DE4432249C1 - Vorschubeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorschubeinrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.

Aus der DE 40 23 311 C2 ist eine Vorschubeinrichtung der betreffenden Art bekannt, die ein Basiselement aufweist, an dem ein Piezoelement mit seiner einen Seite befestigt ist. Das Piezoelement weist zwei Elektroden auf, die durch eine Wechselspannungsquelle gespeist sind. Auf der dem Ba­ siselement abgewandten Seite des Piezoelementes ist ein Ku­ gelsitz befestigt, in dem eine Kugel gehalten ist. An der Kugel ist eine Anlagefläche gebildet, mit der die Kugel reibschlüssig an einem zu bewegenden Läufer anliegt. Der Läufer wird durch eine Andrückeinrichtung in Form einer Fe­ der oder eines Magneten an die Anlagefläche angedrückt.

Diese bekannte Vorschubeinrichtung wird in der Weise betrieben, daß die Wechselspannungsquelle die Elektroden des Piezoelementes mit einer impulsförmigen Spannung speist. Während einer langsam ansteigenden Flanke der impulsförmigen Spannung führt die dem Basiselement abgewandte Seite des Piezoelementes eine langsame Scherbewegung parallel zur Oberfläche aus einer Ruhestellung in eine Scherstellung aus. Dabei herrscht zwischen der Anlagefläche der Kugel- und dem Läufer Haftreibung, so daß der Läufer mitgenommen wird und sich in eine durch die Scherrichtung des Piezoelementes vor­ gegebene Richtung bewegt. Während einer der langsam an­ steigenden Flanke unmittelbar folgenden, schnell abfallenden Flanke der impulsförmigen Spannung führt das Piezoelement eine schnelle Scherbewegung aus der Scherstellung in die Ruhestellung aus. Aufgrund seiner Massenträgheit folgt der Läufer dieser schnellen Scherbewegung nicht, so daß die An­ lagefläche an dem Läufer entlanggleitet und somit zwischen der Anlagefläche und dem Läufer Gleitreibung herrscht.

Eine Bewegung in die entgegengesetzte Richtung ist da­ durch erzielbar, daß die ansteigende Flanke der impulsför­ migen Spannung schnell ansteigt, so daß das Piezoelement eine schnelle Scherbewegung aus der Ruhestellung in die Scherstellung ausführt, wobei die Anlagefläche an dem Läufer entlanggleitet und zwischen der Anlagefläche und dem Läufer Gleitreibung herrscht. Die abfallende Flanke der impulsför­ migen Spannung fällt langsam ab, so daß die Oberfläche des Piezoelementes eine langsame Scherbewegung aus der Scher­ stellung in die Ruhestellung ausführt, wobei zwischen der Anlagefläche und dem Läufer Haftreibung herrscht und der Läufer mitgenommen wird.

Ein Nachteil dieser bekannten Vorschubeinrichtung be­ steht darin, daß während der schnellen Bewegung der Oberflä­ che des Piezoelementes zwischen der Anlagefläche und dem Läufer Gleitreibung herrscht, so daß Verschleiß auftritt. Es hat sich gezeigt, daß dieser Verschleiß bereits nach kurzer Zeit zu Eingrabungen an dem Läufer und zu einer unrunden Abnutzung der Kugel führt. Dies hat zur Folge, daß der Läu­ fer unerwünschte Bewegungen senkrecht zur gewünschten Bewe­ gungsrichtung ausführt und die Genauigkeit der Vorschubbewe­ gung beeinträchtigt ist. Mit zunehmender Abflachung der Ku­ gel vergrößert sich die ursprünglich kleine Anlagefläche. Infolgedessen ist eine definierte Bewegung des Läufers nicht mehr gewährleistet, so daß die Vorschubeinrichtung in ihrer Funktion beeinträchtigt ist. Eine Reparatur ist nur durch Austausch von Läufer und/oder Kugel möglich. Dies ist auf­ wendig und teuer.

Beim Verschleiß entstehender Abrieb lagert sich an den Läufer und/oder die Anlagefläche an. Dies führt zu weiterer Reibung und weiterem Verschleiß und verschlechtert somit die erzielbare Genauigkeit der Vorschubbewegung weiter. Durch US 5,341,056 ist ein magnetostriktives Motorsy­ stem bekannt, bei dem eine Anzahl von Antriebseinheiten im Abstand entlang einem Antriebspfad eines angetriebenen Tei­ les angeordnet sind und zwei magnetostriktive stangenförmige Elemente aufweisen, die zueinander ausgerichtet sind und mit ihren Enden mit einem dritten magnetostriktiven stangenför­ migen Element in Eingriff stehen, das sich quer zu dem An­ triebspfad erstreckt und mit dem angetriebenen Teil in Ein­ griff steht. Eine gleichzeitige Ausdehnung und Zusammenzie­ hung der beiden stangenförmigen Elemente während einer Aus­ dehnung des dritten stangenförmigen Elements bewirkt eine gleichgerichtete Bewegung des angetriebenen Elements. Die Enden der stangenförmigen Elemente kommen wechselweise form­ schlüssig mit einem Innenzahnkranz des angetriebenen Ele­ ments in Eingriff. Ein Verschleiß durch Reibschluß ist da­ durch ausgeschlossen. Außerdem sind alle Elemente nur magne­ tostriktive Elemente.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorschubeinrichtung der betreffenden Art anzugeben, die die genannten Nachteile nicht aufweist, bei der also der Verschleiß zwischen dem Läufer und der Anlagefläche verrin­ gert ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des im Anspruchs 1 angegebene Lehre gelöst.

Der Grundgedanke der erfindungsgemäßen Lehre besteht darin, während der schnellen Scherbewegung des Piezoelemen­ tes den Anlagedruck, mit dem die Anlagefläche an dem Läufer anliegt, zu verringern. Dies wird dadurch erzielt, daß zwi­ schen der Anlagefläche und dem Basiselement ein Teil aus einem magnetostriktiven Material angeordnet ist, das sich im magnetischen Einflußbereich einer Spule befindet. Die Spule ist mit einem Strom gespeist, der während der schnellen Scherbewegung des Piezoelementes ein Magnetfeld erzeugt, das aufgrund des magnetostriktiven Effektes eine kurzzeitige Kontraktion des magnetostriktiven Teiles bewirkt.

