DE4408618A1 - Bimorphous element adjustment drive - Google Patents

Bimorphous element adjustment drive

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DE4408618A1 DE19944408618 DE4408618A DE4408618A1 DE 4408618 A1 DE4408618 A1 DE 4408618A1 DE 19944408618 DE19944408618 DE 19944408618 DE 4408618 A DE4408618 A DE 4408618A DE 4408618 A1 DE4408618 A1 DE 4408618A1
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Abstract

The adjustment device has a piezo drive and is particularly suitable for fine mechanics optical devices, etc. It has at least one piezo-oscillator (1,6-9,16-19,21-28,41-46,51-56) which undergoes length changes by application of different electric voltages. Its free ends alternately come into operative connection with a drive element such that movement is translated to the drive element. When the connection is lifted, the piezo-oscillator, at its free end, is returned ready for the next movement transfer, such that the drive element carries out the adjustment movement in the desired direction. The piezo-oscillators (1,6-9,16-19,21-28,41-46,51-56) have at least two actuators (2,3;61,.62,71,72,81,82,91,92,161,162;171,172,181,182,191,192) arranged adjacent and parallel to each other in the drive direction. They ar fixedly connected together to form a bimorphous element (1,6-9,16-19,21-28,41-46,51-56). The actuators extend perpendicular to the desired direction of movement. They are electrically decoupled from each other and can be controlled separately. By using actuators with different expansions, they can be bent and a curved track is formed in the longitudinal and transverse direction of the bimorphous elements. The return positioning results from lifting the drive element (10,100).

Description

Die Erfindung betrifft eine Verstelleinrichtung mit einem Piezoantrieb, insbesondere für feinmechanisch- optische Geräte und dergleichen, bestehend aus zumin dest einem Piezo-Schwinger, der durch Anlegen unter schiedlich gesteuerter elektrischer Spannungen eine Längenänderung erfährt und abwechselnd über sein freies Ende mit einem Abtriebselement in Wirkverbindung ge langt derart, daß bei Bestehen der Wirkverbindung eine Bewegungsübertragung auf das Abtriebselement erfolgt, wogegen bei aufgehobener Wirkverbindung der Piezo schwinger im Bereich seines freien Endes eine Rückstel lung zur Vorbereitung der nächsten Bewegungsübertragung erfährt, so daß das Abtriebselement die Verstellbewe gung in der gewünschten Richtung durchführt. The invention relates to an adjusting device with a piezoelectric drive, in particular for precision engineering optical devices and the like, comprising at least a piezoelectric vibrator which undergoes a change in length by application under differently controlled electrical voltages and alternately ge from its free end to an output member operatively connected reached such that when passing the operative connection a movement transmission, it transmits to the output member while schwinger a resetting as experienced in reversed operative connection of the piezo in the region of its free end in preparation for the next transmission of motion, so that the driven element, the Verstellbewe supply in the desired direction is carried out.

Bekannte Verstelleinrichtungen aus Piezoschwingern sind beispielsweise die sogenannten Mikrostoßantriebe: Hier bei ist ein Piezoschwinger einseitig befestigt, während er mit seinem freien Ende schräg gegen einen Rotor ge drückt wird. Known adjusting devices of piezoelectric vibrators are for example the so-called micro-stroke actuators: Here, in a piezoelectric vibrator mounted on one side while pressing diagonally ge against a rotor having its free end. Wird nun der Piezoschwinger mit einer hochfrequenten Wechselspannung erregt, die im Bereich der Resonanzfrequenz des Schwingers liegt, so führt der Schwinger stehende Längs- und Biegeschwingungen aus. Now, when the piezoelectric oscillator is excited with a high frequency alternating voltage is in the range of the resonance frequency of the oscillator, the oscillator performs standing longitudinal and flexural vibrations. Dies hat die Erzeugung einer ellipsenähnlichen Schwing bewegung des freien Schwingerendes gegenüber dem Rotor zur Folge, die über Gleitreibungskräfte die Drehung des Rotors hervorruft. This results in the generation of an ellipse-like vibrating motion of the vibrator free end relative to the rotor result, which causes the rotation of the rotor by means of sliding friction. Durch den Verkeilungseffekt bewegt sich der Rotor vorwärts, wogegen das Schwingerende bei seiner Rückwärtsbewegung am Rotor entlanggleitet oder abhebt. By wedging the rotor moves forward, whereas the transducer end slides during its backward movement on the rotor or lifts.

Diese Art von Mikrostoßantrieben ist jedoch nur dazu in der Lage, den Rotor in einer Bewegungsrichtung anzu treiben. However, this type of microburst drives is only to be able to drive the rotor in a direction of movement. Um einen reversierbaren Antrieb zu erhalten, muß man einen weiteren Piezoschwinger vorsehen, der in umgekehrter Richtung am Rotor angreift, wobei sich je weils der eine Piezoschwinger außer Wirkverbindung mit dem Rotor befinden muß, wenn eine Bewegung entsprechend der Antriebsrichtung des anderen Piezoschwingers er zeugt werden soll. To obtain a reversible drive, it is necessary to provide a further piezo-oscillator, which acts in the opposite direction to the rotor, wherein each weils must find a piezo-oscillator out of operative connection with the rotor, when a movement corresponding to the drive direction of the other piezoelectric vibrator it is to be testifies ,

Die genannten Mikrostoßantriebe haben allerdings einen großen Nachteil, da die verwendeten Piezoschwinger mit einer hochfrequenten Wechselspannung im Ultraschallbe reich angeregt werden müssen, um stehende Längs- und Biegeschwingungen zu erzeugen, die erst das Arbeiten mit den Mikrostoßantrieben ermöglichen. However, the micro-stroke drives mentioned have one big disadvantage, as the piezoelectric oscillator used must be encouraged rich with a high-frequency alternating voltage in Ultraschallbe to generate standing longitudinal and flexural vibrations that allow only working with the micro-stroke engines. Eine einfache Längsschwingung, wie sie bei quasi-statischer Span nungsbeaufschlagung erzeugt würde, könnte nicht zu einem Antreiben, sondern nur zu einem Hin- und Herbewe gen des Rotors in der Größenordnung der Längenänderung des Piezoschwingers führen. A simple longitudinal vibration as would be produced at quasi-static tension nungsbeaufschlagung, could not lead to a driving, but only to a reciprocating Herbewe gen of the rotor in the order of the change in length of the piezoelectric oscillator.

