DE4438876B4 - The piezoelectric motor - Google Patents

The piezoelectric motor

Info

Publication number
DE4438876B4
DE4438876B4 DE19944438876 DE4438876A DE4438876B4 DE 4438876 B4 DE4438876 B4 DE 4438876B4 DE 19944438876 DE19944438876 DE 19944438876 DE 4438876 A DE4438876 A DE 4438876A DE 4438876 B4 DE4438876 B4 DE 4438876B4
Authority
DE
Grant status
Grant
Patent type
Prior art keywords
oscillator
ultrasonic wave
characterized
piezoelectric motor
generators
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE19944438876
Other languages
German (de)
Other versions
DE4438876A1 (en )
Inventor
Wladimir Dr. Wischnewskiy
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PI CERAMIC
Original Assignee
PI CERAMIC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Grant date

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezo-electric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/10Electric machines in general using piezo-electric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
    • H02N2/16Electric machines in general using piezo-electric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors using travelling waves, i.e. Rayleigh surface waves
    • H02N2/163Motors with ring stator
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezo-electric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/10Electric machines in general using piezo-electric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
    • H02N2/14Drive circuits; Control arrangements or methods
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezo-electric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/10Electric machines in general using piezo-electric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
    • H02N2/14Drive circuits; Control arrangements or methods
    • H02N2/142Small signal circuits; Means for controlling position or derived quantities, e.g. speed, torque, starting, stopping, reversing
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezo-electric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/10Electric machines in general using piezo-electric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
    • H02N2/14Drive circuits; Control arrangements or methods
    • H02N2/145Large signal circuits, e.g. final stages
    • H02N2/147Multi-phase circuits

Abstract

Piezoelektrischer Motor, The piezoelectric motor,
bestehend aus einem Stator (1) mit einem darauf befestigten piezoelektrischen Oszillator (2) in Form eines Piezoelements (3) mit zwei Ultraschallwellen-Generatoren (4, 5) und einem Rotor (9), mit dem der Oszillator (2) in mechanischem Kontakt steht, wobei die beiden Ultraschallwellen-Generatoren (4, 5) zwei getrennte Teile (6, 7) und ein gemeinsames Teil (8), das die Funktion eines dritten Ultraschallwellen-Generators erfüllt, aufweisen, wobei jeder Ultraschallwellen-Generator einen Anschluß (13, 14, 15) aufweist, der ihn mit den Anschlüssen (16, 17, 18) einer Anordnung zur Spannungserzeugung (19) verbindet, und wobei der dritte Ultraschallwellen-Generator derart ausgeführt ist, daß er mit den zwei Ultraschallwellen-Generatoren (4, 5) jeweils einen Teiler für die von der Anordnung zur Spannungserzeugung (19) gelieferten Spannungen (V 1 , V 2 ) bildet und die an den Anschlüssen (13, 14) der zwei Ultraschallwellen-Generatoren (4, 5) angelegten Spannungen (V 1 , V 2 ) sich jeweils consisting of a stator (1) having attached thereon the piezoelectric oscillator (2) in the form of a piezo element (3) with two ultrasonic waves generators (4, 5) and a rotor (9) with which the oscillator (2) in mechanical contact , where the two ultrasonic waves generators (4, 5) comprises two separate parts (6, 7) and a common part (8), which performs the function of a third ultrasonic wave generator, said each ultrasonic wave generator has a connection (13 , 14, 15) which connects it (with the terminals 16, 17, 18) means for voltage generation (19), and said third ultrasonic wave generator is designed such that it (with the two ultrasonic wave generators 4, 5 voltages) supplied in each case a divider for (of the arrangement for voltage generation 19) (V 1, V 2) and the (at terminals 13, (14) of the two ultrasonic wave generators 4, applied 5) voltages (V 1 , V 2), respectively aus der Summe der durch jeweils einen Ultraschallwellen-Generator (4, 5) geteilten Spannung (V 3 , V 4 ) und... from the sum of the divided by a respective ultrasonic wave generator (4, 5) voltage (V 3, V 4), and ...