Die kurzzeitige Kontraktion hat zur Folge, daß der An­ lagedruck, mit dem die Anlagefläche an dem Läufer anliegt, verringert ist. Es ist auch ein vollständiges Abheben der Anlagefläche von dem Läufer möglich, wobei eine Bewegung des Läufers senkrecht zur Richtung der Scherbewegung und damit des Vortriebs aufgrund der Massenträgheit des Läufers ver­ mieden ist.

Auf diese Weise ist der Verschleiß an der Anlagefläche und/oder dem Läufer verringert oder vollständig vermieden, so daß die Lebensdauer der erfindungsgemäßen Vorschubein­ richtung erhöht und die Genauigkeit verbessert ist.

Geeignete magnetostriktive Materialien sind vielfältig verfügbar, und bei geeigneter Dimensionierung des magneto­ striktiven Teiles sind kostengünstige magnetostriktive Mate­ rialien verwendbar, so daß die erfindungsgemäße Vorschubein­ richtung einfach und kostengünstig herstellbar ist.

Das Teil aus magnetostriktivem Material kann im magne­ tischen Einflußbereich der Spule an einer beliebigen Stelle zwischen der Anlagefläche und dem Basiselement angeordnet sein.

Gemäß einer besonders zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist das Piezoelement mittels einer Schraube mit dem Basiselement verbunden, deren Schaft sich durch eine in dem Piezoelement gebildete Durchgangsbohrung erstreckt, wo­ bei der Kopf der Schraube oder eine mit der Schraube verbun­ dene Mutter an der bei Erregung sich bewegenden Oberfläche des Piezoelementes anliegt und an der dem Läufer zugewandten Seite des Kopfes der Schraube oder der Mutter die Anlageflä­ che gebildet ist und wobei das magnetostriktive Teil durch den Kopf der Schraube oder durch die mit der Schraube ver­ bundene Mutter gebildet ist. Durch die Schraubverbindung ist das Piezoelement lösbar mit dem Basiselement verbunden. Ein Auflöten des Piezoelementes auf das Basiselement ist somit nicht erforderlich, so daß die Gefahr, daß das Piezoelement durch beim Löten entstehende Wärme beschädigt wird, zuver­ lässig vermieden ist. Da eine Klebeverbindung zwischen dem Piezoelement und dem Basiselement nicht erforderlich ist, ist ein Ausgasen von in einem Klebstoff enthaltenen Lösungs­ mitteln oder dergleichen im Vakuum ausgeschlossen. Die er­ findungsgemäße Vorschubeinrichtung ist somit auch im Vakuum einsetzbar. Insgesamt ist die Montage der erfindungsgemäßen Vorschubeinrichtung vereinfacht und damit kostengünstiger gestaltet. Da der Kopf der Schraube oder die mit der Schrau­ be verbundene Mutter an der sich bei Erregung bewegenden Oberfläche des Piezoelementes anliegt und an der dem Läufer zugewandten Seite des Kopfes der Schraube oder der Mutter die Anlagefläche aufweist, folgt die Anlagefläche Bewegungen der Oberfläche des Piezoelementes, so daß eine Mitnahme des Läufers gewährleistet ist.

Bei dieser Ausführungsform kann die Schraube vollstän­ dig aus einem magnetostriktiven Material bestehen. Dadurch ergibt sich bei Magnetostriktion eine entsprechend große Längenänderung der Schraube, so daß bei geeigneter Auswahl des magnetostriktiven Materials und geeigneter Dimensionie­ rung des die Magnetostriktion verursachenden Magnetfeldes eine Verringerung des Anlagedruckes zwischen der Anlageflä­ che und dem Läufer oder ein Abheben der Anlagefläche von dem Läufer in einfacher Weise erzielbar ist.

Zweckmäßigerweise umgibt bei dieser Ausführungsform die Spule das Piezoelement. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß das Maximum des bei Stromfluß durch die Spule gebildeten magnetischen Feldes sich im Bereich der Schraube befindet.

Gemäß einer Weiterbildung der Ausführungsform mit der Schraube ist die dem Läufer abgewandte Seite des Kopfes der Schraube oder der Mutter elektrisch leitend mit einer auf der sich bei Erregung bewegenden Oberfläche angeordneten Elektrode des Piezoelementes verbunden. Bei dieser Ausfüh­ rungsform bildet die Schraube eine elektrische Zuleitung, über die die eine Elektrode des Piezoelementes gespeist wird. Aufwendige Zuleitungen sind somit vermieden, so daß die Herstellung der erfindungsgemäßen Vorschubeinrichtung vereinfacht und damit kostengünstiger gestaltet ist.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemä­ ßen Vorschubeinrichtung besteht der Läufer und/oder das Ba­ siselement aus einem magnetisch leitfähigen Material.

Gemäß einer Weiterbildung der Ausführungsform, bei der der Läufer und/oder das Basiselement aus einem magnetisch leitfähigen Material bestehen, befindet sich die Schraube in einem magnetischen Kreis, der durch den Läufer und das Ba­ siselement gebildet ist. Bei dieser Ausführungsform verlau­ fen die Feldlinien des bei Stromfluß durch die Spule gebil­ deten magnetischen Feldes durch das Basiselement über die Schraube und den Läufer zurück zum Basiselement. Auf diese Weise ist eine Konzentration der Feldlinien des magnetischen Feldes im Bereich der Schraube gewährleistet, so daß sich eine entsprechend starke Magnetostriktion und eine entspre­ chend große Längenänderung der Schraube einstellt.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemä­ ßen Vorschubeinrichtung weist das Piezoelement an seiner sich bei Erregung bewegenden Oberfläche ein Anlageelement auf, an dem die Anlagefläche gebildet ist. Bei dieser Aus­ führungsform sind Form und Größe des Anlageelementes in wei­ ten Grenzen wählbar.

Gemäß einer Weiterbildung der Ausführungsform mit dem Anlageelement ist das Anlageelement eine Kugel, die an einem mit der sich Erregung bewegenden Oberfläche des Piezoelemen­ tes verbundenen Kugelsitz gehalten ist. Bei dieser Ausfüh­ rungsform ist die Verbindung des Anlageelementes mit der sich bei Erregung bewegenden Oberfläche des Piezoelementes in einfacher und sicherer Weise ermöglicht.