Aufgrund der angelegten hochfrequenten Wechselspannung sind derartige Antriebe auch nur als Dauerläufer oder bei Burststeuerung zum Zurücklegen von Schrittweiten von einigen 10 bis 100 nm zu benutzen. Due to the applied high-frequency alternating voltage such drives to be used even as a long-distance runner or burst control for replacement of increments of some 10 to 100 nm. Ein genaues Positionieren, wie es insbesondere bei feinmechanisch- optischen Geräten erforderlich wäre, ist hiermit jeden falls nicht möglich, da mit einem in Resonanz befindli chen Schwinger weder eine genau definierte Verstellung durchführbar ist, noch der genaue Angriffspunkt zwi schen Rotor und Schwinger festgelegt werden kann und im übrigen unklar ist, ob und wie sich der Rotor während der Rückstellbewegung des Schwingers weiterbewegt. Accurate positioning, as would be required particularly in precision engineering optical equipment, is hereby certainly not possible because befindli chen Schwinger neither a precisely defined adjustment is a resonating feasible, nor the exact point of interim rule rotor and vibrator can be set and it is not clear in the rest of if and how the rotor moves further during the return movement of the oscillator.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zu grunde, einen Stellantrieb zur Verfügung zu stellen, der ein Arbeiten im quasi-statischen Frequenzbereich und somit das Erzeugen kleinster Strecken und ein re produzierbares Positionieren mit Auflösung bis in den Subnanometerbereich ermöglicht. The present invention is thus based on the object to provide an actuator available that allows working in the quasi-static frequency range and thus the generation of very small distances and re producible positioning with resolution in the sub-nanometer range.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Piezoschwinger mindestens zwei Aktoren aufweist, die parallel nebeneinander und in Antriebsrichtung hintereinander angeordnet und zur Bildung eines Bi morphelementes fest miteinander verbunden sind, daß die Aktoren sich etwa senkrecht zur gewünschten Bewegungs richtung erstrecken und daß sie elektrisch voneinander entkoppelt und getrennt ansteuerbar sind, derart daß unter Ausnutzung einer unterschiedlichen Dehnung zusam mengehöriger Aktoren deren Verbiegung und somit eine Bahnkurve in Längs- und Querrichtung des Bimorphelemen tes erzeugt wird, wobei die Rückstellung aktiv unter Abheben vom Abtriebselement erfolgt. According to the invention the object is achieved in that the piezoelectric vibrator has at least two actuators parallel in succession arranged side by side and in the drive direction and are joined to form a bi morphelementes firmly to one another in that the actuators extend approximately perpendicular to the desired direction of motion and in that it electrically from each other, decoupled and are controlled separately, so that their bending and thus a curved path in the longitudinal and transverse direction of the Bimorphelemen TES is generated by utilizing a different strain together quantitative impaired actuators, wherein the active reset is taking place in lifting from the output member.

Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß das Bimorphelement auch deutlich unterhalb der Resonanzfrequenz, also im quasi-statischen Frequenzbereich nicht nur Bewegungen in Längsrichtung, sondern auch in Querrichtung durch führen kann, da beispielsweise die Kürzung eines Aktors bei gleichzeitiger Verlängerung des benachbarten Aktors aufgrund der festen Verbindung der Aktoren zu einer seitlichen Auslenkung des freien Bimorphelement-Endes auf die Seite führt, auf der sich der verkürzte Aktor befindet. This has the advantage that the bimorph element below the resonant frequency, ie, in the quasi-static frequency range not only movements in the longitudinal direction but also in the transverse direction can also perform significantly, since for example the reduction of an actuator with a simultaneous extension of the adjacent actuator due to the fixed compound of the actuators results in a lateral deflection of the free bimorph-end on the side on which the actuator is shortened. Daraus folgt, daß bei entsprechend gesteuer ter Spannungsbeaufschlagung der Aktoren dem freien Ende des Bimorphelementes eine Bewegung in zwei Koordinaten richtungen, beispielsweise eine Ellipsenbewegung auf zwingbar ist. It follows that, in accordance with d your ter voltage to the actuators, the free end of the bimorph element movement directions in two coordinates, for example, an elliptical motion is to zwingbar. Hierbei wird der obere Bereich einer solchen Ellipsenbahnkurve dazu verwendet, die Be wegungsübertragung in der gewünschten Richtung durchzu führen, während der untere Bereich, bei dem die Wirk verbindung zwischen Bimorphelement und Abtriebselement aufgehoben ist, für die Rückstellung zur Vorbereitung der nächsten Bewegungsübertragung genutzt wird. Here, the upper region of such ellipse trajectory is used, the loading wegungsübertragung in the desired direction lead durchzu, while the lower region, in which the operative connection between the bimorph element and output member is canceled, is used for the reset in preparation for the next transmission of motion.

Ein noch effektiveres Antriebsverhalten ergibt sich insbesondere dann, wenn die Spannungsverläufe der bei den Aktoren eines Bimorphelementes um etwa 90° phasen verschoben sind und die beiden Aktoren mit einer etwa sägezahnförmigen Wechselsparinung beaufschlagt werden, so daß sich eine möglichst gleichmäßige Vortriebsbe wegung ergibt. An even more effective driving behavior results in particular when the voltage profiles of the shifted phases in the actuators of bimorph element by approximately 90 ° and the two actuators are supplied with an approximately sawtooth change Pari drying, so that as uniform as possible Vortriebsbe motion results.

Zweckmäßig sind zumindest zwei Bimorphelemente vorge sehen, so daß beide abwechselnd für die Bewegungsüber tragung sorgen, während jeweils das Bimorphelement, das sich mit seinem freien Ende im unteren Bereich der jeweiligen Bahnkurve befindet, rückgestellt wird. Suitably, at least see provided so that both alternately provide for the movement over transmission while each bimorph, which is located with its free end in the lower region of the respective trajectory is reset two bimorphous elements. Damit ist sichergestellt, daß das Abtriebselement während der Rückstellung des Bimorphelementes keine undefinierte Bewegung durchführt, sondern weiter in der gewünschten Richtung bewegt wird, also den doppelten Weg pro Zeit zurück legt. This ensures that the driven element performs during the return of the bimorph no repetitive movement, but will continue to move in the desired direction, ie twice the distance per time travels.

Werden zwei Gruppen von Bimorphelementen eingesetzt, läßt sich die Anpressung des Piezoantriebes am Ab triebselement und auch die Genauigkeit beim Positionie ren weiter verbessern. Two groups of bimorph used, the contact pressure of the piezo drive can drive element on now and also the accuracy of Positionin ren continue to improve. Hierbei sind die beiden Gruppen zweckmäßigerweise jeweils parallel geschaltet, das heißt die neben- oder hintereinander angeordneten Bi morphelemente werden möglichst gleichmäßig in Gruppen mit gleichen Spannungsverläufen aufgeteilt. Here, the two groups are expediently connected in parallel, that is, side by side or successively arranged Bi morphelemente be as uniform as possible in groups with the same voltage waveforms divided.

Hierbei ist es zweckmäßig, daß die Bimorphelemente an eine Steuerung angeschlossen sind, die die Wirkverbin dung eines jeden Bimorphelementes mit dem Abtriebsele ment erst dann aufhebt, nachdem die Wirkverbindung des Abtriebselementes mit dem anderen Bimorphelement herge stellt ist. It is expedient that the bimorphous elements are connected to a controller management Wirkverbin the dung of each bimorph element with the Abtriebsele only cancels, after the active connection of the output element with the other bimorph element is Herge provides. Dadurch ist sichergestellt, daß im kriti schen Moment des Antriebswechsels dennoch eine sichere Klemmung des Abtriebselementes vorliegt, wodurch die Zustellgenauigkeit verbessert wird. This ensures that the torque of the drive kriti rule change yet secure clamping of the output element is present, making the setting accuracy is improved.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn sich die Verstellbe wegungen der Bimorphelemente überlappen, was durch ge eignete Spannungsverläufe, beispielsweise durch Beauf schlagung mit einer sägezahnförmigen Wechselspannung erreicht werden kann. It is particularly advantageous if the adjusted outside movements overlap the bimorphous elements, which can be achieved by suitable ge voltage waveforms, for example by Beauf deposition with a sawtooth-shaped alternating voltage. Hierdurch erhält man einen konti nuierlichen Antrieb ohne Kraftflußunterbrechnung unter Vermeidung des Nachteils, daß die gewünschte Verstell bewegung des Abtriebselementes zur Rückstellung eines Bimorphelementes unterbrochen werden muß. This gives a continu ous drive without Kraftflußunterbrechnung while avoiding the disadvantage that the desired adjustment movement of the output element has to be interrupted to the provision of a bimorph element.