Description

  • Die Erfindung betrifft einen piezoelektrischen Motor gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Sie kann als elektrischer Miniaturmotor verwendet werden, der eine stetige oder stufenweise Drehbewegung ermöglicht. The invention relates to a piezoelectric motor according to the preamble of claim 1. It can be used as a miniature electrical motor that enables a continuous or stepwise rotational movement. Insbesondere kann sie als piezoelektrische Antriebsvorrichtung in foto- und kinotechnischen Apparaturen, Druckern, Tonbandgeräten, Compact-Disc- und ahnlichen Geräten verwendet werden, in denen Motoren mit kleinen Abmessungen benötigt werden. In particular, they can be used as a piezoelectric drive unit in photography and cinema technical equipment, printers, tape recorders, compact disc and similar devices in which motors are needed in a small size.
  • Bekannt sind piezoelektrische Motoren, in denen die Umwandlung der elektrischen Energie in die Drehbewegung eines Rotors mit Hilfe piezoelektrischer Oszillatoren erfolgt, die zwei Resonatoren für unterschiedliche Typen von stehenden Wellen enthalten, siehe zB are known piezoelectric motors, in which the conversion of the electrical energy takes place in the rotary motion of a rotor with the aid of piezoelectric oscillators which contain two resonators for different types of standing waves, see, for example US-PS 4,019,073 US Patent No. 4,019,073 . , Der Nachteil dieser Motoren besteht darin, daß es schwierig ist, die Resonanzfrequenzen der beiden unterschiedlichen Schwingungen in Übereinstimmung zu bringen, und zwar sowohl über einen großen Temperaturbereich als auch bei Einwirkung von mechanischen Kräften. The disadvantage of this engine is that it is difficult to bring the resonant frequencies of the two different vibrations in accordance, both over a wide temperature range and under the action of mechanical forces. Dies bedingt eine instabile und unsichere Funktion dieser Motoren über einen großen Bereich sich verändernder Einflußfaktoren. This causes an unstable and unsafe operation of these engines over a wide range of changing influence factors.
  • Diesen Nachteil weisen die auf dem Prinzip der Erzeugung von akustischen Longitudinalwellen mit Hilfe zweier gleichartiger stehender Wellen basierenden piezoelektrischen Motoren gemäß This drawback have those based on the principle of the generation of acoustic longitudinal waves by means of two similar standing wave piezoelectric motors according to US-PS 4,504,760 US Patent No. 4,504,760 nicht auf. not occur. Der Nachteil dieser Motoren ist jedoch darin zu sehen, daß das die laufenden Longitudinalwellen erzeugende Piezoelement auf dem metallischen Wellenleiter mit Hilfe eines organischen Klebers befestigt ist. The disadvantage of these motors, however, is to be seen in that the current generating longitudinal waves piezoelectric element is fixed on the metal waveguide with the aid of an organic adhesive. Dies verringert wesentlich die vom Motor aufnehmbare Leistung und seine Funktionssicherheit. This substantially reduces the receivable from the engine performance and its reliability. Außerdem werden die Abmessungen des Motors durch die erforderliche Mindestlänge des Wellenleiters festgelegt. In addition, the dimensions of the motor are determined by the minimum required length of the waveguide.
  • Weiterhin ist aus der Furthermore, from EP 0 458 638 A1 EP 0458638 A1 ein Motor bekannt, der einen zusammengesetzten Oszillator mit zwei Generatoren für gleiche Ultraschalltransversalwellen enthält. a motor is known which includes a composite oscillator having two generators for the same Ultraschalltransversalwellen. Die Generatoren sind als dünne piezoelektrische Scheiben ausgeführt, die zwischen den zwei Metallteilen des Oszillators mit Hilfe einer Schraube geklemmt werden. The generators are constructed as piezoelectric thin discs, which are clamped between the two metal parts of the oscillator by means of a screw. Die piezoelektrischen Scheiben weisen zwei Sektoren auf, die in entgegengesetzten Richtungen polarisiert sind. The piezoelectric discs comprise two sectors, which are polarized in opposite directions. Während des Motorlaufs biegt sich der Oszillator in zwei senkrecht zueinander verlaufenden Richtungen und zum Teil in Richtung seiner Stirnfläche durch, wobei dieser mechanischen Kontakt mit dem Rotor hat und dadurch den Rotor veranlaßt, sich zu drehen. While the engine is running the oscillator bends in two mutually perpendicular directions and partly in the direction of its end face, wherein this has and mechanical contact with the rotor thereby causing the rotor to rotate. Der Nachteil dieses Motors besteht im geringen Wirkungsgrad der Umwandlung von elektrischer in mechanische Energie, was durch das geringe Volumen der piezoelektrischen Keramik im Oszillator im Verhältnis zum Gesamtvolumen des Oszillators begründet ist. The disadvantage of this engine consists in the low efficiency of conversion of electrical to mechanical energy, which is due to the small volume of the piezoelectric ceramic in the oscillator in relation to the total volume of the oscillator. Dies erklärt die niedrige Effizienz des Wirkungsgrades des Motors insgesamt. This explains the low efficiency of the efficiency of the engine as a whole. Der aufgeführte Nachteil führt zur Erhöhung der Antriebsspannung, der Senkung des Wirkungsgrades des Motors und der Spannungsquelle. The disadvantage listed leads to an increase of the driving voltage, reduction of the efficiency of the motor and the voltage source. Ein weiterer wesentlicher Nachteil liegt in der komplizierten Konstruktion begründet, wodurch der Motor technologisch schwer beherrschbar und teuer ist. Another major disadvantage is due, whereby the motor is technologically difficult to control and expensive to complicated construction. Darüber hinaus müssen alle Oberflächen der untereinander in Kontakt tretenden Bauteile des Oszillators mit großer Genauigkeit gefertigt werden. In addition, all surfaces of the mutually-contacting components of the oscillator with great accuracy need to be made. Beim Zusammenbau des Oszillators muß die Anpreßkraft der Piezoelemente mit ausreichend hoher Genauigkeit vorgegeben werden. During assembly of the oscillator, the contact pressure of the piezo elements must be specified with sufficiently high accuracy. Bei einer kleinen Anpreßkraft entwickelt der Motor eine kleine Leistung, die weit unter der nominellen Leistung liegt. With a small contact force of the engine developed a small performance that is far below the nominal power. Bei einer großen Anpreßkraft kann das Piezoelement während der Montage des Oszillators oder während des Motorlaufs zerstört werden. With a large pressure force the piezo element can be destroyed during the assembly of the oscillator or while the engine is running. Dadurch wird die Funktionssicherheit des Motors gesenkt. Thereby, the reliability of the engine is lowered.
  • Ultraschall-Piezomotoren, bei denen die Kraftübertragung mit Hilfe von zylinder- oder konusförmigen Flächen erfolgt, sind beispielsweise aus der Ultrasonic piezo motors in which the power transmission takes place by means of cylindrical or conical surfaces, for example, from the GB 2 044 015 A1 GB 2044015 A1 bekannt. known.
  • Die The DE 36 34 329 C2 DE 36 34 329 C2 zeigt eine Schaltungsanordnung zum Betreiben eines Vibrationswellenmotors, welche phasenverschobene periodische Signale erzeugt, die einem ringförmigen Vibrationsteil zugeführt werden, welches entsprechende Elektrodenanordnungen aufweist. shows a circuit arrangement for operating a vibration wave motor which generates phase-shifted periodic signals are supplied to a ring-shaped vibration member having respective electrode arrangements.
  • Die Verwendung von mehreren, jeweils gleichartigen Oszillatorsystemen zur Erzeugung von Ultraschallwellen ist beispielsweise aus der The use of multiple, respectively similar oscillator systems for generating ultrasonic waves, for example, from the DE 43 05 894 C1 DE 43 05 894 C1 , der , the US 4,504,760 US 4,504,760 , aber auch der But also the DE 37 23 030 C2 DE 37 23 030 C2 vorbekannt. previously known. Letzeres Dokument offenbart darüber hinaus einen elektrostriktiv angetriebenen Motor, der auch mit einer einphasigen Taktspannung betreibbar ist und eine hierfür optimierte Polanordnung aufweist. The latter document further discloses an electrostrictive driven motor that is operable with a single-phase mode voltage and having a pole arrangement optimized for this purpose.
  • Letztendlich sei bezogen auf den nächstliegenden Stand der Technik auf die Ultimately be referred to the closest prior art to the DE 37 19 537 C2 DE 37 19 537 C2 hingewiesen, die einen Vibrationswellenmotor offenbart. Note that discloses a vibration wave motor. welche mehrere Ultraschallwellen-Generatoren aufweist. comprising a plurality of ultrasonic wave generators. Konkret ist dort ein ringförmiger Stator mit einem auf ihm befestigten piezoelektrischen Oszillator in Form eines ringförmigen Piezoelements mit zwei Ultraschallwellen-Generatoren und einem Rotor gezeigt, der mit dem Oszillator in Kontakt steht. an annular stator having attached thereon the piezoelectric oscillator in the form of an annular piezoelectric element is concrete, there is shown with two ultrasonic wave generators and a rotor which is in contact with the oscillator. Jeder der dortigen Ultraschallwellen-Generatoren weist einen Anschluß auf, der ihn mit den Anschlüssen einer Anordnung zur Spannungserzeugung verbindet. Each of the local ultrasonic wave generator has a connection, which connects it to the terminals of an arrangement for voltage generation. Zwischen den beiden Ultraschallwellen-Generatoren ist ein dritter Ultraschallwellen-Generator vorgesehen, um mit Hilfe von phasenverschobenen Signalen eine einfache und reproduzierbare Geschwindigkeitssteuerung zu ermöglichen. Between the two ultrasonic wave generator, a third ultrasonic wave generator is provided to enable by means of phase shifted signals, a simple and reproducible speed control.
  • Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, einen weiterentwickelten piezoelektrischen Motor anzugeben, welcher. Based on the foregoing, it is an object of the invention to provide an advanced piezoelectric motor which. Ultraschallwellen-Generatoren umfaßt, die im Zusammenwirken mit einer zu schaffenden Elektrodenkonfiguration einen effektiven Motorbetrieb gewährleisten. Ultrasonic wave generators comprises ensure, in cooperation with an electrode configuration to be created an effective motor operation.
  • Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit der Merkmalskombination gemäß der Lehre des Patentanspruchs 1, wobei die Unteransprüche zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen umfassen. The object of the invention is achieved with the combination of features according to the teaching of claim 1, wherein the sub-claims comprise expedient embodiments and developments.
  • Aufgrund dessen, daß in dem piezoelektrischen Motor das gesamte Volumen des Oszillators aus einem piezoelektrischen Werkstoff besteht, ist er in seiner Gesamtheit als aktiv anzusehen und besitzt einen hohen Wirkungsgrad bei der Umwandlung von elektrischer Energie in mechanische Schwingungsenergie. Due to the fact that the entire volume of the oscillator consists in the piezoelectric motor of a piezoelectric material, it is considered to be active in its entirety and has a high efficiency in converting electrical energy into mechanical vibration energy. Dadurch wird die Erregerspannung wesentlich gesenkt. Thus, the excitation voltage is significantly reduced. Außerdem ist der Oszillator des Motors als monolithisches piezoelektrisches Element (Piezoelement) gefertigt, wodurch die Konstruktion, die Herstellungstechnologie und die Montage vereinfacht und insgesamt die Kosten des Motors verringert werden. In addition, the oscillator of the motor as a monolithic piezoelectric element (piezo element) is made, thereby simplifying the design, manufacturing technology and assembly and overall cost of the motor can be reduced.
  • Die monolithische Konstruktion des Oszillators erhöht die Ausfallsicherheit und die maximal vom Motor lieferbare Leistung, da sie hohere Energiewerte des Oszillators ohne Erhitzen des Piezoelementes zulafit. The monolithic construction of the oscillator increases the reliability and the maximum deliverable by the engine since it zulafit higher energy values ​​of the oscillator without heating of the piezoelectric element. Der hohe Wirkungsgrad der Energieumwandlung im Oszillator verringert den Blindstrom des Piezoelementes bis hin zu solchen Werten, bei denen die Frequenzabhängigkeit des Stromes die Frequenzabhängigkeit der Arbeitsgeschwindigkeit des Oszillators widerspiegelt. The high efficiency of energy conversion in the oscillator reduces the idle current of the piezoelectric element to such values ​​at which the frequency dependence of the current reflects the frequency dependence of the operating speed of the oscillator. Dies ermöglicht die Entwicklung einfacher Anordnungen zur Spannungsbereitstellung für den Oszillator, die auf seiner Resonanzfrequenz arbeiten, sowie die Erhöhung der Funktionsstabilitat des Motors. This allows the development of simple arrangements for power supply for the oscillator operating at its resonant frequency, and the increase in Funktionsstabilitat the engine.
  • Die vorliegende Erfindung kann in verschiedenen Varianten ausgeführt werden. The present invention may be embodied in several variants. Beispielsweise besteht der Oszillator aus einem piezoelektrischen Zylinder, bei dem die Elektroden für die Generatoren auf seinen zylindrischen Oberflächen angeordnet sind, und einem Rotor, der Kontakt mit mindestens einer Stirnfläche dieses Oszillators hat. For example, the oscillator of a piezoelectric cylinder, in which the electrodes are disposed for the generators to its cylindrical surfaces, and has a rotor, which contact with at least one end face of this oscillator. In dieser Variante sind langgezogene Konstruktionen möglich, die einen ebenen Kontakt und einen kleinen, Rotordurchmesser aufweisen. In this variant, elongated structures are possible, which have a flat contact and a small rotor diameter. Bei solchen Motoren ändert sich bei Abnutzung des Kontaktes die Resonanzfrequenz des Oszillators nur wenig, was die Stabilität des Motors in einem großen Wirkungsbereich erhält. In such engines, the resonance frequency of the oscillator is little that maintains the stability of the engine in a large area of ​​effect changes with wear of the contact. In einer weiteren Variante ist der Oszillator als Ring oder Scheibe ausgeführt. In a further variant, the oscillator is designed as a ring or disc. In diesem Fall kann der Rotor mit einem größeren Durchmesser gefertigt werden. In this case, the rotor can be manufactured with a larger diameter. Damit werden große Drehmomente und kleine Drehzahlen des Rotors ermöglicht. So high torques and low speeds of the rotor are made possible. Für die Herstellung der Oberflächen des Oszillators, die Kontakt mit dem Rotor in konischer Form haben, kann der sogenannte Klemmeffekt des Oszillators mit dem Rotor ausgenutzt werden. For the preparation of the surface of the oscillator, which will be in contact with the rotor in a conical shape, the so-called clamping effect of the oscillator to the rotor can be utilized. Damit werden maximale Drehmomente ermöglicht, die nur durch die Materialbeständigkeit der verwendeten Materialien der Kontaktflächen begrenzt werden. Thus maximum torques are possible to be limited only by the material resistance of the materials of the contact surfaces used. Das Aufbringen einer dünnen Abriebfesten Schicht auf die Oberfläche des Oszillators ermöglicht maximale Standzeiten des Motors ohne Änderung der Parameter des Oszillators. Applying a thin abrasion resistant layer on the surface of the oscillator enables maximum service life of the engine without changing the parameters of the oscillator. Die Anordnung zur Spannungsbereitstellung besteht aus zwei Bausteinen, von denen einer die eigentliche Vorrichtung zur Erzeugung der Spannungen enthält. The arrangement for voltage supply consists of two blocks, one of which contains the actual device for generating the voltages. Einer der Bausteine kann einen positiven Rückkopplungszweig enthalten, der mit einem Impedanzelement verbunden ist, das wiederum in Reihe mit einem der Ausgänge der getrennten Teile des Ultraschallwellengenerators oder mit dem Ausgang des gemeinsamen Teiles geschaltet ist. One of the building blocks may include a positive feedback branch is connected to an impedance element, which in turn is connected in series with one of the outputs of the separate parts of the ultrasonic wave generator or the output of the common part. Im ersten Fall stellt die Anordnung zur Spannungsbereitstellung einen elektrischen Generator dar, der auf die Resonanzfrequenz eines der Generatoren für die stehenden Ultraschallwellen abgestimmt ist. In the first case, the arrangement for voltage supply is an electric generator, which is tuned to the resonant frequency of the generators for the ultrasonic standing waves. Im zweiten Fall ist es ein Generator, der auf den Mittelwert der Frequenz der beiden Generatoren für stehende Ultraschallwellen abgestimmt ist. In the second case it is a generator which is tuned to the mean frequency of the two generators for standing ultrasonic waves. Ein derartiger Aufbau der Anordnung zur Spannungsbereitstellung ermöglicht eine Vorgabe der Arbeitsfrequenz des Motors, die gleich der Resonanzfrequenz des Oszillators ist; Such a construction of the arrangement for voltage supply enables a specification of the operating frequency of the engine which is equal to the resonant frequency of the oscillator; Dadurch wird die stabile Funktion des Motors mit Hilfe der Frequenzcharakteristik des Oszillators erhoht. Thus, the stable operation of the motor using the frequency characteristic of the oscillator is increased.
