxial rotor 2.

Der Stator 1 besteht aus einem metallischen Teil in Ringform, welche eine gezahnte Krone 3 aufweist. The stator 1 consists of a metal part in a ring shape which has a toothed crown. 3

Auf der unteren Oberfläche des Stators 1 sind piezoelektrische Plättchen 4 bis 19 aufgeklebt, wobei die sich dabei ergebende Geometrie aus der folgenden Beschreibung hervorgehen wird. On the lower surface of the stator 1 piezoelectric plate 4 are pasted to 19, wherein the thereby resulting geometry will emerge from the following description. Diese piezoelektrische Plätt chen 4 bis 19 mit einer zylindrischen Form sind mit einem Klebstoff des Typs Zyanolith aufgeklebt und bilden mit dem Stator 1 einen Resonanz körper. This piezoelectric Plätt chen 4 to 19 having a cylindrical shape are glued with an adhesive of the type Zyanolith and form, with the stator 1 a resonance body. Die Erregung dieses Resonanzkörpers wird durch die Ausnützung des inversen piezoelektrischen Effekts bewirkt. The excitation of this resonant body caused by the utilization of the inverse piezoelectric effect. Die Anwendung einer elektrischen Spannung auf die metallischen Flächen 16 bis 27 der piezo elektrischen Plättchen 4 bis 19 erzeugt eine mechanische Deformation. The application of an electrical voltage to the metallic surfaces 16 to 27 of the piezoelectric plate 4 to 19 produces a mechanical deformation. Die Verbindung des inversen piezoelektrischen Effekts und der Eigenschaften der mechanischen Resonanz der durch den Stator 1 einerseits und den piezoelektrischen Plättchen 4 bis 19 anderseits gebildeten Gesamtstruktur gestattet es, mechanische Vibrationen zu erzeugen, die ursächlich die Bewegung des Rotors 2 bewirken. The compound of the inverse piezoelectric effect and the properties of the mechanical resonance of 4 to 19 on the other hand formed overall structure permits through the stator 1 on one hand and the piezoelectric plate to generate mechanical vibrations that cause cause the movement of the rotor. 2

Die piezoelektrischen Plättchen 4 bis 19 bestehen aus einem piezoelek trischen Material wie Bariumtitanat (BaTiO 3 ). The piezoelectric plate 4 to 19 are made of a material piezoelek trical such as barium titanate (BaTiO 3).

Der Rotor 2 wird durch das Mittel eines nicht-haftenden Materials 28 angetrieben, wie z. The rotor 2 is driven by means of a non-adhesive material 28 such. B. Naturgummi, ein thermoplastisches Material wie Sty ren-Harz, ein acrylisches Harz wie Polyäthylen oder ein Epoxy-Harz, ein ungesättigter Polyester oder ein Kopolymer-Harz wie Acrylonitril-Styren- Harz, welches mit einem Additiv versehen ist, wie z. For example, natural rubber, a thermoplastic material such as Sty ren resin, an acrylic resin such as polyethylene or an epoxy resin, an unsaturated polyester or a copolymer resin such as acrylonitrile-styrene resin, which is provided with an additive such. B. Kohlenstoffpulver, Silizium oder Talkum. As carbon powder, silica or talc.

Der Rotor 2 besteht aus einem verformbaren Teil in Konusform, welches eine Federfunktion aufweist, um den Andruck des Rotors 2 auf den Stator 1 mit der nötigen Kraft zu gewährleisten. The rotor 2 comprises a deformable portion in a conical shape having a spring function to ensure the contact pressure of the rotor 2 to the stator 1 with the necessary force.

Die Fig. 3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der piezoelektrischen Plättchen. Fig. 3 shows a first embodiment of the piezoelectric plate. Die Plättchen sind in der Weise aufgeklebt, um alternierende Polaritäten aufzuzeigen. The platelets are glued in such a way to show alternating polarities.

Gemäß dieses Ausführungsbeispiels entspricht die Zahl P der Plättchen: According to this embodiment, the number P of the wafer corresponds to:

P=2(n-1), P = 2 (n-1),

wobei n den Vibrationsmodus bezeichnet. where n is the vibration mode respectively.

Die unten dargestellte Tabelle zeigt, im Winkelmaß, die Winkelposition P i der Plättchen von einer Referenzachse in Abhängigkeit vom Rang n des gewählten Vibrationsmodus. The table below shows in angular, the angular position P i of the platelets from a reference axis as a function of rank n of the selected vibration mode.