Auch das Hinzufügen weiterer Bimorphelement-Gruppen wirkt sich positiv auf das Antriebsverhalten aus. Also adding more bimorph groups has a positive effect on the drive behavior. Als beste Konstellation hat sich die Anordnung von zwei oder mehr Bimorphelement-Paaren herausgestellt, wobei entsprechend zusammengehörige Aktoren der Paare paral lelgeschaltet, aber alle vier Aktoren eines Paares mit versetzten Spannungsverläufen beaufschlagt sind. As best constellation, the arrangement of two or more pairs bimorph element has been found, wherein corresponding actuators belonging together of the pairs lelgeschaltet paral, but all four actuators of a pair are supplied with staggered voltage waveforms.

In jedem, also nicht nur im idealen Fall ist es vor teilhaft, wenn die Bimorphelemente mit gleichen, zeit lich versetzten Spannungsverläufen beaufschlagt werden. In all, not only in the ideal case, it is part and bounds ahead when the bimorphous be subjected to the same, time Lich offset voltage curves.

Für die oben erwähnten Anwendungsbereiche weist die auf die Bimorphelemente einwirkende Spannung eine Frequenz auf, die insbesondere unterhalb des Ultraschallfre quenzbereiches liegt. For the above-mentioned applications, the force acting on the bimorphous voltage to a frequency which is in particular below the Ultraschallfre quenzbereiches. Aufgrund der Vermeidung von Reso nanzschwingungen der Bimorphelemente ist eine Auflösung der Zustellbewegungen bis in den unteren Nanometerbe reich möglich. Due to the avoidance of the Reso bimorphous nanzschwingungen is a resolution of the movements to the lower Nanometerbe rich possible. Jedoch soll sich der Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung nun nicht ausschließlich auf den genannten Frequenzbereich beschränken, da eine Er regung im Ultraschallbereich für Zustellbewegungen mit hohen Geschwindigkeiten sinnvoll ist und hierbei die Spannungsamplitude beispielsweise zehnmal höher bzw. eine um den Faktor 10 kleinere Spannung erforderlich ist. However, the scope of the present invention now will not be limited to the mentioned frequency range since makes sense He motionless in the ultrasonic range for feed movements at high speeds and in this case the voltage amplitude and a smaller by a factor of 10 voltage, for example, ten times higher. Weil darüber hinaus die Phasenverschiebung im Resonanzbereich 90° beträgt, reicht es hierbei aus, die eine Elektrode des Bimorphelementes entsprechend anzu steuern, wobei die andere Elektrode jeweils automatisch um 90° nacheilt. Moreover, since the phase shift in the resonance region is 90 °, it is sufficient in this case from which control to an electrode of the bimorph element in accordance with the other electrode in each case automatically lags by 90 °.

Grundsätzlich kann das Bimorphelement entweder über seine Stirnfläche, über eine Seitenfläche oder aber über ein mit dem Bimorphelement in Verbindung stehendes Zwischenglied in Wirkverbindung mit dem Abtriebselement gelangen. Basically, the bimorph element can engage with the output element either via its end face, on a side surface or via a related with the bimorph intermediate member in operative connection. Das Angreifen an der Stirnfläche des Bimorph elementes empfiehlt sich insbesondere dann, wenn dieses - wie oben beschrieben - als Antrieb verwendet wird. The engagement with the end face of the bimorph element is particularly recommended when this - is used as a drive - as described above. Andererseits kann jedoch das Bimorphelement statt als Antriebselement auch als Selbstläufer eingesetzt werden. On the other hand, the bimorph can be used instead as the drive element as a self-perpetuating. Dabei kann sich das Bimorphelement entsprechend den Verstellbewegungen auf einer ortsfesten Unterlage fortbewegen, was einer kinematischen Umkehr zum oben beschriebenen Antrieb entspricht. In this case, the bimorph element can move on a fixed base in accordance with the adjusting movements, which corresponds to a kinematic reversal of the above-described driving.

Befand sich beim Einsatz als Antrieb die Bahnkurve noch parallel zur Längserstreckung der Bimorphelemente, so ist es bei einer Verwendung als Selbstläufer zweckmä ßig, über eine Seitenfläche der Bimorphelemente in Wirkverbindung mit dem Abtriebselement, das heißt mit der Unterlage zu gelangen. the trajectory was still parallel to the longitudinal extension of the bimorphous when used as drive, it is expedient SSIG when used as a self-runner to pass over a side surface of the bimorphous elements in operative connection with the driven element, that is with the base. Hierdurch wird vor allem eine stabilere Auflage des aus mehreren Bimorphelemen ten bestehenden Läufers auf der Unterlage und ebenso eine geringere Bauhöhe des Läufers erreicht. Hereby especially a more stable support of the ten of several Bimorphelemen existing rotor on the backing, and also a lower overall height of the rotor is achieved. Das Anlie gen an den Seitenflächen erfolgt natürlich vor allem im Bereich des freien Endes der Bimorphelemente, da dort die Verstellbewegung am größten ist. The Anlie gen takes place on the side surfaces of course, especially in the area of ​​the free end of the bimorphous because there is the greatest adjustment.

Für die Verwendung als Selbstläufer ist es insbesondere von Vorteil, wenn mit den beiden ein Bimorphelement bildenden Aktoren ein weiteres Aktorenpaar fest verbun den ist, wobei sich die beiden Aktorenpaare nebeneinan der befinden und im Querschnitt gesehen eine Viereck anordnung bilden sollten. For use as a self-perpetuating, it is particularly advantageous when forming the two a bimorph actuators verbun another actuators pair of fixed to, wherein the two actuators pairs are nebeneinan the and viewed in cross section should arrangement form a quadrangle. Hierdurch wird sowohl das Ab heben von der ortsfesten Unterlage, das zur Vorberei tung der Rückstellung des jeweiligen Bimorphelementes erforderlich ist, als auch eine hierzu senkrechte Ver stellbewegung erreicht, da die vier zu einem Doppelbi morphelement zusammengefaßten Aktoren durch entspre chende Spannungsbeaufschlagung beliebig aufeinander ab gestimmt werden können. In this way, both the Ab will lift from the stationary base, which is the prepara of the provision of the respective bimorph processing required, and a perpendicular thereto Ver achieved adjusting movement because the four to a Doppelbi morphelement summarized actuators are voted by entspre-reaching of voltage to any sequence from can.

Werden jedoch solche Doppelbimorphelemente nicht als Selbstläufer, sondern als Antriebe verwendet, so ermög lichen sie eine Verstellbewegung in die zweite Dimen sion der Abtriebselementebene. However, if such Doppelbimorphelemente not used as a self-perpetuating, but as drives, so they made it handy an adjustment in the second Dimen sion of the driven element level. Hierbei erfolgt das Auf heben der Wirkverbindung wie bei den oben geschilderten Antrieben durch Verkürzen der Doppelbimorphelemente. Here, the ups done lifting of the active compound as the above-mentioned drives by shortening the Doppelbimorphelemente.