  • Es ist auch eine Ausführungsvariante des Motor mit einem Geber auf einer Welle und einer Triggervorrichtung möglich. It is also an embodiment of the motor with an encoder on a shaft and a trigger device possible. Außerdem kann eine Frequenzsteuerung des Motors verwirklicht werden. In addition, a frequency control of the motor can be realized. Bei den letztgenannten Varianten arbeitet der piezoelektrische Motor als Schrittmotor mit Amplituden- und Frequenzsteuerung der Schrittgröße. In the latter variant, the piezoelectric motor operates as a stepping motor with amplitude and frequency control of the step size.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand von fünfundzwanzig in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. The invention is explained below with reference to twenty-five in the drawing of exemplary embodiments schematically illustrated. Es zeigen: Show it:
  • 1 1 einen piezoelektrischen Motors mit einem dünnwandigen zylinderformigen Oszillator in Explosionsdarstellung, a piezoelectric motor having a thin-walled cylinder shaped oscillator in exploded view,
  • 2 2 einen Oszillator mit einem Zahnrad auf einem Rotor in einem Axialschnitt, an oscillator with a gear on a rotor in an axial section,
  • 3 3 einen piezoelektrischen Motor in einem hermetischen Gehäuse in Schnittdarstellung, a piezoelectric motor in a hermetic shell in section,
  • 4 4 eine teilweise Draufsicht auf den Motor gemäß a partial plan view of the engine according to 3 3 , .
  • 5 5 einen Rotor mit einem bewegbaren und einem starren Teil, a rotor having a movable and a fixed part,
  • 6 6 einen Motor mit scheibenförmigen Oszillator im Axialschnitt, a motor with a disc-shaped oscillator in axial section,
  • 7 7 einen Motor mit ringförmigem Oszillator im Axialschnitt, a motor having a ring-shaped oscillator, in axial section,
  • 8 8th einen piezoelektrischen Motor mit zweischichtigem Oszillator im Axialschnitt, a piezoelectric motor with a two-layer oscillator, in axial section,
  • 9 9 den Oszillator in perspektivischer Darstellung, the oscillator in perspective,
  • 10 10 sechs Darstellungen verschiedener Oszillatorformen, six representations of various oscillator shapes,
  • 11 11 vier Darstellungen von Oszillatoren mit Abriebfesten Schichten, four representations of oscillators with abrasion festivals layers
  • 12 12 ein elektrisches Blockschema zum erfindungsgemäßen Motor, an electrical block diagram of the inventive motor,
  • 13 13 ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur Spannungserzeugung, An embodiment of an arrangement for generating voltage,
  • 14 14 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur Spannungserzeugung, A second embodiment of an arrangement for generating power,
  • 15 15 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur Spannungserzeugung, A third embodiment of an arrangement for generating power,
  • 16 16 ein viertes Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur Spannungserzeugung, A fourth embodiment of an arrangement for generating power,
  • 17 17 eine Schaltung eines im Schrittbetrieb arbeitenden erfindungsgemäßen Motors, a circuit of a working operation in the step motor according to the invention,
  • 18 18 eine Schaltung eines durchstimmbaren Generators, a circuit of a tunable generator,
  • 19 19 ein Ersatzschaltbild eines Oszillators, an equivalent circuit diagram of an oscillator,
  • 20 20 ein Frequenzdiagramm der Erregerspannungen, a frequency diagram of the excitation voltages,
  • 21 21 eine erläuternde Darstellung verschiedener Schwingungsformen von Oszillatoren, an explanatory view showing various waveforms of oscillators
  • 22 22 das Prinzip zur Erzeugung einer Longitudinalwelle im Oszillator, the principle for generating a longitudinal wave in the oscillator,
  • 23 23 die Kontaktierung von Rotor und Stator in zwei Ausführungsformen und the contacting of the rotor and stator in two embodiments and
  • 24 24 zwei Anschlußvarianten der Kompensationselemente. two connection variants of the compensation elements.
  • Gemäß According to 1 1 besteht der piezoelektrische Motor is the piezoelectric motor 78 78 aus einem Stator a stator 1 1 , einem piezoelektrischen Oszillator , A piezoelectric oscillator 2 2 als zylindrisches Piezoelement a cylindrical piezoelectric element 3 3 , das auf seiner Innenfläche mit einer metallischen Schicht , Which on its inner surface with a metallic layer 34 34 versehen ist, und zwei Ultraschallwellengeneratoren is provided, and two ultrasonic wave generators 4 4 und and 5 5 aufweist. having. Die Ultraschallwellengeneratoren The ultrasonic wave generators 4 4 , . 5 5 besitzen zwei getrennte Teile have two separate parts 6 6 , . 7 7 und ein gemeinsames Teil B. Mit dem Oszillator and a joint part B. The oscillator 2 2 hat ein Rotor has a rotor 9 9 Kontakt, der mechanisch mit einer Welle Contact which mechanically connected to a shaft 10 10 verbunden ist und dessen Ende als Aschlußelement and having its end as Aschlußelement 11 11 ausgebildet ist. is trained. Der Rotor the rotor 9 9 wird über den Abschluß is on the conclusion 11 11 mittels einer Feder by means of a spring 12 12 an den Oszillator to the oscillator 2 2 gepreßt. pressed. Die Generatoren the generators 4 4 , . 5 5 verfügen über Anschlüsse have connections 13 13 , . 14 14 . , Das gemeinsame Teil The common part 8 8th der Generatoren hat einen Anschluß of the generators has a connection 15 15 . , Die Anschlüsse the connections 13 13 , . 14 14 , . 15 15 sind mit Anschlüssen are connected to terminals 16 16 , . 17 17 , . 18 18 einer Anordnung zur Spannungsbereitstellung an arrangement for providing voltage 19 19 verbunden. connected. Die Befestigung des Motors The fastening of the engine 78 78 auf einem in on a in 1 1 nicht dargestellten Gerätechassis erfolgt mit Hilfe eines Gewindes equipment chassis is not shown is carried out with the aid of a thread 20 20 und einer Mutter and a nut 21 21 . ,
  • In In 2 2 ist ein Schnitt durch den piezoelektrischen Motor is a section through the piezoelectric motor 78 78 dargestellt. shown. In dieser Variante ist der Rotor In this variant, the rotor 9 9 als Einheit mit einem Zahnrad as a unit with a gear 22 22 ausgeführt, welches den Kontakt mit einem äußeren Zahnrad executed, which contact with an outer gear 23 23 herstellt. manufactures. Der Stator the stator 1 1 des Motors ist auf einem Gerätechassis the motor is mounted on a device chassis 34 34 mit einer Schraube with a screw 35 35 befestigt. attached.
  • In einer anderen Ausführungsvariante gemäß den In another embodiment variant according to 3 3 und and 4 4 hat der Motor has the engine 78 78 ein Gehäuse a housing 26 26 und wird auf dem Gerätechassis mit Hilfe eines Flansches and on the device chassis by means of a flange 27 27 befestigt. attached.
  • In In 5 5 ist eine Variante des Motors mit einem doppelten Rotor is a variant of the motor with a double rotor 9 9 dargestellt, der ein fest mit der Achse illustrated, the one attached to the shaft 10 10 verbundenes Rotorteil connected rotor part 28 28 und ein in Grenzen auf der Achse and a limited on-axis 10 10 bewegbares Rotorteil movable rotor part 29 29 aufweist. having.
  • In der Variante gemäß In the variant according 6 6 besitzt der ektrische Motor ein als Scheibe ausgestaltetes Piezoelement ektrische the motor has a disc designed as a piezo element 3 3 . , In diesem Fall hat der Oszillator In this case, the oscillator 2 2 eine konische Oberfläche a conical surface 30 30 , die Kontakt mit dem Rotor , The contact with the rotor 9 9 hat. Has.
  • Der Motor kann auch ein ringförmiges Piezoelement enthalten. The engine may also include a ring-shaped piezoelectric element. Ein solcher Motor ist in Such an engine is in 7 7 dargestellt. shown. Das Anpressen des Oszillators The pressing of the oscillator 2 2 an den Rotor to the rotor 9 9 erfolgt in dieser Variante mittels einer elastischen Unterlegscheibe takes place in this variant by means of an elastic washer 31 31 . ,
  • Die Ausführung des Piezoelementes The execution of the piezoelectric element 3 3 als zweischichtiger Ring oder als zweischichtige Scheibe, gemäß as a two-layer ring or as a two-layer disc according to 8 8th , ermöglicht es, den Rotor , Allows the rotor 9 9 an die Oberfläche des Oszillators to the surface of the oscillator 2 2 zu pressen. to press. Der ringförmige Rotor The annular rotor 9 9 wird mit Hilfe einer Kraft F, die die Schwerkraft oder eine Magnetkraft sein kann, gegen den Oszillator is by means of a force F, which may be gravity or a magnetic force against the oscillator 2 2 gedrückt. pressed.
  • Das Grundbauteil des Motors bildet der Oszillator The basic component of the motor forms the oscillator 2 2 . , In In 9 9 sind sechs Varianten des Oszillators dargestellt. six variants of the oscillator are shown. Der Oszillator the oscillator 2 2 besteht aus den beiden Ultraschallwellengeneratoren consists of the two ultrasonic wave generators 4 4 , . 5 5 , welcher auf der einen und der anderen Seite einer durch eine gerissene Linie gekennzeichneten Achse SS angeordnet sind. Are disposed on one side and the other side of a direction indicated by a broken line axis SS. Der Ultraschallwellengenerator The ultrasonic wave generator 4 4 wird aus einer Elektrode is made from an electrode 32 32 , der Hälfte einer Elektrode , The half of an electrode 33 33 und einer gemeinsamen Elektrode and a common electrode 34 34 gebildet. educated. Der Generator the generator 5 5 besteht aus einer Elektrode consists of an electrode 35 35 , der zweiten Hälfte der Elektrode , The second half of the electrode 33 33 und der gemeinsamen Elektrode and the common electrode 34 34 . , Die Piezokeramik zwischen den Elektroden The piezoceramic between the electrodes 32 32 bis to 35 35 ist in Bezug auf diese Elektroden in der in is with respect to these electrodes in the in 9 9 durch Pfeile angedeuteten Weise normal polarisiert. normal polarized by arrows manner indicated. Das getrennte Teil des Ultraschallwellengenerators The separated part of the ultrasonic wave generator 4 4 befindet sich zwischen der Elektrode is located between the electrode 32 32 und der gemeinsamen Elektrode and the common electrode 34 34 (Sektor a). (Sector a). Das getrennte Teil des Ultraschallwellengenerators The separated part of the ultrasonic wave generator 5 5 befindet sich zwischen der Elektrode is located between the electrode 35 35 und der gemeinsamen Elektrode and the common electrode 34 34 (Sektor b). (Sector b). Das gemeinsame Teil der Ultraschallwellengeneratoren The common part of the ultrasonic wave generators 4 4 und and 5 5 ist zwischen der Elektrode is between the electrode 33 33 und der gemeinsamen Elektrode and the common electrode 34 34 (Sektor c) angeordnet. (Sector c) are arranged.
  • Die Abmessungen der getrennten Teile The dimensions of the separate parts 6 6 und and 7 7 müssen untereinander gleich sein. must be equal to each other. Die Abmessungen des gemeinsamen Teiles The dimensions of the joint member 8 8th können von den Abmessungen der getrennten Teile can the dimensions of the separate parts 6 6 und and 7 7 abweichen. differ. Die Konstruktion des Oszillators für den Motor kann in Abhangigkeit von der Konstruktion der Motoren und der benutzten Typen von akustischen Wellen unterschiedlich sein. The construction of the oscillator for the motor may vary as a function of the design of the engines and the types of acoustic waves used.
  • In In 10 10 sind die vorteilhaftesten Oszillatorformen dargestellt. the most advantageous oscillator shapes are shown. Ein Oszillator in Form eines zylindrischen Körpers mit außen angeordneten Elektroden für die Generatoren ist mit An oscillator in the form of a cylindrical body with externally arranged electrodes for the generators with 36 36 , ein Oszillator als zylindrischer Körper mit innenangeordneten Elektroden für die Generatoren ist mit , An oscillator as a cylindrical body with internal electrodes arranged for the generators with 37 37 , ein scheibenförmiger Oszillator ist mit , A disk-shaped oscillator with 38 38 , ein ringförmiger Oszillator ist mit , An annular oscillator with 39 39 , ein symmetrischer und zweischichtiger Oszillator ist mit , A symmetric two-layer and oscillator with 40 40 und ein unsymmetrischer zweischichtiger Oszillator ist mit and an unbalanced two-layer oscillator with 41 41 bezeichnet. designated.
  • Die Kontaktfläche jedes Oszillators The contact surface of each oscillator 2 2 kann mit einer dünnen abriebfesten Schicht can with a thin wear-resistant layer 42 42 bedeckt sein, Varianten der Anordnung solcher Schichten sind in be covered, variants of the arrangement of such layers are described in 11 11 dargestellt. shown. Die abriebfeste Schicht The abrasion-resistant layer 42 42 kann sich dabei sowohl auf einer ebenen als auch auf einer zylindrischen oder konischen Oberfläche des Oszillators may be both on a plane or on a cylindrical or conical surface of the oscillator 2 2 befinden. are located.