Bei der Ausführungsform mit der Kugel besteht diese zweckmäßigerweise aus einem magnetostriktiven Material. Bei dieser Ausführungsform ist das magnetostriktive Teil in ein­ facher und kostengünstiger Weise herstellbar.

Gemäß einer weiteren Weiterbildung der erfindungsgemä­ ßen Vorschubeinrichtung ist die Spule zu den Elektroden des Piezoelementes, die einen Kondensator bilden, in Reihe ge­ schaltet, so daß die Speisung der Spule und der Elektroden des Piezoelementes durch dieselbe Quelle erfolgt. Bei dieser Ausführungsform ist nur noch eine Quelle erforderlich, so daß die erfindungsgemäße Vorschubeinrichtung besonders ein­ fach und damit kostengünstig herstellbar ist.

Gemäß einer Weiterbildung der Ausführungsform, bei der die Spule und der durch die Elektroden des Piezoelementes gebildete Kondensator in Reihe geschaltet sind, ist ein Schalter vorgesehen, der die Reihenschaltung von Spule und Elektroden abwechselnd an die Stromquelle anlegt und kurz­ schließt. Bei dieser Ausführungsform wird also zunächst eine Spannung angelegt, die den Kondensator auflädt und eine Be­ wegung der Oberfläche des Piezoelementes verursacht. Durch Kurzschließen der Reihenschaltung fließt die gespeicherte Ladung schnell von den Kondensatorplatten ab, so daß ein hoher Entladestrom fließt. Der Entladestrom durchfließt die Spule und erzeugt ein Magnetfeld, das aufgrund des magneto­ striktiven Effektes die gewünschte Kontraktion des im magne­ tischen Einflußbereich der Spule angeordneten magnetostrik­ tiven Teiles zur Folge hat.

Bei der Ausführungsform, bei der die Spule und die Elektroden des Piezoelementes in Reihe geschaltet sind, ist es auch zweckmäßig, daß die Quelle eine Wechselspannung er­ zeugt, bei der bei Bewegung des Läufers in die eine Richtung die Zeitdauer der ansteigenden Flanke des Impulses größer, vorzugsweise wesentlich größer, und bei Bewegung des Läufers in die entgegengesetzte Richtung kleiner, vorzugsweise we­ sentlich kleiner ist, als die Zeitdauer die abfallenden Flanke. Auf diese Weise ist der Läufer in beide Richtungen bewegbar. Während der langsam ansteigenden bzw. abfallenden Flanke führt die Oberfläche des Piezoelementes eine langsame Bewegung unter Mitnahme des Läufers aus. Während der schnell abfallenden bzw. ansteigenden Flanke führt die Oberfläche des Piezoelementes eine schnelle Rückbewegung aus. Gleich­ zeitig verringert sich der Anlagedruck der Anlagefläche an dem Läufer, da der Entladestrom des Kondensators die Spule durchfließt und ein Magnetfeld erzeugt, daß zu einer Kon­ traktion des magnetostriktiven Teiles führt.

Vorzugsweise ist bei dieser Ausführungsform die Flan­ kenform der ansteigenden und/oder der ab fallenden Flanke einstellbar. Durch Einstellung der Flankenformen sind Aus­ lenkung und Geschwindigkeit der Bewegung der Oberfläche des Piezoelementes einstellbar, so daß unterschiedliche Vor­ schubgeschwindigkeiten und Vorschubhübe einstellbar sind.

Die Flanke mit der größeren Zeitdauer kann hyperbelför­ mig ausgebildet sein.

Vorzugsweise ist die Flanke mit der größeren Zeitdauer Teil einer Sinusspannung.

Bei dieser Ausführungsform ist die Flanke mit der grö­ ßeren Zeitdauer von einer Sinusspannung von dem minimalen bis zu dem maximalen Wert abgeleitet.

Gemäß einer Weiterbildung der vorgenannten Ausführungs­ form werden von der Sinusspannung eine erste, gegen die Si­ nusspannung um 90° phasenverschobene Spannung und eine zwei­ te, gegen die Sinusspannung um 180° phasenverschobene Span­ nung abgeleitet, und es ist ein Umschalter vorgesehen, der in Abhängigkeit von den Nulldurchgängen der Sinusspannung wechselnd die Sinusspannung und die gegen diese um 180° pha­ senverschobene zweite, abgeleitete Spannung mit der Reihen­ schaltung aus der Spule und den Elektroden des Piezoelemen­ tes verbindet.

Gemäß einer anderen Weiterbildung kann die Span­ nungsquelle einen Taktgeber zur Erzeugung zeitlich gleich beabstandeter Impulse aufweisen, dessen Ausgang mit einem Zähler verbunden ist, der ein Speicherelement, vorzugsweise ein EPROM, ansteuert, in dem die Flankenform der ansteigen­ den und/oder der ab fallenden Flanke in Form von in der zeit­ lichen Dichte modulierten Impulsen gespeichert sind, wobei das Speicherelement mit den in der zeitlichen Dichte modu­ lierten Impulsen einen ersten Transistor ansteuert, der mit einem Kondensator verbunden ist, über dem die Spannung zur Ansteuerung der Reihenschaltung aus der Spule und den Elek­ troden des Piezoelementes abfällt, und wobei der Zähler bei Erreichen eines vorgegebenen Zählwertes einen zweiten Tran­ sistor ansteuert, der die Reihenschaltung aus der Spule und dem Piezoelement kurzschließt.

Gemäß einer anderen Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorschubeinrichtung ist eine Andrückeinrichtung vorgesehen, die den Läufer wenigstens zeitweise in Richtung auf das Ba­ siselement zu bewegen sucht. Während des Anliegens der An­ lagefläche an dem Läufer mit höherem Anlagedruck, also wäh­ rend der Mitnahme des Läufers durch die Anlagefläche, ist bei dieser Ausführungsform eine besonders sichere Anlage zwischen Anlagefläche und Läufer gewährleistet.