In jedem Fall ist es aber bei der Verwendung sowohl als Antrieb als auch als Selbstläufer sinnvoll, wenn die freien Enden der Bimorphelemente, die mit dem Abtriebs element bzw. mit der Unterlage in Wirkverbindung gelan gen, gleichmäßig über diese verteilt sind, um eine stabile Auflage zu schaffen. but in any case it is in use both as a drive as well as a self-perpetuating useful when the free ends of the bimorphous elements which gene gelan with the power take-off or with element the substrate in operative connection, are distributed evenly over them to a stable support to accomplish. Bei den Selbstläufern wird dies insbesondere durch eine Doppelkammanordnung von zueinander parallelen Doppelbimorphelementen erreicht, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. In the self-running, this is achieved in particular by a double comb assembly of parallel Doppelbimorphelementen, as shown in Fig. 4.

Diese Doppelanordnung kann noch derart erweitert werden, wenn zusätzlich zumindest zwei weitere Bimorph elemente vorgesehen werden, die sich in der gleichen Ebene, aber senkrecht zu den ersten Bimorphelementen erstrecken und ebenfalls zueinander parallel sind. This double array can be expanded in such a manner when at least two bimorph elements in addition be provided, which extend in the same plane, but perpendicular to said first bimorph and also are mutually parallel. Dabei ergibt sich der zusätzliche Vorteil, daß eine Be wegung in der zweiten Dimension und somit sogar belie bige ebene Kreis- und Kurvenbewegungen möglich sind. This results in the additional advantage that a loading movement in the second dimension, and thus even belie bige planar circular and curved movements.

Während bei den oben genannten, als Läufer verwendeten Bimorphelementen deren Gewichtskraft für ein ständiges Andrücken der Bimorphelemente auf dem Boden sorgt, ist es bei den Piezoantrieben besonders zweckmäßig, daß sie durch zumindest ein Federelement in Wirkverbindung mit dem Abtriebselement bringbar sind und die Wirkverbin dung jedes Bimorphelementes durch Spannungsbeaufschla gung aufhebbar ist. While the weight force of a permanent pressing of the bimorphous ensures on the floor in the above, used as a runner bimorph it is particularly advantageous for the piezo actuators that it comprises at least one spring element are carried can be brought into operative connection with the output member and the Wirkverbin dung each bimorph supply by Spannungsbeaufschla be canceled. Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß aufgrund des permanenten Andrückens durch das Federelement ein sicheres Klemmen des Abtriebselementes zu jedem Zeitpunkt gewährleistet ist, sich also immer mindestens ein Bimorphelement in Wirkverbindung mit dem Abtriebselement befindet. This has the advantage that due to the permanent pressing of a secure clamping of the output element is ensured at all times by the spring element, that is always at least one bimorph element is in operative connection with the output member. Das Aufheben der Wirkverbin dung erfolgt durch das jeweilige Bimorphelement selbst, wodurch unvermeidliche Wegdifferenzen sich nicht mehr negativ auf die Qualität der Klemmung auswirken können. Canceling the Wirkverbin-making is done by the respective bimorph itself, thus inevitable path differences can no longer have a negative impact on the quality of clamping. Da lediglich die Relativwege und nicht die Absolutlän gendifferenzen der Bimorphelemente für das Klemmen bzw. Abheben relevant sind, haben somit Längenschwankungen der Bimorphelemente durch Temperatur-, Alterungs- und Umwelteinflüsse keinen Einfluß auf ein zuverlässiges Betriebsverhalten des Piezoantriebes. Since only the relative paths and not Absolutlän gene differentiation of the bimorphous elements for clamping and lifting are relevant, thus variations in length of the bimorphous by temperature, aging and environmental influences have no influence on a reliable operational behavior of the piezo actuator. Die Bimorphele mente können daher mit geringen Präzisionsanforderungen und somit kostengünstiger hergestellt werden. The Bimorphele elements can therefore thus be manufactured cost-effectively with low precision requirements and.

Zur Herbeiführung der Wirkverbindung zwischen Bimorph element und Abtriebselement besteht zum einen die Mög lichkeit, daß das Federelement auf das Abtriebselement einwirkt; To effect the operative connection between the bimorph element and the output element consists on the one hand Mög friendliness, that the spring element acts on the driven element; zum anderen kann aber das Federelement statt dessen auf die Bimorphelemente einwirken, wobei es hierbei besonders vorteilhaft ist, diese an einer ge meinsamen Basis zu montieren. on the other hand, the spring element may instead act on the bimorphous elements, it being particularly advantageous in this case to mount it to of a common base. Dadurch ist sicherge stellt, daß immer das momentan längere Bimorphelement die Wirkverbindung garantiert, während das kürzere Bi morphelement seine Rückstellung durchführen kann. This sicherge is assumed that always the currently extended bimorph guarantees the active compound, while the shorter Bi morphelement can carry out its provisions.

Zweckmäßigerweise wird die gemeinsame Basis dadurch ge bildet, daß bei aus Piezokeramik bestehenden Bimorph elementen diese durch kammartiges Heraussägen einzelner Kammzinken aus einer Piezokeramikplatte hergestellt sind, wobei der sich senkrecht zu den Zinken er streckenden Kammsteg als gemeinsame Basis die Verbin dung zwischen den Bimorphelementen aufrechthält. Conveniently, the common base is characterized ge, in that elements with piezoceramic existing bimorph these are prepared by comb-like sawing out of individual comb teeth of a piezoceramic plate, wherein the to the prongs he the Verbin upholds perpendicular stretching comb web as a common base connection between the bimorph. Hier bei werden die einzelnen Aktoren in der Art herge stellt, daß die elektrisch voneinander entkoppelten und getrennt ansteuerbaren Elektroden auf die Piezokeramik aufgedampft werden, wobei zweckmäßigerweise - wie be reits erwähnt - jeweils gleichwirkende Bimorphelemente parallel geschaltet werden. Here at the individual actuators in the manner Herge be assumed that the electrically uncoupled from each other and separately addressable electrodes are deposited on the piezoceramic, wherein expediently - be as already mentioned - in each case the same effect bimorphous elements are connected in parallel.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn die Piezokeramik der Bimorphelemente aus vielen dünnen Schichten gebil det ist. A further advantage is obtained if the piezoelectric ceramic of the bimorphous of many thin layers is gebil det. Durch solche Multilayer-Bimorphelemente, die in Dickenrichtung geschichtet aufgebaut sind, reduziert sich die benötigte Erregerspannung von beispielsweise 500 V bis 1000 V um den Faktor 10 auf 50 V bis 100 V, was die Einsatzgebiete solcher Antriebe erheblich ver größert. Such multilayer bimorphous elements which are composed layered in the thickness direction, the required excitation voltage of, for example 500 V is reduced to 1000 V by a factor of 10 to 50 V to 100 V, which enlarges the areas of application of such drives substantially ver.