  • Das elektrische Blockschaltbild des Motors The electrical block diagram of the motor 78 78 ist in is in 12 12 dargestellt. shown. Es enthält den Oszillator It contains the oscillator 2 2 und die an ihm angeschlossene Anordnung zur Spannungsbereitstellung and the connected to it arrangement for voltage supply 19 19 . , Diese Anordnung besteht, aus zwei Bausteinen This arrangement consists of two blocks 43 43 und and 44 44 . , Der Baustein the module 43 43 umfaßt einen Verstärker comprises an amplifier 45 45 und eine Erregeranordnung and an exciting arrangement 46 46 . , Der Baustein the module 44 44 enthält einen Verstärker includes an amplifier 47 47 und eine Anordnung and an arrangement 48 48 zur Phasendrehung eines Signals um 180°. for phase rotation of a signal by 180 °. Der Baustein the module 43 43 ist über eine Phasenschieberkette is a phase shifter chain 49 49 an den Baustein at the block 44 44 angeschlossen. connected. Beide Bausteine both devices 43 43 , . 44 44 können eine Vorrichtung may provide an apparatus 50 50 zum Funktionstausch der Bausteine the function of the exchange modules 43 43 und and 44 44 enthalten. contain. An die Erregeranordnung The exciter arrangement 46 46 ist ein positiver Rückkopplungszweig is a positive feedback loop 51 51 angeschlossen, welcher entweder mit den Anschlüssen connected either with which the terminals 13 13 , . 14 14 oder dem Anschluß or the terminal 15 15 in Verbindung steht. communicates. Dabei muß jeder der vorgenannten Anschlüsse in Reihe mit einem Impedanzelement Each of the aforementioned terminals has in series with an impedance element 52 52 geschaltet sein, welches einen niederohmigen Widerstand (Shunt) oder einen in Reihe geschalteten LC-Resonanzschwingkreis, der auf die Arbeitsfrequenz des Motors abgestimmt ist, darstellt. be connected in which a low-resistance resistor (shunt) or a series-connected LC-resonant circuit tuned to the working frequency of the motor is.
  • In den In the 13 13 bis to 16 16 sind konkrete Varianten für die Realisierung der Anordnung zur Spannungsbereitstellung are concrete variants for the implementation of the arrangement for voltage supply 19 19 dargestellt. shown.
  • 13 13 gibt ein Schaltbild der Anordnung is a diagram showing the arrangement 19 19 wieder, welche einen Autogenerator darstellt, der auf die Resonanzfrequenz des Oszillators again showing a car generator to the resonance frequency of the oscillator 2 2 mit Ansteuerung durch ein Impedanzelement with driving by an impedance element 52 52 abstellt und in Reihe mit den Anschlüssen turns off and in series with the terminals 13 13 , . 14 14 eines der Ultraschallwellengeneratoren one of the ultrasonic wave generators 4 4 oder or 5 5 geschaltet ist. is connected. Die Schaltung der Erregeranordnung The circuit of the exciter mechanism 46 46 enthält einen parallelen LC-Filterkreis includes a parallel LC filter circuit 53 53 . , Die Vorrichtung The device 48 48 zur Phasendrehung um 180° enthält einen Schalter for phase rotation about 180 ° includes a switch 54 54 . ,
  • In In 14 14 ist ein Schaltbild der Anordnung is a diagram showing the arrangement 19 19 mit Ansteuerung durch das Impedanzelement with driving by the impedance element 42 42 als in Reihe geschalteter LC-Kreis dargestellt. as connected in series LC circuit shown. Im Kondensatorkreis des parallel geschalteten LC-Kreises befindet sich ein niederohmiger Widerstand In the condenser circuit of the parallel LC circuit is a low-resistance 56 56 . ,
  • In In 15 15 ist ein Schaltbild der Anordnung is a diagram showing the arrangement 19 19 mit Ansteuerung durch das Impedanzelement with driving by the impedance element 52 52 als in Reihe geschalteter LC-Kreis as a series connected LC circuit 57 57 dargestellt, der in Reihe mit dem Anschluß shown, in series with the terminal 15 15 des gemeinsamen Teiles the common part 8 8th der Ultraschallwellengeneratoren the ultrasonic wave generators 4 4 , . 5 5 geschaltet ist. is connected. Die Schaltung enthält zum Funktionstausch der Bausteine The circuit includes the function of the exchange modules 43 43 und and 44 44 die Anordnung the order 50 50 , welche aus einem Schalter Which consists of a switch 58 58 und einem Phasenschieberkondensator and a phase shifter capacitor 59 59 besteht. consists. In In 16 16 ist eine auf dem Prinzip der Stromumschaltung basierende elektrische Schaltung der Anordnung is based on the principle of current switching electric circuit of the arrangement 19 19 mit den Verstärkern with the amplifiers 45 45 , . 47 47 und mit als parallel LC-Kreise and in parallel with the LC-circuits 60 60 gestalteter Stromquelle dargestellt. represented designed power source.
  • Eine Variante des als Schrittmotor ausgeführten Motors A variant of the motor constructed as a step motor 78 78 ist in is in 17 17 abgebildet. displayed. In diesem Fall enthält der Motor zusätzlich eine Triggervorrichtung In this case, the engine also includes a trigger device 61 61 , einen Schalter , Switch 62 62 und einen Lagegeber and a position sensor 63 63 für den Rotor for the rotor 9 9 . ,
  • Eine Schaltung zur Frequenz-Schrittsteuerung des Motors A circuit for frequency-step control of the motor 78 78 ist in is in 18 18 dargestellt. shown. In ihr ist zusätzlich ein durchstimmbarer Frequenzgenerator In it is also a tunable frequency generator 64 64 enthalten. contain.
  • Der Motor The motor 78 78 arbeitet wie folgt: An die Anschlüsse works as follows: At the connections 13 13 , . 14 14 der Ultraschallwellengeneratoren the ultrasonic wave generators 4 4 , . 5 5 und an den Anschluß and to the terminal 15 15 des gemeinsamen Teiles the common part 8 8th der Anordnung zur Spannungsbereitstellung werden zwei sinusförmig verlaufende Spannungen gleicher Amplitude angelegt, deren Frequenz gleich der dem Umfang entsprechenden Resonanzfrequenz des Oszillators the arrangement for voltage supply are applied two sinusoidally extending voltages of equal amplitude, whose frequency is equal to the corresponding periphery of the resonance frequency of the oscillator 2 2 ist, bei dem die Wellenlänge der Erregerwellen gleich oder gleich einem Vielfachen des Umfangs des Oszillators ist. is, wherein the wavelength of the exciting shafts is equal to or equal to a multiple of the circumference of the oscillator. Die Spannungen können untereinander um einen beliebigen Winkel, vorzugsweise um 80 bis 130°, phasenverschoben sein. The voltages can be phase shifted to each other by any angle, preferably by 80 to 130 °. Die Konstruktion des Oszillators Z für den erfindungsgemäßen Motor The construction of the oscillator Z for the inventive engine 78 78 ist so ausgeführt, daß die beiden getrennten Teile is designed so that the two separated parts 6 6 , . 7 7 der Generatoren the generators 4 4 , . 5 5 und das gemeinsame Teil and the common part 8 8th ( ( 9 9 ) einen Spannungsteiler bilden, dessen Spannungen an den Oszillator ) Form a voltage divider, the voltages at the oscillator 2 2 und an den Summenbildner dieser Spannungen gelegt werden. and are applied to the summation of these tensions.
  • In In 19 19 werden der Spannungsteiler und der Summenbildner durch ein Ersatzschaltbild des Oszillators the voltage divider and the summation are an equivalent circuit diagram of the oscillator 2 2 erläutert. explained. Das Ersatzschaltbild enthält drei Elemente The equivalent circuit diagram contains three elements 65 65 , . 66 66 , . 67 67 . , Die Elemente The Elements 65 65 , . 66 66 entsprechen den getrennten Teilen correspond with the parts separated 6 6 , . 7 7 und das Element and the element 67 67 entspricht dem gemeinsamen Teil corresponds to the common part 8 8th der Generatoren the generators 4 4 , . 5 5 . , Die Polarisationsrichtung des Piezoelementes The polarization direction of the piezoelectric element 3 3 ist auf den Elementen is on the elements 65 65 , . 66 66 , . 67 67 mit Pfeilen P dargestellt. illustrated with arrows P. Die an die Anschlüsse To the terminals 13 13 , . 14 14 gegebenen Spannungen V 1 und V 2 werden durch die Elemente given voltages V 1 and V 2 are represented by the elements 65 65 , . 66 66 geteilt und mit dem Element and shared with the element 67 67 summiert. summed. Im Ergebnis liegen an jedem Teil des Oszillators As a result, are at each part of the oscillator 2 2 die Erregerspannungen V 3 , V 4 , V 5 an. the excitation voltages V 3, V 4, V 5 at. Wenn die ohmschen Widerstände und die Blindwiderstände aller Elemente If the ohmic resistances and the reactances of all elements 65 65 , . 66 66 , . 67 67 untereinander gleich sind, so sind auch die Amplituden der Spannungen V 3 und V 4 gleich; with each other are the same, so the amplitudes of the voltages V 3 and V 4 are the same; die gleichen Widerstandswerte sind durch die gleichen geometrischen Abmessungen der Elemente bedingt. the same resistance values ​​are due to the same geometrical dimensions of the elements. Die Amplitude der Spannung V 5 ist etwas kleiner als die Amplitude der Spannungen V 3 und V 4 , der Phasenwinkel zwischen den Spannungen V 5 und/oder den Spannungen V 3 und V 4 ist gleich der Hälfte des Phasenwinkels zwischen den Spannungen V 3 und V 4 . The amplitude of the voltage V 5 is slightly smaller than the amplitude of the voltages V 3 and V 4, the phase angle between the voltages V 5 and / or the voltages V 3 and V 4 is equal to half of the phase angle between the voltages V 3 and V 4th Das Zeitdiagramm der Spannungen V 3 , V 4 , V 5 der Elemente The timing chart of the voltages V 3, V 4, V 5 of the elements 65 65 , . 66 66 , . 67 67 ist für den Fall der Phasenverschiebung zwischen V 1 und V 2 in for the case the phase shift between V 1 and V 2 in 20 20 dargestellt, wobei der Verschiebungswinkel größer als 100° ist. shown, wherein the displacement angle is greater than 100 °. Jede der Spannungen V 3 , V 4 , V 5 erzeugt unabhängig von der anderen im Oszillator Each of the voltages V 3, V 4, V 5 produces independently of the other in the oscillator 2 2 eine stehende akustische Welle. a standing acoustic wave.
  • In In 21 21 ist diese Welle für den als Zylinder is this wave for a cylinder 68 68 und als Ring and a ring 69 69 ausgeführten Oszillator oscillator running 2 2 bei anliegender Erregerspannung an einem der Generatoren at applied excitation voltage on one of the generators 4 4 , . 5 5 oder an dem gemeinsamen Teil or at the common part 8 8th dargestellt. shown. In Positionen in positions 70 70 , . 71 71 ist der Zustand der Oszillatoren zum Zeitpunkt t, gleich der halben Periodendauer T, und in Position the state of the oscillators is at the time t, is equal to half the period T, and in position 72 72 , . 73 73 zum Zeitpunkt t, gleich der Periodendauer T, abgebildet. at time t equal to the period T, imaged.
  • Der zylinderförmige Oszillator The cylindrical oscillator 68 68 ( ( 21 21 ) schwingt mit maximaler Amplitude in Längsrichtung, und der ringförmige Oszillator ) Oscillates with maximum amplitude in the longitudinal direction, and the annular oscillator 69 69 schwingt längs zu seinem Radius. oscillate longitudinally with respect to its radius. Beim Übergang des Zylinders in einen Ring gleichen sich die Schwingungen an. During the transition of the cylinder in a ring, the same vibrations on. Die Schwingungsachse X verläuft durch das Zentrum der Elektroden und ist starr. The oscillation axis X passes through the center of the electrodes and is rigid.
  • In In 22 22 ist der zeitliche Verlauf der Deformation des ringförmigen Oszillators is the timing of the deformation of the annular oscillator 69 69 bei Einwirkung der in upon exposure to the in 20 20 dargestellten Spannungen V 3 , V 4 , V 5 auf die Teile der Ultraschallwellengeneratoren voltages shown V 3, V 4, V 5, the parts of the ultrasonic wave generators 4 4 , . 5 5 und des gemeinsamen Teiles and the joint portion 8 8th dargestellt. shown. Aufgrund dieser Spannungen schwingt der Oszillator Because of this tensions the oscillator oscillates 2 2 unabhängig um die drei Achsen X 1 , X 2 , X 3 . independently about the three axes X 1, X 2, X. 3 Zu Beginn des Zeitpunktes t 1 ist die an die Elektroden des Teiles At the beginning of the time t 1 is applied to the electrodes of the part 6 6 (Element (Element 65 65 ) angelegte Spannung V 3 gleich dem maximalen Amplitudenwert. ) Applied voltage V 3 equal to the maximum amplitude value. Sie wirkt dabei in Richtung der Polarisation P, wobei der Punkt a 1 zu diesem Zeitpunkt die Position a 1 ' einnimmt. It acts in the direction of the polarization P, where the point a 1, the position a 1 assumes at this time '. Zum Zeitpunkt t 2 hat die Spannung V 5 den maximalen Amplitudenwert. At time t 2, the voltage V 5 has the maximum amplitude value. Sie liegt am Teil It lies on the part 8 8th ( ( 67 67 ) an und ist gegen den Polarisa tionsvektor P gerichtet. ) And is tion against the vector of polarization P directed. Deshalb bewegt sich der auf der dem Teil Therefore, the on the part moves 8 8th gegenüberliegenden Seite befindliche Punkt a 2 in die Position a 2 ' Zum Zeitpunkt t 3 hat die Spannung V 4 den maximalen Amplitudenwert. point situated opposite side of a 2 in the position a 2 'At time t 3, the voltage V 4 the maximum amplitude value. Diese Spannung liegt am Teil This voltage is present on part 7 7 ( ( 66 66 ) an und fallt mit dem Polarisationsvektor P zusammen. ) And coincides with the polarization vector P. Aufgrund dieser Spannung bewegt sich der Punkt a 3 in die Position a 3 '. Due to this voltage, the point a 3 moves to the position a 3 '. Zum Zeitpunkt t 4 ist die Phase der Spannung V 3 entgegengesetzt zur Phase zum Zeitpunkt t 1 . At time t 4, the phase of the voltage V 3 is opposite to the phase at time t. 1 Deshalb bewegt sich der Punkt a 4 in die Position a 4 ' usw.. Bei der Analyse des zeitlichen Verlaufs der Deformation des Oszillators Therefore, the point A 4, the deformation of the oscillator is moved to the position a 4 ', etc .. In the analysis of the time course 2 2 ist erkennbar, daß durch die auf den Oszillator be seen that by the oscillator 2 2 einwirkenden Spannungen V 3 , V 4 , V 5 der Bereich mit der jeweiligen maximalen Deformation im Verlauf einer Schwingungsperiode eine Drehung von 360° vollzieht, das heißt im Bereich der jeweils kontaktierenden Oberfläche des Oszillators applied voltages V 3, V 4, V 5, the region at the respective maximum deformation in the course of a period of oscillation completes a rotation of 360 °, that is in the region of each contacting surface of the oscillator 2 2 wird eine den Oszillator deformierende und umlaufende Welle erzeugt. an oscillator deforming and rotating shaft is generated. Die sich im Scheitelpunkt der Welle befindlichen Punkte des Oszillators bewegen sich dabei auf einer kreisformigen Bahn. The points of the oscillator is located in the crest of the wave are acting in a circular orbit.
  • Beim Anpressen der Oberfläche des Rotors When pressing the surface of the rotor 9 9 an die Oberfläche des Oszillators to the surface of the oscillator 2 2 übertragen die sich auf einer geschlossenen Kreisbahn bewegenden Punkte des Oszillators transmit moving along a closed circular path points of the oscillator 2 2 durch Reibung ein Drehmoment an den Rotor by friction torque to the rotor 9 9 , was ihn zur Drehung veranlaßt, und zwar in der in , Causing it to rotate, in the in 23 23 durch die Positionen by the positions of 74 74 und and 75 75 dargestellten Weise. Manner shown.
  • In der dargelegten Funktion des Motors In the set operation of the engine 78 78 wird eine Welle im Körper des Oszillators is a wave in the body of the oscillator 2 2 erzeugt. generated. Diese ermöglicht die Konstruktion von Motoren mit minimalen Abmessungen. This enables the construction of motors with minimum dimensions. Auch ist die Erzeugung von zwei oder mehreren Wellen im vorgeschlagenen Oszillator denkbar. Also, the production of two or more waves in the proposed oscillator is conceivable. Dafür müssen zwei oder mehrere Systeme von erfindungsgemäßen Ultraschallwellengeneratoren auf dem Umfang des Oszillators angeordnet sein, die in analoger Weise getrennte und gemeinsame Teile haben. For two or more systems of the present invention the ultrasonic wave generator on the periphery of the oscillator must be arranged having separate and common parts in an analogous manner. Auch solche Lösungen liegen im Rahmen der Erfindung. Also, such solutions are within the scope of the invention.