Der Winkelabstand zwischen zwei aufeinander folgenden Plättchen und damit von gegenüber liegender Polaritäten entspricht einer halben Wellen länge. The angular distance between two consecutive plates and lying of opposite polarities corresponding to a half wave length. Unter dem Begriff der halben Wellenlänge versteht man jenen Ab stand, der zwei aufeinander folgende Vibrationsknoten des Stators vonein ander getrennt. The term of half the wavelength refers to those from standing, the other vonein separated two successive vibration nodes of the stator.

Die Plättchen sind in zwei Abfolgen, jeweils mit 4 bis 11 und 12 bis 19 bezeichnet, verteilt. The platelets are divided into two sequences, each with 4 to 11 and 12 indicates to 19, distributed. Zwischen diesen beiden Abfolgen von Plättchen befindet sich ein erster toter Bereich 20 mit einer Winkelöffnung, die drei Viertel der Wellenlänge entspricht, und ein zweiter toter Bereich 21 mit einer Winkelöffnung von einer Viertel Wellenlänge. Between these two sequences of platelets, a first dead zone 20 is located at an angular opening corresponding to three quarters of the wavelength, and a second dead zone 21 with an opening angle of a quarter wavelength. Unter einem toten Bereich versteht man den Oberflächenbereich des Stators 1 , auf dem keine erregende Kraft piezoelektrischen Ursprungs angewandt werden kann. Under a dead zone is the surface area of the stator 1, on which no exciting force piezoelectric origin can be applied.

Die erste Abfolge von Plättchen 4 bis 11 wird durch eine leitende Elektrode 22 erregt, die es gestattet, auf jeder der Plättchen 4 bis 11 ein elektrisches Feld wirken zu lassen. The first sequence of platelets 4 to 11 is energized by a conductive electrode 22, which allows to let act on each of the plates 4 to 11 an electric field. Der Stator 1 bildet die Masse und damit die andere Elektrode. The stator 1 is the mass and therefore the other electrode.

Eine sinusförmige Spannung des Typs U · sin(t) wird auf diese Elektrode angewandt. A sinusoidal voltage of the type U · sin (t) is applied to this electrode.

Die zweite Abfolge von piezoelektrischen Plättchen 12 bis 19 wird durch eine zweite metallische Elektrode 23 erregt, die durch eine Spannung U · cos(t) angeregt wird und die zu der ersten um eine Viertel Wellenlänge außer Phase ist. The second series of piezoelectric sheets 12 to 19 is energized by a second metal electrode 23, which is excited by a voltage U · cos (t) and which is out of phase with the first one-quarter wavelength. Die sinusförmigen Spannungen, die jede Elektrode 22 , 23 beaufschlagen, bewirken Vibrationen in der Tiefe (dh entsprechend einer Achse, die senkrecht auf der aktiven Oberfläche steht) von jedem der Keramikteile 4 bis 19 durch Vibrationsresonanzen in den zu erzeugenden Eigenphasen zur Biegung des Stators 1 und um zwei stehende Wellen zu erzeugen, deren Resultierende zu einer fortschreitenden Welle führt, die sich in Oberflächenbewegungen übersetzt, die geeignet sind, den Stator 1 zu bewegen. The sinusoidal voltages which act on each electrode 22, 23, causing vibrations in the depth (ie, corresponding to an axis which is perpendicular to the active surface) of each of the ceramic parts 4 to 19 by vibration resonances in the too-generating self phases for bending the stator 1 and to generate two standing waves, the resultant of which leads to a progressive wave, which translates to surface movements that are adapted to move the stator. 1

Die Fig. 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel von piezoelektrischen Plättchen. FIG. 4 shows a second embodiment of the piezoelectric plate.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel sind die Plättchen in einer solchen Weise angeordnet, um aufeinanderfolgend zwei polarisierte Elemente in einem ersten Sinne und dann zwei in entgegengesetztem Sinne polarisierte Elemente zu erzeugen. In the second embodiment, the plates are arranged in such a manner as to sequentially generate two polarized elements in a first sense and then two polarized in the opposite sense elements. Gemäß diesem zweiten Ausführungsbeispiel entspricht die Anzahl P der Plättchen: According to this second embodiment corresponds to the number P of platelets:

P=4n, P = 4n

wobei n den Rang des Vibrationsmodus bezeichnet. where n is the rank of the vibration mode indicated.