Darüber hinaus ist es aber auch möglich, daß die Bi morphelemente anstatt aus Piezokeramik aus elektro- oder magnetostriktivem Material bestehen. but beyond that it is also possible that the Bi morphelemente instead of piezoceramic of electro- or magnetostrictive material.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfin dung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen; Further advantages and features of the present OF INVENTION dung will become apparent from the following description of embodiments with reference to the drawings; hier bei zeigen show here at

Fig. 1a den Bewegungsablauf eines erfindungsgemäßen Bimorphelementes in Vorderansicht; FIG. 1a is the sequence of movement of a bimorph element according to the invention in front view;

Fig. 1b den Verlauf der Erregerspannung, mit der das Bimorphelement aus Fig. 1a beaufschlagt wird; 1b shows the course of the excitation voltage with which the piezoelectric bimorph element of Figure 1a is applied..;

Fig. 2a einen erfindungsgemäßen Verstellantrieb beste hend aus vier Bimorphelementen in Vorderan sicht; Figure 2a is an adjustment according to the invention best starting view from four bimorph in Vorderan.

Fig. 2b den Verstellantrieb aus Fig. 2a in Seitenan sicht; . Fig. 2b shows the adjustment of Fig 2a in view Seitenan;

Fig. 2c den Verstellantrieb aus Fig. 2a in Drauf sicht; Fig. 2c shows the adjustment of Fig 2a in a plan view.

Fig. 2d das Abtriebselement und die daran angreifenden Bahnkurven der Verstelleinrichtung aus Fig. 2a in geschnittener Vorderansicht; Fig. 2d the output element and engaging thereon trajectories of the adjustment device of Figure 2a in a sectioned front view.

Fig. 3a einen erfindungsgemäßen Verstellantrieb ähn lich dem Verstellantrieb aus Fig. 2a, wobei jedoch die Bimorphelemente jeweils vier Akto ren aufweisen; Fig. 3a similarity Lich comprise an adjustment according to the invention the adjusting of Figure 2a, but wherein the bimorphous ren four Akto.

Fig. 3b den Verstellantrieb aus Fig. 3a in Seitenan sicht; . FIG. 3b shows the adjustment of Fig 3a view in Seitenan;

Fig. 3c den Verstellantrieb aus Fig. 3a in Drauf sicht; FIG. 3c shows the adjustment of Fig 3a in plan view.

Fig. 3d eine Skizze der Wirkungsweise und der Bahnkur ven des Verstellantriebes aus Fig. 3a; Fig. 3d is a sketch of the mode of action and the Bahnkur ven of the adjustment drive of Fig. 3a;

Fig. 4 eine alternative Bauform des Verstellantriebes aus Fig. 3a in Doppelkammanordnung und Fig. 4 shows an alternative design of the adjustment drive of Fig. 3a in double-comb arrangement and

Fig. 5 eine weitere Bauform des Verstellantriebes aus Fig. 3a in Vierfachkammanordnung. Fig. 5 shows a further design of the adjustment drive of Fig. 3a in quadruplicate comb arrangement.

Fig. 1a zeigt ein Bimorphelement 1 in vier Bewegungs situationen Nr. 1 bis Nr. 4. Auf das aus einer ein stückigen Piezokeramik bestehende Bimorphelement 1 sind zwei Elektroden 2 und 3 zur Bildung von Piezoaktoren aufgedampft, die elektrisch voneinander entkoppelt und getrennt durch Spannungsquellen A und B ansteuerbar sind. FIG. 1a 1 shows a bimorph element 1 in four motion situations no. Until no. 4. In the existing one for a lumpy piezoceramic bimorph element 1 are two electrodes deposited 2 and 3 to form piezoelectric actuators that electrically decoupled from each other and separated by voltage sources A and B are controlled. Piezoaktoren haben die Eigenschaft, bei Anlegen einer Spannung ihre Länge zu ändern, das heißt hält man das eine Ende eines Aktors fest, so bewirkt eine Span nungsänderung eine Bewegung des freien Aktorendes in Längsrichtung. Piezoelectric actuators have the characteristic to change their length when a voltage, that is holding the one end of an actuator fixed, so causes a voltage-change a movement of the free Aktorendes in the longitudinal direction.

Da nun aber beide Aktoren bzw. Elektroden 2 und 3 fest miteinander verbunden sind, führt eine einseitige Span nungsänderung an einer Elektrode zu einer Verbiegung des freien Endes in Querrichtung und zwar in Richtung des momentan kürzeren Aktors. But since both actuators or electrodes are connected to each other firmly 2 and 3, performs a one-way tensioning voltage change at an electrode of a bending of the free end in the transverse direction and in the direction of the shorter currently actuator. Auf diese Weise ist es durch entsprechende Spannungsbeaufschlagung der beiden Elektroden 2 und 3 möglich, dem freien Ende des Bi morphelementes 1 Bewegungen in Längs- und Querrichtung aufzuzwingen beispielsweise in Form der in Fig. 1a dargestellten Ellipsenbahnkurve, die vom Mittelpunkt des freien Endes beschrieben wird und durch die in Fig. 1b dargestellten Spannungsverläufe A(t) und B(t) erzeugt wurde. In this way it is possible by appropriate voltage to the two electrodes 2 and 3, the free end of the Bi morphelementes 1 movements in the longitudinal and transverse direction to force, for example in the form of the ellipse trajectory shown in Fig. 1a, which is described from the center of the free end and by the illustrated in Fig. 1b voltage waveforms A (t) and B (t) was generated.

Hierbei ist die Elektrode 2 mit der Spannungsquelle A und die Elektrode 3 mit der Spannungsquelle B verbun den. Here, the electrode 2 to the voltage source A and the electrode 3 to the voltage source B-jointed. Aus Fig. 1b sind außerdem die beiden Spannungs werte zum Zeitpunkt der vier Bewegungsabschnitte Nr. 1 bis Nr. 4 abzulesen. From Fig. 1b also the two voltage are values at the time of the four motion segments Nos. 1 to no. 4 read.

Es ist nun leicht ersichtlich, daß bei zumindest zwei nebeneinander angeordneten und genau gegenläufig ange steuerten Bimorphelementen der obere Bereich der ellip senförmigen Bahnkurve zum Übertragen der Verstellbewe gung verwendet werden kann, während der untere Ellip senbereich bei durch das benachbarte höhere Bimorphele ment auf gehobener Wirkverbindung zwischen Bimorphele ment und Abtriebselement für ein Rückstellen des freien Endes benutzt werden kann. It is readily apparent now that with at least two adjacently disposed and exactly opposite directions driven bimorph the upper portion of ellip senförmigen trajectory can be used to transmit the Verstellbewe supply, while the lower Ellip senbereich at by the adjacent higher Bimorphele ment at elevated operative connection between Bimorphele management and output element can be used for a reset of the free end.