Bei dieser Ausführungsform kann die Andrückeinrichtung einen Elektromagneten und/oder einen Permanentmagneten auf­ weisen. Bei Verwendung eines Elektromagneten ist das durch den Elektromagneten erzeugte Magnetfeld zeitlich veränder­ bar, so daß beispielsweise während einer Verringerung des Anlagedruckes zwischen Anlagefläche und Läufer oder einem Abheben der Anlagefläche von dem Läufer durch Verringerung des durch den Elektromagneten erzeugten magnetischen Feldes die Anziehung zwischen Anlagefläche und Läufer verringerbar oder aufhebbar.

Bei der Ausführungsform mit dem Permanentmagneten ist dieser zweckmäßigerweise senkrecht zur Bewegungsrichtung magnetisiert und weist vorzugsweise einen senkrecht zur Be­ wegungsrichtung spitz zulaufenden Polschuh auf.

Gemäß einer anderen Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorschubeinrichtung weist das Basiselement eine erste Fläche auf, in der wenigstens drei in einer Ebene im Abstand zuein­ ander angeordnete Piezoelemente vorgesehen sind.

Bei einer Weiterbildung dieser Ausführungsform weist das Basiselement eine zweite Fläche auf, die einen Winkel, vorzugsweise einen rechten Winkel mit der ersten Fläche bil­ det und in der in einer Ebene zwei Piezoelemente angeordnet sind. Der Läufer weist dabei zwei zu den durch die Piezoele­ mente definierten Ebene komplementäre Anlageflächen auf. Die drei Piezoelemente definieren also eine Ebene, zu der der Läufer mit seiner einen Anlagefläche ausgerichtet ist, wäh­ rend die zwei weiteren Piezoelemente in einer senkrecht dazu verlaufenden Ebene eine Linie definieren. Auf diese Weise ist der Läufer statisch eindeutig an den Anlageflächen der Piezoelemente gelagert.

Bei dieser Ausführungsform kann die Ansteuerung der Piezoelemente synchron, vorzugsweise durch eine gemeinsame Quelle erfolgen.

Die Ansteuerung der Piezoelemente kann jedoch auch ge­ trennt voneinander, vorzugsweise phasenverschoben erfolgen, so daß Vibrationen verringert sind.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden.

Es zeigt:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorschubeinrichtung in perspektivischer Ex­ plosionsdarstellung,

Fig. 2 die Anordnung der Piezoelemente an dem Basis­ element,

Fig. 3 eine Einzelheit aus Fig. 1 im Bereich des Piezoelementes in geschnittener Seitenan­ sicht,

Fig. 4 die elektrische Verschaltung von Spule und Piezoelement,

Fig. 5 eine Kurvenform zur Ansteuerung von Spule und Piezoelement,

Fig. 6 eine erste Schaltung zur Erzeugung der Kur­ venform gemäß Fig. 5,

Fig. 7 eine zweite Schaltung zur Erzeugung der Kur­ venform gemäß Fig. 5,

Fig. 8 in der Schaltung gemäß Fig. 7 auftretende Zeitsignalverläufe,

Fig. 9 eine Einzelheit im Bereich des Piezoelementes eines weiteren Ausführungsbeispiels der er­ findungsgemäßen Vorschubeinrichtung und

Fig. 10 eine weitere Schaltung zur Erzeugung einer Steuerspannung.

In Fig. 1 ist ein aus einem elektrisch leitfähigen Ma­ terial bestehendes Basiselement 1 dargestellt, das eine er­ ste Fläche 2 und eine zweite Fläche 3 aufweist, die in einem rechten Winkel zueinander angeordnet sind. An dem Basisele­ ment 1 sind eine erste Leiterplatte 4 und eine zweite, in Fig. 1 nicht dargestellte Leiterplatte angeordnet. Die erste Leiterplatte 4 weist auf ihrer dem Basiselement 1 abgewand­ ten Seite eine Kontaktfläche 5 auf, die mit einer dem Basis­ element 1 zugewandten ersten Elektrode eines Piezoelementes 7 elektrisch leitend verbunden ist. Das Piezoelement 7 ist scheibenförmig ausgebildet und weist auf seiner dem Basis­ element abgewandten Seite eine zweite Elektrode 8 auf. Bei Anlegen einer Spannung an die Elektroden 6 und 8 führt die dem Basiselement 7 abgewandte Oberfläche des Piezoelementes 1 eine Scherbewegung in Richtung des Pfeiles 10 raus. Das Piezoelement 7 ist mittels einer Schraube 11 mit dem Basis­ element 1 verbunden, deren Schaft 12 sich durch eine in dem Piezoelement 7 gebildete Durchgangsbohrung 13 und berüh­ rungslos durch eine Ausnehmung 14 in der ersten Leiterplatte 4 im Bereich der Kontaktfläche 5 erstreckt und in ein Innen­ gewinde 15 der ersten Fläche 2 des Basiselementes 1 einge­ schraubt ist. Der Kopf 16 der Schraube 11 besteht aus einem magnetostriktiven Material und ist mit seiner dem Basisele­ ment zugewandten Seite elektrisch mit der zweiten Elektrode 8 des Piezoelementes 7 verbunden. Die erste Leiterplatte 4 weist eine Anschlußstelle 17 für eine Steuerspannung auf. Die Anschlußstelle 17 ist über eine Spule 18, die aus mehre­ ren Windungen besteht, von denen jedoch in Fig. 1 nur eine Windung dargestellt ist, mit der Kontaktfläche 5 elektrisch leitend verbunden. Die Spule 18 ist somit zu den Elektroden 6, 8 des Piezoelementes 7 in Reihe geschaltet.

Durch die Anschlußstelle 17 für die Steuerspannung, die Spule 18 und die Kontaktfläche 5 ist eine erste Zuleitung zu der ersten Elektrode 6 des Piezoelementes 7 gebildet. Durch die elektrisch leitend mit der zweiten Elektrode 8 verbunde­ ne Schraube 11, das aus einem elektrisch leitenden Material bestehende Basiselement 1 und eine Anschlußstelle 19 für einen Masseanschluß ist eine zweite Zuleitung zu dem Piezo­ element 7 gebildet. An die Zuleitungen ist eine nicht darge­ stellte elektrische Quelle zur Speisung von Spule 18 und Piezoelement 7 anschließbar.