Entgegen der Anordnungsart nach Fig. 3, wo jede Elektrodenabfolge durch eine Elektrode 22, 23 angeregt wird, die im wesentlichen einen Halbkreis überdeckt, sind die piezoelektrischen Plättchen beim zweiten Ausführungs beispiel einzeln angeregt. Contrary to the type of arrangement shown in FIG. 3, where each electrode is excited by a sequence of electrode 22, 23, which covers a semicircle substantially the piezoelectric plates are for example individually excited at the second execution. Jedes der Plättchen trägt auf der dem Stator 1 gegenüber liegenden Oberfläche ein leitendes Plättchen, das mit einer sinusförmigen Spannung beaufschlagt wird. Each of the plate carries on the stator 1 opposite surface of a conductive plate which is acted upon by a sinusoidal voltage.

Die Anordnung der Plättchen auf der Oberfläche des Stators 1 entspricht einer Abfolge, bei denen: The arrangement of the platelets on the surface of the stator 1 corresponds to a sequence in which:

  • - das erste Plättchen der Abfolge ist in einer ersten Richtung polari siert und ist mit einer Spannung des Typs U·sin(ωt) beaufschlagt. - the first chip of the sequence is polari in a first direction and is Siert with a voltage of the type U · sin (.omega.t) acted upon.
  • - das zweite Plättchen der Abfolge ist in derselben ersten Richtung polarisiert und ist mit einer Spannung des Typs U·cos(ωt) beaufschlagt. - the second plate of the sequence is polarized in the same first direction and is applied with a voltage of the type U · cos (.omega.t).
  • - das dritte Plättchen der Abfolge ist in der zweiten, der ersten Richtung entgegengesetzten Richtung polarisiert und ist mit einer Span nung des Typ U·sin(ωt) beaufschlagt. - the third plate of the sequence is polarized in the second, the first direction and opposite direction is applied to a clamping voltage of the type U · sin (.omega.t).
  • - das vierte Plättchen der Abfolge ist in der zweiten Richtung polari siert und ist mit einer Spannung des Typ U·cos(ωt) beaufschlagt. - the fourth chip of the sequence is polari in the second direction Siert and is applied with a voltage of the type U · cos (.omega.t).

Dieses Anordnungsmotiv wiederholt sich n-mal, wobei n den Vibrations modus bezeichnet. This arrangement motif is repeated n times, where n is the vibration mode referred. Zwei aufeinanderfolgende Plättchen sind somit im Winkelabstand von einer Viertel Wellenlänge angeordnet. Two consecutive plates are thus arranged at an angular distance of a quarter wavelength.

Wie oben beschrieben erzeugt man zwei stehende Vibrationswellen, deren Überlagerung eine fortschreitende Welle erzeugt, die Oberflächenbewe gungen erzeugt, die den Stator 1 mitziehen und bewegen. As described above, one generates two vibration waves standing, their superposition generates a progressive wave, which is generated Oberflächenbewe conditions that go along the stator 1 and scroll. Dieses zweite Ausführungsbeispiel der Anordnung der Plättchen hat den Vorteil einer größeren Symmetrie, was es gestattet, den Anteil der parasitären Harmo nischen zu verringern. This second embodiment of the arrangement of the platelets is to reduce the advantage of greater symmetry, which allows the proportion of the parasitic African Harmon.

Der Zusammenbau wird durch die Benutzung einer Maske 69 vereinfacht, wie sie in der Fig. 5 dargestellt ist. The assembly is simplified by the use of a mask 69, as shown in FIG. 5. Diese Maske verfügt über Ausschnitte 50 bis 66 , die es gestatten, die Plättchen exakt auf der Oberfläche des Rotors zu positionieren. This mask has sections 50 to 66, which make it possible to position the wafer accurately on the surface of the rotor. Diese Maske 69 ist aus einem Blatt eines steifen Materials hergestellt, welches mit einer nicht-haftenden Beschichtung wie Teflon versehen ist. This mask 69 is made from a sheet of stiff material which is provided with a non-stick coating such as Teflon. Sie ist während des Klebens der Plättchen auf der Oberfläche des Rotors angeordnet. It is arranged on the surface of the rotor during bonding of the platelets. Nach dem Trocknen des Klebstoffs wird die Maske entfernt. After drying the adhesive, the mask is removed. Die Fertigung wird vorteilhafterweise in einem Träger 67 realisiert, der einen Hohlraum 68 aufweist, dessen Durchmesser dem äußeren Durchmesser des Stators 1 entspricht. Production is advantageously realized in a carrier 67 which has a cavity 68, whose diameter corresponds to the outer diameter of the stator. 1 Ein komplementäres ringförmiges Teil gestattet es, während der Klebung einen Druck auf die piezoelektrischen Plättchen auszuüben. A complementary annular member allows, while exerting the bonding pressure to the piezoelectric plate. Dieses ringförmige Teil gestattet es ebenfalls, eine abdichtende Klebeverbindung auszugestalten, welche den Raum ausfüllt, der sich zwischen zwei benachbarten Plättchen befindet. This annular portion makes it possible also to design a sealing adhesive bond which fills the space which is located between two adjacent plates. Der Fachmann kann natürlich eine Vielzahl von Abwandlungen des vorgenannten Ausführungsbeispiels realisieren, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. One skilled in the art can realize a variety of modifications of the above embodiment without departing from the scope of the invention.