Die in den Fig. 2a bis 2c in verschiedenen Ansichten dargestellte Verstelleinrichtung 5 besteht aus Bimorph elementen 6 , 7 , 8 und 9 , die jeweils zwei Aktoren 61 und 62 , 71 und 72 , 81 und 82 , 91 und 92 aufweisen. 2a to 2c shown in various views adjustment device 5 is composed of bimorph elements 6, 7, 8 and 9, each having two actuators 61 and 62, 71 and 72, 81 and 82, 91 and 92 in FIGS.. Die Bimorphelemente 6 bis 9 werden durch kammartiges Heraussägen einzelner Kammzinken aus einer Piezokera mikplatte unter Belassung einer gemeinsamen Basis 11 in Form eines Kammsteges gebildet, woraufhin die einzelnen Elektroden auf der einen Seite der Keramikplatte und auf der Rückseite jedes Bimorphelementes jeweils ein Nulleiter 63 , 73 , 83 und 93 aufgedampft werden. The bimorphous 6 to 9 are mikplatte by comb-like sawing out of individual comb teeth from a Piezokera leaving a common base 11 is formed in the form of a comb web, whereupon the individual electrodes on one side of the ceramic plate and on the back of each bimorph element each have a neutral conductor 63, 73, are evaporated 83 and 93rd

Die vier Bimorphelemente 6 bis 9 sind so elektrisch ge koppelt, daß jede vierte Elektrode, also die Elektroden jedes zweiten Bimorphelementes miteinander verbunden werden. The four bimorphous 6 to 9 are electrically coupled ge that each fourth electrode, that is, the second electrodes of each bimorph element to be interconnected. So ist die an die Spannungszufuhr C angeschlos sene Elektrode 61 mit der Elektrode 81 verbunden, die an die Spannungszufuhr D angeschlossene Elektrode 62 an die Elektrode 82 usw. Hierdurch wird erreicht, daß sich die Bimorphelemente 6 und 8 einerseits und die Bimorph elemente 7 und 9 andererseits jeweils gleichartig und im Gleichtakt bewegen. This way, both closed folio to said voltage supply C electrode 61 is connected to the electrode 81 which is connected to the supply voltage D electrode 62 to the electrode 82, etc. In this way it is achieved that the bimorphous elements 6 and 8 on the one hand and the bimorph elements 7 and 9 on the other hand in each case identical and move in unison. Demgemäß beschreiben die jewei ligen Mittelpunkte der freien Enden der Bimorphelemente die in Fig. 2d dargestellten Ellipsenbahnkurven (Bewe gung im Uhrzeigersinn) und bewirken somit das Übertra gen der gewünschten Verstellbewegung auf ein Abtriebs element 10 (Bewegung in Fig. 2d nach rechts). Accordingly, the jewei time centers of the free ends of the bimorphous describe the elliptical path curves shown in Fig. 2d (BEWE supply in a clockwise direction), and thus cause the Übertra gene from the desired adjustment movement to a power take-off element 10 (movement in Fig. 2d to the right).

Wie aus den Bahnkurvenverläufen ersichtlich, ist es für ein wirkungsvolles Angreifen der Bimorphelemente 6 bis 9 am Abtriebselement 10 besonders zweckmäßig, wenn durch eine nicht dargestellte Feder entweder das Ab triebselement in Richtung der Verstelleinrichtung 5 oder diese in Richtung des Abtriebselementes 10 ge drückt werden, wodurch eine ständige Wirkverbindung mit dem Abtriebselement sichergestellt wird. As apparent from the path curves, it is particularly expedient if by a spring, not shown, either the Ab drive element presses for effective engagement of the bimorphous 6 to 9 on the output element 10 in the direction of the adjusting device 5 or these ge in the direction of the output element 10, thereby a constant operative connection is ensured with the output member.

In Fig. 2c ist in Draufsicht noch einmal verdeutlicht, wie die jeweiligen Elektroden der Bimorphelemente 6 bis 9 mit der jeweiligen Spannungszufuhr C, D, E und F ver bunden sind, während die Rückseiten der Bimorphelemen te, auf die die Nulleiterschichten 63 , 73 , 83 und 93 aufgedampft sind, miteinander verbunden sind. In Fig. 2c is again illustrates how the respective electrodes of the bimorphous 6 to 9 with the corresponding power supply C, D in plan view, E and F ver inhibited while the backs of the Bimorphelemen te to which the neutral conductor layers 63, 73, are vapor-deposited 83 and 93 are connected together.

In den Fig. 3a bis 3c ist eine weitere Verstellein richtung 15 in verschiedenen Ansichten dargestellt, die aus an einer gemeinsamen Basis 12 angeordneten Bimorph elementen 16 , 17 , 18 und 19 besteht, auf die jeweils vier Elektroden 161 bis 164 , 171 bis 174 , 181 bis 184 und 191 bis 194 aufgedampft sind. In FIGS. 3a to 3c a further Verstellein direction 15 is shown in different views, the elements of which is arranged on a common base 12 bimorph 16, 17, 18 and 19 consists, on the four electrodes 161 to 164, 171 to 174, 181 to 184 and 191 deposited to the 194th Durch die zusätzli chen Elektrodenpaare, die an von Spannungsquellen G, H, I und J der ersten Elektrodenpaaren getrennten Span nungsquellen K, L, M und N angeschlossen sind, ist es nun möglich, beispielsweise die Elektroden 161 und 162 gleichsinnig zu beaufschlagen, während die Elektroden 163 und 164 mit einer phasenverschobenen Spannung ange regt werden, wodurch eine Verbiegung des Bimorphelemen tes 16 in Dickenrichtung (das heißt in Fig. 3c nach oben/unten) erzeugt werden kann. Are connected by the addi tional electrode pairs, the voltage sources of voltage sources G, H, I and J of the first electrode pairs separate clamping K, L, M and N, it is now possible, for example, the electrodes 161 and 162 in the same sense to apply, while the electrodes 163 and 164 with a phase shifted voltage is excited, whereby a bending of the Bimorphelemen tes 16 in the thickness direction (that is, in Fig. 3c up / down) can be generated. Diese Bewegung ist insbesondere bei den in Fig. 3d dargestellten An griffsverhältnissen erforderlich, wobei sich die Ver stelleinrichtung 15 zu einer Unterlage 100 parallel er streckt und auf dieser entlangläuft, also die Verstell bewegung nicht eine Bewegungsübertragung auf das Ab triebselement erzeugt, sondern die Verstelleinrichtung 15 sich in die gewünschte Richtung bewegt, wobei aller dings die elektrischen Anschlüsse bei der Bewegung der Verstelleinrichtung mitgeführt werden müssen, jedoch auch eine - allerdings technisch aufwendige - Fern steuerung denkbar wäre. This movement is particularly important in the in Fig. 3d shown at lever ratios required to give the Ver adjustment device 15 to a base 100 parallel he stretches and passes along on this, that the adjustment does not move a motion transmission to the Ab generates drive element, but the adjusting device 15 moves in the desired direction, wherein all the electrical connections have to be carried along in the movement of the adjusting recently, however, a - albeit technically complicated - remote control is also conceivable.

Der in den Fig. 3a bis 3c dargestellte Verstellan trieb 15 wird insbesondere dadurch noch verbessert, daß die Anzahl der Bimorphelemente verdoppelt wird und sich zusätzliche Bimorphelemente 25 , 26 , 27 und 28 symme trisch zu einem Kammsteg 29 entgegengesetzt zu Bimorph elementen 21 bis 24 erstrecken, die den Bimorphelemen ten 16 bis 19 aus Fig. 3 entsprechen. In Figs. 3a to 3c shown Verstellan drive 15 is particularly further improved by that the number of bimorphous elements is doubled and extra bimorphous elements 25, 26, 27 and 28 sym metrically to a comb web 29 opposite to bimorph elements 21 to 24 extend which th 16 to 19 correspond in FIG. 3 the Bimorphelemen. Eine solche Ver stelleinrichtung 30 ′ die ebenfalls als Läufer arbeitet, ist in Fig. 4 dargestellt. Such Ver actuating device 30 'which also works as a rotor, is shown in Fig. 4. Dort ist auch die seitliche Auslenkung der gleichmäßig in zwei Gruppen aufgeteilten Bimorphelemente 21 bis 28 erkennbar. There, the lateral deflection of the equally divided into two groups bimorphous elements 21 to 28 can be seen. Wie schon bei der Verstelleinrichtung 15 aus Fig. 3 ist auch hier die Spannungsbeaufschlagung der jeweiligen Bimorphelemente so aufeinander abzustimmen, daß sowohl eine Bewegung der freien Enden der Bimorphelemente in Querrichtung - wodurch die Verstellbewegung erzeugt wird - als auch eine Bewegung der Enden in Dickenrichtung - die zum Herstellen und Aufheben der Wirkverbindung dient - durchgeführt werden kann. . As with the adjusting device 15 of Figure 3, the voltage to the respective bimorphous is also coordinated with one another such that both a movement of the free ends of the bimorphous elements in the transverse direction - so that the adjustment is produced - as well as a movement of the ends in the thickness direction - the is for producing and canceling the operative connection - can be carried out.