  • Es wird zusatzlich angemerkt, daß der Motor in einem großen Bereich von Phasenverschiebungen der Erregerspannungen an den Eingängen der Ultraschallwellengeneratoren arbeitet, weshalb der Verschiebungswinkel unterschiedliche Werte, die vorzugsweise zwischen 80 und 130° liegen, annehmen kann. It is noted in addition that the engine is operating in a wide range of phase shifts of the excitation voltages at the inputs of the ultrasonic wave generators, and therefore the displacement angle may take different values ​​which are preferably between 80 and 130 °.
  • Kleinere an das gemeinsame Teil angelegte Spannungen üben nur einen unwesentlichen Einfluß auf die Funktionscharakteristik des Motors aus. Smaller applied to the common partial voltages only exert a minor effect on the operating characteristics of the engine. Zur Fertigung des Oszillators wird Piezokeramik mit hoher mechanischer Güte verwendet. To manufacture the piezoelectric ceramic oscillator is used with high mechanical quality. Die dabei im Oszillator entstehende umlaufende Welle hat auf der gesamten Oberfläche des Oszillators die gleiche Amplitude. The resulting in the oscillator rotating shaft has the same amplitude on the entire surface of the oscillator. Falls jedoch verringerte Spannungen an dem gemeinsamen Teil However, if reduced voltages to the common part 8 8th der Ultraschallwellen generatoren the ultrasonic waves generators 4 4 , . 5 5 sich auf die gleichmäßige Drehbewegung des Rotors auswirken, können die geometrischen Abmessungen des gemeinsamen Teiles entsprechend vergrößert werden. affect the smooth rotation of the rotor, the geometric dimensions of the joint portion can be increased accordingly. Dies erhöht die Effektivitat der Schwingungserzeugung im gemeinsamen Teil This increases the effectivity of the vibrator in the common part 8 8th der Ultraschallwellengeneratoren the ultrasonic wave generators 4 4 , . 5 5 . , Außerdem kann, wie in In addition, as in can, 24 24 dargestellt, parallel zum gemeinsamen Teil shown, parallel to the common part 8 8th eine kompensierende Induktivität a compensating inductor 76 76 oder können parallel zu den Generatoren or may be parallel to the generators 4 4 , . 5 5 zwei Kompensationskondensatoren two compensation capacitors 77 77 geschaltet werden. be switched.
  • Die Fertigung des gesamten Oszillatorkörpers aus piezoelektrischem Material gewährleistet einen hohen Wirkungsgrad der Energieumwandlung im Oszillator des Motors. The production of the entire oscillator body of piezoelectric material provides a high energy conversion efficiency in the oscillator of the engine. Dies hat zur Folge, daß die Frequenz-Strom-Diagramme sich als Resonanzdiagramme darstellen und daß in den Frequenz-Phasen-Diagrammen die Nulldurchgänge der Phasen bei Frequenzen erfolgen, die in der Nähe der Strommaxima der Frequenz-Strom-Diagramme liegen. This has the result that the frequency-to-current diagrams represent itself as a resonance diagrams, and that carried out the zero crossings of the phases at frequencies in the frequency-phase charts, which lie in the vicinity of the current maxima of the frequency-to-current diagrams. Die Frequenz-Strom-Diagramme der Generatoren The frequency-to-current diagrams of generators 4 4 , . 5 5 spiegeln die Frequenz-Geschwindigkeits-Diagramme ausreichend genau wider. reflect the frequency speed charts contradict sufficiently accurate. All das ermöglicht es, hinreichend einfache Erregeranordnungen zu konstruieren, die auf die Resonanzfrequenz des Oszillators abgestimmt sind. All this makes it possible to construct sufficiently simple exciter arrangements that are tuned to the resonance frequency of the oscillator.
  • Die beschriebene Funktionsweise gilt für alle dargestellten Ausführungsvarianten des Motors, wobei jedoch die einzelnen Varianten nachfolgend zu beschreibende Besonderheiten aufweisen. The described mode of operation applies to all illustrated embodiments of the engine, however, the individual variants have special features to be described below.
  • In der nach In the post 1 1 gebauten Variante des piezoelektrischen Motors assembled variant of the piezoelectric motor 78 78 stützt sich der Oszillator auf den aus Plaste bestehenden Stator the oscillator is based on plastic materials consisting of stator 1 1 ab, der gleichzeitig das Kugellager für die Welle from the same time the ball bearing for the shaft 10 10 beinhaltet. includes. Der eine metallische Scheibe darstellende Rotor A metallic disk constituting rotor 9 9 wird durch die flache Feder is of the flat spring 12 12 an den Oszillator to the oscillator 2 2 gepreßt. pressed. Die Einzelteile des Motors sind einfach in der Herstellung und dadurch billig. The individual parts of the engine are cheap and simple to manufacture thereby. Die gesamte Konstruktion ermöglicht einen schnellen Zusammenbau. The entire construction allows quick assembly.
  • Der nach the after 2 2 gestaltete Motor ist auf dem Gerätechassis designed motor is on the device chassis 24 24 befestigt. attached. Der Rotor the rotor 9 9 besteht wieder aus Plastematerial und bildet mit dem Zahnrad again consists of plastics material and forms with the gear 22 22 und der Welle and the shaft 10 10 eine Einheit. one unity. Dieser Motor kann Teil einer Gerätekonstruktion und im Inneren einer nicht dargestellten Apparatur angeordnet sein. This motor may be part of device design and arranged in the interior of an apparatus, not shown.
  • Der Motor nach The engine according to 3 3 und and 4 4 besitzt ein hermetisches Gehäuse has a hermetic housing 26 26 und ist als Zukaufteil für verschiedene Geräte gedacht. and is intended as a purchased part for different devices. Stator und Gehäuse des Motors sind aus Plastematerial gefertigt. Stator and the motor housing are made of plastic material.
  • Der in in 5 5 gezeigte piezoelektrische Motor besteht aus einem Rotor piezoelectric motor shown consists of a rotor 9 9 mit einem in Längsrichtung beweglichen und einem in der gleiche Richtung starren Rotorteil with a mobile in the longitudinal direction and a rigid in the same direction rotor part 28 28 bzw. or. 29 29 . , In dieser Variante wird der Rotor In this variant, the rotor 9 9 von zwei Seiten an den Oszillator from two sides to the oscillator 2 2 gepreßt. pressed. Ein solcher Motor entwickelt ein doppelt so großes Drehmoment wie Motoren mit einseitig angepreßtem Rotor. Such an engine developed a twice as large torque as motors with one-sided press-fitted rotor.
  • In der Motorvariante nach In the engine variant of 6 6 wird ein scheibenförmiger Oszillator is a disk-shaped oscillator 2 2 verwendet. used. Der Oszillator hat eine konische Oberfläche The oscillator has a conical surface 30 30 . , Aufgrund des Klemmeffektes zwischen dem Oszillator und dem Rotor Due to the clamping effect between the oscillator and the rotor 9 9 kann der Motor ein ausreichend großes Drehmoment entwickeln. the motor can develop a sufficiently large torque.
  • In der Variante nach In the variant 7 7 kommt, ein ringförmiger Oszillator comes a ring oscillator 2 2 zum Einsatz. for use. Diese Variante ermöglicht es, einen Motor als Ring mit großer Öffnung im Zentrum zu fertigen. This variant makes it possible to manufacture a motor as a ring with a large opening in the center.
  • In dem in Where in 8 8th dargestellten piezoelektrischen Motor wird ein zweischichtig aufgebauter Oszillator piezoelectric motor shown is a two-layer built-up oscillator 2 2 verwendet, dessen Piezoelement aus zwei Schichten used, the piezoelectric element is made of two layers 2' 2 ' , . 2'' 2 '' mit entgegengesetzter Polarisation besteht. consists of opposite polarization. In einem solchen Oszillator werden während des Betriebs des Motors Longitudinalwellen erzeugt. In such an oscillator are generated during operation of the engine longitudinal waves. Diese Variante gestattet es, den Rotor This variant allows the rotor 12 12 als flache Scheibe herzustellen, was eine technologisch günstige Motorenfertigung in Ringform ermöglicht. produce a flat disk, which enables a technologically favorable engine production in an annular shape.
  • Konstruktive Varianten des Oszillators Constructive variants of the oscillator 2 2 für den Motor gibt are for the motor 10 10 wider. contrary. Die Oszillatoren the oscillators 36 36 und and 37 37 stellen ein zylindrisches Piezoelement mit außen und innen angeordneten Elektroden für die Ultraschallwellengeneratoren provide a cylindrical piezoelectric element with the outside and inside electrodes arranged for the ultrasonic wave generators 4 4 , . 5 5 dar. Die Oszillatoren . The oscillators 38 38 , . 39 39 sind als ring- oder scheibenförmige Piezoelemente ausgeführt. are designed as ring-shaped or disc-shaped piezoelectric elements. Dabei besteht der Oszillator Here is the oscillator 38 38 aus einem gemeinsamen Teil of a common part 8 8th , das in seinen geometrischen Abmessungen größer als die getrennten Teile Which in its geometric dimensions greater than the separated parts 6 6 , . 7 7 ist. is. Das ermöglicht, evtl. unterschiedliche Erregerspannungen auszugleichen. This allows to compensate for possibly different excitation voltages. Die Oszillatoren the oscillators 40 40 , . 41 41 stellen zweischichtige Piezoelemente dar. Der Oszillator represent two-layer piezo elements. The oscillator 40 40 ist ein symmetrisches Element, und der Oszillator is a symmetrical element, and the oscillator 41 41 hat eine passivierende Schicht in Form eines Metall- oder Keramikrings. has a passivating layer in the form of a metal or ceramic ring. Alle im Motor verwendeten Oszillatoren All oscillators used in the engine 2 2 können auf ihren Kontaktflächen eine in can on their contact surfaces in a 2 2 dargestellte dünne abriebfeste Schicht aufweisen. have shown thin abrasion resistant layer. Eine solche Schicht schützt den Oszillator Such a layer protects the oscillator 2 2 vor Abrieb und , ermöglicht so maximale Standzeiten für den Motor. from abrasion and so allows for maximum service life for the engine. Die abriebfeste Schicht The abrasion-resistant layer 42 42 kann eine Keramikschicht auf Al 2 O 3 -Basis bzw. eine Metallschicht, zB aus Cr, Ni, W oder deren Verbindungen mit einem anderen Element sein, die eine hohe Abriebfestigkeit der Schicht may be 3 -based or a metal layer such as Cr, Ni, W or their compounds with another element is a ceramic layer of Al 2 O, which has a high abrasion resistance of the layer 42 42 und einen hohen Reibungskoeffizienten ermöglichen. permit and a high coefficient of friction.
  • Der Motor besteht gemäß The motor is in accordance with 12 12 aus der Anordnung zur Spannungsbereitstellung from the arrangement for voltage supply 19 19 , die die Spannungen V 1 , V 2 aufbereitet und an die Anschlüsse That the voltages V 1, V 2 and processed to the terminals 13 13 , . 14 14 der Ultraschallwellengeneratoren the ultrasonic wave generators 4 4 , . 5 5 und den Anschluß and the connection 15 15 des gemein samen Teiles of the Joint member 8 8th weiterleitet. forwards. Die Anordnung zur Spannungsbereitstellung The arrangement for voltage supply 19 19 beinhaltet zwei Bausteine includes two modules 43 43 und and 44 44 . , Der Baustein the module 43 43 besteht seinerseits aus dem Verstärker in turn consists of the amplifier 45 45 und der Erregeranordnung and the exciting arrangement 46 46 , mit der der positive Rückkopplungszweig At which the positive feedback branch 51 51 verbunden werden kann. can be connected. Dieser Kanal dient der Aufbereitung und Verstärkung des Erregersignals zur Gewinnung einer der Erregerspannungen. This channel is used for the processing and amplification of the excitation signal to obtain one of the excitation voltages. Der Baustein the module 43 43 dient der Bereitstellung der zweiten Erregerspannung. is the provision of the second excitation voltage. Dafür enthält er den Verstärker But he includes the amplifier 47 47 und die Anordnung and the arrangement 48 48 zur Phasendrehung um 180°. for phase rotation of 180 °. Die Verbindung zwischen den Bausteinen The connection between the blocks 43 43 und and 44 44 erfolgt über die Phasenschieberkette via the phase shifter chain 49 49 , die die erforderliche Phasenverschiebung zwischen den Erregerspannungen V 1 und V 2 gewährleistet. Which ensures the required phase shift between the excitation voltages V 1 and V2. Die Erregeranordnung The exciter arrangement 46 46 kann wie ein unabhängiger Generator oder wie ein Generator, dessen Frequenz durch das Frequenzdiagramm des Oszillators can as an independent generator or as a generator, the frequency by the frequency diagram of the oscillator 2 2 vorgegeben wird, aufgebaut sein. is specified, be constructed. Im zweiten Fall muß die Erregeranordnung In the second case, the exciter mechanism must 46 46 einen positiven, mit den Anschlüssen a positive, with the terminals 13 13 , . 14 14 , . 15 15 des Oszillators the oscillator 2 2 verbundenen Rückkopplungszweig associated feedback branch 51 51 enthalten. contain. Zum Signalaustausch zwischen der Erregeranordnung For exchanging signals between the exciting arrangement 46 46 und dem Oszillatorstromkreis ist das Impedanzelement and the oscillator circuit is the impedance element 52 52 in die Anschlußleitungen in the connecting lines 13 13 , . 14 14 , . 15 15 geschaltet. connected. Dieses besteht entweder aus einem niederohmigen Widerstand This consists of either a low-resistance resistor 56 56 oder einem Reihen-LC-Kreis or a series LC circuit 57 57 und ist auf die Resonanzfrequenz des Oszillators and on the resonant frequency of the oscillator 2 2 abgestimmt. Voted. Die beiden Bausteine The two building blocks 43 43 , . 44 44 können die Anordnung the arrangement can 50 50 zum Funktionstausch zwischen diesen Bausteinen enthalten. contain the function exchange between these building blocks.
  • Nachfolgend werden konkrete Ausführungsvarianten für die Spannungsaufbereitung betrachtet. Below actual design options for the voltage processing are considered.
  • In der in In the in 13 13 dargestellten Anordnung zur Spannungsaufbereitung Arrangement illustrated for the voltage processing 19 19 dient der Baustein serves to block 43 43 als Autogenerator. as a car alternator. Die von ihm bereitgestellte Frequenz entspricht der Resonanzfrequenz eines der Ultraschallwellengeneratoren The information provided by him frequency corresponds to the resonant frequency of the ultrasonic wave generators 4 4 , . 5 5 und ist wiederum praktisch gleich der maximalen Drehfrequenz des Rotors and is in turn substantially equal to the maximum rotational frequency of the rotor 9 9 . , Zur Stabilisierung der Erregerfrequenz auf den Wert der Resonanzfrequenz des Oszillators dient das Phasen-Frequenz-Diagramm des Stromes von einem der Ultraschallwellengeneratoren the phase-frequency diagram of the current from one of the ultrasonic wave generators is used to stabilize the excitation frequency to the value of the resonant frequency of the oscillator 4 4 , . 5 5 , dessen Phase bei eben dieser Frequenz ihren Nulldurchgang hat. Whose phase at this same frequency has its zero crossing. Der Resonanz-LC-Kreis The resonant LC circuit 53 53 in der Erregeranordnung in the excitation system 46 46 ist auf die Erregerfrequenz abgestimmt und dient der Frequenzbereichsbegrenzung des Verstärkers is tuned to the excitation frequency and is used for limiting the frequency range of the amplifier 45 45 und damit zur Unterdrückung einer Eigenerregung durch parasitäre Resonanzfrequenzen des Oszillators and thus to suppress a self-excitation by parasitic resonance frequencies of the oscillator 2 2 . , Der Baustein the module 44 44 ist über die Phasenschieberkette is about the phase shifter chain 49 49 mit dem Baustein with the block 43 43 verbunden, wodurch die Phasenverschiebung von 90° zwischen den Spannungen V 1 und V 2 gewährleistet ist. is connected, thereby ensuring the phase shift of 90 ° between the voltages V 1 and V2. Die Anordnung The order 48 48 zur Phasendrehung besteht aus dem Schalter the phase rotation is composed of the switch 54 54 , mit dem die Phase des Verstärkers With which the phase of the amplifier 47 47 gedreht und damit die Drehrichtung des Rotors rotated, and thus the direction of rotation of the rotor 9 9 geändert werden kann. can be changed.