Claims (7)

1. Ultraschallmotor des fortschreitende Wellen umfassenden Typs, mit einem metallischen Stator, der durch einen piezoelektrischen Transducer angeregt wird, und mit einem Rotor, der durch die Reibung mit Hilfe eines Zwischenmaterials mitbewegt wird, dadurch gekennzeich net, daß der piezoelektrische Transducer aus Plättchen ( 4 bis 19 ) zylindri scher Form besteht, die auf der Oberfläche des Stators aufgeklebt sind, wobei die besagten Plättchen rechtwinklig zur Oberfläche des besagten Stators ( 1 ) polarisiert sind. 1. An ultrasonic motor of traveling-wave type comprising, with a metallic stator is excited by a piezoelectric transducer, and with a rotor which is moved by friction with the aid of an intermediate material, characterized in that the piezoelectric transducers (from platelets 4 to 19) is cylindricity shearform which are adhered to the surface of the stator, said plate at right angles (to the surface of the said stator 1) are polarized.
2. Ultraschallmotor nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die piezoelektrischen Plättchen ( 4 bis 19 ) in einem Modus entsprechend der Anordnung in der Dicke polarisiert sind. 2. An ultrasonic motor according to claim 1 characterized in that the piezoelectric plate are polarized (4 to 19) in a mode corresponding to the arrangement in thickness.
3. Ultraschallmotor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem Stator aufgeklebten Plättchen ( 4 bis 19 ) abwechselnd in entgegengesetztem Sinne polarisiert sind und in einem Winkelabstand von einer halben Wellenlänge voneinander angeordnet sind. 3. An ultrasonic motor according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the glued on the stator plate are alternately polarized (4 to 19) in the opposite direction and are spaced apart at an angular distance of half a wavelength.
4. Ultraschallmotor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Plättchen ( 4 bis 19 ) auf dem Stator in Paaren gleicher Polarität aufgeklebt sind, wobei die besagten Paare jeweils ab wechselnd in entgegengesetztem Sinne unterschiedlich polarisiert sind, wobei zwei aufeinander folgende Plättchen in einem Winkelabstand von einer Viertel Wellenlänge angeordnet sind. 4. An ultrasonic motor according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the wafers (4 to 19) on the stator in pairs of the same polarity are bonded, said pairs being differently polarized in the opposite sense in each case from changing, in which two successive platelets are arranged in an angular distance of a quarter wavelength.
5. Ultraschallmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Plättchen ( 4 bis 19 ) voneinander getrennt sind, wobei zwei aufeinander folgende Plättchen durch einen Abstand getrennt sind, der zwischen 0,7 und 0,9 mal D liegt, wobei mit D der Durchmesser der Plättchen ( 4 bis 19 ) bezeichnet ist. 5. An ultrasonic motor according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the wafers (4 to 19) are separated from one another, whereby two consecutive plates are separated by a distance that is between 0.7 and 0.9 times D, being designated by D is the diameter of the wafers (4 to 19).
6. Ultraschallmotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Plättchen ( 4 bis 19 ) zwischen dem 0,7- und dem 0,9fachen des Viertels der Wellenlänge der Resonanz des mit den Plättchen ( 4 bis 19 ) versehenen Stators ( 1 ) entspricht. 6. An ultrasonic motor according to any one of the preceding claims, characterized in that the diameter of the wafers (4 to 19) between 0.7 and 0.9 times of the quarter wavelength of the resonance of the plate (4 to 19) provided with stator (1).
7. Verfahren zur Herstellung eines Ultraschallmotors, der einen Stator umfaßt, der an seiner unteren Oberfläche aufgeklebte piezoelektrische Resonatoren aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung der Plättchen durch eine Maske ( 69 ) gewährleistet wird, die mit einer nicht-haftenden Schicht bedeckt ist. 7. A process for the preparation of an ultrasonic motor comprising a stator having glued piezoelectric resonators on its lower surface, characterized in that the arrangement of the platelets through a mask (69) is ensured, which is covered with a non-adhesive layer.
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