In gleicher Weise sind mit der ersten Fläche 2 des Ba­ siselementes 1 weitere Piezoelemente verbunden, deren Aufbau dem Aufbau des ersten Piezoelementes 7 gleicht und die daher nicht näher beschrieben werden sollen. Die weitere Piezo­ elemente sind zu dem ersten Piezoelement 7 elektrisch par­ allel geschaltet. Die Speisung der auf der ersten Leiter­ platte 4 angeordneten Piezoelemente erfolgt durch dieselbe Quelle und somit synchron.

An jeweils an den den Basiselementen abgewandten Seiten der Schrauben gebildeten Anlageflächen 20 liegt ein Läufer 21 an, der aus einem magnetisch leitfähigem Material be­ steht. Der Läufer 21 weist eine in diesem Falle zentrische Bohrung 22 auf, in der beispielsweise ein Tastkopf für ein Oberflächenmeßgerät oder dergleichen aufnehmbar ist. Durch seitlich neben dem Piezoelement 7 auf der ersten Leiterplat­ te 4 angeordnete Permanentmagnete 23, 23′ ist eine Andrück­ einrichtung gebildet, die den Läufer 21 in Richtung auf das Basiselement 1 zu bewegen sucht.

Das Basiselement 1 weist an der zu der ersten Fläche 2 senkrecht angeordneten zweiten Fläche 3 zwei weitere, in Fig. 1 nicht dargestellte Piezoelemente auf, die in der oben beschriebenen Weise sie umgebende Spulen aufweisen, auf der zweiten, nicht dargestellten Leiterplatte angeordnet und durch Schrauben mit dem Basiselement verbunden sind. An den dem Basiselement abgewandten Seiten der Schraubenköpfe sind jeweils Anlageflächen für den Läufer gebildet. Die auf der zweiten Fläche 3 angeordneten Piezoelemente sind elektrisch zu den auf der ersten Fläche 1 angeordneten Piezoelementen parallel geschaltet.

In Fig. 2 ist die Lagerung des Läufers 21 an dem Ba­ siselement 1 dargestellt, wobei in der oben beschriebenen Weise an der ersten Fläche 2 des Basiselementes 1 drei Pie­ zoelemente und an der zweiten Fläche 3 des Basiselementes 1 zwei Piezoelemente 7′ angeordnet sind. Es ist ersichtlich, daß die Anlageflächen 20 der drei an der ersten Fläche des Basiselementes angeordneten Piezoelemente 7 eine Ebene defi­ nieren, in der Läufer 21 an den Anlageflächen 20 anliegt, während die Anlageflächen der zwei an der zweiten Fläche angeordneten Piezoelemente 7′ eine Linie senkrecht zu der Anlageebene definieren, so daß der Läufer 21 insgesamt sta­ tisch bestimmt an dem Basiselement gelagert ist.

In Fig. 3 ist eine weitere Möglichkeit zur Verbindung des Piezoelementes 7 mit dem Basiselement 1 dargestellt. Der Schaft 12 der Schraube 11 ist nicht in ein an dem Basisele­ ment 1 gebildetes Innengewinde 15 eingeschraubt, sondern erstreckt sich durch eine Durchgangsbohrung 24 in dem Basis­ element 1. Auf das dem Läufer 21 abgewandte Gewindeende 25 der Schraube 11 ist eine Mutter 26 aufgeschraubt. Die Mutter 26 besteht aus einem sowohl elektrisch als auch magnetisch leitfähigen Material. Es ist ersichtlich, daß die zweite Elektrode 8 des Piezoelementes 7 über den an ihr anliegenden Kopf 16 der Schraube 11, den Schaft 12 der Schraube 11 und die Mutter 26 mit dem Basiselement 1 elektrisch leitend ver­ bunden ist. Die erste Elektrode 6 des Piezoelementes 7 ist über die Kontaktfläche 5 elektrisch leitend mit der Spule 18 verbunden. An der dem Piezoelement 1 abgewandten Seite des Schraubenkopfes 16 ist die Anlagefläche 20 gebildet, an der der Läufer 21 anliegt. Die Schraube 11 besteht vollständig aus einem magnetostriktiven Material.

In Fig. 4 ist die elektrische Verschaltung von Spule 18 und Piezoelement 7 dargestellt. Die Elektroden 6, 8 des Pie­ zoelementes 7, zwischen denen das piezoelektrische Material angeordnet ist, bilden Platten eines Kondensators 27. Zu diesem Kondensator 27 ist die Spule 18, deren ferromagneti­ scher Kern durch die Schraube 11 gebildet ist, in Reihe ge­ schaltet.

Die Reihenschaltung aus Spule 18 und Kondensator 27 ist durch eine nicht dargestellte Quelle gespeist.

Anhand des in Fig. 3 dargestellten Piezoelementes soll die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorschubeinrichtung erläutert werden. Zur Bewegung des Läufers 21 wird an die Reihenschaltung aus Spule 18 und Piezoelement 7 eine Span­ nung angelegt, die eine langsam ansteigende Flanke aufweist. Das Anlegen der Spannung an die Elektroden 6, 8 des Piezo­ elementes 7 bewirkt eine Scherbewegung der dem Basiselement abgewandten Oberfläche des Piezoelementes in Richtung des Pfeiles 10 aus einer in der Fig. 3 dargestellten Ruhestel­ lung des Piezoelementes in eine Scherstellung. Die mit ihrer dem Läufer 21 abgewandten Seite des Kopfes 16 auf der zwei­ ten Elektrode 8 des Piezoelementes 7 anliegende Schraube 11 wird dabei mitgenommen. Insgesamt führt die an dem Läufer 21 anliegende Anlagefläche 20 der Schraube 11 eine langsame Bewegung in Richtung des Pfeiles 10 aus, so daß zwischen der Anlagefläche 20 und dem Läufer 21 Haftreibung herrscht und der Läufer 21 in Richtung des Pfeiles 10 mitgenommen wird. In gleicher Weise führen die Anlageflächen der mit den wei­ teren, in Fig. 3 nicht dargestellten Piezoelementen verbun­ denen Schrauben eine Bewegung in Richtung des Pfeiles 10 aus, so daß der Läufer 21 auch von diesen mitgenommen wird und eine Vorschubbewegung des Läufers 21 in Richtung des Pfeiles 10 erzielt ist. Die an den Elektroden der Piezoele­ mente anliegende Spannung steigt dabei bis zu einem vorgege­ benen Wert. Bei Erreichen des vorgegebenen Wertes wird die Reihenschaltung aus Spule 18 und Piezoelement 7 kurzgeschlossen. Dies hat einerseits zur Folge, daß das Piezoelement 7 aufgrund des abrupten Spannungsabfalls eine schnelle Rückscherbewegung aus der Scherstellung in die Ru­ hestellung entgegen der Richtung des Pfeiles 10 ausführt.