In Fig. 5 schließlich ist eine Verstelleinrichtung 50 dargestellt, die zwei Gruppen von Bimorphelementen 41 bis 46 und 51 bis 56 aufweist, wobei die Bimorphelemen te 41 bis 46 jeweils zueinander parallel verlaufen, ihre Erstreckungsrichtung aber senkrecht zu den eben falls zueinander parallel verlaufenden Bimorphelementen 51 bis 56 ist. In Fig. 5, finally, an adjustment device 50 is illustrated having two groups of bimorph 41 to 46 and 51 to 56, wherein the Bimorphelemen te 41 to 46 extend parallel to each other, their extension direction but perpendicular to the plane if mutually parallel bimorph 51 until 56th Eine solche Anordnung hat den großen Vorteil, daß nicht nur das Bewegen in eine Richtung - wie dies beim Läufer 30 aus Fig. 4 der Fall ist - sondern vielmehr auch eine Bewegung in eine zweite Koordinatenrichtung und somit alle Arten von Bewegungen in einer zur jeweiligen Auflagefläche parallelen Ebene möglich sind. Such an arrangement has the great advantage that not only moving in one direction -. As in the rotor 30 of Figure 4 is the case - but rather a movement in a second coordinate direction, and thus all types of movements in the respective contact surface are possible parallel plane. Demgemäß können mit einem solchen Läufer 50 nicht nur zueinander senkrechte gerade Bewegungen, sondern auch alle beliebigen Kurvenbewegungen durchge führt werden. Accordingly, just movements but also all arbitrary curve movements can be Runaway leads with such a runner 50 not only perpendicular to each other.

Für alle erfindungsgemäßen Verstelleinrichtungen bzw. Läufer ist es sinnvoll, anstatt einer massiven Piezo keramikplatte einen Multilayer-Aufbau aus vielen dünnen Keramikschichten zu verwenden: Während bei der Platten form mit üblicherweise 1 mm Dicke bei einem Ausfüh rungsbeispiel 500 bis 1000 Volt benötigt werden, so verringert sich bei einem Aufbau aus einer Vielzahl entsprechend dünnerer Schichten die benötigte Spannung etwa um den Faktor 10. Beispielhaft sei für die ellip senförmigen Bahnkurven, die sich aus einer solchen Spannungsbeaufschlagung resultieren und vom freien Ende eines Bimorphelementes beschrieben werden, eine Hubdif ferenz von etwa 1,5 µm und eine seitliche Auslenkungs differenz - die für die Zustellbewegung benutzt wird - von 10 µm aufgeführt. For all adjusting devices according to the invention or the rotor, it is useful, rather than a solid piezoelectric ceramic plate to use a multilayer structure consisting of many thin ceramic layers: While in the plates form with typically 1 mm thickness at a exporting approximately, for example 500 to 1000 volts are required, thus reducing is in a structure of a plurality correspondingly thinner layers the required voltage by about a factor of 10. by way of example for the ellip senförmigen trajectories that result from such a voltage application, and are described by the free end of a bimorph element, a Hubdif conference of about 1, which is used for the infeed - - listed from 10 microns 5 microns and a lateral deflection difference.

Claims (16)