  • In der Schaltung nach In the circuit of 14 14 werden die beiden Impedanzelemente the two impedance elements 52 52 in dem auf die Resonanzfrequenz des Oszillators in which the resonant frequency of the oscillator 2 2 abgestimmten Reihen-LC-Kreis matched series LC circuit 55 55 eingesetzt. used. Die Reihen-LC-Kreise The series LC circuits 55 55 sind mit den Anschlüssen are connected to terminals 13 13 , . 14 14 des Oszillators the oscillator 2 2 und den Ausgängen der Verstärker and the outputs of amplifiers 45 45 , . 47 47 verbunden. connected. Eine solche Verknüpfung ermöglicht einen hohen Wirkungsgrad des Verstärkers, der mit dem piezoelektrischen Oszillator in einem Schaltregime arbeitet. Such a link allows a high efficiency of the amplifier, which operates with the piezoelectric oscillator in a switching regime. Die für den Rückkopplungszweig The for the feedback branch 51 51 benötigte Spannung wird vom Kondensator eines der Kreise required voltage from the capacitor is one of the groups 55 55 abgenommen. decreased. Dies ermöglicht eine bedeutende Erhöhung der Spannung für die Rückopplung. This allows a significant increase in the voltage across the Rückopplung. Jedoch erfolgt gleichzeitig eine unerwünschte Drehung der Spannung um 90°. However, an unwanted rotation of the voltage by 90 ° takes place simultaneously. Diese Drehung wird durch den LC-Kreis This rotation is determined by the LC circuit 53 53 der Erregeranordnung the exciter arrangement 46 46 kompensiert, wobei die auf den Verstärker gegebene Spannung von dem in Reihe mit dem Kondensator des LC-Kreises compensated, wherein said given to the amplifier voltage of the in series with the capacitor of the LC circuit 53 53 geschalteten Widerstand connected resistor 56 56 abgenommen wird. is removed.
  • In der Schaltung nach In the circuit of 15 15 ist das als Reihen-LC-Kreis is a series LC-circuit 57 57 ausgeführte Impedanzelement Impedance element executed 52 52 mit dem Anschluß to the terminal 15 15 des gemeinsamen Teiles the common part 8 8th der Ultraschallwellengeneratoren the ultrasonic wave generators 4 4 , . 5 5 verbunden. connected. Dies ermöglicht mit Hilfe nur eines Reihen-LC-Kreises eine Entkopplung der Verstärker This allows with the help of only one series LC circuit, a decoupling of the amplifier 45 45 und and 47 47 vom Oszillator from the oscillator 2 2 , die im Schalterbetrieb arbeiten. Who work in the switch operation. Der Kondensator des Schwingkreises The capacitor of the resonant circuit 57 57 dient gleichzeitig zur Bereitstellung der Spannung für den Rückkopplungszweig serves for providing the voltage for the feedback branch 51 51 . , Aufgrund dessen, daß durch den Schwingkreis Due to the fact that by the resonant circuit 57 57 der Strom der Ultraschallwellengeneratoren the current of the ultrasonic wave generators 4 4 und and 5 5 fließt, spiegelt die Spannung auf dem Kondensator flows, the voltage reflected on the capacitor 57 57 eine Bemittelte Resonanzcharakteristik der beiden Generatoren wider; an averaged resonant characteristics of the two generators resist; in der Praxis unterscheiden sich die Resonanzcharakeristika voneinander. in practice, the Resonanzcharakeristika different from each other. Durch diese Maßnahme ist es möglich, einen Autogenerator zur realisieren, der auf dem Mittelwert der Resonanzfrequenzen der beiden im Oszillator By this measure, it is possible to realize a car generator on the average of resonance frequencies of the two in the oscillator 2 2 vereinigten Generatoren schwingt. combined generators oscillate.
  • Außerdem ist in Moreover, in 15 15 die Anordnung the order 50 50 zum Funktionstausch der Bausteine the function of the exchange modules 43 43 und and 44 44 untereinander vorgesehen. among themselves provided. Diese Anordnung besteht aus dem Schalter This arrangement consisting of the switch 58 58 , mit dessen Hilfe der Phasenschieberkondensator By means of which the phase advancing capacitor 59 59 umgeschaltet wird. is switched. Der Baustein, von dem der Phasenschieberkondensator The module from which the phase advancing capacitor 59 59 elektrisch getrennt ist, wirkt als Autogenerator; is electrically isolated, acts as a car generator; der Baustein aber, mit dem der Phasenschieberkondensator the block but with the phase advancing capacitor 59 59 verbunden 1st, wirkt als phasendrehender Verstärker. 1st connected, acts as a phase shifting amplifier. Mit der Anordnung With the arrangement 50 50 wird dadurch die Änderung der Drehrichtung des Motor thereby changing the direction of rotation of motor 78 78 realisiert. realized.
  • Alle bisher betrachteten Verstärkerschaltungen dienen der Spannungs umschaltung; All previously considered amplifier circuits are used for voltage changeover; deshalb kann die Ausgangsspannung auch nicht größer als die halbe Betriebsspannung sein. therefore, the output voltage can be not greater than half the operating voltage. In dem Fall, in dem unbedingt höhere Erregerspannungen für den Oszillator In the case in which necessarily higher excitation voltages for the oscillator 2 2 nötig sind, können Stromschalter eingesetzt werden. needed power switch can be used. Eine solche Anordnung zur Bereitstellung der Erregerspannung mit Stromschaltern ist in Such an arrangement for providing the excitation voltage with current switches is in 16 16 dargestellt. shown. In dieser Schaltung werden als Stromschalter Feldeffekttransistoren In this circuit as a current switch FETs 79 79 verwendet, deren Source-Anschlüsse mit den LC-Schwingkreisen used, the source terminals of the LC resonant circuits 60 60 , die als Konstantstromquellen dienen, verbunden sind. Which serve as constant current sources are connected.
  • In In 17 17 ist eine Schaltung für den Motor als Schrittmotor dargestellt. a circuit for the motor is shown as a stepping motor. Diese Schaltung funktioniert folgendermaßen: Auf den Steuereingang der Triggervorrichtung This circuit works as follows: In the control input of the triggering device 61 61 wird ein Startimpuls gegeben. a start pulse is given. Die Triggervorrichtung The trigger device 61 61 geht dabei in den Zustand über, in dem der Schalter it goes into the state in which the switch 62 62 geschlossen ist. closed is. Dabei wird der Rückkopplungszweig Here, the feedback branch 51 51 ( ( 16 16 ) geschlossen, was den Generator der Bausteine ) Closed, the generator of the building blocks 43 43 bzw. 44 der Spannungsquelle and 44 of the voltage source 19 19 zum Schwingen veranlaßt. caused to vibrate. An den Ausgängen At the outputs 16 16 , . 17 17 der Spannungsquelle the voltage source 19 19 erscheinen die Spannungen V 1 und V 2 . appear, the voltages V 1 and V2. Der Rotor the rotor 9 9 des Motors beginnt sich zu drehen und dreht sich so lange, bis am Ausgang des Lagegebers the motor starts to rotate and rotates until the output of the position sensor 63 63 ein Steuerimpuls zum Anhalten des Motors gebildet wird. a control pulse is formed for stopping the motor. Dieser Impuls gelangt an den zweiten Eingang der Triggervorrichtung This pulse is applied to the second input of the trigger device 61 61 und führt diese in die Ausgangslage zurück, so daß der Schalter wieder geöffnet ist. and feeds them back to the starting position so that the switch is opened again. Dieser Vorgang fuhrt zum Öffnen des Rückkopplungszweiges This process leads to the opening of the feedback branch 51 51 und zum Stillstand des Rotors and the standstill of the rotor 9 9 . ,
  • Die Frequenzsteuerung des Motors als Schrittmotor ist in The frequency control of the motor as a stepping motor is in 18 18 dargestellt. shown. In dieser Schaltung ist der Ausgang der Triggervorrichtung In this circuit, the output of the trigger device 61 61 mit dem durchstimmbaren Generator with the tunable generator 64 64 verbunden, welcher beim Setzen der Triggervorrichtung connected, wherein when setting the trigger device 61 61 durch deren Startimpulse eingeschaltet wird. is turned on by the start pulses. Durch das Signal des Lagegebers By the signal of the position encoder 63 63 wird der Betrieb des durchstimmbaren Generators the operation of the tunable generator 64 64 unterbrochen. interrupted. Die Frequenz des Generators The frequency of the generator 64 64 ändert sich während des Betriebs und durchläuft die Resonanzcharakteristik des Motors, was eine Drehung des Rotors changes during the operation and passes the resonance characteristic of the engine, resulting in a rotation of the rotor 9 9 zur Folge hat. a result. Die Abschaltung des Generators The shutdown of the generator 64 64 führt zum Abbruch der Drehbewegung des Rotors leads to the termination of the rotary motion of the rotor 9 9 . ,
  • Der Oszillator im erfindungsgemäßen piezoelektrischen Motor stellt ein Bauteil einfachster Form dar, welches in einer Richtung polarisiert ist und eine einfache Gestaltung der Elektroden ermöglicht. The oscillator according to the invention in the piezoelectric motor is a component einfachster shape, which is polarized in one direction and allows a simple design of the electrodes. Die Abmessungen des Oszillators unterliegen keinen konkreten Toleranzen. The dimensions of the oscillator are not subject to specific tolerances. Dadurch wird ein technologisch einfacher und preiswerter Oszillator für den Motor ermöglicht. This allows a technologically simpler and less expensive oscillator for the motor. Die anderen Bestandteile des piezoelektrischen Motors können im Gießverfahren aus Plastematerial gefertigt werden und sind damit auch tech The other constituents of the piezoelectric motor can be manufactured from plastic material by casting and are thus also tech
  • nologisch günstig herstellbar. cally produced economically. Der Motor ist einfach zu montieren und bedarf keiner langwierigen Nacharbeit. The engine is easy to install and requires no tedious reworking. Die genannten Faktoren machen den Motor preiswerter als Vergleichsgeräte. These factors make the engine less expensive than comparative devices. Der Oszillator des Motors wird vollständig aus piezokeramischen Material gefertigt; The oscillator of the motor is made entirely of piezoelectric ceramic material; deshalb sind die Frequenz-Strom-Diagramme in Resonanz, wobei das Strommaximum dem Maximum der Drehfrequenz des Motors entspricht. Therefore, the frequency-to-current diagrams in resonance, the current maximum corresponds to the maximum rotational frequency of the engine. Der Nulldurchgang der Phase im Frequenz-Phasen-Diagramm sowohl des Stromes als auch der Spannung entspricht dem Strommaximum bzw. der maximalen Drehfrequenz. The zero crossing of the phase in the frequency-phase diagram of both the current and the voltage corresponding to the current maximum and the maximum rotational frequency. Damit ist es möglich, einfache Anordnungen zur Spannungsbereitstellung zu konstruieren, die als Autogeneratoren auf der Resonanzfrequenz des Oszillators schwingen, die zugleich Drehfrequenz des Rotors ist. This makes it possible to construct simple arrangements for power supply, which vibrate as auto generators at the resonant frequency of the oscillator, which is also the rotation frequency of the rotor. Die monolithische Konstruktion des Oszillators The monolithic construction of the oscillator 2 2 ermöglicht höhere Standzeiten. allows longer service life.
  • 1 1
    Stator stator
    2 2
    Oszillator oscillator
    3 3
    zylindrisches Piezoelement cylindrical piezoelectric element
    4, 5 4, 5
    Ultraschallwellengeneratoren Ultrasonic wave generators
    6, 7 6, 7
    getrennte Teile der Ultraschallwellengeneratoren separate parts of the ultrasonic wave generators
    8 8th
    gemeinsames Teil der Ultraschallwellengeneratoren common part of the ultrasonic wave generators
    9 9
    Rotor rotor
    10 10
    Welle wave
    11 11
    Abschlußelement terminating element
    12 12
    Feder feather
    13, 14 13, 14
    Anschlüsse der getrennten Teile Terminals of the separated parts
    15 15
    Anschluß des gemeinsame Teiles Terminal of the common part
    16, 17, 18 16, 17, 18
    Anschlüsse an der Anordnung zur Spannungsbereitstellung Connections to the arrangement for voltage supply
    19 19
    Anordnung zur Spannungsbereitstellung Arrangement for voltage supply
    20 20
    Gewinde thread
    21 21
    Mutter mother
    22 22
    Zahnrad auf Rotor Gear on rotor
    23 23
    äußeres Zahnrad outer gear
    24 24
    Gerätechassis equipment chassis
    25 25
    Befestigungsschraube fixing screw
    26 26
    Gehäuse casing
    27 27
    Flansch flange
    28, 29 28, 29
    Rotorteile rotor parts
    30 30
    konische Kontaktoberfläche conical contact surface
    31 31
    elastische Unterlegscheibe resilient washer
    32, 33, 34, 35 32, 33, 34, 35
    Elektroden electrodes
    36 36
    Oszillator mit den äußeren Elektroden der Generatoren Oscillator with the external electrodes of the generators
    37 37
    Oszillator mit den inneren Elektroden der Generatoren Oscillator with the internal electrodes of the generators
    38 38
    scheibenförmiger Oszillator disk-shaped oscillator
    39 39
    ringförmiger Oszillator annular oscillator
    40 40
    zweischichtiger Oszillator two-layer oscillator
    41 41
    unsymmetrischer zweischichtiger Oszillator unbalanced two-layer oscillator
    42 42
    abriebfeste Schicht abrasion-resistant layer
    43, 44 43, 44
    Bausteine der Anordnung 19 Building blocks of the assembly 19
    45, 47 45, 47
    Verstärker amplifier
    46 46
    Erregeranordnung exciter arrangement
    48 48
    Anordnung zur Phasendrehung An arrangement for phase rotation
    49 49
    Phasenschieberkette Phase shifter chain
    50 50
    Anordnung zum Funktionstausch Arrangement for exchange function
    51 51
    Rückkopplungszweig Feedback path
    52 52
    Impedanzelement impedance element
    53 53
    paralleler LC-Kreis für die Erregeranordnung 46 parallel LC circuit for the exciter arrangement 46
    54, 58, 62 54, 58, 62
    Schalter counter
    55 55
    Reihen-LC-Kreis zum Impedanzelement 52 Series LC circuit to the impedance element 52
    56 56
    niederohmiger Widerstand low-resistance
    57 57
    Schwingkreis resonant circuit
    59 59
    Phasenschieberkondensator Phase advancing capacitor
    60 60
    LC-Kreis LC circuit
    61 61
    Triggervorrichtung triggering device
    63 63
    Lagegeber position encoder
    64 64
    durchstimmbarer Generator tunable generator
    65, 66, 67 65, 66, 67
    Elemente der Ersatzschaltung des Oszillators 2 Elements of the equivalent circuit of the oscillator 2
    68 bis 73 68 to 73
    Varianten von Piezoelementen und zugehörige Schwingungsformen Variants of piezo elements and associated waveforms
    74, 75 74, 75
    Positionen positions
    76 76
    Induktivität inductance
    77 77
    Kompensationskondensatoren compensation capacitors
    78 78
    Motor engine
    79 79
    Feldeffekttransistor Field Effect Transistor
    XX XX
    Drehachse des Rotors Axis of rotation of the rotor
    SS SS
    Achse axis
    X 1 , X 2 , X 3 , X 1, X 2, X 3,
    Schwingachsen swing axles
    a, b, c a, b, c
    Sektoren sectors
    a 1 bis a 6 a 1 to a 6
    Punkte Points
    a' 1 bis a' 6 A '1 to A' 6
    Positionen positions
    t 1 bis t 7 t 1 to t 7
    Zeitpunkte timings
    P P
    Polarisationsvektor polarization vector
    T T
    Periode period