Da vor dem Kurzschließen eine Spannung an dem durch die Elektroden des Piezoelementes gebildeten Kondensator 27 an­ liegt und somit auf den Kondensatorplatten dieses Kondensa­ tors 27 elektrische Ladung gespeichert ist, führt das Kurzschließen andererseits dazu, daß ein Entladestrom ent­ steht, der die zu dem Kondensator 27 in Reihe geschaltete Spule 18 durchfließt. Der Entladestrom durch die Spule 18 hat zur Folge, daß sich ein Magnetfeld ausbildet, dessen Feldlinien von dem Basiselement 1 über den Schaft 12 der Schraube 11 und über Läufer 21 zurück zu dem Basiselement 1 verlaufen. Durch diese Bauteile ist ein magnetischer Kreis gebildet. Die Dichte der magnetischen Feldlinien ist beson­ ders im Bereich des Schaftes 12 der Schraube 11 hoch. Da die Schraube 11 aus einem magnetostriktiven Material besteht, tritt Magnetostriktion auf, die eine Kontraktion der Schrau­ be 11 zur Folge hat. Dabei verringert sich der Anlagedruck, mit dem die Anlagefläche 20 des Schraubenkopfes 16 an dem Läufer 21 anliegt. Da die Oberfläche des Piezoelementes gleichzeitig die beschriebene Rückscherbewegung ausführt, gleitet die Anlagefläche 20 des Schraubenkopfes 16 mit ver­ ringertem Anlagedruck an dem Läufer 21 entlang. Auf diese Weise ist ein Verschleiß an Anlagefläche 20 oder Läufer 21 verringert.

Durch geeignete Bemessung des beim Entladen des Konden­ sators 27 fließenden Entladestromes und der Spule 18 und durch Auswahl eines geeigneten magnetostriktiven Materials ist das Ausmaß der Kontraktion der Schraube in weiten Gren­ zen wählbar. Auf diese Weise ist eine gewünschte Verringe­ rung des Anlagedruckes der Anlagefläche 20 an dem Läufer 21 bis hin zu einem vollständigen Abheben der Anlagefläche 20 von dem Läufer 21 einstellbar. Auf diese Weise ist der Ver­ schleiß verringert oder vollständig vermieden.

Um einen hohen Entladestrom zu erzielen, ist es mög­ lich, zu den Elektroden des Piezoelementes 7 einen oder meh­ rere Kondensatoren parallel zu schalten, so daß sich ein entsprechend hoher Entladestrom ergibt.

In Fig. 5 ist eine Kurvenform einer Spannung zur An­ steuerung der Reihenschaltung aus Spule 18 und Piezoelement 7 dargestellt. Eine ansteigende Flanke 28 ist durch einen Teil einer Sinuswelle gebildet. Bei Erreichen des Scheitel­ punktes der Sinuswelle fällt die Spannung abrupt auf null ab. Die Zeitdauer der ansteigenden Flanke 28 ist somit we­ sentlich größer als die Zeitdauer der abfallenden Flanke.

In Fig. 6 ist eine Schaltung zur Erzeugung der Spannung gemäß Fig. 5 dargestellt. Ein Oszillator 30, beispielsweise ein Wien-Robinson-Oszillator, erzeugt eine Sinusspannung. Von der Sinusspannung wird durch einen ersten Phasenschieber 31a eine erste, gegenüber der Sinusspannung um 90° phasen­ verschobene Spannung und durch einen zweiten Phasenschieber 31b eine zweite, gegenüber der Sinusspannung um 180° phasen­ verschobene Spannung abgeleitet. Durch einen Schalter 32 sind die Sinusspannung oder die zweite abgeleitete Spannung auf den Ausgang 33 schaltbar und damit an die nicht darge­ stellte Reihenschaltung aus der Spule 18 und den Elektroden 6, 8 des Piezoelementes legbar. Die erste abgeleitete Span­ nung steuert eine Schalteinrichtung 34 an, die jeweils bei den Nulldurchgängen des ersten abgeleiteten Signales für ein schnelles Rücksetzen der Spannung sorgt.

In Fig. 7 ist eine weitere Schaltung zur Erzeugung ei­ nes Signales zur Ansteuerung der Reihenschaltung aus Spule 18 und Piezoelement 7 dargestellt. Der Ausgang eines Taktge­ bers 35 ist mit einem Zähler 36 verbunden. Der Zähler steu­ ert ein EPROM 37′ dessen Ausgang 38 mit einem ersten Transi­ stor 39 verbunden ist. Der Ausgang des Zählers 36 ist mit einem zweiten Transistor 40, der zu einem Ausgang 41 der Spannungsquelle parallel geschaltet ist, verbunden und auf einen Rücksetzeingang 42 des Zählers 36 rückgekoppelt. Par­ allel zu dem Ausgang liegt ein Kondensator 43.

Der Taktgeber 35 erzeugt zeitlich beabstandete Impulse, durch die der Zähler 36 betätigt wird. Der Zähler 36 adres­ siert nacheinander die Zellen des EPROMS 37, in denen die gewünschte Steuerspannung für die Reihenschaltung aus Spule 18 und Kondensator 27 in Form von in der zeitlichen Dichte modulierten Impulsen abgelegt ist. Mit den in der zeitlichen Dichte modulierten Impulsen wird der erste Transistor 39 angesteuert, über den der Kondensator 43 aufgeladen wird. Aufgrund dessen steigt die Spannung an dem Kondensator 43 an. Bei Erreichen eines vorgegebenen Zählwertes steuert der Zäh­ ler 36 den zweiten Transistor 40 an, der den Ausgang 38 kurzschließt. Es ergibt somit eine Ausgangsspannung mit dem gewünschten Verlauf.