  1. 1. Verstelleinrichtung mit Piezoantrieb, insbesondere für feinmechanisch-optische Geräte und dergleichen, be stehend aus zumindest einem Piezoschwinger, der durch Anlegen unterschiedlich gesteuerter elektrischer Span nungen eine Längenänderung erfährt und abwechselnd über sein freies Ende mit einem Abtriebselement in Wirkver bindung gelangt derart, daß bei bestehender Wirkverbin dung eine Bewegungsübertragung auf das Abtriebselement erfolgt, wogegen bei auf gehobener Wirkverbindung der Piezoschwinger im Bereich seines freien Endes eine Rückstellung zur Vorbereitung der nächsten Bewegungs übertragung erfährt, so daß das Abtriebselement die Verstellbewegung in der gewünschten Richtung durch führt, dadurch gekennzeichnet, daß der Piezoschwinger ( 1 , 6-9 , 16-19 , 21-28 , 41- 46 , 51-56 ) mindestens zwei Aktoren ( 2 , 3 ; 61 , 62 ; 71 , 72 ; 81 , 82 ; 91 , 92 ; 161 , 162 ; 171 , 172 ; 181 , 182 ; 191 , 192 ) aufweist, die parallel nebeneinander und in Antriebsrichtung hint 1. adjustment device with piezoelectric drive, in particular for precision mechanical and optical devices and the like, be detached from at least one piezoelectric oscillator, of the differently controlled by applying electrical clamping voltages a change in length learns and alternately passes via its free end to an output member in Wirkver bond such that when existing Wirkverbin dung movement transmission to the output member takes place, whereas in a rear position in preparation for the next motion undergoes transfer to fine active compound of the piezoelectric oscillator in the region of its free end, so that the output element performs the adjustment movement in the desired direction through, characterized in that the piezoelectric oscillator (1, 6-9, 16-19, 21-28, 41- 46, 51-56) at least two actuators (2, 3; 61, 62; 71, 72; 81, 82; 91, 92; 161, 162; 171, 172; 181, 182; 191, 192) which are parallel to each other and hint in the driving direction ereinander angeordnet und zur Bil dung eines Bimorphelementes ( 1 , 6-9 , 16-19 , 21- 28 , 41-46 , 51-56 ) fest miteinander verbunden sind, daß die Aktoren sich etwa senkrecht zur gewünschten Be wegungsrichtung erstrecken und daß sie elektrisch von einander entkoppelt und getrennt ansteuerbar sind, der art daß unter Ausnutzung einer unterschiedlichen Deh nung zusammengehöriger Aktoren deren Verbiegung und somit eine Bahnkurve in Längs- und Querrichtung des Bi morphelementes erzeugt wird, wobei die Rückstellung aktiv unter Abheben vom Abtriebselement ( 10 , 100 ) er folgt. ereinander arranged and Bil dung of a bimorph element (1, 6-9, 16-19, 21- 28, 41-46, 51-56) are fixedly connected together in that the actuators is approximately perpendicular to the movement direction desired and that they extend Be are electrically decoupled from each other and controlled separately, the art that by utilizing a different Deh voltage of associated actuators whose bending and thus a curved path in the longitudinal and transverse direction of the Bi morphelementes is generated, wherein the provision actively lifted off from the output element (10, 100) he follows.
  2. 2. Verstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsverläufe der beiden Aktoren ( 2 , 3 ; 61 , 62 ; 71 , 72 ; 81 , 82 ; 91 , 92 ; 161 , 162 ; 171 , 172 ; 181 , 182 ; 191 , 192 ) eines Bimorphelementes ( 1 , 6-9 , 16- 19 , 21-28 , 41-46 , 51-56 ) um etwa 90° phasenver schoben sind. 2. An adjusting device according to claim 1, characterized in that the voltage curves of the two actuators (2, 3; 61, 62; 71, 72; 81, 82; 91, 92; 161, 162; 171, 172; 181, 182; 191 , 192) of a bimorph element (1, 6-9, 16- 19, 21-28, 41-46, 51-56) are advanced by about 90 ° phasenver.
  3. 3. Verstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Bimorphelemente ( 6-9 , 16-19 , 21-28 , 41-46 , 51-56 ) vorgesehen sind, von denen jeweils im Wechsel ein Teil die Bewegungsübertragung auf das Ab triebselement ( 10 , 100 ) und der andere Teil die Rück stellung durchführt. 3. Adjustment device according to claim 1, characterized in that a plurality bimorphous elements (6-9, 16-19, 21-28, 41-46, 51-56) are provided, of which drive element the transmission of motion to the Ab respectively alternating part (10, 100) and the other part performs the reset.
  4. 4. Verstellungeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Bimorphelemente ( 6-9 , 16-19 , 21-28 , 41- 46 , 51-56 ) an eine Steuerung angeschlossen sind, die die Wirkverbindung eines jeden Bimorphelementes mit dem Abtriebselement ( 10 , 100 ) erst dann aufhebt, nachdem die Wirkverbindung des Abtriebselementes mit dem anderen Bimorphelement hergestellt ist. 4. Adjustment device according to claim 1, characterized in that the bimorphous elements (6-9, 16-19, 21-28, 41- 46, 51-56) are connected to a controller (the operative connection of each bimorph element to the output member 10 , 100) only picks up after the operative connection of the output element is made with the other bimorph.
  5. 5. Verstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bimorphelemente mit gleichen, zeitlich versetz ten Spannungsverläufen (AB, CF, GJ, KN) be aufschlagt werden. 5. Adjustment device according to claim 1, characterized in that the bimorphous elements with the same, time staggered voltage waveforms th (AB, CF, GJ, KN) be be aufschlagt.
  6. 6. Verstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Bimorphelemente einwirkenden Spannungen eine Frequenz aufweisen, die quasistatischen Betrieb ermöglichen und unterhalb des Ultraschallfrequenzberei ches liegen können. 6. Adjustment device according to claim 1, characterized in that the forces acting on the bimorphous voltages have a frequency that allow quasi-static operation, and may be below the ultrasonic frequency ranges ches.
  7. 7. Verstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bimorphelemente über ihre Stirnflächen in Wirk verbindung mit dem Abtriebselement ( 10 , 100 ) gelangen. 7. Adjustment device according to claim 1, characterized in that the bimorphous elements on their end faces in operative connection with the output element reach (100 10).
  8. 8. Verstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bimorphelemente über ihre im Bereich des freien Endes liegenden Seitenflächen in Wirkverbindung mit dem Abtriebselement ( 10 , 100 ) gelangen. 8. Adjustment device according to claim 1, characterized in that the bimorphous elements lying on their free end in the region of side surfaces in operative connection with the output member (10, 100) move.
  9. 9. Verstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß zusätzlich zu den beiden ein Bimorphelement bilden den Aktoren ( 161 , 162 ; 171 , 172 ; 181 , 182 ; 191 , 192 ) ein weiteres Aktorenpaar ( 163 , 164 ; 173 , 174 ; 183 , 184 ; 193 , 194 ) vorgesehen ist, das in Antriebsrichtung des ersten Aktorenpaares parallel daneben angeordnet und mit diesem unter Bildung eines Doppelbimorphelementes ( 16-19 , 21-28 , 41-46 , 51-56 ) fest verbunden ist. 9. An adjusting device according to claim 1, characterized in that in addition to both a bimorph form the actuators (161, 162; 171, 172; 181, 182; 191, 192) comprises a further actuator pair (163, 164; 173, 174; 183, is 193, 194) is provided which is arranged in the driving direction of the first actuator pair parallel next to it and fixedly connected thereto (to form a Doppelbimorphelementes 16-19, 21-28, 41-46, 51-56); 184th
  10. 10. Verstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den zumindest zwei zueinander paral lelen Bimorphelementen ( 41-46 ) zumindest zwei weitere Bimorphelemente ( 51-56 ) vorgesehen sind, die sich in der gleichen Ebene und senkrecht zu den ersten Bimorph elementen erstrecken und ebenfalls zueinander parallel sind. 10. An adjusting device according to claim 1, characterized in that in addition to the at least two mutually paral Lelen bimorph (41-46) at least two further bimorphous elements (51-56) are provided, which elements are in the same plane and perpendicular to said first bimorph and also extend parallel to each other.
  11. 11. Verstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bimorphelemente ( 6-9 , 16-19 , 21-28 , 41- 46 , 51-56 ) durch zumindest ein Federelement in Wirk verbindung mit dem Abtriebselement ( 10 , 100 ) bringbar sind und die Wirkverbindung jedes Bimorphelementes durch Spannungsbeaufschlagung aufhebbar ist. 11. Adjusting device according to claim 1, characterized in that the bimorphous elements (6-9, 16-19, 21-28, 41- 46, 51-56) by at least one spring element in operative connection with the output member (10, 100) can be brought are each bimorph element and the operative connection can be released by application of voltage.
  12. 12. Verstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bimorphelemente mit einer gemeinsamen Basis ( 11 , 12 , 29 und 49 ) verbunden sind. 12. Adjusting device according to claim 1, characterized in that the bimorphous elements to a common base (11, 12, 29 and 49) are connected.
  13. 13. Verstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Bimorphelemente ( 1 , 6-9 , 16-19 , 21-28 , 41- 46 , 51-56 ) aus Piezokeramik bestehen. 13. An adjusting device according to claim 1, characterized in that the bimorphous elements (1, 6-9, 16-19, 21-28, 41- 46, 51-56) are made of piezoceramic.
  14. 14. Verstelleinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Bimorphelemente ( 1 , 6-9 , 16-19 , 21-28 , 41- 46 , 51-56 ) durch kammartiges Heraussägen einzelner Kammzinken aus einer Keramikplatte gebildet sind. 14. Adjusting device according to claim 13, characterized in that the bimorphous elements (1, 6-9, 16-19, 21-28, 41- 46, 51-56) are formed by comb-like sawing out of individual comb teeth of a ceramic plate.
  15. 15. Verstelleinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Piezokeramik der Bimorphelemente ( 1 , 6-9 , 16- 19 , 21-28 , 41-46 , 51-56 ) aus vielen dünnen in Längsrichtung der Bimorphelemente verlaufenden Schich ten gebildet ist. 15. Adjusting device according to claim 13, characterized in that the piezoceramic the bimorphous elements (1, 6-9, 16- 19, 21-28, 41-46, 51-56) of many thin extending in the longitudinal direction of the bimorphous Schich th is formed ,
  16. 16. Verstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bimorphelemente ( 1 , 6-9 , 16-19 , 21-28 , 41- 46 , 51-56 ) aus elektro- oder magnetostriktivem Material bestehen. 16. Adjusting device according to claim 1, characterized in that the bimorphous elements (1, 6-9, 16-19, 21-28, 41- 46, 51-56) consist of electric or magnetostrictive material.
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