Claims (13)

  1. Piezoelektrischer Motor, bestehend aus einem Stator ( Piezoelectric motor comprising a stator ( 1 1 ) mit einem darauf befestigten piezoelektrischen Oszillator ( ) (With a fixed thereon piezoelectric oscillator 2 2 ) in Form eines Piezoelements ( ) (In the form of a piezo element 3 3 ) mit zwei Ultraschallwellen-Generatoren ( ) (With two ultrasonic wave generators 4 4 , . 5 5 ) und einem Rotor ( ) And a rotor ( 9 9 ), mit dem der Oszillator ( ) With which the oscillator ( 2 2 ) in mechanischem Kontakt steht, wobei die beiden Ultraschallwellen-Generatoren ( ) Is in mechanical contact, wherein the two ultrasonic waves generators ( 4 4 , . 5 5 ) zwei getrennte Teile ( ) Two separate parts ( 6 6 , . 7 7 ) und ein gemeinsames Teil ( ) And a common part ( 8 8th ), das die Funktion eines dritten Ultraschallwellen-Generators erfüllt, aufweisen, wobei jeder Ultraschallwellen-Generator einen Anschluß ( ), Which performs the function of a third ultrasonic wave generator, having, each ultrasonic wave generator (one terminal 13 13 , . 14 14 , . 15 15 ) aufweist, der ihn mit den Anschlüssen ( ) Which (it to the terminals 16 16 , . 17 17 , . 18 18 ) einer Anordnung zur Spannungserzeugung ( ) Of an arrangement for generating voltage ( 19 19 ) verbindet, und wobei der dritte Ultraschallwellen-Generator derart ausgeführt ist, daß er mit den zwei Ultraschallwellen-Generatoren ( ), And said third ultrasonic wave generator is designed such that it (with the two ultrasonic wave generators 4 4 , . 5 5 ) jeweils einen Teiler für die von der Anordnung zur Spannungserzeugung ( ) Each comprise a divider for (of the arrangement for voltage generation 19 19 ) gelieferten Spannungen (V 1 , V 2 ) bildet und die an den Anschlüssen ( ) Voltages supplied (V 1, V 2) and the (at terminals 13 13 , . 14 14 ) der zwei Ultraschallwellen-Generatoren ( ) Of the two ultrasonic waves generators ( 4 4 , . 5 5 ) angelegten Spannungen (V 1 , V 2 ) sich jeweils aus der Summe der durch jeweils einen Ultraschallwellen-Generator ( ) Applied voltages (V 1, V 2), the (each from the sum in each case by an ultrasonic wave generator 4 4 , . 5 5 ) geteilten Spannung (V 3 , V 4 ) und der an dem dritten Ultraschallwellen-Generator anliegenden Spannung (V 5 ) ergeben, dadurch gekennzeichnet , daß der Oszillator aus einem zylinder- oder konusförmigen Piezoelement ( ) Divided voltage (V 3, V 4), and the voltage applied to the third ultrasonic wave generator voltage (V 5) yield, characterized in that the oscillator (from a cylindrical or cone-shaped piezoelectric element 3 3 ) besteht und die Elektroden ( ), And the electrodes ( 32 32 , . 33 33 , . 34 34 , . 35 35 ) für die ersten bis dritten Ultraschallwellen-Generatoren derart auf den Zylinderflächen angeordnet sind, daß die Zylinderaußenfläche drei getrennt ansteuerbare, jeweils einen Ultraschallwellen-Generator zugeordnete Elektroden ( ) Are arranged for the first to third ultrasonic wave generators in such a way on the cylinder surface, that the cylinder outer surface controllable three separately, in each case an ultrasonic wave generator associated electrodes ( 32 32 , . 33 33 , . 35 35 ,) mit je einem elektrischen Anschluß ( ,) (Each with an electrical terminal 13 13 , . 14 14 , . 15 15 ) und die Zylinderinnenfläche eine gemeinsame, nicht beschaltete Elektrode ( ) And the cylindrical inner surface of a common, unconnected electrode ( 34 34 ) ohne elektrischen Anschluß aufweist und die zwei Ultraschallwellen-Generatoren ( ) Has no electrical connection and the two ultrasonic waves generators ( 4 4 , . 5 5 ) jeweils aus einer getrennt ansteuerbaren Elektrode ( ) Respectively (from a separately controllable electrode 32 32 , . 35 35 ), einer Hälfte der dem dritten Ultraschallwellen-Generator zugeordneten Elektrode ( ), One half of the assigned to the third ultrasonic wave generator electrode ( 33 33 ) und der gemeinsamen Elektrode ( ) And the common electrode ( 34 34 ) gebildet werden. ) Are formed.
  2. Piezoelektrischer Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein ganzzahliges Vielfaches von drei Ultraschallwellen-Generatoren am Piezoelement vorgesehen ist. Piezoelectric motor according to claim 1, characterized in that an integral multiple of three ultrasonic wave generators is provided on the piezo element.
  3. Piezoelektrischer Motor nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Pfezoelements, die mit dem Rotor Kontakt hat, mit einer dünnen Schicht ( Piezoelectric motor according to claims 1 or 2, characterized in that the surface of the Pfezoelements which is in contact with the rotor (with a thin layer 42 42 ) eines abtriebfesten Materials versehen ist. ) Is provided on the output of a solid material.
  4. Piezoelektrischer Motor nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zur Spannungserzeugung ( Piezoelectric motor according to claims 1 to 3, characterized in that the arrangement (for voltage generation 19 19 ) so ausgeführt ist, daß an zwei ihrer Ausgänge Spannungen entstehen, die gleiche Amplituden und Frequenzen und eine von Null verschiedene Phasenverschiebung aufweisen. ) Is constructed so that stresses are produced at two of its outputs having equal amplitudes and frequencies, and a non-zero phase shift.
  5. Piezoelektrischer Motor nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zur Spannungserzeugung ( Piezoelectric motor according to claims 1 to 4, characterized in that the arrangement (for voltage generation 19 19 ) Bausteine ( ) Building blocks ( 43 43 , . 44 44 ) aufweist, von denen einer eine Erregeranordnung ( ), Of which a an exciter assembly ( 46 46 ) umfaßt und wobei der zweite Baustein mit dem ersten Baustein über eine Phasenschieberkette ( ), And wherein the second block with the first block (via a phase shifter chain 49 49 ) verbunden ist. ) connected is.
  6. Piezoelektrischer Motor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Baustein eine Vorrichtung ( Piezoelectric motor according to claim 5, characterized in that the second block (a device 48 48 ) zur Phasendrehung um 180° enthält. ) Includes for phase rotation of 180 °.
  7. Piezoelektrischer Motor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zur Spannungserzeugung ( Piezoelectric motor according to claim 5, characterized in that the assembly (for voltage generation 19 19 ) einen Umschalter ( ) A switch ( 50 50 ) zum Vertauschen der Funktionen der zwei Bausteine ( ) (For interchanging the functions of the two components 43 43 , . 44 44 ) enthält. ) Contains.
  8. Piezoelektrischer Motor nach den Ansprüchen 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zur Spannungserzeugung ( Piezoelectric motor according to claims 5 to 7, characterized in that the assembly (for voltage generation 19 19 ) einen positiven Rückkopplungszweig ( ) A positive feedback branch ( 51 51 ) aufweist. ) having.
  9. Piezoelektrischer Motor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der positive Rückkopplungszweig mit einem Impedanzelement ( Piezoelectric motor according to claim 8, characterized in that the positive feedback branch (with an impedance element 52 52 ) verbunden ist, welches in Reihe mit dem Anschluß eines der Ultraschallwellen-Generatoren geschaltet ist. is connected) which is connected in series with the terminal of the ultrasonic wave generators.
  10. Piezoelektrischer Motor nach-Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der positive Rückkopplungszweig mit einem Impedanzelement ( Piezoelectric motor according to-claim 8, characterized in that the positive feedback branch (with an impedance element 52 52 ) verbunden ist, welches in Reihe mit den Anschlüssen des gemeinsamen Teiles ( is connected) which is in series (with the terminals of the common part 8 8th ) der zwei Ultraschallwellen-Generatoren ( ) Of the two ultrasonic waves generators ( 4 4 , . 5 5 ) geschaltet ist. ) Is connected.
  11. Piezoelektrischer Motor nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß dieser zusätzlich einen Geber ( Piezoelectric motor according to claims 1 to 10, characterized in that it additionally (a donor 63 63 ) zur Lagebestimmung des Rotors ( ) (For determining the position of the rotor 9 9 ) enthält und die Anordnung zur Spannungserzeugung eine Einschaltmöglichkeit ( ) And the arrangement for generating a voltage Einschaltmöglichkeit ( 62 62 ) aufweist, deren Eingang mit dem Ausgang einer Triggervorrichtung ( ), The input (the output of a trigger device 61 61 ) verbunden ist, wobei ein Eingang der Triggervorrichtung ( is connected), wherein an input of the trigger device ( 61 61 ) mit dem Geber ( ) (With the encoder 63 63 ) zur Lagebestimmung verbunden ist und ein zweiter Eingang den Steuereingang des Motors bildet. ) Is connected for position determination and a second input forms the control input of the motor.
  12. Piezoelektrischer Motor nach den Ansprüchen 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zur Spannungserzeugung einen durchstimmbaren Frequenzgenerator ( Piezoelectric motor according to claims 5 to 7, characterized in that the arrangement for generating a voltage tunable frequency generator ( 64 64 ) aufweist. ) having.
  13. Piezoelektrischer Motor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor zusätzlich einen Geber ( Piezoelectric motor according to claim 12, characterized in that the motor additionally (a donor 63 63 ) zur Lagebestimmung des Rotors enthält, wobei der durchstimmbare Frequenzgenerator ( ) Contains for determining the position of the rotor, wherein the tunable frequency generator ( 64 64 ) an denjenigen Ausgang einer Triggervorrichtung ( ) (At those output of a trigger device 61 61 ) angeschlossen ist, dessen erster Eingang mit dem Geber ( ) Is connected, the first input (with the encoder 63 63 ) zur Lagebestimmung verbunden ist und dessen zweiter Eingang den Steuereingang des Motors bildet. ) Is connected for position determination and a second input forms the control input of the motor.
DE19944438876 1994-10-31 1994-10-31 The piezoelectric motor Expired - Fee Related DE4438876B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19944438876 DE4438876B4 (en) 1994-10-31 1994-10-31 The piezoelectric motor