In Fig. 8 sind die in der Schaltung aus Fig. 7 auftre­ tenden Zeitsignalverläufe dargestellt.

Fig. 9 zeigt eine Einzelheit einer Abwandlung der Aus­ führungsform gemäß Fig. 1. Gleiche oder sich entsprechende Teile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen. Das Piezo­ element 7 weist an seiner sich bei Erregung bewegenden Ober­ fläche ein Anlageelement 44 auf, das durch eine in einem Kugelsitz 45 gehaltene Kugel 46 gebildet ist. An der dem Läufer 21 zugewandten Seite bildet die Kugel 46 die Anlage­ fläche. Das Piezoelement 7 ist von einem ringförmigen Magne­ ten 47 umgeben. Der ringförmige Magnet 47 besteht aus zwei Halbringen mit entgegengesetzter Magnetisierungsrichtung. Im Bereich des magnetostriktiven Teiles, der Kugel 46, hebt sich die Wirkung der unterschiedlich orientierten, durch die Halbringe erzeugten Magnetfelder auf, während sie sich au­ ßerhalb des ringförmigen Magneten 47 verstärkt. Auf diese Weise ist eine unerwünschte, permanente Kontraktion des ma­ gnetostriktiven Teiles vermieden.

Falls ein vollständiges Abheben der Anlagefläche von dem Läufer 21 nicht erwünscht ist, gleitet die Anlagefläche der Kugel 46 während der Rückscherbewegung des Piezoelemen­ tes 7 an dem Läufer 21 entlang. Bei dieser Gleitreibung eventuell entstehender Abrieb aus metallischen Partikeln wird von dem Magneten 47 angezogen. Eine Anlagerung von me­ tallischen Partikeln an den Läufer 21 oder die Anlagefläche der Kugel 46′ die zu einem weiteren Verschleiß führen würde, ist bei dieser Ausführungsform verringert oder vollständig vermieden. Wesentlich ist, daß der Magnetpol in der Bewe­ gungsbahn der Anlagefläche 20 auf dem Läufer liegt.

Es ist auch möglich, die Anlagefläche des Läufers 21 und/oder die der Kugel 46 mit einem Oberflächenprofil zu versehen, das einerseits eine für die erforderliche Haftrei­ bung ausreichende Rauheit aufweist, andererseits jedoch mit Riefen oder dergleichen versehen ist. Diese Riefen können Abrieb, Schmutz oder dergleichen aufnehmen, so daß eine An­ lagerung zwischen Anlagefläche und Oberfläche des Läufers vermieden ist.

Bei der in Fig. 10 dargestellten Schaltung erfolgt eine Formung der Flanke 28 (Fig. 5) mit der größeren Zeitdauer mittels einer Reihenschaltung aus einem Widerstand 48 und einem Kondensator 49, der dem Kondensator 27 in Fig. 4 ent­ spricht. Der Widerstand 48 ist dabei vorzugsweise durch den Innenwiderstand der Spannungsquelle gebildet, während der Kondensator 49 vorzugsweise durch die Elektroden 6, 8 des Piezoelementes 7 gebildet ist. Zu dem Kondensator 49 ist ein Transistor 50 parallelgeschaltet. Beim Einschalten der Span­ nung fällt diese über der Reihenschaltung aus Widerstand 48 und Kondensator 49 ab, so daß sich der Kondensator 49 ent­ sprechend der Zeitkonstante des RC-Gliedes auflädt. Durch geeignete Auswahl der Werte dieser Elemente ist ein langsa­ mer Anstieg der Spannung erzielbar. Bei Erreichen eines vor­ gegebenen Wertes der Spannung an dem Kondensator 49 steuert ein Pulsgenerator den Transistor 50 an, der durchschaltet und den Kondensator 49 kurzschließt. Es ergibt sich insge­ samt der gewünschte Spannungsverlauf mit einer zeitlich langsam veränderlichen und einer zeitlich schnell veränder­ lichen Flanke.

Claims (29)

1. Vorschubeinrichtung,
mit einem Basiselement,
mit einem Piezoelement, dessen eine Seite mit dem Basiselement verbunden ist,
mit einer an der bei Erregung sich bewegenden Oberflä­ che des Piezoelementes oder einem damit verbundenen Element gebildeten Anlagefläche zur Anlage an einem zu bewegenden Läufer und
mit einer Wechselspannungsquelle zur Speisung von an dem Piezoelement angebrachten Elektroden mit einer pe­ riodischen Wechselspannung, die pro Periode einen Vor­ schubteil (28) und ein Rückstellteil (29) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Anlagefläche (20) und dem Basiselement (1) ein Teil (11, 16) aus magnetostriktivem Material angeordnet ist, das sich im magnetischen Einflußbereich einer Spule (18) befindet, die durch eine Wechselstromquelle mit einem Strom gespeist ist, der während des Vorschubteils der Wech­ selspannung null oder relativ klein ist und während des Rückstellteils der Wechselspannung so groß ist, daß das Teil (11, 16) aus magnetostriktivem Material kontrahiert wird.

2. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net
daß das Piezoelement (7) mittels einer Schraube (11) mit dem Basiselement (1) verbunden ist, deren Schaft (12) sich durch eine in dem Piezoelement (7) gebildete Durchgangsbohrung (13) erstreckt, wobei der Kopf (16) der Schraube (11) oder eine mit der Schraube verbundene Mutter an der bei Erregung sich bewegenden Oberfläche des Piezoelementes (7) anliegt und die Anlagefläche (20) an der dem Läufer (21) zugewandten Seite des Kopfes (16) der Schraube (11) oder der Mutter ge­ bildet ist und
daß das magnetostriktive Teil durch den Kopf (16) der Schraube (11) oder durch die mit der Schraube verbundene Mutter oder durch eine Beschichtung aus magnetostriktivem Material auf dem Kopf (16) bzw. der Mutter gebildet ist.

3. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schraube (11) vollständig aus einem magneto­ striktiven Material besteht.

4. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Spule (18) das Piezoelement (7) umgibt.

5. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die dem Läufer (21) abgewandte Seite des Kopfes (16) der Schraube (11) oder der Mutter elektrisch leitend mit einer auf der sich bei Erregung bewegenden Oberfläche angeordneten Elektrode (8) des Piezoelementes (7) verbunden ist.

6. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Läufer (21) und/oder das Basiselement (1) aus einem magnetisch leitfähigen Material besteht oder eine Be­ schichtung aus magnetostriktivem Material aufweist.

7. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schraube (11) sich in einem magnetischen Kreis befindet, der durch den Läufer (21) und das Basiselement (1) gebildet ist.

8. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Piezoelement (7) an seiner sich bei Erregung bewegenden Oberfläche ein Anlageelement (44) aufweist, an dem die Anlagefläche (20) gebildet ist.

9. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß das Anlageelement (44) eine Kugel (46) ist, die an einem mit der sich bei Erregung bewegenden Oberfläche des Piezoelementes verbundenen Kugelsitz (45) gehalten ist.

10. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Anlageelement (44) aus einem magnetostrik­ tiven Material besteht oder eine Beschichtung aus magneto­ striktivem Material aufweist.

11. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spule (18) zu den Elektroden (6, 8) des Piezoelementes (7), die einen Kondensator (27) bilden, in Reihe geschaltet ist und daß die Speisung der Spule (18) und der Elektroden (6, 8) des Piezoelementes durch dieselbe Quelle erfolgt.

12. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch einen Schalter, der die Reihenschaltung von Spule (18) durch die Elektroden (6, 8) des Piezoelementes gebildeten Kondensator (27) abwechselnd an die Stromquelle anlegt und kurzschließt, derart, daß der Entladestrom des Kondensators (27) die Spule (18) durchfließt.

13. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Vorschubteil der periodischen Wechselspan­ nung, bei dem die Bewegung des Läufers (21) in die eine Richtung erfolgt, während der Zeitdauer einer ansteigenden Flanke (28) geschieht, deren Zeitdauer wesentlich größer ist als die Zeitdauer einer abfallenden Flanke (29), während der die Bewegung des Läufers in die entgegengesetzte Richtung erfolgt.

14. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Flankenform der ansteigenden und/oder der abfallenden Flanke (28, 29) einstellbar ist.

15. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Flanke mit der größeren Zeitdauer hyper­ belförmig ausgebildet ist.

16. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Flanke mit der größeren Zeitdauer Teil einer Sinusspannung ist.

17. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Flanke mit der größeren Zeitdauer von ei­ ner Sinusspannung von dem minimalen bis zu dem maximalen Wert abgeleitet ist.

18. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekenn­ zeichnet, daß von der Sinusspannung eine erste, gegen die Sinusspannung um 90° phasenverschobene Spannung abgeleitet wird,
daß von der Sinusspannung eine zweite, gegen die Sinusspan­ nung um 180° phasenverschobene Spannung abgeleitet wird und
daß ein Umschalter (32) vorgesehen ist, der in Abhängigkeit von den Nulldurchgängen der ersten abgeleiteten Spannung wechselnd an die Sinusspannung und an die um die gegen diese um 180° phasenverschobene zweite abgeleitete Spannung an­ schaltet und die Reihenschaltung aus der Spule (18) und den Elektroden (6, 8) des Piezoelementes (7) mit der Spannung verbindet.

19. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet
daß die Spannungsquelle einen Taktgeber (35) zur Erzeugung zeitlich beabstandeter Impulse aufweist, dessen Ausgang mit einem Zähler (36) verbunden ist, der ein Speicherelement, vorzugsweise ein EPROM (37), ansteuert, in dem die Flanken­ form der ansteigenden und/oder der abfallenden Flanke in Form von in der zeitlichen Dichte modulierten Impulsen ge­ speichert sind
daß das Speicherelement mit den in der zeitlichen Dichte modulierten Impulsen einen ersten Transistor (39) ansteuert, der mit einem Kondensator (43) verbunden ist, über dem die Spannung zur Ansteuerung der Reihenschaltung aus der Spule (18) und den Elektroden (6, 8) des Piezoelementes abfällt, und
daß der Zähler (36) bei Erreichen eines vorgegebenen Zähl­ wertes einen zweiten Transistor (40) ansteuert, der die Rei­ henschaltung aus der Spule (18) und den Elektroden (6, 8) des Piezoelementes kurzschließt.

20. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Andrückeinrichtung vorgesehen ist, die den Läufer (21) wenigstens zeitweise in Richtung auf das Basiselement (1) drückt.

21. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Andrückeinrichtung einen Elektromagneten und/oder einen Permanentmagneten (23) aufweist.

22. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Elektro- oder Permanentmagnet (23) seit­ lich neben dem Piezoelement (7) angeordnet und mit dem Ba­ siselement (1) verbunden ist.

23. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Permanentmagnet (23) senkrecht zur Bewegungsrichtung des Läufers (21) magnetisiert ist und ei­ nen senkrecht zur Bewegungsrichtung spitz zulaufenden Pol­ schuh aufweist.

24. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Basiselement eine erste Fläche (2) auf­ weist, in der wenigstens drei in einer Ebene im Abstand zu­ einander angeordnete Piezoelemente (7) vorgesehen sind.

25. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Basiselement eine zweite Fläche (3) auf­ weist, die einen Winkel, vorzugsweise einen rechten Winkel mit der ersten Fläche (2) bildet und in der in einer Ebene zwei Piezoelemente (7) angeordnet sind, wobei der Läufer zwei zu den durch die Piezoelemente (7, 7′) definierten Ebe­ nen komplementäre Anlageflächen aufweist.

26. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerung der Piezoelemente (7, 7′) synchron, vorzugsweise durch eine gemeinsame Quelle, erfolgt.

27. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerung der Piezoelemente (7, 7′) in den beiden Flächen (2, 3) jeweils getrennt, vorzugs­ weise jeweils in zwei Gruppen getrennt, zeitverschoben zu­ einander, vorzugsweise phasenverschoben, erfolgt.

28. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Polschuhe in Bewegungsrichtung des Läufers (21) vor oder/und hinter den Piezoelementen (7, 7′) angeord­ net sind.

29. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Oberfläche des Läufers Riefen, offene Po­ ren oder dergleichen zur Aufnahme von Schmutz und Abrieb aufweist.