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19944438876 DE4438876B4 (en) 1994-10-31 1994-10-31 The piezoelectric motor
US08817496 US5872418A (en) 1994-10-31 1995-10-23 Piezoelectric motor
PCT/EP1995/004148 WO1996013868A1 (en) 1994-10-31 1995-10-23 Piezoelectric motor
EP19950936535 EP0789937B1 (en) 1994-10-31 1995-10-23 Piezoelectric motor
JP51429696A JP3804973B2 (en) 1994-10-31 1995-10-23 Piezoelectric motor
IL11579895A IL115798D0 (en) 1994-10-31 1995-10-27 Piezoelectric motor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE4438876A1 true DE4438876A1 (en) 1996-05-02
DE4438876B4 true DE4438876B4 (en) 2004-04-01

Family

ID=6532136

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19944438876 Expired - Fee Related DE4438876B4 (en) 1994-10-31 1994-10-31 The piezoelectric motor

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE4438876B4 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006041017B4 (en) * 2005-12-28 2010-04-08 Physik Instrumente (Pi) Gmbh & Co. Kg Circuit arrangement for controlling a reversible in the direction of single-phase ultrasonic motor
DE102010022812A1 (en) * 2010-06-05 2011-12-08 Physik Instrumente (Pi) Gmbh & Co. Kg Ultrasonic motor, has element to be driven and contact element, which are in threaded engagement, and ultrasound actuator surrounding contact element on outer circumferential surface completely
DE102006025991B4 (en) * 2006-06-02 2012-02-23 Physik Instrumente (Pi) Gmbh & Co. Kg Self-exciting low voltage controller for controlling one or more ultrasonic micromotors
DE102011075985A1 (en) 2011-05-17 2012-11-22 Physik Instrumente (Pi) Gmbh & Co. Kg inverter

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10314810A1 (en) * 2003-01-08 2004-08-05 Physik Instrumente (Pi) Gmbh & Co. Kg A method of operating a piezoelectric motor as well as a piezoelectric motor having a stator in the form of a hollow-cylindrical oscillator
DE102004044184B4 (en) * 2004-08-13 2013-02-21 Physik Instrumente (Pi) Gmbh & Co. Kg miniaturizable engine

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4019073A (en) * 1975-08-12 1977-04-19 Vladimir Sergeevich Vishnevsky Piezoelectric motor structures
GB2044015A (en) * 1979-03-08 1980-10-08 Sp P Konstrukt I Tekhnolog Bju Piezoelectric vibration motor
US4504760A (en) * 1982-12-16 1985-03-12 Canon Kabushiki Kaisha Piezoelectrically driven vibration wave motor
DE3723030C2 (en) * 1986-10-01 1989-04-20 Alps Electric Co., Ltd., Tokio/Tokyo, Jp
DE3719537C2 (en) * 1986-06-12 1991-05-29 Canon K.K., Tokio/Tokyo, Jp
EP0458638A1 (en) * 1990-05-24 1991-11-27 Canon Kabushiki Kaisha Vibration wave driven motor
DE3634329C2 (en) * 1985-10-09 1992-05-07 Canon K.K., Tokio/Tokyo, Jp
DE4305894C1 (en) * 1993-02-26 1994-08-18 Daimler Benz Ag Vibration excitation at a vibration motor with a cylindrical vibrating body

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4019073A (en) * 1975-08-12 1977-04-19 Vladimir Sergeevich Vishnevsky Piezoelectric motor structures
GB2044015A (en) * 1979-03-08 1980-10-08 Sp P Konstrukt I Tekhnolog Bju Piezoelectric vibration motor
US4504760A (en) * 1982-12-16 1985-03-12 Canon Kabushiki Kaisha Piezoelectrically driven vibration wave motor
DE3634329C2 (en) * 1985-10-09 1992-05-07 Canon K.K., Tokio/Tokyo, Jp
DE3719537C2 (en) * 1986-06-12 1991-05-29 Canon K.K., Tokio/Tokyo, Jp
DE3723030C2 (en) * 1986-10-01 1989-04-20 Alps Electric Co., Ltd., Tokio/Tokyo, Jp
EP0458638A1 (en) * 1990-05-24 1991-11-27 Canon Kabushiki Kaisha Vibration wave driven motor
DE4305894C1 (en) * 1993-02-26 1994-08-18 Daimler Benz Ag Vibration excitation at a vibration motor with a cylindrical vibrating body

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006041017B4 (en) * 2005-12-28 2010-04-08 Physik Instrumente (Pi) Gmbh & Co. Kg Circuit arrangement for controlling a reversible in the direction of single-phase ultrasonic motor
DE102006025991B4 (en) * 2006-06-02 2012-02-23 Physik Instrumente (Pi) Gmbh & Co. Kg Self-exciting low voltage controller for controlling one or more ultrasonic micromotors
DE102010022812A1 (en) * 2010-06-05 2011-12-08 Physik Instrumente (Pi) Gmbh & Co. Kg Ultrasonic motor, has element to be driven and contact element, which are in threaded engagement, and ultrasound actuator surrounding contact element on outer circumferential surface completely
DE102010022812B4 (en) * 2010-06-05 2018-01-18 Physik Instrumente (Pi) Gmbh & Co. Kg ultrasonic motor
DE102011075985A1 (en) 2011-05-17 2012-11-22 Physik Instrumente (Pi) Gmbh & Co. Kg inverter
DE102011075985B4 (en) * 2011-05-17 2018-02-22 Physik Instrumente (Pi) Gmbh & Co. Kg inverter

Also Published As

Publication number Publication date Type
DE4438876A1 (en) 1996-05-02 application

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5319278A (en) Longitudinal-torsional resonance ultrasonic motor with improved support structure
US4933590A (en) Ultrasonic motor
US20040080243A1 (en) Rotation/displacement converting actuator
US5448128A (en) Vibration type driving device
DE10242094A1 (en) Oscillation drive for small electrical device e.g. electric razor or toothbrush, has spring elements providing coupling between 2 linear motor components oscillating in opposition to one another
DE19646511C1 (en) Piezoelectrically drive or adjustment
DE3938088A1 (en) Mounting head for SMD electronic components - has tool on rotary shaft driven by brushless DC motor with eccentric rotor
DE10028066C1 (en) An injection unit for an injection molding
EP1098429A2 (en) Electromechanical motor
US5359251A (en) Vibration driven actuator
DE3833342A1 (en) Piezoelectric motor
DE19634913A1 (en) Variable-length induction pipe for internal combustion engine
DE4342949A1 (en) Arrangement for clearance-free fixing of electric machine into casing
DE4022735A1 (en) Game Free phaser
DE10121917A1 (en) Drive unit for motor vehicle has crankcase connected to gearbox input shaft at least via flexible element for transferring torque from crankshaft to gearbox input shaft
DE102007039548B3 (en) System and method for influencing the vibration
EP1182849A1 (en) Mobile electronic communication device with vibration unit
DE4233933A1 (en) Ultrasonic motor of travelling wave type - has piezoelectric transducer of cylindrical platelets, adhered to stator surface
DE10114672A1 (en) Ultrasonic vibrator e.g. for machine tool, has vibration element in form of plate to which ultrasonic vibration generator is attached on one side of plate
DE102006046694A1 (en) Drive system with hollow shaft motor and transmission
DE102010022812A1 (en) Ultrasonic motor, has element to be driven and contact element, which are in threaded engagement, and ultrasound actuator surrounding contact element on outer circumferential surface completely
DE19605214A1 (en) Ultrasonic drive element
EP2216233A1 (en) Drive for vehicle steering device
DE19781664C2 (en) electric shaver
DE10355446A1 (en) Electric motor for a small electric device

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20110502